高考化学专题训练及解析三.docx

1、高考化学专题训练及解析三高考化学专题训练及解析（三）专题训练及解析：电化学原理综合应用题专题训练及解析：速率、平衡图表类综合题高考化学专题训练及解析：电化学原理综合应用题（含标准答案及解析）时间：45分钟分值：100分1化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。(1)下列相关说法正确的是_(填序号)。A通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣B二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用C除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料D近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收(2)目前常用的镍(Ni

2、)镉(Cd)电池，其电池总反应可表示为2Ni(OH)2Cd(OH)2Cd2NiO(OH)2H2O已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是_(填序号)。A以上反应是可逆反应B反应环境为碱性C电池放电时Cd作负极D该电池是一种二次电池(3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。a电极是电源的_极；若该电池为飞行员提供了360 kg的水，则电路中通过了_ mol电子。2金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片

3、加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合液中，铜片完全溶解(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。(1)写出铜溶解于上述混合液的离子方程式：_。(2)若铜完全溶解时，溶液中的Fe3、Cu2、H三种离子的物质的量浓度相等，且测得溶液的pH1，则溶解铜的质量是_ g，溶液中的c(SO)_ molL1。(3)若欲在如图所示的装置中发生(1)中的反应，请判断图中的正、负极，并选出适当的物 质作电极，写出电极反应式，填在相应的表格中。正、负极判断电极材料电极反应式X极Y极3. (1)某课外活动小组同学用图1装置进行实验，试回答下列问题：若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的_腐蚀。若开始时开关K与b连

4、接，则总反应的离子方程式为_。 图1图2(2)芒硝化学式为Na2SO410H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。该电解槽的阳极反应式为_。此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)_导出。通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：_。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料

5、电池，则电池负极的电极反应式为_。已知H2的燃烧热为285.8 kJmol1，则该燃料电池工作产生36 g H2O时，理论上有_ kJ的能量转化为电能。4高氯酸铵(AP)受高温和猛烈撞击能引起爆炸，可用作火箭推进剂。目前制备高氯酸铵的流程如下：混合物AHClOHClO3HClO4NH4ClO4(1) 写出Cl2和NaOH溶液反应的离子方程式：_。将HClO3加入到电解槽中，电解产生H2和O3，产生H2的电极名称为_，写出产生O3的电极反应式：_。O3与ClO反应生成ClO，O3与ClO反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(2)工业上含有ClO的废水可用微生物法处理：向含有ClO的废水中加入

6、铁来制造厌氧环境，其主要原理是发生析氢腐蚀，析氢腐蚀时溶液pH变化为_(填“增大”或“减小”)，负极反应式为_。(3)已知Fe2可用K3Fe(CN)6来检验(呈蓝色)。将图装置中的铁棒末端分别连上一块锌片和铜片，并静置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝胶上。一段时间后发现凝胶的某些区域(如图所示)发生了变化，则下列说法正确的是_。a甲区呈现红色 b乙区呈现蓝色c丙区产生Cu2 d丁区产生Fe25已知：Cu2O溶于硫酸，立即发生反应：Cu2O2H=Cu2CuH2O。部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示：Cu(OH)2CuOHCuClCu2O颜色蓝色黄色白色砖红色Ksp(25 )1.61

7、0191.010141.2106某研究性学习小组对电解饱和食盐水进行了如下探究：实验装置如图所示，接通电源后，发现a、b电极上均有大量气泡产生。(1)电解过程中的总离子反应方程式为_。(2)为了确定电源的正、负极，下列操作一定行之有效的是(填序号)。A观察两极产生气体的颜色B往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液C用燃着的木条靠近U形管口D在U形管口置一张湿润的淀粉KI试纸实验把上述电解装置的石墨棒换成铜棒，用直流电源进行电解，装置如图所示。观察到的现象如下所示：开始无明显现象，随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗；5 min后，b极附近开始出现白色沉淀，并逐渐增多，且向a极扩散；10 min后，最靠近a

8、极的白色沉淀开始变成红色；12 min后，b极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色；a极一直有大量气泡产生；停止电解，将U形管中悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，没有出现蓝色，下层沉淀全部显砖红色。(3)a极发生的电极反应方程式为_。(4)电解5 min后，b极发生的电极反应方程式为_。(5)12 min后，b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是，原因是_。(6)最后沉淀的成分是，请设计一实验验证此成分：_。答案1(1)A(2)BCD(3)负40 000解析(1)B项二次电池可以多次使用，但不可能无限次重复使用。C项氧气可用作燃料电池的氧化剂，而不是燃料。D项废旧电池进行集中处理的主要

