1.2化学能与电能的转化同步练习
姓名 班级
一、选择题
1.甲烷燃料电池采用铂做电极材料,两个电极上分别通入和,电解质溶液为溶液。某研究小组将上述甲烷燃料电池作为电源,进行电解饱和食盐水和电镀的实验,如图所示,其中乙装置中X为离子交换膜。下列说法正确的是
A.甲烷燃料电池正极电极反应式是
B.为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触,乙中为阴离子交换膜
C.丙中的溶液,银离子浓度减小
D.乙中上一共产生气体(标准状况)时,a极质量增加
2.浙江大学高超教授团队研究的水系双离子电池原理如下图所示,下列说法错误的是
A.放电时a极附近溶液pH增大
B.放电时b极的电极反应式为:
C.充电时b极作阴极,发生还原反应
D.充电时1 mol Cu完全转化为Cu3(PO4)2,电池内部有6 mol Na+发生迁移
3.近期科技工作者开发了一套CO和甘油(C3H8O3)的共电解装置,如图所示。
下列说法正确的是
A.催化电极b连接电源的负极
B.电解过程中K+从阳极区移向阴极区
C.阴极区的电极反应为2CO+8e-+6H2O=C2H4+8OH-
D.电解前后溶液的pH不变
4.清华大学某教授开发出一种锂离子电池,在室温条件下可进行循环充放电,实现对磁性的可逆调控。一极为纳米Fe2O3,另一极为金属锂和石墨的复合材料,电解质只传导锂离子。下列说法不正确的是
A.充电时,Fe2O3连接电源的负极,发生氧化反应
B.该电池不能使用氯化锂水溶液作为电解质溶液
C.该电池的正极的电极反应式为Fe2O3+6Li++6e-=3Li2O+2Fe
D.放电时,电池逐渐靠近磁铁,且正极质量增加
5.ⅤA族氮、磷、砷(As)、锑(Sb)元素及其化合物应用广泛。氨是重要的化工原料,广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等;肼()的燃烧热为,是常用的火箭燃料。白磷()晶胞如图所示,P元素可形成多种含氧酸,其中次磷酸()为一元弱酸,为三元中强酸。锑是带有银色光泽的灰色金属,铅锑合金一般用作铅蓄电池的负极材料。
下列化学反应表示正确的是
A.肼燃烧的热化学方程式:;
B.与水反应:
C.次磷酸与足量NaOH溶液反应:
D.铅蓄电池放电时的负极反应:
6.下列物质(或物质的饱和溶液)之间通过一步反应能实现如图所示转化关系,且与表中条件匹配的是
选项 X Y Z 箭头上为反应条件或试剂
A NaOH Na2CO3 NaHCO3 ②滴加足量Ba(OH)2溶液
B Na NaOH NaCl ②电解饱和食盐水
C Cl2 FeCl3 FeCl2 ②通入少量F2
D Cl2 NaClO HClO ②光照
A.A B.B C.C D.D
7.下列反应的离子方程式正确的是
A.工业上生产漂白粉:2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
B.用惰性电极电解饱和ZnCl2溶液:Zn2++2Cl-+2H2OZn(OH)2↓+Cl2↑+H2↑
C.二氧化硫通入氯化铁溶液中:SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++4H++SO
D.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应恰好呈中性:H++SO+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
8.某储能电池的原理如图所示,溶液中c(H+)=2.0mol·L-1,阴离子为,a、b均为惰性电极,充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色。下列叙述不正确的是
A.当右槽溶液颜色由绿色变为紫色时,电极b为负极
B.当右槽溶液颜色由紫色变为绿色时,电池能量转化形式为:化学能→电能
C.充电过程中,a极的反应式为:VO2+-e-+H2O=+2H+
D.放电过程中,H+从右槽迁移进入左槽
9.某教授团队设计了具有Se空位的Ni3Se4电极,由此设计的某种电解池如图,在M电极可收集到NH3和少量H2,下列说法中错误的是
A.N电极为阳极,发生氧化反应
B.M电极上的电极反应之一为
C.若以铅蓄电池为电源,则M电极与Pb电极相连
D.当电路中有0.4mol电子通过时,则生成的NH3在标准状况下的体积为1.12L
10.图a-c分别为在不同状态下的导电实验X、Y均为石墨电极微观示意图。下列分析正确的是
A.图中白球代表
B.图a可表示熔融的,不导电
C.图b中在X电极上发生氧化反应
D.图c通直流电时,X、Y上产生物质的物质的量之比为1∶1
11.将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。该电池中两电极的总质量为,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为。锌片上发生的电极反应是
