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(1)工业上可在碱性溶液中通过电解的方法实现由N2制取NH3: 2N2+6H2O...

(1)工业上可在碱性溶液中通过电解的方法实现由N2制取NH3

2N2+6H2O4NH3+3O2通入N2的一极是______(填“阴极”或“阳极”)阳极的电极反应式是_________________

(2)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料.以N2,H2为电极反应物;以HCl-NH4Cl为电解质榕液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式________________

(3)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。若用惰性电极电解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL,当阳极产生的气体672mL(标准状况下)时,溶液的c(H+)=_____(假设电解后溶液体积不变)。

(4)铁、铝是现代金属材料的主角。

已知铝的燃烧热为1675kJ/mol,2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)   △H=-822kJ/mol;

则2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)  △H=________

 

阴极 4OH--4e-=O2↑+2H2O N2+6e-+8H+=2NH4+ 0.1mol/L -2528kJ/mol 【解析】(1)反应中氮气得到电子,所以通入N2的一极是阴极;阳极氢氧根失去电子转化为氧气,阳极的电极反应式是4OH--4e-=O2↑+2H2O。(2)该电池的正极氮气得到电子结合氢离子转化为铵根,因此正极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+。(3)电解混合溶液时,阳极上氯离子放电,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,0.04mol氯离子只能生成0.02mol氯气,即448mL氯气,转移0.04mol电子,共生成672mL气体,说明还有224mL气体来自于水的电解,根据4OH--4e-=2H2O+O2↑知,生成224mL氧气又转移0.04mol电子,所以电解过程中一共转移0.08mol电子,阴极上先铜离子放电,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,现有0.04mol铜离子恰好完全电解析出,由此可得整个过程中消耗了0.04mol氢氧根离子,根据水的电离方程式知,溶液中氢离子浓度为0.04mol,则氢离子浓度为0.1mol/L;(4)已知铝的燃烧热为1675kJ/mol,则①Al(s)+3/4O2(s)=1/2Al2O3(s)+2Fe(s) △H=-1675kJ/mol,②2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-822kJ/mol,则根据盖斯定律可知①×2-②即得到2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) △H=-2528kJ/mol。  
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(1)一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质,一极通入CO气体,另一极通入空气和CO2的混合气体燃料电池。该电池工作时的负极反应式为_____________; 熔融盐中CO32-的物质的量在工作时__ (填“增大”、“减少、“不变”)。

(2)如下图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D为电解槽,其电极材料及电解质溶液见图。关闭K1,打开K2,通电后,B的KMnO4紫红色液滴向c端移动,则电源a端为_____极,通电一段时间后,观察到滤纸d 端出现的现象是:___________

己知C装置中溶液为Cu(NO3)2和X(NO3)2,且均为0.1mol, D装置中的溶液为CuSO4溶液,打开K1,关闭K2,通电一段时间后,C装置阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如右图所示。则Cu2+、X3+氧化能力由大到小的顺序是__ ;D装置C 极的电极反应式为____________

(3)最近,又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆)固体,它在高温下能传导O2—离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油,①电池的正极反应式为________;②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向_______极移动(填正或负)。

(4)某同学利用反应Cu+2H+=Cu2++H2↑设计实验来制取氯化铜溶液。该同学设计的装置应该为______。(填“原电池”或“电解池”)。

 

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(1)工业上利用N2和H2合成NH3,NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法,有学者探究用电解法制备的效率,装置如图,试写出其阳极电极反应式__________________

(2)某种铅酸蓄电池具有廉价、长寿命、大容量的特点,它使用的电解质是可溶性的甲基磺酸铅,电池的工作原理:Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O

放电时,正极的电极反应式为_________;充电时,Pb电极应该连接在外接电饭的___(填“正极”或“负极”)。

(3)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇(CH3CH2OH)的一种反应原理为:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)    △H=-256.1kJ/mol

己知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)   △H=-41.2kJ/mol

以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式为:___________

(4)饮用水中的NO3-主要来自NH4+。已知在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:

试写出1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式:____________

 

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一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。

(1)己知CO的燃烧热为283kJ/mol,请写出体现CO燃烧热的热化学方程式___________

(2)高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:

4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s)△H=akJ/mol

CO(g)+Fe2O3(s)= CO2(g)+2Fe3O4(s)△H=bkJ/mol

请写出CO直接将Fe2O3还原为Fe的热化学方程式:____________(用含a,b的代数式表示△H的数值)。

(3)使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其结构如右图所示。这种传感器利用燃料电池原理,则该电池的负极反应式为_________

 

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电化学在日常生活中用途广泛,下图①是镁、次氯酸钠燃料电池的示意图,电池总反应式为:Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓,图②是含Cr2O72-工业废水的电化学处理示意图。下列说法正确的是(己知6Fe2++ Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O)

A. 图②中Cr2O72-离子向惰性电极移动,与该极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去

B. 图②中阳极上的电极反应式为:Fe-3e-=Fe3+

C. 图①中发生的还原反应是:ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-

D. 若图①中7.2g镁溶解产生的电量用以图②废水处理,理论可产生32.1g氢氧化铁沉淀

 

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1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸,图2NaBH4/H2O2燃料电池,则下列说法正确的是

A.图2电池放电过程中,Na从正极区向负极区迁移

B.图2电池负极区的电极反应为BH4― 8e+ 8OHBO2 + 6H2O

C.若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸,用导线将ab直接相连,则铅笔芯C点处出现红色

D.若用KI淀粉溶液浸湿滤纸,用导线将abAB电极相连,铅笔芯C点处出现蓝色,则b接的是A电极

 

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