第一节《原电池》填空题专题训练
1.部分中学化学常见元素原子结构及性质如下表所示:
序号 元素 结构及性质
① A A单质是生活中的常见金属,它有两种氯化物,相对分子质量相差35.5
② B B原子最外层电子数是内层电子总数的1/5
③ C C是常见化肥的主要元素,单质常温下呈气态
④ D D单质被誉为“信息革命的催化剂”,是常用的半导体材料
⑤ E 通常情况下,E没有正化合价,A、B、C、D、F都能与E形成化合物
⑥ F F在周期表中可以排在ⅠA族,也有人提出排在ⅦA族
(1)A元素在周期表中的位置为_______________________________________________。
(2)B与C形成的化合物的化学式为_______________________________________,它属于________(填“离子”或“共价”)化合物。
(3)①F与E可以形成原子个数比分别为2∶1、1∶1的两种化合物X和Y,区别X与Y的水溶液的实验方法是__________________________________________。
②F与C组成的两种化合物M和N所含的电子数分别与X、Y相等,则M的水溶液显________________性,N的结构式为______________________________。
(4)C与E都是较活泼的非金属元素,用化学方程式表明这两种单质的氧化性强弱:________________________________________________________。
(5)有人认为B、D的单质用导线连接后插入NaOH溶液中可以形成原电池,你认为是否可以,若可以,试写出负极的电极方程式(若认为不行可不写):______________________________________________________________。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2)Mg3N2 离子
(3)①分别取X、Y各少许置于试管中,再各加入少量的MnO2粉末,迅速产生无色气体的是H2O2;无明显现象的是H2O(合理即可)
②碱 HNHNHH
(4)4NH3+3O2 2N2+6H2O(合理即可)
(5)Si-4e-+6OH-=SiO32-+3H2O
【解析】根据表格中提供的信息,可以推断A为Fe、B为Mg、C为N、D为Si、E为O、F为H。
(1)Fe位于第四周期第Ⅷ族。
(2)Mg与N形成的化合物为Mg3N2,属于离子化合物。
(3)①可以利用MnO2能够催化分解H2O2产生氧气区别H2O、H2O2;②H2O、H2O2的电子数分别为10、18,N和H形成的10个电子和18个电子的化合物分别为NH3和N2H4,其中N2H4的结构式为HNHNHH。
(4)O2的氧化性强于N2,可以通过单质的置换反应验证。
(5)Mg、Si的单质用导线连接插入NaOH溶液中可以形成原电池,Si作负极,电极反应式为Si-4e-+6OH-=SiO32-+3H2O。
2.(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备
甲醇。
Ⅰ:CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0 kJ•mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=—129.0 kJ•mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为
。
(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成C ,然后以C 作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置完成上述过程:
①写出阳极电极反应式: 。
②写出除去甲醇的离子方程式: 。
(3)写出以NaHCO3溶液为介质的Al—空气原电池的负极电极反应式: 。
【答案】(1)CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0 kJ•mol-1
(2)①Co2+-e-=C
②6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
(3)Al-3e-+3HC =Al(OH)3↓+3CO2↑
【解析】(1)Ⅰ+Ⅱ得:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0 kJ•mol-1。
(2)根据反应原理,通电后,将Co2+氧化成C ,然后以C 作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,则通电时Co2+失电子,阳极的电极反应式为Co2+—e-=C ,
除去甲醇的离子方程式:6C +CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。
(3)Al—空气原电池铝作负极失电子生成铝离子,和碳酸氢钠反应生成氢氧化铝和二氧化碳。负极:Al-3e-+3HC =Al(OH)3↓+3CO2↑。
3.家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,某同学拟对其原理及条件进行分析:
(1)该同学准备了下列实验用品:20% NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、U形管、导线等;请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物,简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式。
(2)将一铜棒、碳棒用导线连接后,插入内盛20%氯化钠溶。