高考理综化学解答题专练附答案及解析汇总.docx
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高考理综化学解答题专练附答案及解析汇总
新信息题专练
姓名:
_______________班级:
_______________考号:
_______________
题号
一、填空题
二、选择题
三、综合题
总分
得分
评卷人
得分
一、填空题
(每空?
分,共?
分)
1、利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。
LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。
B极区电解液为__________溶液(填化学式),阳极电极反应式为__________,电解过程中Li+向_____电极迁移(填“A”或“B”)。
(2)利用钴渣[含Co(OH
)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为____________________________________,铁渣中铁元素的化合价为___________,在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2的体积为1.344L(标准状况),则钴氧化物的化学式为__________。
2、燃料电池具有广阔的发展前途,科学家近年研制出一种微型的燃料电池,采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计,该电池有望取代传统电池。
某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。
请根据图示回答下列问题:
w
(1)图中a电极是 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。
该电极上发生的电极反应式为 。
(2)碱性条件下,通入甲醇的一极发生的电极反应式为 。
(3)当消耗3.36L氧气时(已折合为标准状况),理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量
是 mol。
(4)25℃、101kPa时,燃烧16g甲醇生成CO2和H2O(l),放出的热量为363.26 kJ,写出甲醇燃烧的热化学方程式:
。
3、火力发电厂在发电过程中会释放大量的
SO2,CO,NO而造成污染,对燃煤烟气进行脱硫、脱碳、脱硝等处理,以实现绿色环保、废物利用的目的.
(1)脱硫.
①用采用活性炭吸附含SO2废气,2SO2+O2⇌2SO3
某研究小组研究燃煤烟气流速、温度、水蒸气含量等因素对SO2吸收效率的影响,实验结果如左图所示.
A水蒸气含量10%,燃煤烟气流速0.01L/s
B水蒸气含量5%,燃煤烟气流速0.01L/s
C水蒸气含量5%,燃煤烟气流速0.025L/s
根据左图所示,要提高燃煤烟气中SO2的吸收效率,烟气流速应选择 L/s,温度应选择 (填“高温”或“低温”),应该 水蒸气含量(填“提高”或“降低”)
②用惰性电极电解SO2水溶液:
H2SO3
O2↑+S↓+H2O
装置如右图所示,S单质将在 极得到(填“a”或“b”)
该电极的电极反应式
不考虑溶液体积的变化,电解槽右池的pH将
(填“上升”、“降低”或“不变”)
物质
CO
H2O
HCOOH
浓度/mol•L﹣1
0.5
1.5
0.5
(2)脱碳.将CO转化为甲酸HCOOH的反应为CO(g)+H2O(g)⇌HCOOH(g),某温度下的平衡常数为1.5.此温度下,密闭容器中加入CO(g)与H2O(g),某时刻测得各组分的浓度如右表:
反应的平衡常数表达式 K= ;比较此时正、逆反应速率的大小:
v正 v逆(填“>”、“<”或“=”).到达平衡时H2O的平衡转化率为 .
(3)脱硝.①烟气联合脱硝脱硫,可以有效提高可以显著提高SO2吸收效率,其主要原因在于NO对2SO2+O2⇌2SO3起催化作用,试用化学方程式表示该过程(提示:
催化剂参与反应,但是质量和化学性质在反应前后都没有改变) 、 (不必配平)
②可以利用烟气中CO作为还原剂,催化还原NO,同步脱硝脱碳,
CO(g)+
O2(g)=CO2(g)△H=﹣283.0kJ•mol﹣1;N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=182.6kJ•mol﹣1
NO与CO反应得到无污染产物的热化学方程式为 .
4、某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验.
实验一配制一定浓度的醋酸溶液
(1)取冰醋酸配制250mL0.2mol/L的醋酸溶液,用0.2mol/L的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液,配制250mL0.2mol/L醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、 和 .
