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        1. 【題目】如圖所示,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理的相關(guān)問題,其中乙裝置中X為離子交換膜。

          請(qǐng)按要求回答相關(guān)問題:

          1)甲烷燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式是:_____。

          2)乙中X是交換膜,工作一段時(shí)間后若要恢復(fù)成原溶液,應(yīng)_____。

          3)欲用丙裝置給銅鍍銀,b應(yīng)是_____(填化學(xué)式)。

          4)若乙池中的飽和氯化鈉溶液換成一定量CuSO4溶液,通電一段時(shí)間后,向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_____mol。(忽略溶液體積的變化)

          5)通過膜電池可除去廢水中的乙酸鈉和對(duì)氯苯酚(),其原理如圖所示,A極的電極反應(yīng)為____

          6)化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起十分重要的作用,電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽污染,電化學(xué)降解NO3-的原理如圖所示。

          Ag-Pt電極上的電極反應(yīng)式為_____。

          ②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm-Δm)___g

          【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 陽離子通入一定量HCl氣體 Ag 0.4 +H++2e-→Cl-+ 2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O 14.4g

          【解析】

          (1)甲烷燃料電池負(fù)極上CH4失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性條件下產(chǎn)物為碳酸鉀;

          (2)燃料電池通氧氣的極為正極,則乙中電解池的陰極為Fe、陽極為C,電解產(chǎn)物為H2Cl2NaOH;

          (3)丙為電鍍池,其中b為陽極,a為陰極,現(xiàn)銅鍍銀,則應(yīng)選擇Ag為陽極,Cu為陰極;

          (4)C為陽極電解CuSO4溶液,加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,發(fā)生如下電解:2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O2H2↑+O2,再根據(jù)析出什么加入什么的原則分析;

          (5)原電池中陽離子移向正極,根據(jù)原電池中氫離子的移動(dòng)方向可知A為正極,正極有氫離子參與反應(yīng);

          (6)由題給原理圖可知,Ag-Pt電極上NO3-發(fā)生還原反應(yīng)生成N2,則Ag-Pt電極為陰極,則B為負(fù)極,A為電源正極,Pt電極為電解池的陽極,電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=4H++O2,據(jù)此計(jì)算膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差。

          (1)甲烷燃料電池負(fù)極上CH4失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性條件下產(chǎn)物為碳酸鉀,則負(fù)極電極反應(yīng)式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;

          (2)燃料電池通氧氣的極為正極,則乙中電解池的陰極為Fe、陽極為C,電解產(chǎn)物為H2、Cl2NaOH,工作一段時(shí)間后若要恢復(fù)成原溶液,應(yīng)通入適量HCl氣體,恰好完全中和NaOH即可;

          (3)丙為電鍍池,其中b為陽極,a為陰極,現(xiàn)銅鍍銀,則應(yīng)選擇Ag為陽極, Cu為陰極,即b極材料是Ag

          (4)乙池加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,發(fā)生如下電解:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O2H2↑+O2,Cu(OH)2從組成上可看成CuOH2O,根據(jù)析出什么加入什么的原則知,析出的物質(zhì)是氧化銅和水,則陰極上析出氫氣和銅,生成0.1mol銅轉(zhuǎn)移電子=0.1mol×2mol=0.2mol,根據(jù)原子守恒知,生成0.1mol水需要0.1mol氫氣,生成0.1mol氫氣轉(zhuǎn)移電子=0.1mol×2mol=0.2mol,所以電解過程中共轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4mol

          (5)A為正極,正極有氫離子參與反應(yīng),電極反應(yīng)式為+H++2e-→Cl-+;

          (6)①由題給原理圖知,Ag-Pt電極上NO3-發(fā)生還原反應(yīng),酸性介質(zhì)中,電極反應(yīng)式為:2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O

          A為電源正極,Pt電極為電解池的陽極,電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=4H++O2,轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),陽極區(qū)消耗1mol水,產(chǎn)生2molH+進(jìn)入陰極室,陽極室質(zhì)量減少18g;電極反應(yīng)式為2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,陰極室中放出0.2molN2(5.6g),同時(shí)有2molH+(2g)進(jìn)入陰極室,因此陰極室質(zhì)量減少5.6g-2g=3.6g,故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(m-m)=14.4g。