A. B.
C. D.
12.海水中有丰富的锂资源,我国科学家研发出利用太阳能从海水中提取金属锂的技术,提取原理如图所示。下列说法正确的是
A.光伏电池的能量转化途径为光能→化学能→电能 B.提取锂时上电极与电极A相连
C.固体陶瓷膜能透过水分子 D.电解过程中B极附近溶液的不变
13.中性液流电池由于安全、稳定、电解液成本低、容量高、使用领域广、循环使用寿命长等优点成为电化学储能热点技术之一。该电池的结构及工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,负极区离子数目增多
B.充电时,电极Y连电源负极
C.放电时,当电极减少时,溶液中有从电极区通过离子交换膜进入电极Y区
D.充电时,阳极电极反应式为
14.金属锂在新能源领域应用十分广泛,大规模制备金属锂是近代新兴工业。如图装置是电解法制备金属理的一种新方法。下列有关说法错误的是
A.电极C为阴极
B.电极B的反应式为
C.装置工作时离子交换膜允许通过
D.理论上该装置不需要补充
15.SO2可形成酸雨,是大气污染物。利用如图装置既可以吸收工厂排放的SO2又可以制得硫酸溶液。下列说法正确的是
A.电子的流动方向:a极→电解质溶液→b极
B.b极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
C.当电路中有2mol电子通过时,有4molH+透过质子交换膜进入右侧
D.该电池的总反应式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
二、实验题
16.某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
(1)浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。
①反应的离子方程式是 。
②电极反应式:
ⅰ.氧化反应:2Cl--2e-=Cl2↑
ⅱ.还原反应: 。
③根据电极反应式,分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。
ⅰ.随c(Cl-)降低,Cl-还原性减弱或Cl2的氧化性增强。
ⅱ.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高, 。
④补充实验证实了③中的分析(下面表格)。
实验操作 试剂 产物
Ⅰ 较浓H2SO4 有氯气
Ⅱ a 有氯气
Ⅲ a+b 无氯气
a是 ,b是 。
(2)利用c(H+)浓度对MnO2氧化性的影响,探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液,能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是 。
(3)根据(1)中结论推测:酸性条件下,加入某种化合物可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测,该化合物是 。
(4)综合上述,可以得到物质氧化性和还原性变化的一般规律:氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强;还原产物(氧化产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小。据此,小组分别利用电解池(图1)和原电池(图2)装置,成功实现了铜与稀硫酸制氢气。
结合上述的探究结论,图2中试剂X是 ,试剂Y是 。(限选试剂:稀硫酸、Na2SO4溶液、NaOH溶液、NaNO3溶液、CuSO4溶液,浓度均为1.0 mol·L-1)
17.某小组探究、能否将氧化,甲同学设计了如下实验:
