【題目】科學(xué)家制造出一種使用固態(tài)電解質(zhì)的燃料電池,其效率更高,可用于航天航空。如圖1所示裝置中,以稀土金屬材料作為惰性電極,在電極上分別通入CH4和空氣,其中固態(tài)電解質(zhì)是摻雜了Y2O3ZrO2固體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2(O24e=2O2)。

(1)c電極的名稱為________(正極負(fù)極”),d電極上的電極反應(yīng)式為: ____。

(2)如圖2所示用惰性電極電解100 mL 0.5 mol·L1CuSO4溶液,a電極上的電極反應(yīng)式為: __________,若a電極產(chǎn)生56 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則所得溶液的c(H)=________(不考慮溶液體積變化),若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可加入________(填字母)

a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3

【答案】正極 CH44O2-8e=CO2+2H2O 4OH-4e=2H2OO2 0.1 mol·L1 ac

【解析】

(1)依據(jù)裝置圖中電流流向分析,c為正極,氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),d為負(fù)極,甲烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng);

(2)2是電解池,與電源正極連接的a電極為陽極,發(fā)生4OH--4e-=O2↑+2H2O,b為陰極,發(fā)生為Cu2++2e-=Cu,結(jié)合電極方程式計(jì)算,使溶液恢復(fù)的方法是加入兩個電極產(chǎn)物反應(yīng)后得到的物質(zhì)。

(1)1是原電池,依據(jù)電流流向是從正極流向負(fù)極,c電極為正極,氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng),d電極為電池負(fù)極,甲烷失電子發(fā)生還原反應(yīng),在兩極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3ZrO2固體,它在高溫下能傳導(dǎo)陽極生成的O2-離子,負(fù)極電極反應(yīng)為:CH4+4O2-8e=CO2+2H2O

(2)如圖2所示電解100mL0.5mol/LCuSO4溶液,發(fā)生的電解池反應(yīng)為:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,與電源正極相連的為陽極,溶液中OH-失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:4OH--4e-=2H2O+O2;

a電極產(chǎn)生56mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體為O2,其物質(zhì)的量n(O2)=0.056L÷22.4L/mol=0.0025mol,消耗OH-離子的物質(zhì)的量為n(OH-)=4n(O2)=0.01mol,則溶液中生成H+物質(zhì)的量n(H+)= n(OH-)=0.01mol,c(H+)==0.1mol/L;

在所得溶液電解過程中,CuSO4溶液每反應(yīng)產(chǎn)生2Cu原子,就會同時損失2O原子,相當(dāng)于失去2CuO,為了使CuSO4溶液,恢復(fù)原濃度,應(yīng)加入CuO,也可以加入CuCO3,因?yàn)?/span>CuCO3+H2SO4=CuSO4+CO2↑+H2O,相當(dāng)于加CuO,符合恢復(fù)溶液濃度的定量關(guān)系;但不能加入Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,而Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O、Cu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O,除增加溶質(zhì)外還增加了水,故合理選項(xiàng)是ac。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】已知有以下物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化。其中A為金屬試回答:

(1)寫出B的化學(xué)式________________,D的化學(xué)式________________。

(2)寫出由D轉(zhuǎn)變成H的化學(xué)方程式________________

(3)寫出向G溶液加入A的有關(guān)離子反應(yīng)方程式________________。

(4)寫出E轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>F的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:_________________________化學(xué)方程式:___________________。

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【題目】為了證明在實(shí)驗(yàn)室制備得到的Cl2中會混有HCl,甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,按要求回答下列問題。

1)請根據(jù)甲同學(xué)的示意圖,所需實(shí)驗(yàn)裝置從左至右的連接順序:裝置②__________

2)裝置②中主要玻璃儀器的名稱__________、____________________。

3)實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的離子方程式為____________

4)裝置③中Cu的作用__________(用化學(xué)方程式表示)。

5)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仍然存在缺陷,不能證明最終通入AgNO3溶液中的氣體只有一種。為此,乙同學(xué)提出氣體通入裝置①之前,要加裝一個檢驗(yàn)裝置⑤,以證明最終通入AgNO3溶液中的氣體只有一種。你認(rèn)為裝置⑤應(yīng)放入__________。

