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文档简介

1、高三模拟电化学应用题选编(二)13关于下列各装置图的叙述中,不正确的是 A中总反应为Zn + CuSO4 Cu + ZnSO4B中正极反应为2H2O + O 2 + 4e4OHC中负极反应为Zn + 2OH- 2e Zn(OH)2D中向Fe电极区滴入2滴铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀142015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池,内部用AlCl4和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如下图所示。下列说法不正确的是A放电时,铝为负极、石墨为正极B放电时,有机阳离子向铝电极方向移动C放电时的负极反应为:Al3e- +7AlCl4= 4Al2Cl7D充电

2、时的阳极反应为:Cn + AlCl4 e-=CnAlCl415关于下列装置的说法正确的是 A装置中盐桥内的K+移向CuSO4溶液 B装置将电能转变为化学能C若装置用于铁棒镀铜,则N极为铁棒 D若装置用于电解精炼铜,溶液中的Cu2+浓度保持不变 、16下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图,下列说法不正确的是A该装置将化学能转化为电能B催化剂b表面O2发生还原反应,其附近酸性增强C催化剂a表面的反应是:SO22H2O2e- SO42-4H+D若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为8: 1517铅蓄电池是最常见的二次电池,其构造示意图如下。发

3、生反应的化学方程式为: Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) + 2H2O(l)下列说法不正确的是A放电时,正极反应为:PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) +2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)B充电时,应将外接直流电源的正极与铅蓄电池的接线柱A相接C实验室用铅蓄电池做电源精炼粗铜时,应将粗铜与接线柱B相连接D铅蓄电池做电源电解Na2SO4溶液时,当有2 mol O2产生时, 消耗8 mol H2SO418有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是图 碱性锌锰电池图 铅-硫酸蓄电池图 电解精炼铜图 银锌纽扣电池A图所

4、示电池中,MnO2的作用是催化剂B图II所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大C图III所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D图IV所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中还原为Ag19下列与金属腐蚀有关的说法正确的是Fe海水图1ZnCuCuZn合金NM图2稀盐酸稀盐酸PtZn图3图4ZnMnO2NH4Cl糊状物碳棒A、图1中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重;B、图2中,一段时间后会出现白色沉淀-灰绿色沉淀-红褐色沉淀的现象;C、图3中,金属发生电化腐蚀D、图4中,二氧化锰的作用是将正极附近生成的氢气氧化成水 20图的目的是精炼铜,图的目的是保护钢闸门。下列说法不正确

5、的是图 图A图中a为纯铜B图中SO42向b极移动 C图中如果a、b间连接电源,则a连接负极D图中如果a、b间用导线连接,则X可以是铜21.如图所示的钢铁腐蚀中,下列说法正确的是 A碳表面发生氧化反应 B钢铁被腐蚀的最终产物为FeO C生活中钢铁制品的腐蚀以图所示为主 D图中,正极反应式为O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-22GNaCl溶液abO2N2FeZn盐桥eA根据右图,下列判断正确的是A电子从Zn极流出,流入Fe极,经盐桥回到Zn极 B烧杯b中发生的电极反应为Zn2eZn2+C烧杯a中发生反应O2+4H+ +4e2H2O,溶液pH降低D向烧杯a中加入少量K3Fe(CN)6溶液,

6、有蓝色沉淀生成 23. 综合下图判断,下列叙述不正确的是A. 、的反应原理均是Zn + Cu2+ = Zn2+ + CuB. 、中均有电子转移,均是把化学能转化为电能利用C. 随着反应的进行,、中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅D. 取a中溶液,加足量Ba(NO3)2溶液,过滤后向滤液中加AgNO3溶液,有沉淀产生24. 铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如下。下列说法不正确的是A因铁的金属性比铜强,所以铁铆钉被氧化而腐蚀 B若水膜中溶解了SO2,则铁铆钉腐蚀的速率变小C铜极上的反应是2H+ + 2e- = H2,O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O

7、 D. 在金属表面涂一层油脂,能防止铁铆钉被腐蚀十三,2015北京二模朝阳十四,2015海淀二模27(14分)某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂(LiCoO2)的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的,可以再生利用。某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴。(1)25时,用图1所示装置进行电解,有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出,且两极均有气泡产生,一段时间后正极粉与铝箔剥离。- +涂覆正极粉的铝箔稀硫酸直流电源石墨图1 图2 阴极的电极反应式为:LiCoO2 + 4H+ + e- = Li+ + Co2+ + 2H2O 、 。 阳极的电极反应式为 。 该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大

