完成下列问题
(1)利用反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计了如图所示的原电池。回答下列问题:
①该原电池的负极材料是_______ ,发生_______ (填“氧化”或“还原”)反应。
②X是_______ ,Y是_______ 。
③正极的电极反应式是_______ 。
④在外电路中,电子从_______ (填写电极材料)极流向_______ 极。
(2)用石墨做电极电解饱和食盐水的阳极的电极反应式为_______ 阴极产物是:_______ ,若电解质溶液体积为200mL,当电路中通过0.2mol电子时,溶液中OH-的浓度为_______ 。
(1)利用反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计了如图所示的原电池。回答下列问题:
①该原电池的负极材料是
②X是
③正极的电极反应式是
④在外电路中,电子从
(2)用石墨做电极电解饱和食盐水的阳极的电极反应式为
更新时间:2022-12-19 23:23:17
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解答题-原理综合题
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【推荐1】合理开发利用能源具有重要意义。回答下列问题:
(1)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理如图所示,NH3被氧化为常见无毒物质。
①电极b的名称是___________ ,电子的流动方向为___________ 。
②a极的电极反应式为___________ 。
③电池工作时,理论上反应消耗NH3与O2的物质的量之比为___________ 。
(2)通过如下流程可实现SO2和NO综合处理并获得保险粉()和硝铵。
①装置Ⅲ中生成与的物质的量之比为___________ 。
②装置Ⅳ中溶液含有和,欲将cL该溶液完全转化为硝铵,需要通入与的体积比为___________ (同温同压下)。
(1)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理如图所示,NH3被氧化为常见无毒物质。
①电极b的名称是
②a极的电极反应式为
③电池工作时,理论上反应消耗NH3与O2的物质的量之比为
(2)通过如下流程可实现SO2和NO综合处理并获得保险粉()和硝铵。
①装置Ⅲ中生成与的物质的量之比为
②装置Ⅳ中溶液含有和,欲将cL该溶液完全转化为硝铵,需要通入与的体积比为
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解答题-原理综合题
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适中
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【推荐2】回答下列问题
(1)已知在2L的固定容积的密闭容器中进行下列可逆反应,各物质的有关数据如下:
则:①0到2s用物质C来表示的反应速率为_________________ ;
②从反应开始到2s末,B的转化率为________________ ;
③下列事实不能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是_______ 。
A.气体的平均相对分子质量保持不变
B.容器内气体的密度不变
C.容器内气体的总压强保持不变
D.vA︰vB︰vC=3︰2︰2
E.容器内气体C的物质的量分数保持不变
(2)①锌电池有望代替铅蓄电池,它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液,发生的总反应式是:2Zn+O2=2ZnO。则该电池的负极材料是_________ ;当导线中有0.4 mol电子通过时,理论上消耗的O2在标准状况下的体积是_______ L。
②瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如右,该燃料电池工作时,外电路中电流方向是从电极_____ 到电极_____ ;(用1、2表达)负极的电极反应式_________________ 。
(1)已知在2L的固定容积的密闭容器中进行下列可逆反应,各物质的有关数据如下:
则:①0到2s用物质C来表示的反应速率为
②从反应开始到2s末,B的转化率为
③下列事实不能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是
A.气体的平均相对分子质量保持不变
B.容器内气体的密度不变
C.容器内气体的总压强保持不变
D.vA︰vB︰vC=3︰2︰2
E.容器内气体C的物质的量分数保持不变
(2)①锌电池有望代替铅蓄电池,它的构成材料是锌、空气、某种电解质溶液,发生的总反应式是:2Zn+O2=2ZnO。则该电池的负极材料是
②瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如右,该燃料电池工作时,外电路中电流方向是从电极
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解答题-实验探究题
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(0.65)
解题方法
【推荐3】科学探究与创新意识是化学学科核心素养之一。回答下列问题:
Ⅰ.某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件,按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果。
(1)实验①的导线中电子流向为_________ (填“A→B”或“B→A”)。
(2)实验④的导线中电流由A极流向B极,表明负极是___________ 电极(填元素名称),正极反应式为________ 。
(3)分析上表有关信息,下列说法错误的是_________ (填标号)。
a.烧杯中的液体必须是电解质溶液
b.相对活泼的金属一定做负极
c.钢铁在潮湿的空气中不会被腐蚀
d.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
Ⅱ.某化学兴趣小组研究钠与不同浓度盐酸的反应。
【实验操作】
取5块质量均为0.20g且形状相似的金属钠,分别放入20mL不同浓度的盐酸中,如图所示。
【实验现象与数据】
经检验,⑤中出现的白色浑浊中的固体为NaCl。
【问题与讨论】
(4)写出钠与盐酸反应的离子方程式________ 。
(5)实验①中能说明钠与盐酸反应放热的实验现象是________ 。
(6)在上述实验中,盐酸浓度越大,钠完全消失所用的时间________ (填越“长”或“越短”)。
(7)实验⑤中钠完全消失所用的时间最长,反应速率最慢,原因可能是________ 。
Ⅰ.某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件,按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果。
实验序号 | A | B | 烧杯中的液体 | 灵敏电流计指针是否偏转 | |
① | Fe | Cu | 稀硫酸 | 有 | |
② | Fe | Fe | 稀硫酸 | 无 | |
③ | Fe | Cu | 苯 | 无 | |
④ | Fe | Cu | 浓硝酸 | 有 | |
⑤ | C | Fe | 氯化钠溶液 | 有 |
(2)实验④的导线中电流由A极流向B极,表明负极是
(3)分析上表有关信息,下列说法错误的是
a.烧杯中的液体必须是电解质溶液
b.相对活泼的金属一定做负极
c.钢铁在潮湿的空气中不会被腐蚀
d.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
Ⅱ.某化学兴趣小组研究钠与不同浓度盐酸的反应。
【实验操作】
取5块质量均为0.20g且形状相似的金属钠,分别放入20mL不同浓度的盐酸中,如图所示。
【实验现象与数据】
编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
0.5 | 1.0 | 1.5 | 3.0 | 6.0 | |
主要现象 | 钠浮在液面上,四处游动 | ||||
钠燃烧。 溶液澄清 | 钠短时燃烧。 溶液澄清 | 钠的表面有火花。溶液澄清 | 钠的表面有少量火花。 溶液澄清 | 钠的周围出现白色浑浊,一段时间后变澄清 | |
钠完全消失 所用的时间/s | 11 | 21 | 37 | 65 | 114 |
【问题与讨论】
(4)写出钠与盐酸反应的离子方程式
(5)实验①中能说明钠与盐酸反应放热的实验现象是
(6)在上述实验中,盐酸浓度越大,钠完全消失所用的时间
(7)实验⑤中钠完全消失所用的时间最长,反应速率最慢,原因可能是
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐1】(1)化学反应的过程都是旧键断裂、新键形成的过程。对于反应:H2+I22HI,已知断开1mol H—H键、1mol I—I键分别需要吸收的能量是436kJ和151kJ,形成1mol H—I键需要放出的能量是299kJ。
①1mol H2和1mol I2完全反应,反应物断键吸收的总能量是___ kJ,生成物成键放出的总能量为___ kJ,反应共_____ (填“放出”或“吸收”)能量____ kJ。
②如图,能够反映该反应能量变化的图象是____ (填“A”或“B”)。
(2)如图所示,在银锌原电池中,以硫酸铜为电解质溶液,锌为_____ 极,电极上发生的是_____ (填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为_________ ,锌片上观察到的现象为_______ 。银为_____ 极,电极上发生的是_____ (填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式是___________ ,银片上观察到的现象是_______ 。
①1mol H2和1mol I2完全反应,反应物断键吸收的总能量是
②如图,能够反映该反应能量变化的图象是
(2)如图所示,在银锌原电池中,以硫酸铜为电解质溶液,锌为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】在一定条件下,可与发生反应生成甲醇,反应的化学方程式为。根据所学知识,回答下列问题:
(1)和在某催化剂表面合成甲醇的反应历程如图所示,由此判断是_______ (填“吸热”或“放热”)反应。(2)若以表示的该反应的化学反应速率为,则以表示的该反应的化学反应速率为_______
(3)恒温条件下,在2L的恒容密闭容器中,充入2mol和3mol,在一定条件下发生反应。
①3s末测得的物质的最为1.6mol,此时容器内的物质的量浓度为_______ ,_______ 。
②一段时间后,能说明该反应已达到平衡状态的是_______ (填标号)。
a. b.容器内压强保持不变
c. d.容器内混合气体的密度保持不变
③若反应在ts后达到平衡,测得转化了50%,则平衡时的体积分数为_______ 。
④是一种重要的化工产品。通过上述反应获得是一种重要的途径,下列有关说法中正确的是_______ (填标号)。
a.该反应为可逆反应,故在一定条件下和不可能全部转化为
b.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0
c.在利用上述反应生产时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
(4)甲醇可用作燃料电池。空气燃料电池是一种酸性(稀硫酸溶液)燃料电池,电池工作时,溶液中趋向正极移动的离子是_______ ,负极的电极反应式为_______ 。
(1)和在某催化剂表面合成甲醇的反应历程如图所示,由此判断是
(3)恒温条件下,在2L的恒容密闭容器中,充入2mol和3mol,在一定条件下发生反应。
①3s末测得的物质的最为1.6mol,此时容器内的物质的量浓度为
②一段时间后,能说明该反应已达到平衡状态的是
a. b.容器内压强保持不变
c. d.容器内混合气体的密度保持不变
③若反应在ts后达到平衡,测得转化了50%,则平衡时的体积分数为
④是一种重要的化工产品。通过上述反应获得是一种重要的途径,下列有关说法中正确的是
a.该反应为可逆反应,故在一定条件下和不可能全部转化为
b.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0
c.在利用上述反应生产时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
(4)甲醇可用作燃料电池。空气燃料电池是一种酸性(稀硫酸溶液)燃料电池,电池工作时,溶液中趋向正极移动的离子是
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【推荐3】氨是重要的化工产品,实现温和条件下氨的高效合成一直是催化领域的重要研究课题。
(1)诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔确认了合成氨反应机理。673 K时,各步反应的能量变化如图1所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。图1中决速步骤反应的活化能Ea=___________ kJ/mol,写出合成氨反应的热化学方程式为___________ 。
(2)①在一定条件下,向某反应容器中投入5 mol N2、15 mol H2在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图2所示:
温度T1、T2、T3中,最大的是___________ ,M点N2的转化率为___________ ;
②1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为:,k1、k2分别为正反应和逆反应的速率常数;p(N2)、p(H2)、p(NH3)代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数);α为常数,工业上以铁为催化剂时,α=0.5。由M点数据计算___________ MPa2(保留两位小数)。
(3)硼簇修饰碳纳米管原位负载的纳米金表面电催化合成氨的反应机理如图3。下列说法正确的是___________
(4)纳米金表面电催化合成NH3的过程中,有副产物N2H4生成,N2H4是一种高能燃料,可用于燃料电池,原理如图4,N2H4的电子式为___________ ,电池的负极反应式为___________ 。
(1)诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔确认了合成氨反应机理。673 K时,各步反应的能量变化如图1所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。图1中决速步骤反应的活化能Ea=
(2)①在一定条件下,向某反应容器中投入5 mol N2、15 mol H2在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图2所示:
温度T1、T2、T3中,最大的是
②1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为:,k1、k2分别为正反应和逆反应的速率常数;p(N2)、p(H2)、p(NH3)代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数);α为常数,工业上以铁为催化剂时,α=0.5。由M点数据计算
(3)硼簇修饰碳纳米管原位负载的纳米金表面电催化合成氨的反应机理如图3。下列说法正确的是___________
A.上述转化过程中涉及非极性键、离子键的断裂和极性键的生成 |
B.生成NH3的电极总反应式为N2+6H++6e-=2NH3 |
C.使用纳米金作催化剂可以降低反应的活化能,从而提高化学反应速率 |
D.当标准状况下22.4 LN2发生反应时,可得到2 mol NH3 |
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【推荐1】某课外活动小组的同学在学习了电化学相关知识后,用如图装置进行实验,请回答下列问题:
(1)实验一:将开关K与a连接,则乙为_____ 极,电极反应式为______ 。
(2)实验一结束后,该研究小组的同学决定在乙电极表面上镀下列金属中的一种以防止铁被腐蚀,正确的选择是____ (填字母编号)。
A.Cu B.Zn C.Sn D.Ag
(3)实验二:开关K与b连接,则乙__ 极,总反应的离子方程式为______ 。
(4)对于实验二,下列说法正确的是____ (填字母编号)。
A.溶液中Na+向甲极移动
B.从甲极处逸出的气体能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝
C.反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
D.反应在结束后,甲电极和乙电极上收集到的气体体积一定相等
(5)该研究小组的同学在进行实验二结束的溶液中滴加酚酞溶液,发现________ (填“甲”或“乙”)极附近变红。
(1)实验一:将开关K与a连接,则乙为
(2)实验一结束后,该研究小组的同学决定在乙电极表面上镀下列金属中的一种以防止铁被腐蚀,正确的选择是
A.Cu B.Zn C.Sn D.Ag
(3)实验二:开关K与b连接,则乙
(4)对于实验二,下列说法正确的是
A.溶液中Na+向甲极移动
B.从甲极处逸出的气体能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝
C.反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
D.反应在结束后,甲电极和乙电极上收集到的气体体积一定相等
(5)该研究小组的同学在进行实验二结束的溶液中滴加酚酞溶液,发现
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解答题-工业流程题
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【推荐2】水合肼()有强还原性,易溶于水,溶液呈弱碱性,能与多种金属离子形成配合物。用水合肼处理碱性铜氨废液获得纳米铜的工艺流程如下:
(1)水合肼溶于水呈弱碱性的原因是_______ (用电离方程式表示)。
(2)电解饱和食盐水阳极材料常用石墨而不用铁的原因是_______ 。
(3)反应I中温度升高时易产生副产物。提高NaClO产率的措施有_______ 。(写两点)
(4)合成水合肼时,反应的离子方程式为_______ 。
(5)保持其它条件不变,水合肼的浓度对纳米铜的沉淀率影响如图所示。研究发现,铜的沉淀率和溶液中离子的浓度有关。水合肼的浓度大于3.25mol·L时,纳米铜的沉淀率下降的原因可能是_______ 。
(1)水合肼溶于水呈弱碱性的原因是
(2)电解饱和食盐水阳极材料常用石墨而不用铁的原因是
(3)反应I中温度升高时易产生副产物。提高NaClO产率的措施有
(4)合成水合肼时,反应的离子方程式为
(5)保持其它条件不变,水合肼的浓度对纳米铜的沉淀率影响如图所示。研究发现,铜的沉淀率和溶液中离子的浓度有关。水合肼的浓度大于3.25mol·L时,纳米铜的沉淀率下降的原因可能是
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】电化学综合题。
(1)氯碱工业上利用电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等一系列化工产品。如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。试回答下列问题:
①离子交换膜的作用为___________ 、___________ 。
②氢氧化钠溶液从图中______ (填“a”“b”“c”或“d”,下同)处收集。
(2)可作超级电容器材料。用惰性电极电解溶液制得,其阳极的电极反应式为___________ 。
(3)金属镍有广泛的用均,粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,故可用电解法制备高纯度的镍。
①电解过程中,阴极电极反应式为___________ 。
②电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量___________ (填写相等、不相等),电解结束后,Cu和Pt以___________ 形式存在。
(4)图甲是一种将废水中的氯乙烯()转换成对环境无害的微生物电池装置,同时利用此装置在铁上镀铜
①N为___________ (填写“正极、负极、阴极、阳极”),镀铜时,___________ (填写X或Y)与铁电极相连,工作过程中,N极区域溶液中pH将___________ (填写增大、减小、不变)
②若M极消耗0.5mol氯乙烯,则铁电极增重___________ g,硫酸铜溶液的浓度将___________ (填写“增大、减小、不变”)。
(1)氯碱工业上利用电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等一系列化工产品。如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。试回答下列问题:
①离子交换膜的作用为
②氢氧化钠溶液从图中
(2)可作超级电容器材料。用惰性电极电解溶液制得,其阳极的电极反应式为
(3)金属镍有广泛的用均,粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,故可用电解法制备高纯度的镍。
①电解过程中,阴极电极反应式为
②电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量
(4)图甲是一种将废水中的氯乙烯()转换成对环境无害的微生物电池装置,同时利用此装置在铁上镀铜
①N为
②若M极消耗0.5mol氯乙烯,则铁电极增重
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解答题-原理综合题
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【推荐1】环氧乙烷(,简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。工业上用乙烯制备EO。
(1)一定条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)的过程中部分物料与能量变化如图所示。
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为_______ kJ/mol。
