专题1 化学反应与能量变化 同步练习 2022-2023学年高二化学苏教版(2019)高中化学选择性必修1
一、单选题
1.某微生物电化学法制甲烷是将电化学法和生物还原法有机结合,装置如图所示。有关说法错误的是
A.该离子交换膜可为质子交换膜
B.右侧电极为阴极,发生还原反应
C.阳极附近溶液减小
D.每生成,有8NA电子通过离子交换膜
2.热化学方程式CH≡CH(g)+O2(g)→2CO2(g)+H2O(l)ΔH= -1300kJ/mol的说法中正确的是
A.当10NA个电子转移时,该反应放出1300kJ的能量
B.当1NA个水分子生成且为液体时,吸收1300kJ的能量
C.当2NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300kJ的能量
D.当4NA个碳氧共用电子对生成时,放出1300kJ的能量
3.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是
A.惰性电极电解熔融氯化镁时,阴极的电极反应式为:Mg2++2e-=Mg
B.氢氧燃料电池负极的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的负极的电极反应式:Fe-3e-=Fe3+
4.有关下列装置的叙述正确的是
A.装置Ⅰ中碎泡沫塑料仅起支撑作用
B.装置Ⅱ为酸式滴定管,其读数为12.20 mL
C.装置Ⅲ为牺牲阳极的阴极保护法
D.装置Ⅳ为铅蓄电池,其负极反应式为
5.下列说法正确的是
A.糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物
B.粉末在空气中受热,迅速被氧化成
C.可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒
D.镀锌铁皮的镀层破损后,铁皮会加速腐蚀
6.将经酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中,下列叙述正确的是
A.过一段时间,Ⅱ试管中的导管内水柱上升
B.Ⅰ试管中铁钉由于发生电解反应而被腐蚀
C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快
D.Ⅰ试管中铁钉发生反应的一个电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑
7.用表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中正确的是
A.盐酸与足量共热,转移的电子数为
B.电解精炼铜时,若阳极质量减少64g,则阴极得到的电子数为
C.0.1mol和0.1mol于密闭容器中充分反应后,其分子总数为
D.反应中生成3mol转移的电子数为
8.1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94kJ热量,此反应的热化学方程式为
A.C+H2O=CO+H2
B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
C.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
D.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
9.(Ⅲ)晶面铁原子簇是合成氨工业的一种新型高效催化剂,N2和H2在其表面首先变为活化分子,反应机理为:①
②
③
④
总反应为
下列说法正确的是
A. (Ⅲ)晶面铁原子簇能够有效降低合成氨反应的活化能和焓变
B.相同条件下,若1mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,则
C.反应①和总反应均为放热反应
D.总反应的
10.下列说法不正确的是
A.一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量,所以石墨更稳定
B.化学反应一定伴随有能量变化,能量变化也必定伴随着化学变化
C.节能不是简单地减少能源的使用,更重要的是要充分有效地利用能源
D.人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等
11.某种利用垃圾渗透液实现发电的装置示意图如下,当该装置工作时,下列说法不正确的是
A.电子流由Y极沿导线流向X极
B.电路中流过7.5mol电子时,共产生标准状况下的体积为44.8L
C.盐桥中向Y极移动。
D.Y极发生的反应为,周围pH增大
12.如图为水果电池的示意图,下列说法正确的是
A.电子由铜片沿导线流向锌片
B.铜电极逐渐溶解
C.该装置能将电能转化为化学能
D.锌片作负极,质量逐渐减小
13.锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点一种新型锌电池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法正确的是
