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1、易錯(cuò)點(diǎn)12 原電池模擬題訓(xùn)練1最近,科學(xué)家研發(fā)了“全氫電池”,其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A 右邊吸附層中發(fā)生了還原反應(yīng)B 負(fù)極的電極反應(yīng)是H22e2OH = 2H2OC 電池的總反應(yīng)是2H2O2 = 2H2OD 電解質(zhì)溶液中Na向右移動(dòng),ClO向左移動(dòng)【答案】C2一種微生物電池可進(jìn)行多種污水凈化和海水淡化的綜合處理,該電池裝置的示意圖如圖所示,其中污水中的有機(jī)物用C6H10O5表示,海水用食鹽水代替。下列說(shuō)法正確的是A b膜為陰離子交換膜B 處理后的含NO3-污水的pH降低C 負(fù)極反應(yīng)式為C6H10O5+7H2O+24e-=6CO2+24H+D 導(dǎo)線(xiàn)中流過(guò)lmol電子,理論上有1m
2、olCl-通過(guò)a膜【答案】D3太陽(yáng)能光電池具有可靠穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。氮化鎵(GaN)光電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是( )A 該裝置系統(tǒng)中只存在光能與電能之間的轉(zhuǎn)化B Cu電極:CO2+8H+-8e-=CH4+2H2OC 工作時(shí),產(chǎn)生的O2、CH4體積比為11(同溫同壓)D 離子交換膜為質(zhì)子交換膜,H+從左池移向右池【答案】D【解析】由氮化鎵(GaN)光電池的工作原理裝置圖可知,左池GaN為負(fù)極水失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣,右池Cu電極為正極發(fā)生還原反應(yīng),CO2得到電子被還原生成CH4,電極反應(yīng)式為CO2+8e-+8H+CH4+2H2O。A由氮化鎵(G
3、aN)光電池的工作原理裝置圖可知,該裝置系統(tǒng)中存在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,電能又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋⒐饽艿?,故A錯(cuò)誤;B右池Cu電極為正極發(fā)生還原反應(yīng),CO2得到電子被還原生成CH4,電極反應(yīng)式為CO2+8e-+8H+CH4+2H2O,故B錯(cuò)誤;C根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知,同溫同壓產(chǎn)生的O2、CH4體積比為2:1,故C錯(cuò)誤;D陽(yáng)離子向正極移動(dòng),所以離子交換膜為質(zhì)子交換膜,H+從負(fù)極左池移向正極右池,故D正確。4中國(guó)科學(xué)院成功開(kāi)發(fā)出一種新型鋁石墨雙離子電池,大幅提升了電池的能量密度。該電池放電時(shí)的總反應(yīng)為: AlLi+CxPF6Al+xC+Li+PF6,有關(guān)該電池說(shuō)法正確的是A 充電時(shí),PF6
4、向陽(yáng)極移動(dòng)B 充電時(shí),鋁電極質(zhì)量減少C 放電時(shí),正極反應(yīng)式為:Al+Li+eAlLiD 放電時(shí),電子由石墨沿導(dǎo)線(xiàn)流向鋁【答案】A52016年7月報(bào)道,南開(kāi)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在“可充室溫鈉二氧化碳電池”的研究中取得突破進(jìn)展,該電池放電時(shí)工作情況如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A 金屬Na為電池的負(fù)極B 放電時(shí),電解液中Na向碳電極移動(dòng)C 充電時(shí),碳電極發(fā)生的反應(yīng)為:4Na4e3CO2= 2Na2CO3CD 放電時(shí),每轉(zhuǎn)移2 mol電子,消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO2 33.6 L【答案】C【解析】A,圖中電子由金屬鈉片通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)流向碳納米管,金屬鈉片為電池的負(fù)極,碳納米管為電池的正極,A項(xiàng)正確;B,放電時(shí),電解液中N
5、a+向正極移動(dòng),向碳電極移動(dòng),B項(xiàng)正確;C,充電時(shí)碳電極為陽(yáng)極,陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),碳電極的電極反應(yīng)式為2Na2CO3+C-4e-=4Na+3CO2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D,放電時(shí)正極電極反應(yīng)式為4Na+3CO2+4e-=2Na2CO3+C,每轉(zhuǎn)移2mol電子消耗1.5molCO2,消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO2的體積為1.5mol22.4L/mol=33.6L,D項(xiàng)正確。6鉛蓄電池是目前常見(jiàn)的二次電池,其放電時(shí)總反應(yīng)為Pb + PbO2 + 2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O。下列說(shuō)法中正確的是A 放電時(shí),Pb作為電池的負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)B 放電時(shí),內(nèi)電路中的H+ 向Pb電極移動(dòng)C 充電時(shí),外接電
6、源的負(fù)極需要與Pb電極相連D 充電時(shí),陽(yáng)極區(qū)附近溶液酸性減弱【答案】C7可用于電動(dòng)汽車(chē)的鋁空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液,鋁合金為負(fù)極,空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是A 電池工作時(shí),電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極B 以NaOH溶液為電解質(zhì)時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Al3OH3e=Al(OH)3C 以NaOH溶液為電解質(zhì)時(shí),電池在工作過(guò)程中電解質(zhì)溶液的pH保持不變D 以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)時(shí),正極反應(yīng)都為O22H2O4e= 4OH【答案】D【解析】A項(xiàng)、放電時(shí),電子從負(fù)極Al沿導(dǎo)線(xiàn)流向正極,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng)、以NaOH溶液為電解液時(shí),Al易失電子作負(fù)極,且鋁失去電子后
7、變?yōu)殇X離子,在氫氧化鈉的溶液中鋁離子繼續(xù)與過(guò)量的堿反應(yīng)生成偏鋁酸根,因此負(fù)極反應(yīng)為:Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng)、以NaOH溶液為電解液時(shí),電池的總反應(yīng)為:4Al+4OH-+3O24AlO2-+2H2O,反應(yīng)中消耗氫氧根離子且生成水,所以溶液的pH降低,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng)、電解質(zhì)溶液顯堿性或中性,發(fā)生吸氧腐蝕,正極上氧氣得電子生成氫氧根離子,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-4OH-,故D正確。82004年美國(guó)圣路易斯大學(xué)研制了一種新型的乙醇電池,它用磺酸類(lèi)質(zhì)子溶劑,在200左右時(shí)供電,乙醇電池比甲醇電池效率高出32倍且更安全。電池總反應(yīng)為:C2H5OH+3O2=2C
8、O2+3H2O,電池示意圖如下,下列說(shuō)法中正確的是A b極為電池的負(fù)極B 電池工作時(shí)電子在內(nèi)電路中由a極經(jīng)溶液到b極C 電池負(fù)極的電極反應(yīng)為:C2H5OH+3H2O12e=2CO2+12H+D 電池工作時(shí),1mol乙醇被氧化時(shí)有6mol電子轉(zhuǎn)移【答案】C9有一種瓦斯分析儀(下圖甲)能夠在煤礦巷道中的甲烷達(dá)到一定濃度時(shí),通過(guò)傳感器顯示出來(lái)。該瓦斯分析儀工作原理類(lèi)似燃料電池的工作原理,其裝置如下圖乙所示,其中的固體電解質(zhì)是Y2O3Na2O,O2可以在其中自由移動(dòng)。下列有關(guān)敘述正確的的是( )A 瓦斯分析儀工作時(shí),電池內(nèi)電路中電子由電極b流向電極aB 電極a的反應(yīng)式為:CH4+5O28eCO32 +
9、2H2OC 電極b是正極, O2-由電極a流向電極bD 當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol O2通過(guò)時(shí),電子轉(zhuǎn)移4 mol【答案】B10微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )A HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO42-的反應(yīng)為:HS-+4H2O-8e-= SO42-+9H+B 電子從b流出,經(jīng)外電路流向aC 如果將反應(yīng)物直接燃燒,能量的利用率不會(huì)變化D 若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則有0.45molH+通過(guò)質(zhì)子交換膜【答案】A【解析】A、負(fù)極上HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO42-,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)
