专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题(共14题)
1.盐酸羟胺(NH2OH HCl)用途广泛,可利用如图装置来制备。以盐酸为离子导体,向两电极分别通入NO和H2。下列说法正确的是
A.Pt电极为原电池的正极
B.Cl-通过离子交换膜到右极室
C.一段时间后,含Fe的催化电极所在极室的pH增大
D.每生成1mol盐酸羟胺电路中转移4mole-
2.有一种纸质软电池,采用薄层纸片作为载体和传导体,一面附着锌,另一面附着二氧化锰。电池总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH),关于此电池,下列说法中正确的是
A.该电池Zn为负极,发生还原反应
B.该电池的正极反应为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-
C.放电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn
D.电池工作时OH-通过薄层纸片向附着二氧化锰的电极移动
3.我国科学家研制出一种碱性锌铁液流电池装置(如下图),该电池的总反应为: Zn + 2K3Fe(CN)6 + 4KOH 2K4Fe(CN)6+ K2Zn(OH)4.下列叙述错误的是
A.放电时,M为电池正极,电极反应式为:Fe(CN)+e-=Fe(CN)
B.充电时,N接电池负极,该电极发生还原反应
C.放电时,右侧溶液Zn(OH)浓度增大
D.放电时,K+由左侧溶液经离子交换膜进入右侧溶液
4.下列说法不正确的是
A.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀
B.强酸、强碱、砂纸打磨、均会破坏铝表面的氧化膜
C.工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
D.NO是一种无色、无味的气体,达到一定浓度时有毒,对人有害无利
5.如图为铜锌原电池示意图。下列说法正确的是
A.铜片释放的电子经导线流向锌片
B.若盐桥中含KCl饱和溶液的琼脂,电池工作时,K+移向ZnSO4溶液
C.电池工作时,该装置中Zn为负极,发生氧化反应
D.若将盐桥用铜丝替换,电流表的指针不会偏转
6.下列实验的现象及对应的结论均正确的是
实验操作 实验现象 结论
A 将铜片与稀硝酸混合 试管口有红棕色气体 铜片与稀硝酸反应产生NO2
B Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体混合搅拌 有刺激性气味的气体产生 该反应是吸热反应
C 锌、铜、稀硫酸组成原电池 锌片溶解,有电流产生 化学能转化为电能
D Al和浓硝酸在常温下混合 Al片完全溶解 常温下Al被浓硝酸完全溶解
A.A B.B C.C D.D
7.下列有关镀锌钢管的叙述正确的是
A.电镀时,钢管作阳极,锌棒作阴极,锌盐溶液为电解质溶液
B.钢管镀锌后,铁与锌构成原电池的两电极,腐蚀锌而保护铁
C.镀锌的目的是在钢管表面形成Fe-Zn合金,增强钢管的耐腐蚀能力
D.镀锌层破损后,钢管仍可受到保护
8.已知某条件下,甲烷与氟气反应的热化学方程式为CH4(g) +4F2(g)=CF4(g)+4HF(g) ΔH=-1940kJ·mol-1。该条件下各种化学键的键能数据如下表所示。
化学键 C-H C-F H-F F-F
键能/(kJ·mol-1) 414 489 a 155
则表中a为
A.2260 B.565 C.141. 25 D.-565
9.下列热化学方程式正确的是
A.,,则
B.500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3kJ,其热化学方程式为
C.稀盐酸和NaOH溶液反应的中和热,则稀和溶液反应的中和热为
D.乙醇的燃烧热,则乙醇燃烧的热化学方程式可表示为:
10.原电池的电极名称不仅与电极的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法中不正确的是
A.有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:Al-3e-=Al3+
B.Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:Al-3e-=Al3+
C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+
D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+
