内容正文:
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1.2021年来中国科学院谢奎团队研究电解乙烷制备乙烯并取得突破,其原理如图所示。A极的电极反应为 。
C2H6-2e-+O2-===C2H4+H2O
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2.电解获得较纯净Cu2S的原理如图所示,其阴极电极反应为
。
2CuFeS2+2e-+6H+===Cu2S+2Fe2++3H2S↑
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3.空间站中通过电解回收再生的水为宇航员提供氧气。某科技小组模拟用一种新型的纳米硅基锂电池电解水为宇航员提供O2,其电池反应为
xFeS2+4LixSi xFe+2xLi2S+4Si,工作原理示意图如图:
(电解液由锂盐和有机溶剂组成)
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电池工作时,理论上为宇航员提供标准状况下11.2 L的氧气时,正极材料的质量变化为 g。
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解析:根据电池反应为xFeS2+4LixSi xFe+2xLi2S+4Si。放电时,负极反应为4LixSi-4xe-===4Si+4xLi+,负极材料LixSi转化为Si,Li元素进入溶液;正极反应为xFeS2+4xe-===xFe+2xS2-,正极材料FeS2转化为Fe,S元素进入溶液。电解水的过程中,生成标准状况下11.2 L(0.5 mol)的氧气时,转移2 mol电子,正极有1 mol S2-进入溶液,即正极材料的质量减少32 g。
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4.利用H2S+O2===S↓+H2O2产生硫,装置如图。电解质溶液均为稀硫酸。
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(1)加入少量KI,能持续生成S,结合有关反应解释原因:
。
3I--2e-===,+H2S===3I-+S↓+2H+,I-、不断循环转化
解析:装置右侧电极在光照条件下I-失去电子生成,发生氧化反应,为负极,左侧电极为正极,电极上X生成Y,发生还原反应。(1)加入少量KI,电离出I-,发生3I--2e-===,+H2S===3I-+S↓+2H+反应,I-和不断循环转化,能持续生成S。
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(2)X、Y代表 或 中的一种。X是
。
解析:由分析可知,X到Y发生还原反应,X为 ,Y为 。
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(3)由光直接驱动的化学反应是________________________________
____________________(用一个完整的离子方程式表示)。
3I-+ +2H++
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5.通过电催化法将CO2和N合成尿素[CO(NH2)2],有助于解决含氮废水污染问题。电解原理如图所示。
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电解过程中生成尿素的电极反应是
。
CO2+2N+18H++16e-===CO(NH2)2+7H2O
解析:电极a是阴极,二氧化碳和硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成尿素,电极反应为CO2+2N+18H++16e-===CO(NH2)2+7H2O。
解析:在光照条件下,反应物有I-和,生成物有和,在酸性条件下的总反应方程式为3I-++2H++。
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