A.放电过程中,a电极为负极
B.放电过程中,转移时,a电极消耗
C.充电过程中,b电极反应式为
D.充电过程中,向b极迁移
14.下列热化学方程式中△H代表燃烧热的是( )
A.CH4(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)△H1
B.S(s)+O2(g)=SO3(g)△H2
C.CO(g)+O2(g)=CO2(l)△H4
D.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H3
二、填空题
15.近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2、NOx,挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=_____kJ·mol-1;
(2)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫,将得到的Na2SO3溶液进行电解,其中阴阳膜组合电解装置如图一所示,电极材料为石墨。
① a表示_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸,则A表示_______。
②阳极的电极反应式为____________________。
(3)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强与反应时间如图二所示。
①图中A点时,SO2的转化率为________。
②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为v0(正)_____vA(逆) (填“>”、“<”或“ = ”)。
③图中B点的压强平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为______________。
16.人类利用化学反应不仅可以创造新物质,还可以获取能量或实现不同形式能量之间的转化。据此回答下列问题:
(1)物质内部储存着能量,_______是在化学反应中表现出来的,与化学键等有关的能量。用柴木可以取暖和照明,在这个过程中_______转化成了_______、_______等。
(2)人类认识世界过程中留下了一些脍炙人口的诗句,如“冰,水为之,而寒于水”其中揭示的物质能量变化为_______。
17.为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。
Ⅰ.用图甲所示装置进行第一组实验时:
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是_______(填字母)。
A.石墨 B.镁 C.银 D.铂
(2)实验过程中,_______(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象是_______。
Ⅱ.该小组同学用图乙所示装置打算进行二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息,回答下列问题:
(3)电解过程中,X极处溶液的浓度_______(填“增大”“减小”或“不变)。
(4)电解过程中,Y极发生的电极反应为和_______。
(5)电解进行一段时间后,若在X极收集到672mL气体,Y电板(铁电极)质量减小0.28g,则在Y极收集到气体为_______mL(均已折算为标准状况时气体体积)。
(6)也可以组成碱性电池,在电池中作为正极材料,其电池反应总反应式为,该电池正极发生的电极反应式为_______。
三、计算题
18.某些化学键的键能如下表所示。(单位kJ·mol-1)
键 H—H Br—Br I—I Cl—Cl H—Cl H—I H—Br
键能 436.0 193.7 152.7 242.7 431.8 298.7 366
(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧,放出的热量为______kJ。
(2)在一定条件下,1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应,放出热量由多到少的是________。
A.Cl2>Br2>I2 B.I2>Br2>Cl2
预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热________。
四、实验题
19.研究证明高铁酸钠(Na2FeO4) 是一种“绿色环保高效”消毒剂, 比目前国内外广泛使用的含氯饮用水消毒剂性能更为优良。高铁酸钠只能在碱性环境中稳定存在。下列是通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠并探究其性质的实验,步骤如下:
I.用氯气和氢氧化钠溶液反应制备NaClO溶液