11.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2,下列说法中不正确的是
A.工作时,正极上发生反应的物质是Ag2O
B.负极发生的反应是Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
C.工作时,负极区溶液c(OH-)减小
D.溶液中OH-向正极移动,K+、H+向负极移动
12.下列说法正确的是
A.所有化学反应都能设计成原电池
B.原电池工作时,溶液中阳离子向负极移动
C.在原电池中,负极材料活泼性一定比正极材料强
D.原电池放电时,电流方向由正极沿导线流向负极
13.一种水性电解液Zn-MnO2电池如图所示(KOH溶液中,Zn2+以Zn(OH)存在),a、b为离子交换膜 电池放电时,K2SO4溶液的浓度增大 下列叙述错误的是
A.a为阴离子交换膜
B.III区的K+通过离子交换b向II区迁移
C.I区的H+减少2mol,Zn电极质量减少65g
D.电池总反应:Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O
14.下列装置或操作能达到实验目的的是
A. 用高锰酸钾除去甲烷中的乙烯 B. 形成原电池 C. 分离乙醇和水 D. 石油的分馏
A.A B.B C.C D.D
二、填空题(共10题)
15.能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。请回答下列问题。
(1)氢气在O2中燃烧的反应是 (填“放”或“吸”)热反应,这是由于反应物的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总能量。
(2)从化学反应的本质角度来看,氢气的燃烧是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)形成产物的化学键放出的总能量。已知破坏1 mol H—H键、1 mol O=O键、1 mol H—O键时分别需要吸收a kJ、b kJ、c kJ的能量。则2 mol H2(g)和1 mol O2(g)转化为2 mol H2O(g)时放出的热量为 。
(3)通过氢气的燃烧反应,可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能,如果将该氧化还原反应设计成原电池装置,就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能,下图就是能够实现该转化的装置(其中电解质溶液为KOH溶液),被称为氢氧燃料电池。该电池的正极是 (填“a”或“b”),负极的电极反应式为 。
16.某兴趣小组用如图所示装置研究电化学相关问题。当闭合该装置的电键时,观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
(1)甲池为 (填“原电池”或“电解池”),通入CH3OH电极的电极反应式为 。
(2)乙池中A(石墨)电极的名称为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),总反应式为 。
(3)当乙池中B极质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2的体积 (标准状况下),丙池中 极(填“C”或“D”)析出 g铜。
17.I.某实验小组同学利用如图装置对电化学原理进行了一系列探究活动。
(1)甲池装置为 (填“原电池”或“电解池”)。
(2)实验过程中,甲池左侧烧杯中的浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)甲池反应前,两电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差28g,则导线中通过 mol电子。
(4)其他条件不变,若用U形铜代替“盐桥”,工作一段时间后取出U形铜称量,质量 (填“增大”、“减小”或“不变”);若乙池中的某盐溶液为足量的硝酸银溶液,工作一段时间后,若要使乙池中溶液恢复原浓度,可向溶液中加入 。(填化学式)
(5)若把乙池改为精炼铜装置(粗铜含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质),电解质溶液为溶液,则下列说法正确的是_______。
A.电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
B.乙池左侧电极为粗铜,发生氧化反应
C.溶液的浓度保持不变
D.杂质都将以单质的形式沉淀到池底
