1、其反应原理如下:电池: Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) =2PbSO4(s) + 2H2O(l)电解池:2Al+3O2Al2O3+3H2电解过程中,以下判断正确的是 电池 电解池AH+移向Pb电极B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正极:PbO2+4H+2e=Pb2+2H2O阳极:2Al+3H2O-6e=Al2O3+6H+D【解析】该题考查原电池和电解池的基本知识。A选项H+离子在原电池中移向PbO2电极,错误。B选项每消耗3molPb,根据电子守恒生成lmolAl2O3,错误。C选项在原电池的正极电极反应是生成PbSO4,错误。D选项在原电池中Pb电极的质量
2、由于生成PbSO4,质量增加,在电解池中,Pb阴极,质量不变,正确。答案:5.(2013安徽理综10)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+Ca =CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是A 正极反应式:Ca+2Cl- - 2e- = CaCl2B 放电过程中,Li+向负极移动C 没转移0.1mol电子,理论上生成20.7PbD 常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转【答案】D【解析】A、正极发生还原反应,故为,错误;B、放
3、电过程为原电池,阳离子向正极移动,错误;C、每转移0.1mol电子,生成0.05molPb,为10.35g,错误;D常温下,电解质不能融化,不能形成原电池,故指针不偏转,正确。【考点定位】考查化学基本理论,设计电极判断、电极反应方程式的书写、离子流动方向以及简单计算。6.(2013新课标卷I10)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器漫入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是A处理过程中银器一直保持恒重B银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C该过程中总反应为2Al + 3Ag2S = 6Ag +
4、 A12S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 【考点】考查氧化还原和电化学知识。【解析】A错,银器放在铝制容器中,由于铝的活泼性大于银,故铝为负极,失电子,银为正极,银表面的Ag2S得电子,析出单质银附着在银器的表面,故银器质量增加; C错,Al2S3在溶液中不能存在,会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3; D错,黑色褪去是Ag2S转化为Ag而不是AgCl,从化合价变化也可推断,S被氧化,Ag肯定被还原。【答案】B 7.(2013江苏化学9)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是A.Mg电极是该电
5、池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大D.溶液中Cl向正极移动【参考答案】C【解析】本题是电化学基础的一条简单综合题,着力考查学生对原电池基础知识的理解能力。A.组成的原电池的负极被氧化,镁为负极,而非正极。B、C.双氧水作为氧化剂,在石墨上被还原变为水,溶液PH值增大。D.溶液中Cl移动方向同外电路电子移动方向一致,应向负极方向移动。8、(2013浙江理综11)电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6OH=IO3+5I+3H2O下列说法不正确的是
6、A右侧发生的电极方程式:2H2O+2e=H2+2OHB电解结束时,右侧溶液中含有IO3C电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O=KIO3+3H2D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学方程式不变【解析】电解的电极反应为:阳极 2I2e= I2 左侧溶液变蓝色3I2+6OH=IO3+5I+3H2O 一段时间后,蓝色变浅 阴离子交换膜 向右侧移动阴极 2H2O+2e=H2+2OH 右侧放出氢气如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜:电极反应为:阳极 2I2e= I2 多余K+ 通过阳离子交换膜迁移至阴极 阴极 2H2O+2e=H2+2OH 保证两边溶液呈电中性9(2013海南化
7、学4)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为:2AgCl+ Mg = Mg2+ 2Ag +2Cl-。有关该电池的说法正确的是AMg为电池的正极B负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-C不能被KCl 溶液激活D可用于海上应急照明供电答案D解析:根据氧化还原判断,Mg为还原剂是负极、失电子,所以A、B都错,C是指电解质溶液可用KCl 溶液代替。10(201312)下图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重bd。符合上述实验结果的盐溶液是选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2C
8、FeSO4Al2 (SO4)3D题意表明b、d没有气体逸出,所电解的盐溶液中金属元素,应该在金属活动顺序表中(H)以后,只有D符合题意。11、(2013广西理综9)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O726Fe214H2Cr36Fe37H2O,最后Cr3以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是 A.阳极反应为Fe2eFe2 B.电解过程中溶液pH不会变化C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D.电路中每转移12 mol电子,最多有1 mol Cr2O72被还原【答案】B【解析】根据电解原理,该电解法的阳极反应为Fe2eFe2,阴极反应
9、为2H+2eH2,生成的亚铁离子被溶液中的Cr2O72氧化:Cr2O726Fe214H2Cr36Fe37H2O,电路中每转移12 mol电子,最多有1 mol Cr2O72被还原。无论阴极消耗还是氧化过程中,氢离子浓度减小,随着溶液中的酸性下降,Fe3的水解平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀。12.(2013上海化学8)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3eFe3+C.脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:2H2O+O2+4e-4OH-D.含有1
10、.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)【解析】根据题意铁作为电池负极(Fe-2e-=Fe2+) 碳作原电池正极(2H2O+O2+4e-=4OH-)因此BC错误,脱氧过程是放热反应,A项错误,D项生成的Fe2-继续被O2氧化13.(20138)下列解释事实的方程式不准确的是A.用浓盐酸检验氨:NH3+HCl=NH4ClB.碳酸钠溶液显碱性:CO32-+H2OHCO-3+OH-C.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:Fe-3e-=Fe3+D.长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色固体:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O【答案】C【解析】A、盐酸具有挥发性,挥发出的HC
