高考冲刺化学大题百题精练 专题03 电化学问题的.docx

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高考冲刺化学大题百题精练专题03电化学问题的

2016年高考冲刺之化学大题百题精练

（二）

1．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，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）若每个电池甲烷通入量为1L（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＝9.65×104C·mol－1，列式计算），最多能产生的氯气体积为________L（标准状况）。

【答案】

（1）O2＋2H2O＋4e－===4OH－CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O

（2）H22NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

（3）×8×9.65×104C·mol－1＝3.45×104C4

考点：

原电池和电解池的工作原理

2．离子交换膜法为日前普遍使用的制碱技术，其生产流程如图l所示：

（1）氯碱工业中需用精制的食盐水，精制食盐水的目的是。

由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质，在进入电解槽前需要进行两次精制，写出一次精制中发生的离子方程式____

（2）该流程中可以循环的物质是____。

（写物质名称）

（3）从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8%-9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的化学方程式为____。

（4）图2是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图（阳极用金属钛网制成，阴极由碳钢网制成）。

则B处产生的气体是____，c电极的名称是____。

采用无隔膜电解食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为____。

（5）已知在电解槽中，每小时通过I安培的直流电可以产生a克的烧碱。

某工厂用300个电解槽串联生产8小时，制得32%的烧碱溶液6吨，电解槽的电流强度c安，该电解槽的电解效率为____（用含a、b、c的代数式表示）。

【答案】

（1）防止隔膜都塞，提高产品的纯度,Ca2++CO32-=CaCO3↓，Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓；

（2）氯化钠、氢氧化钠；（3）Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4+2HCl；（4）氢气，阳极，NaCl+H2ONaClO+H2↑；（5）

考点：

考查物质的分离提纯、电解反应原理

3．重铬酸钾（K2Cr2O7）主要用于制革、印染、电镀等。

其水溶液中存在平衡：

＋H2O2＋2H＋

（1）已知有关物质溶解度如图1。

用复分解法制备K2Cr2O7的操作过程是：

向Na2Cr2O7溶液中加入_________（填化学式），搅拌溶解，调节溶液pH约为5，加热溶液至表面有少量晶体析出时，_____________，抽滤得到粗产品，再用重结晶法提纯粗产品。

（2）以铬酸钾（K2CrO4）为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图2。

①不锈钢作________极，写出该电极的电极反应式________________________。

②分析阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因________________________。

③当铬酸钾的转化率达到x时，阳极液中K与Cr的物质的量之比为________________。

（3）铬对环境能造成污染。

某酸性废水中含有，处理时可用焦亚硫酸钠（Na2S2O5）将转化为毒性较低的Cr3＋，再调节pH约为8，使铬元素沉降，分离出污泥后检测废水中Cr3＋浓度，低于0．5mg·L－1则达到排放标准。

①Na2S2O5参加反应的离子方程式为____________________。

②经上述工艺处理后的废水，理论上Cr3＋浓度约为__________mg·L－1。

（已知室温下Ksp[Cr（OH）3]≈6×10－31）

【答案】

（1）KCl冷却结晶

（2）①阴2H2O＋2e—＝2OH—＋H2↑

②阳极OH—放电，溶液中H+浓度增大，使Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+向生成Cr2O72-方向移动，部分K+通过阳离子交换膜移动到阴极区，使阳极区主要成分是K2Cr2O7。

③2－x（2分）

（3）①3S2O52—+2Cr2O72-+10H+＝6SO42—+4Cr3++5H2O②3×10-8

起始量（mol）a0

转化量（mol）axx

平衡量（mol）a-axx

阳极区的钾离子:

2×a-ax）+2×x，铬:

a

由题目已知，可得:

K/Cr=（2a-ax）/a=2-x

（3）①焦亚硫酸钠（Na2S2O5）将还原为毒性较低的Cr3＋，反应的离子方程式为3S2O52—+2Cr2O72-+10H+＝6SO42—+4Cr3++5H2O；②调节pH约为8，，Ksp[Cr（OH）3]≈6×10－31，即≈6×10－31，=6×10-13，约合3×10-8mg·L－1。

考点：

本题考查电解、沉淀溶解平衡、化学实验。

4．研究含氮、碳化合物的性质对它们的综合利用有重要意义。

（1）反应NO＋O3＝NO2＋O2，若生成11.2LO2（标准状况）时，转移电子的物质的量是mol

（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：

NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g）ΔH＝－41.8kJ·mol－1

已知：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）ΔH＝－196.6kJ·mol－1

写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式

（3）N2H4（肼或联氨）燃料电池（产生稳定、无污染的物质）原理如图所示。

M电极发生的电极反应式为

（4）已知CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）ΔH>0

一定条件下反应达到平衡状态后，若改变反应的某个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是（填写字母）