Ⅱ.氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺,节能超过30%,在此工艺中,物料传输和转化关系如图,其中电极未标出,所用离子交换膜只允许阳离子通过。
(6)电解池A中发生的电解化学方程式是
(7)图中Y是 (填化学式),若电解产生11.2L(标准状况)该物质,则至少转移电子 mol。
(8)分析图可知:氢氧化钠的质量分数为a%、b%、c%,由大到小的顺序为 。
18.酸碱的稀溶液反应生成时释放的热量称为中和热。现有0.1mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的HF溶液,各取100mL混合反应,通过实验测得该过程释放的热量为0.677kJ。已知浓的酸碱溶液稀释过程中会有较明显的放热。试回答下列问题:
(1)中和反应是放热的反应的主要原因是 。
(2)上述反应的热化学方程式为 ,若将100mL、8mol/L的HF溶液与100mL、8mol/L的NaOH溶液混合充分反应释放的热量Q 54.16kJ(填“>”、“<”或“=”),原因是 。
(3)若上述中和反应在绝热的密闭容器中进行,则反应释放的热量会完全被 (填“体系”或“环境”)吸收。
(4)若已知 试写出HF在水中电离的热化学方程式 。
19.甲烷的综合利用是各国科学家研究的重要课题。
(1)天然气的主要成分是甲烷,甲烷的结构式为 。
(2)验证甲烷和氯气发生取代反应的条件。实验装置如图所示,A中观察到的实验现象是黄绿色气体逐渐变浅,试管壁出现油状液滴,试管内液面上升,B中无明显现象。
①装置A中试管壁出现的油状液滴是 (填化学式)。
②装置A、B中的实验现象可得出甲烷和氯气发生取代反应的条件 。
③甲烷与氯气反应生成的产物最多的是 (填化学式)。
④若将1molCH4与一定量的Cl2反应,得到等物质的量的4种取代物,则消耗Cl2的物质的量为 mol。
(3)以甲烷为燃料的新型燃料电池;成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。一种以甲烷为燃料的电池装置如图所示。
①N口通入的气体是 (填化学式)。
②在标准状况下,若有11.2LO2参与反应,则电路中转移的电子数是 。
20.已知下列热化学方程式:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484kJ/mol,
②H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol;
③C(s)+O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ/moL;
④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/moL。
回答下列各问:
(1)36g水由气态变成等温度的液态水放出热量为 kJ。
(2)C的燃烧热△H= kJ/mol。
(3)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为 kJ。
21.材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。
(1)有机高分子材料的出现是材料发展史上的一次重大突破。下列物质中含有有机高分子材料的是 ;
A.普通水泥 B.普通玻璃 C.汽车轮胎
(2)生产和生活中,合金几乎无处不在。我国最早使用的合金是 (填“铜合金”或“铝合金”);
(3)钢铁是目前用量最大、用途最广的金属材料,在潮湿空气中容易发生腐蚀。请写出钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式 。
22.离子膜法电解食盐水中,阳离子交换膜的作用是什么 ?
23.二次电池:铅蓄电池
Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
(1)负极是 ,正极是 ,电解质溶液是 溶液。
(2)放电反应原理
①负极反应式是Pb+SO-2e-=PbSO4 ;
②正极反应式是PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O ;
③放电过程中,负极质量的变化是增大,H2SO4溶液的浓度减小。
(3)充电反应原理
①阴极(还原反应)反应式是: PbSO4+2e-=Pb+SO ;
②阳极(氧化反应)反应式是:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO ;
③充电时,铅蓄电池正极与直流电源 相连,负极与直流电源 相连。口诀:“负极接负极,正极接正极”。
24.I.完成下列问题
(1)由、、氢氧化钠溶液组成原电池,其负极材料为 。
(2)由、、浓硝酸组成原电池,其正极的电极反应式为 。
(3)某熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、乙醇为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。该熔融盐电池负极的电极反应式为 。
Ⅱ.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为。
(4)放电时负极附近溶液的如何变化 。(填“增大”“减小”或“不变”)
(5)放电时每转移电子,正极有 物质被还原。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【分析】电极上氢气失电子成氢离子,为负极,含Fe的催化电极上NO得电子生成NH2OH HCl,为正极;
【详解】A.由图可知电极,氢气失电子成氢离子,发生氧化反应,为负极,故A错误;
B.左极室反应,消耗了氯离子,同时消耗了,消耗的氢离子比氯离子多,右极室产生氢离子,所以离子交换膜应是阳离子交换膜,允许氢离子从右室到左室通过,而不允许氯离子通过,随着反应进行,左极室的盐酸浓度不断减少,故B错误;
C.左极室盐酸浓度减少,增大,故C正确;
D.由可知每生成盐酸羟胺电路中转移,故D错误;
故选:C。
2.B
【详解】A.原电池中金属锌做负极,发生氧化反应,所以不选A;
B.二氧化锰在正极反应,正确,选B;
C.放电时,外电路电子从锌流向二氧化锰,内电路是离子的定向移动,不选C;
D.溶液中的阴离子向负极移动,即向锌的电极移动,不选D。
3.D
【详解】A.由图示可知,放电时M极Fe(CN)得到电子被还原,则其电极反应为:Fe(CN)+e-=Fe(CN),故A不选;
B.放电时N为负极,发生氧化反应,则充电时N为阴极发生还原反应,即充电时N与电源负极相连,故B不选;
C.放电时左侧为正极,右侧为负极。负极发生氧化反应,即Zn失去电子被氧化为Zn2+,Zn2+与OH-结合生成Zn(OH)。则放电时,右侧溶液Zn(OH)浓度增大,故C不选;
D.放电时左侧为正极,右侧为负极,阴离子由正极移向负极,阳离子由负极移向正极。则放电时,K+由右侧溶液经离子交换膜进入左侧溶液,故选D;
答案选D。
4.D
【详解】A. 钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,故A正确;
B. 强酸、强碱、砂纸打磨、与氧化铝反应,而半径小,具有较强的穿透能力,能穿透铝表面的氧化膜结构,破坏铝表面的氧化膜,故B正确;
C. 工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔,沸腾炉里生成二氧化硫,接触室内反应生成三氧化硫,吸收塔生成硫酸,故C正确;
D. NO是一种无色、无味的气体,达到一定浓度时,可以治疗一些疾病,故D错误。
综上所述,答案为D。
5.C
【详解】在该铜锌原电池中,锌作负极,铜作正极,发生反应,
A. 原电池中,电子由负极经导线流向正极,则锌片释放的电子经导线流向铜片,故A错误;
B. 原电池中,阳离子移动向正极,则电池工作时,K+移向CuSO4溶液,故B错误;
C. 电池工作时,该装置中Zn为负极,发生氧化反应,故C正确;
D. 若将盐桥用铜丝替换,则左侧烧杯构成原电池,锌作负极,铜作正极,正极发生反应,右侧烧杯构成电解池,类似电镀铜,电流表的指针仍然会偏转,故D错误;
故选C。
6.C
【详解】A.铜片与稀硝酸混合,铜片与稀硝酸反应产生NO,试管口有红棕色气体是因为一氧化氮被空气中的氧气氧化生成二氧化氮气体,故A错误;
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体混合搅拌有刺激性气味的气体产生,不能说明反应放热或是吸热,故B错误;
C.锌活动性较强和稀硫酸反应为自发氧化还原反应,锌、铜、稀硫酸组成原电池,锌片做负极溶解有电流产生,化学能转化为电能,故C正确;
D.Al和浓硝酸在常温下混合发生钝化,Al片不会溶解,故D错误;
故选C。
7.D
【详解】A.电镀是镀层金属作阳极,待镀金属作阴极,含镀层金属离子的盐溶液为电解质溶液,钢管镀锌时,锌棒作阳极,钢管作阴极,锌盐溶液作电解质溶液发生电解反应,A错误;
B.钢管镀锌后,镀层破损,铁与锌、潮湿空气才会构成原电池,金属锌是负极,金属铁是正极,腐蚀锌而保护铁,B错误;
C.镀锌的目的一是美观,二是万一镀层被破坏,还能保护Fe,不是在钢管表面形成Fe-Zn合金,C错误;
D.钢管镀锌后,破损处铁与锌构成原电池的两电极,金属锌是负极,金属铁是正极,正极材料被保护,即镀锌层破损后,钢管仍可受到保护,D正确;
故本题选D。
8.B
