2.電化學部分 [備考策略] (1)歷年高考都既重視對電解原理及其應用的闂備胶鍋ㄩ崕濠氭嚈瑜版帒鐒垫い鎺戯攻鐎氾拷查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

精英家教網(wǎng)電化學凈水裝置是生活用水和工業(yè)廢水凈化處理裝置,由預處理、電化學反應、消毒過濾、電動自控四個部分構成.有一種電化學凈水原理為在電解過程中將低價態(tài)的金屬離子(如Co2+)氧化成高價態(tài)的金屬離子(Co3+),然后以高價態(tài)的金屬離子作氧化劑把廢水中的有機物氧化成CO2,從而達到凈化的目的.實驗室用如圖所示裝置模擬上述過程,下列說法錯誤的是( �。�

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下列事實中,與電化學腐蝕無關的是( �。�

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二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源.由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚,其中的主要過程包括以下四個反應:
甲醇合成反應:
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90.1kJ?mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ?mol-1
水煤氣變換反應:
(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2 (g)△H3=-41.1kJ?mol-1
二甲醚合成反應:
(Ⅳ)2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ?mol-1
回答下列問題:
(1)Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的主要成分之一.工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是
Al2O3(鋁土礦)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4,NaAl(OH)4+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3,2Al(OH)3
  △  
.
 
Al2O3+3H2O
Al2O3(鋁土礦)+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4,NaAl(OH)4+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3,2Al(OH)3
  △  
.
 
Al2O3+3H2O
(以化學方程式表示).
(2)分析二甲醚合成反應(Ⅳ)對于CO轉化率的影響
消耗甲醇,促進甲醇合成反應(Ⅰ)平衡右移,CO轉化率增大;生成的H2O,通過水煤氣變換反應(Ⅲ)消耗部分CO
消耗甲醇,促進甲醇合成反應(Ⅰ)平衡右移,CO轉化率增大;生成的H2O,通過水煤氣變換反應(Ⅲ)消耗部分CO

(3)由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學方程式為
2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3+H2O(g)△H=-204.7kJ?mol-1
2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3+H2O(g)△H=-204.7kJ?mol-1
.根據(jù)化學反應原理,分析增加壓強對直接制備二甲醚反應的影響
該反應分子數(shù)減少,壓強升高使平衡右移,CO和H2轉化率增大,CH3OCH3產(chǎn)率增加.壓強升高使CO和H2濃度增加,反應速率增大
該反應分子數(shù)減少,壓強升高使平衡右移,CO和H2轉化率增大,CH3OCH3產(chǎn)率增加.壓強升高使CO和H2濃度增加,反應速率增大

(4)有研究者在催化劑(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、壓強為5.0MPa的條件下,由H2和CO直接制備二甲醚,結果如圖所示.其中CO轉化率隨溫度升高而降低的原因是
反應放熱,溫度升高,平衡左移
反應放熱,溫度升高,平衡左移

(5)二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點,其能量密度等于甲醇直接燃料電池(5.93kW?h?kg-1).若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負極反應為
CH3OCH3+3H2O=2CO2+12H++12e-
CH3OCH3+3H2O=2CO2+12H++12e-
,一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化,可以產(chǎn)生
12
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個電子的能量;該電池的理論輸出電壓為1.20V,能量密度E=
1.2V×
1000g
46g/mol
×12×96500C/mol
1Kg
3.6×106J?kw-1?h-1
=8.39KW?h?kg-1
1.2V×
1000g
46g/mol
×12×96500C/mol
1Kg
3.6×106J?kw-1?h-1
=8.39KW?h?kg-1
(列式計算.能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量,1kW?h=3.6×106J).

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A-J是中學化學常見的物質(zhì),它們之間的轉化關系如圖所示(部分產(chǎn)物已略去).已知A是由兩種元素組成的化合物,D是一種紅棕色固體,H的焰色反應呈黃色.

請回答下列問題:
(1)B物質(zhì)的化學式為
O2
O2
,H物質(zhì)的名稱為
偏鋁酸鈉
偏鋁酸鈉

(2)G→J的化學方程式為
4Fe(OH)2+2H2O+O2═4Fe(OH)3
4Fe(OH)2+2H2O+O2═4Fe(OH)3

(3)D物質(zhì)與鹽酸反應所得溶液顯酸性的原因是(用離子方程式表示):
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+
Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+

(4)E與碳形成的合金在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學腐蝕,其正極的電極反應式為:
2H2O+O2+4e-=4OH-
2H2O+O2+4e-=4OH-

(5)寫出一個滿足下列兩個條件的置換反應方程式:
3Fe+4H2O(g)
  △  
.
 
Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O(g)
  △  
.
 
Fe3O4+4H2

①在A--J中選一種單質(zhì)作為反應物;
②生成物之一是具有磁性的氧化物.

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同步練習冊答案
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