8、影响,一定条件下,测得其变化曲线如图2所示。当c(H2SO4) > 0.4 mol·L-1时,钴的浸出率下降,其原因可能为 。(2)电解完成后得到含Co2+的浸出液,且有少量正极粉沉积在电解槽底部。用以下步骤继续回收钴。写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式 。该步骤一般在80以下进行,温度不能太高的原因是 。已知(NH4)2C2O4溶液呈弱酸性,下列关系中正确的是 (填字母序号)。a. c (NH4+)> c(C2O42-)>c (H+)>c (OH-)b. c (H+) +c (NH4+) =c (OH-) + c(HC2O4-)+c(C2O42-)

9、 c. c (NH4+)+ c (NH3H2O ) = 2c(C2O42-) + c(HC2O4-) + c(H2C2O4)(3)已知所用锂离子电池的正极材料为x g,其中LiCoO2(M = 98 g·mol-1)的质量分数为a%,则回收后得到CoC2O42H2O (M = 183 g·mol-1)的质量不高于 g。十五,2015东城二模26(14分)氨在国防、工农业等领域发挥着重要作用。(1)工业以甲烷为原料生产氨气的过程如下:过程中,有关化学反应的能量变化如下图所示反应为 反应(填“吸热”或“放热”),CH4 (g)与H2 O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化

10、学方程式是 。( ) ( ) ( ) ( ) (2)CO可降低过程所用催化剂的催化效率,常用乙酸二氨合铜()溶液吸收,其反应原理为:,所得溶液经处理的又可再生,恢复其吸收CO能力,再生的适宜条件是 。(选填字母)。 a高温、高压 b高温、低压 c低温、低压 d低温、高压下表是过程中,反应物的量相同时,不同条件下平衡体系中氨的体积分数.根据表中数据,得出的结论是 。.恒温时,将N2和H2的混合气体充入2L密闭容器中,10分钟后反应达到平衡时n (N2)= 0.1mol,n (H2)= 0.3mol。下列图象能正确表示该过程中相关量的变化的是 。(选填字母)。 十六,2016海淀16.(11分)研

11、究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。(1)高湿条件下,写出大气中SO2转化为HSO3-的方程式:。(2)土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42-,两步反应的能量变化示意图如下:1mol H2S(g)全部氧化成SO42-(aq)的热化学方程式为。(3)二氧化硫空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动,其装置示意图如下:质子的流动方向为(“从A到B”或“从B到A”)。负极的电极反应式为。(4)燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。SO2烟气脱除的一种工业流程如下:用纯碱溶液吸收SO2将其转化为HSO3-,反应的离子方程式是。 若石

12、灰乳过量,将其产物再排回吸收池,其中可用于吸收SO2的物质的化学式是。十七,2015丰台27(14分)含氮化合物是重要的化工原料。存在如下转化关系: HNO3NONO2NH3NH3 H2ONaHCO3Na2CO3(1)工业上常用浓氨水检验氯气管道是否泄漏。氨气溶于水的过程中存在的平衡有(用离子方程式表示)。向固体氧化钙中滴加浓氨水,可用于实验室制取少量氨气,简述原理。(2)转化中发生的系列反应,在工业上可以用来制备硝酸,写出中反应的化学方程式为。 (3)现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱。转化中部分反应如下:NH3+CO2+H2O NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl(饱和)

13、 NaHCO3+NH4Cl。 转化中有NaHCO3沉淀析出的原因是       。欲测定某工业纯碱样品中Na2CO3的质量分数,某同学设计方案如下:准确称取10.00g样品,加入过量的盐酸,充分反应,蒸干、冷却后称量。反复加热、冷却、称量,直至所称量的固体质量几乎不变为止,此时所得固体的质量为10.99g。样品中碳酸钠的质量分数为       。N2外电路电极b排放气燃料气空气或氧气电极a电极b固体氧化物(4)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2一)燃料电池,具有全固态结构、能

14、量效率高、无污染等特点。工作原理如图所示:固体氧化物作为电池工作的电解质,O2一移向(填字母)。A电极a B电极b该电池工作时, 电极a上发生的电极反应为。十八,2014海淀26(14分)钠硫电池作为一种新型储能电池,其应用逐渐得到重视和发展。(1)Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分,需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示:Al(NO3)3样品称量溶解Al(NO3)3待测液v mL过量试剂a操作b固体溶液操作cAl2O3固体m g称量加入试剂a后发生反应的离子方程式为 。 操作b为 ,操作c为 。Al(NO3)3待测液中,c (Al3+)

