- 电极反应和电池反应方程式
- 共352题
合金是建造航空母舰的主体材料。如:航母舰体可由合金钢制造,航母升降机可由铝合金制造;航母螺旋桨主要用铜合金制造。
(1)Al原子核外电子占据 个纺锤形轨道;Fe原子核外电子排布式为,铁原子核外有 种能量不同的电子。
(2)下列事实可用作比较Al和Fe金属性强弱依据的是 ( )
A,Al的导电性、导热性比Fe更好
B,可溶于NaOH溶液,
不溶于NaOH溶液
C,相同质量的Al片和Fe片,投入到等浓度的稀硫酸溶液中,Al片产生氢气更多
D,在野外利用铝热剂焊接铁轨
(3),航母在海洋中行驶时,舰体发生的电化学腐蚀类型为: ,其中正极发生的电极反应式为: 。
(4)取a克CuAl合金样品用酸完全溶解后,加入过量NaOH,过滤、洗涤、烘干、灼烧得a克固体,则合金中Cu的质量分数为 。
(5)AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理铝表面Al2O3膜,其化学方程式为: 。
(6)取适量AlMg合金样品置于烧杯中,加入20mL 1 mol/L的NaOH溶液,恰好完全反应。
下列叙述正确的是 ( )
A,Mg作负极,Al作正极
B,该反应速率比纯铝与NaOH溶液的反应速率快
C,若把NaOH中的H换成D(D为重氢),生成的氢气中D与H物质的量之比为
D,若加入的是20mL 1 mol/L的盐酸,则放出的氢气的物质的量减少
正确答案
(1) 4 , 7种
(2)D
(3)吸氧腐蚀 , O2 +2H2O+4e →4OH―
(4)0.80
(5) Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 +H2O
(6)BD
解析
略
知识点
最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,总反应为:
实验室中,以一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液为电解质溶液,
模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如下图所示。
(1)若以甲烷燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入 (填化学式)
气体。
(2)电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体。电极反应如下:
阳极:① 4OH- - 4e- == O2↑+ 2H2O
②
阴极:①
② CH3CHO + 2e- + 2H2O == CH3CH2OH + 2OH-
(3)电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中,某时刻测定了阳极区溶液中各组分的物质的量,其中Na2SO4与
的物质的量相同。下列关于阳极区溶液中各微粒浓度关系的说法正确的是 (填字母序号)。
a. 不一定是
的2倍
b.
c.
d.
(5)已知:乙醛、乙醇的沸点分别为20.8℃、78.4℃。从电解后阴极区的溶液中分离
出乙醇粗品的方法是 。
(6)在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3
乙醛的含量为3000 mg/L的废水,可得到乙醇 kg(计算结果保留小
数点后1位)。
正确答案
解析
(1)CH4
(2)CH3CHO -2e- + H2O == CH3COOH + 2H+
4H+ + 4e- == 2H2↑或4H2O + 4e- == 2H2↑+ 4OH-
(3)不变
(3)abd
(5)蒸馏
(6)1.9
知识点
空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
近年来,为提高能源利用率,西方提出共生系统。特指为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。
(1)由于共生工程的应用,利用发电厂产生的SO2制成自发电池,其电池反应方程式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,该电池电动势为1.06V。实际过程中,将SO2通入电池的 极(填“正”或“负”),负极反应式为 。用这种方法处理SO2废气的优点是 。
(2)以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下:
①生产中,向反应中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是 。
②下列有关说法正确的是 。
A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙
B.反应中发生反应的化学方程式为
C.反应需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解
D.反应中的副产物氯化铵可用作氮肥
③反应中选用了40%的乙二醇溶液,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液原因是 。
④(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式 。
正确答案
见解析。
解析
(1) 负
SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
利用上述电池,可回收大量有效能,副产品为H2SO4,减少环境污染,实现(能质)共生。
(2)①防止亚硫酸铵被氧化
②ABCD
③K2SO4在有机溶剂乙二醇中溶解度小,能充分析出
④4(NH4)2SO3+2NO2=4(NH4)2SO4+N2
知识点
从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下:
明矾焙烧的化学方程式为:4KAl(SO4)2·12H2O+3S=2K2SO4 +2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,氧化剂是 。
(2)步骤②中,为提高浸出率,可采取的措施有_____________。
a,粉碎固体混合物 b,降低温度
c,不断搅拌 d,缩短浸泡时间
(3)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。
(4)步骤③电解的化学方程式是 ,电解池的电极是用碳素材料做成,电解过程中,阳极材料需要定期更换,原因是: 。
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,则该电池的正极电极反应式是 。
(6)焙烧a吨明矾(摩尔质量为b g/mol),若SO2 的转化率为96%,可生产质量分数为98%的H2SO4质量为 吨(列出计算表达式)。
正确答案
(1)KAl(SO4)2·12H2O(2分)
(2) AC (2分,多选、错选0分)
