【題目】科學家制造出一種使用固態(tài)電解質的燃料電池,其效率更高,可用于航天航空。如圖1所示裝置中,以稀土金屬材料作為惰性電極,在電極上分別通入CH4和空氣,其中固態(tài)電解質是摻雜了Y2O3ZrO2固體,它在高溫下能傳導O2(O24e=2O2)。

(1)c電極的名稱為________(正極負極”)d電極上的電極反應式為: ____。

(2)如圖2所示用惰性電極電解100 mL 0.5 mol·L1CuSO4溶液,a電極上的電極反應式為: __________,若a電極產生56 mL(標準狀況)氣體,則所得溶液的c(H)=________(不考慮溶液體積變化),若要使電解質溶液恢復到電解前的狀態(tài),可加入________(填字母)

a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3

【答案】正極 CH44O2-8e=CO2+2H2O 4OH-4e=2H2OO2 0.1 mol·L1 ac

【解析】

(1)依據(jù)裝置圖中電流流向分析,c為正極,氧氣得電子發(fā)生還原反應,d為負極,甲烷失電子發(fā)生氧化反應;

(2)2是電解池,與電源正極連接的a電極為陽極,發(fā)生4OH--4e-=O2↑+2H2O,b為陰極,發(fā)生為Cu2++2e-=Cu,結合電極方程式計算,使溶液恢復的方法是加入兩個電極產物反應后得到的物質。

(1)1是原電池,依據(jù)電流流向是從正極流向負極,c電極為正極,氧氣得到電子發(fā)生還原反應,d電極為電池負極,甲烷失電子發(fā)生還原反應,在兩極上分別通入CH4和空氣,其中固體電解質是摻雜了Y2O3ZrO2固體,它在高溫下能傳導陽極生成的O2-離子,負極電極反應為:CH4+4O2-8e=CO2+2H2O

(2)如圖2所示電解100mL0.5mol/LCuSO4溶液,發(fā)生的電解池反應為:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,與電源正極相連的為陽極,溶液中OH-失去電子發(fā)生氧化反應,電極反應為:4OH--4e-=2H2O+O2

a電極產生56mL(標準狀況)氣體為O2,其物質的量n(O2)=0.056L÷22.4L/mol=0.0025mol,消耗OH-離子的物質的量為n(OH-)=4n(O2)=0.01mol,則溶液中生成H+物質的量n(H+)= n(OH-)=0.01mol,c(H+)==0.1mol/L;

在所得溶液電解過程中,CuSO4溶液每反應產生2Cu原子,就會同時損失2O原子,相當于失去2CuO,為了使CuSO4溶液,恢復原濃度,應加入CuO,也可以加入CuCO3,因為CuCO3+H2SO4=CuSO4+CO2↑+H2O,相當于加CuO,符合恢復溶液濃度的定量關系;但不能加入Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,而Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2OCu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O,除增加溶質外還增加了水,故合理選項是ac。

練習冊系列答案
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【題目】氨是最重要的氮肥,是產量最大的化工產品之一。其合成原理為: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,

I.在密閉容器中,投入1mol N23 mol H2在催化劑作用下發(fā)生反應;

(1)測得反應放出的熱量_____92.4kJ (小于大于等于”)

(2)升高平衡體系的溫度(保持體積不變),混合氣體的平均相對分子質量_____。(變大、變小不變”)

(3)當達到平衡時,充入氬氣,并保持壓強不變,平衡將_______(正向逆向”)移動。

(4)若容器恒容、絕熱,加熱使容器內溫度迅速升至原來的2倍,平衡將__________(向左移動、向右移動不移動”)。達到新平衡后,容器內溫度______(大于、小于等于”)原來的2倍。

II.該反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=92.4kJ/mol 在一密閉容器中發(fā)生,如圖是某一時間段反應速率與反應進程的關系曲線圖。

(1)t1、t3、t4時刻,體系中分別是什么條件發(fā)生了變化?