9、原因是电池中含有汞、镉和铅等金属离子，它们会对土壤、水源造成污染。(2)两个反应方向的条件不同，不能称为可逆反应。(3)电路中通过的电子的物质的量为(360 000 g18 gmol1)240 000 mol。2(1)Cu2Fe3=Cu22Fe2(2)0.640.5(3)正、负极判断电极材料电极反应式X极负极铜Cu2e=Cu2Y极正极碳2Fe32e=2Fe23(1)吸氧2Cl2H2O2OHH2Cl2(2)4OH4e=2H2OO2小于DH放电促进水的电离，使OH浓度增大H22e2OH=2H2O571.6解析(1)开关K与a连接，形成原电池，由于电解质溶液为饱和食盐水，铁发生吸氧腐蚀。开关K与b连

10、接，为石墨作阳极电解饱和食盐水，总反应的离子方程式为2Cl2H2O2OHCl2H2。(2)该电解槽中阳极为OH放电，电极反应式为4OH4e=2H2OO2。阳极OH放电，因此SO24向阳极迁移，阴极H放电，因此Na向阴极迁移，显然通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数。NaOH在阴极产生，因此从出口D导出。通电开始后，阴极上H放电，促进水的电离，OH浓度增大，因此pH增大。碱性氢氧燃料电池中负极为H2放电，电极反应式为H22e2OH=2H2O。该电池的总反应式为2H2O2=2H2O，由于H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，当电池工作产生36

11、 g H2O时，理论上转化的电能为285.8 kJmol12 mol571.6 kJ。4(1)Cl22OH=ClClOH2O阴极6OH6e=O33H2O13(2)增大Fe2e=Fe2(3)ad解析(1)从化合价的变化情况分析，H2是还原产物，因此是在电解池的阴极产生。O3是氧化产物，在阳极产生，阳极上阴离子放电，只有溶液中的OH放电，由此可写出电极反应式。O3与ClO反应生成ClO时，氧化产物已明确，在酸性条件下O3的还原产物必为H2O，故根据得失电子守恒可得两者物质的量之比。(2)析氢腐蚀的原理是：负极反应Fe2e=Fe2，正极反应2H2e=H2，溶液的pH增大。(3)发生的均是吸氧腐蚀，当

12、Fe上连Zn时，负极反应为Zn2e=Zn2，正极反应为O22H2O4e=4OH，故甲区呈现红色，乙区无蓝色出现。当Fe上连Cu时，负极反应为Fe2e=Fe2，正极反应为O22H2O4e=4OH，故丁区产生Fe2，丁区呈现蓝色，丙区呈现红色，应选ad。5(1)2Cl2H2O2OHH2Cl2(2)BD(3)2H2O2e=2OHH2(4)CuCle=CuCl(5)CuOH和Cu2OKsp(CuOH)Ksp(CuCl)，CuCl转化为黄色的CuOH沉淀，CuOH不稳定分解生成Cu2O，所以橙黄色沉淀的成分为CuOH和Cu2O的混合物(6)Cu2O取少量样品放入试管，滴加少量稀硫酸，观察到沉淀部分溶解且

13、溶液呈蓝色，说明沉淀成分为Cu2O解析(1)用惰性电极电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，故离子方程式为2Cl2H2O2OHH2Cl2。(2)由于电解生成的气体量较小，不一定能观察到气体颜色，A项错误；由于电解过程中阴极附近OH浓度增大，滴加酚酞试液后溶液变红，B项正确；点燃可燃性气体前一定要检验纯度，C项错误；由于2KICl2=2KClI2，生成的碘单质遇淀粉变蓝，D项正确。即选BD。(3)a极为阴极，溶液中的H放电，而它是由水电离产生的，故电极反应为2H2O2e=2OHH2。(4)根据观察到的现象可知，铜不可能失去2e，而是失去一个e生成Cu，然后与Cl反应

14、生成CuCl白色沉淀，电极反应式为CuCle=CuCl。(5)b极生成的CuCl沉淀向a极扩散，而a极OH向b移动，遇到CuCl后，根据Ksp(CuOH)”、“”、“”、“”或“T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是_(填代号)。 (2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H”、“”或“”)。丙容器中，通过改变温度，使CO的平衡转化率增大，则温度_(填“升高”或“降低”)，平衡常数K_(填“增大”、“减小”或“不变”)。答案1(1)c3(CO2)/c3(CO)0.006 molL1min160%C(2)b(3)Al(OH)3HA

15、lOH2O盐酸(合理即给分)2(1)0.001 5 molL1s1放(2)b(3)BC(4)C3(1)0.002 5(2)2.8(3)0.10如图(4)减小(5)向左移动氦气是惰性气体，不参与反应；扩大体积的瞬间，c(NO2)和c(N2O4)都降低为原来的一半，使c(N2O4)/c2(NO2)增大，并大于该温度下的平衡常数K，平衡会向左移动(或氦气是惰性气体，不参与反应，扩大体积相当于减小压强，平衡向左移动) 解析根据反应速率的定义不难解答问题(1)。根据已知表中的数据可知6080 s反应达到平衡，故n3=n4。由方程式2NO2(g) N2O4(g)及平衡常数公式可计算出其平衡常数约为2.8。因温度、体积不变，故达到等效平衡时需要N2O4的起始物质的量为0.20 mol，即浓度为0.