为了探究原电池的工作原理,某研究性学习小组进行了如下实验。
(1)分别按图1中甲、乙所示装置进行实验,甲中两个烧杯中的溶液为同浓度的稀硫酸。
①以下叙述中正确的是___________ (填字母)。
A.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极
B.两装置中铜片表面均有气泡产生
C.乙的外电路中电流方向Cu→Zn
D.如果将装置乙中锌片换成铁片,则电路中的电流方向不变
②在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,分析原因可能是___________ 。
③在乙实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,可观察到正极___________ (填实验现象),其对应的电极反应式为___________ 。
(2)某氢氧燃料电池装置如图2所示,a、b均为惰性电极。
①电池工作时,空气从___________ (填“A”或“B”)口通入。
②正极上的电极反应式为___________
(3)根据构成原电池的本质判断,下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是________。
(1)分别按图1中甲、乙所示装置进行实验,甲中两个烧杯中的溶液为同浓度的稀硫酸。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/28/9adf0881-f67a-4e61-85a0-203bc50e741d.png?resizew=380)
①以下叙述中正确的是
A.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极
B.两装置中铜片表面均有气泡产生
C.乙的外电路中电流方向Cu→Zn
D.如果将装置乙中锌片换成铁片,则电路中的电流方向不变
②在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,分析原因可能是
③在乙实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,可观察到正极
(2)某氢氧燃料电池装置如图2所示,a、b均为惰性电极。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/28/c6dfbd51-37b8-4a2c-9fcb-bf4446221292.png?resizew=201)
①电池工作时,空气从
②正极上的电极反应式为
(3)根据构成原电池的本质判断,下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是________。
A.KOH+HCl=KCl+H2O | B.Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ |
C.Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ | D.Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑ |
更新时间:2023-05-19 21:52:57
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】某同学设计实验探究构成原电池的条件,装置如图所示:
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实验一:探究电极的构成。图甲中,①A、B两极均选用石墨作电极,发现电流计指针不偏转;②A、B两极均选用铜片作电极,发现电流计指针不偏转;③A极用锌片,B极用铜片,发现电流计指针向左偏转;④A极用锌片,B极用石墨,发现电流计指针向左偏转。
(1)结论一:________________________ ;
实验二:探究溶液的构成。图甲中,A极用锌片,B极用铜片,①液体采用无水乙醇,发现电流计指针不偏转;②改用硫酸溶液,发现电流计指针偏转,B极上有气体产生。
(2)结论二:________________________ ;
实验三:探究图乙装置能否构成原电池。将锌、铜两电极分别放入稀硫酸中,发现锌片上有气泡产生,铜片上无明显现象,电流计指针不发生偏转。
(3)结论三:________________________ ;
思考:对该同学的实验,有同学提出了如下疑问,请你帮助解决。
(4)在图甲装置中,若A为镁片,B为铝片,电解质溶液为
溶液;负极为________ (填“A”或“B”);电流计的指针应向________ (填“右”或“左”)偏转。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/26/38d73138-9320-4868-ad14-b88c6e1e8478.png?resizew=159)
实验一:探究电极的构成。图甲中,①A、B两极均选用石墨作电极,发现电流计指针不偏转;②A、B两极均选用铜片作电极,发现电流计指针不偏转;③A极用锌片,B极用铜片,发现电流计指针向左偏转;④A极用锌片,B极用石墨,发现电流计指针向左偏转。
(1)结论一:
实验二:探究溶液的构成。图甲中,A极用锌片,B极用铜片,①液体采用无水乙醇,发现电流计指针不偏转;②改用硫酸溶液,发现电流计指针偏转,B极上有气体产生。
(2)结论二:
实验三:探究图乙装置能否构成原电池。将锌、铜两电极分别放入稀硫酸中,发现锌片上有气泡产生,铜片上无明显现象,电流计指针不发生偏转。
(3)结论三:
思考:对该同学的实验,有同学提出了如下疑问,请你帮助解决。
(4)在图甲装置中,若A为镁片,B为铝片,电解质溶液为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐2】(1)某种铵根N2H
中的中子数是___ ,核外电子数是___ 。
(2)下列装置能够组成原电池的是___ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/20/2704042219397120/2704551232339968/STEM/3f4ce9b7c22c4ac8a9f90a662f7ec5ac.png?resizew=376)
(3)用电子式表示下列化合物的形成过程。
CCl4:___ ;CaF2___ 。
(4)已知拆开1molH—H键、1molI—I、1molH—I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由氢气和碘反应生成1molHI需要___ (填“放出”或“吸收”)___ kJ的热量。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a74994fa846ff01d87548db6f34d3613.png)