实验二探究浓度对醋酸电离程度的影响
测定25℃时不同浓度的醋酸的pH,结果如下:
醋酸浓度(mol•L﹣1)
0.0010
0.100
0.0200
0.1000
0.2000
pH
3.88
3.38
3.23
2.88
2.73
(2)表中数据是利用 (填仪器名称)测得的,根据表中数据,可以得出醋酸是 (填“强电解质”或“弱电解质”),你得出此结论的依据是
(3)已知10﹣2.73=1.86×10﹣3,利用此数据可以求得0.2000mol•L﹣1醋酸溶液的电离度α=
(4)用水稀释冰醋酸,电导率随加入水量的变化如右图所示A、B、C三点的电离度由大到小排列:
实验三探究 对醋酸电离程度的影响
某同学利用传感器技术(如右下图),将20mL,0.1mol/L醋酸溶液放置在可加热磁力搅拌器上,并用pH传感器测量溶液的pH,利用电脑处理实验数据并作图(如下图)
(5)由数据处理结果可以得到的结论是 .
5、、TiO2可通过下述两种方法制备金属钛:
方法一:
电解TiO2来获得Ti,将处理过的TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解液,用石墨作电解槽池.
(1)阳极的电极反应式为 .
(2)电解过程中需定期更换石墨电极的原因是 .
方法二:
先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4,再用镁还原得到Ti.
(3)TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ•mol﹣1该反应难以发生,原因是 .
不能直接由TiO2和Cl2反应(即氯化反应)来制取TiCl4,当往氯化反应体系中加入碳后,碳与上述反应发生耦合,使反应在高温条件下能顺利进行.
(4)已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣394kJ•mol﹣1
TiO2(s)+C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+CO2(g)△H=
(5)从化学平衡的角度解释:
往氯化反应体系中加入碳时,氯化反应能顺利进行的原因 .
评卷人
得分
二、选择题
(每空?
分,共?
分)
6、我国新建的某海岛发电示意图如图,已知铅蓄电池放电时的总反应为:
( )
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,
下列有关说法正确的是
A.图中涉及的能量转化方式只有3种
B.该发电工艺可实现零排放
C.蓄电池供电时,负极的电极反应为:
Pb-2e-=Pb2+
D.储能时若充电时间过长,阳极流向阴极的
7、MnO2和Zn是制造干电池的重要原料,工业上用软锰矿和闪锌矿联合生产MnO2和Zn的基本步骤为:
(1)软锰矿、闪锌矿与硫酸共热:
MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S+2H2O。
(2)除去反应混合物中的不溶物
(3)电解混合液MnSO4+ZnSO4+2H2O MnO2+Zn+2H2SO4
下列说法不正确的是 ( )
A.步骤⑴中每析出12.8gS沉淀共转移0.4mol电子
B.步骤⑴中ZnS的还原性大于MnSO4的还原性
C.电解时MnO2在阳极处产生
D.硫酸在生产中可循环使用
8、用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下:
分析图象,以下结论错误的是( )
A.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀 B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀
C.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快 D.两溶液中负极反应均为:
Fe﹣2e﹣=Fe2+
9、右图是某太空空间站能量转化系统的局部示意图,基中燃料电池采用KOH为电解液,下列有关说法中正确的是( )
A.
该能量转化系统工作时,需不断补充H2O
B.
该转化系统的能量本质上来源于太阳能
C.
水电解系统中的阴极反应:
4OH﹣﹣4e﹣=O2+2H2O
D.
燃料电池放电时的负极反应:
H2﹣2e﹣=2H+
10、如图为一种微生物燃料电池结构示意图,关于该电池叙述正确的是()
A.分子组成为Cm(H2O)n的物质一定是糖类
B.微生物所在电极区放电时发生还原反应
C.放电过程中,H+从正极区移向负极区
D.正极反应式为:
MnO2+4H++2e﹣═Mn2++2H2O
评卷人
得分
三、综合题
(每空?
分,共?
