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如下图所示,某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置...

如下图所示,某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。

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根据要求回答相关问题:

(1)通入氧气的电极为________(填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为              

(2)铁电极为________(填“阳极”或“阴极”),石墨电极(C)的电极反应式为               

(3)反应一段时间后,乙装置中生成氢氧化钠主要在________区。(填“铁极”或“石墨极”)

(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,则丙装置中反应一段时间后,硫酸铜溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(5)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为         ;丙装置中阴极析出铜的质量为       

 

(1)正极 H2-2e-+2OH-=2H2O (2)阴极 2Cl -2e-=Cl2↑(3)铁极 (4)减小(5)1.204×1023或0.2NA 12.8 g 【解析】 试题分析:(1)燃料电池中通入氧气的电极是正极,负极上氢气失电子,电极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O; (2)乙池属于电解池,铁电极是阴极,石墨电极是阳极,阳极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为:2Cl--2e-═Cl2↑; (3)乙池中阴极是铁,阳极是碳,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电,导致阴极附近氢氧根离子逐渐增大,所以乙装置中生成氢氧化钠主要在铁极区; (4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,则阳极上的铜、锌、银都会失电子进入溶液,阴极上析出铜离子,根据得失电子守恒,阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜,所以丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将减小; (5)根据方程式中的转化关系:O2----2H2----2Cu,2.24 L氧气的物质的量为0.1mol,则生成氢气的分子数是0.2×6.02×1023=1.204×1023,生成铜的质量是0.2×64=12.8g。 考点:原电池原理,电解池原理  
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考点分析:
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I 已知在室温条件下,pH均为5H2SO4溶液和NH4Cl溶液回答下列问题

(1)H2SO4溶液中由水电离出的c(H+)= ____________;

(2)用离子方程式表示NH4Cl溶液的pH<7的原因                  

(3)各取5mL上述溶液,分别加水稀释至50mL,pH较大的是______溶液。

II酸碱中和滴定是中学化学中重要的定量实验之一。某研究性学习小组准确进行了如下实验,称取1.00g不纯的苛性钠样品配成250ml溶液,取出10.00ml,用已知浓度为0.040mol·L-1的盐酸进行滴定(杂质不与盐酸反应)。

根据要求回答下列问题:

(1)配制250 mL 0.040mol·L-1的盐酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和____________________。

(2)为测定该苛性钠样品的纯度,几次滴定消耗盐酸的体积如下:

实验序号

1

2

3

4

消耗盐酸溶液的体积(mL)

20.05

20.00

22.10

19.95

该苛性钠样品的纯度=___________。

(3)若操作过程中未用盐酸润洗滴定管,则测定结果将__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(4)在另一次实验中,研究性小组将V1 mL 1.0mol·L-1 HCl溶液和V2 mL 未知浓度的NaOH溶液均匀混合后,测量并记录溶液温度,实验结果如右图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述中正确的是_________.

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a、该实验的环境温度为22℃

b、当V1 =40时,溶液中c(Na+)<c(Cl)

c、NaOH溶液的浓度为1.0mol·L-1

d、保持其他条件不变,只将HCl改为CH3COOH进行实验,也得到如图的实验结果

 

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CO是生产羰基化学品的基本原料,对于以水煤气为原料提取CO的工艺,如果氢气未能充分利用,则提高了CO生产成本,所以在煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值问题。反应CO (g)+H2O (g) 满分5 manfen5.com H2 (g)+CO2 (g)的平衡常数随温度的变化如下表:

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

a

(1)上述反应的正反应是           (填“放热”或“吸热”)反应。

(2) 已知在一定温度下:C (s)+CO2 (g) 满分5 manfen5.com 2CO(g)   K

C (s)+H2O (g) 满分5 manfen5.com H2 (g)+CO (g)   K1

CO (g)+H2O (g) 满分5 manfen5.com H2 (g)+CO2 (g)   K2

KK1K2、之间的关系是                       

(3) 800℃时,在2L的恒容密闭容器中,充入2.0molCO(g)和3.0molH2O(g) ,保持温度不变进行反应:CO (g)+H2O (g) 满分5 manfen5.com H2 (g)+CO2 (g),4min时反应达到平衡测得CO的转化率为60%

0~4min内,CO2的平均反应速率为         mol·L-1·min-1800℃时a=           

800℃时四个不同容器中发生上述反应,测得各物质的浓度(mol·L-1)如下

表,其中达到平衡的是          (填字母)。

 

A

B

C

D

c(CO2)

3

1

0.8

1

c(H2)

2

1

0.8

1

c(CO)

1

2

3

0.5

c(H2O)

2

2

3

2

(4) 向某密闭容器中充入1molCO2molH2O(g),发生反应:CO (g)+H2O (g) 满分5 manfen5.com H2 (g)+CO2 (g)。当反应达到平衡时,CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变,起始物质按下列四种配比充入该容器中,达到平衡时CO的体积分数大于x的是

A0.5molCO+2molH2O(g)+1molCO2+1molH2

B1molCO+1molH2O(g)+1molCO2+1molH2

C0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.4molCO2+0.4molH2

D0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.5molCO2+0.5molH2

 

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到目前为止,由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的最主要的能源。

(1)在25℃、101kPa下,8g的甲醇(CH3OH)完全燃烧生成CO2和液态水时放出176kJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为                        

(2)化学反应中放出的热能(焓变,△H)与反应物和生成物的键能(E)有关。

已知:H2 (g) + Cl2 (g) 2HCl (g)   △H=-185kJ/mol

E(H—H) = 436kJ/molE(Cl—Cl) = 243kJ/mol

则E(H—Cl) =_____________

(3)已知某反应A(g)+B(g) 满分5 manfen5.comC (g)+D(g),过程中的能量变化如图所示。

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则该反应是_______反应(填“吸热”或“放热”),若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大,则ΔH的变化是:______________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)已知下列热化学方程式

Fe2O3(s)+3CO(g) =2Fe(s)+3CO2(g)    ΔH1=-25 kJ·mol-1  

3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)   ΔH2=-47 kJ·mol-1  

Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)     ΔH3=+19 kJ·mol-1 

写出FeO(s)CO还原成FeCO2的热化学方程式_____________

 

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常温下下列关于粒子浓度大小比较正确的是:( 

A、pH=4的CH3COOH溶液和pH=10的KOH溶液等体积混合:3c(K+) + c(H+) = c(OH) + c(CH3COOH) + 2c(CH3COO)

B、向0.10mol/LNaHSO3溶液中通入NH3至溶液pH=7 (体积变化可忽略):c(Na+) > c(NH4+) > c(SO32—)

C、0.3mol的SO2通入1L0.4mol/L的NaOH溶液中:4c(Na+) = 3c(HSO3) + 3c(SO32—) + 3c(H2SO3)

D、0.1mol/L的HF溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合:c(Na+) + c(OH) > c(H+) + c(F)

 

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在体积均为1.0L的恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不同温度下反应CO2(g)+C(s)2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如右图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是:( 

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A、反应CO2(g)+C(s)2CO(g)的△S>0、△H<0

B、体系的总压强P总:P总(状态Ⅱ)<2P总(状态Ⅰ)

C、体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ)

D、逆反应速率V逆:V逆(状态Ⅰ)>V逆(状态Ⅲ

 

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