高考化學(xué)試題分類解析 ——考點(diǎn)09電化學(xué)
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1、 高考總復(fù)習(xí)同步訓(xùn)練 考點(diǎn)9 電化學(xué) 1.(2013·北京理綜·7)下列金屬防腐的措施中,使用外加電流的陰極保護(hù)法的是 A.水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極 B.金屬護(hù)攔表面涂漆 C.汽水底盤噴涂高分子膜 D.地下鋼管連接鎂塊 【答案】A 【解析】A、鋼閘門連接電源的負(fù)極,為電解池的陰極,被保護(hù),屬于外加電流的陰極保護(hù)法,故正確;BC、是金屬表面覆蓋保護(hù)層,隔絕空氣,故錯(cuò)誤D、 鎂比鐵活潑,構(gòu)成原電池,鐵為正極,被保護(hù),是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,故錯(cuò)誤。 2.(2013·北京理綜·9)用石墨電極電解CuCl2溶液(見(jiàn)右圖)。下列分析正確的是 A.a端是直流電源的
2、負(fù)極 B.通電使CuCl2發(fā)生電離 C.陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng):Cu2++2e-=Cu D.通電一段時(shí)間后,在陰極附近觀察到黃綠色氣體 【答案】A 【解析】 A、由溶液中離子移動(dòng)方向可知,U型管左側(cè)電極是陰極,連接電 源的負(fù)極,a端是電源的負(fù)極,故正確;B、通電使CuCl2發(fā)生電解,不是電離,故錯(cuò)誤;C、陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),Cl-在陽(yáng)極放電2Cl--2e-=C12↑,故錯(cuò)誤;D、Cl-發(fā)生氧化反應(yīng),在陽(yáng)極放電生成C12,故D錯(cuò)誤。 3.(2013·新課標(biāo)卷Ⅱ·11)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該
3、電池的敘述錯(cuò)誤的是 A.電池反應(yīng)中有NaCl生成 B.電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三個(gè)鋁離子 C.正極反應(yīng)為:NiCl2+2e-=Ni+2Cl- D.鈉離子通過(guò)鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng) 解析:考察原電池原理。負(fù)極是液體金屬Na,電極反應(yīng)式為:Na-e-===Na+;正極是Ni,電極反應(yīng)式為NiCl2+2e-=Ni+2Cl-;總反應(yīng)是2Na+NiCl2=2NaCl+Ni。所以A、C、D正確,B錯(cuò)誤,選擇B。 ks5u 4、(2013·天津化學(xué)·6)為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性,現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源,以Al作陽(yáng)極、Pb作陰極,電解稀硫酸,使鋁表面的氧化膜增厚。其反應(yīng)原理如下: 電池: Pb(
4、s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) =2PbSO4(s) + 2H2O(l) 電解池:2Al+3O2Al2O3+3H2 電解過(guò)程中,以下判斷正確的是 電池 電解池 A H+移向Pb電極 H+移向Pb電極 B 每消耗3molPb 生成2molAl2O3 C 正極:PbO2+4H++2e=Pb2++2H2O 陽(yáng)極:2Al+3H2O-6e=Al2O3+6H+ D 【解析】該題考查原電池和電解池的基本知識(shí)。A選項(xiàng)H+離子在原電池中移向PbO2電極,錯(cuò)誤。B選項(xiàng)每消耗3molPb,根據(jù)電子守恒
5、生成lmolAl2O3,錯(cuò)誤。C選項(xiàng)在原電池的正極電極反應(yīng)是生成PbSO4,錯(cuò)誤。D選項(xiàng)在原電池中Pb電極的質(zhì)量由于生成PbSO4,質(zhì)量增加,在電解池中,Pb陰極,質(zhì)量不變,正確。 答案:D 5.(2013·安徽理綜·10)熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiCl-KCl混合物受熱熔融后,電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為:PbSO4+2LiCl+Ca =====CaCl2+Li2SO4+Pb。 下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A. 正極反應(yīng)式:Ca+2Cl- - 2e- ===== CaCl2 B. 放電過(guò)程中,Li+向負(fù)