(2)下列装置能够组成原电池的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/20/2704042219397120/2704551232339968/STEM/3f4ce9b7c22c4ac8a9f90a662f7ec5ac.png?resizew=376)
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CCl4:
(4)已知拆开1molH—H键、1molI—I、1molH—I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由氢气和碘反应生成1molHI需要
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐3】(1)下面列出了几组物质,请用序号填空。
①金刚石与“足球烯” C 60 ;② D 与 T ;③氧气与臭氧;④CH4 和 CH3CH2 CH3 ;⑤
和CH3CH2CH2CH2CH3;⑥
和 CH3CH2CH2CH3
属于同位素的是________________ ,属于同系物的是_______________ ,属于同素异形体的是____________ ,属于同 分异构体的是______________ 。
(2)已知一定条件下,金刚石转化为石墨释放出能量,则等质量的金刚石比石墨具有的能量__________ (填“高”、“低”),故金刚石比石墨稳定性______ (填“强”、“弱”),等质量的金刚石和石墨充分燃烧均生成二 氧化碳,____________ 放出热量多。
(3)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/12/1707519441158144/1707967993585664/STEM/d5ddd101a9584d14ba9d8eea6c510491.png?resizew=280)
①B 中 Sn 极的电极反应式为____________________ ,
Sn 极附近溶液的 pH___________________ 。
②C 中总反应离子方程式为_________________ 。 比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺 序是___________ 。
(4)如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/12/1707519441158144/1707967993585664/STEM/7e15103e30ab491b836ec3c4f06f4cfd.png?resizew=240)
①电池的负极是____________ (填“a”或“b”)电极, 该极的电极反应是_______________________ 。
② 电池工作一段时间后电解质溶液的 pH______________ 。
①金刚石与“足球烯” C 60 ;② D 与 T ;③氧气与臭氧;④CH4 和 CH3CH2 CH3 ;⑤
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/12/1707519441158144/1707967993585664/STEM/e530ba6ccc4146b79e659c35681eac81.png?resizew=74)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/12/1707519441158144/1707967993585664/STEM/0cdcdb6f9fd0497fb54da289edfa0cee.png?resizew=72)
属于同位素的是
(2)已知一定条件下,金刚石转化为石墨释放出能量,则等质量的金刚石比石墨具有的能量
(3)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/12/1707519441158144/1707967993585664/STEM/d5ddd101a9584d14ba9d8eea6c510491.png?resizew=280)
①B 中 Sn 极的电极反应式为
Sn 极附近溶液的 pH
②C 中总反应离子方程式为
(4)如图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/12/1707519441158144/1707967993585664/STEM/7e15103e30ab491b836ec3c4f06f4cfd.png?resizew=240)
①电池的负极是
② 电池工作一段时间后电解质溶液的 pH
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】工业上常以锂辉矿(主要成分为 LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂,其中一种工艺流程如下
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/21/2704663959511040/2704781128753152/STEM/dfa298d7-3cd2-4c66-a7d9-0879700ce7e7.png?resizew=725)
已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
②Li2CO3的溶解度随温度变化如图所示,试回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/21/2704663959511040/2704781128753152/STEM/214ea359-d8b8-4f83-ae40-20b902dd1fe5.png?resizew=351)
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取升高温度、粉碎矿石、搅拌、过滤后再次浸取等措施还可通过___________ 来提高浸取率。
(2)反应I中应调节pH范围为___________ ,沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外,还有___________ 。
(3)加入H2O2的目的___________ ,写出对应的离子方程式___________ ,若用HNO3替代H2O2的不足之处是___________
(4)反应Ⅱ的离子方程式为___________ 。
(5)洗涤Li2CO3沉淀要使用___________ (选填“热水”或“冷水”),理由是___________ 。
(6)磷酸亚铁锂电池是锂电池的一种,在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为___________ 。
(7)工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4,该反应的化学方程式为___________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/21/2704663959511040/2704781128753152/STEM/dfa298d7-3cd2-4c66-a7d9-0879700ce7e7.png?resizew=725)