(1)A是氯气发生装置,写出实验室用此装置制取氯气的离子方程式__________。
(2)I装置的作用是__________ 。
(3)用图示的II或III代替I是否可行 __________。简要说明理由__________ 。
(4)将产生的氯气通入D装置中制NaClO溶液
已知:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O 为了防止产生NaClO3,除搅拌和混入N2稀释外,还应采取的操作是__________。
II.制备Na2FeO4
(1)将Fe(NO3)3溶液加入到NaOH与NaClO的混合溶液中,其反应的离子方程式是______。过滤得到粗产品,再用NaOH溶液溶解,重结晶,用有机溶剂脱碱,低温烘干得到固体样品,上述制备过程中,用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是__________。
(2)高铁酸钠电池是一种新型可充电电池,电解质为NaOH溶液,放电时负极材料为Zn,正极产生红褐色沉淀,写出该电池反应的化学方程式__________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【分析】据图分析,CO2得电子生成甲烷,故b为负极,a为正极。阴极电极方程式为:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O。
【详解】A.据分析可知,左侧电极为阳极,右侧电极为阴极,H+穿过离子交换膜到阴极参与反应,故该离子交换膜为质子交换膜,A正确;
B.据分析,右侧为阴极,发生还原反应,B正确;
C.阳极电极方程式:CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+,阳极附近pH降低,C正确;
D.据分析可知,每生成1molCH4,则有8mol质子通过离子交换膜,D错误;
答案选D。
2.A
【详解】A.由反应可知,每有1 mol C2H2参加反应,转移10 mol电子,放出1300 kJ能量,故A说法正确;
B.由热化学方程式看出,该反应为放热反应,所以当1NA个水分子生成且为液体时,放出1300kJ的能量,故B说法错误;
C.1 mol CO2分子中含有4mol碳氧共用电子对,有2NA个碳氧共用电子对生成时,即生成了0.5mol CO2,放出×1300kJ=325kJ的能量,故C说法错误;
D.1 mol CO2分子中含有4 mol碳氧共用电子对,有4NA个碳氧共用电子对生成时,即生成了1mol CO2,放出×1300 kJ=650kJ的能量,故D说法错误;
综上所述,说法正确的是A项,故答案为A。
3.A
【详解】A. 电解熔融氯化镁时,阴极上镁离子得电子被还原,反应式为Mg2++2e-=Mg,故A正确;
B.氢氧燃料电池的负极是氢气发生失电子的氧化反应,正极上是氧气得电子的还原反应,若电解质溶液为酸性,负极反应为H2-2e-=2H+,若为碱性时为H2+2e-+2OH-=2H2O,故B错误;
C.粗铜精炼时,铜单质在阴极生成,所以与电源负极相连的是纯铜,该电极上是电解质里的铜离子发生得电子的还原反应,即Cu2++2e-═Cu,故C错误;
D.钢铁发生电化学腐蚀时,铁为负极被氧化成亚铁离子而不是铁离子,故D错误;
正确答案是A。
4.D
【详解】A.装置Ⅰ是中和热测定装置,碎泡沫塑料注意起到保温作用,A错误;
B.酸式滴定管的量程方向从上往下增大,图示读数应为11.80 mL,B错误;
C.装置Ⅲ有外接直流电源,为外加电流保护法,C错误;
D.装置Ⅳ为铅蓄电池,负极是Pb,稀硫酸作电解液,其负极反应式为,D正确;
故选D。
5.B
【详解】A.糖类分为单糖、二糖和多糖,其中属于多糖的淀粉、纤维素的相对分子质量上万,属于天然高分子化合物,蛋白质也属于天然有机高分子化合物,而单糖和二糖相对分子质量较小,不属于天然高分子化合物,A错误;
B.氧化亚铁具有较强的还原性,在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁,B正确;
C.二氧化硫除了具有漂白作用,可漂白纸浆、毛和丝等,还可用于杀菌消毒,例如,在葡萄酒酿制过程中可适当添加二氧化硫,起到杀菌、抗氧化作用,C错误;
D.镀锌的铁皮镀层破损后构成原电池,锌作负极,铁作正极被保护,铁皮不易被腐蚀,D错误;
故选B。
6.A
【详解】A.生铁遇到氯化钠溶液发生吸氧腐蚀,导致试管中气体压强减小,小于大气压,所以试管中的导管内水柱上升,故A正确;
B.试管中铁钉发生的是原电池反应,而不是电解反应,故B错误;
C.铁钉在该装置中发生吸氧腐蚀,随着氧气量的减少,则被腐蚀的情况随时间的延长而减慢,故C错误;
D.试管中铁钉发生反应电极反应式分别为:负极2Fe-4e-=2Fe2+;正极O2+2H2O+4e-=4OH-,故D错误;
故选A。
7.C
【详解】A.二氧化锰只能与浓盐酸反应,和稀盐酸不反应,即盐酸不能反应完全,故转移电子数小于0.3NA,A错误;
B.电解精炼铜时,阳极上放电的不止是铜,故当阳极上减少64g时,转移的电子数并不是2NA个,阴极上得到的电子数也不是2NA个,B错误;