【详解】焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和,可得:414 ×4+ 155 ×4- 489 ×4-4a=- 1940,解得a= 565,故选:B。
9.A
【详解】A.碳单质燃烧过程放热,焓变为负值,完全燃烧相较于不完全燃烧放出更多能量,因此,故A项正确;
B.N2与H2反应生成NH3为可逆反应,反应物不能完全转化,因此无法根据该条件计算反应焓变,故B项错误;
C.中和热是指在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol液态水和可溶盐时所释放的热量,因此中和热为定值,且稀和溶液反应时生成沉淀也会放出热量,故C项错误;
D.燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,乙醇完全燃烧时生成液态水和气态二氧化碳,故D项错误;
综上所述,正确的是A项。
10.C
【详解】A.Al失电子,作负极,其负极反应式为:Al-3e-=Al3+,A错误;
B.Mg不能和NaOH溶液反应,Al作负极,其负极反应式为:Al-3e-=Al3+,B错误;
C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,C正确;
D.常温下,浓硫酸将Al钝化,Cu失电子作负极,其负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+,D错误。
答案选C。
11.D
【详解】A.Ag2O中Ag化合价降低,发生还原反应,在正极反应,故A正确;
B.Zn在负极上失电子,电解质溶液为KOH溶液,所以负极反应为Zn+2OH 2e =Zn(OH)2,故B正确;
C.负极发生反应Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,消耗氢氧根离子,因此负极c(OH-)减小,故C正确;
D.原电池原理中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,因此放电时,电解质溶液中OH-向负极移动,K+、H+向正极移动,故D错误;
故选D。
12.D
【详解】A.能够自发发生的氧化还原反应可以设计成原电池,A错误;
B.原电池工作时,溶液中阳离子向正极移动,B错误;
C.在原电池中,Mg和Al作电极,NaOH溶液作电解溶液时,Al为负极,C错误;
D.原电池放电,负极失去电子,电子由负极沿导线流向正极,电流由正极沿导线流向负极,D正确;
故答案为D。
13.C
【详解】A.放电过程中,溶液的浓度增大,即Ⅲ区的和Ⅰ区的通过离子交换膜移向Ⅱ区,故a为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜,A正确;
B.溶液的浓度增大,即Ⅲ区的和Ⅰ区的通过离子交换膜移向Ⅱ区,B正确;
C.Ⅰ区电极反应:,当Ⅰ区的减少时,外电路转移了,电极质量减少,C错误;
D.电极反应:,电极反应:,故电池总反应为:,D正确;
故答案选C。
14.D
【详解】A.酸性高锰酸钾溶液能把乙烯氧化为二氧化碳,引入新杂质,A错误;
B.酒精是非电解质,不能形成原电池,B错误;
C.乙醇和水互溶,不能分液,C错误;
D.该装置是石油的分馏装置,能达到实验目的,D正确;
答案选D。
15. 放 大于 小于 (4c 2a b) kJ b H2 2e + 2OH =2H2O
【分析】(1)根据能量守恒判断;
(2)根据放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量判断;
(3)根据原电池的正负极的氧化还原反应类型判断。
【详解】(1)燃烧反应都是放热反应,所以氢气的燃烧反应是放热反应,根据能量守恒定律,放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量;化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量。
故答案为放,大于,小于;
(2)化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量,2 mol H2(g)和1 mol O2(g)转化为2 mol H2O(g)时放出的热量为(4c 2a b) kJ,
故答案为(4c 2a b) kJ;
(3)根据原电池电极反应,负极:失电子,发生氧化反应;正极:得电子,发生还原反应,所以氢氧燃料电池,负极上氢气失电子生成氢离子,因为电解质为KOH溶液,呈碱性,故电极反应为H2 2e + 2OH =2H2O,
故答案为b电极;H2 2e + 2OH =2H2O。
16.(1) 原电池
