1、备战高考化学化学能与电能- 经典压轴题一、化学能与电能-11 研究小组进行图所示实验,试剂A 为 0.2 mol L CuSO4 溶液,发现铝条表面无明显变化,于是改变实验条件,探究铝和CuSO4 溶液、 CuCl2 溶液反应的影响因素。用不同的试剂A 进行实验1实验 4,并记录实验现象:实验试剂 A实验现象序号1-12铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出0.2 mol L CuCl 溶液-14开始铝条表面无明显变化,加NaCl 后,铝条表20.2 mol L CuSO 溶液,再加入一定质量的 NaCl 固体面有气泡产生,并有红色固体析出3-14铝条表面有少量气泡产生,并有少量红色固体2 mo
2、l L CuSO 溶液4-1溶液反应非常剧烈,有大量气泡产生,溶液变成棕褐2 mol L CuCl2色,有红色固体和白色固体生成(1)实验 1中,铝条表面析出红色固体的反应的离子方程式为_。(2)实验 2的目的是证明铜盐中的阴离子Cl- 是导致实验1 中反应迅速发生的原因,实验2 中加入 NaCl 固体的质量为 _ g。( 3)实验 3 的目的是 _。( 4)经检验知,实验 4 中白色固体为 CuCl。甲同学认为产生白色固体的原因可能是发生了 Cu + CuCl22CuCl 的反应,他设计了右图所示实验证明该反应能够发生。 A 极的电极材料是_。 能证明该反应发生的实验现象是_。(5)为探究实
3、验4 中溶液呈现棕褐色的原因,分别取白色CuCl固体进行以下实验:实验序号实验操作实验现象i加入浓 NaCl 溶液沉淀溶解,形成无色溶液ii加入饱和 AlCl 溶液沉淀溶解,形成褐色溶液3iii向 i 所得溶液中加入 1CuCl2 溶液溶液由无色变为褐色2 mol L查阅资料知: CuCl 难溶于水,能溶解在Cl 浓度较大的溶液中,生成CuCl2 络离子,用水稀释含 CuCl2 的溶液时会重新析出CuCl 沉淀。 由上述实验及资料可推断,实验4 中溶液呈棕褐色的原因可能是CuCl2 与 _作用的结果。 为确证实验4 所得的棕褐色溶液中含有CuCl2 ,应补充的实验是 _ 。(6)上述实验说明,
4、铝和CuSO 溶液、CuCl 溶液的反应现象与_有关。42【答案】 3Cu2+ 2Al2Al3+ 3Cu0.117证明增大44CuSO 溶液的浓度能够使Al 和 CuSO的反应发生金属铜 电流计指针偏转,两极均有白色沉淀生成Al3+、 Cu2+取适量实验4 的棕褐色溶液,加水稀释,观察是否出现白色沉淀铜盐中阴离子的种类、铜盐溶液的浓度等【解析】(1)实验 1中,铝与氯化铜反应置换出铜,反应的离子方程式为3Cu2+ + 2Al= 2Al3+ + 3Cu,故答案为 3Cu2+ + 2Al= 2Al3+ 3Cu;(2)实验 1-)=0.005L -1-中 n(Cl0.2 molL2=0.002mol
5、,实验 2 的目的是证明铜盐中的阴离子Cl是导致实验1 中反应迅速发生的原因,实验2 中加入 NaCl 固体的质量为0.002mol 58.5g/mol= 0.117g,故答案为0.117;(3)实验 3与原实验相比,增大了硫酸铜溶液的浓度,铝条表面有少量气泡产生,并有少量红色固体,说明增大 CuSO溶液的浓度能够使Al 和 CuSO4 的反应发生,故答案为证明增大4CuSO4 溶液的浓度能够使Al 和 CuSO4 的反应发生;(4) Cu + CuCl2=2CuCl 反应中铜被氧化,铜应该做负极,CuCl2被还原,在正极放电,因此A 极为负极,选用铜作负极,故答案为铜; 构成原电池后,铜溶解
6、进入溶液,与溶液中的氯离子反应生成白色沉淀,正极铜离子被还原,也生成白色沉淀,电流计指针偏转,故答案为电流计指针偏转,两极均有白色沉淀生成;(5)由上述实验 ii 及资料可推断,实验 4 中溶液呈棕褐色的原因可能是2与CuCl Al3+、 Cu2+作用的结果,故答案为Al3+、 Cu2+;根据信息知,取适量实验4 的棕褐色溶液,加水稀释,观察是否出现白色沉淀可以确证实验4 所得的棕褐色溶液中含有CuCl2 ,故答案为取适量实验4 的棕褐色溶液,加水稀释,观察是否出现白色沉淀;(6)根据实验 1 和 2、 2 和 3、 1 和 4 中所用试剂的种类和浓度以及实验现象可知,铝和CuSO4 溶液、
