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1、2013北京市高三化学二轮复习优秀试题聚焦6题组一(源于北京海淀区电化学一轮复习)2013考纲解读原电池和电解池原理及应用一、考点归纳:从高考试题看,考查的知识点主要是:原电池、电解池、电镀池的电极名称、电子流向及电极反应式;根据原电池、电解池的电极变化判断金属活泼性强弱;根据电解时电极变化判断电极材料或电解质种类;新型电池的电极反应及应用;有关电解产物的判断和计算。从题型看主要是选择题和填空题,其题型包括五判断、二写、一比较和三解释。五判断是判断工作原理题型、判断电极、判断电子流向、判断电极上析出的产物、判断电极附近或整个溶液的酸碱性;二写是书写电极反应式和总反应方程式;一比较是利用电化学知
2、识比较金属的活动性;三解释是利用电化学知识解释电化学腐蚀、电化学防护和某些反应速率加快的原因。高考中对于电化学知识的几个考题类型:1比较金属活动性强弱 2分析比较金属腐蚀的快慢 3电极判断及产物的计算4溶液pH变化,浓度变化及其计算 5实验设计 6综合应用【考题体验】1. 右图装置中,U型管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是:Da试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀2. Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和
3、碳,电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。请回答下列问题:(1)电池的负极材料为,发生的电极反应为;(2)电池正极发生的电极反应为;(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是,反应的化学方程式为;(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是。3. 市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应
4、为: Li+2Li下列说法不正确的是A放电时,负极的电极反应式:Li-e=Li B充电时,Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质 D放电过程中Li向负极移动 4. X、Y、Z、M代表四种金属元素,金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时,X溶解,Z极上有氢气放出;若电解Y2和Z2共存的溶液时,Y先析出;又知M2的氧化性强于Y2。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>M C.M>Z>X>YD.X>Z>M>Y 5.如图所示,X、Y分别是直流电源的两极,通
5、电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无味的气体放出。符合这一情况的是( ) a极板 b极板 X电极 Z溶液A. Zn C 负极 CuSO4B. C C 负极 NaOHC. Ag Fe 正极 AgNO3D. Cu C 负极 CuCl27.CuI是一种不溶于水的白色固体,它可由反应:2Cu2+4I2CuII2而得到. 现以石墨为阴极,以Cu为阳极电解KI溶液,通电前电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液. 电解开始不久阴极区溶液呈红色,而阳极区溶液呈蓝色,对这个现象正确的解释是()阴极电极反应2HeH2使c(OH)>c(H) 阳极2Cu4I4e2CuI2I2;I2遇淀粉变蓝阳
6、极Cu2eCu2+,Cu2+显蓝色 阳极2I2eI2,I2遇淀粉变蓝A. B. C. D. 12.下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:电源的N端为极;电极b上发生的电极反应为;列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积:;电极c的质量变化是g;电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:甲溶液;乙溶液;丙溶液;(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继
7、续进行,为什么?13.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH3Zn2K2FeO48H2O,下列叙述不正确的是()A放电时负极反应为:Zn2e2OHZn(OH)2B充电时阳极反应为:Fe(OH)33e5OHFeO424H2OC放电时每转移3mol电子,正极有1mol K2FeO4被氧化 D放电时正极附近溶液的碱性增强16.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的是 &
8、#160;( )A. 在熔融电解质中,O2-由负极移向正极 B. 电池的总反应是:2C4H1013O2= 8CO210H2OC. 通入空气的一极是正极,电极反应为:O24e-2O2-D. 通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H1026e-13O2-4CO25H2O17.A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:阳离子Na+、K+、Cu2+阴离子SO42 、OH下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了16g。常温下各
9、烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如上。据此回答下列问题:(1)M为电源的极(填写“正”或“负”)电极b上发生的电极反应为;(2)计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积:;(3)写出乙烧杯的电解池反应(4)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?(5)若经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了16g,要使丙恢复到原来的状态,操作是。18.已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(杂质与酸不反应)。某化学兴趣小组在实验室条件下以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯,并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。步骤一:电解精制:电解时,
10、粗铜应与电源的 _极相连,阴极上的电极反应式为。电解过程中,硫酸铜的浓度会(选填:变大、不变、变小)。步骤二:电解完成后,该小组同学按以下流程对电解液进行处理:硝酸银溶液残渣 进一步探究所含金的性质回收铜 并测定铁的含量滤液阳极泥电解液过滤洗涤/用稀硝酸处理/过滤(1)阳极泥的综合利用:稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请你写出该步反应的离子方程式:。残渣含有极少量的黄金。为了回收金,他们查阅了有关资料(见下表):序号反应化学平衡常数1Au + 6HNO3(浓) Au(NO3)3 + 3NO2+ 3H2O<< 12Au3+ + 4Cl- = AuCl4->>1从资料中可
