第一章:化学反应与能量转化 复习题
一、单选题
1.电解饱和食盐水,若生成4mol的NaOH,(a为饱和食盐水),下列说法正确的是
A.在X极生成2molCl2 B.在X极生成2molH2
C.在Y极生成4molCl2 D.NaOH在Y极生成
2.通过电解可以实现由和为原料制备,如图为制备装置示意图。下列说法正确的是
A.移向a电极 B.b电极为正极
C.b电极的反应式为: D.导线中通过4mol时,有32g氧气参与反应
3.我国科学家设计了一种新原电池,如图所示,电解质溶液为溶液,双极膜由两种离子交换膜组成,和在双极膜中可以自由移动。下列说法正确的是
A.M极为负极
B.N极的电极反应式为
C.双极膜中向M极迁移
D.若负极减轻65g,则正极增重96g
4.Cu2O是一种半导体材料,一种制取Cu2O的电解池示意图如图,总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是
A.铜电极产生氢气
B.石墨电极接直流电源的正极
C.当有1mol电子转移时,有0.5molCu2O生成
D.铜电极发生的电极反应2Cu+2e-+H2O=Cu2O+2H+
5.下列说法正确的是
A.化学键的断裂与形成与反应放热和吸热无关
B.放热反应的发生无需任何条件
C.所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒
D.化学变化一定有化学键的断裂和生成,有化学键断裂或生成一定发生了化学变化
6.下列有关电池的说法不正确的是
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
C.铜锌原电池工作时,电流沿外电路从锌电极流向铜电极
D.锌锰干电池中,锌电极是负极
7.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.水的气化需要吸收能量,所以水的气化属于吸热反应
C.X(s)=Y(s)是放热反应,则Y比X稳定
D.对于吸热反应,生成物总能量一定低于反应物总能量
8.利用微生物燃料电池处理某废水的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.电池工作过程中有CO2放出
B.b为正极,放电时发生还原反应
C.a极上的电极反应为H2S+4H2O-8e-=SO+10H+
D.当电路中有0.8mole-转移时,通过质子交换膜的H+数目为NA
9.有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是
图I普通锌锰电池 图II碱性锌锰电池 图III原电池 图IV银锌纽扣电池
A.图I所示电池中,电子经石墨电极沿电解质溶液流向锌筒
B.图II所示电池中,MnO2的作用是作氧化剂
C.图III所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D.图IV所示电池中,Zn是还原剂,在电池工作过程中被还原
10.氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是
A.氢氧燃料电池工作时化学能全部转化电能
B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+4H++4e-=2H2O
C.氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2(标准状况下),转移的电子数目为6.02×1023
D.反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键能之和—反应中断裂旧共价键的键能之和
11.把、、、四块金属片浸泡在稀中,用导线两两相连可以组成多种原电池:若、相连时,为负极;、相连时,为负极;、相连时,为正极;、相连时,为正极.则这四种金属的活动性顺序由强到弱为
A. B. C. D.
12.相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如下图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极),可以制得O2、H2O、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是
A.a电极的电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B.c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C.电池放电过程中,左边池中从右至左定向移动
D.电池从开始工作到停止放电,电解池阳极区理论上可生成2molH2SO4
13.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体:电解质是掺杂氧化钇 (Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导,下列对该燃料电池的说法中,正确的是
A.电池的总反应是:
B.在熔融的电解质中,由负极移向正极
C.通入空气的一极是发生氧化反应,电极反应为
D.通入丁烷的一极的电极反应为
14.下列关于原电池的叙述中不正确的是
A.原电池能将化学能转变为电能
B.原电池负极发生的电极反应是氧化反应
C.原电池在工作时其负极不断产生电子并经外电路流向正极
D.原电池的电极只能由两种不同的金属构成
二、填空题
15.电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。探究原电池原理并应用原电池原理制作多种电池,对现实生活具有重要的意义。
Ⅰ.用图甲、乙所示装置进行实验,图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸,乙中G为电流计。
(1)以下叙述中,正确的是 (填选项字母)。
a.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极
b.两烧杯中铜片表面均有气泡产生
c.两烧杯中溶液的均减小
d.乙中电流从铜片经导线流向锌片
e.乙溶液中向铜片方向移动
Ⅱ.下图是氢-氧燃料电池的示意图。则:
(2)溶液中移向 电极(填“a”或“b”)。
(3)反应结束后溶液碱性 (填“增大减小”或“不变”)。
(4)b极通入气体为 ,a电极的反应式为 。
(5)若把上述电解质溶液改为稀硫酸溶液,则正极的电极反应式为 。
(6)高铁酸钾()不仅是一种理想的水处理剂,高铁电池的研制也在进行中,模拟实验装置如图所示,实验过程中碳电极周围出现红褐色沉淀。该电池放电时正极的电极反应式为 。
16.两位同学讨论放热反应和吸热反应。甲说加热后才能发生的化学反应是吸热反应,乙说反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。你认为他们的说法正确吗 ?为什么 ?
