(1)甲醇可作為燃料電池的原料。以CH4和H2O為原料,通過下列反應(yīng)來制備甲醇。
I:CH4 ( g ) + H2O ( g )=CO ( g ) + 3H2 ( g ) △H =+206.0 kJ·mol-1
II:CO ( g ) + 2H2 ( g )=CH3OH ( g ) △H=—129.0 kJ·mol-1
CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CH3OH (g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實(shí)驗(yàn)室用右圖裝置模擬上述過程:
①寫出陽極電極反應(yīng)式 。
②寫出除去甲醇的離子方程式 。
(3)寫出以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al—空氣原電池的電極負(fù)極反應(yīng)式,負(fù)極: 。
(1)CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ?mol-1
(2)①Co2+-e-=Co3+ ②6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
(3)Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
解析試題分析:(1)已知Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.0kJ?mol-1、Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ?mol-1,則依據(jù)蓋斯定律Ⅰ+Ⅱ得到CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77.0 kJ?mol-1;
(2)①通電后,將Co2+氧化成Co3+,電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為Co2+-e-=Co3+;
②以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化,自身被還原為Co2+,結(jié)合原子守恒與電荷守恒可知,還原生成H+,配平書寫離子方程式為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;
(3)以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al-空氣原電池中鋁做負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋁離子,在碳酸氫鈉溶液中水解相互促進(jìn)生成氫氧化鋁和二氧化碳;負(fù)極的電極反應(yīng)式:Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑。
考點(diǎn):考查熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用,原電池原理分析和電極反應(yīng)書寫
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)據(jù)圖回答下列問題:
Ⅰ、(1)若燒杯中溶液為稀硫酸,則觀察到的現(xiàn)象是 ___________________
負(fù)極反應(yīng)式為:______________________________。
(2)若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液,則負(fù)極為________(填Mg或Al),總反應(yīng)化學(xué)方程式為____________________________________。
Ⅱ、由Al、Cu、濃硝酸組成原電池,其正極的電極反應(yīng)式為
Ⅲ、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技 術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆。甲醇燃料電池的工作原理如下圖所示。
①該電池工作時(shí),b口通入的物質(zhì)為_______,
c口通入的物質(zhì)為______。
②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為:_______
③工作一段時(shí)間后,當(dāng)12.8 g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),______________NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(15分)制燒堿所用鹽水需兩次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗鹽水中Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等離子,過程如下:
Ⅰ.向粗鹽水中加入過量BaCl2溶液,過濾;
Ⅱ.向所得濾液中加入過量Na2CO3溶液,過濾;
Ⅲ.濾液用鹽酸調(diào)節(jié)pH,獲得一次精制鹽水。
(1)過程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度(20℃/g)如下表:
CaSO4 | Mg2(OH)2CO3 | CaCO3 | BaSO4 | BaCO3 |
2.6×10-2 | 2.5×10-4 | 7.8×10-4 | 2.4×10-4 | 1.7×10-3 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
如圖所示的裝置,X、Y都是惰性電極。將電源接通后,向(甲)中滴入酚酞溶液,在Fe極附近顯紅色。試回答下列問題:
(1)在電源中,B電極為 極(填電極名稱,下同);丙裝置中Y電極為 極。
(2)在甲裝置中,石墨(C)電極上發(fā)生 反應(yīng)(填“氧化”或“還原”);甲裝置中總的化學(xué)方程式是: 。
(3)丙裝置在通電一段時(shí)間后,X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是 。
(4)如果乙裝置中精銅電極的質(zhì)量增加了0.64g,請(qǐng)問甲裝置中,鐵電極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為
L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(10分)如圖是某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。請(qǐng)回答下列問題:
(1)當(dāng)電極a為Al、電極b為Mg、電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí),正極的電極反應(yīng)式為____________;負(fù)極的電極反應(yīng)式為____________。
(2)當(dāng)電極a為Al、電極b為Mg、電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液時(shí),該裝置__________(填“能”或“不能”)形成原電池。若不能,請(qǐng)說明理由;若能,請(qǐng)說明在兩電極上所發(fā)生的現(xiàn)象:________。
(3)燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑(如O2)反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,F(xiàn)設(shè)計(jì)一燃料電池,以電極a為正極,電極b為負(fù)極,氫氣為燃料,氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液。則氫氣應(yīng)通入________(填“a”或“b”)極,正極上的電極反應(yīng)式為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
將質(zhì)量相等的鐵片和銅片用導(dǎo)線相連浸入500mL硫酸銅溶液中構(gòu)成如下圖的裝置:(以下均假設(shè)反應(yīng)過程中溶液體積不變)。
(1)鐵片上的電極反應(yīng)式為 。
(2)銅片周圍溶液會(huì)出現(xiàn) 的現(xiàn)象。
(3)若2 min后測得鐵片和銅片之間的質(zhì)量差為1.2g,計(jì)算導(dǎo)線中流過的電子的物質(zhì)的量為 mo1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲(chǔ)能和供能技術(shù)的巨大進(jìn)步,是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。
(1)現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng):A.NaOH+HCl=NaCl+H2O;B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
判斷能否設(shè)計(jì)成原電池A. ,B. 。(填“能”或“不能”)
(2)將純鋅片和純銅片按圖方式插入100 mL相同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間,回答下列問題:
①下列說法正確的是 。
A.甲、乙均為化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
B.乙中銅片上沒有明顯變化
C.甲中銅片質(zhì)量減少、乙中鋅片質(zhì)量減少
D.兩燒杯中溶液的pH均增大
②在相同時(shí)間內(nèi),兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度:甲 乙(填“>”、“<“或“=” )
③請(qǐng)寫出圖中構(gòu)成原電池的負(fù)極電極反應(yīng)式 。
④當(dāng)乙中產(chǎn)生1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),將鋅、銅片取出,再將燒杯中的溶液稀釋至1 L,測得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1(設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變)。試確定原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為 。
(3)燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑(如O2)反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,F(xiàn)設(shè)計(jì)一燃料電池,以電極a為正極,電極b為負(fù)極,氫氣為燃料,采用氫氧化鈉溶液為電解液;則氫氣應(yīng)通入 極(填a或b,下同),電子從 極流出。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。
(1)目前常用的鎳鎘(NiCd)電池,其電池總反應(yīng)可以表示為:
Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸,以下說法中正確的是( )
①以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)
②以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng)
③充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?br />④放電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?table name="optionsTable" cellpadding="0" cellspacing="0" width="100%">
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
某課外活動(dòng)小組用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試回答下列問題。
(1)若開始時(shí)開關(guān)K與a連接,則B極的電極反應(yīng)式為________________。
(2)若開始時(shí)開關(guān)K與b連接,則B極的電極反應(yīng)式為________,總反應(yīng)的離子方程式為__________________________。
有關(guān)上述實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(填序號(hào))________________。
①溶液中Na+向A極移動(dòng) ②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán)、鄯磻(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度、苋魳(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24L氣體,則溶液中轉(zhuǎn)移0.2mol電子
(3)該小組同學(xué)認(rèn)為,如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,那么可以設(shè)想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。
①該電解槽的陽極反應(yīng)式為________________。此時(shí)通過陰離子交換膜的離子數(shù)________(填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。
②制得的氫氧化鉀溶液從出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)________導(dǎo)出。
③通電開始后,陰極附近溶液pH會(huì)增大,請(qǐng)簡述原因
______________________________________________________________。
④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池,則電池正極的電極反應(yīng)式為________________。
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