某實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,回答下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題.
(1)該實(shí)驗(yàn)所用的石墨棒須經(jīng)過(guò)預(yù)處理;先經(jīng)高溫火焰灼燒到紅熱,再迅速浸入冷水中.這種預(yù)處理的目的是:
 

(2)要使發(fā)光二極管發(fā)亮,實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作順序是:先
 
電解一段時(shí)間后,
 

(3)在實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程中能量的主要轉(zhuǎn)化形式是
 

(4)寫出下列兩種操作時(shí)的電極反應(yīng)式,并注明電極名稱:
①按下開關(guān)S1一段時(shí)間后:C1
 
 

②斷開開關(guān)S1,迅速按下開關(guān)S2:(提示:此時(shí)C1附近溶液顯堿性,C2附近溶液顯酸性)
C2
 
,
 
考點(diǎn):原電池和電解池的工作原理
專題:電化學(xué)專題
分析:(1)根據(jù)制得的石墨的結(jié)構(gòu)判斷;
(2)根據(jù)原電池原理分析;
(3)開始時(shí)屬于電解池,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,后來(lái)屬于原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;
(4)①按下開關(guān)S1時(shí),該裝置為電解池,C1與外接電源的負(fù)極相連為陰極,陰極上陽(yáng)離子得電子;
②斷開開關(guān)S1,迅速按下開關(guān)S2,兩電極上分別有氫氣、氧氣,所以該裝置形成燃料原電池,C2上有氧氣為正極,正極上氧氣得電子生成水.
解答: 解:(1)如果石墨棒表面光滑,生成的氣體在電極上無(wú)法保存,所以不能形成燃料電池,這樣處理的石墨表面變得粗糙,且具有吸附性,使生成的氣體在石墨棒上保存,為下一步實(shí)驗(yàn)作基礎(chǔ);
故答案為:使石墨棒表面變得粗糙,有利于吸附氣體;
(2)要使發(fā)光二極管發(fā)亮,必須有電流通過(guò),當(dāng)打開S1、關(guān)閉S2時(shí),電極和電解質(zhì)溶液之間不能形成原電池,所以無(wú)電流通過(guò);
關(guān)閉S1,該裝置形成電解池,電解一段時(shí)間后,陰極上有氫氣生成,陽(yáng)極上有氧氣生成,且處理過(guò)的石墨棒有吸附性,所以兩極上存在氣體;
打開S1,關(guān)閉S2,兩電極上分別有氫氣、氧氣,所以該裝置形成燃料原電池,有電流通過(guò)二極管,所以二極管發(fā)亮.
故答案為:關(guān)閉S1;電解一段時(shí)間后,打開S1,關(guān)閉S2;
(3)開始時(shí)屬于電解池,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,后來(lái)屬于原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,則在實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程中能量的主要轉(zhuǎn)化形式是:電能→化學(xué)能→電能;
故答案為:電能→化學(xué)能→電能;
(4)①按下開關(guān)S1時(shí),該裝置為電解池,C1與外接電源的負(fù)極相連為陰極,陰極上陽(yáng)離子得電子,即氫離子得電子生成氫氣,其電極反應(yīng)為:2H++2e-=H2↑;
故答案為:陰極;2H++2e-=H2↑;
②斷開開關(guān)S1,迅速按下開關(guān)S2,兩電極上分別有氫氣、氧氣,所以該裝置形成燃料原電池,C2上有氧氣為正極,正極上氧氣得電子生成水.
打開S1,關(guān)閉S2,兩電極上分別有氫氣、氧氣,所以該裝置形成燃料原電池,C2上有氧氣為燃料電池的正極,正極上氧氣得電子生成水,其電極反應(yīng)式為:O2+4H++4e-=2H2O;
故答案為:正極;O2+4H++4e-=2H2O.
點(diǎn)評(píng):本題考查了原電池和電解池原理,解本題的難點(diǎn)是如何形成原電池產(chǎn)生電流使二極管發(fā)亮,同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,題目難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列反應(yīng),不屬于可逆反應(yīng)的是(  )
A、氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸與次氯酸
B、CO2溶于水和H2CO3分解
C、水的生成與電解
D、N2與H2在一定條件下可以生成NH3,同時(shí)NH3又可分解為N2和H2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

0.2mol某金屬單質(zhì)跟氯氣反應(yīng)后,質(zhì)量增加了7.1克,這種金屬是( 。
A、鈉B、鎂C、鐵D、鋁

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

由于催化劑可以為化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益,催化劑研究和尋找一直是受到重視的高科技領(lǐng)域.
(1)V2O5是接觸法制硫酸的催化劑.如圖為硫酸生產(chǎn)過(guò)程中2SO2 (g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196.6kJ?mol-1反應(yīng)過(guò)程的能量變化示意圖.
①V2O5的使用會(huì)使圖中B點(diǎn)
 
(填“升高”、“降低”)
②一定條件下,SO2與空氣反應(yīng)tmin后,SO2和SO3物質(zhì)的量濃度分別為a mol/L和b mol/L,則SO2起始物質(zhì)的量濃度為
 
mol/L;生成SO3的化學(xué)反應(yīng)速率為
 
mol/(L?min).
(2)如圖是一種以銅、稀硫酸為原料生產(chǎn)藍(lán)礬的生產(chǎn)流程示意圖.

