如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
(1)石墨电极(C)作___________ 极,甲中甲烷燃料电池的负极反应式为___________ 。
(2)若消耗2.24 L(标况)氧气,则乙装置中铁电极上生成的气体体积(标况)为___________ L。
(3)丙中以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、An等杂质)的电解精炼。下列说法正确的是___________(填字母)。
(4)若丙中以稀H2SO4为电解质溶液,电极材料b为铝,则能使铝表面生成一层致密的氧化膜,该电极反应式为___________ 。
(5)以铅蓄电池为电源,Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,铅蓄电池放电时,负极反应式为___________ 。
(1)石墨电极(C)作
(2)若消耗2.24 L(标况)氧气,则乙装置中铁电极上生成的气体体积(标况)为
(3)丙中以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、An等杂质)的电解精炼。下列说法正确的是___________(填字母)。
A.a电极为纯铜 | B.粗铜接电源正极,发生还原反应 |
C.CuSO4溶液的浓度保持不变 | D.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 |
(4)若丙中以稀H2SO4为电解质溶液,电极材料b为铝,则能使铝表面生成一层致密的氧化膜,该电极反应式为
(5)以铅蓄电池为电源,Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,铅蓄电池放电时,负极反应式为
更新时间:2023-10-07 20:58:44
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【推荐1】某课外小组利用甲烷燃料电池为电源在铁螺母表面上镀铜,装置如图所示:
回答下列问题:
(1)X是气体___________ (填化学式),判断理由是___________ ,X所在电极的电极反应式是___________ 。
(2)Z是___________ (填化学式)。铁螺母表面镀铜完成后,理论上溶液的浓度___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)铁螺母表面镀铜完成后,称重,质量增加3.2g,则理论上消耗甲烷___________ L(标准状况)。实际上消耗甲烷的体积比理论值大,其原因可能是___________ 。
回答下列问题:
(1)X是气体
(2)Z是
(3)铁螺母表面镀铜完成后,称重,质量增加3.2g,则理论上消耗甲烷
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【推荐2】目前人工固氨和二氧化碳利用技术,对人类生存、社会进步和经济发展都有着重大意义。
Ⅰ.目前研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳,其总反应可表示为。
(1)该反应能自发的条件是_______ (填“低温”或“高温”)。
(2)二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在t=250℃时x(CH3OH)随压强(p)的变化及在时x(CH3OH)随温度(t)的变化,如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是_______ (填“a”或“b”),判断的理由是_______ 。
②t=250℃时,当x(CH3OH)=0.10时,的平衡转化率_______ ,(保留小数点后一位)此条件下该反应的Kp=_______ 。(保留小数点后两位)(对于气相反应,可以用分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)研究表明,在电解质水溶液中,电池中的气体可被还原,在_______ (填“正”或“负”)极发生电化学反应,而在碱性介质中被还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH),其电极反应方程式为_______ 。
Ⅱ.目前工业上利用氮气和氢气催化合成氨是人工固氮的主要手段。合成氨的反应历程和能量变化如图所示。请回答下列问题:
(4)合成氨反应的热化学方程式为_______ 。
(5)对总反应速率影响较大的步骤的能垒(活化能)为_______ kJ,该步骤的化学方程式为_______ 。
Ⅰ.目前研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳,其总反应可表示为。
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①图中对应等温过程的曲线是
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(3)研究表明,在电解质水溶液中,电池中的气体可被还原,在
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解答题-无机推断题
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适中
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【推荐3】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且四种元素分别位于不同的主族,它们的单质常温下均呈气态。X、Y、W处于不同周期,且在一定条件下其单质能发生反应:X2+Y2→甲,X2+W2→乙,已知,甲、乙常温下均为气态,且两者在空气中相遇时可化合成丙。试回答下列问题:
⑴ Y和Z对应的氢化物比较稳定的是:_______________ 。(填化学式)
⑵ 化合物丙属于_____________ 晶体(填晶体类型),其水溶液显酸性,用离子方程式 表示其原因:_________________________________________ 。
⑶ X、Z可组成四原子化合物丁,丁中所含的化学键类型为:____________ 键,请说出化合物丁的一种常见用途:___________________________________ ;
⑷ X、Y组成的液态化合物Y2X4 16 g与足量丁反应生成Y2和液态水,放出QkJ的热量,写出该反应的热化学方程式 :______________________________ ;
Y2X4还可以和Z2构成清洁高效的燃料电池,若电解质溶液为NaOH溶液,则负极 的电极反应式为:________________________________________ 。
⑸ 一定条件下,取 3.4 g甲气体 置于1 L恒容的容器中,4分钟后,容器内的压强变为原来的1.2倍,且不再变化,该反应中甲气体的转化率 为:__________ 。
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⑵ 化合物丙属于
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⑷ X、Y组成的液态化合物Y2X4 16 g与足量丁反应生成Y2和液态水,放出QkJ的热量,写出该反应的
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⑸ 一定条件下,取 3.4 g
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解答题-工业流程题
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适中
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【推荐1】过二硫酸铵[]具有强氧化性,广泛用于蓄电池工业,其电解法制备的装置如图所示:
(1)已知:电解效率η的定义为
①M膜为___________ (填“阳”或“阴”)离子交换膜,生成的电极反应式是___________ 。
②向阳极室和阴极室各加入100mL溶液。经测定制备的的物质的量浓度为,在电极a、b表面共收集到气体。则电极b表面收集到的气体是___________ ,为___________ 。
(2)取电解后的b极室溶液少许于甲、乙两支试管中,进行下列实验:向甲试管中滴入酸化的KI和淀粉溶液并微热,溶液变蓝,说明过二硫酸铵具有___________ (填“氧化”或“还原”)性;向乙试管中滴入酸化的溶液及1滴溶液(催化)并微热,溶液变紫色,能说明该现象的离子方程式为___________ 。
(3)以为原料制备过二硫酸钾的主要流程如下:
已知受热分解可得、等。
①预浓缩得到的固体返回反应器再次与反应物作用的目的是___________ 。
②解吸器中通入空气的目的是___________ 。
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已知受热分解可得、等。
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解答题-原理综合题
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【推荐2】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。回答下列问题:
(1)氮气和氧气反应生成一氧化氮的能量变化如下图所示,则由该反应生成1molNO时,应___________ (填“释放”或“吸收”)___________ kJ能量。
(2)汽车尾气中含有的NO是造成城市空气污染的主要因素之一,通过NO传感器可监测汽车尾气中NO含量,其工作原理如图所示:
①NiO电极为___________ (填“正极”或“负极”)。
②Pt电极上发生的电极反应式为___________ 。
③当电路中有1mol电子发生转移时,消耗NO的体积为___________ L(标准状况)。
(3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应。为验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了如下三组实验。
①a=___________ ,b=___________ 。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是___________ (填实验编号)。
③恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是___________ (填序号)。
A.容器内混合气体颜色不再变化
B.容器内的压强保持不变
C.
D.容器内混合气体密度
(1)氮气和氧气反应生成一氧化氮的能量变化如下图所示,则由该反应生成1molNO时,应
(2)汽车尾气中含有的NO是造成城市空气污染的主要因素之一,通过NO传感器可监测汽车尾气中NO含量,其工作原理如图所示:
①NiO电极为
②Pt电极上发生的电极反应式为
③当电路中有1mol电子发生转移时,消耗NO的体积为
(3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应。为验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了如下三组实验。
实验编号 | T(℃) | NO初始浓度(mol/L) | CO初始浓度(mol/L) | 催化剂的比表面积() |
Ⅰ | 280 | 82 | ||
Ⅱ | 280 | b | 124 | |
Ⅲ | 350 | a | 82 |
②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是
③恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是
A.容器内混合气体颜色不再变化
B.容器内的压强保持不变
C.