实验现象
A中溶液呈黄色,滴加淀粉溶液,溶液变蓝
B中产生黄色沉淀,滴加淀粉溶液,未变蓝
(1)中反应的离子方程式为 ,说明氧化性:。
(2)乙同学认为:中溶液滴加淀粉溶液,未变蓝,原因是,于是设计了如下实验。
①盐桥中电解质可以使用 。
A. B.
②K闭合时,指针有偏转,则“石墨2”作 极。
A.正 B.负
“石墨2”的电极反应式为 。
③指针归零后,向右侧烧杯中滴加溶液或向左侧烧杯中滴加溶液,指针均有偏转,说明(或)浓度越大,溶液的氧化性(或还原性)越 。
A.强 B.弱
④乙同学查阅资料,已知,当等体积等浓度的和溶液混合时,溶液中 ,溶液中和很小,氧化性和的还原性很弱,二者直接接触,不发生氧化还原反应。
⑤丙同学测得溶液的,认为乙同学的实验中也可能是硝酸氧化了,请设计实验方案验证丙同学的猜想: 。
三、原理综合题
18.党的二十大报告中提出要打造“青山常在、绿水长流、空气常新”的美丽中国。工厂烟气(主要污染物SO2、NO)直接排放会造成空气污染,需处理后才能排放,
(1)O3氧化。O3氧化过程中部分反应的能量变化如图所示。
①已知。则反应的△H kJ·mol-1。
②其他条件不变时,增加m(O3),O3氧化NO的反应速率增大,而O3氧化SO2的反应速率几乎不受影响,其可能原因是 。
(2)利用如图装置可同时吸收SO2和NO
①已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,阴极的电极反应为 。
②写出电解池中发生的总反应的离子方程式为 。
(3)烟气中的SO2可用Na2SO3溶液吸收。
室温下,吸收过程中,吸收液pH随n(SO):n(HSO)变化关系如下表:
n():n() 99:1 1:1 1:99
pH 8.2 7.2 6.2
当吸收液呈中性时,溶液中所有含硫微粒浓度由大到小的顺序为 。
(4)尿素[CO(NH2)2]在催化剂存在的条件下可以将烟气中的NO转化为N2。
已知尿素水溶液高于160°C时会生成NH3和CO2。通过调整尿素喷入量与烟气流速,得到相同时间内不同投料比[n(尿素)/n(NO)]时NO的转化率随温度的变化情况如图所示。
①曲线a和曲线b中,投料比较大的曲线是 。
②T>450°C时,NO的转化率随温度升高而降低的原因是 。
19.是空气的主要污染物之一,有效去除大气中的可以保护大气环境。含氮废水氨氮(以存在)和硝态氮(以存在)引起水体富营养化,需经处理后才能排放。
(1)空气中污染物可在催化剂作用下用还原。
已知:;
;
有氧条件下,与反应生成,相关热化学方程式为
; 。
(2)工业上含氮化合物污染物处理
①以、熔融组成的燃料电池装置如图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物,则该电池的正极反应式为 。
②纳米铁粉可用于处理含氮废水。用纳米铁粉处理水体中的,反应的离子方程式为。研究发现,若偏低将会导致的去除率下降,其原因是 。相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中的速率有较大差异(如图),产生该差异的可能原因是 。
③电极生物膜法也能有效去除水体中的,进行生物的反硝化反应,其可能反应机理如图所示。以必要的化学用语及文字来描述此过程为 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【分析】甲烷燃料电池中,通入甲烷的一极为负极,通入氧气的一极为正极,则乙装置中,Fe铁电极为阴极,石墨电极为阳极,丙装置中,a电极为阴极,b电极为阳极。
【详解】A.甲烷燃料电池,碱性环境下,正极电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-,故A错误;
B.乙装置中,Fe铁电极为阴极,水中的氢离子得电子生成氢气,余下氢氧根离子,石墨电极为阳极,氯离子失电子生成氯气,则乙中X为阳离子交换膜,Na+移动向阴极,阴极得到NaOH和氢气,为了防止生成的氯气和氢氧化钠接触,乙中为阳离子交换膜,故B错误;
C.丙装置中,若为AgNO3溶液,电镀时,a电极为阴极,银离子得电子生成银,b电极为阳极,银失电子生成阴离子,溶液银离子浓度不变,故C错误;
D.乙中上一共产生气体2.24L(标准状况)时,其物质的量为0.1mol时,各产生0.05mol的氢气和氯气,则电路中转移0.1mol电子,则a极析出0.1mol银单质,其质量增加10.8g,故D正确;
故选:D。
2.D
【分析】由图可知,放电时为原电池,a极上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu,发生得电子的还原反应,b极上→,发生失电子的氧化反应,则a极为正极、b极为负极,负极反应式为;充电时为电解池,原电池的正负极分别与电源的正负极相接,即a极为阳极、b极为阴极,阴阳极反应与负正极反应相反;
【详解】A.由图可知,放电时a极水也会放电生成氢氧根离子,碱性增强,溶液pH增大,故A正确;
B.放电时b极为负极,负极反应式为,故B正确;
C.充电时为电解池,a极为阳极、b极为阴极,阴极发生还原反应,故C正确;