C.氢气和碘反应生成碘化氢是分子数不变的反应,所以将0.1mol氢气和0.1mol碘于密闭容器中充分反应,其分子总数为0.2NA,C正确;
D.在该反应中,碘酸根离子中的碘从+5价变为0价,碘化氢中的碘从-1价变为0价,生成3mol碘单质,转移电子数为5mol,D错误;
故答案选C。
8.D
【详解】1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,吸收10.94kJ热量,则1mol碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94kJ×12=131.28 kJ热量,吸热反应焓变为正值,此反应的热化学方程式为是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ;
故选D。
9.D
【详解】A.(Ill)晶面铁原子簇能够有效降低合成氨反应的活化能,但是催化剂不改变反应的焓变,焓变与反应物和生成物总能量差有关,A错误;
B.相同条件下,若1mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,形成化学键释放能量,则,B错误;
C.反应① 是分子发生分解,化学键发生断裂,断键吸收能量,则①为吸热反应,总反应是化合反应为放热反应,C错误;
D.根据盖斯定律①×3+②+2×③+2×④可得总反应,D正确;
答案选D。
10.B
【详解】A.物质的能量越低,稳定性越强,石墨转化为金刚石要吸收能量,则石墨的能量比金刚石低,所以石墨更稳定,A正确;
B.化学反应过程中发生化学键的断裂与形成,一定伴随有能量变化,物理变化中也伴随着能量变化,所以能量变化不一定伴随着化学变化,B不正确;
C.在生产、生活正常运行的前提下谈节能,所以节能是要充分有效地利用能源,而不是简单地减少能源的使用,C正确;
D.新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、潮汐能、氢能等,D正确;
故选B。
11.A
【分析】根据处理垃圾渗滤液并用其发电的示意图知道:装置属于原电池装置,X是负极,氨气发生失电子的氧化反应,电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O,Y是正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为:2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-,电解质里的阳离子移向正极,阴离子移向负极,电流从正极流向负极,据此回答。
【详解】A.电子从负极经外电路流向正极,即X极沿导线流向Y极,故A错误;
B.X是负极,氨气发生失电子的氧化反应,电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O,Y是正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为:2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-,则总反应式为:5NH3+3═4N2+6H2O+3OH-,则电路中流过7.5 mol电子时,共产生标准状况下N2的体积为×4mol×22.4L/mol=44.8L,故B正确;
C.盐桥中的阳离子移向正极,即盐桥中K+向Y极移动,故C正确;
D.Y是正极,发生得电子的还原反应,2+10e-+6H2O═N2↑+12OH-,生成氢氧根离子,周围pH 增大,故D正确;
故答案为A。
12.D
【分析】该水果电池中,根据金属的活泼性知,Zn作负极,Cu作正极,负极上Zn失电子发生氧化反应,正极上氢离子得电子发生还原反应,电子从负极沿导线流向正极,由此分析。
【详解】A.根据金属的活泼性知,电子从负极沿导线流向正极,故A不符合题意;
B.铜电极作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,负极上Zn失电子发生氧化反应,锌电极逐渐溶解,故B不符合题意;
C.该装置为原电池,该装置能将化学能转化为电能,故C不符合题意;
D.根据分析,锌作负极,发生氧化反应质量减少,故D符合题意;
答案选D。
13.C
【详解】A.由图示可知,放电过程中a极为正极,得到电子发生还原反应,充电过程中失去电子发生氧化反应,A项错误;
B.放电过程中b电极为负极,其电极反应式为,a极为正极,则其电极反应式为,所以放电过程中,转移时,a电极消耗,B项错误;
C.充电过程中b电极得到电子发生还原反应,由于在碱性环境中以形式存在,则充电过程中,b电极反应为,C项正确;
D.充电过程中,a为阳极,b为阴极,阳离子迁向阴极,阴离子迁向阳极,故向a极迁移,D项错误;
答案选C。
14.D
【分析】燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧,生成稳定氧化物时放出的热量。