A．逆反应速率先增大后减小B．H2O（g）的体积百分含量减小

C．CO的转化率增大D．容器中c（CO2）/c（CO）的值减小

②在某压强下，上述反应在不同温度、不同投料比时，CO的转化率如图所示。

则KA、KB、KC三者之间的大小关系为，T1温度下，将1molCO和4molH2O（g）充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则0～5min内的平均反应速率v（CO）=；若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入1molCO和1molCO2，此时v（正）v（逆）（填“>”、“=”或“<”）

【答案】

（1）1；

（2）2NO（g）+O2（g）＝2NO2（g）ΔH＝－113.0kJ/mol；（3）N2H4－4e－＝N2↑+4H+；

（4）①C；②KA=KC>KB；0.08mol·L－1·min－1；>；

【解析】

试题分析：

（1）NO+O3═NO2+O2，生成1mol氧气转移电子是2mol，生成11.2L即0.5molO2（标准状况）时，转移电子的物质的量是1mol，故答案为：

1；

（4）①A．逆反应速率先增大后减小，可能是增大生成物浓度，平衡逆向移动，故A错误；B．H2O（g）的体积百分含量减小，可能是增大生成物浓度，平衡不一定正向移动，故B错误；C．CO的转化率增大，平衡正向移动，故C正确；D．容器中的二氧化碳和氢气浓度比值变小，可能是减小二氧化碳的物质的量，平衡逆向移动，故D错误，故选C；

②平衡常数仅与温度有关，温度不变，平衡常数不变，所以KA=KC，反应是吸热反应，所以升高温度，平衡正向移动，CO的转化率增加，T2＜T1，温度越高，K越大，所以KA=KC＞KB，T1温度下，将1molCO和4molH2O（g）充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，此时CO的转化率是80%，则0～5min内的平均反应速率v（CO）==0.08mol•L-1•min-1，CO的平衡浓度是0.1mol/L，H2O（g）的平衡浓度是1.6mol/L，H2、CO2的平衡浓度是0.4mol/L，此时K==1，若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入1molCO和1molCO2，此时Qc=＜1，即Qc＜K，所以v（正）＞v（逆），故答案为：

0.08mol•L-1•min-1；＞。

考点：

考查了化学平衡计算与影响因素、盖斯定律的应用、对图象分析提取信息能力等相关知识。

5．在一个U形管里盛有氯化铜溶液，并插入两块锌片作电极，按如图连接：

（1）如果把开关K接A，该装置应是，Zn

（2）极是极，电极反应式为。

（2）上述反应进行5min后，置换开关K到C，则该装置是，Zn

（2）极是极，电极反应式是。

（3）上述装置进行2min后，再置换开关K至B，则Zn

（1）极发生的化学反应方程式为，Zn

（2）极发生的有关电化学的反应方程式为。

【答案】

（1）电解池阳Zn―2e―＝Zn2＋

（2）原电池正Cu2＋＋2e－==Cu

（3）Zn＋CuCl2===Cu＋ZnCl2负：

Zn―2e―==Zn2＋正：

Cu2＋＋2e－==Cu

考点：

本题考查原电池原理。

6．乙二醛（OHC—CHO）是一种重要的精细化工产品。

Ⅰ.工业生产乙二醛

（1）乙醛（CH3CHO）液相硝酸氧化法

在Cu（NO3）2催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，反应的化学方程式为。

该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点是。

（2）乙二醇（HOCH2CH2OH）气相氧化法

①已知：

OHC—CHO（g）+2H2（g）HOCH2CH2OH（g）△H＝−78kJ·mol−1K1

2H2（g）+O2（g）2H2O（g）△H＝−484kJ·mol−1K2

乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC—CHO（g）+2H2O（g）的△H＝kJ·mol−1。

相同温度下，该反应的化学平衡常数K＝（用含K1、K2的代数式表示）。

②当原料气中氧醇比为1.35时，乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如下图所示。

反应温度在450~495℃之间和超过495℃时，乙二醛产率降低的主要原因分别是、。

Ⅱ.乙二醛电解氧化制备乙醛酸（OHC—COOH）的生产装置如下图所示，通电后，阳极产生的Cl2与乙二醛溶液反应生成乙醛酸。

（3）阴极反应式为。

（4）阳极液中盐酸的作用，除了产生氯气外，还有。

（5）保持电流强度为aA，电解tmin，制得乙醛酸mg，列式表示该装置在本次电解中的电流效率η=。

（设：

法拉第常数为fC•mol−1；η=）

【答案】

（1）3CH3CHO+4HNO33OHC—CHO+4NO↑+5H2O

尾气有污染（或“腐蚀设备”等其他合理答案）

（2）①−406；

②温度升高，主反应平衡向逆反应方向移动；温度大于495℃，乙二醇大量转化为CO2等副产物

（3）2H++2e－＝H2↑

（4）增强导电性

（5）

②2H2（g）+O2（g）2H2O（g）△H＝−484kJ·mol−1K2，则根据盖斯定律可知②－①即得到乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC—CHO（g）+2H2O（g）的△H＝−406kJ·mol−1。

相同温度下，该反应的化学平衡常数K＝。

考点：

考查盖斯定律、外界条件对平衡状态的影响、电化学原理的应