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1.I.如图为相互串联的三个装置,试回答:

(1)若利用乙池在铁片上镀银,则B是铁片(填电极材料),电极反应式是Ag++e-=Ag;应选用的电解质溶液是AgNO3溶液.
(2)若利用乙池进行粗铜的电解精炼,则A极(填“A”或“B”)是粗铜,若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解液中.
(3)丙池滴入少量酚酞试液,电解一段时间Fe(填“C”或“Fe”)极附近呈红色.
(4)写出甲池负极的电极反应式:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O.若甲池消耗3.2gCH3OH气体,则丙池中阳极上放出的气体物质的量为0.3mol.
II.(5)请利用反应Fe+2Fe3+=3Fe2+设计原电池.
设计要求:①该装置尽可能提高化学能转化为电能的效率;
②材料及电解质溶液自选,在图中做必要标注;
③画出电子的转移方向.

分析 (1)在铁片上镀银,金属铁是阴极,金属银是阳极材料,选择硝酸银为电解质溶液;
(2)粗铜的电解精炼使用金属铜为阴极,粗铜作阳极,活泼的金属在阳极上失电子得到金属阳离子,不参与放电的形成阳极泥;
(3)电解饱和氯化钠,在阴极上产生氢气,该极区域显示碱性,在阳极上产生氯气,据此回答;
(4)燃料电池的负极上是燃料失电子的氧化反应,根据电极反应式结合电子守恒进行计算即可;
(5)根据方程式,失电子的物质作负极;根据得失电子判断反应类型;电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质;电子负极移向正极.

解答 解:(1)在铁片上镀银,金属铁是阴极材料,金属银是阳极材料,选择硝酸银为电解质溶液,在甲池中,通氧气的电极是正极,所以乙池中A是阳极,B是阴极,B电极上发生反应:Ag++e-=Ag,故答案为:铁片;Ag++e-=Ag;AgNO3溶液;
(2)乙池中A是阳极,B是阴极,利用乙池进行粗铜的电解精炼,金属铜为阴极,粗铜作阳极,活泼的金属在阳极上失电子得到金属阳离子,Fe以Fe2+的形式进入电解液中,不参与放电的Au、Ag形成阳极泥,故答案为:A;Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解液中;
(3),在甲池中,通氧气的电极是正极,通燃料的是负极,所以丙中,Fe是阴极,石墨是阳极,电解饱和氯化钠,在阴极上产生氢气,该极区域显示碱性,遇到酚酞显示红色,即电解一段时间Fe极附近呈红色,故答案为:Fe;
(4)燃料电池的负极上是燃料失电子的氧化反应:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;若甲池消耗3.2g即0.1molCH3OH气体,则转移电子是0.6mol,
丙池中阳极上放出的氯气,根据2Cl--2e-=Cl2↑,转移0.6mol电子,产生氯气物质的量为0.3mol,故答案为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;0.3mol;
(5)原电池中失电子的物质作负极,根据方程式知,铁作负极,比铁活泼性小的金属或导电的非金属作正极;铁失电子,发生氧化反应;正极上得电子,发生还原反应,根据方程式知,Fe3+得电子,生成Fe2+,电极反应式为:2Fe3++2e-=2Fe2+,电解质是反应物中可溶性的、得电子的物质,所以电解质是可溶性的铁盐,可用氯化铁作电解质,装置如下:,电子从负极流向正极,如图中箭头所示,故答案为:.

点评 本题是一道关于电解池和原电池工作原理的综合应用题,注意电极反应式的书写以及电子守恒的计算是关键,难度中等.

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据此判断:
①该反应的△Η<0(填“>”或“<”),△S<0(填“>”或“<”)
②在T1温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)=0.05mol/(L•s).
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率.若增大催化剂的表面积,则CO转化率不变(填“增大”,“减少”或“不变”)
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是bd(填字母).
  
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题.
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.
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写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=-810.1kJ/mol.
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