11、知,金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与盐酸按体积比13的混合物),请你从化学平衡移动的角度简要解释金能够溶于王水的原因。(2)滤液含量的测定:以下是该小组探究滤液的一个实验流程:则100mL滤液中Cu2+ 的浓度为mol·L-1 ,Fe2+的浓度为mol·L-120.如图,E为沾有Na2SO4溶液的滤纸,并加入几滴酚酞。A,B分别为Pt片,压在滤纸两端,R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni的电极材料,它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计,K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液,K打开,接通电源一段时间后,C、
12、D中有气体产生。(1)R为_(填“正”或“负”)极。(2)A附近溶液的现象是_,B附近发生的电极反应式为_。(3)滤纸上的紫色点向哪方移动_(填A或B)。(4)当C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,C中的电极为_(填“正”或“负”)极,电极反应式为_。22. 下图A为直流电源,B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸,C为电镀槽。接通电路后发现B上的c点显红色。为实现铁上镀锌,接通K后,使c、d两点短路。下列叙述正确的是( )Aa为直流电源的负极Bc点发生的反应为2H2eH2Cf电极为锌板De极发生还原反应23.如图所示装置中,A、B都是惰性
13、电极,通电一段时间后,B极附近溶液呈红色。下列说法正确的是( ) AX是正极,Y是负极 BX是负极,Y是正极C硫酸铜溶液的pH逐渐减小 D硫酸铜溶液的pH保持不变 24. 如下图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:(1)B极是电源的,一段时间后,甲中溶液颜色,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明,在电场作用下向Y极移动。(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为。(3)现用丙装置给铜件镀银,
14、则H应该是(填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为,甲中溶液的pH(填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是。25.实验题:【】以下是有关SO2、Cl2的性质实验。(1)某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去),分别研究SO2和Cl2的性质。若从左端分别通入SO2和Cl2,装置A中观察到的现象是否相同?(填“相同”或“不相同”);若装置D中装的是V2O5(催化剂),通入SO2时,打开K通入适量O2的化学反应方程式为。SO2通入B中,溶液
15、颜色退去,则该反应的离子方程式为。(2) 某同学将足量的SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管,未见沉淀生成,若向该试管中加入足量(填字母),仍然无法观察到沉淀产生。A氨水B稀盐酸C硝酸钾溶液D硫化钠溶液(3)若由元素S和O组成2价酸根离子X,X中S和O的质量比为43;当Cl2与含X的溶液完全反应后,得澄清溶液,取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式。 (4)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸,装置如右图,含有某种催化剂,电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。通入SO2的电极为_极,其电极反应式为 ;电池的总
16、反应式26. 对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法:碱洗的目的是出去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时候常有气泡冒出,原因是 (用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的。a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为_。取少量废电解液,加入NaHCO3 溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是。(3)利用右装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应该置于
17、 处。若X为锌,开光K置于M处,该电化学防护法称为。1.B 2. 3. 4.A 5.A 6.C 7.A8.答案:(1)D(2)由"为使氯气完全被吸收"应在电解槽下部产生氯气,故a极为负极,b极为正极。(3)由方程式:Cl2 + 2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O有效成分为:NaClO(4)2Cl- + H2O=2 OH- + H2 + Cl2Cl2 + 2OH-= Cl- + ClO- + H2O(5)由于整个过程氯气完全被吸收,氯化钠、水为原料,所以H2、 NaClO与NaClO3为产物;其中H2为还原产物,和为氧化产物,由:1mol Cl1mol C
18、lO-失电子2 mol,1mol Cl1mol ClO3-失电子6 mol,若设NaClO为5 mol则NaClO3为1mol,氧化产物为6mol,共失电子:5 mol×2 + 6 mol = 16mol,而生成1mol H2需转移电子2mol,则:n(H2)= 16mol2 = 8 mol,故氧化产物与还原产物的物质的量之比是: 6:8=3:49. 答案:(1)Zn(或锌) 正极 (2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b (3)2H+2e-H2 ,87g10.答案:B 11.A12. (2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?答案:(1)正极4O
19、H-4e=2H2O + O2。2.8L16g甲增大,因为相当于电解水;乙减小,OH放电, H增多。丙不变,相当于电解水。(2)可以 因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应解析:(1)乙中C电极质量增加,则c处发生的反应为:Cu2+2e=Cu,即C处为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极。丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有,100×10%=(100-x)×10.47%,得x=4.5g,故为0.25mol。由方程式2H2+O22H2O可知,生成2molH2O,转移4mol电子,所以整个反