①生成CuSO4的總反應(yīng)為2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O,少量Fe2(SO43起催化作用,使反應(yīng)按以下兩步完成:
第一步:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,
第二步:
 
(用離子方程式表示)
②調(diào)節(jié)溶液pH為3~4的目的是
 
,調(diào)節(jié)時(shí)加入的試劑可以為
 
.(選填序號(hào))
a.NaOH溶液     b.CuO粉末     c.Cu2(OH)2CO3d.氨水
(3)納米TiO2是優(yōu)良的光敏催化劑.工業(yè)上用鈦鐵礦制得粗TiO2;再轉(zhuǎn)化為TiCl4(l);由TiCl4(l)制取納米TiO2的方法之一是將TiCl4氣體導(dǎo)入氫氧火焰中(700~1000℃)進(jìn)行水解.
已知:TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJ?mol-1
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221kJ?mol-1
①寫出TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成TiCl4和CO的熱化學(xué)方程式:
 

②寫出上述TiCl4(l)制取納米TiO2的化學(xué)方程式:
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0,溫度一定,體積為3L的密閉容器中,投入2mol SO2和1molO2,2min反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),容器中有1.2mol SO3,放出熱量118.2kJ,試計(jì)算:
(1)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式.
(2)該反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率是多少?
(3)反應(yīng)2分鐘,以O(shè)2表示的平均反應(yīng)速率為多少?

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

有一鋁、鎂、硅組成的合金,取5.3g合金與足量的鹽酸反應(yīng),結(jié)果殘余固體有0.2g,收集到氣體體積5.6L(已換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況),求此合金中鋁、鎂的物質(zhì)的量?

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知A-H均為中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的物質(zhì),其中A和E是金屬單質(zhì),B是最常見(jiàn)的溶劑,D的焰色反應(yīng)呈黃色,H是紅褐色固體,它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示.

(1)E元素在周期表中的位置是
 
.原子結(jié)構(gòu)示意圖為:
 

(2)從物質(zhì)的組成上,A~G中可以與H歸為一類的電解質(zhì)是
 
(寫化學(xué)式).
(3)D的電子式為:
 

(4)C、D和x的單質(zhì)都是重要的化工生產(chǎn)原料,工業(yè)上可用D和x兩種物質(zhì)生產(chǎn)
 
,其反應(yīng)的離子方程式為
 
,此反應(yīng)中氧化劑和還原劑的質(zhì)量之比為
 

(5)固態(tài)B的密度小于液態(tài)B的密度的原因是:
 

(6)F在酸性條件下置于空氣中易變質(zhì),變質(zhì)的方程式為:
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(1)483gNa2SO4?10H2O中所含的Na+的物質(zhì)的量是
 
,所含H2O分子的數(shù)目是
 
個(gè).
(2)19g某二價(jià)金屬氯化物(ACl2)中含有0.4molCl-,則ACl2的摩爾質(zhì)量是
 
,ACl2的化學(xué)式是
 

(3)已知金屬鈉投入水中能發(fā)生下列反應(yīng)2Na+2H2O═2NaOH+H2↑.如將2.3g鈉投入足量水中,充分反應(yīng).則生成的NaOH的物質(zhì)的量為
 
,生成的H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為
 

(4)將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的V L氣體A(摩爾質(zhì)量為M g?mol-1)溶于0.1L水中,所得溶液密度為ρg?cm-3,則該溶液的物質(zhì)的量濃度為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

在一定條件下,可逆反應(yīng)A(g)+B(g)?mC(g);變化如下圖所示.已知縱坐標(biāo)表示在不同溫度和壓強(qiáng)下生成物C在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù),P為反應(yīng)在T2溫度時(shí)達(dá)到平衡后向容器加壓的變化情況,問(wèn):
(1)T1
 
T2(填“大于”、“等于”或“小于”.
(2)正反應(yīng)是
 
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),m
 
2(填“大于”、“等于”或“小于”).
(3)某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(A)=1mol/L,c(B)=2.4mol/L;達(dá)到平衡后,A的轉(zhuǎn)化率為0.60,此時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為
 

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