          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】氨的催化氧化是工業(yè)制硝酸的重要反應(yīng):4NH35O24NO6H2O,對(duì)于該反應(yīng)判斷正確的是

          A. 氧氣被還原B. 該反應(yīng)是置換反應(yīng)

          C. 氨氣是氧化劑D. 若有17 g氨參加反應(yīng),反應(yīng)中轉(zhuǎn)移10 mol電子

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】短周期主族元素WX、YZ,它們?cè)谥芷诒碇形恢萌鐖D所示,X的一種氫化物與其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)生成鹽。下列說法正確的是

          A. X的氫化物的沸點(diǎn)一定低于同主族元素形成的其他氫化物

          B. Y、Z和氫三種元素形成的化合物中,Z的化合價(jià)越高氧化性越強(qiáng)

          C. W的氧化物是酸性氧化物,能與堿、水反應(yīng),不能與酸反應(yīng)

          D. T元素單質(zhì)具有半導(dǎo)體的特性,TY元素可形成兩種化合物TY

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)如圖1原電池,探究pH對(duì)AsO4 3-氧化性的影響。測(cè)得電壓與pH的關(guān)系如圖2。下列有關(guān)敘述不正確的是( )

          A.調(diào)節(jié)pH可以改變反應(yīng)的方向

          BpH=0.68時(shí),反應(yīng)處于平衡狀態(tài)

          CpH=5時(shí), 負(fù)極電極反應(yīng)式為2I-2e -= I2

          DpH0.68時(shí),氧化性I2>AsO43-

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】用下面的原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖的編號(hào)(A、BC、D)填空:

          (1)電子層排布相同的是______________;

          (2)屬于同種元素的是________________;    

          (3)屬于金屬元素的是 ___________________; 

          (4)屬于稀有氣體元素的是______________,稀有氣體一般不參加化學(xué)反應(yīng)的原因是_______

          (5)寫出D參加化學(xué)反應(yīng)后所得離子的結(jié)構(gòu)示意圖 _____________

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】ClO2和NaClO2均具有漂白性,工業(yè)上用ClO2氣體制備NaClO2的工藝流程如下圖所示:

          下列說法不正確的是

          A. 工業(yè)上可將ClO2制成NaClO2固體,便于貯存和運(yùn)輸

          B. 通入空氣的目的是驅(qū)趕出ClO2,使其被吸收器充分吸收

          C. 吸收器中生成 NaClO2的離子方程式:2ClO2+H2O2=2ClO2+O2↑+2H+

          D. 步驟a的操作包括過濾、洗滌和干燥

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】當(dāng)不慎有大量Cl2擴(kuò)散到周圍空間時(shí),處在環(huán)境中的人們可以用浸有一定濃度某種物 質(zhì)水溶液的毛巾捂住鼻子,以防中毒,該物質(zhì)最適宜采用的是

          A.NaOHB.NaClC.NaHCO3D.NH3H2O

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】某同學(xué)受噴泉實(shí)驗(yàn)原理的啟發(fā),設(shè)計(jì)如圖所示裝置進(jìn)行噴煙實(shí)驗(yàn).下列對(duì)實(shí)驗(yàn)的有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( )

          A.由于的密度比HCl小,實(shí)驗(yàn)中二者的位置不能調(diào)換

          B.白煙是由于生成固體小顆粒的緣故

          C.若用HBr代替HCl進(jìn)行相同的操作,可得到相同的現(xiàn)象

          D.實(shí)驗(yàn)時(shí),打開活塞并擠出膠頭滴管中的水即可看到白煙

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          科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

          【題目】下列關(guān)于氯化鈉晶胞(如圖)的說法正確的是(

          A.每個(gè)晶胞含有6個(gè)Na+6個(gè)Cl-

          B.晶體中每個(gè)Na+周圍有8個(gè)Cl-,每個(gè)Cl-周圍有8個(gè)Na+

          C.晶體中與每個(gè)Na+最近的Na+8個(gè)

          D.將晶胞沿體對(duì)角線AB作投影,CD兩原子的投影將相互重合

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          同步練習(xí)冊(cè)答案