15、= mol·L-1(用m、v表示)。(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如下图所示:根据下表数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 范围内(填字母序号)。物质NaSAl2O3熔点/97.81152050沸点/892444.62980a.100以下 b.100300 c. 300350 d. 3502050放电时,电极A为 极。放电时,内电路中Na+的移动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。电时,总反应为Na2Sx = 2Na + xS(3<x<5),则阳极的电极

16、反应式为 。十九,2014西城26. 氨是重要的化工产品和化工原料。(1)氨的电子式是 。(2)已知:合成氨的热化学方程式是_。降低温度,该反应的化学平衡常数K (填“增大”、“减小或“不变”)。(3)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图l所示。(4)用氨合成尿素的反应为。工业生产时,原料气带有水蒸气。图2表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。曲线I、II、III对应的水碳比最大的是 。测得B点氨的转化率为40070,则x1 。二十,2014海淀27(14分)SO2、NO是大气污染物。吸收SO2 和NO,获得

17、Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):(1)装置中生成HSO3的离子方程式为 。(2)含硫各微粒(H2SO3、HSO3和SO32)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系如右图所示。下列说法正确的是 (填字母序号)。apH=8时,溶液中c(HSO3) < c(SO32) bpH=7时,溶液中c(Na+) =c(HSO3)+c(SO32) c为获得尽可能纯的NaHSO3,可将溶液的pH控制在45左右向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的

18、原因: 。(3)装置中,酸性条件下,NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3、NO2,写出生成NO3的离子方程式 。(4)装置的作用之一是再生Ce4+,其原理如下图所示。 生成Ce4+的电极反应式为 。 生成Ce4+从电解槽的 (填字母序号)口流出。(5)已知进入装置的溶液中,NO2的浓度为a g·L-1,要使1 m3该溶液中的NO2完全转化为NH4NO3,需至少向装置中通入标准状况下的O2 L。(用含a代数式表示,计算结果保留整数)二十一,2014石景山27. (14分)氮氧化合物是大气污染的重要因素。(1)汽车排放的尾气中含NO,生成NO的反应的化学方程式为 。(2)采取还原法,用炭

19、粉可将氮氧化物还原。 已知: N2(g)O2(g)=2NO(g) H180.6 kJ·mol1 C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJ·mol1 则反应 C(s)2NO(g)=CO2(g)N2(g) H_kJ·mol1。(3)将NO2变成无害的N2要找到适合的物质G与适当的反应条件,G应为 (填写“氧化剂”或“还原剂”)。下式中X必须为无污染的物质,系数n可以为0。 NO2 + G N2 + H2O + nX (未配平的反应式)。 下列化合物中,满足上述反应式中的G是 (填写字母)。aNH3bCO2cSO2dCH3CH2OH(4)治理水中硝酸盐污染的

20、方法是: 催化反硝化法中,用H2将NO还原为N2,一段时间后, 溶液的碱性明显增强。则反应的离子方程式为: 。在酸性条件下,电化学降解NO的原理如下图,电源正极为: (选填“A”或“B”),阴极反应式为: 。二十二,2014朝阳26. (12分)综合利用CO2对环境保护及能源开发意义重大。(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是_。a . 可在碱性氧化物中寻找 b. 可在A、A族元素形成的氧化物中寻找 c. 可在具有强氧化性的物质中寻找 (2)Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是:在5

21、00,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是_。(3)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。 反应A: 已知: 反应是_反应(填“吸热”或“放热”),其原因是 。 反应A的热化学方程式是_。(4)高温电解技术能高效实现(3)中反应A,工作原理示意图如下: 电极b发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 CO2在电极a放电的反应式是_。(5)CO与H2在高温下合成C5H12(汽油的一种成分)减少碳排放。已知燃烧1 mol C5H12(g)生成H2O(g)放出约3 540 kJ的热量。根

22、据化学平衡原理,说明提高合成C5H12的产率可采取的措施是_。二十三, 2014海淀27.(14分)对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。(1)含氰废水中的CN有剧毒。CN中C元素显+2价, N元素显-3价,用原子结构解释N元素显负价的原因是 ,共用电子对偏向N原子,N元素显负价。在微生物的作用下,CN能够被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,该反应的离子方程式为 。(2)含乙酸钠和对氯酚()的废水可以利用微生物电池除去,其原理如下图所示。质子交换膜A极B极微生物膜CH3COO-HCO3-H+Cl-和B是电池的 极(填“正”或“负”);A极的电极反应式为 。浓HA溶