(3)蒸发结晶(2分,“蒸发浓缩、冷却结晶”给1分)
(4)(2分)
阳极中碳被氧化成CO2(CO) (2分,用化学方程式表示也可,如:
C+O2CO2或2C+O2
2CO ,条件用加热或970℃也可)
(5)NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-(2分)
(6)或
(3分,不带单位不扣分,化简也可以)
解析
略
知识点
重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下:
请回答:
(1)已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价,则Fe(CrO2)2中铁元素是 价。
(2)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2
可写成 。
(3)煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4,反应化学方程式如下:
4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CO4+8CO2
为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是 。
(4)已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应,如:
2CrO42- + 2H+ = Cr2O72- + H2O ; 3CrO42- + 4H+ = Cr3O102- + 2H2O
① 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是 。
② 混合溶液乙中溶质的化学式是 。
(5)+3、+6价铬都有很强的毒性,+6价铬的毒性更高,可诱发肺癌和鼻咽癌, 所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72-必须除去。
工业上可用电解法来处理含Cr2O72-的废水,下图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。通电后,Cr2O72-在b极附近转变为Cr3+,一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。
a电极的电极反应式是 ,
b电极附近反应的离子方程式是 。
正确答案
见解析。
解析
(1)+2
(2)FeO·Cr2O3
(3)粉碎矿石、升高温度
(4)
① 少量不能除尽Na2CO3等杂质,过量会生成Na2Cr3O10等副产物。
② Na2Cr2O7和Na2SO4
(5)2H++2e-=H2↑,Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
知识点
有关右图的说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
下列说法不正确的是
正确答案
解析
略
知识点
银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下的:
(1)点解精练银时,阴极反应式为 ;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为
(2)固体混合物B的组成为 ;在省城固体B的过程中,余姚控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为 。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液 L.
(5)CuSO2溶液也可用于制备胆矾,其基本操作时 、过滤、洗涤和干燥。
正确答案
(1)Ag++e-=Ag 2NO+O2=2NO2
(2)Al(OH)3和CuO的混合物 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(3)4 2 4 O2
(4)50 25
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
解析
本题考查了工艺流程问题。
(1)电解精炼时,阴极上Ag+得电子生成金属银,电极反应式为Ag++e-=Ag;气体迅速变红是因为生成的NO气体被空气氧化为NO2,2NO+O2=2NO2。
(2)Al2(SO4)3和CuSO4溶液中加入NaOH溶液后得到的固体为Al(OH)3和Cu(OH)2的混合物,但是煮沸后,氢氧化铜在80度即分解,故应该为氢氧化铝和氧化铜的混合物;在该过程中加入的NaOH过量后会使生成的Al(OH)3溶解,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
(3)在该未完成的方程式中,产生的气体只能是氧气,故配平后的方程式为4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑。
(4)根据铜守恒可知n(CuAlO2)==50mol;因为n(Al)=n(Cu)=n(CuAlO2)=50mol,故需要溶液的体积为25L。
(5)从硫酸铜溶液中得到晶体的过程为,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
知识点
开发新能源,使用清洁燃料,可以达到提高能效、减少污染的目的。
(1)由C、H、O三种元素中的两种和三种分别组成的燃料物质甲和乙,其分子中均有氧,且1个乙分子中含有18个电子,则甲和乙分别是________。
乙是一种清洁燃料,工业上可用甲和氢气反应制得。
① T1温度时,在体积为2 L的密闭容器中充入2 mol甲和6 mol H2,反应达到平衡后,测得c(甲)=0.2 mol/L,则乙在平衡混合物中的物质的量分数是 。
② 升高温度到T2时,反应的平衡常数为1,下列措施可以提高甲的转化率的是
________(填字母)。
A.加入2 mol甲
B.充入氮气
C.分离出乙
D.升高温度
(2)甲烷也是一种清洁燃料,但不完全燃烧时热效率降低并会产生有毒气体造成污染。
已知: ΔH1=―890.3 kJ/mol
ΔH2=―566.0 kJ/mol
则甲烷不完全燃烧生成一氧化碳和液态水时的热效率只是完全燃烧时的________倍(计算结果保留1位小数)。
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:
请回答:
① 甲烷燃料电池的负极反应式是________。
② 当线路中有0.1 mol电子通过时,________(填“a”或“b”)极增重________g。
正确答案
见解析。
解析
(1)CO(或一氧化碳)和 CH3OH(或甲醇)
① 1/3 (0.33或33.3%)
② C
(2) 0.7
(3)① CH4 -8e- + 2H2O = CO2 + 8H+
② b 3.2
知识点
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