D.充电时Cu→Cu2O→Cu3(PO4)2,1 mol Cu完全转化为Cu3(PO4)2转移电子2mol,有2molNa+发生迁移,故D错误;
故选D。
3.C
【分析】催化电极a为,为阴极,催化电极b为,为阳极。
【详解】A.催化电极b为,为阳极,接电源的正极,A错误;
B.电解过程中,阳离子向阴极移动,但是K+不能通过阴离子交换膜,B错误;
C.催化电极a为,为阴极,电极反应为,C正确;
D.电解后,左室的反应,pH增大,右室反应,右室pH减小,D错误;
故选C。
4.A
【详解】A.金属锂和石墨的复合材料为放电时的负极,发生氧化反应,为正极,充电时接电源的正极,发生氧化反应,A错误;
B.金属锂与水反应反应,所以该电池不能使用氯化锂水溶液作为电解质溶液,B正确;
C.为正极,发生反应为,C正确;
D.放电时,正极发生反应,生成铁单质,电池逐渐靠近磁铁,且正极质量增加,D正确;
故选A。
5.B
【详解】A.肼()的燃烧热为,即1mol燃烧生成氮气和液态水时放出624kJ热量,热化学方程式:;,故A错误;
B.NO2与水反应生成硝酸和一氧化氮气体,反应的离子方程式为:,故B正确;
C.次磷酸()为一元弱酸,1mol次磷酸只能消耗1molNaOH,反应方程式为:,故C错误;
D.铅蓄电池放电时的负极反应是铅失电子生成硫酸铅沉淀,电极反应为:Pb+-2e-=PbSO4,故D错误;
故选:B。
6.A
【详解】A.NaHCO3溶液与足量Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3和NaOH,X、Y、Z能够完成图中的相互转化,A项正确;
B.惰性电极条件下电解饱和食盐水,生成NaOH、H2和Cl2,不会产生Na,B项错误;
C.F2和H2O发生反应,生成HF和O2,不能置换出Cl2,C项错误;
D.HClO光照分解生成HCl和O2,不会产生Cl2,D项错误;
答案选A。
7.C
【详解】A.工业上用氯气通入石灰乳中反应来生产漂白粉,反应的离子方程式为:,A错误;
B.用惰性电极电解饱和ZnCl2溶液的离子方程式为:,B错误;
C.二氧化硫有还原性,有强氧化性,二者在溶液中能发生氧化还原反应,分别生成,反应的离子方程式为:SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++4H++SO,C正确;
D.NaHSO4与Ba(OH)2按物质的量2:1完全反应后,溶液恰好呈中性,反应的离子方程式为:,D错误;
故选C。
8.A
【分析】充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色,则VO2+转化为,V元素由+4价升高到+5价,a电极为阳极,b电极为阴极,则放电时,a电极为正极,b电极为负极。
【详解】A.当右槽溶液颜色由绿色变为紫色,即由V3+转化为V2+时,V3+得电子,表明电极b为阴极,该装置为电解装置,而不是原电池,A不正确;
B.当右槽溶液颜色由紫色变为绿色,即由V2+转化为V3+时,V2+失电子,表明电极b为负极,电池能量转化形式为:化学能→电能,B正确;
C.充电过程中,a极为阳极,VO2+失电子生成,电极反应式为:VO2+-e-+H2O=+2H+,C正确;
D.放电过程中,阳离子向正极移动,即H+从右槽迁移进入左槽,D正确;
故选A。
9.D
【分析】根据题给信息,M电极收集到NH3和少量H2,N的化合价由5价降低到-3价,则M电极为阴极,则N为阳极,以此解题。
【详解】A.M电极是NO转化为NH3,N化合价降低,发生还原反应,故M是作为阴极, N是作为阳极,发生氧化反应,A正确。
B.M电极是NO转化为NH3,发生电极反应之一是,B正确;
C.M是作为阴极,连接电源的负极,铅蓄电池中Pb是作为负极,故M电极与Pb电极相连,C正确;
D.由电极反应可知,通过0.4mol电子, M电极会发生电极反应是2H2O+ e-=H2↑+2OH-,还有,可知生成NH3是小于0.05mol,标况下体积是小于0.05mol×22.4L/mol=1.12L,D错误;
故选D。
10.C
【详解】A. Na+的半径比Cl-小,故白球表示Na+,灰球表示Cl-,故A错误;
B. 图a中Na+和Cl-有序排列,表示固态NaCl,不导电,B错误;
C. 图b中,Cl-向X极移动,则X极为阳极,Cl-在阳极上失去电子,发生氧化反应,故C正确;
D. 图c中,Na+、Cl-周围有H2O包围形成水合离子,说明电解的是NaCl溶液,该反应的化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,水合氯离子向X极移动,说明X极为阳极,Y极为阴极,则Cl2在X极上产生,H2和NaOH在Y极上产生,所以X、Y上产生物质的物质的量之比为1:3,D错误;
故选C。
11.A
【详解】锌片、银片、稀硫酸构成原电池,锌作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+,故选:A。
12.B
【详解】A.光伏电池直接将光能转化为电能,能量转化形式为光能→电能,A项错误;