20、应中转化0.5mol电子,而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH放电,即4OH-4e=2H2O + O2。转移0.5mol电子,则生成O2为0.5/4=0.125mol,标况下的体积为0.125×22.4=2.8L。Cu2+2e=Cu,转移0.5mol电子,则生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。甲中相当于电解水,故NaOH的浓度增大,pH变大。乙中阴极为Cu2放电,阳极为OH放电,所以H增多,故pH减小。丙中为电解水,对于K2SO4而言,其pH几乎不变。(2)铜全部析出,可以继续电解H2
21、SO4,有电解液即可电解。13.14. 答案:BD15. 答案:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O正极:O22CO2 +4e-=2CO32-,负极:2C4H10+26CO32-52e-=34CO2+10H2OCO2 从负极反应产物中来16. 答案:BC17. 答案:(1) 负(1分); 4OH4e=2H2O + O2(2分)(2)56 L (2分)(3)2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4(2分)(4)能,因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应变为电解水的反应 (5)向丙烧杯中加45g水18. 答案:步骤一:正Cu2+ + 2e-
22、 = Cu 变小 步骤二:(1)3Ag + 4H+ +NO3- = 3Ag+ + NO+ 2H2O王水中的Cl-与Au3+反应,降低了Au3+的浓度,使平衡向正反应方向移动,Au不断溶解(2) 0.5 0.1 19. 答案:减小 33.3% A D N2 + 6H+ + 6e- = 2NH3大于 +1530.0 NH+ D2O NH3·HDO + D+20.答案:(1)负(2)溶液变红 4OH 4e = 2H2O + O2(3)B (4)负2H2+4OH4e=4H2O22.答案:B 23.答案:AC24.答案:(1)负极 逐渐变浅 氢氧化铁胶体粒子带正电荷 (2)1222 (3)镀件
23、 AgNO3 5.4g 变小(4)Fe + Cu2+ Cu + Fe2+ 25.答案: (1) 相同 2SO2 + O22SO3SO2 + I2 + 2H2O = 4H+ 2I+ SO42NaOH(其他合理答案也可)(2) B (3) 4Cl2 + S2O32+ 5H2O = 2SO42+ 8Cl+ 10H(4) 负 SO2 2e+ 2H2O = 4H+ SO42 2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4题组二(1)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之
24、下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是A.液滴中的Cl由a区向b区迁移B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O22H2O4e=4OHC.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2由a区向b区迁移,与b区的OH形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为:Cu2e=Cu2(2)研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl,下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )A.正极反应
25、式:AgCle=AgClB.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C.Na不断向“水”电池的负极移动D. AgCl是还原产物(3)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示:溶液A的溶质是;电解饱和食盐水的离子方程式是;电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用;电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2、Mg2、NH4、SO42c(SO42)c(Ca2)。精致流程如下(淡盐水和溶液A来电解池):1盐泥a除泥沙外,还含有的物质是。2过程中将NH4+转化为N2的离子方程式是。3BaSO4的溶解度比BaCO3的小,过程中除去的离子有4经过程处理,要求
26、盐水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5mg ·L1,若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg ·L1,则处理10m3盐水b ,至多添加10% Na2SO3溶液 kg(溶液体积变化忽略不计)。(4)常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如右图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),根据下图中信息回答下列问题。1原混合溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度分别为、。2t2时所得溶液的pH=。答案:(1)解析:液滴边缘O2多,在碳粒上发生正极反应O22H2O4e=4OH。液滴下的Fe发生负极反应,Fe2e=Fe
27、2,为腐蚀区(a)。A错误。Cl由b区向a区迁移;B正确;C错误。液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀;D错误。Cu更稳定,作正极,反应为O22H2O4e=4OH。答案:B(2)B (3)(1)NaOH(2)2Cl2H2O2OHH2Cl2(3)氯气与水反应:Cl2H2OHClHClO,增大HCl的浓度可使平衡逆向移动,减少氯气在水中的溶解,有利于氯气的溢出。(4)Mg(OH)22NH43Cl28OH=8H2O6ClN2 SO42、Ca2 1.76(4)1c(NaCl)=0.1mol·L1 c(CuSO4)=0.1mol·L121题组三(源于2012年高考化学试题汇编:电化学)
