1.(2015浙江高考10)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗,在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b),如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.液滴中的Cl-由a區(qū)向b區(qū)遷移
B.液滴邊緣是正極區(qū),發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-
C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕,生成的Fe2+由a區(qū)向b區(qū)遷移,與b區(qū)的OH-形成Fe(OH)2,進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹
D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為:Cu-2e-=== Cu2+
解析:液滴邊緣O2多,在碳粒上發(fā)生正極反應(yīng)O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-。液滴下的Fe發(fā)生負(fù)極反應(yīng),
Fe-2e-=== Fe2+,為腐蝕區(qū)(a)。A選項(xiàng)錯(cuò)誤,Cl-由b區(qū)向a區(qū)遷移;B選項(xiàng)正確;C選項(xiàng)錯(cuò)誤,液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕;D選項(xiàng)錯(cuò)誤,Cu更穩(wěn)定,作正極,反應(yīng)為O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-。
答案:B
2.(2015安徽高考)研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池,這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電,在海水中電池總反應(yīng)可表示為:
5nO2 + 2Ag + 2NaCl === Na2n5O10 + 2AgCl,下列“水” 電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是( )。
A. 正極反應(yīng)式:Ag + Cl--e-=AgCl B. 每生成1 ol Na2n5O10 轉(zhuǎn)移2 ol電子
C. Na+不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng) D. AgCl是還原產(chǎn)物
解析:由電池總反應(yīng)可知銀失去電子被氧化得氧化產(chǎn)物,即銀做負(fù)極,產(chǎn)物AgCl是氧化產(chǎn)物,A、D都不正確;在原電池中陽(yáng)離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以陽(yáng)離子向電池的正極移動(dòng),C錯(cuò)誤;化合物Na2n5O10中n元素的化合價(jià)是+18/5價(jià),所以每生成1 ol Na2n5O10轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(4-18/5)×5= 2ol,因此選項(xiàng)B正確。
答案:B
3.(2015北京高考)結(jié)合下圖判斷,下列敘述正確的是( )。
A. Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù)
B. Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe-2e-=== Fe2+
C. Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-
D. Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3Fe(CN)6溶液,均有藍(lán)色沉淀
解析:鋅比鐵活潑,裝置Ⅰ中鋅作負(fù)極,方程式為Zn-2e-=Zn2+。鐵作正極,但溶液顯中性,所以發(fā)生鋅的吸氧腐蝕,正極反應(yīng)是O2+2H2O+4e-=== 4OH-;鐵比銅活潑,裝置Ⅱ中鐵作負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-=== Fe2+。銅作正極,但溶液顯酸性,所以正極是溶液中的氫離子得電子,方程式為2H+ + 2e-=== H2↑。因?yàn)檠b置Ⅰ中沒(méi)有Fe2+生成,所以裝置Ⅰ中加入少量K3Fe(CN)6溶液時(shí),沒(méi)有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生。綜上所敘,只有選項(xiàng)A是正確的。
答案:A
4.(2015福建高考11)研究人員研制出一種鋰水電池,可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料,以LiOH為電解質(zhì),使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說(shuō)法不正確的是( )。
A. 水既是氧化劑又是溶劑 B. 放電時(shí)正極上有氫氣生成
C. 放電時(shí)OH-向正極移動(dòng) D. 總反應(yīng)為:2Li + 2H2O === 2LiOH + H2↑
解析:考生可能迅速選出C項(xiàng)是錯(cuò)誤,因?yàn)樵姵胤烹姇r(shí)OH-是向負(fù)極移動(dòng)的。這個(gè)考點(diǎn)在備考時(shí)訓(xùn)練多次。這種電池名稱叫鋰水電池?赏茰y(cè)其總反應(yīng)為:2Li + 2H2O=== 2LiOH+H2↑。再寫出其電極反應(yīng)如下:(—)2Li—2e—=2Li+;(+)2H2O + 2e—=2OH—+ H2↑,結(jié)合選項(xiàng)分析A、B、D都是正確的。此題情景是取材于新的化學(xué)電源,知識(shí)落腳點(diǎn)是原電池原理。
答案:C