10、式是HS-+4H2O-8e-= SO42-+9H+,所以A選項(xiàng)是正確的;B、b是電池的正極,a是負(fù)極,所以電子從a流出,經(jīng)外電路流向b,故B錯(cuò)誤;C、如果將反應(yīng)物直接燃燒,會(huì)有部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能,因此能量的利用率會(huì)有變化,故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)電子守恒,若該電池有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則有0.4molH+通過(guò)質(zhì)子交換膜,故D錯(cuò)誤。11一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽(yáng)能電池的工作原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A 電池工作時(shí),光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,X為電池的負(fù)極B 鍍鉑導(dǎo)電玻璃上發(fā)生氧化反應(yīng)生成I-C 電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng):2Ru3+3I-2Ru2+I3-D 電池工作時(shí),電
11、解質(zhì)溶液中I-和I3-的濃度基本不變【答案】B12最近科學(xué)家利用下列裝置圖成功地實(shí)現(xiàn)了CO2和H2O合成CH4。下列敘述錯(cuò)誤的是A 電池工作時(shí),實(shí)現(xiàn)了將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能B 銅電極為正極,電極反應(yīng)式為CO2-8e-+8H+=CH4+2H2OC 電池內(nèi) H+ 透過(guò)質(zhì)子交換膜從左向右移動(dòng)D 為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入少量稀硫酸【答案】B【解析】A.由電池裝置圖可知電池工作時(shí),實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,故正確;B.電子流入的極是正極,所以銅是正極,銅上二氧化碳得到電子生成甲烷,即CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O,故錯(cuò)誤;C.電池內(nèi)氫離子透過(guò)質(zhì)子交換膜向正極移動(dòng),電子流入的極是
12、正極,所以銅是正極,即電池內(nèi)氫離子透過(guò)質(zhì)子交換膜從左向右移動(dòng),故正確;D.向裝置中加入少量強(qiáng)電解質(zhì)溶液稀硫酸可以增強(qiáng)導(dǎo)電能力,提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,故正確。13向新型燃料電池的兩極分別通入CH4和空氣,其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO3固體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2-。圖中濾紙用含有酚酞的氯化鈉溶液浸泡過(guò),c、d、e、f均為惰性電極,工作后e極周?chē)兗t。下列敘述正確的是( )A c極為正極,A處通入甲烷氣體B d極的反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- = 4OH-C 固體電解質(zhì)中O2-由d極向c極移動(dòng)D e極上發(fā)生氧化反應(yīng),pH增大【答案】C14一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽(yáng)能電
13、池的原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如下圖所示,下列說(shuō)法不正確的是A X極為電池的負(fù)極 B 電池工作時(shí),光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸 電池工作時(shí),Y極上發(fā)生還原反應(yīng) D 電池的電解質(zhì)溶液中I和I3的濃度不斷減少【答案】D152017年5月18日,我國(guó)海域天然氣水合物試采成功,下列分析儀工作原理類(lèi)似燃料電池的工作原理,其裝置如下圖所示,其中的固體電解質(zhì)是 Y2O3Na2O,O2可以在其中自由移動(dòng)。下列有關(guān)敘述正確的是 ( )A 該分析儀工作時(shí),電極a為正極B 電極a的反應(yīng)式為:CH4 + 10OH8e=CO32+7H2OC 當(dāng)固體電解質(zhì)中有1 mol O2通過(guò)時(shí),電子轉(zhuǎn)移4molD 該分析儀可用于分析空氣中的天然
