【題目】氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質(zhì)穩(wěn)定,請回答:
(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是______,在導線中電子流動方向為___________(用a、b 表示)。
(2)負極反應式為________。
(3)電極表面鍍鉑粉的原因為___________________________。
(4)該電池工作時,H2和O2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能。因此,大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下:
Ⅰ.2Li+H22LIH
Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反應Ⅰ中的還原劑是_____,反應Ⅱ中的氧化劑是_____。
②已知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L(標準狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為________。
③由②生成的LiH與H2O作用,放出的H2用作電池燃料,若能量轉(zhuǎn)化率為80%,則導線中通過電子的物質(zhì)的量為___________mol。
【答案】由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span> 由a到b 2H2+4OH—4e-=4H2O(或H2+2OH—2e-=2H2O) 增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù),加快電極反應速率 Li H2O 或8.71×10-4 32
【解析】
(1)原電池主要是將化學鍵轉(zhuǎn)化為電能;氫氣失去電子,為負極,氧氣獲得電子,為正極,電子由負極通過導線移向正極;
(2)負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水;
(3)反應物接觸面積越大,反應速率越大;
(4)①根據(jù)化合價的變化判斷;
②設LiH體積體積為vL,算出質(zhì)量和物質(zhì)的量,求出氣體的體積;
③根據(jù)實際參加反應的氫氣以及電極反應式計算。
(1)原電池主要是將化學鍵轉(zhuǎn)化為電能,燃料電池是原電池,是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;氫氣失去電子,為負極,氧氣獲得電子,為正極,電子由負極通過導線移向正極,即由a到b,
因此,本題正確答案是:由化學能轉(zhuǎn)化為電能;由a到b;
(2)負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水,電極反應式為2H2+4OH—4e-=4H2O(或H2+2OH—2e-=2H2O),
因此,本題正確答案是:2H2+4OH—4e-=4H2O(或H2+2OH—2e-=2H2O);
(3)反應物接觸面積越大,反應速率越大,鍍鉑粉增大電極單位面積吸附氫氣、氧氣分子數(shù),加快電極反應速率,
因此,本題正確答案是:增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù),加快電極反應速率;
(4) ①2Li+H22LIH,該反應中鋰失電子發(fā)生氧化反應,所以鋰是還原劑;LiH+H2O=LiOH+H2↑,該反應中H2O得電子生成氫氣,發(fā)生還原反應,所以H2O是氧化劑,
因此,本題正確答案是:Li;H2O;
②I.Li從零價升至+1價,作還原劑。II.H2O的H從+1降至H2中的零價,作氧化劑。由反應I,當吸收10molH2時,則生成20molLiH,V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10-3L=192.68×10-3L。V(LiH)/v(H2)= 192.68×10-3L/224L=8.71×10-4。
故答案是:1/1148或8.71×10-4;
③20mol LiH可生成20mol H2,實際參加反應的H2為20×80%=16mol,1molH2轉(zhuǎn)化成1molH2O,轉(zhuǎn)移2mol電子,所以16molH2可轉(zhuǎn)移32mol的電子,
因此,本題正確答案是:32。
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【題目】某小組設計如圖裝置,利用氫鎳電池為鈉硫電池(總反應為:)充電。已知氫鎳電池放電時的總反應式為,其中M為儲氫合金,下列說法正確的是
A. a極為氫鎳電池的正極
B. 充電時,通過固體陶瓷向M極移動
C. 氫鎳電池的負極反應式為
D. 充電時,外電路中每通過2mol電子,N極上生成1molS單質(zhì)
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【題目】寫出下列電解質(zhì)在水溶液中的電離方程式
NaHCO3 _______________________.
CH3COOH _______________________.
Fe(OH)3_______________________.