分)
11、 Al2O3、Al(OH)3都是重要化工原料。
根据要求回答问题:
Ⅰ.电解法制高品质Al(OH)3装置如下(中间用离子交换膜隔开):
4Na[Al(OH)4]+2H2O
4Al(OH)3↓+4NaOH+O2↑+2H2↑
(1)产物Al(OH)3在 区(填“阴极”或“阳极”)沉积;
(2)电解中转移2mole-时,将制得__________mol的Al(OH)3。
Ⅱ.制取纳米Al2O3需要纯净的硫酸铝。
现有0.05mol·L-1硫酸铝溶液,经检测,含有Fe2+、Fe3+。
可按下述操作提纯:
往溶液中加足量H2O2充分反应,再用试剂X调节溶液pH=3.5。
(室温下,0.1mol·L-1的Fe2+、Al3+开始沉淀的pH分别为7.0和3.7,Fe3+完全沉淀的pH=3.2)
(3)纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体。
则纳米氧化铝的直径约为_________m。
(4)检验硫酸铝溶液含有Fe3+时,所采用的试剂及现象是____________________。
(5)往溶液中加入H2O2的作用是 (用离子方程式表示)。
(6)加入的X试剂(填选项编号)是 。
A.CuO B.Al(OH)3 C.NaOH D.NaHCO3
若调节后溶液的pH偏离3.5,可能带来的后果是 。
参考答案
一、填空题
1、【答案】
(1)LiOH;2Cl‾—2e‾=Cl2↑;B
(2)2Co(OH)3+4H
++SO32‾=2Co2++SO42‾+5H2O;+3;Co3O4
考点:
本题考查了电极原理及应用,包括电极方程式的书写、电解液的判断、离子移动方向的判断;还考查了离子方程式的书写、元素化合价的判断、根据化学计算推测物质的化学式,
2、(8分)
(1)阳极 4OH–-4e–→O2+2H2O
(2)CH3OH-6e–+8OH–→CO32—+6H2O
(3)0.45
(4)CH3OH(l)+3/2O2(g) CO2(g)+ 2H2O(l) △H1=–726.52kJ/mol
(合理给分)
注:
除注明分值外的题为每空2分
【解析】
3、考点:
化学平衡的影响因素;热化学方程式;化学平衡建立的过程;化学平衡常数的含义.
专题:
基本概念与基本理论.
分析:
(1)①从图象分析,烟速流量越大,二氧化硫吸收率越低,温度越高,吸收率越低,水蒸气含量越大,吸收率越高,据此分析;
②依据电池反应阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气的反应,b为阳极,a为阴极,亚硫酸在阴极被还原为硫单质;用总反应方程式减去阳极反应式可得阴极反应式;
(2)化学平衡常数表达式K=
,不列入固态和纯液体物质;Qc<K时反应正向进行,反之逆向进行;平衡转化率利用三段式法计算;
(3)①NO做催化剂参与反应,首先被氧化为NO2,NO2在氧化SO2成SO3;
②利用盖斯定律解答.
解答:
解:
(1)①从图象分析,烟速流量越大,二氧化硫吸收率越低,温度越高,吸收率越低,水蒸气含量越大,吸收率越高,所以选择:
烟速流量小、温度低、水蒸气含量高的环境,故答案为:
0.01;低温;提高;
②依据电池反应阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气的反应,电极反应式为:
4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑b为阳极,a为阴极,亚硫酸在阴极被还原为硫单质;用总反应方程式减去阳极反应式可得阴极反应式为:
4e﹣+H2O+H2SO3=S↓+4OH﹣,右池pH升高,故答案为:
a;4e﹣+H2O+H2SO3=S↓+4OH﹣;上升;
(2)反应CO(g)+H2O(g)⇌HCOOH(g)的平衡常数表达式为K=
;
Qc=0.50.5×1.5=0.67<K=1.5,反应正向进行,v(正)>v(逆);
CO(g)+H2O(g)⇌HCOOH(g)
反应前(mol/L)0.5 1.5 0.5
反应了(mol/L) x x x
平衡后(mol/L)0.5﹣x 1.5﹣x 0.5+x
K=
=1.5,解得:
x=0.25mol/L,加入水蒸气的浓度为:
(1.5+0.5)mol/L=2.0mol/L,反应的水蒸气浓度为:
0.25mol/L+0.5mol/L=0.75mol/L,所以水蒸气的平衡转化率为:
=37.5%,
故答案为:
K=
;v(正)>v(逆);37.5%;
(3)①NO做催化剂参与反应,首先被氧化为NO2,NO2在氧化SO2成SO3,化学方程式为2NO+O2=2NO2,NO2+SO2=SO3+NO,
故答案为:
2NO+O2=2NO2;NO2+SO2=SO3+NO;
②已知①CO(g)+
O2(g)=CO2(g)△H=﹣283.0kJ•mol﹣1;②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=182.6kJ•mol﹣1
据盖斯定律,①×2﹣②得:
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△=﹣748.6KJ/mol,
故答案为:
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△=﹣748.6KJ/mol.