6)丙同學(xué)看到甲同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置后提出無需多加裝置,只需將原來燒杯中的AgNO3溶液換成紫色石蕊試液,如果觀察到__________的現(xiàn)象,則證明制Cl2時有HCl揮發(fā)出來。

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【題目】X、Y、Z W 代表原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素,它們滿足以下條件:在元素周期表中,Z YW 均相鄰;②X、Y、W 分別位于不同周期;③Y、Z、W 三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為 17。下列說法正確的是

A.四種元素非金屬性從弱到強(qiáng)的順序?yàn)椋?/span>XWZY

B.四種元素的原子半徑由小到大的順序?yàn)椋?/span>r(X)r(Y)r(Z)r(W)

C.X 與其余三種元素之間形成的核外電子總數(shù)為 10 的微粒只有 4

D.XY、Z 既能形成離子化合物,又能形成共價化合物

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【題目】5g某金屬加入到100mL 2mol L1的硫酸溶液中,當(dāng)硫酸濃度降低到原濃度的一半時(設(shè)溶液體積不變),金屬還沒有全部溶解。該金屬可能是

A.AlB.ZnC.FeD.Na

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【題目】物質(zhì)分類是基本的化學(xué)思路。下表是幾種常見物質(zhì)的分類情況:

單質(zhì)

氧化物

MgS、C、N2

CaO、CO2

HClH3BO3

KOH、NH3 H2O

KNO3、K2S

回答下列問題

1)下列物質(zhì)可導(dǎo)電的是_____________;是電解質(zhì)的是_______________

HCl(液態(tài)) HCl(稀溶液) KOH(固體) KOH(熔融狀態(tài)) KOH(稀溶液)

2)從上表選擇兩種物質(zhì),發(fā)生反應(yīng)屬于化合反應(yīng)但不屬于氧化還原反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。(任寫一個即可)

3)點(diǎn)燃時,鎂可以在氮?dú)庵腥紵,寫出該反?yīng)的化學(xué)方程式,并用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目__________________。

4)酸按不同標(biāo)準(zhǔn)分類得到的結(jié)果是不同的。已知H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為:H3BO3OHB(OH)4,則H3BO3屬于_____元酸,其電離方程式為______。

5)黑火藥是我國古代偉大的科學(xué)發(fā)明,反應(yīng)為:S2KNO33CK2SN23CO2,若生成22.4L N2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則被氧化的C_________mol。

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【題目】已知XFeOCuO的混合物,取兩份等質(zhì)量的X樣品進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):

1)寫出步驟③中所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式______________。

2)設(shè)步驟③中所得固體D的質(zhì)量為32g,溶液E中只含有一種金屬離子,氣體F在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為5.6L,試計(jì)算取用的每份X的質(zhì)量為______________XFeOCuO的質(zhì)量之比為_____________。

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【題目】將一定質(zhì)量的銅與100 mL一定物質(zhì)的量濃度的硝酸反應(yīng),銅完全溶解時產(chǎn)生的NONO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L。待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液中加入100mL 6 mol·L1NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀,則原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度是(

A.6mol/LB.10mol/LC.11mol/LD.12 mol/L

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【題目】設(shè)阿伏加德常數(shù)為NA,則下列說法正確的是(

A.常溫常壓下,11.2LCH4中含有的氫原子數(shù)為2NA

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L二氧化硫中含有氧原子數(shù)為NA

C.2.7g鋁與足量的鹽酸反應(yīng),失去的電子數(shù)為0.3NA

D.1L0.1mol/L MgCl2溶液中含Mg2數(shù)為0.2NA

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