【详解】A.CH4完全燃烧产生的稳定氧化物是CO2气体,不是CO气体,A不符合题意;
B.S 单质燃烧产生SO2,不能产生SO3,B不符合题意;
C.CO气体燃烧产生的稳定氧化物是气态CO2,不是液态CO2,C不符合题意;
D.符合燃烧热定义,热化学方程式中△H代表的是燃烧热,D符合题意;
故合理选项是D。
15.(1)-875.3
(2) 阳 NaOH溶液 SO-2e-+H2O=2H++SO
(3) 45% > 24300(MPa)-1
(4)mol·L-1
【详解】(1)①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1;
②N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1;
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1;
根据盖斯定律,将①-②-③×2得:CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=(-890.3kJ·mol-1)-(+67.0 kJ·mol-1)-(-41.0 kJ·mol-1)×2=-875.3kJ·mol-1,故答案为-875.3;
(2)①从C为硫酸可知,硫酸根来源于亚硫酸根放电,故b为阴离子交换膜,a为阳离子交换膜,在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子,故A为氢氧化钠,E为氢气,故答案为阳;NaOH溶液;
②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根,反应的离子方程式为SO-2e-+H2O=2H++SO,故答案为SO-2e-+H2O=2H++SO;
(3)设氧气消耗物质的量为x,①
图中A点时,气体物质的量0.085,则=,x=0.45a
SO2的转化率=×100%=45%,故答案为45%;
②图象分析可知,先拐先平温度高则T1<T2,C点是平衡状态,A点反应未达到平衡状态,其中C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为v0(正)>vA(逆), 故答案为>;
③设图中B点氧气消耗物质的量为y,
B点气体物质的量为 0.007,则=,y=0.9a,
平衡常数K= =24300(MPa)-1,故答案为24300(MPa)-1;
(4)反应生成物有NaNO3、NaNO2,由化学式可知n(Na)=n(N),根据原子守恒可知n(NaOH)=n(NO)+n(NO2)+2n(N2O4)=(a+b+2c)mol,故此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为=mol L-1,故答案为mol L-1。
16.(1) 化学能 化学能 热能 光能
(2)水转化为冰,放出能量
【详解】(1)化学能是在化学反应中表现出来的,化学键断裂吸收能量,化学键形成释放能量;柴木燃烧过程中,发光发热,化学能转化为了热能和光能;
(2)冰,水为之,而寒于水,水的能量高,冰的能量低,水转化为冰会放出能量。
17.(1)B
(2) 从右向左 滤纸上有蓝色斑点产生
(3)增大
(4)Fe-6e-+8OH-═FeO+4H2O
(5)168
(6)2+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-
【分析】Ⅰ.图甲中,左边装置是原电池,较活泼的金属锌作负极,较不活泼的金属铜作正极,如果要找电极材料代替铜,所找材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属,M是阳极,N是阴极,电解池中阴极上阳离子得电子发生还原反应,原电池放电时,阴离子向负极移动;
Ⅱ.该电解池中,阳极材料是活泼金属,则电解池工作时,阳极上铁失电子发生氧化反应,同时氢氧根离子失电子生成氧气,阴极上氢离子得电子发生还原反应,根据阴阳极上转移电子数相等计算铁反应的质量,在碱性锌电池中,正极上得电子发生还原反应。
【详解】(1)在保证电极反应不变的情况下,仍然是锌作负极,则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属,镁是比锌活泼的金属,所以不能代替铜,故选:B;故答案为:B;
(2)原电池放电时,阴离子向负极移动,所以硫酸根从右向左移动;电解池中,阴极上氢离子得电子生成氢气,阳极上Cu失电子生成铜离子,铜离子和氢氧根离子反应生成氢氧化铜,所以滤纸上有蓝色斑点产生,故答案为:从右向左;滤纸上有蓝色斑点产生;
(3)电解过程中,阴极上氢离子放电生成氢气,则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液,溶液呈碱性,溶液的pH增大,故答案为:增大;
(4)铁是活泼金属,电解池工作时,阳极上铁失电子发生氧化反应,氢氧根离子失电子发生氧化反应,所以发生的电极反应式为:电解过程中,Y极发生的电极反应为和Fe-6e-+8OH-═FeO+4H2O。故答案为:Fe-6e-+8OH-═FeO+4H2O;