28、3.2012·海南化学卷3下列各组中,每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是A. HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2B. NaOH、CuSO4、 H2SO4C. NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2D. NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)24.2012·海南化学卷10下列叙述错误的是A生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱 B用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈 C在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液D铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀5. 2012·安徽理综化学卷11某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,
29、断开K1,闭合K2,发现电流发A指针偏转。下列有关描述正确的是A断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H2ClH2Cl2B断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红C断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:Cl22e=2ClD断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极6. 2012·福建理综化学卷9将下图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是ACu电极上发生还原反应B电子沿ZnabCu路径流动C片刻后甲池中c(SO42)增大D片刻后可观察到滤纸b点变红色9. 2012·山东理综化学卷8下列与含氯化合物有关的说法正确的是AHClO是弱酸,所以NaClO是弱电解质B向沸水
30、中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,可制得Fe(OH)3胶体C HCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电,所以HCl和NaCl均是离子化合物D电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况),理论上需要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数)11.2012·四川11一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH4e+H2O=CH3COOH+4H。下列有关说法正确的是A.检测时,电解质溶液中的H向负极移动B.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为:CH3CHO+O2=CH3COOH+H2O D.正极上发生的反应是:O2+
31、4e+2H2O=4OH12. 2012·全国大纲理综化学卷11 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 ,相连时,外电路电流从流向 ;相连时,为正极,相连时,有气泡逸出 ; 相连时, 的质量减少 ,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是A B C D 13.2012·江苏20(14分)铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl (g)3CO(g) H=a kJ·mol13AlCl(g)=2Al(l)A
32、lCl3(g) H=b kJ·mol1反应Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)的H= _ kJ·mol1(用含a、b的代数式表示)。Al4C3是反应过程的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式_。(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物Y(17MgH212Al)在一定条件下释放出氢气。熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是 _
33、。在6.0mol·L1HCl溶液中,混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为_。 (3)铝电池性能优越,Al-AgO电池可用作水下动力电源,其原理如右下图所示。该电池反应的化学方程式为:_14.2012·海南化学卷13(8分) 氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题: (1)氮元素原子的L层电子数为;(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为; (3)肼可作为火箭发动机的燃料,N2H4与氧化剂反应生成N2和水蒸气。已知:N2(g)+2O
34、2(g)= N2O4 (1);H1= -195kJ·mol-1 N2H4 (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O ;H2= -534.2kJ·mol-1写出肼和N2O4 反应的热化学方程式;(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为。15. 2012·海南化学卷16 (9分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。回答下列问题:(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为 、。(2)闭合K开关后
35、,a、b电极上均有气体产生其中b电极上得到的是,电解氯化钠溶液的总反应方程式为;(3)若每个电池甲烷通过量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为(法拉第常数F=9.65×l04C· mol-1列式计算),最多能产生的氯气体积为L(标准状况)。16.2012·福建24(1)电镀是,镀件与电源的_ 极连接。(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。若用铜盐进行化学镀铜,应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如右图所示。该镀铜过程中,镀液pH控制在12.5左右。据图中信息,给出使
36、反应停止的方法:_ (3)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下:步骤(i)中Cu2(OH)2CO3发生反应的化学方程式为_ 。步骤(ii)所加试剂起调节pH作用的离子是 _ (填离子符号)。在步骤(iii)发生的反应中,1molMnO2转移2个mol电子,该反应的离子方程式为_。步骤(iv)除去杂质的化学方程式可表示为过滤后母液的pH=2.0,c(Fe3)=a mol·L1,c(NH4)=b mol·L1,c(SO42)=d mol·L1,该反应的平衡常数K= _ (用含a、b、d的代数式表示)。17.(14分)尿素 CO(NH2)2 是首个由无机物人工合成的有机物。
37、工业上尿CO2和NH3,在一定条件下合成,其反应方程式为。当氨碳比 =4,CO2的转化率随时间的变化关系如题29图1所示02040603060时间/minCO2的转化率/%ABA点的逆反应速率v逆(CO2)点的正反应速率为v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)NH3的平衡转化率为。人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图29图2电源的负极为(填“A”或“B”)阳极室中发生的反应依次为、。电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将;若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素为g(忽略气体的溶解)18.2012·广东3116分)碘在科研与生活中有重
38、要应用。某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。已知:S2O82- +2I- = 2SO42- + I2 (慢) I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- (快)(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的_耗尽后,溶液颜色将由无色变成为蓝色。为确保能观察到蓝色, S2O32- 与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O32-):n(S2O82-)_。(2)为探讨反应物
39、浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:实验序号体 积 V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0表中Vx=_mL,理由是_。(1)已知某条件下,浓度c(S2O82-)反应时间t的变化曲线如图13,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82-)t的变化曲线示意图(进行相应地标注)(2)碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为:2Li(s)+I2(s)=2LiI ;H已知:4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s);H14L
40、iI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s);H2则电池反应的H=_;碘电极作为该电池的_极。19. 2012·山东理综化学卷28(12分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:黄铜矿冰铜(mCu2SnFeS)气体A泡铜(Cu2O、Cu)熔渣BAl高温粗铜精铜电解精炼石英砂石英砂空气空气焙烧焙烧(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓H2SO4b稀HNO3 cNaOH溶液d氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在 _(填离子符号),检验溶液中还存在Fe2的方法是_ (注明试剂、现象)。
41、(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为 _ (4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是 。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极,发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动 d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(5)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为_ 20. 2012·天津卷7(14分)X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。请回答下
42、列问题: Y在元素周期表中的位置为_。 上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_(写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是_(写化学式)。 Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有_(写出其中两种物质的化学式)。 X2M的燃烧热H a kJ·mol1 ,写出X2M燃烧反应的热化学方程式:_。 ZX的电子式为_;ZX与水反应放出气体的化学方程式为_。 熔融状态下,Z的单质和FeG2能组成可充电电池(装置示意图如下),反应原理为:2Z + FeG2 Fe + 2ZG 放电时,电池的正极反应式为_:充电时,_(写物质名称)电极接电源的负极;该电池的电解质为_。21 .
43、2012·新课程理综化学卷26(铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可利用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40 mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值: (列出计算过程)(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)n(Cl) = 12.1
44、,则该样品中FeCl3的物质的量分数为_。在实验室中,FeCl2可用铁粉和_反应制备,FeCl3可用铁粉_ 反应制备;(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为_ (4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 _;与MnO2Zn电池类似,K2FeO4Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料 ,其电极反应式为_,该电池总反应的离子方程式为 _ 。2012年高考化学试题汇编:电化学答案3.C 【解析】电解时只生成氢气和氧气,则电解质所含的阳离子在金
45、属活动性顺序表中铜之前,阴离子不能是简单离子;电解HCl的方程式为:2HClCl2 + H2,A选项错;电解CuSO4溶液的方程式为:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2,B选项错;电解NaBr的方程式为:2NaBr+2H2O2NaOH+H2+Br2,D选项错。4.C 【解析】生铁中含有碳,构成原电池加快了腐蚀速率,故A选项正确;用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈,是因为构成的原电池中Fe作负极,加快了腐蚀速率,故B选项正确;在铁制品上镀铜时,镀件应为阴极,故C选项错;铁管上镶嵌锌块,构成的原电池中Fe作正极,受到保护,故D选项正确。5.D 【解析】本题考查原电池及电解池工作原理,旨