5.(2015廣東高考)某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是( )。
A. a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有金屬銅析出
B. a和b用導(dǎo)線連接時(shí),銅片上發(fā)生的反應(yīng)為:Cu2+ + 2e- === Cu
C. 無(wú)論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色
D. a和b分別連接直流電源正、負(fù)極,電壓足夠大時(shí),Cu2+向銅電極移動(dòng)
解析:本題考察原電池、電解池的原理、判斷及其應(yīng)用。若a和b不連接,則不能構(gòu)成原電池,單質(zhì)鐵直接與Cu2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)而置換出銅,方程式為:Fe + Cu2+=== Fe2++ Cu,A正確;若a和b用導(dǎo)線連接,則構(gòu)成原電池,此時(shí)鐵作負(fù)極,銅作正極,方程式分別為:Fe-2e-=== Fe2+、Cu2++ 2e-=== Cu,B正確;有A、B分析可知,選項(xiàng)C是正確的;若a和b分別連接直流電源正、負(fù)極,則構(gòu)成電解池,此時(shí)銅作陽(yáng)極失去電子被氧化,鐵作陰極,在電解池中陽(yáng)離子向陰極運(yùn)動(dòng),因此選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。
答案:D
6.(2015山東高考)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅,下列說(shuō)法正確的是
A. 未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池,電鍍過(guò)程是該原電池的充電過(guò)程
B. 因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量無(wú)確定關(guān)系
C. 電鍍時(shí)保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率
D. 鍍鋅層破損后對(duì)鐵制品失去保護(hù)作用
解析:電鍍時(shí),通常把待鍍的金屬制品作陰極,把鍍層金屬作陽(yáng)極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。因此在鐵制品上鍍鋅時(shí),鐵作陰極,鋅作陽(yáng)極,由于鋅比鐵活潑,因此未通電前可以構(gòu)成原電池,但此時(shí)鋅作負(fù)極失去電子,鐵作正極,而電鍍時(shí)鋅仍然失電子,故選項(xiàng)A不正確;在氧化還原反應(yīng)中必需滿足得失電子守恒,因此電鍍時(shí)通過(guò)的電量與鋅的析出量有確定關(guān)系而與能量變化無(wú)關(guān),B不正確;由于電鍍時(shí)保持電流恒定,因此導(dǎo)線中通過(guò)的電子速率是不變的,故升高溫度不能改變電解反應(yīng)速率,C正確;鍍鋅層破損后,由于鋅比鐵活潑,所以即使發(fā)生電化學(xué)腐蝕也是鋅失去電子而保護(hù)了鐵,即選項(xiàng)D也不正確。
答案:C
7.(2015新課標(biāo)全國(guó))鐵鎳蓄電池又稱愛(ài)迪生電池,放電時(shí)的總反應(yīng)為:
Fe + Ni2O3 + 3H2O === Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2,下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是
A. 電池的電解液為堿性溶液,正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe
B. 電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Fe + 2OH--2e-=== Fe(OH)2
C. 電池充電過(guò)程中,陰極附近溶液的pH降低
D. 電池充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH--2e- === Ni2O3+3H2O
解析:由放電時(shí)的反應(yīng)可以得出鐵做還原劑失去電子,Ni2O3做氧化劑得到電子,因此選項(xiàng)AB均正確;充電可以看作是放電的逆過(guò)程,即陰極為原來(lái)的負(fù)極,所以電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:Fe + 2OH--2e-=== Fe(OH)2,所以電池充電過(guò)程時(shí)陰極反應(yīng)為
Fe(OH)2 + 2e-=== Fe + 2OH-,因此電池充電過(guò)程中,陰極附近溶液的pH會(huì)升高,C不正確;同理分析選項(xiàng)D正確。
答案:C
8.(2015海南高考)一種充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為:H2 + 2OH--2e- === 2H2O;
NiO(OH) + H2O + e- === Ni(OH)2 + OH-,當(dāng)為電池充電時(shí),與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是( )。
A. H2O的還原 B. NiO(OH)的還原 C. H2的氧化 D. NiO(OH)2的氧化
解析:由題中給出的電極反應(yīng)可判斷出做原電池時(shí),H2是還原劑被氧化、NiO(OH)是氧化劑被還原,則充電時(shí)H2是還原產(chǎn)物、NiO(OH)是氧化產(chǎn)物,與正極相連的是陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),所以“NiO(OH)2的氧化”正確。
答案:D
點(diǎn)撥:關(guān)于充電電池的氧化還原問(wèn)題是?键c(diǎn),這類題有規(guī)律。原電池時(shí),先要分析氧化劑與還原劑,氧化劑被還原、還原劑被氧化;充電時(shí)(電解池),原電池負(fù)極反應(yīng)反著寫為還原過(guò)程,發(fā)生在陰極,原電池中的正極反應(yīng)反著寫為氧化過(guò)程,發(fā)生在陽(yáng)極。
