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人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注.
(1)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如下:

①在阳极区发生的反应包括
 
和H++HCO3-═H2O+CO2↑.
②简述CO32-在阴极区再生的原理
 
.
(2)再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物,工业上利用该反应合成甲醇.
已知:25℃,101KPa下:
H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H1=-242kJ/mol
CH3OH(g)+
3
2
O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H2=-676kJ/mol
①写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式
 
.
②下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是
 
(填字母序号).

(3)微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置.已知某种甲醇微生物燃料电池中,电解质溶液为酸性,示意图如下:


①该电池外电路电子的流动方向为
 
(填写“从A到B”或“从B到A”).
②工作结束后,B电极室溶液的pH与工作前相比将
 
(填写“增大”、“减小”或“不变”,溶液体积变化忽略不计).
③A电极附近甲醇发生的电极反应式为
 
.
考点:电解原理,反应热和焓变,热化学方程式
专题:电化学专题
分析:(1)①装置图分析与电源正极相连的为电解池的阳极,与电源负极相连的为电解池的阴极,阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气;
②阴极H+放电OH-浓度增大,OH-与HCO3-反应生成CO32-,CO32-再生;
(2)①阳极热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式;
②依据写出的热化学方程式是放热反应,反应物能量高于生成物,生成的气体甲醇和水蒸气,甲醇和水蒸气变化为液体放热,结合图象分析判断;
(3)①原电池原理分析,甲醇在负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得到电子发生还原反应,电子从负极氧外电路流向正极;
②B电极反应是氧气得到电子生成氢氧根离子在酸性溶液中生成水,氢离子通过交换膜移向正极,溶液PH不变;
③A电极是原电池负极失电子发生氧化反应,在酸溶液中生成二氧化碳.
解答: 解:(1)①装置图分析与电源正极相连的为电解池的阳极,与电源负极相连的为电解池的阴极,阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应为:4OH--4e-═2H2O+O2↑,
故答案为:4OH--4e-═2H2O+O2↑;
②在阴极区,溶液中H+放电,破坏水的电离平衡,OH-浓度增大,OH-与HCO3-反应生成CO32-,所以CO32-再生,
故答案为:在阴极区,溶液中H+放电,OH-浓度增大,OH-与HCO3-反应生成CO32-,所以CO32-再生;
(2)①a、H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H1=-242kJ/mol
b、CH3OH(g)+
3
2
O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H2=-676kJ/mol
阳极盖斯定律a×3-b得到CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50 kJ/mol;
故答案为:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50 kJ/mol; 
②CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-50 kJ/mol;反应是放热反应,反应物能量高于生成物,生成的气态检出和水变化为液体会放出热量,分析图象可知a符合;
故答案为:a;
(3)①原电池原理分析,甲醇在负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得到电子发生还原反应,电子从负极氧外电路流向正极,即A到B;
故答案为:从A到B;
②B电极反应是氧气得到电子生成氢氧根离子在酸性溶液中生成水,氢离子通过交换膜移向正极,溶液PH不变,故答案为:不变:
③A电极是原电池负极失电子发生氧化反应,在酸溶液中生成二氧化碳,电极反应依据氢离子进行电荷配平得到,CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2↑,
故答案为:CH3OH+H2O-6e-═6H++CO2↑.
点评:本题考查了热化学方程式书写,推断出和电解池原理的分析应用,电极名称和电极反应是解题关键,题目难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

常温下,用0.1000mol?L-1NaOH溶液分别滴定25.00mL0.1000mol?L-1盐酸溶液和25.00mL0.1000mol?L-1CH3COOH溶液,滴定过程中pH变化曲线如图所示.下列判断不正确的是(  )
A、滴定盐酸的pH变化曲线为图2
B、在滴定CH3COOH溶液的过程中,始终都有c(Na+)+c(H+)═c(CH3COO-)+c(OH-)
C、滴定CH3COOH溶液的过程中,当滴加12.5mL NaOH溶液时,溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D、当c(Na+)═c(CH3COO-)+c(CH3COOH)时,溶液的pH<7

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科目:高中化学 来源: 题型:

《美国化学会志》报道了中国科学家以二氧化碳和钠在一定条件下制得金刚石,其化学方程式为3CO2+4Na?2X+C(金刚石).设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列有关此反应的叙述中,不正确的是(  )
A、1mol C(金刚石)中含有C-C键数目为2NA
B、金刚石与石墨互为同素异形体
C、当有0.4molNa参加反应时,消耗的CO2的体积为6.72L
D、3molCO2参加反应时.转移电子数目为4NA

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科目:高中化学 来源: 题型:

电化学原理对于化学反应的研究有着极其重要的作用.