6、極移動(dòng) C. 沒(méi)轉(zhuǎn)移0.1mol電子,理論上生成20.7Pb D. 常溫時(shí),在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì), 指針不偏轉(zhuǎn) 10. 【答案】D 【解析】A、正極發(fā)生還原反應(yīng),故為,錯(cuò)誤;B、放電過(guò)程為原電池,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),錯(cuò)誤;C、每轉(zhuǎn)移0.1mol電子,生成0.05molPb,為10.35g,錯(cuò)誤;D常溫下,電解質(zhì)不能融化,不能形成原電池,故指針不偏轉(zhuǎn),正確。 【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)基本理論,設(shè)計(jì)電極判斷、電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、離子流動(dòng)方向以及簡(jiǎn)單計(jì)算。 6.(2013·新課標(biāo)卷I·10)銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑,這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理:在
7、鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液,再將變黑的銀器漫入該溶液中,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說(shuō)法正確的是 A.處理過(guò)程中銀器一直保持恒重 B.銀器為正極,Ag2S被還原生成單質(zhì)銀 C.該過(guò)程中總反應(yīng)為2Al + 3Ag2S = 6Ag + A12S3 D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 【考點(diǎn)】考查氧化還原和電化學(xué)知識(shí)。 【解析】A錯(cuò),銀器放在鋁制容器中,由于鋁的活潑性大于銀,故鋁為負(fù)極,失電子,銀為正極,銀表面的Ag2S得電子,析出單質(zhì)銀附著在銀器的表面,故銀器質(zhì)量增加; C錯(cuò),Al2S3在溶液中不能存在,會(huì)發(fā)生雙水解反應(yīng)生成H2S和Al(OH)3; D錯(cuò),黑色褪去是Ag
8、2S轉(zhuǎn)化為Ag而不是AgCl,從化合價(jià)變化也可推斷,S被氧化,Ag肯定被還原。 【答案】B ks5u 7.(2013·江蘇化學(xué)·9)Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液,示意圖如下。該電池工作時(shí),下列說(shuō)法正確的是 A.Mg電極是該電池的正極 B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng) C.石墨電極附近溶液的pH增大 D.溶液中Cl-向正極移動(dòng) 【參考答案】C 【解析】本題是電化學(xué)基礎(chǔ)的一條簡(jiǎn)單綜合題,著力考查學(xué)生對(duì)原電池基礎(chǔ)知識(shí)的理解能力。 A.組成的原電池的負(fù)極被氧化,鎂為負(fù)極,而非正極。 B、C.雙氧水作為氧化劑,在石墨上被還原變?yōu)樗?/p>
9、液PH值增大。 D.溶液中Cl-移動(dòng)方向同外電路電子移動(dòng)方向一致,應(yīng)向負(fù)極方向移動(dòng)。 8、(2013·浙江理綜·11)電解裝置如圖所示,電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液,中間用陰離子交換膜隔開(kāi)。在一定的電壓下通電,發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色,一段時(shí)間后,藍(lán)色逐漸變淺。 已知:3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O 下列說(shuō)法不正確的是 A.右側(cè)發(fā)生的電極方程式:2H2O+2e—==H2↑+2OH— B.電解結(jié)束時(shí),右側(cè)溶液中含有IO3— C.電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式KI+3H2O======KIO3+3H2↑ D.如果用陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜,電解槽內(nèi)發(fā)生的總化
10、學(xué)方程式不變 【解析】電解的電極反應(yīng)為:陽(yáng)極 2I——2e—== I2 左側(cè)溶液變藍(lán)色 3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O 一段時(shí)間后,藍(lán)色變淺 陰離子交換膜 向右側(cè)移動(dòng) 陰極 2H2O+2e—==H2↑+2OH— 右側(cè)放出氫氣 如果用陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜: 電極反應(yīng)為:陽(yáng)極 2I——2e—== I2 多余K+