9.(2015海南)根據(jù)下圖,下列判斷中正確的是( )。
A. 燒杯a中的溶液pH升高 B. 燒杯b中發(fā)生氧化反應(yīng)
C. 燒杯a中發(fā)生的反應(yīng)為
2H+ +2e-=== H2 D. 燒杯b中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-=== Cl2
解析:題中給出的物質(zhì)表明,該電池的總反應(yīng)是2Zn + O2 + 2H2O === 2Zn(OH)2,a燒杯中電極反應(yīng)為
O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH-, b中Zn-2e-=== Zn2+,所以正確項(xiàng)為A、B。
答案:A、B
點(diǎn)撥:原電池的題是歷屆?键c(diǎn)。主要是先要找到電池的總反應(yīng),反應(yīng)中各電極反應(yīng)、電極周圍酸堿性變化、離子濃度變化及計(jì)算才能有據(jù)可依。
10.(2015全國(guó)II卷)用石墨做電極電解CuSO4溶液。通電一段時(shí)間后,欲使用電解液恢復(fù)到起始狀態(tài),應(yīng)向溶液中加入適量的( 。。
A.CuSO4 B.H2O C.CuO D.CuSO4·5H2O
解析:用石墨做電極電解CuSO4溶液的電解方程式是( 。。
2CuSO4 + 2H2O2H2SO4 + 2Cu + O2↑,根據(jù)缺什么補(bǔ)什么的原則,選項(xiàng)C正確。
答案:C
11.(2015上海)用電解法提取氯化銅廢液中的銅,方案正確的是
A.用銅片連接電源的正極,另一電極用鉑片
B.用碳棒連接電源的正極,另一電極用銅片
C.用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物 D.用帶火星的木條檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物
解析:用電解法提取氯化銅廢液中的銅時(shí),銅必需作陰極,陽(yáng)極是銅或惰性電極,陰極的反應(yīng)式為:
Cu2+ + 2e-=== Cu。
答案:B
12.( 2015江蘇高考) Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì),可通過(guò)下列方法制備:在KOH加入適量AgNO3 溶液,生成Ag2O沉淀,保持反應(yīng)溫度為80℃,邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中,反應(yīng)完全后,過(guò)濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品。反應(yīng)方程式為2AgNO3 + 4KOH+K2S2O8Ag2O2↓+ 2KNO3 + K2SO4+ 2H2O
回答下列問(wèn)題:
(1)上述制備過(guò)程中,檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是 。
(2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電池放電時(shí)正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,寫出該電池反應(yīng)方程式: 。
(3)準(zhǔn)確稱取上述制備的樣品(設(shè)Ag2O2僅含和Ag2O)2.558 g,在一定的條件下完全分解為Ag 和O2 ,得到224.0 LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。計(jì)算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。
解析:本題以銀鋅堿性電池正極活性物質(zhì)Ag2O2制備、制備過(guò)程檢驗(yàn)洗洗滌是否完全的實(shí)驗(yàn)方法、電池反應(yīng)、以及成分分析與相關(guān)計(jì)算為背景,試圖引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)與社會(huì)生活,考查學(xué)生用化學(xué)的思維方式來(lái)解決一些現(xiàn)實(shí)生活中的一些具體問(wèn)題的能力。
答案:(1)取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,若不出現(xiàn)白色渾濁,表示已洗滌完全(或取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴酚酞溶液,若溶液不顯紅色,表示已洗滌完全)
(2)Ag2O2+ 2Zn+ 4KOH + 2H2O === 2K2Zn(OH)4+ 2Ag(3)n(O2)=224 L/22.4 L·L-1·1000 L· L-1=1.000×10-2 ol
設(shè)樣品中Ag2O2的物質(zhì)的量為x, Ag2O的物質(zhì)的量量為y
248 g·ol-1 × x + 232 g·ol-1 × y =2.588 g x+ 1/2 y =1.000×10-2 ol
x=9.500×10-3 ol y=1.000×10-3 ol
w(Ag2O2)== = 0.91
點(diǎn)撥:高三復(fù)習(xí)重視化學(xué)與社會(huì)生活問(wèn)題聯(lián)系,要拓展搞活學(xué)科知識(shí);瘜W(xué)計(jì)算要物質(zhì)的量為基本,適當(dāng)關(guān)注化學(xué)學(xué)科思想(如質(zhì)量守恒、電荷守恒、極端分析等)等在化學(xué)計(jì)算中的運(yùn)用。
13.(2015北京高考)氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示:
(1)溶液A的溶質(zhì)是 ;
(2)電解飽和食鹽水的離子方程式是 ;
(3)電解時(shí)用鹽酸控制陽(yáng)極區(qū)溶液的pH在2~3,用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋鹽酸的作用 ;
(4)電解所用的鹽水需精制。去除有影響的Ca2+、g2+、NH4+、SO42-[c(SO42-)>c(Ca2+)]。