点评:
本题考查了影响化学平衡移动的条件、电解原理、化学平衡常数及浓度熵、热化学方程式书写,考查全面,有一定难度.
4、考点:
比较强弱电解质的实验.
专题:
实验设计题.
分析:
(1)根据配制一定物质的量浓度的溶液的步骤确定实验仪器;
(2)表中pH值结果读到0.01,则应该使用pH计测量;强电解质完全电离,弱电解质部分电离,醋酸为弱电解质,溶液中部分电离出氢离子;
(3)根据电离度的表达式及题中数据进行计算;
(4)溶液越稀,越促进醋酸电离,则溶液中氢离子的物质的量越大,电离程度越大;
(5)根据题中图象数据可知,该实验探究的是温度对醋酸电离程度的影响;根据醋酸的电离为吸热过程得出结论.
解答:
解:
(1)配制250mL0.2mol/L醋酸溶液步骤有:
称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用量筒量取冰醋酸,把冰醋酸倒入烧杯进行溶解,冷却后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶、量筒,
故答案为:
胶头滴管;250mL容量瓶;
(2)测定的pH结果需要读到0.01,所以应该使用pH进行测定溶液的pH;若醋酸为强酸,则完全电离由于是一元酸,0.0100mol/L的醋酸的PH应为2,已知PH为3.38,说明醋酸没有完全电离是弱酸,
故答案为:
pH计;0.0100mol/L醋酸的pH大于2(或醋酸稀释10倍时,pH的变化值小于l);
(3)0.2000mol•L﹣1醋酸溶液中氢离子浓度为:
10﹣2.73mol/L=1.86×10﹣3mol/L,所以醋酸的电离度为:
×100%=0.93%,
故答案为:
0.93%;
(4)溶液越稀,越促进醋酸电离,则溶液中氢离子的物质的量越大,电离程度越大,所以A、B、C三点的电离度由大到小排列为:
C>B>A,
故答案为:
C>B>A;
实验三:
根据图象横坐标可知,本实验是探究温度对醋酸电离度的影响,
故答案为:
温度;
(5)根据图象可知,随着温度升高,醋酸溶液的pH逐渐减小,说明升高温度,溶液中氢离子浓度增大,醋酸的电离程度逐渐增大,
故答案为:
温度越高,醋酸的电离程度越大.
点评:
本题考查配制溶液所需仪器、弱电解质的电离等知识,题目难度增大,试题题量稍大,注意掌握配制溶液的步骤、所需仪器以及操作的注意事项等问题,明确弱电解质在溶液中部分电离及影响弱电解质电离的因素.
5、考点:
电解原理;热化学方程式.
专题:
化学反应中的能量变化.
分析:
(1)电解池的阴极上得电子反应还原反应生成金属钛,阳极上是氧离子失电子发生氧化反应产生氧气;
(2)根据电解槽的阳极是氧离子失电子发生氧化反应产生氧气进行分析;
(3)用判据△H﹣T△S来判断反应能否发生;
(4)将方程式TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ•mol﹣1和C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=﹣394kJ•mol﹣1相加,得出TiO2与Cl2、C反应制各TiCl4的热化学方程式;
(5)向TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(l)+O2(g)反应体系中加C,能反应掉生成物O2,从化学平衡移动的角度分析.
解答:
解:
(1)电解时,阴极上得电子发生还原反应,电极反应式为TiO2+4e﹣=Ti+2O2﹣,阳极上是氧离子失电子发生氧化反应产生氧气,电极反应为:
2O2﹣﹣4e﹣=O2,故答案为:
2O2﹣﹣4e﹣=O2;
(2)由于电解过程中,电解槽的阳极产生氧气,碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少,所以电解过程中需定期向电解槽池中加入炭块,
故答案为:
碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少;
(3)TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4
(1)+O2(g)△H=+151kJ/mol该反应中,反应物有2mol气体,生成物只有1mol气体,△S<0,又△H>0,则△H﹣T△S>0,故反应不能自发进行,故答案为:
该反应的△H>0,△S<0,反应难以自发进行;
(4)已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(l)+O2(g)△H=+151kJ•mol﹣1
②C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=﹣394kJ•mol﹣1
据盖斯定律,①+②得:
TiO2(s)+2Cl2(g)+C(s)=TiCl4(l)+CO2(g)△H=+151kJ•mol﹣1﹣394kJ•mol﹣1=﹣243KJ•mol﹣1,故答案为:
﹣243KJ•mol﹣1;
(5)在反应TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(l)+O2(g)中,加入C能和O2反应C(s)+O2(g)=CO2(g),降低了O2的浓度,平衡正向移动,反应就可以进行了,
故答案为:
TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4
(1)+O2(g)碳与氧气反应,减小了产物O2(g)的浓度,平衡向正反应方向移动,使反应能顺利进行.