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【題目】已知電導率越大導電能力越強。常溫下用0.100 mol·L-1NaOH溶液分別滴定10.00mL濃度均為0.100 mol·L-1的鹽酸和醋酸溶液,測得滴定過程中溶液的電導率如圖所示。下列說法正確的是
A. 曲線①代表滴定鹽酸的曲線
B. 滴定醋酸的過程應該選擇甲基橙作為指示劑
C. a、b、c三點溶液中水的電離程度:c>a>b
D. b點溶液中:c(OH-)>c(H+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
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【題目】在2L密閉容器內(nèi),800℃時反應2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)體系中,n(NO)隨時間的變化如表:
時間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)上述反應_____(填“是”或“不是”)可逆反應。
(2)如圖所示,表示NO2變化曲線的是____。用O2表示0~1s內(nèi)該反應的平均速率v=____。
(3)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是____(填字母)。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器內(nèi)壓強保持不變
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器內(nèi)密度保持不變
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【題目】(1)現(xiàn)用氯化銅晶體(CuCl2·2H2O,含少量FeCl2雜質(zhì))制取純凈的CuCl2·2H2O,先將其制成水溶液,后按如圖步驟進行提純:
已知:相關物質(zhì)的溶度積常數(shù)見下表:
物質(zhì) | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
Ksp | 2.0×10ˉ20 | 1.0×10ˉ38 | 1.64×10ˉ14 |
請回答下列問題:
①請從下列物質(zhì)中選出第一步中需加入的X(__________)
a.NaClO b.H2O2 c.KMnO4 d.HNO3
②溶液Ⅱ中含有少量的Fe3+,如何檢驗該離子的存在:_____________________________。
③若此時溶液中的c(Cu2+)=0.02mol/L,為得到純凈的CuCl2·2H2O晶體,可加入CuO固體,使溶液中的Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀且不沉淀Cu2+,調(diào)節(jié)pH的范圍是_______。(通常認為殘留在溶液中的離子濃度小于或等于1×10ˉ5 mol/L時就認為沉淀完全)。
④由溶液Ⅲ得到CuCl2·2H2O晶體的操作是___________________________________。
(2)鎘鎳可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用,它的充、放電反應按下式進行:Cd+2NiO(OH)+H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2
回答下列問題:
①放電時,金屬Cd作_______極;
②充電時的陽極電極反應式為_____________________________________________。
③充電時,當電路中通過0.2moleˉ,陰極質(zhì)量將_______(填“增加”、“減少”)___g。
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【題目】對甲基苯乙烯()是有機合成的重要原料。下列對其結(jié)構與性質(zhì)的推錯誤的是( 。
A. 分子式為
B. 能發(fā)生加聚反應和氧化反應
C. 具有相同官能團的芳香烴同分異構體有5種不考慮立體異構
D. 分子中所有原子可能處于同一平面
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【題目】下圖是石蠟油在熾熱碎瓷片的作用下分解產(chǎn)生某種氣體,并驗證其性質(zhì)的裝置:
回答下列問題:
(1)該氣體可以衡量一個國家的石油化工生產(chǎn)水平,該氣體的結(jié)構簡式是___________。發(fā)生聚合反應的化學方程式_____________________________________。
(2)B中酸性高錳酸鉀溶液和C中溴的四氯化碳溶液都褪色,說明該氣體能被酸性高錳酸鉀______。在C中發(fā)生的化學反應方程式為______________,反應類型為_________。
(3)該氣體通過一系列反應可以得到乙炔,寫出實驗室制取乙炔的化學方程式:______________________________________。
(4)由乙炔可以制取甲苯,甲苯一溴代物的同分異構體有________種,其中對溴甲苯的結(jié)構簡式為__________________。
(5)甲苯可用于制造烈性炸藥TNT,該反應的化學方程式為______________________。
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【題目】關于如圖中四個圖像的說法正確的是
注:圖中,E表示能量,p表示壓強,t表示時間,V表示體積。
A. ①表示化學反應H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量變化,則該反應的反應熱ΔH=+183 kJ/mol
B. ②表示其他條件不變時,反應4A(g)+3B(g)2C(g)+6D在不同壓強下B的體積分數(shù)隨時間的變化,則D一定是氣體
C. ③表示體積和pH均相同的HCl和CH3COOH兩種溶液中,分別加入足量的鋅,產(chǎn)生H2的體積隨時間的變化,則a表示CH3COOH溶液
D. ④表示10 mL 0.1 mol/L Na2CO3和NaHCO3兩種溶液中,分別滴加0.1 mol/L鹽酸,產(chǎn)生CO2的體積隨鹽酸體積的變化,則b表示Na2CO3溶液
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