精致流程如下(淡鹽水和溶液A來(lái)電解池):
①鹽泥a除泥沙外,還含有的物質(zhì)是 。
②過(guò)程Ⅰ中將NH4+轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小,過(guò)程Ⅱ中除去的離子有
④經(jīng)過(guò)程Ⅲ處理,要求鹽水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5g /L,若鹽水b中NaClO的含量是7.45 g /L ,則處理103 鹽水b ,至多添加10% Na2SO3溶液 kg(溶液體積變化忽略不計(jì))。
解析:(1)電解時(shí)在電極的作用下,溶液中的陽(yáng)離子向陰極作定向運(yùn)動(dòng),陰離子向陽(yáng)極作定向運(yùn)動(dòng),所以電解飽和食鹽水時(shí)Na+和H+向陰極運(yùn)動(dòng)并放電,但H+比Na+易得電子,所以H+首先放電,方程式為2H++ 2e-=== H2↑。由于H+是水電離出的,所以隨著H+的不斷放電,就破壞了陰極周圍水的電離平衡,OH-的濃度就逐漸增大,因此溶液A的溶質(zhì)是NaOH。由于Cl-比OH-易失電子,所以在陽(yáng)極上Cl-首先放電,方程式為2Cl--2e-=== Cl2↑。因此電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl-+ 2H2O2OH-+ H2↑+ Cl2↑。(2)見(jiàn)解析(1) (3)由于陽(yáng)極上生成氯氣,而氯氣可溶于水,并發(fā)生下列反應(yīng)Cl2+H2OHCl+HClO,根據(jù)平衡移動(dòng)原理可知增大鹽酸的濃度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),減少氯氣在水中的溶解,有利于氯氣的溢出。(4)由于溶液中含有g(shù)2+,所以用溶液A(即NaOH)調(diào)節(jié)溶液的pH時(shí),會(huì)產(chǎn)生g(OH)2沉淀,即鹽泥a中還含有g(shù)(OH)2;淡鹽水中含有氯氣,氯氣具有強(qiáng)氧化性,可將NH4+氧化為N2,而氯氣被還原成Cl-,方程式為
2NH4++ 3Cl2 + 8OH-===8H2O + 6Cl-+ N2↑;沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動(dòng),一般說(shuō)來(lái),溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。由于BaSO4的溶解度比BaCO3的小,所以加入BaCO3后,溶液中的SO42-就結(jié)合Ba2+生成更難溶的BaSO4沉淀,同時(shí)溶液中還存在Ca2+而CaCO3也屬于難溶性物質(zhì),因此還會(huì)生成CaCO3沉淀;NaClO具有強(qiáng)氧化性,可將Na2SO3氧化成Na2SO4,方程式為Na2SO3 + NaClO=Na2SO4 +NaCl。103 鹽水b中含NaClO的物質(zhì)的量為 = 1 ol,由方程式可知消耗Na2SO3的質(zhì)量為1 ol×126 g/ol=126 g。若設(shè)需要10% Na2SO3溶液的質(zhì)量為X,則有 = 5g/L,解得x=1760g,即至多添加10% Na2SO3溶液1.76kg。
答案:(1)NaOH(2)2Cl-+2H2O2OH-+ H2↑+ Cl2↑(3)氯氣與水反應(yīng):
Cl2 + H2OHCl + HClO,增大HCl的濃度可使平衡逆向移動(dòng),減少氯氣在水中的溶解,有利于氯氣的溢出。(4)①g(OH)2
②2NH4++ 3Cl2 + 8OH-=== 8H2O + 6Cl-+ N2↑ ③SO42-、Ca2+ ④1.76
14.(2015四川,14分)開(kāi)發(fā)氫能是實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。硫鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2通過(guò)下列碘循環(huán)工藝過(guò)程既能制H2SO4,又能制H2。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知1g FeS2完全燃燒放出7.1kJ熱量,F(xiàn)eS2燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)____。
(2)該循環(huán)工藝過(guò)程的總反應(yīng)方程式為_(kāi)___________。
(3)用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析,在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是______。
(4)用吸收H2后的稀土儲(chǔ)氫合金作為電池負(fù)極材料(用H)表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液,可制得高容量,長(zhǎng)壽命的鎳氫電池。電池充放電時(shí)的總反應(yīng)為:NiO(OH) + HNi(OH)2 +
①電池放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________。
②充電完成時(shí),Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個(gè)電極產(chǎn)生O2,O2擴(kuò)散到另一個(gè)電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________
解析:本題考查熱化學(xué)方程式的書寫、勒夏特列原理的應(yīng)用和電極反應(yīng)方程式的書寫。
答案:(1)4FeS2(s) + 11O2(g)2Fe2O3(s) + 8SO2(g) △H=-3408 kJ/ol
(2)2H2O + SO2 === H2SO4+H2(3)減小氫氣的濃度,使HI分解平衡正向移動(dòng),提供HI的分解率
(4)H + OH--e- === + H2O 2H2O + O2 + 4e-=== 4OH-
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