已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 | 开始沉淀pH | 完全沉淀pH |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Al(OH)3 | 3.7 | 4.7 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.0 |
②Li2CO3的溶解度随温度变化如图所示,试回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/21/2704663959511040/2704781128753152/STEM/214ea359-d8b8-4f83-ae40-20b902dd1fe5.png?resizew=351)
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取升高温度、粉碎矿石、搅拌、过滤后再次浸取等措施还可通过
(2)反应I中应调节pH范围为
(3)加入H2O2的目的
(4)反应Ⅱ的离子方程式为
(5)洗涤Li2CO3沉淀要使用
(6)磷酸亚铁锂电池是锂电池的一种,在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为
(7)工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4,该反应的化学方程式为
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解答题-原理综合题
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(0.65)
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解题方法
【推荐2】近年来,随着汽车保有量的提高,机动车尾气排放问题越来越引起人们的重视,如何节能减排是汽车工业发展的重要因素,请回答下列问题:
(1)已知物质的键能:
汽车内燃机工作时引发反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一、该反应是_____ 反应(填“放热”或“吸热”);汽车尾气中的NO与CO理论上可以转换成无害物质排出,写出这步反应的化学方程式_____ 。
(2)铅蓄电池是最早使用的充电电池。目前汽车上使用的电瓶大多数仍是铅蓄电池,其电池反应为:Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O,请回答下列问题:正极的电极反应式_____ ,当电路中转移0.2mol电子时,负极材料增重_____ g。
(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计如图为CH4燃料电池示意图,工作时电子流向如图所示。_____ ,电极A附近pH如何变化_____ ?(填“变大”或“变小”)。
(1)已知物质的键能:
物质 | N2 | O2 | NO |
键能 | 946kJ•mol-1 | 498kJ•mol-1 | 632kJ•mol-1 |
(2)铅蓄电池是最早使用的充电电池。目前汽车上使用的电瓶大多数仍是铅蓄电池,其电池反应为:Pb+PbO2+2H2SO4
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf2562d7808d0bfb584dd6cdb3840fa0.png)
(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计如图为CH4燃料电池示意图,工作时电子流向如图所示。
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】 Ⅰ.化学反应与能量变化对人类生产、生活有重要的意义。回答下列问题:
(1)下列化学反应中的能量变化关系与图示相符合的是___________。
Ⅱ.汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,生成NOx等污染大气,其中生成NO的能量变化如图所示:___________ (填“吸收”或“放出”)___________ kJ热量,该反应的反应物的总能量___________ (填“大于”“等于”或“小于”)生成物的总能量。
Ⅲ.2023年6月9~11日,世界动力电池大会在宜宾举行,宜宾在电池研发、制造领域走在世界前列。利用原电池原理,人们研制出很多结构和性能各异的化学电池。回答下列问题:
(3)某化学小组设计出如下图所示的甲、乙、丙三套装置。___________ 装置(填“甲”、“乙”或“丙”),该装置中Cu电极的电极反应式为___________ 。
(4)铅酸蓄电池放电时发生反应:
。该电池的负极材料为___________ (填化学式)
(5)氢氧燃料电池的简易装置如下图所示。___________ (填“正极”或“负极”)。
②若线路中转移2mol电子,则该燃料电池理论上消耗的气体b在标准状况下的体积为___________ L。
(1)下列化学反应中的能量变化关系与图示相符合的是___________。
A.![]() | B.天然气的燃烧 |
C.![]() | D.![]() |
Ⅱ.汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,生成NOx等污染大气,其中生成NO的能量变化如图所示:
Ⅲ.2023年6月9~11日,世界动力电池大会在宜宾举行,宜宾在电池研发、制造领域走在世界前列。利用原电池原理,人们研制出很多结构和性能各异的化学电池。回答下列问题:
(3)某化学小组设计出如下图所示的甲、乙、丙三套装置。
(4)铅酸蓄电池放电时发生反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2920e1c18884415542b7dbb9b4ab14d9.png)
(5)氢氧燃料电池的简易装置如下图所示。
②若线路中转移2mol电子,则该燃料电池理论上消耗的气体b在标准状况下的体积为
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解题方法
【推荐1】电化学原理在污染治理方面有着重要的作用。
Ⅰ.煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示,利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+,Mn3+再将煤中的含硫物质(主要成分是FeS2)氧化为Fe3+和
:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b211599d9ad81fa621a1bb0cc0df4278.png)