7、CuCl2 溶液的反应现象与铜盐中阴离子的种类、铜盐溶液的浓度等有关,故答案为铜盐中阴离子的种类、铜盐溶液的浓度等。2 某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验:装置分别进行的操作现象i连好装置一段时间后,向烧杯中滴加酚酞ii连好装置一段时间后,向烧杯中滴铁片表面产生蓝加 K3Fe(CN)6 溶液色沉淀(1)小组同学认为以上两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。实验 i 中的现象是 _。用电极反应式解释实验i 中的现象: _。(2)查阅资料: K3Fe(CN)6具有氧化性。据此有同学认为仅通过ii 中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是_。进行下列实验,在实验几分钟后的记
8、录如下:实验滴管试管现象iii蒸馏水无明显变化-1铁片表面产生大量蓝0.5mol Liv 1.0mol LNaCl 溶液色沉淀136K Fe(CN) 溶液-124无明显变化v 0.5mol LNa SO 溶液以上实验表明:在有Cl-存在条件下, K3 Fe(CN)6溶液可以与铁片发生反应。为探究Cl-的存在对反应的影响,小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii ,发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是 _。(3)有同学认为上述实验仍不够严谨。为进一步探究K3Fe(CN)6的氧化性对实验ii 结果的影响,又利用( 2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的
9、是_(填字母序号 )。实验试剂现象A酸洗后的铁片、K3Fe(CN)6溶液 (已除 O2 )产生蓝色沉淀B酸洗后的铁片、K3Fe(CN)6和 NaCl 混合溶液 (未除 O2)产生蓝色沉淀C铁片、 K Fe(CN) 和 NaCl 混合溶液 (已除 O )产生蓝色沉淀362D铁片、 K Fe(CN) 和盐酸混合溶液(已除 O )产生蓝色沉淀362(4)综合以上实验分析,利用实验ii 中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是:连好装置一段时间后, _(回答相关操作、现象),则说明负极附近溶液中产生了Fe2 ,即发生了电化学腐蚀。【答案】碳棒附近溶液变红O-2H-2 ,会24e2O=4OHK3Fe(
10、CN)6可能氧化Fe 生成 Fe干扰由于电化学腐蚀负极生成2的检验-AC 取铁片 (负极 )FeCl破坏了铁片表面的氧化膜附近溶液于试管中,滴加K3Fe(CN)6溶液,若出现蓝色沉淀【解析】【分析】(1)实验 i 中,发生吸氧腐蚀,在碳棒附近溶液中生成OH-,使酚酞变色。在碳棒上,发生O2 得电子生成OH-的电极反应。(2)据此有同学认为仅通过ii 中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是既然K3Fe(CN)6具有氧化性,就可直接与Fe 作用。用稀硫酸酸洗后,铁片表面的氧化膜去除,再进行实验iii,铁片表面产生蓝色沉淀,则Cl-的作用与硫酸相同。(3)A. 酸洗后的铁片、K3 Fe(CN)6溶
11、液 (已除 O2)反应产生蓝色沉淀,表明K3 Fe(CN)6 能与铁作用生成 Fe2+;B.酸洗后的铁片、 K Fe(CN) 和 NaCl 混合溶液 (未除 O ) 反应产生蓝色沉淀,可能是362K3Fe(CN)6与铁作用生成Fe2+,也可能是铁片发生了吸氧腐蚀;C. 铁片、 K3Fe(CN)6和 NaCl 混合溶液 (已除 O2 )反应产生蓝色沉淀,只能是Cl-破坏氧化膜,然后 K3Fe(CN)6 与铁作用生成Fe2+;D. 铁片、 K3Fe(CN)6和盐酸混合溶液 (已除 O2) 反应产生蓝色沉淀,可能是铁片与盐酸直接反应生成 Fe2+,也可能是K362+。Fe(CN) 与铁作用生成Fe(
12、4)为证实铁发生了电化学腐蚀,可连好装置一段时间后,不让K Fe(CN) 与 Fe 接触,而是36取 Fe 电极附近的溶液,进行 Fe2+的检验。【详解】(1)实验 i 中,发生吸氧腐蚀,碳棒为正极,发生2-的反应,从而使碳棒O 得电子生成 OH附近溶液变红。答案为:碳棒附近溶液变红;在碳棒上, O2 得电子生成 OH-,电极反应式为O2 4e-2H2O=4OH-。 答案为: O2 4e-2H2O=4OH-;(2)有同学认为仅通过ii 中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是既然K3Fe(CN)6 具有氧化性,就有可能发生K3Fe(CN)6与 Fe 的直接作用。答案为: K3Fe(CN)6可能