t1__________,t3__________,t4__________。

(2)下列時間段中,氨的百分含量最高的是_______

A0t1Bt2t3 Ct3t4Dt4t5

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【題目】1)現(xiàn)有如下兩個反應:(ANaOH + HCl =" NaCl" + H2OBFe +H2SO4= FeSO4 + H2 ;根據(jù)兩反應本質,判斷能否設計成原電池A_______B_______(填不能”)

2)根據(jù)下圖填空

負極為___________,該電極的方程式為__________________

正極的現(xiàn)象是________________________________,發(fā)生____________________反應(填寫氧化還原

電子從_____經(jīng)導線流向_______,溶液中H+________移動(填具體電極材料)。

若反應過程中有0.1mol電子發(fā)生轉移,則生成的氫氣在標準狀況下的體積為______L。

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【題目】將等物質的量濃度的CuSO4和NaCl等體積混合后,用石墨電極進行電解,電解過程中,溶液pH隨時間t變化的曲線如圖所示,則下列說法錯誤的是

A.陽極先析出Cl2,后析出O2,陰極先產生Cu,后析出H2

B.AB段陽極只產生Cl2,陰極只產生Cu

C.BC段表示在陰極上是H放電產生了H2

D.CD段相當于電解水

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【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是

A.17g OH(羥基)中含有的電子數(shù)為10 NA

B.1mol CH3CH3中含有的共價鍵數(shù)為7 NA

C.標準狀況下,2.24 L苯中CH鍵的數(shù)目為0.6 NA

D.5mL 0.1mol·L1 KI溶液中加入0.1mol·L1 FeCl3溶液1mL,充分反應后轉移電子數(shù)104 NA

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【題目】汽車尾氣脫硝脫碳的主要原理為2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g) ΔH0。在一定溫度下,體積固定為2L的密閉容器中,用傳感器測得該反應在不同時間的NOCO濃度如表所示:

時間/s

c(NO)/(mol·L1)

c(CO)/(mol·L1)

0

9.50×103

9.00×103

1

4.50×103

4.00×103

2

2.50×103

2.00×103

3

1.50×103

1.00×103

4

1.50×103

1.00×103

下列說法正確的是

A.2 s內的平均反應速率v(N2)3.5×103mol·L1·s1

B.升高溫度時,逆反應速率增大,正反應速率減小

C.容器內氣體壓強不再發(fā)生變化時,反應達到平衡狀態(tài)

D.容器中氣體的濃度c(NO)c(CO)c(N2)c(CO2)2212時,反應達到平衡狀態(tài)

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【題目】固體粉末X中可能含有Fe、Fe2O3CuO、Na2CO3NH4ClK2SO4中的若干種。為確定該固體粉末的成分,進行以下實驗:

下列有關說法正確的是

A.濾液A中一定含有K2SO4,不含Na2CO3

B.濾渣A中一定含有Fe、CuO

C.判斷溶液B中是否含有Fe3,需取溶液B少許于試管,滴加KSCN溶液,若溶液呈血紅色,說明溶液B中含有Fe3

D.取濾液A少許于試管,滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,試管口濕潤的紅色石蕊試紙不變藍,說明不含NH4Cl

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【題目】下面有關晶體的敘述中,不正確的是

A. 金剛石網(wǎng)狀結構中,由共價鍵形成的碳原子環(huán)中,最小的環(huán)上有6個碳原子

B. 12g石墨中含有σ鍵的個數(shù)為2NA (NA表示阿伏伽德羅常數(shù))

C. 氯化銫晶體中,每個Cs+周圍緊鄰8個Cl-

D. 干冰晶體中,每個CO2分子周圍緊鄰12個CO2分子

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【題目】2019年諾貝爾化學獎授予三位對鋰電池研究作出杰出貢獻的科學家。一種鋰-空氣電池如圖所示。當電池工作時,O2Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-xx=01)。下列說法正確的是

A.鋰電極發(fā)生還原反應

B.多孔碳材料電極為正極

C.電池工作時外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極

D.正極的電極反應式為:O2+4e-+2H2O====4OH-

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