17.回答下列问题:
(1)已知和反应生成1mol过程中能量变化如图所示。根据下列已知键能数据计算A—B键键能为 kJ/mol。
化学键 B—B
键能(kJ/mol) 946 436
(2)在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可计算中和反应的反应热。
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是 。烧杯间填满碎纸条的作用是 。若大烧杯上不盖硬纸板,求得的中和反应反应热 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②甲同学用50mL盐酸与50mLNaOH溶液进行中和反应,通过计算得到,该结果与有偏差,产生此偏差的原因可能是 (填字母)。
A.用温度计测量盐酸起始温度后直接测量NaOH溶液的温度
B.一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C.实验装置保温、隔热效果差
③若改用60mL盐酸与60mLNaOH溶液进行反应,与②中实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”);若用50mL溶液代替盐酸进行②中实验,测得反应前后温度的变化值 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
18.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则可观察到在X极附近观察到的现象是 电极反应式是 检验Y电极反应产物的方法是 电解一段时间之后溶液的PH将会 (升高、降低或不变),总方程式为 。
(2)若X、Y都是铜电极,a是稀CuSO4溶液,开始实验,X极的电极反应式是 。电解前后CuSO4溶液的浓度 (变大、变小或不变)若X电极质量增重64克,则在电路中有 mol的电子发生转移。
(3)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则①X电极的材料是 ,电极反应式是 。②Y电极的材料是 ,电极反应式是 。(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
19.回答下列问题:
(1)绿色电源“直接二甲醚()燃料电池”的工作原理如图所示:
的移动方向为由 (填“A”或“B”,下同)电极到 电极。写出A电极的电极反应式: 。
(2)和是主要大气污染物,利用下图装置可同时吸收和NO。
①a是直流电源的 极。
②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 。
③用离子方程式表示吸收NO的原理 。
(3)工业上,在强碱性条件下用电解法除去废水中的,装置如图所示:
依次发生的反应有:
i.
ii.
iii.
①除去,外电路中至少需要转移 mol电子。
②为了使电解池连续工作,需要不断补充 。
20.将两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中,通电电解,当电解液的pH由6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略)。
(1)写出电极反应式阳极: ,阴极: 。
(2)欲使该溶液复原应加入 。
(3)电极上应析出银的质量是 。(写出做题过程)
21.如图所示,A、B、C三个装置中的烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。
(1)A、B、C三个装置中属于原电池的是 (填标号,下同)。
(2)A池中Zn是 极,发生 反应(填“氧化”或“还原”,下同)。
(3)B池中C是 极,电极反应为 。
(4)C池中阳极的电极反应为 。
(5)如图,水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:
若试管内液面上升,则正极电极反应式为:
22.意义
热化学方程式不仅表示化学反应中的 变化,也表示了 变化。还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下, 气态H2与 气态O2反应生成 时, 的热量是285.8 kJ。
23.断开1molAB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。下表列出了一些化学键的键能E:
化学键 H-H O=O O-H
E/kJ·mol-1 436 x 463
请回答下列问题:
(1)如图表示某反应的能量变化关系,则此反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,其中ΔH= (用含有a、b的关系式表示)。
