精英家教網(wǎng)“水”電池是利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電的一種新型電池.(1)研究表明,電池用二氧化錳納米棒為正極材料可提高發(fā)電效率,這是利用納米材料具有
 
特性,使之能與鈉離子充分接觸.(2)“水”電池總反應(yīng)可表示為:5MnO2+2Ag+2NaCL=Na2Mn5O10+2AgCL該電池的負(fù)極反應(yīng)式為
 

(3)利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀,如圖1,已知兩電極的材料分別為石墨和鐵.
①若圖中的電池為“水”電池,則其與a極相連的電極是由下列物質(zhì)中的
 
制成(填編號(hào),下同).
A.MnO2    B.Ag    C.NaCl    D.Na2Mn5O10 E.AgCl
②a極的電極反應(yīng)式為
 

③電解液c可以是
 

A.純水    B.NaCl溶液    C.H2SO4溶液    D.CuCl2溶液
④當(dāng)生成1mol Fe(OH)2白色沉淀時(shí)將消耗MnO2
 
mol.
(4)某溫度下,F(xiàn)e(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后,溶液中金屬陽離子的濃度與溶液pH的關(guān)系如圖2.請(qǐng)據(jù)圖2分析:①該溫度下,溶度積常數(shù)的關(guān)系為:KSP[Fe(OH)3]
 

KSP[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”);
②如果在新生成的Mg(OH)2濁液中滴入足量的Fe3+,振蕩后,白色沉淀會(huì)全部轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀,原因是
 
分析:(1)納米材料具有較強(qiáng)的吸附性能,能加大吸附面積;
(2)原電池的負(fù)極上發(fā)生的是失電子的氧化反應(yīng);
(3)①根據(jù)電解池的工作原理來確定電極材料以及電解質(zhì)溶液;
②電解池中陽極是活潑金屬時(shí),則電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng);
③在電解池的陰極上是陽離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng),根據(jù)總反應(yīng)來確定電解質(zhì)的選擇;
④根據(jù)電子守恒進(jìn)行計(jì)算;
(4)①根據(jù)Ksp的意義以及沉淀的轉(zhuǎn)化知識(shí)來判斷生成的沉淀是什么;
②根據(jù)沉淀溶解平衡移動(dòng)的影響因素知識(shí)來回答判斷.
解答:解:(1)納米材料具有較強(qiáng)的吸附性能,能加大吸附面積,該電池用二氧化錳納米棒為正極材料可提高發(fā)電效率,故答案為:較強(qiáng)吸附能力;
(2)根據(jù)電池的總反應(yīng):5MnO2+2Ag+2NaCL=Na2Mn5O10+2AgCl,失電子的是金屬銀,而原電池的負(fù)極上發(fā)生的是失電子的氧化反應(yīng),所以負(fù)極反應(yīng)是Ag+Cl--e-=AgCl↓,故答案為:Ag+Cl--e-=AgCl↓;
(3)①做電極的材料是可以導(dǎo)電的金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)或是其他固體物質(zhì),故NaCl、Na2Mn5O10、AgCl都不可以,金屬銀作陽極會(huì)發(fā)生金屬銀失電子的氧化反應(yīng),故不行,故答案為:A;
②電解池中陽極是活潑金屬時(shí),則電極本身發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),制取氫氧化亞鐵時(shí),金屬鐵在陽極上反應(yīng),即Fe-2e-=Fe2+,故答案為:Fe-2e-=Fe2+;
③在電解池的陰極上是陽離子氫離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng),氫氧根濃度增加,所以會(huì)出現(xiàn)氫氧化鐵,合適的電解質(zhì)只能是氯化鈉溶液,故答案為:B;
④根據(jù)電池反應(yīng):5MnO2+2Ag+2NaCL=Na2Mn5O10+2AgCl,當(dāng)生成1molFe(OH)2白色沉淀時(shí)將轉(zhuǎn)移2mol電子,所以消耗MnO2的物質(zhì)的量是5mol,故答案為:5;
(4)①根據(jù)圖象上的點(diǎn)可以知道,當(dāng)陽離子鐵離子、鎂離子濃度相等時(shí),對(duì)應(yīng)的氫離子濃度的大小關(guān)系,結(jié)合Ksp(氫氧化鐵)=c(Fe3+)?c(OH-3,Ksp(氫氧化鎂)=c(Mg2+)?c(OH-2,所以KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],故答案為:<;
②根據(jù)①的分析,KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],氫氧化鎂濁液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2?Mg2++2OH-,當(dāng)加入Fe3+后,會(huì)和OH-反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鐵沉淀,使得上述平衡正向移動(dòng),機(jī)會(huì)生成紅褐色沉淀物質(zhì),
故答案為:氫氧化鎂濁液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2?Mg2++2OH-,由于KSP[Fe(OH)3]<KSP[Mg(OH)2],所以當(dāng)加入Fe3+后,會(huì)和OH-反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鐵沉淀,使得上述平衡正向移動(dòng),最有氫氧化鎂全部轉(zhuǎn)化為紅褐色的氫氧化鐵沉淀.
點(diǎn)評(píng):本題是要綜合知識(shí)考查題,要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力,難度較大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:安徽省宿州市2012屆高三第一次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)化學(xué)試題 題型:022

“水”電池是利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電的一種新型電池.

(1)研究表明,電池用二氧化錳納米棒為正極材料可提高發(fā)電效率,這是利用納米材料具有________特性,使之能與鈉離子充分接觸.

(2)“水”電池總反應(yīng)可表示為:5MnO2+2Ag+2NaClNa2Mn5O10+2AgCl,該電池的負(fù)極反應(yīng)式為________.