14、氣的含量【答案】D【解析】分析儀工作原理類(lèi)似燃料電池的工作原理,其中的固體電解質(zhì)是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移動(dòng),電子在外電路轉(zhuǎn)移,通甲烷氣體的為負(fù)極,通空氣一端為正極,電池總反應(yīng)為CH4+2O2=CO2+H2O,正極反應(yīng)為:O2+4e-=2O2-,負(fù)極反應(yīng)為:CH4+4O2-8e-=CO2+2H2O。A. 根據(jù)上述分析,該分析儀工作時(shí),電極a為負(fù)極,故A錯(cuò)誤;B甲烷所在電極a為負(fù)極,電極反應(yīng)為:CH4+4O2-8e-=CO2+2H2O,故B錯(cuò)誤;C.1mol O2得4mol電子生成2molO2-,故當(dāng)固體電解質(zhì)中有1mol O2-通過(guò)時(shí),電子轉(zhuǎn)移2mol,故C錯(cuò)誤。D. 根據(jù)轉(zhuǎn)
15、移的電子可以計(jì)算出通入的甲烷的量,因此該分析儀可用于分析空氣中的天然氣的含量,故D正確。16鎂燃料電池具有比能量高、使用安全方便、原材料來(lái)源豐富、成本低、燃料易于貯運(yùn)及污染小等特點(diǎn)。如圖為鎂次氯酸鹽燃料電池的工作原理圖,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )A 該燃料電池中鎂為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)B 正極反應(yīng)式為ClO+H2O+2e= Cl+2OHC 放電過(guò)程中OH移向正極移動(dòng).D 電池總反應(yīng)式為Mg+ClO+H2O=Mg(OH)2+Cl【答案】C17鎂燃料電池具有比能量高、使用安全方便、原材料來(lái)源豐富、成本低、燃料易于貯運(yùn)及污染小等特點(diǎn)。如圖為鎂次氯酸鹽燃料電池的工作原理圖,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
16、A 該燃料電池中鎂為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)B 正極反應(yīng)式為ClO+H2O+2e= Cl+2OHC 放電過(guò)程中OH移向正極移動(dòng).D 電池總反應(yīng)式為Mg+ClO+H2O=Mg(OH)2+Cl【答案】C18FePO4是一種難溶于水的白色固體,可用金屬防腐劑,也可用于制備電動(dòng)汽車(chē)電池的正極材料LiFePO4。實(shí)驗(yàn)室利用FeSO47H2O和H3PO4(弱酸)制備FePO4 、LiFePO4流程如下圖:回答下列問(wèn)題:(1)“溶解”時(shí)H3PO4不宜過(guò)量太多的原因是_。(2)洗滌FePO4沉淀的操作是_;若經(jīng)多次洗滌后所得“FePO4”仍呈棕色,則“FePO4”最可能混有的雜質(zhì)是_。(3)“反應(yīng)1”時(shí)總反應(yīng)的離子
17、方程式是_。(4)“反應(yīng)2”時(shí)總反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2LiOH + 6H2C2O4 + 2FePO42LiFePO4 + 7CO2 + 5X +7H2O ,其中X的化學(xué)式為_(kāi);每生成1molLiFePO4,該反應(yīng)轉(zhuǎn)移_mole-。(5)LiFePO4電池穩(wěn)定性高、安全、對(duì)環(huán)境友好,該電池的總反應(yīng)式是:LiFePO4 + C6 Li1xFePO4 + LixC6,其放電時(shí)工作原理如圖所示。則:充電時(shí),a極的電極反應(yīng)式為_(kāi);放電時(shí),b極的電極反應(yīng)式為_(kāi)?!敬鸢浮糠乐购罄m(xù)反應(yīng)中消耗NaOH,浪費(fèi)原料 向漏斗中加入蒸餾水剛好浸沒(méi)沉淀,待水流盡,重復(fù)操作23次 Fe(OH)3 2 Fe2+ + ClO+
18、 2H3PO4 + 4 OH2FePO4+ Cl+ 5 H2O CO 3.5 C6 + xLi+ + xeLixC6 Li1xFePO4 + xLi+ + xeLiFePO4 【解析】 (1)防止后續(xù)反應(yīng)中消耗NaOH,浪費(fèi)原料,故“溶解”時(shí)H3PO4不宜過(guò)量太多;(2)洗滌FePO4沉淀的操作是向漏斗中加入蒸餾水剛好浸沒(méi)沉淀,待水流盡,重復(fù)操作23次;19為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)?;罨蜩F礦的主要成份是FeS2。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)第步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離
19、子方程式是_。(2)第步中硫鐵礦中的S被氧化到最高價(jià)態(tài),相應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)第步中檢驗(yàn)Fe3是否被完全還原的實(shí)驗(yàn)方法是_。(4)第步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是_。(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4LiFeS2=Fe2Li2S,正極反應(yīng)式是_?!敬鸢浮縁e2O36H=2Fe33H2O FeS214Fe38H2O=15Fe216H+2SO42 取少量溶液于一潔凈試管中,向其中加入少量K