点评:
本题考查范围广,落点比较高,是易错题,设计电化学、热化学等知识的考查,注意热化学反应方程式相加减时,反应热应相应的加减.
二、选择题
6、B
7、A
8、C
9、考点:
原电池和电解池的工作原理;常见的能量转化形式.
专题:
电化学专题.
分析:
根据空间站能量转化系统局部示意图,利用水的分解反应和燃料电池中的反应来分析反应中的能量变化,向阳面时,发生的是电解反应,背日面时,发生的是原电池反应.
解答:
解:
A.由转化图可知,该系统中水既可分解也可生成,是循环使用的,故A错误;
B.燃料电池系统产生的能量来源于所发生的化学反应,化学反应的发生能量来源是太阳能,故B正确;
C、电解池的阳极电极反应为:
4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,故C错误;
D、该燃料电池放电时的负极发生氧化反应,在碱性环境下,2OH﹣+H2﹣2e﹣=2H2O,故D错误.
故选B
点评:
本题是一道有关电解原理和原电池原理的题目,要求学生熟记教材知识,学以致用.
10、考点:
化学电源新型电池.
专题:
电化学专题.
分析:
分子组成为Cm(H2O)n的物质不一定为糖类,与甲醛、乳酸、乙酸乙酯等物质,形成原电池时,微生物所在电极区发生氧化反应,Cm(H2O)n被氧化生成水和二氧化碳,MnO2被还原生成Mn2+,为原电池的正极,放电时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,以此解答.
解答:
解:
A.分子组成为Cm(H2O)n的物质不一定为糖类,与甲醛、乳酸、乙酸乙酯等物质,故A错误;
B.形成原电池时,微生物所在电极区发生氧化反应,Cm(H2O)n被氧化生成水和二氧化碳,故B错误;
C.原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故C错误;
D.MnO2被还原生成Mn2+,为原电池的正极,电极方程式为MnO2+4H++2e﹣═Mn2++2H2O,故D正确.
故选D.
点评:
本题考查新型电池,题目难度不大,注意把握原电池的工作原理以及电极反应式的书写,解答本题的关键是根据物质的性质判断原电池的正负极.
三、综合题
11、【答案】
(1)阳极
(2)2
(3)10-9~10-7
(4)加KSCN溶液,溶液变血红色
(5)2Fe2++2H2O2+2H+
2Fe3++2H2O
(6)B;pH过小Fe3+沉淀不完全,pH过大Al3+可能因沉淀而损失
【解析】本题考查电解池原理,胶体的概念,铁离子的检验,氧化还原反应离子方程式的书写。
Ⅰ、
(1)电解法制高品质Al(OH)3,实质是电解水,偏铝酸根离子与氢离子结合生成氢氧化铝沉淀,氢离子在阳极产生,产物Al(OH)3在阳极区产生。
(2)从反应方程式看,制得4mol的Al(OH)3,转移电子4mol,电解中转移2mole-时,将制得2mol的Al(OH)3。
(3)纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体。
则纳米氧化铝的直径约为10-9~10-7m。
(4)检验硫酸铝溶液含有Fe3+时,所采用的试剂及现象是:
加KSCN溶液,溶液变血红色。
(5)往溶液中加入H2O2的作用是使亚铁离子转化为铁离子,以便容易生成沉淀而除去,离子方程式为:
2Fe2++2H2O2+2H+
2Fe3++2H2O。
(6)制取纯净的硫酸铝,硫酸铝溶液中铁离子等水解使溶液呈酸性,加入氢氧化铝,可以与水解产生的氢离子反应生成铝离子和水,从而促进铁离子的水解,使其转化为氢氧化铁沉淀,故选B;pH过小Fe3+沉淀不完全,pH过大Al3+可能因沉淀而损失。