(3)利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀,如下圖所示,已知兩電極的材料分別為石墨和鐵.

①若圖中的電池為“水”電池,則其與a極相連的電極是由下列物質(zhì)中的________制成(填編號(hào),下同).

A.MnO2

B.Ag

C.NaCl

D.Na2Mn5O10

E.AgCl

②a極的電極反應(yīng)式為________.

③電解液c可以是________.

A.純水

B.NaCl溶液

C.H2SO4溶液

D.CuCl2溶液

④當(dāng)生成1 mol Fe(OH)2白色沉淀時(shí)將消耗MnO2________mol.

(4)某溫度下,F(xiàn)e(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后,溶液中金屬陽離子的濃度與溶液pH的關(guān)系如下圖.請(qǐng)據(jù)圖分析:

①該溫度下,溶度積常數(shù)的關(guān)系為:KSP[Fe(OH)3]________KSP[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”);

②如果在新生成的Mg(OH)2濁液中滴入足量的Fe3+,振蕩后,白色沉淀會(huì)全部轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀,原因是________.

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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年安徽省宿州市高三第一次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)化學(xué)試卷 題型:填空題

(16分)“水”電池是利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電的一種新型電池。

   (1)研究表明,電池用二氧化錳納米棒為正極材料可提高發(fā)電效率,這是利用納米材料具有                特性,使之能與鈉離子充分接觸。

   (2)“水”電池總反應(yīng)可表示為:該電池的負(fù)極反應(yīng)式為                。

   (3)利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀,如右下圖所示,已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。

    ①若圖中的電池為“水”電池,則其與a極相連的電極是由下列物質(zhì)中的     制成(填編號(hào),下同)。

A.MnO2    B.Ag    C.NaCl    D.Na2Mn5O10    E.AgCl

    ②a極的電極反應(yīng)式為                。

    ③電解液c可以是           。

    A.純水    B.NaCl溶液    C.H2SO4溶液    D.CuCl2溶液

    ④當(dāng)生成1mol Fe(OH)2白色沉淀時(shí)將消耗MnO2      mol。

   (4)某溫度下,F(xiàn)e(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分別在溶液中

達(dá)到沉淀溶解平衡后,溶液中金屬陽離子的濃度與溶液pH的關(guān)

系如右圖。請(qǐng)據(jù)圖分析:

①  溫度下,溶度積常數(shù)的關(guān)系為:KSP[Fe(OH)3]     KSP[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”);

    ②如果在新生成的Mg(OH)2濁液中滴入足量的Fe3+,振蕩后,白色沉淀會(huì)全部轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀,原因是

                 。

 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(16分)“水”電池是利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電的一種新型電池。

   (1)研究表明,電池用二氧化錳納米棒為正極材料可提高發(fā)電效率,這是利用納米材料具有               特性,使之能與鈉離子充分接觸。

   (2)“水”電池總反應(yīng)可表示為:該電池的負(fù)極反應(yīng)式為                。

   (3)利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀,如右下圖所示,已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。

    ①若圖中的電池為“水”電池,則其與a極相連的電極是由下列物質(zhì)中的     制成(填編號(hào),下同)。

A.MnO2    B.Ag   C.NaCl    D.Na2Mn5O10   E.AgCl

    ②a極的電極反應(yīng)式為               。

    ③電解液c可以是          

    A.純水    B.NaCl溶液    C.H2SO4溶液   D.CuCl2溶液

    ④當(dāng)生成1mol Fe(OH)2白色沉淀時(shí)將消耗MnO2      mol。

   (4)某溫度下,F(xiàn)e(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分別在溶液中

達(dá)到沉淀溶解平衡后,溶液中金屬陽離子的濃度與溶液pH的關(guān)

系如右圖。請(qǐng)據(jù)圖分析:

①  溫度下,溶度積常數(shù)的關(guān)系為:KSP[Fe(OH)3]    KSP[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”);

    ②如果在新生成的Mg(OH)2濁液中滴入足量的Fe3+,振蕩后,白色沉淀會(huì)全部轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀,原因是

                。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2012屆安徽省宿州市高三第一次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)化學(xué)試卷 題型:填空題

(16分)“水”電池是利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電的一種新型電池。
(1)研究表明,電池用二氧化錳納米棒為正極材料可提高發(fā)電效率,這是利用納米材料具有               特性,使之能與鈉離子充分接觸。
(2)“水”電池總反應(yīng)可表示為:該電池的負(fù)極反應(yīng)式為                。
(3)利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白色沉淀,如右下圖所示,已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。
①若圖中的電池為“水”電池,則其與a極相連的電極是由下列物質(zhì)中的    制成(填編號(hào),下同)。

A.MnO2    B.Ag    C.NaCl    D.Na2Mn5O10    E.AgCl
②a極的電極反應(yīng)式為               。
③電解液c可以是          。
A.純水    B.NaCl溶液    C.H2SO4溶液    D.CuCl2溶液
④當(dāng)生成1mol Fe(OH)2白色沉淀時(shí)將消耗MnO2     mol。
(4)某溫度下,F(xiàn)e(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分別在溶液中
達(dá)到沉淀溶解平衡后,溶液中金屬陽離子的濃度與溶液pH的關(guān)
系如右圖。請(qǐng)據(jù)圖分析:

① 溫度下,溶度積常數(shù)的關(guān)系為:KSP[Fe(OH)3]    KSP[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”);
②如果在新生成的Mg(OH)2濁液中滴入足量的Fe3+,振蕩后,白色沉淀會(huì)全部轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀,原因是
                。

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