20、SCN溶液,若溶液不出現(xiàn)紅色,則Fe3被完全還原,否則沒(méi)有 Fe2被氧化為Fe3,F(xiàn)e3水解產(chǎn)生H。(或?qū)懗龇匠淌?Fe2O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+) FeS24Li4e=Fe2Li2S或FeS24e=Fe2S2 【解析】(1)第I步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)生成Fe2(SO4)3和H2O,反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O。(2)第I步獲得的濾液為Fe2(SO4)3,第II步加入活化硫鐵礦,硫鐵礦中的S被氧化到最高價(jià)態(tài),即硫20根據(jù)題意完成下列問(wèn)題:(1)工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)
21、H41 kJ/mol已知:2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) H484 kJ/mol,寫(xiě)出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式:_。(2)隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,“節(jié)能減排”,減少全球溫室氣體排放,研究NO x、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。用活性炭還原法處理氮氧化物,有關(guān)反應(yīng)為:C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)。某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T1)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下: 濃度/molL1時(shí)間/minNON2CO200.10000100.0580.0210.021200.0400.0300.03
22、0300.0400.0300.030400.0320.0340.017500.0320.0340.017則從反應(yīng)開(kāi)始到20min時(shí),以NO表示的平均反應(yīng)速率= _,該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_(保留兩位小數(shù))30min后,改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件可能是_(寫(xiě)一條即可)。下列描述中能說(shuō)明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是_;A、容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 B、2v(NO)正=v(N2)逆C、容器中氣體的壓強(qiáng)保持不變 D、單位時(shí)間內(nèi)生成nmolCO2的同時(shí)生成2nmolNO(3)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下將SO2轉(zhuǎn)化為SO42, 而實(shí)現(xiàn)SO2的處理(總反應(yīng)為2SO2+O2
23、+2H2O2H2SO4)。已知,含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時(shí),其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2+ + O2+ 4H+ 4Fe3+ + 2H2O,則另一反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(4)有學(xué)者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。若A為SO2,B為O2,C為H2SO4,則負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi),電池總反應(yīng)式為_(kāi)?!敬鸢浮?CO(g) + O2 (g) = CO2(g) H-566 kJ/mol 0.003mol/(Lmin) 0.56 減小CO2的濃度 AD 2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+SO42+4H+ SO22H2O2eSO424H 2SO2O22H2O2H2
24、SO4或 2SO2O22H2O4H2SO42 【解析】(1)由CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) H41 kJ/mol2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) H484 kJ/mol,21研究大氣中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的轉(zhuǎn)化具有重要意義。(1)高濕條件下,寫(xiě)出大氣中SO2轉(zhuǎn)化為HSO3-的方程式:_。(2)土壤中的微生物可將大氣中H2S經(jīng)兩步反應(yīng)氧化成SO42-,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖:1mol H2S(g)全部氧化成SO42-的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)二氧化硫空氣質(zhì)子交換膜燃料電池可以利用大氣所含SO2快速啟動(dòng),其裝置示意圖如圖:質(zhì)子的流動(dòng)方向?yàn)?/p>