(1)在铜的精炼及电镀工业中:
①如果用电解方法精炼粗铜,电解液选用CuSO4溶液,则阳极的电极材料是
 
,通电一段时间后,电解液中的c(Cu2+)
 
(填“变大”、“不变”或“变小”).
②如果在铁制零件上镀铜,则阴极的电极材料是
 
,电极反应式是
 
.
(2)某厂生产的氢氧化钾溶液中常含有某些K2SO4、K2CO3等杂质.通过如图乙所示的电解装置可将其提纯
①通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因
 
.
②除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口
 
(填写“A”或“B”)导出.
(3)“节约能源,降低成本”是工业生产的重要课题.图甲中的设计能够有效降低氯碱工业的成本(电极已省略).
①图中X是
 
(填化学式),检验该产物的方法是
 
.图示中氢氧化钠溶液的质量分数a%、b%、c%由大到小的顺序是
 
.
②写出燃料电池中负极上发生的电极反应式
 
.
③该设计的主要节(电)能之处在于
 
(写出1点).

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科目:高中化学 来源: 题型:

现有A、B、C、D、E、F、G、H 8种钠盐,它们可能是NaCl、NaClO、Na2SO3、NaHSO4、C6H5ONa、NaHCO3、NaI、NaAlO2中的某一种.为验证各种物质的具体成分,将固体样品分别配成溶液后进行如下实验.
①将D溶液分别加入到其他溶液中时,A、F中有气体产生,C、E中有浑浊出现,当加入的D过量时,E中的浑浊消失.
②B与G溶液混合时,溶液的颜色明显加深,如果继续滴加A溶液,溶液的颜色褪去又变成无色溶液.
③经测定溶液G、H的pH为7.
请回答下列问题:
(1)根据以上实验,将你可以判断出的物质及其相应编号填入表中(填A~H及对应的化学式):
编号ABCDEFGH
物质
 
 
 
 
 
 
 
 
(2)当向B与H组成的浓溶液中加入固体D时,会发生反应并产生气体,写出这一过程中所发生反应的离子方程式:
 
.
(3)所得8种溶液中,其中能促进水电离的是
 
(填编号,下同),抑制水电离的是
 
.
(4)当F和E混合时,也会产生沉淀,请写出反应的离子方程式:
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

现有A、B、C、D、E五种可溶强电解质,它们在水中可电离产生下列离子(各种离子不重复).
阳离子 H+、Na+、Al3+、Ag+、Ba2+
阴离子 OH-、Cl-、CO32-、NO3-、SO42-
已知:①A、B两溶液呈碱性;C、D、E溶液呈酸性.
②向E溶液中逐滴滴加B溶液至过量,沉淀量先增加后减少但不消失.
③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀.
试回答下列问题:
(1)A溶液呈碱性的原因是
 
(用离子方程式表示).
(2)写出E溶液与过量的B溶液反应的离子方程式
 
.
(3)若25°时C、E溶液pH=4,则E溶液中水电离出的氢离子浓度是C溶液中水电离出的氢离子浓度
 
倍.
(4)将C溶液逐滴加入等体积、等物质的量的浓度的A溶液中,反应后溶液中一价离子(+1或-1)浓度由大到小的顺序为:
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

一定条件下,Ni2+与丁二酮肟生成鲜红色沉淀A.

(1)基态Ni2+的核外电子排布式为
 
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(2)丁二酮肟组成元素中C、N、O的电负性由大到小的顺序为
 
.丁二酮肟分子中C原子轨道的杂化类型是
 
.
(3)元素Ni的一种碲(Te)化物晶体的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式为
 
.
(4)Ni(CO)4是一种无色液体,沸点为42.1℃,熔点为-19.3℃.Ni(CO)4的晶体类型是
 
.请写出一种由第二周期主族元素组成的且与CO互为等电子体的阴离子的电子式
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

水污染问题是当前全世界关注的焦点问题.我们每一个人都应该自觉地保护水资源,防止污水的随意排放.比如,实验过程中产生的废水不能随意倒入下水道.已知某次化学实验后,回收的废液中可能含有K+、Cu2+、Ag+等离子.
(1)为检验废水中是否含有Ag+,可以采用的试剂是
 
.如果溶液中确实存在Ag+,加入试剂后,将观察到的现象是
 
,反应的离子方程式为
 
.
(2)实验证明,废液中确实存在上述三种离子.为回收Cu、Ag两种金属,实验时可以加入足量的
 
(填物质名称),充分反应后,经过
 
(填实验操作名称),可得到Cu和Ag.经过上述处理后的废水,进一步处理后即可以排放.

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列实验现象和结论相符的是(  )
操作及现象 结论
A 溶液中加入盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 溶液中一定含有CO32-
B 某溶液中加入硝酸银,产生白色沉淀 溶液中一定含有Cl-
C 用洁净铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧,火焰呈黄色 溶液中有Na+,无K+
D 向某溶液中先加KSCN无明显现象,再滴氯水,溶液变红 溶液中一定含有Fe2+
A、AB、BC、CD、D

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