B.光伏电池中根据电荷移动方向可知上电极为负极,下电极为正极,海水提锂装置中电极A上Li+得电子生成Li,为电解池阴极,与光伏电池的上电极相连,B项正确;
C.Li是活泼金属,会和水反应,故固体陶瓷膜不能透过水分子,C项错误;
D.电极B为电解池阳极,发生、、还可能发生,使得B极附近溶液逐渐减小,D项错误;
答案选B。
13.C
【分析】放电时Zn失去电子变为锌离子,电极为负极、电极为正极,放电时负极电极反应式为、正极电极反应式为;充电时,电极应该连接电源正极,X连接电源负极。
【详解】A.放电时电极为负极、电极为正极,放电时负极电极反应式为、正极电极反应式为,负极区溶液中离子数目减少,A错误;
B.充电时,电极应该连接电源正极,B错误;
C.放电时,当电极减少时,转移电子,根据电解质溶液呈电中性,故溶液中有从电极区通过离子交换膜进入电极区,C正确;
D.充电时,阳极电极反应式为,D错误;
故选C。
14.C
【分析】由示意图可知,该装置为电解池,左侧氯离子失去电子发生氧化反应生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,生成的氯气与碳酸锂反应生成氯化锂、二氧化碳和氧气,则电极B为阳极,电极C为阴极,锂离子在阴极得到电子发生还原反应生成锂,电极反应式为Li++e-= Li。
【详解】A.由分析可知,电极C为阴极,A正确;
B.由分析可知,电极B的反应式为,B正确;
C.装置工作时氯离子在阳极放电,锂离子在阴极放电,锂离子能通过离子交换膜,而离子交换膜不允许通过,C错误;
D.由分析可知,理论上该装置中生成的氯气与碳酸锂反应生成氯化锂,不需要补充,D正确;
故选C。
15.D
【分析】由题意可知,a极为负极,失去电子发生氧化反应,b极为正极,得到电子发生还原反应,电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O;电池总反应式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,据此分析。
【详解】A.电子由负极经导线流向正极,但不能经过电解质溶液,故A错误;
B.由分析知,b极的电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O,故B错误;
C.当电路中有2mol电子通过时,有2molH+透过质子交换膜进入正极(右侧),故C错误;
D.由分析知,该电池的总反应式为:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,故D正确;
故选:D。
16.(1) MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O MnO2氧化性减弱 KCl固体(或浓/饱和溶液) MnSO4固体或浓/饱和溶液
(2)KCl>KBr>KI
(3)AgNO3或Ag2SO4
(4) 稀硫酸 NaOH溶液
【详解】(1)①二氧化锰和浓盐酸制氯气的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
②还原反应是元素化合价降低的反应,即MnO2变为Mn2+的过程,故还原反应为:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O;
③根据电极反应式,A中仍存在盐酸和MnO2的可能原因:
ⅰ.随c(Cl-)降低,Cl-还原性减弱或Cl2的氧化性增强;
ⅱ.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高,MnO2氧化性减弱;
④根据③的猜测,可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验Ⅱ的现象分析,试剂a可以是KCl固体(或浓/饱和溶液);结合实验Ⅲ的显现是没有氯气,且实验Ⅲ也加入了试剂a,那一定是试剂b影响了实验Ⅲ的现象,再结合原因ⅱ可知试剂b是MnSO4固体(或浓/饱和溶液);
(2)由(1)的实验得出结论:c(H+)浓度越大,MnO2的氧化性越强,相同浓度的KCl、KBr和KI溶液,阴离子还原性:,即KCl需要的MnO2氧化性最强,氢离子浓度需要最大,故所需的最低c(H+)由大到小的顺序是KCl>KBr>KI;
(3)根据(1)中的结论推测随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱,那么如果进一步降低Br-浓度降低则可以导致可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2,可以加入AgNO3或Ag2SO4;
(4)图1为电解池,Cu极为阳极,石墨为阴极。阳极Cu优先放电即:Cu-2e-=Cu2+;
图2为原电池利用Cu与H2SO4制备H2,负极为Cu,正极区为H2SO4,为了增强Cu的还原性,负极区加入NaOH溶液降低溶液中的Cu2+。
【点睛】本题考查原电池反应原理探究、氧化还原反应的原理,涉及电极式的书写、氧化还原反应规律等知识点,注意日常学习中的积累。
