组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学能与电能 > 电解池 > 电解原理 > 原电池、电解池综合考查
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:123 题号:5956522
回答下列问题
(1)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。

① 图中用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为_______
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_______mol。
(2)某研究性学习小组根据反应:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4 + 8H2O设计如下原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为 1 mol·L-1,溶液的体积均为200 mL,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。

回答下列问题:
③ 此原电池的正极是石墨_______(填“a”或“b”)。
④电池工作时,盐桥中的SO移向_______(填“甲”或“乙”)烧杯。
⑤ 甲烧杯中的电极反应式为_______
⑥ 若不考虑溶液的体积变化,MnSO4浓度变为1.5 mol·L-1,则反应中转移的电子为_______mol。

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【推荐1】使用可再生能源,如太阳能、潮汐能等产生的电能,通过电化学的方式将二氧化碳转化为高附加值的化学产品,如甲烷、乙烯、乙醇等是一种非常有前景的课题。
请回答下列问题:
(1)已知   ,则的摩尔燃烧焓()为____________。若已知的摩尔燃烧焓()为转化为乙醇的原理为   __________(用含ab的代数式表示)。
(2)以锂电池为电源,其电池总反应为,可将转化为乙醇,其原理如图所示,电解池所用电极材料均为惰性电极,每消耗32g,理论上会生成标准状况下的体积为___________L,装置中产生乙醇的电极反应式为__________________,若给锂电池充电,锂电池阳极的电极反应式为__________

(3)若采用乙醇燃料电池作为电源探究氢氧化钾的制备和粗铜的精炼,装置如图所示。

①甲装置中左侧电极的电极反应式为___________________,若9.2g乙醇参与反应,乙装置中铁电极上产生___________气体。
②乙装置中X为阳离子交换膜,已知饱和氯化钾溶液中含有的溶质为1,若收集到气体的物质的量之比为3∶2,则乙装置中碳电极上产生气体的质量为___________g。
2024-02-14更新 | 77次组卷
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【推荐2】氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。请回答下列问题:
(1)已知几种共价键的键能如下表:
化学键N≡NH—HN—H
键能/kJ·mol-1abc

则氨气发生分解反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的ΔH为_______kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)已知:2NH3·H2O(aq)+H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-24.2 kJ·mol-1,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.5 kJ·mol-1,则:NH3·H2O(aq) NH(aq)+OH-(aq)的ΔH为_______kJ·mol-1
(3)目前合成氨最主要的途径是1913年创立的传统的热催化Haber−Bosch过程(N2+3H22NH3),该反应需要高温高压苛刻条件,消耗大量化石能源,经过积极探索,科学家研制出Ti-H-Fe双温区催化剂(Ti-H区与Fe区温差可超过100℃)。其反应历程如图,吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。

试分析:_______区是高温区(填“Fe”或“Ti-H”);高温区的反应历程有_______(填序号),N原子的传递发生在第_______步(填序号),使用Ti-H-Fe双温区催化剂_______改变合成氨的反应热(填“能”或“不能”)。
(4)科研人员发现利用低温固体质子导体作电解质,催化合成NH3,与传统的热催化合成氨相比,催化效率较高。其合成原理如图所示。

①Pt−C3N4_______(填电极名称),电极反应式为_______
②实验过程中发现,其他条件不变时,逐渐增大电压,氨生成速率加快,当电压高于1.2eV时,氨生成速率下降,其可能的原因是_______。(用电极反应式表示)
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【推荐3】一种从废电池正极材料(含铝箔、LiCoO2、Fe2O3及少量不溶于酸碱的导电剂中回收各种金属的工艺流程如图:

已知:①黄钠铁矾晶体颗粒粗大,沉淀速度快,易于过滤。
②钴酸锂难溶于水,碳酸锂的溶解度随温度升高而降低。
Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8Ksp[Co(OH)2]=6.3×10-4
回答下列问题:
(1)为了提高“碱溶”效率,可以采取的措施是___(写出一条即可)。
(2)“浸取”时有无色气体产生,发生反应的离子方程式为___
(3)“沉钴”时采用饱和草酸铵溶液将钴元素转化为CoC2O4,与草酸钠溶液相比效果更好,原因是___
(4)“沉锂”后得到碳酸锂固体的实验操作为___
(5)“沉铁”时所得黄钠铁矾的化学式可表示为NaxFey(SO4)m(OH)n。采用滴定法测定黄钠铁矾样品的组成,实验步骤如下:
I.称取4.850g样品,加盐酸完全溶解后,配成100.00mL溶液。
II.量取25.00mL溶液,加入足量的KI,用0.2500mol·L-1Na2S2O3溶液进行滴定至终点(I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),消耗30.00mLNa2S2O3溶液。
III.另取25.00mL溶液,加入足量BaCl2溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得到沉淀1.165g。
用Na2S2O3溶液进行滴定时,使用的指示剂为___;黄钠铁矾的化学式为___
(6)高能锂离子电池的总反应为2Li+FeS=Fe+Li2S。用该电池作电源电解含镍酸性废水回收Ni的装置如图(图中X、Y为电极,LiPF6·SO(CH3)2为电解质)。

①电极X的反应材料是___(填化学式);中间隔室b可以得到的主要物质Z是___ (填化式)。
②电解总反应的离子方程式为___
已知F=96500C/mol,Q=It=n(e-)·F。若电池工作tmin,维持电流强度为IA,理论回收Ni___g(写出计算表达式即可)。
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