已知:两电极为完全相同的惰性电极。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/18/98396979-9213-4c55-b1e2-be71074e103d.png?resizew=341)
回答下列问题:
(1)N为电源的_______ (填“正极”或“负极”)。
(2)P上的电极反应为_______ 。
(3)电解池工作时,观察到R电极上有无色气体产生,写出电极反应式_______ 。
(4)电解池工作时,
往_______ (填“P”或“R”)极移动,一段时间后,混合液中
的物质的量_______ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)电解过程中,混合溶液中的pH将_______ (填“变大”、“变小”或“不变”),理由是_______ 。
Ⅱ.微生物电池可用来处理废水中的对氯苯酚,原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/18/7f4f890a-9fe2-4662-af2a-dc7e0dbd041c.png?resizew=425)
(6)该电池放电时,电子从_______ (填“b→a”或“a→b”)。
(7)a极上生成H2CO3的电极反应为_______ 。
(8)已知b极的电极反应为
,经处理后的水样中要求对氯苯酚的含量小于m mol/L。若废水中对氯苯酚的含量是n mol/L,则处理1 m3废水,至少添加CH3COO-的物质的量为_______ mol(溶液体积变化忽略不计)。
Ⅰ.煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示,利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+,Mn3+再将煤中的含硫物质(主要成分是FeS2)氧化为Fe3+和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3e467b1d06fca46dc6b0fb64aa7e4767.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b211599d9ad81fa621a1bb0cc0df4278.png)
已知:两电极为完全相同的惰性电极。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/18/98396979-9213-4c55-b1e2-be71074e103d.png?resizew=341)
回答下列问题:
(1)N为电源的
(2)P上的电极反应为
(3)电解池工作时,观察到R电极上有无色气体产生,写出电极反应式
(4)电解池工作时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3e467b1d06fca46dc6b0fb64aa7e4767.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3e467b1d06fca46dc6b0fb64aa7e4767.png)
(5)电解过程中,混合溶液中的pH将
Ⅱ.微生物电池可用来处理废水中的对氯苯酚,原理如图所示。
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(6)该电池放电时,电子从
(7)a极上生成H2CO3的电极反应为
(8)已知b极的电极反应为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/18/8de46079-4242-4241-96b5-b77063ac2b13.png?resizew=367)
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】研究氮族元素有关物质的结构、性质和转化有重要意义。
⑴已知P4、P4O6的结构及所含化学键键能如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/12/bd7e3b7b-0b50-4721-b795-b3c48d498d25.png?resizew=158)
则P4燃烧的热化学反应方程式:P4(s)+3O2(g)=P4O6(s) ΔH=_______ kJ·mol-1。
⑵亚磷酸(H3PO3) 是一种精细化工产品。已知25℃时,亚磷酸(H3PO3)的Ka1=5×10-2,Ka2=2.5×10-7。0.1 mol·L-1 NaH2PO3溶液中H3PO3、H2PO
、HPO
的浓度由大到小的顺序是_______ 。
⑶雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)早期都曾用作绘画颜料,又都因有抗病毒疗效而用来入药。一定条件下,雌黄和雄黄的转化关系如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/12/f66adf76-2166-4068-893b-eaf50503ae20.png?resizew=486)
①反应Ⅰ的离子方程式为______ 。
②反应Ⅱ中,若1 mol As4S4参加反应,转移电子的物质的量为______ 。
⑷常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3溶液,含As微粒的物质的量分数随pH的变化如图2所示。
①将NaOH溶液滴加到滴有酚酞的H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为红色时主要反应的离子方程式为______ 。
②一定条件下H3AsO3可发生如下反应: H3AsO3+I2+H2O
H3AsO4+2H++2I-利用该反应可设计如图所示的原电池。负极的电极反应式为_______ 。当反应达到平衡后,向甲中加
入NaOH,盐桥中阴离子_______ (填“向甲池”、 “向乙池”或“不”)移动。
⑴已知P4、P4O6的结构及所含化学键键能如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/12/bd7e3b7b-0b50-4721-b795-b3c48d498d25.png?resizew=158)
化学键 | P-P | P-O | O=O |
键能(kJ·mol-1) | a | b | c |
则P4燃烧的热化学反应方程式:P4(s)+3O2(g)=P4O6(s) ΔH=
⑵亚磷酸(H3PO3) 是一种精细化工产品。已知25℃时,亚磷酸(H3PO3)的Ka1=5×10-2,Ka2=2.5×10-7。0.1 mol·L-1 NaH2PO3溶液中H3PO3、H2PO
