Question

I、（1）普通锌锰干电池的结构如图所示。回答下列问题。

①电池中电解质溶液为________。

②负极反应式为______________________________________。

③放电时NH向________(填“正极”或“负极”)移动。

（2）废电池中的锌皮常用于实验室制氢气，废锌皮和纯锌粒分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较大的是________，若用过量的纯锌粒与一定量的稀硫酸反应，为了加快反应速率又不影响产生氢气的量，下列措施可行的是________(填序号)。

A．微热      B．加入适量氧化铜      C．加入少量硫酸铜溶液

D．加水      E．加入少量氢氧化钡溶液

II、一定条件下，H₂O₂在水溶液中发生分解反应：2H₂O₂2H₂O＋O₂↑，反应过程中，测得不同时间H₂O₂的物质的量浓度如下表：

t/min	0	20	40	60	80
c(H2O2)/(mol/L)	0.80	0.40	0.20	0.10	0.05

（1）H₂O₂的分解反应________氧化还原反应(填“是”或“不是”)。

（2）该分解反应0～20 min的平均反应速率v(H₂O₂)为________ mol/(L·min)。

（3） 加入0.1 mol的MnO₂粉末于50 mL过氧化氢的溶液中(密度为1.1 g/mL)，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示，反应放出气体所需要的时间为________；A、B、C、D四点化学反应速率快慢的顺序为________。

（4）由合成气(组成为H₂、CO、和少量CO₂)直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应：

甲醇合成反应：①CO(g)＋ 2H₂(g)=CH₃OH(g)  ΔH₁＝－90.1 kJ·mol^－1

②CO₂(g)＋ 3H₂(g)=CH₃OH(g)＋H₂O(g)  ΔH₂＝－49.0 kJ·mol^－1

水煤气变换反应：③CO(g) ＋ H₂O (g)=CO₂(g)＋H₂(g)  ΔH₃＝－41.1 kJ·mol^－1

二甲醚合成反应： ④2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)      ΔH₄＝－24.5 kJ·mol^－1

由H₂和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________________

Answer

NH4Cl(或氯化铵)溶液 Zn-2e－=Zn2+ 正极 废锌皮 AC 是 0.02 2 min v(D)>v(C)>v(B)>v(A) 2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.7 kJ/mol

【解析】

I、（1）①普通锌锰干电池中电解质溶液为氯化铵溶液，故答案为：NH4Cl(或氯化铵)溶液；

②普通锌锰干电池中锌为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，负极反应式为Zn-2e－=Zn2+，故答案为：Zn-2e－=Zn2+；

③原电池工作时，阳离子向正极移动，则普通锌锰干电池放电时，铵根离子向正极移动，故氮：正极；

（2）废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，原电池反应加快反应速率，产生氢气速率较大；

A．微热能够升高反应温度，加快反应速率，氢离子的物质的量不变，不影响产生氢气的量，故可行；

B．加入适量氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应，溶液中氢离子的物质的量减小，产生氢气的量减小，故不可行；

C．加入少量硫酸铜溶液，锌与置换出的铜在稀硫酸中构成原电池，加快反应速率，氢离子的物质的量不变，不影响产生氢气的量，故可行；

D．加水稀释，溶液中氢离子浓度减小，反应速率减慢，故不可行；

E．加入少量氢氧化钡溶液，氢氧化钡溶液中和稀硫酸，溶液中氢离子浓度减小，反应速率减慢，故不可行；

故答案为：AC；

II、（1）过氧化氢分解时，O元素化合价由-1价变为0价和-2价，有元素化合价改变，属于氧化还原反应，故答案为：是；

（2）0～20 min内，过氧化氢浓度的变化量为（0.80—0.40）mol/L=0.40 mol/L，则平均反应速率v(H2O2)为=0.02 mol/(L·min)，故答案为：0.02；

（3）根据图象可知，放出气体体积为60mL，反应放出气体时，气体体积为60mL×=45mL，图中对应时间为2 min；图中曲线斜率越大，说明过氧化氢分解的反应速率越大，由图可知曲线斜率D＞C＞B＞A，则反应速率v(D)>v(C)>v(B)>v(A)，故答案为：2min；v(D)>v(C)>v(B)>v(A)；

（4）CO与H2反应直接得到二甲醚的反应方程式为2CO＋4H2=H2O＋CH3OCH3，由盖斯定律可知2×①＋④可得反应的热化学方程式：2CO(g)＋4H2(g)=H2O(g)＋CH3OCH3(g)则ΔH＝2×（—90.1 kJ/mol）+（—24.5 kJ/mol）=－204.7 kJ/mol，故答案为：2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.7 kJ/mol。