17.(1)
(2) B A A 向溶液中滴加2~3滴淀粉溶液,再滴加少量浓硫酸(或硝酸),调节溶液,若溶液变蓝,则说明硝酸有影响,若溶液不变蓝,则说明硝酸无影响
【详解】(1)实验A中的现象为溶液呈棕黄色,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明产生了I2,因此A中反应的离子方程式为2Fe3++2I =2Fe2++I2;
(2)①盐桥中电解质可以使用KNO3,若用KCl则其中氯离子会与银离子产生沉淀;
②当K闭合时,指针向右偏转,说明形成了原电池,向右偏转则说明石墨2作正极,电极反应为Ag++e =Ag;
③当指针归零后,向右侧烧杯中再次加入任意一种反应物,再次发生反应可知Ag+(或I )浓度越大,溶液的氧化性(或还原性)越强;
④根据Ksp(AgI)=1×10 16,当等体积等浓度KI和AgNO3溶液混合时,溶液中c(Ag+)=c(I )===1×10 8mol/L;
⑤丙同学认为可能是硝酸氧化了I ,那么要先有HNO3生成,故实验步骤为:向0.1mol/L~KNO3溶液中滴加2~3滴淀粉溶液,再滴加少量浓硫酸(或硝酸),调节溶液pH=6,若溶液变蓝,则说明硝酸有影响,若溶液不变蓝,则说明硝酸无影响;
18.(1) -285.2 SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多,其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢
(2)
(3)
(4) 曲线a 温度大于450℃,催化剂活性降低;尿素分解速率加快,NO转化率降低;尿素分解产生的NH3在高温下与O2反应生成NO
【详解】(1)①已知a:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH = 198 kJ·mol 1,
根据图示可知b:SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) ΔH = 241.6 kJ·mol 1。
根据盖斯定律,将2×b-a,整理可得2O3(g)=3O2(g)的 ΔH=-285.2 kJ/mol;
②其他条件不变时,增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多,其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢,因此反应速率几乎不变;
(2)①阴极发生得到电子的还原反应,根据装置图可知阴极是得到电子,被还原为,由于电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,因此阴极的电极反应为2+2H++2e-=+2H2O;
②在电解池的阳极上SO2失去电子被氧化为H2SO4,电极反应式为:SO2-2e-+2H2O=4H++;阴极电极反应式为:2+2H++2e-=+2H2O,则总反应方程式为:;
(3)根据表格中的数据可知,当c(SO=c(HSO)时,溶液呈碱性,所以要使吸收液呈中性,c(HSO)应稍大些,此时溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠,硫的主要存在形式为亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子,亚硫酸分子是比较少的,则离子浓度为;
(4)①反应中,增大一种反应物的量可提高另一种反应物的转化率,则由图可知,曲线a一氧化氮的转化率较大,则投料比较大的曲线是a;
②温度升高有利于尿素水解生成NH3,且提高催化剂的活性,催化效果好,但是温度过高时,催化剂会失去活性,且NH3在加热条件下催化氧化能生成NO,故答案为:温度大于450℃,催化剂活性降低;尿素分解速率加快,NO转化率降低;尿素分解产生的NH3在高温下与O2反应生成NO。
19.(1)
(2) pH偏低,氢离子浓度偏大,则铁与氢离子反应生成氢气,导致硝酸根离子去除率下降 铜离子催化铁粉去除的反应 H2O在阴极得电子生成氢气,阴极反应:,氢气与发生反硝化作用生物膜反应:
【分析】以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图,使用过程中石墨I电极发生反应生成氧化物Y,二氧化氮在负极失电子发生氧化反应,元素化合价升高为+5价,氧化物为,即石墨I电极为负极;石墨II为正极;
【详解】(1)①;
②;
③
由盖斯定律可知③=①-4×②,则=-4×=-4×=;
(2)①根据分析可知,石墨II为正极,在正极发生得电子的还原反应,电极反应式:;
②根据可知 pH偏低,氢离子浓度偏大,则铁与氢离子反应生成氢气,导致硝酸根离子去除率下降;由图可知铜离子浓度越大,去除率越大,铜离子可起催化铁粉去除作用;
③由图可知,H2O在阴极得电子生成氢气,阴极反应:,氢气与发生反硝化作用生物膜反应:。
答案第1页,共2页
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