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(9分)下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一...

(9分)下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:

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 (1)M电极的材料是       ,N的电极电极反应式为 :                          ;乙池的总反应式是                     ,通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为     __________________________   

(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气为        L(标准状况下);若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池中溶液的H+的浓度为         

 

(9分)(1)    铁  ,  4 OH- - 4 e-  = O2 ↑ + 2H2O ,    4AgNO3+2H2O 4Ag+ O2↑+4HNO3 , CH4-8e-+10OH-= CO32-+7H2O 。          (2)  0.224 L,  0.1mol/L  (每空1分) 【解析】(1)甲是燃料电池,通入甲烷的电极是负极,通入氧气的是正极。所以M是阴极,N是阳极。由于工作时M、N两个电极的质量都不减少,所以M是铁,N是石墨,溶液中OH-放电,所以其电极反应式是4 OH- - 4 e- = O2 ↑ + 2H2O,则乙池中总的反应式是4AgNO3+2H2O 4Ag+ O2↑+4HNO3 。由于原电池中电解质溶液显碱性,所以负极的电极反应式是CH4-8e-+10OH-= CO32-+7H2O 。 (2)4.32g银的物质的量是0.04mol,则转移电子是0.04mol。所以根据电子的得失守恒可知,消耗0.01mol氧气,标准状况下的途径是0.224L。根据乙池中的总反应式可知,此时生成硝酸是0.04mol,所以氢离子的浓度是0.04mol÷0.4L=0.1mol/L。
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(12分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;

X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则

①电解池中X极上的电极反应式为              。在X极附近观察到的实验现象是       

②Y电极上的电极反应式为            。检验该电极反应产物的方法是                   

(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO溶液,

则: ①X电极的材料是                ,电极反应式为                  

②Y电极的材料是                ,电极反应式为                   。(说明:杂质发生的电极反应不必写出)

 

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(6分)从H+、Cu2+、NO3- 、Na+、Cl- 中选择适当的离子组成电解质,使之符合题目的要求(每组写2个)

(1)以石墨棒为电极,电解时电解质质量减小,水量不变,应选用的电解质是 ________

(2)以石墨棒为电极,电解时电解质质量不变,水量减少,应选用的电解质是_________。

(3)以石墨棒为阳极,铁棒为阴极,电解时电解质和水量都减少,应选用的电解质是_______。

 

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(8分)(1)钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀。在空气酸度不大的环境中,该原电池的负极是       ,负极反应式为                        ;正极是       ,正极反应式为                       

(2)下列装置中,能对Fe片腐蚀起防护作用的有(用序号表示)             

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(8分)(1) 在25℃、101 kPa下,1 g液态甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ,则该反应的热化学方程式应为                                      

(2).由氢气和氧气反应生成1 mol液态水时放热285.8 kJ,写出该反应的热化学方程式____________________________________。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应2H2(g) + O2(g) === 2H2O(g)的△H=_______________。

 

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(5分)把煤作为燃料可通过下列两种途径:

途径Ⅰ  C(s)+O2(g)=====CO2(g);ΔH1<0   ①

途径Ⅱ  先制成水煤气:

C(s)+H2O(g)=====CO(g)+H2(g);ΔH2>0            ②

再燃烧水煤气:

2CO(g)+O2(g)=====2CO2(g);ΔH3<0              ③

2H2(g)+O2(g)=====2H2O(g); ΔH4<0       ④

请回答下列问题:

(1)途径Ⅰ放出的热量理论上_________(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。

(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是_______________。

(3).已知:① C(s)+O2(g)=CO2(g);         DH=—393.5 kJ·mol-1

② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);         DH=-566 kJ·mol-1

③ TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g);    DH=+141 kJ·mol-1

则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的DH=                

 

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