A、B、C、D、E、F六种短周期元素的原子序数依次增大。A是宇宙中含量最丰元素,B元素的原子价电子排布为nsnnpn,D元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,F的最高价氧化物对应水化物有两性,能溶于C、E的最高价氧化物对应水化物中。试回答
(1)写出C原子的价层电子轨道表示式: ;D原子的价层电子排布式:___________,E的原子结构示意图:___________;
(2)B位于元素周期表的第 族,A、B形成原子个数比1:1且直线形分子的结构式: ;
(3)C的基态原子核外有 种不同运动状态的电子;
(4)E单质在空气中燃烧生成物的电子式: ,其中的阳离子与阴离子的个数比是 ;
(5)F的固态氧化物的用途有________ ___(说出一种)。F的单质、石墨和二氧化钛(TiO2)按比例混合,高温下反应得到的两种化合物均由两种元素组成,且都是新型陶瓷材料(在火箭和导弹上有重要应用),其反应的化学方程式是 。
已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当 铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答 下列问题。
(1)A是铅蓄电池的极,铅蓄电池正极反应式为,放电过程中电解液的密度(填“减小”、“增大”或“不变”)。
(2)Ag电极的电极反应式是,该电极的电极产物共g。
(3)Cu电极的电极反应式是,CuSO4溶液的浓度(填“减小”、“增大”或“不变”)
(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线,则x表示。
a.各U形管中产生的气体的体积
b.各U形管中阳极质量的减少量
c.各U形管中阴极质量的增加量
某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的(填“正”或“负”)极相连,氢气从(选填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过,则M为(填“阴离子”或“阳离子”,下同)交换膜,N为交换膜。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极),则电池负极的电极反应式为。
(4)若在标准状况下,制得11.2 L氢气,则生成硫酸的质量是,转移的电子数为。
工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。常用的处理方法之一是电解法。
(1)该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。用Fe作电极的原因为。
(2)在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释),溶液中同时生成的沉淀还有。
第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式为:H2+2NiOOH2Ni(OH)2
根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为。
(2)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图的电解装置制取,电解总反应为:2Cu+H2OCu2O+H2↑
阴极的电极反应式是。
用镍氢电池作为电源进行电解,当蓄电池中有1 mol H2被消耗时,Cu2O的理论产量为g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的腐蚀。为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的(填“正”或“负”)极相连。
近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下:
请回答下列问题:
(1)Pt(a)电极是电池的极,电极反应式为;Pt(b)电极发生反应(填“氧化”或“还原”),电极反应式为。
(2)电池的总反应方程式为。
(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子,则消耗的CH3OH有mol。