(1)根据氧化还原反应2H2+O2=2H2O,设计成燃料电池,负极通的气体应是____________,正极通的气体应是_____________。
(2)根据选择电解质溶液的不同,填写下表:
电解质溶液 |
H2SO4溶液 |
KOH溶液 |
负极反应式 |
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正极反应式 |
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溶液的pH变化 |
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(3)若把H2改为CH4,KOH作电解质,则负极反应式为_________________。
电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
图1
(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择__________(填字母序号)
a.碳棒 b.锌板 c.铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因_______________。
图2图3
(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图2为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的_____________极(填“正”或“负”)。F电极上的电极反应式为_____________。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气,使负极利用率降低,用化学用语解释其原因____________。
(3)乙醛酸(HOOC-CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图3所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两级室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
①N电极上的电极反应式为______________。
②若有2molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛酸为________________mol。
工业上用菱锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH) 2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰,其流程示意图如下:
已知: 生成氢氧化物沉淀的pH
Mn(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Cu(OH)2 |
|
开始沉淀时 |
8.3 |
6.3 |
2.7 |
4.7 |
完全沉淀时 |
9.8 |
8.3 |
3.7 |
6.7 |
注:金属离子的起始浓度为0.1 mol/L
回答下列问题:
(1)含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎,主要目的是 。盐酸溶解MnCO3的化学方程式是 。
(2)向溶液1中加入双氧水时,反应的离子方程式是 。
(3)将MnCl2转化为MnO2的一种方法是氧化法。其具体做法是用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化,该反应的离子方程式为:5Mn2++2ClO3-+□_______=□_______+□_______+□_______。
(4)将MnCl2转化为MnO2的另一种方法是电解法。
① 生成MnO2的电极反应式是 。
② 若直接电解MnCl2溶液,生成MnO2的同时会产生少量Cl2。检验Cl2的操作是 。
③ 若在上述MnCl2溶液中加入一定量的Mn(NO3)2粉末,则无Cl2产生。其原因是 。
工业上通过氮气和氢气反应合成氨,氨经一系列反应可以得到硝酸。反应如下图所示:
请回答:
(1)NO2与H2O反应中的还原剂是______________。
(2)NH3与O2制取NO的化学反应方程式_________________。
(3)下列说法不正确的是(选填序号字母)_________________。
a.氨可用作制冷剂
b.铵态氮肥一般不能与碱性化肥共同使用
c.硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
d.某浓硝酸中含有溶质2mol,标况下,该浓硝酸与足量铜完全反应能生成1mol NO2
(4)大量排放含N、P化合物的废水,会导致水体污染。其中含氮的物质主要是蛋白质,蛋白质在水中分解会产生氨气,氨气在微生物的作用下与氧气反应生成HNO2,上述氨气与氧气的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(5)已知:
①H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H1=-241.8kJ/mol,
②N2(g)+O2(g)= NO2(g) △H2=+33.9kJ/mol,
③N2(g)+
H2(g)=NH3(g)△H2=-46.0kJ/mol
则17g氨气与氧气反应生成NO2(g)与H2O(g)时,△H=___________kJ/mol。
氯气是重要的化工原料,有广泛的用途。
(1)氯气的电子式是__________________。
(2)电解饱和食盐水制氯气的离子方程式是__________________。
(3)工业上用H2和Cl2反应制HCl,反应的能量变化如图所示:
① 该反应的热化学方程式是________________。
② 实验室配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在稀盐酸中,请结合离子方程式用平衡移动原理解释原因。______________。
(4)“氯胺(NH2Cl)消毒法”是在用液氯处理自来水的同时通入少量氨气,发生反应:Cl2+NH3=NH2Cl+HCl。NH2Cl能与水反应生成可以杀菌消毒的物质,该反应中元素的化合价不变。
① NH2Cl与水反应的化学方程式是______________。
② 在Cl2+NH3=NH2Cl+HCl中,每消耗11.2 L Cl2(标准状况下),转移电子____________ mol。
有A、B、C、D、E五种短周期元素,已知相邻的A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子,在周期表中的位置如图所示。E的单质可与酸反应,1molE单质与足量酸作用,在标准状况下能产生33.6LH2;E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构完全相同。
回答下列问题:
(1)A与E形成的化合物的化学式是 。
(2)B的最高价氧化物化学式为 ,C的元素名称为 ,
D的单质与水反应的方程式为_ 。
(3)向D与E形成的化合物的水溶液中滴入烧碱溶液直至过量,观察到的现象是 ,有关反应的离子方程式为 ; 。