11、 通過(guò)陽(yáng)離子交換膜遷移至陰極 陰極 2H2O+2e—==H2↑+2OH— 保證兩邊溶液呈電中性 9.(2013·海南化學(xué)·4)Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池,電池反應(yīng)方程式為: 2AgCl+ Mg = Mg2++ 2Ag +2Cl-。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是 A.Mg為電池的正極 B.負(fù)極反應(yīng)為AgCl+e-=Ag+Cl- C.不能被KCl 溶液激活 D.可用于海上應(yīng)急照明供電 [答案]D [解析]:根據(jù)氧化還原判斷,Mg為還原劑是負(fù)極、失電子,所以A、B都錯(cuò),C是指電解質(zhì)溶液可用KCl 溶液代替。
12、 10.(2013·海南化學(xué)·12)下圖所示的電解池I和II中,a、b、c和d均為Pt電極。電解過(guò)程中,電極b和d上沒(méi)有氣體逸出,但質(zhì)量均增大,且增重b>d。符合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的鹽溶液是 選項(xiàng) X Y A. MgSO4 CuSO4 B. AgNO3 Pb(NO3)2 C. FeSO4 Al2 (SO4)3 D. CuSO4 AgNO3 [答案]D [解析]:題意表明b、d沒(méi)有氣體逸出,所電解的鹽溶液中金屬元素,應(yīng)該在金屬活動(dòng)順序表中(H)以后,只有D符合題意。 11、(2013·廣西理綜·9)電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72-)時(shí),以鐵板作陰
13、、陽(yáng)極,處理過(guò)程中存在反應(yīng)Cr2O72+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,下列說(shuō)法不正確的是 A.陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+ B.電解過(guò)程中溶液pH不會(huì)變化 C.過(guò)程中有Fe(OH)3沉淀生成 D.電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子,最多有1 mol Cr2O72-被還原 【答案】B 【解析】根據(jù)電解原理,該電解法的陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+,陰極反應(yīng)為2H++2e-H2↑,生成的亞鐵離子被溶液中的Cr2O72-氧化:Cr2O72+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,電路中每轉(zhuǎn)移12 mol電子
14、,最多有1 mol Cr2O72-被還原。無(wú)論陰極消耗還是氧化過(guò)程中,氫離子濃度減小,隨著溶液中的酸性下降,F(xiàn)e3+的水解平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀。 12.(2013·上?;瘜W(xué)·8)糕點(diǎn)包裝中常見(jiàn)的脫氧劑組成為還原性鐵粉、氯化鈉、炭粉等,其脫氧原理與鋼鐵的吸氧腐蝕相同。下列分析正確的是 A.脫氧過(guò)程是吸熱反應(yīng),可降低溫度,延長(zhǎng)糕點(diǎn)保質(zhì)期 B.脫氧過(guò)程中鐵作原電池正極,電極反應(yīng)為:Fe-3e→Fe3+ C.脫氧過(guò)程中碳做原電池負(fù)極,電極反應(yīng)為:2H2O+O2+4e→4OH- D.含有1.12g鐵粉的脫氧劑,理論上最多能吸收氧氣336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況) 【答案】D 【解析】
15、根據(jù)題意鐵作為電池負(fù)極(Fe-2e-=Fe2-) 碳作原電池正極(2H2O+O2+4e=4OH) 因此BC錯(cuò)誤,脫氧過(guò)程是放熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)生成的Fe2-繼續(xù)被O2氧化 13.(2013·北京理綜·8)下列解釋事實(shí)的方程式不準(zhǔn)確的是 A.用濃鹽酸檢驗(yàn)氨:NH3+HCl=NH4Cl B.碳酸鈉溶液顯堿性:CO2-3+H2OHCO-3+OH- C.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),鐵作負(fù)極被氧化:Fe-3e-=Fe3+ D.長(zhǎng)期盛放石灰水的試劑瓶?jī)?nèi)壁出現(xiàn)白色固體:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 【答案】C 【解析】A、鹽酸具有揮發(fā)性,揮發(fā)出的HCl與氨氣反應(yīng)生成氯化銨,冒
16、白煙,故正確;B、碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,溶液中存在CO2-3水解平衡:CO2-3+H2OHCO-3+OH-,使溶液呈堿性,故正確;C、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕,鐵作負(fù)極被氧化,電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,故錯(cuò)誤;D、石灰水與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣,故正確。 14.(2013·福建理綜·11)某科學(xué)家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽(yáng)能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變成H2、CO。其過(guò)程如下: 下列說(shuō)法不正確的是 A.該過(guò)程中CeO2沒(méi)有消耗 B.該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化 C.右圖中△H1=△H2+△H3 D.以CO和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為 CO+4OH