(2) 阳极
(3) 280 D 1.60
【分析】甲池中两个电极分别通入CH3OH和O2,则甲池为燃料电池,乙池、丙池为电解池。甲池中,通CH3OH的Pt电极(左)为负极,通O2的Pt电极(右)为正极;乙池中,A电极(C)为阳极,B电极(Ag)为阴极;丙池中,C电极为阳极,D电极为阴极。
【详解】(1)由分析可知,甲池为原电池,通入CH3OH的电极为负极,CH3OH失电子产物与电解质反应,生成等,电极反应式为。答案为:原电池;;
(2)由分析知,乙池中A(石墨)电极的名称为阳极,在乙池中,AgNO3溶液中的Ag+在阴极得电子生成Ag,水电离产生的OH-失电子生成O2等,总反应式为。答案为:阳极;;
(3)在甲、乙、丙三池中,线路中通过电子的物质的量相等,依据得失电子守恒,可建立如下关系式:O2——4e-——4Ag——2Cu,n(Ag)==0.05mol,V(O2)==280mL,m(Cu)=1.60g,所以当乙池中B极质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2的体积280(标准状况下),丙池中D极(填“C”或“D”)析出1.60g铜。答案为:280;D;1.60。
【点睛】在多池串联电路中,通过电子的物质的量相等,可建立关系式求解。
17.(1)原电池
(2)增大
(3)0.2mol
(4) 不变 (或)
(5)B
(6)
(7) 1.0
(8)
【分析】甲池中发生铜和硝酸银溶液的置换反应,是自发的氧化还原反应,所以甲池是原电池,乙池为电解池。甲池中铜为负极,银为正极。
【详解】(1)甲池中有两个活泼性不同的金属电极,铜与硝酸银溶液可以自发的氧化还原反应,通过盐桥形成闭合的回路,则甲池为原电池,故答案为:原电池;
(2)实验过程中,盐桥中的移向负极(Cu电极),则甲池左侧烧杯中的浓度增大,故答案为:增大;
(3)甲池的总反应式为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,反应前,两电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差28g,则:
有:=,解得:n=0.2mol,所以导线中通过 0.2mol电子,故答案为:0.2mol;
(4)其他条件不变,若用U形铜棒代替“盐桥”,甲池右侧烧杯变为原电池,铜是负极,电极反应为Cu-2e-=Cu2+;左侧烧杯变为电解池,左侧烧杯中右边铜棒是阴极,电极反应为Cu2++2e-=Cu,所以U形铜质量不变;若乙池中的某盐溶液是足量AgNO3溶液,乙池中左侧Pt电极与原电池(甲池)的正极相连是电解池的阳极,电极反应为,乙池中右侧Pt电极是阴极,电极反应式是Ag++e-=Ag,工作一段时间后,若要使乙池溶液恢复原来浓度,可向溶液中加入Ag2O(或Ag2CO3),故答案为:不变;Ag2O(或Ag2CO3);
(5)A.阳极上Cu以及活泼性比Cu强的金属失电子,阴极上铜离子得电子生成Cu,溶解的金属与析出的金属不相等,故A错误;
B.粗铜接电源正极,作阳极,阳极上发生氧化反应,故B正确;
C.阳极上Cu以及活泼性比Cu强的金属失电子,阴极上铜离子得电子生成Cu,溶解的金属与析出的金属不相等,所以CuSO4溶液的浓度发生改变,故C错误;
D.Ag、Pt、Au活泼性比Cu弱的金属在阳极不反应,形成阳极泥,所以利用阳极泥可回收Ag、Pt、 Au;Al、Zn活泼性比Cu强,不会以单质的形式沉淀到池底,故D错误;
故答案为:B;
(6)电解池A中发生的电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气,反应的化学方程式为,故答案为:;
(7)B为燃料电池,通入空气的一极为正极,A为电解池,A中左侧进入的是饱和食盐水,放出的是稀NaCl溶液,则左侧为阳极,氯离子放电生成氯气,钠离子通过离子交换膜进入右侧,则右侧为阴极,水电离的氢离子在阴极上得电子生成氢气,则Y为H2;产生氢气的电极反应式为,若电解产生11.2L(标准状况)H2,物质的量为,则至少转移电子1.0mol,故答案为:1.0;
(8)电解池中加入的NaOH目的是增大溶液导电性,通入电解后生成的氢氧化钠,所以加入的NaOH浓度小于出来的NaOH浓度;原电池中,正极上生成氢氧化钠,其浓度大于加入的氢氧化钠,所以氢氧化钠浓度大小顺序是b%>a%>c%,故答案为:b%>a%>c%。
18.(1)中和反应的本质是氢离子与氢氧根形成共价键的过程
(2) > 浓溶液混合反应有稀释过程,该过程也是放热的
(3)体系
(4)
【详解】(1)中和反应的本质是氢离子与氢氧根形成共价键的过程,形成化学键释放能量;