23、液(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液,同时得到乳酸的原理如下图所示(图中“HA”表示乳酸分子,A- 表示乳酸根离子)。浓缩室惰性电极惰性电极阳离子交换膜阴离子交换膜稀HA溶液0.1molL-1H2SO4溶液垃圾发酵液(含A-离子) 阳极的电极反应式为 。 简述浓缩室中得到浓乳酸的原理: 。 电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6-8,此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。400mL 10 gL-1乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为145 gL-1(溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为 L。(乳酸的摩尔质量为90 g mol-1)二十四,2014西城26(13分)

24、海水是巨大的化学资源宝库。从海水中可以提取氯、溴、碘等卤族元素。(1)Cl2的电子式是 。(2)已知:X2 (g)+H2(g)2HX(g) (X2表示Cl2、Br2和I2)。 右图表示平衡常数K与温度t的关系。H 表示X2与H2反应的焓变,H 0。(填“”、“”或“”) 曲线a表示的是 (填“Cl2”、“Br2”或“I2”)与H2反应时K与t的关系。海水淡化具有广泛的应用前景,淡化前需对海水进行预处理。(1)通常用明矾K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O作混凝剂,降低浊度。明矾水解的离子方程式是 。(2)用下图所示NaClO的发生装置对海水进行消毒和灭藻处理。 装置中

25、由NaCl转化为NaClO的化学方程式是 。 海水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3等杂质离子,处理过程中装置的阴极易产生水垢,其主要成分是Mg(OH)2和CaCO3。生成CaCO3的离子方程式是 。 若每隔5-10 min倒换一次电极电性,可有效地解决阴极的结垢问题。试用电极反应式并结合必要的文字进行解释 。参考答案13D 14B 15A 16D 17B 18D 19C 20D 21D 22B 23B 24B十三,2014朝阳26.(12分)500(1)ab700(2)CO2 + Li4SiO4 Li2CO3 + Li2SiO3(3) 吸热 反应物总能量低于生成物总能量(或H0) CO2(g

26、) + H2O(g) =CO(g) + H2(g) +O2(g) H = +524.8 kJ·mol-1(4) 氧化 CO2 + 2e- = CO+O2-(5)增大压强或及时将生成的C5H12分离出去或降低温度 十四,2015海淀二模27(14分)(1) 2H+ +2e- = H2 4OH- - 4e- = O2+ 2H2O (或2H2O- 4e- = O2+ 4H+) H+与LiCoO2在阴极的还原反应相互竞争,当c(H+)增大时,参与放电的H+增多(或有利于H+放电),所以钴的浸出率下降 (2) 2LiCoO2 + H2O2 + 3H2SO4 = Li2SO4 + 2CoSO4

27、+ O2 + 4H2O 防止H2O2剧烈分解(或2H2O2 2H2OO2) a c (3)十五,2015东城二模十六,2016海淀16(共11分;除特殊标注外,每空2分)(1)SO2 + H2O H2SO3;H2SO3 H+ + HSO3- (每个方程式1分,共2分)(2)H2S(g) + 2O2(g) = SO42-(aq) + 2H+(aq) H = 806.39 kJ·mol1(方程式1分,包括物质化学式和状态;焓变1分,包括与系数对应的数值和单位)(3)从A到B (1分) SO2 2e- + 2H2O = SO42- + 4H+(4) H2O + 2SO2 + CO32- =

28、 2HSO3- + CO2 NaOH 多写Ca(OH)2不扣分十七,2015丰台二模27(14分)(1) NH3+ H2O NH3 H2O NH4+OH(2分)氧化钙与水反应放热,生成氢氧化钙溶于水增大了OH离子浓度,氨水中的离子平衡向左移动,使氨气挥发出来(2分)催化剂4NH3+5O 24NO+6H2O(2分)(2) (3) 混合液中NaHCO3的溶解度最小,溶液达过饱和时会有NaHCO3晶体析出(2分)95.4%(2分)(4) A(2分)2NH3+3O 2- 6eN2+ 3H2O(2分)十八,2014海淀26.(14分)(1)Al3+ + 3NH3·H2O =Al(OH)3 + 3NH4+ 过滤洗涤(1分) 灼烧(或加热)冷却(1分) 1000m/51v(2)c 负 从A到B Sx2- - 2e- = xS十九,2014西城(1);(2);增大(3)(4)III,3二十,2014海淀27.(14分)(1)SO2 + OH= HSO3(2)a、cHSO3 在溶液中存在电离平衡:HSO3SO32+H+,加入CaCl2溶液后,Ca2+SO32= CaSO3使电离平衡右移,c(H+)增大。(3)NO

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