13、氧化 Fe 生成 Fe2 ,会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe2的检验;用稀硫酸酸洗后,铁片表面的氧化膜被破坏,再进行实验iii ,铁片表面产生蓝色沉淀,则 Cl-的作用与硫酸相同,也是破坏铁表面的氧化膜。答案为:Cl-破坏了铁片表面的氧化膜;(3)A. 已除 O2 的铁片不能发生吸氧腐蚀,只能发生铁片、K3 Fe(CN)6 溶液的反应,从而表明K3Fe(CN)6能与铁作用生成Fe2+,A 符合题意;B.酸洗后的铁片、 K3Fe(CN)6和 NaCl 混合溶液 (未除 O2),同时满足两个反应发生的条件,既可能是 K3Fe(CN)6与铁作用生成Fe2+,也可能是铁片发生了吸氧腐蚀,B 不合题意;
14、C. 铁片、 K3Fe(CN)6和 NaCl 混合溶液 (已除 O2 ),不能发生吸氧腐蚀,只能是Cl-破坏氧化膜,然后 K3Fe(CN)6与铁作用生成Fe2+, C符合题意;D. 铁片、 K3Fe(CN)6和盐酸混合溶液(已除 O2) 反应产生蓝色沉淀,可能是铁片与盐酸直接反应生成 Fe2+,也可能是 K362+, D 不合题意。答案为: AC;Fe(CN) 与铁作用生成Fe(4)为证实铁发生了电化学腐蚀,可连好装置一段时间后,取Fe 电极附近的溶液,放在另一仪器中,加入 K362+的检验。答案为:取铁片 (负极 )附近溶液于试管Fe(CN) 溶液,进行 Fe中,滴加 K3Fe(CN)6溶液
15、,若出现蓝色沉淀。【点睛】在进行反应分析时,我们需明确Cl -的作用,它仅能破坏铁表面的氧化膜,而不是充当铁与K3Fe(CN)6反应的催化剂,从硫酸酸洗铁片,命题人就给我们做了暗示。3 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞 (如图 1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):编号实验目的碳粉 /g铁粉 /g醋酸 /%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.5_36.0_0.22.090.0(2)编号 实验测得容器中压强随时间变化如图2。 t 2
16、 时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了_腐蚀,请在图3 中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了_( “氧化 ”或“还原 ”)反应,其电极反应式是_ 。(3)该小组对图2 中 0t 1 时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:假 一: 生析 腐 生了气体;假 二: _ ;(4) 假 一,某同学 了 收集的气体中是否含有H2 的方案。 你再 一个 方案 假 一,写出 步 和 。 步 和 (不要求写具体操作 程): _【答案】 2.0碳粉含量的影响吸氧 原反 2H2O+O2+4e-=4OH- (或 4H+O2+4e-=2H2O)反 放 ,温度升高,体 膨 步
17、和 (不要求写具体操作 程) 品用量和操作同 号 (多孔橡皮塞增加 、出 管) 通入 气排 瓶内空气; 滴入醋酸溶液,同 量瓶内 化(也可 温度 化, 如果瓶内 增大,假 一成立。否 假 一不成立。Fe2+等)。(本 属于开放性 ,合理答案均 分)【解析】【 解】(1)探究影响化学反 速率,每次只能改 一个 量,故有 中 的量不 , 2.0g; 中改 了碳粉的 量,故 探究碳粉的量 速率的影响。(2) t2 ,容器中 明 小于起始 , 明 形瓶中气体体 减小, 明 生了吸氧腐 ,碳 正极, 极,碳 极氧气得到 子 生 原反 , 极反 式 :O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案 : 原;O2