(2)若图示中表示反应H2(g)+O2(g)= H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1,则b= kJ·mol-1,x= 。
(3)已知:①Al2O3(s)+3C(s)= 2Al(s)+3CO(g)ΔH1=+1344.1kJ·mol-1
②2AlCl3(g)= 2Al(s)+3Cl2(g)ΔH2=+1169.2kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【分析】由装置图可知Y为电解池的阳极,电极反应:,X为阴极,电极反应为:。
【详解】A.X电极为阴极,生成的是氢气,A错误;
B.由总反应方程式知,生成4mol的NaOH,同时生成2molH2,B正确;
C.Y电极为电解池阳极,由总反应方程式可知,生成4mol的NaOH,同时生成氯气2mol,C错误;
D.阴极附近氢离子放电促进水电离,溶液中氢氧根离子浓度增大,NaOH在X极生成,D错误
故选B。
2.A
【分析】从图中可知,左侧通入O2,O2在左侧得电子结合氢离子生成H2O2,电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2,右侧水失电子生成H2O2和氢离子,电极反应式为2H2O-2e-=H2O2+2H+。
【详解】A.根据分析可知,a电极为阴极,则氢离子向a电极移动,A正确;
B.该装置为电解池,a电极发生得电子的还原反应,为阴极,则b电极为阳极,B错误;
C.根据分析可知,b电极的反应式为2H2O-2e-=H2O2+2H+,C错误;
D.导线中通过4mol电子时,有2molO2参与反应,即64g氧气参与反应,D错误;
故答案选A。
3.B
【分析】M电极上PbO2在硫酸条件下得电子生成PbSO4,则M为正极,N电极上Zn失电子在KOH溶液中生成[Zn(OH)4]2-,则N为负极,双极膜中水电离出的H+向正极移动,OH-向负极移动。
【详解】A.M电极上PbO2在硫酸条件下得电子生成PbSO4,则M为正极,选项A错误;
B.N极为负极,电极反应式为,选项B正确;
C.双极膜中向负极N极迁移,选项C错误;
D.若负极减轻65g,即有1molZn失电子生成[Zn(OH)4]2-,转移2mol电子,则正极PbO2在硫酸条件下得电子生成PbSO4,增重m(PbSO4)-m(PbO2)=64g,选项D错误;
答案选B。
4.C
【详解】A.从电解总反应知金属铜失电子,说明金属铜一定作阳极,石墨做阴极,在阴极上是溶液中的氢离子得电子,产生氢气,故A错误;
B.根据反应可知铜做阳极,连接电源的正极,石墨做阴极,连接电源的负极,故B错误;
C.根据反应可知转移2mol电子产生1molCu2O,当有1mol电子转移时,有0.5molCu2O生成,故C正确;
D.电解质是强碱性,故铜电极发生的电极反应2Cu+2e-+2OH-=Cu2O+ H2O,故D错误;
故答案为C
5.C
【详解】A.旧键断裂吸收能量,新键生成放出能量,当吸收的能量大于放出的能量时反应吸热,反之则放热,所以化学键的断裂与形成与反应放热和吸热有关,故A错误;
B.某些放热反应需要一定条件引发,如燃烧需要温度达到可燃物的着火点,故B错误;
C.所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒,C正确;
D.有化学键的断裂或生成不一定发生了化学变化,如HCl溶于水时共价键断裂,但并没有发生化学变化,故D错误;
综上所述答案为C。
6.C
【详解】A.手机上用的锂离子电池既能放电又能充电,属于二次电池,A正确;
B.甲醇燃料电池通过化学反应产生电流,可把化学能转化为电能,B正确;
C.铜锌原电池工作时,锌做负极,铜为正极,电子沿外电路从锌电极流向铜电极,电流的方向与电子的方向相反,C不正确;
D.锌锰干电池中,锌电极失电子是负极,碳棒是正极,D正确;
答案选C。
7.C
【详解】A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应为放热反应,但该反应在高温条件下才能进行,故A错误;
B.吸热反应属于化学反应,水汽化属于物质状态之间的转化是物理变化,所以水汽化不属于吸热反应,故B错误;
C.X(s)=Y(s)是放热反应,生成物总能量低于反应物总能量,能量越低越稳定,所以Y比X稳定,故C正确;
D.吸热反应的生成物总能量高于反应物总能量,故D错误;
故选:C。
8.D
【分析】硫酸盐还原菌将有机物中的硫元素还原,有机物被分解生成H2S和CO2,H2S被硫氧化菌氧化得到SO,电子从电极a流出,H+通过质子交换膜进入b极区。
【详解】A.据分析,电池工作过程中有CO2放出,A正确;
B.据分析,b为H+移向一极,是正极,放电时得电子,发生还原反应,B正确;
C.据分析,a极上发生氧化反应,电极反应为H2S+4H2O-8e-=SO+10H+,C正确;