D.容器内混合气体密度
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解题方法
【推荐3】为适应工业以及宇宙航行等新技术的发展需要,先后研制成了多种新型电池为人类生产生活提供便利。
Ⅰ.如图装置甲是某可充电电池的示意图,该电池放电的化学方程式为,图中的离子交换膜只允许通过,C、D、F均为石墨电极,E为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时C、D两电极产生的气体体积相同,电极质量减少。
(1)装置甲中电流流向为_____ (填“由A到B”或“由B到A");A电极的电极反应式为_____ 。
(2)装置乙中D电极产生的气体是_____ (化学式),标准状况下体积为_____ mL。
(3)若将装置丙中的溶液改换成和的混合溶液。从反应初始至反应结束,丙装置溶液中金属阳离子物质的量浓度与转移电子的物质的量的变化关系如图所示。图中生成b的电极反应式是_____ 。
Ⅱ.双阴极微生物燃料电池处理含的废水的工作原理如图(a)所示,双阴极通过的电流相等,废水在电池中的运行模式如图(b)所示。
(4)Y离子交换膜为_____ (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(5)Ⅲ室中除了,主要发生的反应还有_____ (用离子方程式表示)。
(6)生成,理论上至少需要消耗的物质的量为_____ mol。
Ⅰ.如图装置甲是某可充电电池的示意图,该电池放电的化学方程式为,图中的离子交换膜只允许通过,C、D、F均为石墨电极,E为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时C、D两电极产生的气体体积相同,电极质量减少。
(1)装置甲中电流流向为
(2)装置乙中D电极产生的气体是
(3)若将装置丙中的溶液改换成和的混合溶液。从反应初始至反应结束,丙装置溶液中金属阳离子物质的量浓度与转移电子的物质的量的变化关系如图所示。图中生成b的电极反应式是
Ⅱ.双阴极微生物燃料电池处理含的废水的工作原理如图(a)所示,双阴极通过的电流相等,废水在电池中的运行模式如图(b)所示。
(4)Y离子交换膜为
(5)Ⅲ室中除了,主要发生的反应还有
(6)生成,理论上至少需要消耗的物质的量为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】某研究性学习小组设计了如下串联电路,认真观察回答下列问题:
(1)装置B中PbO2上发生的电极反应为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O。连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的饱和KCl溶液,其作用是_______ 。
(2)装置A中总反应的离子方程式为_______ 。
(3)若装置E的目的是在铜上镀银,则极板N的材料为_______ (填“铜”或“银”)。若装置E的目的是精炼铜,则极板N的材料为_______ (填“精铜”或“粗铜”)。
(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时,装置D中产生的气体物质的量为_______ 。
(1)装置B中PbO2上发生的电极反应为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O。连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的饱和KCl溶液,其作用是
(2)装置A中总反应的离子方程式为
(3)若装置E的目的是在铜上镀银,则极板N的材料为
(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时,装置D中产生的气体物质的量为
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【推荐2】具有强氧化性,能够消毒杀菌,同时能够吸附水中悬浮杂质。可用电解法制备,采用的装置如图B所示,以辅助的电池(如图A)为电源进行电解。
(1)的电子式为___________ 。
(2)图A中正极反应式为、,则该电池的总反应方程式为___________ 。
(3)图A中N极名称是___________ (填“正极”或“负极”),M极与图B___________ (填“X”或“Y”)极相连。
(4)电解过程中,图BX极区溶液的pH___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)图B中两极均有气体产生,若在X极收集到672mL气体,在Y极收集到168mL气体(均已折算为标准状况下的气体体积),则Y电极质量减小___________ g。
(1)的电子式为
(2)图A中正极反应式为、,则该电池的总反应方程式为
(3)图A中N极名称是
(4)电解过程中,图BX极区溶液的pH
(5)图B中两极均有气体产生,若在X极收集到672mL气体,在Y极收集到168mL气体(均已折算为标准状况下的气体体积),则Y电极质量减小
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解题方法
【推荐3】(I)根据下列电化学装置,回答下列问题:
(1)通入电极名称________ ,电极反应式为________ 。乙池中B电极增重2.16g, 甲池中理论上消耗__________ (标准状况下)。
(2)若丙池中是足量的NaCl溶液,反应的离子方程式是_____________ 。D电极产物是________ ,(填化学式)
(3)若丙池中是一定量的溶液2L,工作一段时间后,再加入9.8gCu(OH)2即可恢复原浓度,则原溶液物质的量浓度为________ mol·L−1,消耗H2O的质量为________ g(溶液体积不变)。
(II).微生物燃料电池 是废水处理中实现碳氮联合转化为为和,如图所示,1、2为厌氧微生物电极,3为阳离子交换膜,4为好氧微生物反应器。 请回答:
(1)电极1名称______ 极,电极2发生的反应方程式为____________ 。
(2)在好氧微生物反应器中发生的反应方程式______________ 。
(3)若反应消耗O2标准状况下4.48L,理论上生成物质的量为______ mol
(1)通入电极名称
(2)若丙池中是足量的NaCl溶液,反应的离子方程式是
(3)若丙池中是一定量的溶液2L,工作一段时间后,再加入9.8gCu(OH)2即可恢复原浓度,则原溶液物质的量浓度为
(II).微生物燃料电池 是废水处理中实现碳氮联合转化为为和,如图所示,1、2为厌氧微生物电极,3为阳离子交换膜,4为好氧微生物反应器。 请回答:
(1)电极1名称
(2)在好氧微生物反应器中发生的反应方程式
(3)若反应消耗O2标准状况下4.48L,理论上生成物质的量为
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