17、——2e—=CO32—+2H2O 【知識(shí)點(diǎn)】蓋斯定律,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) 【答案】C 【解析】A 項(xiàng),我們把兩個(gè)反應(yīng)相疊加就可以得到,所以CeO2 沒(méi)有消耗;B 項(xiàng),該反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化;C 項(xiàng),根據(jù)所給的關(guān)系可知△H3=-(△H2+△H1);D 項(xiàng),堿性燃料電池的總反應(yīng)為2CO+4OH—+O2—=2CO32—+2H2O, 負(fù)極反應(yīng)是CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O, 正極反應(yīng)是O2+2H2O—4e—=4OH—。 15.[化學(xué)——選修2:化學(xué)與技術(shù)](15)(2013·新課標(biāo)卷Ⅱ·36) 鋅錳電池(俗稱干電池)在生活中的用量很大。兩
18、種鋅錳電池的構(gòu)造圖如圖(a)所示。 回答下列問(wèn)題: (1) 普通鋅錳電池放電時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為: Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH ① 該電池中,負(fù)極材料主要是________,電解質(zhì)的主要成分是______,正極發(fā)生的主要反應(yīng)是_______ 。 ② 與普通鋅錳電池相比,堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)及其理由是 _______ 。 (2)
19、 圖(b)表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝(不考慮廢舊電池中實(shí)際存在的少量其他金屬)。 (3)圖(b)中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為A_______,B________。 ① 操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中,綠色的K2MnO4溶液反應(yīng)后生成紫色溶液和一種黑褐色固體,該反應(yīng)的離子方程式為 _______ 。 ② 采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D,則陰極處得到的主要物質(zhì)是________。(填化學(xué)式) 參考答案: (1)①Zn;NH4Cl
20、; MnO2+e-+NH4+===MnOOH+NH3 (2)堿性電池不容易發(fā)生電解質(zhì)溶液泄漏,因?yàn)橄牡呢?fù)極改裝在電池的內(nèi)部; 堿性電池使用壽命長(zhǎng),因?yàn)榻饘俨牧显趬A性電解質(zhì)比在酸性電解質(zhì)的穩(wěn)定性好; (3)ZnCl2; NH4Cl; ①3MnO42-+2CO2===2MnO4-+MnO2+2CO32-; ②H2; \16.(2013·新課標(biāo)卷I·27)鋰離子電池的應(yīng)用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2),導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí),該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6?,F(xiàn)欲利用以下工藝流
21、程回收正極材料中的某些金屬資源 (部分條件未給出) 回答下列問(wèn)題: ⑴LiCoO2 中,Co元素的化合價(jià)為_(kāi)__________。 ⑵寫(xiě)出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_________________________________。 ⑶“酸浸”一般在80 oC下進(jìn)行,寫(xiě)出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________;可用鹽酸代替H2SO4和H2O2? 的混合液,但缺點(diǎn)是_________。 ⑷寫(xiě)出“沉鈷”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。 ⑸充放電過(guò)程中發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化,寫(xiě)出
22、放電時(shí)電池反應(yīng)方程式___________________。 ?= 6 \* GB2 \* MERGEFORMAT ⑹上述工藝中“放電處理”有利于鋰在正極的回收。其原因是___________________________。在整個(gè)回收工藝中,可回收的金屬化合物有_________________(填化學(xué)式) 【答案】(1)+3;(2)2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑ (4)CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑ (5)Li1-xCoO2+ LixC6= LiCoO2+6C (6)Li+從負(fù)極脫出,經(jīng)電解液向正
23、極移動(dòng)并進(jìn)入正極材料中;Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4 17.(2013·山東理綜·28)(12分)金屬冶煉和處理常涉及氧化還原反應(yīng)。 (1)由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時(shí)采用電解法的是 a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3 (2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應(yīng)2Cu2S+2H2SO4+5O2==4CuSO4+2 H2O,該反應(yīng)的還原劑是 ,當(dāng)1mol O2發(fā)生反應(yīng)時(shí),還原劑所失電子的物質(zhì)的量為 mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時(shí)有氣體生成,該氣體是 (
24、3)右圖為電解精煉銀的示意圖, (填a或b)極為含有雜質(zhì)的粗銀,若b極有少量紅棕色氣體生成,則生成該氣體的電極反應(yīng)式為 (4)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S),將銀器置于鋁制容器里的食鹽水中并與鋁接觸,Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag,食鹽水的作用為 解析:解析:(1)NaCl與Al2O3冶煉需要用電解法,F(xiàn)e2O3與Cu2S可以用熱還原法,所以為b、d。 (2)在該反應(yīng)中,Cu元素化合價(jià)由+1升高到+2,S元素由-2升
25、高到+6,Cu2S做還原劑,當(dāng)有1molO2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為4mol,由于Cu2+水解呈酸性,加入鎂條時(shí),鎂與H+反應(yīng)生成了氫氣。 (3)電解精煉時(shí),不純金屬做陽(yáng)極,這里就是a極;b電極是陰極,發(fā)生還原反應(yīng),生成了紅棕色氣體是NO,遇空氣氧化生成的NO2,電極反應(yīng):NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O?;騈O3-+e-+2H+=NO2↑+H2O (4)做電解質(zhì)溶液,形成原電池。 答案:(1)bd (2)Cu2S;4;氫氣 (3)a;NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O (4)做電解質(zhì)溶液,形成原電池。ks5u 18.(2013·重慶理綜·29)(14分)化學(xué)在
26、環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用,催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。 ⑴催化反硝化法中,H2能將NO3-還原為N2。25℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行10min,溶液的pH由7變?yōu)?2。 ①N2的結(jié)構(gòu)式為 ②上述反應(yīng)的離子方程式為,其平均反應(yīng)速率υ(NO3-)為 mol·L-1/min ③還原過(guò)程中可生成中間產(chǎn)物NO2-,寫(xiě)出3種促進(jìn)NO2-水解的方法 ⑵電化學(xué)降解N
27、O3-的原理如題29圖所示。 NO3- H2O H Pt 電 極 Ag-Pt 電 極 直流電源 質(zhì)子交換膜 題29圖 A B · · ①電源正極為 (填A(yù)或B),陰極反應(yīng)式為 ②若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移了2mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左-Δm右)為 克 解析:以環(huán)境保護(hù)為背景考察化學(xué)理論,是平衡理論和電化學(xué)理論的綜合。 (1)氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)式為:N≡N,根據(jù)產(chǎn)物分析首先要書(shū)寫(xiě)催化反硝化法方程式: 2NO3-+5H2 N2+2
28、OH-+4H2O,然后才能計(jì)算反應(yīng)速率,根據(jù)PH值, C(OH-)=0.01mol·L-1,υ(NO3-)=0.01/10=0.001 mol·L-1/min 根據(jù)NO2-+H2OHNO2+OH-要促使平衡正向移動(dòng),可以加酸、加水或升高溫度等方法。 (2)要實(shí)現(xiàn)2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-;該反應(yīng)應(yīng)該陰極中進(jìn)行,Ag不能作陽(yáng)極,否則會(huì)失去電子,所以Pt是陽(yáng)極,A是正極;Ag—Pt是陰極,在陽(yáng)極的反應(yīng)式為:2H2O-4e-===4H++O2↑;兩級(jí)的質(zhì)量差實(shí)際上陽(yáng)極消耗水的質(zhì)量和陰極析出N2的質(zhì)量之差和質(zhì)子交換膜進(jìn)入H+的質(zhì)量之差,根據(jù)電子守恒原理,H2O—2e-;N
29、2—10H+—10e-;左邊是陽(yáng)極,減重18g,右邊減重5.6g—2g=3.6g,Δm左-Δm右=18g.-3.6g=14.4g. 參考答案: ⑴①N≡N ②2NO3-+5H2 N2+2OH-+4H2O,0.001 ③加酸,升高溫度,加水 ⑵①A,2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH- ②14.4 不很明顯的電化學(xué)(綜合考查) 1.(2013·江蘇化學(xué)·11)下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的△H<0 B.電解法精煉銅時(shí),以粗銅作陰極,純銅作陽(yáng)極 C.CH3COOH 溶液加水稀釋后,溶液中
30、的值減小 D.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2 固體,CO32-水解程度減小,溶液的pH 減小 【參考答案】AC 【解析】本題是化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)、電化學(xué)等的簡(jiǎn)單綜合題,著力考查學(xué)生對(duì)用熵變焓變判斷反應(yīng)方向,水解反應(yīng)、原電池電解池、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等方面的能力。 A.本反應(yīng)前后氣體變固體,熵變小于零,只有在焓變小于零時(shí)自發(fā)。內(nèi)容來(lái)源于《選修四》P34-P36中化學(xué)方向的判斷。 B.精煉銅時(shí),粗銅銅作陽(yáng)極,被氧化,純銅作陰極,被還原。內(nèi)容來(lái)源于《選修四》P81。 C.越稀越電離,醋酸與醋酸根離子濃度比減小。內(nèi)容來(lái)源于《選修四》P41。 D.Na2CO3溶液加少量Ca(O
31、H)2固體,抑制碳酸根離子水解,但pH值隨著Ca(OH)2固體的加入而增大。 2、(2013·浙江理綜·7)下列說(shuō)法不正確的是 A.多孔碳可用氫氧燃料電池的電極材料 B.pH計(jì)不能用于酸堿中和滴定終點(diǎn)的判斷 C.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種新細(xì)菌的DNA鏈中有砷(As)元素,該As元素最有可能取代了普通DNA鏈中的P元素 D.CH3CH—CH2和CO2反應(yīng)生成可降解聚合物[ O—CHCH2—O—C ]n,該反應(yīng)符合綠 O CH3 O 色化學(xué)的原則 【解析】A選項(xiàng):氫氧燃料電池要求電極必須多孔具有很
32、強(qiáng)的吸附能力,并具一定的催化作用,同時(shí)增大氣固的接觸面積,提高反應(yīng)速率。C選項(xiàng):As和P同主族。甲基環(huán)氧乙烷與二氧化碳在一定條件下反應(yīng)生成聚碳酸酯,原子利用率達(dá)到100%,生成的聚碳酸酯易降解生成無(wú)毒無(wú)害物質(zhì),所以此反應(yīng)符合綠色化學(xué)原則。B選項(xiàng):pH計(jì)可用于酸堿中和滴定終點(diǎn)的判斷。 3.(15分)(2013·新課標(biāo)卷I·28)ks5u 二甲醚(CH3OCH3)是無(wú)色氣體,可作為一種新型能源,由合成氣(組成為H2、CO、和少量CO2)直接制備二甲醚,其中主要過(guò)程包括以下四個(gè)反應(yīng): ①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g)????????????????? △H1=-90.1
33、 kJ·mol-1 ②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g)??????? ????△H2=-49.0 kJ·mol-1 水煤氣變換反應(yīng):???? ③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g)??????????? ?△H3=-41.1 kJ·mol-1 二甲醚合成反應(yīng): ④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)?????????? △H4=-24.5 kJ·mol-1 ⑴Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的主要工藝流程是?????????????????
