Question

【題目】化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會(huì)密切相關(guān)，請(qǐng)根據(jù)學(xué)過(guò)化學(xué)知識(shí)解答下列問(wèn)題

(1)由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時(shí)采用電解法的是___________。

a．Cu2S b．NaCl c．Fe2O3 d．HgS

(2) 銀針驗(yàn)毒”在我國(guó)有上千年歷史，銀針主要用于檢驗(yàn)是否有含硫元素的有毒物質(zhì)。其反應(yīng)原理之一為：4Ag＋2H2S＋O2=2Ag2S＋2H2O。當(dāng)銀針變色后，將其置于盛有食鹽水的鋁制容器中一段時(shí)間后便可復(fù)原。原理是形成了原電池，該原電池的負(fù)極反應(yīng)物為：______。

(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池(如下圖所示)，目的是探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽(yáng)離子交換膜。

①通入甲烷的電極為________(填“正極”或“負(fù)極”)，該電極反應(yīng)式為___________。

②乙裝置工作一段時(shí)間后，結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋鐵電極附近滴入酚酞變紅的原因：____________。

③如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置中反應(yīng)一段時(shí)間，硫酸銅溶液濃度將________(填“增大”“減小”或“不變”)。精銅電極上的電極反應(yīng)式為_________________________

Answer 1

【答案】b 鋁(Al) 負(fù)極 CH4-8e-+10OH-=+7H2O 在鐵電極：2H++2e－=H2↑，促進(jìn)水電離，c(OH－)＞c(H+)，顯堿性 減小 Cu2++2e－=Cu

【解析】

(1)金屬活動(dòng)性順序表中Al及其前面的金屬用電解法冶煉；

(2)當(dāng)銀針變色后，將其置于盛有食鹽水的鋁制容器中一段時(shí)間后便可復(fù)原，發(fā)生的反應(yīng)為硫化銀生成了銀，其原理是形成了原電池，可知鋁作為負(fù)極反應(yīng)物發(fā)生了氧化反應(yīng)；

(3)①甲裝置為燃料電池，燃料電池中通入燃料的一極為負(fù)極，通入氧氣的一極為正極，據(jù)此分析書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)；

②鐵電極作陰極，水電離的氫離子得電子生成氫氣，故氫氧根濃度增大而使溶液顯堿性；

③粗銅中的雜質(zhì)鋅也會(huì)在陽(yáng)極放電生成鋅離子，所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸銅溶液濃度將減小，精銅電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)。

(1) a.以Cu2S為原料，采用火法煉銅，反應(yīng)原理為2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑，a不符合題意；

b．工業(yè)電解熔融NaCl冶煉Na，反應(yīng)原理為2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑，b符合題意；

c．工業(yè)上以Fe2O3為原料，用熱還原法冶煉鐵，反應(yīng)原理為3CO+Fe2O32Fe+3CO2，c不符合題意；

d．以HgS為原料冶煉Hg的原理為HgS+O2Hg+SO2，d不符合題意；

答案選b。

(2)根據(jù)題意，當(dāng)銀針變色后，將其置于盛有食鹽水的鋁制容器中一段時(shí)間后便可復(fù)原，發(fā)生的反應(yīng)為硫化銀被還原生成了銀，其原理是形成了原電池，可知鋁作為負(fù)極反應(yīng)物發(fā)生了氧化反應(yīng)，硫化銀作為正極反應(yīng)物發(fā)生還原反應(yīng)，食鹽水作為電解質(zhì)溶液，該原電池的負(fù)極反應(yīng)物為：鋁(Al)；

(3)①燃料電池工作時(shí)，燃料發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極反應(yīng)物，在堿作電解質(zhì)時(shí)，甲烷轉(zhuǎn)化為碳酸根，故負(fù)極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-=+7H2O；

②結(jié)合圖示可知，鐵電極作陰極，鐵電極的電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，促進(jìn)水電離，使陰極附近溶液中c(OH-)＞c(H+)，溶液顯堿性，則鐵電極附近滴入酚酞變紅；

③丙裝置為粗銅的精煉裝置，由于粗銅中的雜質(zhì)鋅也會(huì)在陽(yáng)極放電生成鋅離子，所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸銅溶液濃度將減小，精銅電極為陰極，精銅上發(fā)生還原反應(yīng)，銅離子得電子生成銅，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu。