Question

【題目】某研究性學習小組設計了一組實驗來探究元素周期律。甲同學根據元素非金屬性與對應最高價含氧酸之間的關系，設計了如圖1裝置來一次性完成碳族元素中C與Si的非金屬性強弱比較的實驗研究；乙同學設計了如圖2裝置來驗證鹵族元素性質的遞變規律。A、B、C三處分別是沾有NaBr溶液的棉花、濕潤的淀粉KI試紙、濕潤紅紙。已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應生成氯氣。

（1）寫出對應裝置中選用的物質：A______________________，B________________，C________________；

（2）其中裝置B中所盛試劑的作用為___________________；C中反應的離子方程式為_______________________________。

（3）乙同學的實驗原理是________________________________________________；寫出B處的離子方程式：________________________________。

【答案】 石灰石(CaCO3) 飽和NaHCO3溶液 Na2SiO3溶液 除去CO2中的HCl氣體 SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO-(CO2過量) 強氧化劑生成弱氧化劑或活潑的非金屬單質置換較不活潑的非金屬單質 2I－＋Cl2===2Cl－＋I2、Br2＋2I－===I2＋2Br－

【解析】試題分析：通過比較酸性強弱來判斷非金屬性強弱，完成C與Si的非金屬性強弱比較的實驗，A裝置制取二氧化碳，B裝置除去二氧化碳中的氯化氫，C裝置硅酸鈉與二氧化碳反應證明碳酸的酸性大于硅酸；乙通過比較單質的氧化性來判斷非金屬性。

解析：根據以上分析，(1). 完成C與Si的非金屬性強弱比較的實驗，A裝置制取二氧化碳，B裝置除去二氧化碳中的氯化氫，C裝置硅酸鈉與二氧化碳反應證明碳酸的酸性大于硅酸；裝置中選用的物質：A中放石灰石，B中盛放飽和NaHCO3溶液，C中盛放Na2SiO3溶液；（2）裝置B中盛飽和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的HCl氣體；C中硅酸鈉與過量二氧化碳反應生成硅酸沉淀和碳酸氫鈉，離子方程式為SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO-；（3）乙同學通過比較單質的氧化性來判斷非金屬性，實驗原理是強氧化劑生成弱氧化劑或活潑的非金屬單質置換較不活潑的非金屬單質，B處參與反應的氣體有氯氣和A處生成的溴蒸氣，氯氣與碘化鉀反應生成氯化鉀和碘單質的離子方程式是2I－＋Cl2===2Cl－＋I2，溴與碘化鉀反應生成溴化鉀和碘單質的離子方程式是Br2＋2I－===I2＋2Br－

【題型】實驗題
【結束】
21

【題目】氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型電池。電池裝置如圖所示，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩定。

請回答下列問題：

（1）在導線中電子流動方向為______________(用a、b表示)。

（2）負極反應式為__________________。

（3）電極表面鍍鉑粉的原因是__________________________________。

（4）該電池工作時，H2和O2連續由外部供給，電池可連續不斷地提供電能。因此大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ.2Li＋H2＝2LiH

Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑

①反應Ⅰ中的還原劑是__________，反應Ⅱ中的氧化劑是__________。

②已知LiH固體密度為0.82 g/cm3。用鋰吸收224 L(標準狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積之比為________。

③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉化率為80%，則導線中通過電子的物質的量為__________mol。

Answer 1

【答案】 由a到b 2H2＋4OH－－4e－===4H2O（或H2＋2OH－－2e－===2H2O） 增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數，加快電極反應速率 Li H2O 8.7×10－4 32

【解析】試題分析：（1）氫氧燃料電池中，氫氣發生氧化反應，所以通入氫氣的一極是負極；氧氣發生還原反應，通入氧氣的一極是正極；電子由負極經導線流入正極；（2）氫氣在負極失電子發生氧化反應；（3）鉑吸附氣體的能力強，性質穩定；（4）①所含元素化合價升高的反應物是還原劑，所含元素化合價降低的反應物是氧化劑；②根據2Li＋H2＝2LiH計算生成的LiH體積與被吸收的H2體積之比為；②根據反應Ⅰ、Ⅱ的關系式計算導線中通過電子的物質的量；

解析：（1）氫氧燃料電池中，氫氣發生氧化反應，所以通入氫氣的一極是負極；氧氣發生還原反應，通入氧氣的一極是正極，電子由負極經導線流入正極，在導線中電子流動方向為由a到b；（2）氫氣在負極失電子發生氧化反應，電極反應式是H2＋2OH－－2e－===2H2O；（3）鉑吸附氣體的能力強，電極表面鍍鉑粉增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數，加快電極反應速率；（4）①所含元素化合價升高的反應物是還原劑，所含元素化合價降低的反應物是氧化劑，反應Ⅰ中鋰元素化合價升高，所以還原劑是Li，反應Ⅱ，水中氫元素化合價降低，氧化劑是H2O；②設生成的LiH體積是v ，

； v=195.12，生成的LiH體積與被吸收的H2體積之比為195.12 :224=8.7×10－4；

②根據反應Ⅰ、Ⅱ的關系式，10mol氫氣被吸附，生成氫氣20mol，根據H2＋2OH－－2e－===2H2O，導線中通過電子的物質的量為mol；