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/17/2357196800409600/2358740848689153/STEM/71fa13d3415347bd97d8a4fff9cb2ba9.png?resizew=7)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/17/2357196800409600/2358740848689153/STEM/7aafe45513594b70b1c8d12d1164a777.png?resizew=11)
⑶雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)早期都曾用作绘画颜料,又都因有抗病毒疗效而用来入药。一定条件下,雌黄和雄黄的转化关系如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/12/f66adf76-2166-4068-893b-eaf50503ae20.png?resizew=486)
①反应Ⅰ的离子方程式为
②反应Ⅱ中,若1 mol As4S4参加反应,转移电子的物质的量为
⑷常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3溶液,含As微粒的物质的量分数随pH的变化如图2所示。
①将NaOH溶液滴加到滴有酚酞的H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为红色时主要反应的离子方程式为
②一定条件下H3AsO3可发生如下反应: H3AsO3+I2+H2O
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入NaOH,盐桥中阴离子
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/12/1ecdaa62-c909-4e66-b7fc-d488844c8694.png?resizew=200)
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【推荐3】1905年哈珀开发实现了以氮气和氢气为原料合成氨气,生产的氨制造氮肥服务于农业,养活了地球三分之一的人口,哈珀也因此获得了1918年的诺贝尔化学奖。
(1)工业合成氨的反应如下:N2+3H2
2NH3。已知断裂1 mol N2中的共价键吸收的能量为946 kJ,断裂1 mol H2中的共价键吸收的能量为436 kJ,形成1 mol N-H键放出的能量为391 kJ,则由N2和H2生成1 mol NH3的能量变化为________ kJ。下图能正确表示该反应中能量变化的是________ (填“A”或“B”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/9/14/2549493426102272/2549935696478208/STEM/f5fd524d-3745-4db9-bb62-941f698a8cef.png?resizew=456)
(2)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)在三种不同条件下进行,N2、H2的起始浓度为0,反应物NH3的浓度(mol/L)随时间(min)的变化情况如下表所示。
根据上述数据回答:对比实验①②中,有一个实验没有使用催化剂,它是实验_________ (填序号);实验①③对比说明了_________ 。在恒温恒容条件下,判断该反应达到化学平衡状态的标志是_________ (填序号)。
a.NH3的正反应速率等于逆反应速率 b.混合气体的密度不变
c.c(NH3)=c(H2) d.混合气体的压强不变
(3)近日美国犹他大学Minteer教授成功构筑了H2-N2生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理,以氮气和氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递H+)为隔膜,在室温条件下即实现了氨的合成同时还能提供电能。则B电极为_________ 极(填“正”、“负”),该电池放电时溶液中的H+向_________ 极移动(填“A”、“B”)。
(1)工业合成氨的反应如下:N2+3H2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d57c526487f430fb5d8eb854f33d68da.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/9/14/2549493426102272/2549935696478208/STEM/f5fd524d-3745-4db9-bb62-941f698a8cef.png?resizew=456)
(2)反应2NH3(g)
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实验 序号 | 时间 温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
① | 400℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
② | 400℃ | 1.0 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
③ | 500℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据上述数据回答:对比实验①②中,有一个实验没有使用催化剂,它是实验
a.NH3的正反应速率等于逆反应速率 b.混合气体的密度不变
c.c(NH3)=c(H2) d.混合气体的压强不变
(3)近日美国犹他大学Minteer教授成功构筑了H2-N2生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理,以氮气和氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递H+)为隔膜,在室温条件下即实现了氨的合成同时还能提供电能。则B电极为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/9/14/2549493426102272/2549935696478208/STEM/c6f1ff2e-7699-4d62-a353-d6c13d92bd16.png?resizew=204)
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【推荐1】资源的综合利用越来越受到重视。科研人员综合利用软锰矿(含MnO2,少量SiO2、Al2O3)和闪锌矿(含ZnS,少量FeS、CuS、SiO2)制备ZnSO4∙7H2O、Zn和MnO2的工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/29/fd1466c6-fbed-43b0-8a91-32bd017c7e86.png?resizew=726)
已知:25℃时相关物质的Ksp见下表。
(开始沉淀的金属离子浓度为1.0 mol∙L-1;金属离子浓度≤1.0×10-5 mol∙L-1时,可认为该离子沉淀完全。)