D.根据氧化还原反应原理,得失电子总数相等,当电路中有0.8mole-转移时,通过质子交换膜的H+数目为0.8NA,D错误;
故选D。
9.B
【详解】A.普通锌锰电池中,锌筒为负极,石墨电极为正极,电子由锌筒经外电路流向石墨电极,A错误;
B.碱性锌锰电池中负极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,正极反应为2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-,MnO2作氧化剂,被还原,B正确;
C.Fe为负极,Fe极电极反应为Fe-2e-=Fe2+,Cu为正极,Cu极电极反应为Cu2++2e-=Cu,该原电池工作过程中Cu2+浓度减小,C错误;
D.银锌纽扣电池中Zn为负极,Zn是还原剂,在电池工作过程中被氧化,D错误;
答案选B。
10.C
【详解】A.氢氧燃料电池工作时部分化学能转化电能,部分转化为热能,A说法错误;
B.氢氧燃料电池,氢气作负极,失电子发生氧化反应,中性条件的电极反应式为:2H2- 4e- =4H+,B说法错误;
C.标准状况下,Vm=22.4L/mol,11.2LH2的物质的量为0.5mol,转移电子的物质的量为1mol,电子数目为6.02×1023,C说法正确;
D.反应中,应该如下估算: H=反应中断裂旧化学键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和,D说法错误;
答案为C。
11.B
【详解】若a、b相连时,a为负极,活动性a>b;c、d相连时,c为负极,活动性c>d;a、c相连时,c为正极,a为负极,活动性:a>c;b、d相连时,b为正极,d为负极,活动性:d>b;则这四种金属的活动性顺序由强到弱为:。
故答案选B。
12.C
【分析】浓差电池中,左侧溶液中Cu2+浓度大,Cu2+的氧化性强,则Cu(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极,正极上Cu2+发生得电子的还原反应,正极反应为Cu2++2e-═Cu,负极反应式为Cu-2e-═Cu2+;电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极,阳极上水失电子生成O2和H+,阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极上水得电子生成H2,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以Na+通过离子交换膜c生成NaOH,通过离子交换膜d生成硫酸,即c、d离子交换膜分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜,据此分析解答。
【详解】A.电解槽中a电极为阴极,水发生得电子的还原反应生成氢气,电极反应为4H2O+4e-═2H2↑+4OH-,故A正确;
B.a电极为阴极、b电极为阳极,阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,则a极附近生成NaOH、b极附近生成H2SO4,所以钠离子通过离子交换膜c生成NaOH、为阳离子交换膜,硫酸根通过离子交换膜d生成硫酸、为阴离子交换膜,故B正确;
C.电池放电过程中,左边池的Cu(1)电极为正极、Cu(2)电极为负极,阴离子移向负极,从左至右定向移动,故C错误;
D.电池从开始工作到停止放电,阳极.上水失电子生成氧气和氢离子,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,电解池阳极区理论上可生成4molH+,故H2SO4为2mol,故D正确;
故选:C。
13.A
【分析】由题意可知,通入空气的一极为燃料电池的正极,空气中的氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子,电极反应式为,通入丁烷气体的一极为负极,在氧离子作用下,丁烷在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极反应式为,电池的总反应为。
【详解】A.由分析可知,电池的总反应为,故A正确;
B.燃料电池工作时,阴离子向负极移动,则氧离子由正极移向负极,故B错误;
C.由分析可知,通入空气的一极为燃料电池的正极,空气中的氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子,电极反应式为,故C错误;
D.由分析可知,通入丁烷气体的一极为负极,在氧离子作用下,丁烷在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极反应式为,故D错误;
故选A。
14.D
【详解】A.原电池是将化学能变成电能的装置,故A正确;
B.原电池的负极失去电子发生氧化反应,故B正确;
