2015年全国高考化学模拟试题汇编：专题(5)化学能与电能(A卷)(含解析).doc

专题五 化学能与电能（A卷）一、选择题（每题5分，共50分）1.（2015金华十校4月联考11）乙醛酸（HOOCCHO）是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示。该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。下列说法不正确的是（ ）AN电极上的电极反应式：HOOCCOOH+2e+2H+=HOOCCHO+H2OB若有2 mol H+ 通过质子交换膜并完全参与反应，则该装置中生成的乙醛酸为1 molCM电极上的电极反应式为：2Cl2e=Cl2D乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸的化学方程式： Cl2+OHCCHO+ H2O = HOOCCHO+2HCl2.（2015安徽四校联考10）镁次氯酸盐燃料电池的工作原理如图，该电池反应为： Mg +ClO - +H2O = Mg（OH）2+ Cl-下列有关说法正确的是（ ）A.电池工作时，C溶液中的溶质是MgCl2B. 电池工作时，正极a附近的PH将不断增大C.负极反应式：ClO -2e - +H2O = Cl- + 2OH-D. b电极发生还原反应，每转移0.1mol电子，理论上生成0.1mol Cl-3.（2015北京东城区高三综合练习二9）下列说法正确的是（ ） A以铜作阴极、铁作阳极、硫酸铜为电解液可完成铁上镀铜 B水的电离是吸热过程，升高温度，水的离子积增大、减小pH C由反应,可得出C的非金属性强于Si DpH=9的醋酸钠溶液和pH=9的氨水中水的电离程度相同4.（2015清华附中理科综合能力测试四8）下列叙述中正确的是（ ）A图中正极附近溶液pH降低B图中电子由Zn流向Cu，盐桥中的Cl移向CuSO4溶液C图正极反应是O22H2O4e = 4OHD图中加入少量K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成5.（2015福州一中第三次模拟训练9）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如下图。下列有关叙述正确的是（ ）AH+从正极区通过交换膜移向负极区B负极的电极反应式为：CH3OH(l) + H2O(l)6eCO2(g) + 6H+Cd导出的是CO2D图中b、c分别是O2、甲醇6.（2015广东省肇庆市高考化学三模试卷3）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛下列说法中正确的是（）A 将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的B 阳极的电极反应式为：C+2O2-4eCO2C 在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少D 若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+”接线柱应连接Pb电极7.（2015哈尔滨市第六中学模拟考试10）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（ ）A水既是氧化剂又是溶剂 B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动 D总反应为：2Li2H2O = 2LiOHH28.（2015苏锡常镇四市高三教学调研二11）下列有关说法正确的是 A铁片镀锌时，铁片与外电源的正极相连B反应SO2(g) + 2H2S(g) 3S(s) + 2H2O(l)在常温下能自发进行，则该反应的H0C0.1molL1的CH3COOH溶液加水稀释，溶液的pH和其中水的电离程度均增大D在N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡体系中加入催化剂，N2的反应速率和转化率均增大9.（2015通扬泰淮四市三模11）下列有关说法正确的是A25时，在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2)将减小解质Li2O/Li2O2Li+电Li/Li+eB一定温度下，反应“2HI(g) H2(g)+I2(g) DH0”能自发进行，则该反应DS0C向滴有酚酞的Na2CO3溶液中滴加BaCl2溶液，红色逐渐褪去，说明BaCl2溶液显酸性D右图电池放电时的正极反应式：2Li+Li2O2+2e = 2Li2O10.（2015景德镇市高三第三次质检考试12）Fe(CN)6可将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫，自身还原为Fe(CN)6。工业上常采用如图所示的电解装置，通电电解，然后通入H2S加以处理。下列说法不正确的是（ ）A.电解时阳极反应式为Fe(CN)6-eFe(CN)6B.电解时阴极反应式为2HCO+2 eH2+2COC.当电解过程中有22.4L标准状况下的H2生成时，溶液中有32gS析出（溶解忽略不计）D.整个过程中需要不断补充K4 Fe(CN)6与KHCO3二、非选择题（共50分）11.（2015哈尔滨市第六中学模拟考试26）（15分）碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题：（1）碘是 （填颜色）固体物质，实验室常用 方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。（2）写出碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢反应的离子方程式： （3）电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。图中的序号3应为 离子交换膜（填“阳”或“阴”）；电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 。（4）教材中利用KI与空气的反应来探究反应速率与温度的关系,现有1molL的KI溶液、0.1molL的H2SO4溶液、淀粉溶液，则实验时这几种试剂的加入顺序为：KI溶液、 、 ；反应的离子方程式为 。（5）已知KII2KI3，将I2溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI3H2O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？_（填“是”或“否”），并说明理由_。为了提高加碘盐（添加KI）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是_。ANa2S2O3BAlCl3CNa2CO3DNaNO212.（14分）（2015届南京三模20）以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制取硫酸，其烧渣可用来炼铁。（1）煅烧硫铁矿时发生反应：FeS2O2Fe2O3SO2(未配平)。当产生448 L(标准状况)SO2时，消耗O2的物质的量为 。（2）Fe2O3用CO还原焙烧的过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。(图中、III、四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)已知：3Fe2O3(s)CO(g)2Fe3O4(s)CO2(g)；H1a kJmol1Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)；H2b kJmol1FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)；H3c kJmol1 反应Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)的H_kJmol1（用含a、b、c的代数式表示）。 800 时，混合气体中CO2体积分数为40%时，Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为 。 据图分析，下列说法正确的是 （填字母）。A温度低于570 时，Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeOB温度越高，Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高CFe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率（3）FeS2是Li/FeS2电池(示意图如右图)的正极活性物质。 FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200 时以等物质的量连续反应24 h后得到FeS2。写出该反应的离子方程式： 。 Li/FeS2电池的负极是金属Li，电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应为FeS24LiFe4Li2S2。该反应可认为分两步进行：第1步反应是FeS22Li2LiFeS22，则第2步正极的电极反应式为 。13. （2015通扬泰淮四市三模20）近几年来关于氮污染的治理倍受关注。（1）三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，能同时实现汽车尾气中的CO、CxHy、NOx三种成分的净化，其催化剂表面物质转化的关系如图1所示，化合物X可借助傅里叶红外光谱图（如图2所示）确定。 图1 图2在图示的转化中，被还原的元素是 ，X的化学式为 。SCR技术可使NOx与NH3的直接反应，实现无害转化。当NO与NO2的物质的量之比为4:1时，写出发生反应的化学方程式： 。（2）加入过量次氯酸钠可使废水中NH4+ 完全转化为N2，而本身被还原为NaCl。电源含CN废水气体甲NaOH溶液阴离子交换膜PtN2OH写出上述反应的离子方程式： 。若处理废水产生了0.448 L N2(标准状况)，则需消耗浓度为0.5 molL1的次氯酸钠的体积为 mL。（3）某工业废水中含有毒性较大的CN，可用电解法将其转变为N2，装置如右图所示。气体甲是 (写化学式)，电解池中生成N2的电极反应式为 。答案和解析1.【答案】B【命题立意】本题考查原电池的应用【解析】其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸，说明M极上乙二醛被氧化，故失去电子，则N极上的电极反应为HOOCCOOH+2e+2H+=HOOCCHO+H2O，A正确；2 mol H+ 通过质子交换膜，说明转移2mol电子，生成的乙醛酸为2mol，B错误；M电极上的电极反应式为：2Cl2e=Cl2，C正确；乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸的化学方程式Cl2+OHCCHO+ H2O = HOOCCHO+2HCl，D正确。2.【答案】B【命题立意】本题考查电化学知识。【解析】根据反应方程式知镁作负极而溶解，并与OH-反应刚好生成氢氧化镁沉淀，因此C溶液的溶质是盐酸盐，A错误；根据ClO -Cl- + OH-知a电极是正极，反应是ClO-+2e-+H2O=Cl- +2OH-，B正确；C错误，应该是Mg-2e- +2OH-= Mg（OH）2；b电极是负极，发生氧化反应，D错误。3.【答案】B【命题立意】本题考查基本理论。【解析】铁上镀铜应以铁作阴极、铜作阳极，含有Cu2+的溶液作电镀液，A错误；水的电离过程是吸热过程，升高温度，促进水的电离，平衡向右移动，c(H+)、c(OH-)均增大，Kw增大，pH减小，B正确；C与二氧化硅生成硅和一氧化碳只能得出高温下碳的还原性强于硅，C错误；醋酸钠促进水的电离、一水合氨抑制水的电离，D错误。4.【答案】D【命题立意】本题旨在考查原电池原理。【解析】A图中正极反应为Cu2+ + 2e- = Cu，溶液中铜离子浓度减小，水解产生的氢离子浓度减小，溶液pH增大，故A错误；B图中锌为原电池的负极，铜为原电池的逐渐，电子由Zn流向Cu，盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液，故B错误；C图中电解质溶液酸性较强，发生析氢腐蚀，正极反应是2H+ + 2e- = H2，故C错误；D图中负极反应为Fe - 2e- = Fe2+，加入少量K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成，故D正确。5.【答案】B【命题立意】本题旨在考查电化学知识的应用【解析】A原电池工作时，阳离子移向原电池的正极，故A错误； B负极甲醇失电子被氧化，电极方程式为CH3OH（l）+H2O（l）-6e-=CO2（g）+6H+，故B正确； C乙为燃料电池的正极，导入的为空气，氧气在正极被还原生成水，导出的为氮气和水蒸汽，故C错误； D图中b、c分别是甲醇、O2，故D错误 6.【答案】B；【命题立意】本题考查电化学原理；【解析】A项，将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液，则电解过程中阴极上H+放电产生H2，没有钙生成，错误；B项，阳极失电子发生氧化反应，由图示微粒流向可知，电极反应为：C+2O2-4eCO2，正确；C项，阴极上电极反应式为：2Ca2+4e2Ca，钙还原二氧化钛制取金属钛的方程式为：2Ca+TiO2 一定条件Ti+2CaO，整套装置中CaO质量不变，错误；D项，“+”接线柱应连接原电池正极，铅蓄电池正极材料为PbO2，错误；7.【答案】D【命题立意】本题旨在考查原电池原理的应用、化学电源。【解析】A金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中水是氧化剂，在电池中水还作溶剂，故A正确；B放电时正极上是水中的氢离子得电子生成氢气，故B正确；C原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时OH-向负极移动，故C错误；D锂水电池的电池反应为2Li2H2O = 2LiOHH2，故D正确。8BC【命题立意】本题考查化学基本反应原理。难度中等。【解析】A项，铁片镀锌，镀层金属锌为阳极，镀件铁为阴极，错误；B项，该反应是熵减反应，能自发，说明是放热反应，正确；C项，加水稀释，c(H)减小，pH增大，c(OH)增大，c(OH)均来自水的电离，水的电离程度增大，正确；D项，催化剂不影响平衡的移动，转化率不变，错误。9BD 【命题立意】本题考查化学基本原理。难度中等。【解析】A项，NH4Cl水解显酸性，可将Mg(OH)2溶解，生成Mg2，c(Mg2)增大，错误；B项，吸热反应若能自发，则一定是熵增反应，正确；C项，CO32 + H2OHCO3 + OH，加入Ba2后，与CO32 反应，促使平衡逆向移动，则碱性减弱，错误；D项，由图知，电子从Li流向右侧，右侧得电子，化合价降低，则应为Li2O2转化成Li2O，O由1价生成2价，正确。10.【答案】D 【命题立意】本题考查电解原理应用。【解析】阳极发生失电子的氧化反应，Fe(CN)6-eFe(CN)6，A正确；阴极发生得电子的还原反应，2HCO3+ 2e = 2CO32+ H2，B正确；涉及硫化氢转化为硫的总反应：2Fe(CN)63+ 2CO32+ H2S = 2Fe(CN)64+ 2HCO3+ S，根据H2S知22.4L标准状况下的H2生成时，溶液中有32gS析出，C正确；从方程式可见K4 Fe(CN)6与KHCO3并没有损失，只是转化了，理论上是不需要补充的，D错误。11.【答案】（1）紫黑色（1分） 升华（1分）（2）2IO3-+2H+5H2O2=I2+5O2+6H2O（2分）（3）阴（1分） I-+6OH- -6e-= IO3-+3H2O（2分） （4）淀粉溶液（1分），0.1mol/LH2SO 4溶液（1分） 4H+ +4I-+O2=2I2+2H2O（2分）（5）否（1分），KI3在受热（或潮湿）条件下产生I2和KI，KI被氧气氧化，I2易升华，使平衡逆向移动，导致碘元素损失。（1分），AC（2分），【命题立意】本题旨在考查碘及化合物的性质，氧化还原反应，离子方程式、电极方程式的书写。【解析】（1）根据碘单质的物理性质作答。碘是紫黑色固体物质，实验室常用升华方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。（2）根据题给信息知碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢反应，IO3-被还原为单质碘，则H2O2被氧化生成氧气，反应的离子方程式：2IO3-+2H+5H2O2=I2+5O2+6H2O。（3）根据题给信息知电解法制备KIO3，阳极上I-在碱性条件下失电子发生氧化反应生成IO3-，电极反应式为I-+6OH- -6e-= IO3-+3H2O，而I在阴极区，则离子交换膜应允许I通过，图中的序号3应为阴离子交换膜。（4）该实验的原理是利用KI与空气中的氧气在酸性条件下反应生成单质碘，碘遇淀粉溶液变蓝；根据颜色变化的快慢探究反应速率与温度的关系。实验时试剂的加入顺序为：KI溶液、淀粉溶液、0.1mol/LH2SO 4溶液；反应的离子方程式为4H+ +4I-+O2=2I2+2H2O。（5）KI3H2O不适合作为食盐加碘剂，理由是KI3在受热（或潮湿）条件下产生I2和KI，KI被氧气氧化，I2易升华，使平衡逆向移动，导致碘元素损失。为了提高加碘盐（添加KI）的稳定性，可加还原性比KI强Na2S2O3作稳定剂；酸性条件下KI易被空气中的氧气氧化，还可用水解呈碱性的Na2CO3作稳定剂，减少碘的损失，选AC。12【答案】（1）27.5 mol(2分)（2） (a2b6c)/3(2分) Fe2O3CO2FeOCO2(3分) ac(3分)（3） Fe2S2OSH2OFeS22HSO(2分) FeS2e2S2Fe(2分)【命题立意】本题考查化学原理综合知识。难度中等。【解析】（1）FeS2中铁元素由+2价升高到+3价，硫元素由1价升高到+4价，FeS2共升高11价，O2共降低22=4价，配平得4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2，根据“11O28SO2”知，生成20 mol SO2时，消耗O2为1120/8=27.5mol。（2）Fe3O4、FeO均为中间产物，要消去，可通过“式(1)+式(2)2+式(3)6/6”，得目标反应。由图可知，“800、CO2体积分数为40%”时，在C区，此时为FeO的稳定区域，故产物为FeO。a项，由图可知，FeO在C区稳定，对应的温度高于570，正确；b项，Fe%含量由高到低为：FeFeOFe3O4Fe2O3，对于反应II知，升高温度时，CO2%减小，即升温平衡逆向移动，FeO转化成Fe3O4，Fe%减小，所以含量不仅与T有关，还与CO气体的比例有关，错误；c项，分离CO2可使四个反应的平衡均正向移动，有利于Fe含量的增加，正确。（3）反应物为等物质的量Fe2、S2O32 、S、H2O，生成物FeS2，可写出：Fe2S2OSH2O FeS2，由原子守恒知，生成物中还有2个H、1个S、4个O，正好构成2个H和1个SO42 。(Na2S2O3为硫代硫酸钠，即硫代替了Na2SO4中的氧，可认为Na2S2O3中1个硫原子显2价，1个硫