18、 +2H2O+4e-=4OH-;(3) 图 2 中 0-t1 大的原因可能 : 生了析 腐 、 与醋酸的反 放 反 ,温度升高 形瓶中 增大,所以假 二 :反 放 使 形瓶内温度升高,故答案 :反 放 使 形瓶内温度升高;(4)基于假 一,可知, 生 气, 送那些 化,从 化入手考 步 和 (不要求写具体操作 程) 品用量和操作同 号 (多孔橡皮塞增加 、出 管)通入 气排 瓶内空气;滴入醋酸溶液,同 量瓶内 化(也可 温度 化, Fe2+等)。如果瓶内 增大,假 一成立。否 假 一不成立。(本 属于开放性 ,合理答案均 分)。4 某同学 了甲 燃料 池并探究某些工 解原理 (如 所示 ),其
19、中乙装置 探究 碱工 原理 (X 阳离子交 膜, C 石墨 极 ),丙装置 探究粗 精 原理。 回答下列 :(1)从 a 口通入的气体为 _。(2)B 电极的电极材料是 _。(3)写出甲中通甲烷一极的电极反应式:_ 。(4)写出乙中发生的总反应的离子方程式为_ 。【答案】氧气粗铜 CH4-222232-8e + 10OH = CO+ 7H O2Cl 2H OCl H 2OH【解析】【分析】乙装置为探究氯碱工业原理,说明铁电极为阴极,则b 为电源的负极,即通入甲烷,a 为电源的正极,通入氧气。丙为电解精炼铜,则A 为精铜, B 为粗铜。【详解】乙装置为探究氯碱工业原理,说明铁电极为阴极,则b 为
20、电源的负极,即通入甲烷,a 为电源的正极,通入氧气。丙为电解精炼铜,则A 为精铜, B 为粗铜。 (1)根据分析 a 极通入的为氧气;(2)B 连接电源的正极,是电解池的阳极,应为粗铜;(3)根据电解质溶液为氢氧化钾分析,甲烷失去电子生成碳酸根离子,电极反应为CH4 -8e- +10OH- = CO32 + 7H2O;(4)乙为电解氯化钠溶液,电解反应方程式为 2H2O。2ClCl2 H2 2OH【点睛】掌握电解池的工作原理。若阳极为活性电极,即是除了铂金以外的其它金属时,金属放电,不是溶液中的阴离子放电。阴极为溶液中的阳离子放电。掌握燃料电池的电极的书写。注意电解质的酸碱性。5 钢铁分析中常
21、用高氯酸(HClO4)溶解矿样,某研究性学习小组欲制取少量高氯酸。该学习小组查阅到 :a HClO 浓度高于60%时遇含碳化合物易爆炸,浓度低于60%时比较稳定 ;4b NaClO 与浓硫酸反应可制得高氯酸,若采用真空蒸馏可得纯高氯酸;4c NaClO3 在 673K(400) 分解产生 NaClO4、 NaCl 和一种气体。该小组同学设计实验分三步制备高氯酸:(一)制氯气并使制得的氯气与氢氧化纳溶液反应制氯酸纳;(二)氯酸钠分解制高氯酸钠;(三)高氯酸纳与浓硫酸反应制高氯酸2NaClO4+H2SO4(浓)Na2SO4+2HClO4 。( 1)制取氯酸钠的装置连接顺序为A,_(2) B 装置中
22、发生反应的离子方程式为_ 。( 3)为了制备高氯酸钠并推出氯酸钠分解制高氯酸钠的化学方程式,该小组设计了两组装置(甲,乙 )如下 :该小组经过分析决定选用甲装置制备高氯酸钠,取NaClO3 样品 2.13 g,加热充分反应后集气瓶中收集到 224 mL (标准状况下 )气体,则该反应的化学方程式为_ ;不选用乙装置的原因可能为_ 。(4)用丙裝置制备高氯酸,向烧瓶中加入高氯酸钠,然后加入浓硫酸后,加热可制取高氯酸。实验开始前,胶塞及导管接口需要包锡箔纸,其原因是_,仪器 E 的名称为_。该组同学发现操作中少加入一种物质,该物质的名称为_。 发现后的正确操作为 _。( 5)工业上大量制备 NaC
23、lO4 常用高电流密度电解 NaClO3 的方法,试写出以惰性电极电解时的阳极反应式 : _ 。【答案】 C,B,D 3Cl-2+6OH5Cl+ClO3+3H2O 2 NaClO3NaClO4+NaCl+O2 乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集橡胶中含有“ ”碳 ,若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸锥形瓶碎瓷片 (或沸石 )停止实验,冷却后加入碎瓷片 (或沸石 )再继续进行实验ClO3-2e+H2 O=ClO4 -+2H+【解析】(1) . 装置 A 制取的氯气通过装置 C 除去氯化氢杂质,在装置 B 中,氯气与氢氧化钠溶液反应制得氯酸钠,用 D 吸收多余的