34、? ?(以化學(xué)方程式表示) ⑵分析二甲醚合成反應(yīng)④對(duì)于CO轉(zhuǎn)化率的影響?????????????????????。 ⑶由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為?????????????? 。 ⑷有研究者在催化劑(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3),壓強(qiáng)為5.0MPa的條件下由H2和CO直接制備二甲醚,結(jié)果如下圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是____________。 ⑸二甲醚直接燃料電池具有啟動(dòng)快,效率高等優(yōu)點(diǎn),其能量密度高于甲醇直接燃燒燃料電池(5.93kW·h·kg-1),若電解質(zhì)為酸性,二甲醚直接燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為_(kāi)_______
35、_______。 一個(gè)二甲醚分子經(jīng)過(guò)電化學(xué)氧化,可以產(chǎn)生___________個(gè)電子的電量;該電池理論輸出電壓1.20V,能量密度E=_____(列式計(jì)算,能量密度=電池輸出電能/燃料質(zhì)量,1kW·h=3.6×105J ) 【答案】(1)Al2O3(鋁土礦)+2NaOH=2NaAlO2+H2O;NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓; (2)消耗甲醇,促進(jìn)甲醇合成反應(yīng)①平衡向右移,CO轉(zhuǎn)化率增大,生成的H2O通過(guò)水煤氣反應(yīng)消耗部分CO (3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-204.7kJ/mol;該反應(yīng)分子數(shù)減
36、小,壓強(qiáng)升高平衡右移,CO和H2的轉(zhuǎn)化率增大,CH3OCH3產(chǎn)率增加,壓強(qiáng)升高使CO和H2的濃度增加,反應(yīng)速率增大。 4.(2013·廣東理綜·33)(17分) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識(shí),形成化學(xué)觀念,提高探究與創(chuàng)新能力,提升科學(xué)素養(yǎng)。 (1) 在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。 ① 列收集Cl2的正確裝置時(shí) 。 ②將Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 。 ③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較Cl2和Br2的氧化性,操作與現(xiàn)象是:取少量新制氯水和CCl4于試管中, 。 (2) 能量之間可以相互轉(zhuǎn)化:點(diǎn)解食鹽水制備
37、Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池,探究其能量轉(zhuǎn)化效率。 限選材料:ZnSO4(aq),F(xiàn)eSO4(aq),CuSO4(aq);銅片,鐵片,鋅片和導(dǎo)線。 ① 完成原電池的裝置示意圖(見(jiàn)圖15),并作相應(yīng)標(biāo)注。 要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。 ② 銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液,只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙,工作一段時(shí)間后,可觀察到負(fù)極 。 ③ 甲乙兩種原電池中可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是 ,其原因是 。 (3)根據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理,為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕,在(2)的材
38、料中應(yīng)選 作陽(yáng)極。 33、解析:(1)Cl2是有刺激性氣味、密度比空氣大、有毒的黃綠色氣體,在制備和收集Cl2時(shí)必須有尾氣吸收裝置。A沒(méi)有排氣管不能用于收集氣體;B用于收集密度比空氣小的氣體;C用以收集密度比空氣大的氣體,且有尾氣吸收裝置;D吸收氯氣不能收集。氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,次氯酸為弱酸部分電離,所以有氧化性的含氯粒子是Cl2、HClO和ClO—。比較Cl2和Br2的氧化性,可以利用置換反應(yīng)。所以其具體操作是:取少量新制氯水和CCl4于試管中,用膠頭滴管向試管中滴加NaBr溶液,振蕩?kù)o置,溶液下層呈橙色。(2)由題給試劑,結(jié)合原電池的形成條件可知可以組合的原電池可以
