【題目】在下圖所示的裝置中,試管A、B中的電極為多孔的惰性電極;C、D為兩個鉑夾,夾在被Na2SO4溶液浸濕的濾紙條上,濾紙條的中部滴有一滴KMnO4;電源有a、b兩極。若在AB中充滿0.01 mol/L KOH溶液后倒立于同濃度的KOH溶液的水槽中,斷開K1,閉合K2K3,通直流電,實驗現(xiàn)象如下圖所示,則:

(1)斷開K1,閉合K2、K3,通直流電,試管B中產(chǎn)生的氣體為_________(填化學(xué)式)。

(2)Na2SO4溶液浸濕的濾紙條中部的KMnO4處現(xiàn)象為_____________。

(3)斷開K1,閉合K2K3,通直流電較長一段時間后,KOH溶液pH__________(填變大”“變小不變)。

(4)電解一段時間后,A、B中均有氣體包圍電極。此時切斷K2K3,閉合K1,檢流計有指數(shù),此時該裝置A試管中電極上發(fā)生的反應(yīng)為_____________

【答案】H2 紫色向D處移動 變大 O2+4e- +2H2O=4OH-

【解析】

A、B中電極為多孔的惰性電極;CD為夾在濕的Na2SO4濾紙條上的鉑夾;電源有ab兩極。若在AB中充滿KOH溶液后,倒立于KOH溶液的水槽中,切斷K1,閉合K2、K3,通直流電,AB、CD處是電解原理的應(yīng)用。

(1)依據(jù)A、B中氣體體積變化分析,電解的是水,A端產(chǎn)生氧氣,電解池的陽極;B端產(chǎn)生是氫氣,為電解池的陰極,則a為電源的負(fù)極,b為電源正極;

(2)C、D為夾在濾紙兩端的鉑夾,與電源也構(gòu)成了電解池,C與電源負(fù)極相連,為陰極,D與電源正極相連,為陽極,據(jù)此解答;

(3)斷開K1,閉合K2K3,通直流電,發(fā)生的電解反應(yīng),電解KOH溶液實質(zhì)上是電解水,根據(jù)溶液中OH-的濃度與溶液的pH關(guān)系分析判斷;

(4)若電解一段時間,A、B中均有氣體包圍電極,此時切斷K2、K3,閉合K1,AB中形成的氫氧燃料電池,依據(jù)原電池原理分析判斷。

(1)切斷K1,合閉K2K3通直流電,電極A、B及氫氧化鉀溶液構(gòu)成電解池,根據(jù)離子的放電順序,溶液中氫離子、氫氧根離子放電,分別生成氫氣和氧氣,氫氣和氧氣的體積比為21,通過圖象知,B極上氣體體積是A極上氣體體積的2倍,所以B極上得H2,A極上得到O2,所以B極是陰極,A極是陽極,則a是負(fù)極,b是正極;

(2)浸有硫酸鈉的濾紙和電極CD與電源也構(gòu)成了電解池,因為a是負(fù)極,b是正極,所以C是陰極,D是陽極,電解質(zhì)溶液中的陽離子K+向陰極C電極區(qū)域移動,陰離子MnO4-向陽極D區(qū)域移動,所以D極附近的溶液呈紫色;

(3)切斷K1,合閉K2、K3,電解較長一段時間,A、B中均有氣體包圍電極,電解KOH溶液,實質(zhì)上是電解H2OH2O不斷電解消耗,使得KOH的濃度逐漸增大,則溶液中c(OH-)增大,因此一段時間后溶液的pH會變大;

(4)若電解一段時間后,A、B中均有氣體包圍電極.此時切斷K2、K3,閉合K1,構(gòu)成氫氧燃料電池,在燃料電池中,燃料氫氣所在的B電極為負(fù)極,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2+4OH--4e-=4H2O;氧氣所在的A電極為正極,O2獲得電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列圖示實驗合理的是

A. 1為證明非金屬性強(qiáng)弱:S > C > Si

B. 2為制備少量氧氣

C. 3為配制一定物質(zhì)的量濃度的硫酸溶液

D. 4為制備并收集少量NO2氣體

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鐵在熱的稀中反應(yīng),其主要還原產(chǎn)物為,而在冷的稀中反應(yīng),其主要還原產(chǎn)物為NO,當(dāng)溶液更稀時,其還原產(chǎn)物為。請分析如圖,回答有關(guān)問題。

假設(shè)在任一氣體產(chǎn)生的曲線段內(nèi)只有一種還原產(chǎn)物,試配平由b點(diǎn)到c點(diǎn)時的化學(xué)反應(yīng)方程式:_____Fe+____HNO3____Fe(NO3)3+_________+____H2O

判斷從o點(diǎn)到a點(diǎn)時的還原產(chǎn)物,應(yīng)是___________

點(diǎn)到b點(diǎn)時產(chǎn)生還原產(chǎn)物為_________,其原因是______________

已知達(dá)到d點(diǎn)時反應(yīng)完全結(jié)束,此時溶液中的主要陽離子為____________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】根據(jù)vt圖分析外界條件改變對可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0的影響。該反應(yīng)的速率與時間的關(guān)系如圖所示:

可見在t1、t3t5、t7時反應(yīng)都達(dá)到平衡,如果t2、t4、t6、t8時都只改變了一個反應(yīng)條件,則下列對t2、t4、t6、t8時改變條件的判斷正確的是