25、_。(“從A到B”或“從B到A”)。負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(4)燃煤煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。SO2煙氣脫除的一種工業(yè)流程如圖:用純堿溶液吸收SO2,將其轉(zhuǎn)化為HSO3-,反應(yīng)的離子方程式是_。若石灰乳過(guò)量,將其產(chǎn)物再排回吸收池,其中可用于吸收SO2的物質(zhì)的化學(xué)式是_?!敬鸢浮縎O2+H2OH2SO3,H2SO3H+HSO3-H2S(g)+2O2(g)=SO42-(aq)+2H+(aq) H=-803.39kJ/mol從A到BSO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+H2O+2SO2+CO32-=2HSO3-+CO2NaOH和Ca(OH)2【解析】(1)二氧化硫?yàn)樗嵝匝?/p>
26、化物與水生成亞硫酸,亞硫酸為弱電解質(zhì),部分電離產(chǎn)生氫離子與亞硫酸氫根離子,離子方程式:SO2+H2OH2SO3,H2SO3H+HSO3-;(2)由圖可知,第一步熱化學(xué)反應(yīng)為:H2S(g)+0.5O2(g)=S(s)+H2O(g)H=-221.19 kJmol-1;第二步反應(yīng)為:S(s)+1.5O2(g)+H2O(g)=2H+(aq)+SO42-(aq)H=-585.20 kJmol-1;依據(jù)蓋斯定律,第一步與第二步方程式相加得:H2S(g)+2O2(g)=SO42-(aq)+2H+(aq)H=-806.39 kJmol-1;22氨對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)生活具有重要影響。(1)氨的制備與利用。 工業(yè)合成氨
27、的化學(xué)方程式是_。 氨催化氧化生成一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(1)氨的定量檢測(cè)。水體中氨氣和銨根離子(統(tǒng)稱(chēng)氨氮)總量的檢測(cè)備受關(guān)注。利用氨氣傳感器檢測(cè)水體中氨氮含量的示意圖: 利用平衡原理分析含氨氮水樣中加入NaOH溶液的作用:_。 若利用氨氣傳感器將1 L水樣中的氨氮完全轉(zhuǎn)化為N2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為610-4 molL-1,則水樣中氨氮(以氨氣計(jì))含量為_(kāi)mgL-1。(3)氨的轉(zhuǎn)化與去除。微生物燃料電池(MFC)是一種現(xiàn)代化氨氮去除技術(shù)。下圖為MFC碳氮聯(lián)合同時(shí)去除的氮轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理示意圖。 已知A、B兩極生成CO2和N2的物質(zhì)的量之比為5 : 2,寫(xiě)出A極的電極反應(yīng)式:_。 用化學(xué)
28、用語(yǔ)簡(jiǎn)述NH4+去除的原理:_?!敬鸢浮?1 c(NaClO)增大,水解平衡正向移動(dòng),使c(HClO)增大,NH3被氧化為N2速度加快。 ClO- + H2O HClO + OH- pH較大時(shí),c(OH-)較大,抑制NaClO水解,c(HClO)較小致氧化能力弱,去除率降低。 pH較小時(shí),c(H+)較大,促進(jìn)NaClO水解,c(HClO)太高致HClO易分解,去除率降低。負(fù)極 Cl- 2e- + H2O = H+ + HClO23.汽車(chē)尾氣中含有NO、CO等有害物質(zhì),其中NOx會(huì)引起光化學(xué)煙霧等環(huán)境問(wèn)題。NH3-SCR技術(shù)是去除NOx最為有效的技術(shù)之一:在催化劑條件下,以NH3或尿素將尾氣中N
29、Ox還原為N2從而降低污染。(1)汽車(chē)燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因 _(用化學(xué)方程式表示,該反應(yīng)為為可逆反應(yīng));汽車(chē)啟動(dòng)后,汽缸內(nèi)溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大,試分析其原因 _。(2)NH3去除尾氣中的NOx,當(dāng)v(NO):v(NO2)=1:1時(shí)稱(chēng)為“快速SCR 反應(yīng)”,該反應(yīng)化學(xué)方程式為_(kāi) ;合成NH3所用原料氣H2,可用天然氣為原料制得,有關(guān)反應(yīng)能量變化如下所示。CO(g)+O2 (g)= CO2 (g) H1=282.0 KJ/mol H2(g)+O2 (g)= H2O (g) H2=241.8 KJ/molCH4(g)+ 2O2 (g)= CO2 (g)+ 2H2O