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,MnO2和CuS反应生成MnSO4,氧化产物与还原产物物质的量之比为_______ 。
(2)加适量Zn还原的金属阳离子是_______ ,加MnO2氧化Fe2+生成滤渣的离子方程式为_______ ,调节pH的范围是_______ 。
(3)“萃取”过程中,发生如下阳离子交换反应:
,
(HR代表有机萃取剂,易挥发)。加入MnCO3的作用为_______ 。实验测定锌锰离子的萃取率与温度的关系如图所示,表示Zn2+的萃取效率的曲线是_______ (填“①”“②”),萃取反应温度一般选择常温,理由为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/29/a7127baf-29df-4a44-9ab2-21dc4af9b8b4.png?resizew=327)
(4)“电解”产物可用于Na-Zn双离子电池中(装置如图)。电池工作时,正极上发生的电极反应为_______ ;每转移0.1mol电子,负极区电解质溶液质量增加_______ g。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/29/fd1466c6-fbed-43b0-8a91-32bd017c7e86.png?resizew=726)
已知:25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Zn(OH)2 | Mn(OH)2 |
Ksp | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,MnO2和CuS反应生成MnSO4,氧化产物与还原产物物质的量之比为
(2)加适量Zn还原的金属阳离子是
(3)“萃取”过程中,发生如下阳离子交换反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b35843bb4afc2cd09c019c03b519a2ad.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a18b90d1763507a237a9e2202e77263c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/29/a7127baf-29df-4a44-9ab2-21dc4af9b8b4.png?resizew=327)
(4)“电解”产物可用于Na-Zn双离子电池中(装置如图)。电池工作时,正极上发生的电极反应为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/29/5a32f787-00e2-45f8-94fa-d1d9cedc9d95.png?resizew=322)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐2】化学反应的速率与限度以及反应过程中的能量转化是认识和研究化学反应的重要视角,也是化学与社会生活和工业生产紧密相关的问题。
Ⅰ.如图表示800℃时A、B、C三种气体的浓度随时间变化的情况。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/7/14/3022512362143744/3023216756047872/STEM/70b1d45131f740adac2fb6ef4843ce4a.png?resizew=231)
请回答下列问题:
(1)0~2min内,气体C的平均反应速率为_______ 。
(2)反应达到平衡时气体的压强与开始时的压强之比为_______ 。
(3)该反应的化学方程式为_______ 。
(4)在某恒容密闭容器内发生以上反应时,采取下列措施一定能加快反应速率的是_______。
Ⅱ.甲烷燃料电池采用铂作电极,电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/7/14/3022512362143744/3023216756047872/STEM/59dee95d16a44b6e92f40c6fedc0173e.png?resizew=167)
请回答下列问题:
(5)a电极的电极反应式为_______ 。
(6)电解质溶液中的H+向电极_______ (填“a”或“b”)移动。
(7)该电池工作时消耗11.2LCH4(标准状况下),则通过质子交换膜的离子的物质的量为_______ 。
Ⅰ.如图表示800℃时A、B、C三种气体的浓度随时间变化的情况。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/7/14/3022512362143744/3023216756047872/STEM/70b1d45131f740adac2fb6ef4843ce4a.png?resizew=231)
请回答下列问题:
(1)0~2min内,气体C的平均反应速率为
(2)反应达到平衡时气体的压强与开始时的压强之比为
(3)该反应的化学方程式为
(4)在某恒容密闭容器内发生以上反应时,采取下列措施一定能加快反应速率的是_______。
A.充入某种气体使容器内的压强增大 | B.降低温度 |
C.充入A气体 | D.从容器中分离出B |
Ⅱ.甲烷燃料电池采用铂作电极,电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/7/14/3022512362143744/3023216756047872/STEM/59dee95d16a44b6e92f40c6fedc0173e.png?resizew=167)
请回答下列问题:
(5)a电极的电极反应式为
(6)电解质溶液中的H+向电极
(7)该电池工作时消耗11.2LCH4(标准状况下),则通过质子交换膜的离子的物质的量为
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【推荐3】氢能源是最具有应用前景的能源之一,研究氢气的制备和应用是目前的研究热点。
(1)电解水法是最早生产
的方法之一、已知:部分其价键的键能如表:
则电解
最少消耗_______
能量。
(2)甲烷与水蒸气催化重整的生成物为
和
,其物质的量之比为
。
已知:一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,反应的能量变化相同。在一定条件下,
燃烧生成
和
放出
热量,
完全燃烧生成
放出
热量,
完全燃烧生成
放出
热量。则相同条件下,
与
生成
和
的能量变化为_______
。
(3)
,向体积为
的密闭容器中加入
与
发生催化重整反应。实验测得
的物质的量随时间的变化如表所示:
①
,消耗
的平均速率为_______
。
②反应开始(0时刻)与
时容器内的压强之比为_______ 。
③下列说法能表明催化重整反应达到化学平衡状态的是_______ (填序号)。
a.容器内气体的密度不变