A. 使用了催化劑、增大壓強(qiáng)、減小反應(yīng)物濃度、降低溫度

B. 升高溫度、減小壓強(qiáng)、減小反應(yīng)物濃度、使用了催化劑

C. 增大反應(yīng)物濃度、使用了催化劑、減小壓強(qiáng)、升高溫度

D. 升高溫度、減小壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物濃度、使用了催化劑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生反應(yīng):mX(g) nY(g);ΔH=Q kJ/mol。反應(yīng)達(dá)到平衡時,Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如下表所示:

下列說法正確的是

A.mnB.Q0

C.溫度不變,壓強(qiáng)增大,Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少D.體積不變,溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】二甲醚(DME)被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料。由合成氣制備二甲醚的主要原理如下:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H 1=90.7 kJ·mol-1 K1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H 2=23.5 kJ·mol-1 K2

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H 3=41.2kJ·mol-1 K3

回答下列問題:

(1)則反應(yīng)3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)H=______kJ·mol-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________(用K1K2、K3表示)

(2)下列措施中,能提高(1)CH3OCH3產(chǎn)率的有__________

A.使用過量的CO B.升高溫度 C.增大壓強(qiáng)

(3)一定溫度下,0.2molCO0.1molH2O通入2L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)③,5分鐘時達(dá)到化學(xué)平衡,平衡后測得H2的體積分?jǐn)?shù)為0.1。則5分鐘v(H2O)=_______________,CO的轉(zhuǎn)化率α(CO)=___________

(4)將合成氣以=2通入1 L的反應(yīng)器中,一定條件下發(fā)生反應(yīng):4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H,其CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)變化關(guān)系如圖1所示,下列說法正確的是___________。

A.H <0 B.P1>P2>P3

C.若在P3316℃時,起始時=3,則平衡時,α(CO)小于50

(5)采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn的合金),利用COH2制備二甲醚(DME)。觀察圖2回答問題。催化劑中約為___________時最有利于二甲醚的合成。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)nA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列敘述正確的是

A.1molL1 MgCl2溶液中的Mg2+數(shù)為NA

B.1 mol Na2O2固體中含陰離子總數(shù)為2NA

C.5 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%的乙醇溶液中,氫原子的總數(shù)為0.6 NA

D.100 mL 12molL-1濃鹽酸與足量MnO2加熱反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.2NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某化學(xué)實驗小組用0.2000mol/L的酸性KMnO4溶液測定草酸晶體的純度(草酸晶體化學(xué)式為H2C2O42H2O,雜質(zhì)不與KMnO4反應(yīng)).實驗步驟如下:

(1)稱取13.0g草酸晶體,配成250.00mL水溶液.此操作過程必須用到的2種定量儀器是 ______ ______

(2)量取草酸溶液25.00mL放入錐形瓶中,用0.2000mol/L的酸性KMnO4溶液滴定.

①量取25.00mL草酸溶液

②酸化KMnO4溶液的酸應(yīng)為 ______ (選填鹽酸稀硫酸稀硝酸”)

③配平離子方程式:_______________________ □MnO4-+□H2C2O4+□H+→□Mn2++□CO2↑+□H2O

④滴定達(dá)到終點(diǎn)的標(biāo)志是 ______

(3)在上述實驗中,下列操作一定會造成測定結(jié)果偏低的是 ______

A.稱取13.0g草酸晶體時,將草酸晶體放在托盤天平右盤

B.錐形瓶水洗后未用草酸溶液潤洗

C.讀取KMnO4溶液體積時,開始仰視讀數(shù),滴定結(jié)束時俯視讀數(shù)

D.盛KMnO4溶液的酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】許多含氮物質(zhì)是農(nóng)作物生長的營養(yǎng)物質(zhì)。

1)肼(N2H4)、N2O4常用于航天火箭的發(fā)射。已知下列反應(yīng):

N2(g)+O2(g) =2NO(g) ΔH=+180kJ·mol1

2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=112kJ·mol1

2NO2(g)N2O4(g) ΔH=57kJ·mol1

2N2H4(g)+N2O4(g) =3N2(g)+4H2O(g) ΔH=1136kJ·mol1

N2H4O2反應(yīng)生成氮?dú)馀c水蒸氣的熱化學(xué)方程式為_________________。

2)一定溫度下,向某密閉容器中充入1 mol NO2,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)N2O4(g),測得反應(yīng)體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)之間的關(guān)系如圖所示:

ab、c三點(diǎn)逆反應(yīng)速率由大到小的順序為_______。平衡時若保持壓強(qiáng)、溫度不變,再向體系中加入一定量的Ne,則平衡_______移動(正向”“逆向”)。

a點(diǎn)時NO2的轉(zhuǎn)化率為___________,用平衡分壓代替平衡濃度也可求出平衡常數(shù)Kp,則該溫度下Kp=________Pa1。

3)已知在一定溫度下的可逆反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)中,v=kc(N2O4),v=kc2(NO2)(kk只是溫度的函數(shù))。若該溫度下的平衡常數(shù)K=10,則k=______k。升高溫度,k增大的倍數(shù)_______(大于”“小于等于”)k增大的倍數(shù)。

4)氨氣是合成眾多含氮物質(zhì)的原料,利用H2N2生物燃料電池,科學(xué)家以固氮酶為正極催化劑、氫化酶為負(fù)極催化劑,X交換膜為隔膜,在室溫條件下即實現(xiàn)了合成NH3的同時還獲得電能。其工作原理圖如下:

X膜為___________交換膜,正極上的電極反應(yīng)式為______________________。

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