30、 (g) H3=836.3 KJ/mol則用CH4(g)和H2O(g)反應(yīng)制得H2(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)通過(guò)NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量,其工作原理如圖所示,則:Pt電極上發(fā)生的是 _反應(yīng)(填“氧化”或“還原”);NiO電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi);(4)研究發(fā)現(xiàn),將煤炭在O2/CO2的氣氛下燃燒,能夠降低燃煤時(shí)NO的排放,主要反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。在一定溫度下,于2L的恒容密閉容器中充入0.1molNO和0.3molCO發(fā)生該反應(yīng),測(cè)得不同時(shí)間容器內(nèi)的壓強(qiáng)(p)與起始?jí)簭?qiáng)(p0)的比值(p/p0)如下表。時(shí)間/t0min2min5m
31、in10min13min15min比值(p/p0)10.970.9250.900.900.9005min內(nèi),該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率V(NO)=_;(5)將上述反應(yīng)的CO2與NH3為原料合成尿素,能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排:2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)對(duì)于上述反應(yīng)在密閉容器中將過(guò)量NH2CO2NH4固體于300K下分解,平衡時(shí)PH2O(g)為aPa,若反應(yīng)溫度不變,將體系的體積增加50%,至達(dá)新平衡的過(guò)程中PH2O(g)的取值范圍是_ (用含a的式子表示)。【答案】N2+O22NO溫度升高,反應(yīng)速率加快2NH3+NO+N
32、O2= 2N2+3H2OCH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g) H=+171.1KJ/mol還原NO-2e-+O2-=NO20.006mol/(Lmin)aPH2Oa24回答下列問(wèn)題:(1)CuSO4的水溶液呈_(填“酸”“中”或“堿”)性,原因是(用離子方程式表示)_;實(shí)驗(yàn)室在配制CuSO4溶液時(shí),常先將CuSO4固體溶于較濃的硫酸中,然后用蒸餾水稀釋到所需的濃度,以_ (填“促進(jìn)”或“抑制”)其水解。(2)泡沫滅火器的滅火原理是(用離子方程式表示)_。(3)已知在25:AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq) Ksp=1.81010,Ag2S(s) 2Ag(aq)S2(aq)
33、 Ksp=6.31050,向濃度均為0.001 mol/L的NaCl和Na2S的混合溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,最先產(chǎn)生的沉淀是_(填“AgCl”或“Ag2S”)。(4)燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景。天然氣燃料電池中,在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是 _(填化學(xué)式);如果該電池中的電解質(zhì)溶液是KOH溶液,電極B電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是:_。【答案】酸 Cu2+2H2OCu(OH)2+2H+ 抑制 Al3+3HCO3=3CO2+Al(OH)3 Ag2S CH4 O2+4e-+2H2O=4OH- 25用廢鉛蓄電池的鉛泥(含PbSO4、PbO和Pb等)可制備精細(xì)化工產(chǎn)品3PbOPbSO4H2O
34、(三鹽),主要制備流程如下。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)鉛蓄電池在生活中有廣泛應(yīng)用,其工作原理是Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。若鉛蓄電池放電前正、負(fù)極質(zhì)量相等,放電時(shí)轉(zhuǎn)移了1 mol電子,則理論上兩極質(zhì)量之差為_(kāi)。(2)將濾液1、濾液3合并,經(jīng)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾等操作,可得到一種結(jié)晶水合物(Mr=322),其化學(xué)式為_(kāi)。(3)步驟酸溶時(shí)鉛與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO3)2及NO。濾液2中溶質(zhì)的主要成分為_(kāi)(填化學(xué)式)。(4)步驟合成三鹽的化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)步驟的洗滌操作中,檢驗(yàn)沉淀是否洗滌完全的操作方法是_。【答案】16 gNaSO410H2OHNO34PbSO4+6Na