24、氯气,防止污染环境,所以制取氯酸钠的装置连接顺序为 A, C,B, D,故答案为 C, B, D;( 2) .在 B 装置中,氯气和氢氧化钠溶液在加热的条件下发生反应,生成氯化钠、氯酸钠和水,反应的离子方程式为: 3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O,故答案为 3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O;(3) . 用甲装置制备高氯酸钠,2.13gNaClO3 样品的物质的量为0.02mol ,224mL(标准状况下)气体的物质的量为0.01mol ,则该反应的化学方程式为2NaClO3NaClO4+NaCl+O2;因乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集,
25、所以不选用乙装置,故答案为 2NaClO3NaClO4+NaCl+O2;乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集;(4) . 实验开始前,胶塞及导管接口需要包锡箔纸,其原因是橡胶中含有 “碳 ”,若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸 ;仪器 E 的名称为锥形瓶 ;该组同学发现操作中少加入一种物质,该物质的名称为碎瓷片(或沸石),发现后的正确操作为停止实验,冷却后加入碎瓷片(或沸石)再继续进行实验,故答案为橡胶中含有“碳”,若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸;锥形瓶 ;碎瓷片(或沸石);停止实验,冷却后加入碎瓷片(或沸石)再继续进行实验;(5) .工业上
26、大量制备NaClO4 常用高电流密度电解NaClO3 的方法,以惰性电极电解时,阳极发生氧化反应,则阳极反应式为 : ClO3-2e- +H2O=ClO4-+2H+,故答案为 ClO3-2e-+H2O=ClO4-+2H+。6 I 硫 代 硫 酸 钠 是 一 种 重 要 的 化 工 产 品 。 某 兴 趣 小 组 拟 制 备 硫 代 硫 酸 钠 晶 体( Na2S2O35H2O)。【查阅资料】1. Na 2S2O3 5H2O是无色透明晶体,易溶于水。其稀溶液与BaCl 2 溶液混合无沉淀生成。 向 Na2CO3 和 Na2S 混合液中通入SO2 可制得Na2S2O3,所得产品中常含有少量Na2S
27、O3 和Na2 SO4。2. Na 2SO3 易被氧化; BaSO3难溶于水,可溶于稀 HCl。【制备产品】实验装置如图所示(省略夹持装置)实验步骤:按图 示加入试剂 之前 ,必须进行的操作是。 仪器a 的名称是; E 中的试剂是(选填下列字母编号)。A稀 H2SO4BNaOH溶液C饱和 NaHSO3溶液 先向 C中烧瓶加入Na2S 和 Na2 CO3混合溶液,再向A 中烧瓶滴加H2SO4。 等 Na2S 和 Na2CO3 完全消耗后,结束反应。过滤C 中混合物,将滤液(填写操作名称)、冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。【探究与反思】为验证产品中含有Na2SO3 和 Na2SO4,该小组
28、设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀 H2SO4、稀 HCl、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液,滴入足量的BaCl2 溶液,则可确定产品中含有Na2 SO3和 Na2SO4。 为减少装置C 中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤 进行了改进,改进后的操作是。 Na 2S2O35H2O的溶液度随温度升高显著增大,所得产品通过 方法提纯。高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍( Ni )、铁作电极电解浓 NaOH溶液制备高铁酸盐 Na2FeO4 的装置如图所示(假设电解前后体积变化忽略不计)。下列推断不合理的是 。A铁是阳极,电极反应为 Fe 6e
29、 + 4H 2O = FeO42 + 8H+B电解时电子的流动方向为:负极Ni电极溶液 Fe 电极正极C若隔膜为阴离子交换膜,则自右向左移动OHD电解时阳极区 pH 降低、阴极区pH 升高,撤去隔膜混合后,pH比原溶液降低【答案】 检查装置的气密性(2 分)分液漏斗( 1分) B(1 分) 蒸发( 1 分) 有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生(2 分) 先向 A 中烧瓶滴加浓 H2SO,产生的4气体将装置中空气排尽后,再向C 中烧瓶加入NaS 和 Na CO混合溶液。( 2 分) 冷却结223晶或重结晶(2 分) ABC
30、 ( 3 分)【解析】试题分析:(2)装置连接好以后必须进行的操作是检验装置的气密性。仪器a 的名称是分液漏斗; SO 有毒,需要进行尾气处理,E 中的试剂是NaOH溶液,目的是吸收剩余的二2氧化硫,因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应,与稀H SO 和饱和 NaHSO溶液不反应,故答243案选 B。将 Na2S2O3 结晶析出的操作应为:蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥。(3)【探究与反思】根据: Na2S2O3?5H2O 是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl 2 溶液混合无沉淀生成; Na2SO3 易被氧化; BaSO3 难溶于水,可溶于稀HCl; BaSO4 难溶于水,难溶于稀HCl,以
31、及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知,取适量产品配成稀溶液,滴加足量 BaCl2 溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可以确定产品中含有Na2SO3 和Na2 SO4。因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠,所以为减少装置C 中生成 Na2SO4的量,改进后的操作是先向 A 中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C 中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液。( 4) Na2S2O3?5H2O 的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过冷却结晶或重结晶方法提纯。 A、铁是阳极,但溶液显碱性,不可能生成+H
32、, A 错误; B、电解时电子的流动方向为:负极 Ni电极,溶液中是离子导电,电子再通过是Fe 电极正极, B 错误; C、因阳C 错误; D、电解时阳极吸引而极消耗 OH ,故 OH 通过阴离子交换膜自左向右移动,OHpH 升高;因为总反应消耗使附近的 pH 降低、阴极区因 OH 向右侧移动而OH ,撤去隔膜混合后,与原溶液比较pH 降低, D 正确,答案选ABC。考点:考查物质制备实验设计及电化学原理的应用7 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4 和 O2 ,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。回答
33、下列问题:甲烷燃料电池负极的电极反应为_ 。闭合 K 开关后, a、 b 电极上均有气体产生,其中b 电极上得到的是_(填化学式),电解氯化钠溶液的总反应方程式为_ ;若每个电池甲烷通入量为1 L( 标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为4 1_( 法拉第常数F9.65 10C mol,列式计算),最多能产生的氯气体积为 _L( 标准状况)。【答案】 CO 7HO(1 ) CH4 10OH 8e22电解42222(2 ) H2NaCl2H O2NaOHH Cl(3 )3.45 10 C 4【解析】试题分析:(1)甲烷在负极通入,电解质溶液显碱性,则甲烷燃料电池负极的电极反应为 CO2 7H2O;CH410OH 8e( 2 ) b电极是阴极,氢离子放电,产生22NaClH ;惰性电极电解食盐水的方程式为电解2H2 O2NaOH H2 Cl 2。(3 ) 1分 子 甲 烷 失 去 8 个 电 子 , 则 理 论 上 通 过 电 解 池 的 电 量 为1L89.65 104 1422.4L / molCmol3.45 10 C;根据电子得失守恒可知产生氯气的体1L8积是 22.4L / mol22.4L / mol