C.原电池的负极失去电子,电子沿外电路流向正极,故C正确;
D.原电池的电极可以是金属也可以是能够导电的非金属,如石墨等,故D错误。
故选D。
【点睛】掌握原电池的构成和工作原理是关键,注意电极材料可以是金属或能导电的非金属,负极失去电子发生氧化反应,物质在正极上得到电子发生还原反应。
15.(1)cd
(2)b
(3)减小
(4) 氧气 H2-2e-+2OH-=2H2O
(5)O2+4e-+4H+=2H2O
(6)FeO+3e-+4H2O=Fe(OH)3↓+5OH-
【解析】(1)
a.甲中没有构成闭合回路,不能形成原电池,乙中形成原电池,锌是负极,铜是正极,a错误;
b.甲中铜和稀硫酸不反应,乙中铜是正极,氢离子发生得到电子的还原反应产生氢气,b错误;
c.两烧杯中氢离子均被还原为氢气,所以溶液的均减小,c正确;
d.乙中铜是正极,则电流从铜片经导线流向锌片,d正确;
e.原电池中阴离子移向负极,则乙溶液中向锌片方向移动,e错误;
答案选cd。
(2)
根据电子的流向可判断a电极是负极,b电极是正极,原电池中阳离子移向正极,则溶液中移向b电极。
(3)
反应中有水生成,溶液体积增加,氢氧化钾的浓度减小,所以反应结束后溶液碱性减小。
(4)
b极是正极,通入气体为氧气,a电极通入的氢气,负极的反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。
(5)
若把上述电解质溶液改为稀硫酸溶液,则正极的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。
(6)
实验过程中碳电极周围出现红褐色沉淀,应该是氢氧化铁,这说明该电池放电时正极上高铁酸根得到电子被还原为氢氧化铁,则正极的电极反应式为FeO+3e-+4H2O=Fe(OH)3↓+5OH-。
16. 甲同学说法错误,乙同学说法正确 有些放热反应也需要加热,如铝热反应,但反应引发后不需要外界加热也能持续进行,故甲同学说法错误;需要持续加热才能进行的反应是吸热反应,需要从外界吸收能量,故乙同学说法正确
【详解】有些放热反应也需要加热,如铝热反应,但反应引发后不需要外界加热也能持续进行,故甲同学说法错误;需要持续加热才能进行的反应是吸热反应,需要从外界吸收能量,故乙同学说法正确。
17.(1)391
(2) 环形玻璃搅拌器 保温(或隔热或减少实验过程中热量损失) 偏大 AC 不相等 偏小
【详解】(1)由题干图示信息可知,为放热反应,
。设A—B键键能为x,反应物的键能总和-生成物的键能总和,,故答案为:391;
(2)①该实验装置是中和反应反应热的测定装置,图中缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器,为了减少实验过程中热量损失,烧杯间填满碎纸条,若大烧杯上不盖硬纸板,会有热量散失,测得的中和反应反应热的数值偏小,偏大,故答案为:环形玻璃搅拌器;保温(或隔热或减少实验过程中热量损失);偏大;
②用温度计测量盐酸起始温度后,没有冲洗、冷却温度计,直接测量NaOH溶液的温度导致测量温度偏高,使得偏小,求得的中和反应反应热偏大,A符合题意;一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,符合操作要求,B不符合题意;实验装置保温、隔热效果差,造成热量损失,使求得的中和反应反应热偏大,C符合题意,故答案为:AC;
③所放出的热量与反应物的物质的量有关,若改用60mL盐酸与60mLNaOH溶液进行反应,参加反应的HCI和NaOH的物质的量比②中实验的大,放出的热量比②中实验多;醋酸为弱酸,电离要吸热,若用50mL溶液代替②中盐酸进行实验,测得反应前后温度的变化值会偏小,故答案为:不相等;偏小。
18. 放出气体,溶液变红 2H+ + 2e- = H2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色 升高 2NaCl+2H2O==2NaOH+H2+Cl2 Cu2++2e-==Cu 不变 2mol 纯铜(或精铜) Cu2+ + 2e - =Cu 粗铜 Cu-2e-=Cu2+
【详解】(1)和电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,可观察到在X极附近观察到的现象是放出气体,溶液变红,电极反应式是2H+ + 2e- = H2↑;和电源的正极相连的电极Y极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应产生氯气,检验Y电极反应产物的方法是把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色;电极总反应为2NaCl+2H2O==2NaOH+H2+Cl2,电解时氢离子消耗,氢氧根离子浓度增大,电解一段时间之后溶液的PH将会升高;(2)若X、Y都是铜电极,a是稀CuSO4溶液,开始实验,X极为阴极铜离子得电子产生铜单质,电极反应式是Cu2++2e-==Cu;阳极铜失电子产生铜离子进入溶液中,故电解前后CuSO4溶液的浓度不变;若X电极质量增重64克,则析出1mol铜,则在电路中有2mol电子发生转移;(3)①电解方法精炼粗铜,电解池的阴极材料是纯铜(或精铜),电极反应为:Cu2++2e-=Cu;②电解方法精炼粗铜,电解池的阳极材料是粗铜,电极反应为:Cu-2e-=Cu2+。