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为_______ 。
(2)一定条件下,用Ag作催化剂,氧气直接氧化乙烯制环氧乙烷(部分机理未配平)。
主反应:2CH2=CH2(g)+O2(g)=2EO(g) ΔH=-213.8kJ/mol
副反应:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1323kJ/mol
催化机理:O2+Ag(助剂)→ (ads)+Ag+
(ads)+ CH2=CH2+Ag+→EO+ O(ads)+Ag
O(ads)+ CH2=CH2→CO2+H2O
实际生产采用220-260℃的可能原因是________ 。
(3)乙烯电解制备EO的原理示意如图。
阳极室产生Cl2后发生的反应有:Cl2+H2O=HCl+HClO、CH2=CH2+HClO=HOCH2CH2Cl。
法拉第效率FE的定义:FE(B)=×100%
①若FE(EO)=100%,则溶液b的溶质为________ (化学式)。
②一定条件下,反应物按一定流速通过该装置。当乙烯完全消耗时,测得FE(EO)≈70%,S(EO)≈97%。
推测FE(EO)≈70%的原因:若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2,则生成CO2的电极反应方程式为______ ,FE(CO2)≈____ %。经检验阳极放电产物没有CO2,则S(EO)≈97%的可能原因是______ 。
(1)一定条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)的过程中部分物料与能量变化如图所示。
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为
(2)一定条件下,用Ag作催化剂,氧气直接氧化乙烯制环氧乙烷(部分机理未配平)。
主反应:2CH2=CH2(g)+O2(g)=2EO(g) ΔH=-213.8kJ/mol
副反应:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1323kJ/mol
催化机理:O2+Ag(助剂)→ (ads)+Ag+
(ads)+ CH2=CH2+Ag+→EO+ O(ads)+Ag
O(ads)+ CH2=CH2→CO2+H2O
实际生产采用220-260℃的可能原因是
(3)乙烯电解制备EO的原理示意如图。
阳极室产生Cl2后发生的反应有:Cl2+H2O=HCl+HClO、CH2=CH2+HClO=HOCH2CH2Cl。
法拉第效率FE的定义:FE(B)=×100%
①若FE(EO)=100%,则溶液b的溶质为
②一定条件下,反应物按一定流速通过该装置。当乙烯完全消耗时,测得FE(EO)≈70%,S(EO)≈97%。
推测FE(EO)≈70%的原因:若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2,则生成CO2的电极反应方程式为
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【推荐2】如图,p、q为直流电源的两极,A由价金属单质X制成,B、C、D为铂电极,接通电源,金属X沉积于B极,同时C、D中产生气泡。请回答下列问题:
(1)p为___________ 极,A极发生___________ 反应。
(2)C为___________ 极,试管里收集到的气体是___________ ;D为___________ 极,试管里收集到的气体是___________ 。
(3)C极的电极反应式是___________ 。
(4)当反应进行一段时间后,溶液的___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)当电路中通过电子时,B极上沉积金属X为,则此金属的摩尔质量为___________ 。
(1)p为
(2)C为
(3)C极的电极反应式是
(4)当反应进行一段时间后,溶液的
(5)当电路中通过电子时,B极上沉积金属X为,则此金属的摩尔质量为
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解题方法
【推荐3】以CH3OH燃料电池为电源电解法制取ClO2。二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
(1)CH3OH燃料电池放电过程中,电解质溶液的pH______ (填“增大”、“减小”或“不变”),正极反应式为______ 。
(2)在阴极室水中加入少量的NaOH的作用是_________________________________ ,产生的气体为:_______ (化学式)。
(3)图中电解池用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2,阳极产生ClO2的电极反应式为______ 。
(4)电解一段时间,从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多10.08L时(标准状况,忽略生成的气体溶解),停止电解,通过阳离子交换膜的阳离子为______ mol。
(1)CH3OH燃料电池放电过程中,电解质溶液的pH
(2)在阴极室水中加入少量的NaOH的作用是
(3)图中电解池用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2,阳极产生ClO2的电极反应式为
(4)电解一段时间,从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多10.08L时(标准状况,忽略生成的气体溶解),停止电解,通过阳离子交换膜的阳离子为
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