【题目】据报道,某种以甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可连续使用较长时间。下图是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH
2K2CO3+6H2O。
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请填空:
(1)充电时,①燃料电池的负极与电源________极相连。
②阳极的电极反应式为:________________________。
(2)放电时:负极的电极反应式为:__________________。
(3)在此过程中若完全反应,乙池中A极的质量增加648 g,则甲池中理论上消耗O2____________L(标准状况)。
(4)若在常温常压下,1 g CH3OH燃料生成CO2和液态H2O时放热22.68 kJ,表示该反应的热化学方程式为:____________________。
【答案】负 4OH--4e-=2H2O+O2↑ CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 33.6 CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJ·mol-1
【解析】
(1)充电时,原电池负极与电源负极相连,作阴极,发生还原反应;阳极失电子发生氧化反应;
(2)放电时,负极上甲醇失电子发生氧化反应;
(3)乙池中A极为阴极,银离子得电子发生还原反应,根据转移电子相等计算氧气的体积;
(4)根据物质反应放出的热量与反应的物质多少呈正比计算反应热,然后书写热化学方程式。
(1)①充电时,燃料电池负极与电源负极相连;
②阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(2)放电时,甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,所以电极反应式为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(3)乙池中A电极上Ag+得电子发生还原反应,当乙池中A电极的质量增加648g,n(Ag)=
=6mol,则根据同一闭合回路中电子转移数目相等可知:在甲池中理论上消耗O2体积V(O2)=
33.6L。
(4)若在常温常压下,1g CH3OH燃料生成CO2和液态H2O时放热22.68 kJ,由于1mol甲醇的质量是32g,所以1mol CH3OH燃料生成CO2和液态H2O时放热22.68 kJ×32=725.76 kJ,所以表示该反应的热化学方程式为:CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJ·mol-1。
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【题目】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是( )
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A.在0~a范围内,只发生中和反应
B.a=0.3
C.ab段发生反应的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
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【题目】一种用离子液体作电解液的混合动力电池放电原理图如图所示,已知充放电时的电池反应为4LiA12C17+3LiFePO4(s)
A1+3FePO4+7LiA1C14。下列说法正确的是
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A.放电时,向正极迁移的是 Al3+
B.放电时,A1极上的电势比FePO4极上的高
C.充电时,阴极反应式:A12C17-+6e- = 2A1+7C1-
D.充电时,阳极反应式:LiFePO4—e- = FePO4+Li+
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【题目】工业上通常利用SiO2 和碳反应来制取硅,写出反应的化学方程式___________________。
工业上还可以利用镁制取硅,反应为2Mg+SiO2 = 2MgO+Si,同时会发生副反应:2Mg + Si = Mg2Si。如图是进行Mg与SiO2反应的实验装置,试回答下列问题:
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(1)由于O2和H2O(g)的存在对该实验有较大影响,实验中应通入气体X作为保护气,试管中的固体药品可选用________(填序号)。
a.石灰石 b.锌粒 c.纯碱
(2)实验开始时,必须先通一段时间X气体,再加热反应物,其理由是 ___________________________;当反应引发后,移走酒精灯,反应能继续进行,其原因是______________________。
(3)反应结束后,待冷却至常温时,往反应后的混合物中加入稀盐酸,可观察到闪亮的火星,产生此现象的原因是副产物Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷)气体,然后SiH4自燃.用化学方程式表示这两个反应①________________________②___________________.
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【题目】某探究活动小组根据侯德榜制碱原理,按下面设计的方案制备碳酸氢钠。实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。下列说法正确的是
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A. 乙装置中盛放的是饱和食盐水
B. 丙装置中的溶液变浑浊,因有碳酸氢钠晶体析出
C. 丁装置中倒扣的漏斗主要作用是防止产生的气体污染空气
D. 实验结束后,分离碳酸氢钠的操作是蒸发结晶
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【题目】为探究铁和硫反应产物中铁的化合价,某同学设计了如下所示的实验过程:
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已知:①铁和硫反应产物不溶于碱,能溶于硫酸
②硫可溶于热碱溶液,发生类似于 Cl2 和 NaOH 溶液的化学反应下列说法不正确的是
A.混合粉末应在 N2 氛围中进行加热,所用 H2SO4 溶液应先煮沸
B.取溶液 A,滴加 KSCN 溶液,未出现红色,可证明铁和硫反应只有+2 价铁生成
C.滤渣用稀 H2SO4 溶解时应在通风橱中进行
D.硫溶于热碱溶液可能发生的离子反应是3S+6OH-
2S2-+SO32-+3H2O
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【题目】已知2H2O2(l)═2H2O(l)+O2(g)反应过程中的能量变化曲线如图所示,下列说法不正确的是
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A. 途径Ⅱ与途径Ⅰ相比,可能是加入了二氧化锰
B. 2molH2O2(l)的能量高于2molH2O(l)的能量
C. 其他条件相同,产生相同量氧气时放出的热量:途径Ⅰ大于途径Ⅱ
D. 其他条件相同,产生相同量氧气耗时:途径Ⅰ大于途径Ⅱ
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【题目】一定温度下,在2L的密闭容器中,X、 Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
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下列描述正确的是( )
A. 反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)-1
B. 反应开始到l0s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C. 反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
D. 反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)
Z(g)
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【题目】A~G各物质间的关系如下图,其中B、D为气态单质。
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请回答下列问题:
(1)物质C和E的名称分别为________、________;
(2)可选用不同的A进行反应①,若能在常温下进行,其化学方程式为__________________________;
若只能在加热情况下进行,则反应物A应为________;
(3)写出D转化为G的化学方程式_____________________________________;
(4)新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是________,实验现象为________________________________________。
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