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第3节《化学能转化为电能—电池》实验题、计算题、简答题、推断题专题训练(共113题)(有解析)

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    • 资料类型:一课一练
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    • 更新时间:2015-04-14 20:05:03
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  • 第3节《化学能转化为电能—电池》
    实验题、计算题、简答题、推断题专题训练

    1.(17分)I.KNO3俗名硝石,是一种重要的化工原料,在农业上用途十分广泛,下面是一种KNO3制备方法的主要步骤:
     
    (1)反应Ⅰ中,CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1︰2,该反应的化学方程式为              。
    (2)反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行,加热的目的是         ;从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是              (填“趁热过滤”、“冷却过滤”)。
    (3)检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是:取少量K2SO4样品溶解于水,      。
    (4)整个流程中,可循环利用的物质除(NH4)2SO4外,还有     (填化学式)。
    (5)将硝酸与浓KCl溶液混合,也可得到KNO3,同时生成等体积的气体A和气体B。B是三原子分子,B与O2反应生成1体积黄绿色气体A和2体积红棕色气体C。B的分子式为     。
    II.(1)工业上可采用电化学的方法获得N2H4,装置如右图所示,则通入氧气的 一极为        (填“正极”、“负极”),NH3反应的电极反应式为          。
     
    (2)肼(N2H4)可以在纯氧中燃烧生成氮气和水,为了充分利用其能量,  有人设计了原电池装置,电极材料是多孔石墨电极,电解质为能够传导H+的固体电解质,请写出负极反应式                   。
    【答案】I.(每空2分)(1)CaSO4+2NH4HCO3=CaCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑ 
    (2)分离NH4Cl与K2SO4,加快化学反应速率 ;  趁热过滤
    (3)加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀,静置,向上层清液中滴加AgNO3溶液,若有沉淀生成,说明K2SO4中混有KCl
    (4)CaSO4、KNO3
    (5)NOCl
    II.(1)正极(1分)2NH3—2e‾+2OH‾=N2H4+2H2O(2分)
    (2)N2H4—4e‾=N2+4H+(2分)
    【解析】
    试题分析:I.(1)根据流程图可知反应物有CaSO4和NH4HCO3、生成物有CaCO3、(NH4)2SO4、CO2、H2O,配平可得化学方程式:CaSO4+2NH4HCO3=CaCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑
    (2)反应Ⅱ生成K2SO4和NH4Cl,所以在干态、加热的条件下进行,有利于分离NH4Cl与K2SO4,加快化学反应速率 ;KNO3的溶解度受温度影响大,温度低时小,为了防止KNO3结晶,提高KNO3的产率,应趁热过滤。
    (3)要检验K2SO4中是否混有KCl,需要排除SO42‾的干扰,所以正确方法为:取少量K2SO4样品溶解于水,加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀,静置,向上层清液中滴加AgNO3溶液,若有沉淀生成,说明K2SO4中混有KCl,反之,不含KCl。
    (4)根据化学流程图,CaSO4、KNO3可循环使用。
    (5)B是三原子分子,B与O2反应生成1体积气体A和2体积红棕色气体C,C应为NO2,黄绿色气体应为Cl2,则B中含有N元素和Cl元素,反应的方程式应为2B+O2=Cl2+2NO2,可知B的分子式为NOCl。
    II.(1)NH3转化为N2H4,N元素化合价升高,NH3作还原剂,氧气作氧化剂,所以通入氧气的电极为正极;NH3失去电子转化为N2H4,根据化合价的变化配平可得电极方程式:2NH3—2e‾+2OH‾=N2H4+2H2O
    (2)肼(N2H4)可以在纯氧中燃烧生成氮气和水,电解质为能够传导H+的固体电解质,所以负极上N2H4失电子生成N2和H+,电极方程式为:N2H4—4e‾=N2+4H+
    考点:本题考查化学流程图的分析、原电池原理、方程式的书写、物质的判断和检验。
    2.(16分)I、用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
       ①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+2H2O(g)     △H= -574 kJ•mol-l 
       ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)       △H= -1160 kJ•mol-l
       ③H2O(g)=H2O(1)    △H=-44.0 kJ•mol-l
       写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式____    。
      II、开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
      (1)由碳的氧化物赢接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇,化学反应方程式:2CO(g)+4H2(g)-CH3CH2OH(g)+H2O(g);若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成乙醇:CO的转化率(a)与温度、压强的关系如图所示。
     

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