39、是:鋅銅、鋅鐵、鐵銅原電池。由圖示所給電子移動(dòng)方向可知左邊為負(fù)極(活潑金屬)、右邊為正極(不活潑金屬),則組裝的原電池可以如下: 由所給的電極材料可知,當(dāng)銅片做電極時(shí),銅片一定是正極,則負(fù)極是活潑的金屬(失電子發(fā)生氧化反應(yīng)),反應(yīng)的現(xiàn)象是電極逐漸溶解。以Zn和Cu做電極為例,如果不用鹽橋則Zn與CuSO4反應(yīng),置換出的Cu附著在Zn表面,阻礙了Zn與CuSO4的接觸,不能提供穩(wěn)定電流。(3)根據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,可知被保護(hù)的金屬作陰極,即Zn作為陽(yáng)極。 答案:(1)C;Cl2、HClO和ClO—;取少量新制氯水和CCl4于試管中,用膠頭滴管向試管中滴加NaBr溶液,振蕩?kù)o置
40、,溶液下層呈橙色(2)(裝置圖如下);電極逐漸溶解;甲;可以避免活潑金屬如Zn和CuSO4的接觸,從而提供穩(wěn)定電流(3)Zn 命題意圖:化學(xué)實(shí)驗(yàn)、元素化合物與化學(xué)反應(yīng)原理 5.(2013·福建理綜·23)(16分) 利用化石燃料開(kāi)采、加工過(guò)程產(chǎn)生的H2S廢氣制取氫氣,既廉價(jià)又環(huán)保。 (1)工業(yè)上可用組成為K2O·M2O3·2RO2·nH2O的無(wú)機(jī)材料純化制取的氫氣 ①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,兩種元素原子的質(zhì)量數(shù)之和為27,則R的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_________ ②常溫下,不能與M單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的是_________(填序號(hào)) a.CuSO4溶液 b
41、.Fe2O3 c.濃硫酸 d.NaOH e.Na2CO3固體 (2)利用H2S廢氣制取氫氣來(lái)的方法有多種 ①高溫?zé)岱纸夥? 已知:H2S(g)==H2+1/2S2(g) ks5u 在恒溫密閉容器中,控制不同溫度進(jìn)行H2S分解實(shí)驗(yàn)。以H2S起始濃度均為c mol·L-1測(cè)定H2S的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果見(jiàn)右圖。圖中a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線,b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率。據(jù)圖計(jì)算985℃時(shí)H2S按上述反應(yīng)分解的平衡常數(shù)K=________;說(shuō)明溫度的升高,曲線b向曲線a逼近的原因:___________ ②電化學(xué)法 該法制氫過(guò)程的示
42、意圖如右。反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式,其目的是___________;反應(yīng)池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________。反應(yīng)后的溶液進(jìn)入電解池,電解總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________。 【知識(shí)點(diǎn)】物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律,元素化合物性質(zhì),化學(xué)平衡常數(shù)以及電化學(xué)反應(yīng)等知識(shí)。 【答案】 (1)① ②b、e (2)①溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短(或其他合理?xiàng)l件) ②增大反應(yīng)物接觸面積,使反應(yīng)更充分 【解析】(1)①根據(jù)可知M、R 的化合價(jià)分別是+3、+4 價(jià), 再結(jié)合二者的質(zhì)子數(shù)之和為27,可推
43、知X是Al、Y是Si,則Si 的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。 ②Al 和Fe2O3 發(fā)生鋁熱反應(yīng)的條件是高溫,也不和Na2CO3 固體反應(yīng);(2)根據(jù)圖像可知,985℃ 時(shí),H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,我們根據(jù)三段式計(jì)算出化學(xué)平衡常數(shù): 由圖可知,當(dāng)溫度升高時(shí),達(dá)到平衡的時(shí)間縮短了,也就是說(shuō)升高溫度加快了化學(xué)反應(yīng)速率;②采用氣、液逆流的方式進(jìn)行,其目的是增大了氣、液的接觸面積,增大了化學(xué)反應(yīng)速率,使反應(yīng)更容易進(jìn)行。根據(jù)反應(yīng)池的結(jié)構(gòu),可知:參加反應(yīng)的物質(zhì)是H2S和2FeCl3 ,生成物是S 單質(zhì),說(shuō)此反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),所以生成的物質(zhì)還有FeCl2,即方程式為從反應(yīng)池流出的溶液中含有Fe2+ ,經(jīng)過(guò)電解池也變回了Fe3+ ,同時(shí)還有H2 生成,故電解反應(yīng)方程式為
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