(5)X电极上析出的是氢气,2H++2e-═H2↑,当收集到672mL气体即=0.03mol气体时,转移电子的量是0.06mol,铁质量减少为0.28g即0.005mol,转移电子是0.03mol,根据电极反应式:4OH--4e-═2H2O+O2↑,转移电子是0.03mol,则生成氧气是0.0075mol,体积是0.0075mol×22.4L/mol=0.168L=168mL,故答案为:168;
(6)Y电极上析出的是氧气,且Y电极失电子进入溶液,铁质量减少为0.28g即0.005mol,根据转移电子数相等得正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应,反应方程式为2FeO+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-,故答案为:2FeO+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-。
18. 184.9 A 多
【详解】(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧,参加反应的氢气和氯气都是1 mol,生成2 molHCl,则放出的热量为431×2-436×1-242.7×1=184.9 kJ;正确答案:184.9。
(2) 在一定条件下,1 mol H2与足量的Cl2放出的热量184.9 kJ;1 mol H2与足量的Br2放出的热量366×2-436×1-193.7×1=102.3 kJ;1 mol H2与足量的I2放出的热量298.7×2-436×1-152.7×1=8.7 kJ,综上,放出热量由多到少的是Cl2>Br2>I2;从1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应,放出热量由多到少顺序Cl2>Br2>I2可以看出,1 mol H2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热多;正确答案:A ; 多。
点睛:通过以上计算可以看出,卤素单质中活泼性顺序为F2>Cl2>Br2>I2,单质的活泼性越强,与氢气化合越容易,放出的热量越多,生成物越稳定。
19. MnO2+4H++2C1-Mn2++Cl2↑+2H2O 收集并储存氯气 Ⅱ可行,Ⅲ不行 Ⅱ与Ⅰ原理相同,而Ⅲ中因c瓶口密封,体积不能改变,增大压强会有危险,且由于B、C液差太小,不能使储存的Cl2全部排出 将D放在冷水中 2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl-+5H2O Na2FeO4在水溶液中水解后溶液呈碱性,NaOH溶液呈碱性会抑制其水解,有利于减少产品损失 3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH
【详解】I. (1)①实验室用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为:MnO2+4H++2C1- Mn2++Cl2↑+2H2O;
②从装置图可看出,I装置的作用是收集并储存氯气;
(3)比较装置Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ发现,Ⅱ与Ⅰ原理相同,而Ⅲ中因c瓶口密封,体积不能改变,增大压强会有危险,且由于B、C液差太小,不能使储存的Cl2全部排出。
(4) 温度过高会发生反应:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O ,所以为了防止产生NaClO3应将D放在冷水中。
II. (1)Fe3+与在碱性条件下被ClO-氧化生成FeO42-本身被还原为Cl-,其反应的离子方程式是2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl-+5H2O;由于Na2FeO4在水溶液中水解后溶液呈碱性,NaOH溶液呈碱性会抑制其水解,有利于减少产品损失,所以要用NaOH溶液溶解粗产品而不用水。因此,本题答案为:2Fe3++ 3C1O-+ 10OH-==2FeO42-+ 3Cl-+5H2O ;Na2FeO4在水溶液中水解后溶液呈碱性,NaOH溶液呈碱性会抑制其水解,有利于减少产品损失。
(2) 负极是锌,失去电子在氢氧化钠的条件下生成氢氧化锌,高铁酸钠转化为氢氧化铁红褐色沉淀,电池反应为: 3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH,因此,本题正确答案是: 3Zn+2Na2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4NaOH。
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