b.容器内气体的平均相对分子质量不变
c.容器内
不变
d.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/366269b0ca8ff0eaa29f156ec465e2de.png)
(4)一种新型
电池的工作原理如图所示。电池工作时,正极上的电极反应式为_______ ,
在电池内部的移动方向是_______ (填“由左到右”或“由右到左”)。
(1)电解水法是最早生产
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
共价键 | ![]() | ![]() | ![]() |
键能/(![]() | 436 | 463 | 498 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3037e418c6c957b462447ae8350be7c8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9235414bc13fe2ad07f1f6fd8f14c9ad.png)
(2)甲烷与水蒸气催化重整的生成物为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3370e8ba66fad16cc62c2d19af5be4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/00d19ababbce97b86278d7e3b4f96bfc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/320896d1b4b9217d9ba527604ac35d3d.png)
已知:一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,反应的能量变化相同。在一定条件下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c07af0f324aef84cd4b09f0c4f55a56.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd9d37c605c59f62474c29b33f6195af.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49a5644575a05e51f15a8d8f01f6910d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e10a5d25298c867ee3d1f0debe9cabdc.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd9d37c605c59f62474c29b33f6195af.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05d6e2712a7dc317bc26618b49ec19a4.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/00d19ababbce97b86278d7e3b4f96bfc.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd9d37c605c59f62474c29b33f6195af.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3370e8ba66fad16cc62c2d19af5be4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/00d19ababbce97b86278d7e3b4f96bfc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9235414bc13fe2ad07f1f6fd8f14c9ad.png)
(3)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1778c12964b871f35d075476d41dfdd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b54fef3fe3968e7c106ee83221f17fe4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c07af0f324aef84cd4b09f0c4f55a56.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad126c663d33830adda397d8bfae2a5b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![]() | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
![]() | 0 | 1.6 | 2.4 | 3.0 | 3.0 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a2cc2e5c8e521a70e65af34b412044b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36e533d654a153e681b831fa9ccefb53.png)
②反应开始(0时刻)与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ffec8485ffd139b3a8af52c4b6760df5.png)
③下列说法能表明催化重整反应达到化学平衡状态的是
a.容器内气体的密度不变
b.容器内气体的平均相对分子质量不变
c.容器内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23623f2f178436c6865dabc1a7c6ffb1.png)
d.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/366269b0ca8ff0eaa29f156ec465e2de.png)
(4)一种新型
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a8b6ede55013761f0df50ef4854cb9d4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/21/2833994853433344/2836083362152448/STEM/a915f4d5487d40f58554e57b99bf4e2b.png?resizew=238)
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