46、在考查考生对知识的综合应用能力。断开K2,闭合K1时,装置为电解池,两极均有气泡产生,则反应为2Cl2H2O H22OHCl2,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生Cl2,在铜电极处产生H2,附近产生OH,溶液变红,故A、B两项均错误;断开K1、闭合K2时,为原电池反应,铜电极反应为H22e2OH=2H2O,为负极,而石墨电极反应为Cl22e=2Cl, 为正极,故C项错误,D项正确。 6.A 解析:Zn作原电池的负极,Cu作原电池的正极,Cu电极是发生还原反应。B选项貌似正确,迷惑学生。电子流向是负极到正极, 但ab这一环节是在溶液中导电,是离子导电,电子并没沿此路径流动。C选项中硫酸根离
47、子浓度基本保持不变。D选项中是滤纸a点是阴极,氢离子放电,溶液中氢氧根暂时剩余,显碱性变红色。这题是考查学生的电化学知识,装置图设计有些复杂,B选项干扰作用明显,设问巧妙。8.解析:A有单质O2生成。B有单质Al生成。C有单质H2和N2反应9.B 【解析】NaClO属于盐,为强电解质,A项错误;向沸水中滴加饱和FeCl3制备Fe(OH)3胶体,B项正确;HCl属于共价化合物,C项错误;根据电解NaCl溶液的阴极反应:2H+2e=H2,产生标准状况下22.4LH2,转移2NA个电子,D项错误。10.B 【解析】图a中,铁棒发生化学腐蚀,靠近底端的部分与氧气接触少,腐蚀程度较轻,A项错误;图b中开
48、关由M置于N,Cu一Zn作正极,腐蚀速率减小,B对;图c中接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt上放出,C项错误;图d中干电池放电时MnO2发生还原反应,体现还原性,D项错误11.C【解析】本题考查的是原电池和电解池原理。原电池中H移向电池的正极,A项错误;该原电池的总反应为乙醇的燃烧方程式,C项正确,用C项的方程式进行判断,有0.4 mol的电子转移,消耗氧气为0.11 mol,B项错误;酸性电池不可能得到OH,D项错误。12.B 【解析】由题意知: 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 ,相连时,外电路电流从流向,则 大于;相连时,为正极,则 大于;相连时,有气泡逸出 ,
49、则大于; 相连时, 的质量减少,则大于 ,答案:。【考点】原电池的正负极的判断(从原电池反应实质角度确定):(1)由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强的金属为负极,一般地,负极材料与电解质溶液要能发生反应。(2)由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极,燃料电池除外。13. (1)ab Al4C312HCl=4AlCl33CH4(2)防止Mg Al被空气氧化 52 mol Al(3)2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O【解析】本题以新能源、新材
50、料为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表计算与分析的综合题,是以常见物质相关的化学知识在生产、生活中具体运用的典型试题。14.【答案】(1)5 (2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O(3)2N2H4 (1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) H= -1048.9kJ·mol-1 (4)2N2H4 -4e-+4 OH-=2N2+4H2O【解析】 (1)N原子的原子结构示意图为:,故其L层上有5个电子;(2)NH3+NaClON2H4,根据元素守恒还应生成NaCl和H2O,观察法可配平方程式为 2NH3+NaClO=N2H4+N
51、aCl+H2O;(3)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气:2N2H4 +N2O4=3N2+4H2O,观察已知的两个热方程式可知,×2-得:2N2H4 (1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) H=H2×2-H1= -1048.9kJ·mol-1(4)“肼空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应,故负极是肼发生反应:2N2H4 -4e-+4 OH-=2N2+4H2O。15.【答案】(1)2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH- CH4 -8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O(2)H2 2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2(
52、3) 3.45×104C4L【解析】(1)在碱性溶液中,甲烷燃料电池的总反应式为:CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O,正极是:2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-,负极是:CH4 -8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O。(2) b电极与通入甲烷的电极相连,作阴极,是H+放电,生成H2;电解氯化钠溶液的总反应方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2。(3)根据得失电子守恒,可得:1 mol CH4 8 mol e- 4 mol Cl2,故若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),生成4L Cl2;电解池通过的电量为
53、215;8×9.65×l04C· mol-1=3.45×104C(题中虽然有两个燃料电池,但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算)。16.解析:(1)电镀池中,镀件就是待镀金属,作阴极,与电源的负极相连;镀层金属为阳极,与电源正极相连。(2)要把铜从铜盐中置换铜出来,比如用铁就可以,铁是作还原剂的,所以加入还原剂,根据图示信息,pH=89之间,反应速率为0,所以要使反应停止,调节溶液的pH至89 之间,可见读图信息的重要性。(3) 碱式碳酸铜与硫酸反应的方程式直接写,用观察法配平。Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2+3H2O题目要求调高PH,铵根离子显酸性,碳酸氢根离子显碱性,则起作用的离子
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