(2)0.1mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的HF溶液各取100mL混合反应,生成0.01mol水释放的热量为0.677kJ,生成1mol水,释放的热量为67.7kJ,反应的热化学方程式为,将100mL、8mol/L的HF溶液与100mL、8mol/L的NaOH溶液混合充分反应生成0.8mol水,浓的氢氧化钠溶液稀释也要放热,故放出的热量大于;
(3)绝热体系与外界没有热交换,反应释放的热量会完全被体系吸收;
(4)氢氧化钠与HF反应的离子式为,已知 ,根据盖斯定律可知 ;
19.(1)
(2) CH2Cl2、CHCl3、CCl4 光照 HCl 2.5
(3) O2 2NA(或1.204×1024)
【解析】(1)
甲烷的结构式为
(2)
甲烷与Cl2在光照条件下发生取代反应,油状液滴中包含常温下呈液态的以下卤代烃:CH2Cl2、CHCl3、CCl4;对比两组实验可知氯气和甲烷发生反应的条件是光照;每一步取代反应均有HCl生成,所以含量最多的产物是HCl;根据题意可列出总反应式4Cl2+10Cl2CH3Cl+ CH2Cl2+CHCl3+CCl4+10HCl,则若将1molCH4与一定量的Cl2反应,得到等物质的量的4种取代物,则消耗Cl2的物质的量为10÷4=2.5mol;
(3)
燃料电池中燃料在负极被氧化,助燃剂O2在正极被还原,由图可知在燃料电池中K+向正极迁移,因此N口进入的气体是正极反应物O2;每1molO2在燃料电池中得到4mole-,则标况下11.2LO2参与反应的电子转移数为。
20. 87.6 -393.5 1429
【分析】此题考查盖斯定律的应用,根据需要计算的反应物和生成物判断所需的分反应方程式,利用各反应中物质的特点进行加合。对于燃烧热注意生成的稳定的化合物。
【详解】(1)根据反应①和②利用盖斯定律,②2-①得出2H2O (l) = 2H2O(g) △H=-87.6kJ/mol,所以36g水由气态变成等温度的液态水放出热量为87.6 kJ;
(2)根据C的燃烧热是指燃烧1mol碳生成稳定的氧化物所放出的热量判断④是碳的燃烧热的热化学方程式。故C的燃烧热△H= -393.5 kJ/mol;
(3)根据反应②,10gH2的物质的量n=5 mol,所以放出的热量为:285.8kJ5=1429kJ。
【点睛】熟悉燃烧热的基本概念,掌握盖斯定律的应用的技巧,找准总反应的反应物和生成物进行书写方程式。
21.(1)C
(2)铜合金
(3)Fe﹣2e﹣=Fe2+
【详解】(1)普通水泥和普通玻璃都是传统硅酸盐产品,属于无机非金属材料,汽车轮胎中含有合成橡胶,橡胶属于高分子化合物,因此汽车轮胎中含有有机高分子材料,答案选C;
(2)合金的使用与金属的冶炼有关,铜易冶炼,为最早使用的金属,青铜是我国使用最早的合金,至今已有三千多年的历史,我国最早使用的合金是铜合金;
(3)钢铁发生电化学腐蚀时,铁做负极,失去电子生成亚铁离子,负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。
22.阳离子交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+、H+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
【详解】
【解析】略
23. Pb PbO2 H2SO4 正极 负极
【详解】铅蓄电池中放电时Pb失去电子发生氧化反应为负极,PbO2得到电子发生还原反应为正极,H2SO4溶液为电解质溶液;
充电时,铅蓄电池正极与直流电源正极相连,此时铅蓄电池的正极做阳极;负极与直流电源负极相连,此时铅蓄电池的负极做阴极。
24.(1)Al
(2)NO+e-+2H+ =NO2↑+H2O
(3)
(4)减小
(5)2
【详解】(1)由、、氢氧化钠溶液组成原电池,镁和氢氧化钠不反应,铝和氢氧化钠能发生氧化还原反应,故其负极材料为铝;
(2)由、、浓硝酸组成原电池,铝和浓硝酸会钝化阻碍反应进行,铜和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化氮和硝酸铜,故其正极为铝,硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应,NO+e-+2H+ =NO2↑+H2O;
(3)以熔融碳酸盐为电解质,则该熔融盐电池负极的电极上乙醇失去电子发生氧化反应生成二氧化碳气体,反应式为;
(4)放电时负极上锌失去电子发生氧化反应,,反应消耗氢氧根离子,碱性变弱,则附近溶液的减小;
(5)放电时正极得到发生还原反应,,故每转移电子,有2物质被还原。
答案第1页,共2页
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