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1、填空题 23.(12分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上合成甲醇的反应原理为:CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH;
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度
| 250℃
| 300℃
| 350℃
|
K
| 2.041
| 0.270
| 0.012
|
①根据表中数据可判断ΔH 0 (填“>”、“=”或“<”)。
②在300℃时,将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时反应将 (填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
(2)以甲醇、氧气为原料,KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,则负极的电极反应式为: ,随着反应的不断进行溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)如果以该燃料电池为电源,石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极的电极反应式为: ;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12(25℃下测定),则理论上消耗氧气的体积为 mL(标况下)。
参考答案:(1)①< ②向正反应方向进行
(2) CH3OH+ 8OH—-6e—= CO32—+6H2O;减小
(3) 2Cl—-2e—=Cl2↑;56
本题解析:根据所给表格可知随着温度的升高,K逐渐减小,得到该反应为放热反应,因而ΔH<0;在300℃时,将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,CO有剩余,反应物的浓度增大,平衡向正反应方向移动;将总反应分解得负极的电极反应CH3OH+ 8OH—-6e—= CO32—+6H2O;随着反应的进行,H+逐渐产生,所以pH减小;电解饱和食盐水,阳极生成了氯气,电极反应:2Cl—-2e—=Cl2↑;pH=12说明c(OH-)=0.01mol/L;根据电荷守恒,n(O2)=0.0025mol,V=0.056L=56ml
考点:化学平衡及相关计算
点评:本题做题的关键是掌握平衡移动的原理,将燃料电池的知识与平衡移动相联系,综合性较强。
本题难度:困难
2、选择题 如图所示,下列叙述正确的是

[? ]
A.Y为阴极,发生还原反应
B.X为正极,发生氧化反应
C.Y与滤纸接触处有氧气生成
D.X与滤纸接触处变红
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 按A图装置进行实验,若图B的X轴表示流入电极的电子的量,则Y轴不可能表示的情况是

A.c(Ag+)
B.c(
)
C.溶液的pH
D.银棒质量
参考答案:D
本题解析:此为铁上镀银,电镀一段时间后,c(Ag+)、c(
)不变;溶液的pH基本不变,而银棒的质量减小。
本题难度:简单
4、填空题 电解原理在化学工业中有广泛应用.如图表示一个电解池,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:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是100mL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______.
②Y电极上的电极反应式为______,
③一段时间后,在阴极得到112mL标准状况下的气体,此时溶液的pH为______.
(溶液体积变化忽略不计)
(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的材料是______,电极反应式是______.
②Y电极的材料是______,电极反应式是______.(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
参考答案:(1)①和电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,
故答案为:2H++2e-=H2↑;
②和电源的正极相连的电极Y极是阳极,该电极上氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,
故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;
③由2NaOH~H2↑,阴极得到112mL标准状况下的气体,则n(OH-)=0.112L22.4L/mol×2=0.01mol,
c(OH-)=0.01mol0.1L=0.1mol/L,所以pH=13,
故答案为:13;
(2)①电解方法精炼粗铜,电解池的阴极材料是纯铜,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,故答案为:纯铜;Cu2++2e-=Cu;
②电解方法精炼粗铜,电解池的阳极材料是粗铜,电极反应为:Cu-2e-=Cu2+,故答案为:粗铜;Cu-2e-=Cu2+.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 用铂作电极电解1000 mL 0.1 mol/L AgNO3溶液,通电一段时间后关闭电源,测得溶液的质量减少了13.4 g。下列有关叙述正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)
A.电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NA
B.在标准状况下,两极共产生3.92L气体
C.电解后溶液的pH为2(假设溶液体积不变)
D.加入13.8 g Ag2CO3可将溶液彻底复原