高中化学试题解析80
1、pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示,以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液,并插入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池的电动势E存在关系:
下列说法正确的是( )
A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极反应式为:
B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pH
D.pH计工作时,电能转化为化学能
答案:C。
分析:
此电池的两个电极反应式为:
负极:Ag(s)+Cl--e-=== AgCl(s)
正极:AgCl(s)+e-===Ag(s)+Cl-
如果玻璃球膜内的电势低,则该电极为负极,Ag发生失电子的氧化反应。
由于氢离子浓度差会引起两个电极的电极电势的变化,使电池的电动势也会相应发生变化,而pH与电池的电动势E存在关系:
待测液的pH与电动势E之间有对应的关系,因此分别测定已知pH的溶液和待测溶液组成的电池的电动势,可得出待测溶液的pH。
pH的工作原理是原电池,其工作时化学能转化为电能。
2、微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是( )
A.负极反应为
B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 g
D.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1
答案:B。
分析:
电极a的生物膜上醋酸根离子反应生成二氧化碳,醋酸根中C元素的化合价可当作0,二氧化碳中C元素的化合价为+4,所以电极a是负极,其电极反应式为:
电极b是正极,电解质是酸性,其电极反应式为:
2H++2e-===H2
内电路中的电流方向从电极a流向电极b,则海水中的钠离子向电极b移动,隔膜2为阳离子交换膜;海水中的氯离子向电极a移动,隔膜1为阴离子交接膜。
电路中有1 mol电子通过时,依电荷守恒,则电解质溶液中有1 mol钠离子移向正极,1 mol氯离子移向负极,即除去了1 molNaCl。
设电池工作一段时间,电路中转移1 mol电子,按照得失电子守恒,正极生成0.5 mol氢气,负极生成0.25 mol二氧化碳气体,所以正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1。
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