35、OH3PbOPbSO4H2O+3Na2SO4+2H2O取少量最后一次洗滌后的濾液于試管中,滴加BaCl2溶液和鹽酸,若產(chǎn)生白色沉淀,則沉淀未洗滌完全,若沒(méi)有白色沉淀生成,則沉淀已洗滌完全26如圖1所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙燒杯中X為陽(yáng)離子交換膜。請(qǐng)按要求回答相關(guān)問(wèn)題:(1)甲烷燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式是_;正極電極反應(yīng)式是_;(2)石墨(C)為_(kāi)極,其電極反應(yīng)式為_(kāi);乙中總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi);(3)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有2.24 L氧氣參加反應(yīng),則丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為_(kāi)g ;(4)若將甲裝置中的甲烷換成甲醇(CH3OH),KOH溶液換成稀硫酸,則
36、負(fù)極電極反應(yīng)式為_(kāi),消耗等量氧氣時(shí),需要甲烷與甲醇的物質(zhì)的量之比為_(kāi);(5)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池,其原理見(jiàn)圖2,該電池在使用過(guò)程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y,其電極反應(yīng)式為_(kāi)。【答案】CH4+10OH-8eCO32-+7H2OO2+2H2O+4 e4OH-陽(yáng)2Cl2eCl2;2Cl+2H2O2OH-+H2+Cl212.8gCH3OH-6e+H2O=CO2+6H+3:4NO2+NO3-2e =N2O5【解析】(1)燃料電池中,負(fù)極上投放燃料,所以投放甲烷的電極是負(fù)極,負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:CH4+10OH-8eCO32-+7H2O,正極上是氧氣得電子的還原反
37、應(yīng),電極反應(yīng)式為:27某小組設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)方案比較Cu2+、Ag+ 的氧化性。查閱資料:Ag+ + I- = AgI K1 =1.21016;2Ag+ + 2I- = 2Ag+ I2 K2 = 8.7108(1)方案1:通過(guò)置換反應(yīng)比較向酸化的AgNO3溶液插入銅絲,析出黑色固體,溶液變藍(lán),說(shuō)明氧化性Ag+Cu2+。反應(yīng)的離子方程式是_。(2)方案2:通過(guò)Cu2+、Ag+ 分別與同一物質(zhì)反應(yīng)進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)試 劑編號(hào)及現(xiàn)象試 管滴 管1.0 mol/LKI溶液1.0 mol/L AgNO3溶液產(chǎn)生黃色沉淀,溶液無(wú)色1.0 mol/L CuSO4溶液產(chǎn)生白色沉淀A,溶液變黃經(jīng)檢驗(yàn),中溶液不含I2,黃色
38、沉淀是_。經(jīng)檢驗(yàn),中溶液含I2。推測(cè)Cu2+做氧化劑,白色沉淀A是CuI。確認(rèn)A的實(shí)驗(yàn)如下:a檢驗(yàn)濾液無(wú)I2。溶液呈藍(lán)色說(shuō)明溶液含有_(填離子符號(hào))。b白色沉淀B是_。c白色沉淀A與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式是_,說(shuō)明氧化性Ag+Cu2+。(3)分析方案2中Ag+ 未能氧化I- ,但Cu2+氧化了I-的原因,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:編號(hào)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)KI溶液 KI溶液 AgNO3溶液a bKI溶液 CuSO4溶液c d現(xiàn)象無(wú)明顯變化a中溶液較快變棕黃色,b中電極上析出銀;電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)c中溶液較慢變淺黃色;電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)(電極均為石墨,溶液濃度均為 1 mol/L,b、d中溶液pH4)a中溶液呈棕黃色的原因是_(用電極反應(yīng)式表示)?!皩?shí)驗(yàn)3”不能說(shuō)明Cu2+氧化了I-。依據(jù)是空氣中的氧氣也有氧化作用,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該依據(jù),實(shí)驗(yàn)方案及現(xiàn)象是_。方案2中,Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-。其原因一是從K值分析:_;二是從Cu2+的反應(yīng)特點(diǎn)分析:_?!敬鸢浮緾u+2Ag+2Ag+Cu2+ ;AgICu2+AgClCuI+2Ag+Cu2+Ag+AgI2I2eI2將d燒杯內(nèi)的溶液換為pH4的1 mol/L Na2SO4溶液,c中溶液較慢變淺黃,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)K1
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