点睛:本题考查学生电解池的工作原理知识,明确图中电源的正负极确定电解池的阴阳极是解答的关键,并熟悉电极反应及离子的放电顺序来解答,电解饱和食盐水时,由电源可知,X为阴极,Y为阳极,阳极上是氯离子失电子,阴极上是氢离子得电子;根据电解精炼铜的工作原理知识来回答。
19.(1) A B
(2) 负
(3) 5 NaOH和NaCl
【详解】(1)燃料电池中通入燃料的一极为负极,负极上二甲醚失电子生成二氧化碳和氢离子,则负极的电极反应式为:CH3OCH3+3H2O-12e-═2CO2+12H+,通入氧气的一极为正极,即B电极为正极;溶液中阳离子向正极移动,即H+从A移向B;
(2)①阴极发生还原反应,被还原为,,则a是直流电源的负极;
②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,溶液显酸性,所以阴极的电极反应式为
;
③吸收NO的原理是NO与反应生成氮气和,离子方程式为
;
(3)①2×(i+ii)+iii可得5Cl2+2CN-+12OH-=N2+10Cl-+2CO+6H2O,根据反应,消耗2molCN-,转移10mol电子,则除去1molCN-,转移5mol电子;
②根据反应i、ii,为了使电解池连续工作,需要不断补充NaOH和NaCl。
20. 0.054g(过程见详解)
【分析】电解硝酸银溶液的总反应为:,据此分析。
【详解】(1)由总反应可知阳极H2O放电产生O2,电极反应式为;阴极银离子放电产生银单质,电极反应式为;故答案为:;;
(2)由总反应可知溶液中损失了Ag和氧两种元素,应加入氧化银与溶液中的硝酸反应复原,故答案为:;
(3)电解液的pH由6.0变为3.0,可知电解后溶液中氢离子的物质的量浓度为,产生氢离子的物质的量为: ,由阳极反应可知,;由阴极反应可知,,,故答案为:0.054g。
21.(1)A
(2) 负 氧化
(3) 阴 Cu2++2e-=Cu
(4)Cu-2e-=Cu2+
(5)
【分析】根据电化学原理,A没有外接电源,且具备原电池形成的条件,将化学能转化为电能,为原电池;B、C外接直流电源,将电能转化为化学能,为电解池,以此分析;
【详解】(1)根据分析,属于原电池的为A;
故答案为:A;
(2)A为原电池,总反应为锌与氯化铜溶液发生氧化还原反应,故锌为负极,失去电子发生氧化反应;
故答案为:负;氧化;
(3)B为电解池,与正极相连的Pt电极为阳极,阳极上氯离子发生氧化反应;C与电源负极相连,为阴极,溶液中的铜离子发生还原反应,电极反应为Cu2++2e-=Cu;
故答案为:阴;Cu2++2e-=Cu;
(4)C为电解池,Cu为阳极,Cu失电子发生氧化反应,电极反应为Cu-2e-=Cu2+;
故答案为:Cu-2e-=Cu2+;
(5)水槽中的铁钉发生吸氧腐蚀,则正极的反应为;
故答案为:。
22. 物质 能量 1 mol mol 1 mol液态水 放出
【详解】热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化,也表示了能量变化。还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下,1 mol气态H2与mol气态O2反应生成1 mol液态水时,放出的热量是285.8 kJ。
23. 放热 a-b 926 496.4
【详解】(1)由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反应;焓变等于正逆反应的活化能之差,因此△H=(a b)kJ mol 1;故答案为:放热;(a b)kJ mol 1;
(2)b为1mol水中含有的化学键的键能,即为2倍的O H的键能,因此b=2×463kJ mol 1=926kJ mol 1;根据焓变△H=反应物的键能总和 生成物的键能总和可得:436+x2 463×2= 241.8,解得x=496.4;故答案为:926;496.4;
(3)已知:①Al2O3(s)+3C(s)= 2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1kJ·mol-1
②2AlCl3(g)= 2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2kJ·mol-1,根据盖斯定律可知,由反应①-反应②,可得Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式:,故答案为: