分析 (1)①若開始時(shí)開關(guān)K與a連接,該裝置是原電池,鋼鐵在弱酸性或中性條件下發(fā)生吸氧腐蝕,在強(qiáng)酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕;
②若開始時(shí)開關(guān)K與b連接,該裝置是電解池,石墨作陽極、Fe作陰極,陽極上氯離子放電、陰極上水得電子生成氫氣同時(shí)生成氫氧根離子;
(2)①該電解槽的陽極上水失電子生成氧氣和氫離子;陰離子交換膜的離子是氫氧根離子、通過陽離子交換膜的離子是鈉離子,根據(jù)電荷守恒判斷;
②陰極上水得電子生成氫氣和OH-,則生成的NaOH應(yīng)該在陰極附近;
③通電開始后,陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子,導(dǎo)致溶液堿性增強(qiáng);
④氫氧燃料堿性電池中,電池負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水;
H2的燃燒熱為285.8kJ•mol-1,n(H2O)=$\frac{36g}{18g/mol}$=2mol,根據(jù)氫原子守恒知,生成2mol水需要2mol氫氣,據(jù)此計(jì)算反應(yīng)熱.
解答 解:(1)①開關(guān)K與a連接,為原電池,NaCl溶液為中性,發(fā)生吸氧腐蝕,故答案為:吸氧;
②K與b連接,為電解池,若開始時(shí)開關(guān)K與b連接時(shí),F(xiàn)e作陰極,石墨作陽極,氯離子、氫離子放電,電解的總離子反應(yīng)為2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑,
故答案為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑;
(2)①電解時(shí),陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中的氫氧根離子的放電能力大于硫酸根離子的放電能力,所以陽極上氫氧根離子失電子生成水和氧氣4OH--4e-=2H2O+O2↑;陽極氫氧根離子放電,因此硫酸根離子向陽極移動,陰極氫離子放電,因此鈉離子向陰極移動,所以通過相同電量時(shí),通過陰離子交換膜的離子數(shù)小于通過陽離子交換膜的離子數(shù),故答案為:4OH--4e-=2H2O+O2↑;小于;
②氫氧化鈉在陰極生成,所以在D口導(dǎo)出;故答案為:D;
③通電開始后,陰極上氫離子放電生成氫氣,氫離子來自于水,所以促進(jìn)水的電離,導(dǎo)致溶液中氫氧根離子的濃度大于氫離子的濃度,所以溶液的pH值增大.
故答案為:H+放電,促進(jìn)水的電離,OH-濃度增大;
④氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池,負(fù)極上氫氣失去電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-=2H2O,H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,則2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol,該燃料電池工作產(chǎn)生36g H2O,n(H2O)=$\frac{36g}{18g/mol}$=2mol,由燃燒的熱方程式可知,生成2molH2O放出571.6kJ的熱量,即理論上有571.6kJ的能量轉(zhuǎn)化為電能,
故答案為:H2+2OH--2e-=2H2O;571.6
點(diǎn)評 本題考查電解原理及金屬腐蝕與防護(hù),為高頻考點(diǎn),明確各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵,難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫,要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫,易錯點(diǎn)是(2)①判斷通過交換膜陰陽離子個(gè)數(shù)相對大小,要結(jié)合電荷守恒判斷.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度/(mol•L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 溶液中的OH-向正極移動 | |
B. | 在銀表面上的反應(yīng)為:2Al+3Ag2S═6Ag+Al2S3 | |
C. | 正極反應(yīng)式為:Ag2S+2e-═2Ag+S2- | |
D. | 在鋁表面的反應(yīng)為:Al+3OH--3e-═Al(OH)3 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 鐵表面鍍銅,表面有劃損時(shí),也能阻止鐵被氧化 | |
B. | 在空氣中金屬鋁表面迅速被氧化形成保護(hù)膜 | |
C. | 鐵絲與濃硫酸在常溫下鈍化 | |
D. | 在鐵與稀H2SO4反應(yīng)時(shí),加幾滴CuSO4溶液,可加快H2的產(chǎn)生 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 電極a表面呈紅色 | |
B. | 電極b表面有氣泡生成 | |
C. | 電子由電源的負(fù)極沿導(dǎo)線流向電極b | |
D. | 該裝置能量轉(zhuǎn)化形式為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 |
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