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如图1是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一...

1是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。

    (1)甲中负极的电极反应式为____________

    (2)乙中B极为_____(填“阴极”或“阳极”),该电析出的气体在标准状况下的体积为____

    (3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系2,则图中③线表示的是_________________(填离子符号)的变化;反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要___________ mL 2. 0 mol/L NaOH溶液。

 

CH3OH - 6e-+ 8OH- = CO32- + 6H2O 阴极 2. 24 L Cu2+ 700 【解析】通入甲醇的一极为原电池的负极,发生氧化反应,甲醇在碱性条件下被氧化生成碳酸根离子;利用甲池作电源电解硫酸铜溶液、氯化铁和氯化亚铁的混合溶液,结合电极材料和离子的放电顺序进行相关的判断与计算,据此解答。 (1)甲醇燃料电池是原电池反应,甲醇在负极失电子发生氧化反应,电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;(2)工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同,分析电极反应,B为阴极,溶液中铜离子析出,氢离子得到电子生成氢气,设生成气体物质的量为x,溶液中铜离子物质的量为0.1mol,电极反应为: Cu2+ + 2e-=Cu 0.1mol 0.2mol 2H++2e-=H2↑ 2x x A电极为阳极,溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应为: 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 4x x 根据得失电子守恒得到0.2+2x=4x,解得x=0.1mol,乙中B极析出的气体是氢气,物质的量为0.1mol,在标准状况下的体积为2.24L;(3)根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化,可知,铜离子从无增多,铁离子物质的量减小,亚铁离子增加,故①为Fe3+,②为Fe2+,③为Cu2+;由图可知电子转移为0.4mol,生成Cu2+物质的量为0.2mol,阴极电极反应Fe3++e-=Fe2+,反应结束后,溶液中有Fe2+为0.5mol,Cu2+为0.2mol,所以需要加入NaOH的物质的量为0.5×2+0.2×2=1.4mol,所以所需NaOH溶液的体积为1.4mol÷2mol/L=0.7L=700mL。 点睛:本题综合原电池电解原理以及级原电池知识,为高频考点,综合性强,主要考查学生分析问题的能力,是高考的热点习题,答题时注意体会电极方程式的书写。易错点和难点是电化学计算,注意掌握计算的依据。依据就是电子得失守恒,即根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁,构建计算所需的关系式。  
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元素铬Cr在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:

    (1)Cr3+ Al3+ 的化学性质相似,在Cr2(SO4)3 溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是_________

    (2)CrO42− Cr2O72− 在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1. 0 mol·L−1的Na2CrO4 溶液中c(Cr2O72−) c(H+) 的变化如图所示。

     ①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________

     ②由图可知,溶液酸性减小,CrO42− 的平衡转化率__________增大”“减小不变”)。根据A点数据,计算出该转化反应的逆反应平衡常数为__________

     ③升高温度,溶液中CrO42−的平衡转化率减小,则该反应的ΔH____0(大于”“小于等于”)

    (3)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的 Cr2O72− 还原成 Cr3+,反应的离子方程式为______________

 

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镁化合物具有广泛用途。请回答有关镁的下列问题:

(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的____,还生成少量的______(填化学式);

(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂,其中镁的化合价是___________,该化合物水解的化学方程式为____________

(3)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。

下列选项中正确的是_____________(填序号)。

①  MgI2中Mg2+ 与I- 间的作用力小于MgF2中Mg2+ 与F- 间的作用力

②  Mg与F2的反应是吸热反应

③  MgBr2与Cl2 反应的△H 0

④  化合物的热稳定性顺序为MgI2 < MgBr2 < MgCl2 < MgF2

⑤  MgF2(s) + Br2(l) = MgBr2(s) + F2(g)    △H = +600 kJ · mol-1

 

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(1)已知一氧化碳与水蒸气的反应为: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)

在427 ℃ 时的平衡常数是9。如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0. 01 mol/L,则一氧化碳在此反应条件下的转化率为___________

(2)规律是对经常出现的客观现象的归纳。规律越普遍,适用性或预言性也就越强,然而,任何规律都有其适用范围。

① 某同学在实验中发现,将H2S气体通入CuSO4溶液中,生成了黑色沉淀。请写出反应的化学方程式 ____________

② 酸性强弱除与物质的本性有关外,还与溶剂有关,如CH3COOH与HF在液氨中可完全电离。在液氨中,反应CH3COONa + HCl = NaCl + CH3COOH _______(填“能”或“不能”)发生,理由是______________

 

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X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如图所示,其中Z元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。

请回答下列问题:  

   (1)元素Z位于周期表中第_______周期,________族;

   (2)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中,水溶液酸性最强的是_______(写化学式);

   (3)Y和Z组成的化合物的化学式为_______

   (4)W的单质和过量的X的氢化物可发生氧化还原反应,所得两种产物的电子式分别为_______________________

   (5)W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是黄绿色气体,且当有28 mol 电子转移时,共产生9 mol 气体,写出该反应的化学方程式___________

 

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合成氨的热化学方程式为:N2(g) 3H2(g)   2NH3(g);△H -92. 4 kJ/mol现将1 mol N2 (g)3 mol H2 (g) 充入一容积为2 L的密闭容器中,在500 ℃下进行反应,10 min时达到平衡,NH3的体积分 ω,下列说法中正确的是

A. 若达到平衡时,测得体系放出9. 24 kJ热量,则H2反应速率变化曲线如图a所示

B. 如图b所示,容器Ⅰ和Ⅱ达到平衡时,NH3的体积分数为ω,则容器Ⅰ放出热量与容器Ⅱ吸收热量之和为92. 4 kJ

C. 反应过程中,混合气体平均相对分子质量为M,混合气体密度为d,混合气体压强为P,三者关系如图c

D. 若起始加入物料为1 mol N23 mol H2,在不同条件下达到平衡时,NH3的体积分数变化如图d

 

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