11、l与氨气反应生成氯化铵,冒白烟,故正确;B、碳酸钠是强碱弱酸盐,溶液中存在CO32-水解平衡:HCO3-+OH-,使溶液呈碱性,故正确;C、钢铁发生吸氧腐蚀,铁作负极被氧化,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故错误;D、石灰水与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙,故正确。14.(2013福建理综11)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下:A该过程中CeO2没有消耗B该过程实现了太阳能向化学能的转化C右图中H1=H2+H3D以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为 CO+4OH2e=CO32+2H2O【知识点】盖斯定律,化学反应中的能量变化
12、,电极反应式的书写【答案】C 【解析】A 项,我们把两个反应相叠加就可以得到,所以CeO2 没有消耗;B 项,该反应实现了太阳能向化学能的转化;C 项,根据所给的关系可知H3=-(H2+H1);D 项,碱性燃料电池的总反应为2CO+4OH+O2=2CO32+2H2O, 负极反应是CO+4OH2e=CO32+2H2O, 正极反应是O2+2H2O4e=4OH。15.(201327)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2),导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某
13、些金属资源 (部分条件未给出) 回答下列问题: LiCoO2 中,Co元素的化合价为_。写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。“酸浸”一般在80 oC下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_;可用盐酸代替H2SO4和H2O2 的混合液,但缺点是_。写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式_。上述工艺中“放电处理”有利于锂在正极的回收。其原因是_ _。在整个回收工艺中,可回收的金属化合物有_(填化学式) 【答案】(1)+3;(2)2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2 (4)CoSO4
14、+2NH4HCO3=CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2 (5)Li1-xCoO2+ LixC6= LiCoO2+6C (6)Li+从负极脱出,经电解液向正极移动并进入正极材料中;Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4 17(2013山东理综28)(12分)金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 aFe2O3 bNaCl cCu2S dAl2O3(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2 H2O,该反应的还原剂是 ,当1mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol。向CuSO4溶液中加入
15、镁条时有气体生成,该气体是 (3)右图为电解精炼银的示意图, (填a或b)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为 (4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为 (1)NaCl与Al2O3冶炼需要用电解法,Fe2O3与Cu2S可以用热还原法,所以为b、d。(2)在该反应中,Cu元素化合价由+1升高到+2,S元素由-2升高到+6,Cu2S做还原剂,当有1molO2参与反应转移的电子为4mol,由于Cu2+水解呈酸性,加入镁条时,镁与H+反应生成了氢气。(3)电解精炼时,不纯金属做阳极,这里就
16、是a极;b电极是阴极,发生还原反应,生成了红棕色气体是NO,遇空气氧化生成的NO2,电极反应:NO3-+3e-4H+NO+2H2O。或NO3-+e-2H+NO2+H2O(4)做电解质溶液,形成原电池。(1)bd(2)Cu2S;4;氢气(3)a;NO3-+3e-4H+NO+2H2O18.(2013重庆理综29)(14分)化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝化法中,H2能将NO3还原为N2。25时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。N2的结构式为 上述反应的离子方程式为,其平均反应速率(NO3)为 molL1/min还原过程中
17、可生成中间产物NO2,写出3种促进NO2水解的方法 电化学降解NO3的原理如题29图所示。NO3H2O电源正极为 (填A或B),阴极反应式为 若电解过程中转移了2mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(m左m右)为 克 解析:以环境保护为背景考察化学理论,是平衡理论和电化学理论的综合。 (1)氮气的结构式为:NN,根据产物分析首先要书写催化反硝化法方程式:2NO35H2 N22OH4H2O,然后才能计算反应速率,根据PH值,C(OH)=0.01molL1,(NO3)=0.01/10=0.001 mol根据NO2H2OHNO2OH要促使平衡正向移动,可以加酸、加水或升高温度等方法。(2)要实现2
18、NO36H2O10eN212OH;该反应应该阴极中进行,Ag不能作阳极,否则会失去电子,所以Pt是阳极,A是正极;AgPt是阴极,在阳极的反应式为:2H2O4e=4HO2;两级的质量差实际上阳极消耗水的质量和阴极析出N2的质量之差和质子交换膜进入H的质量之差,根据电子守恒原理,H2O2e;N210H10e;左边是阳极,减重18g,右边减重5.6g2g=3.6g,m左m右=18g.3.6g=14.4g.参考答案:NN 2NO35H2 N22OH4H2O,0.001加酸,升高温度,加水A,2NO36H2O10eN212OH14.4不很明显的电化学(综合考查)11)下列有关说法正确的是A.反应NH3
19、(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的H0B.电解法精炼铜时,以粗铜作阴极,纯铜作阳极C.CH3COOH 溶液加水稀释后,溶液中c(CH3COOH)c(CH3COO) 的值减小D.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2 固体,CO32水解程度减小,溶液的pH 减小【参考答案】AC【解析】本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题,着力考查学生对用熵变焓变判断反应方向,水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。A.本反应前后气体变固体,熵变小于零,只有在焓变小于零时自发。内容来源于选修四P34P36中化学方向的判断。B.精炼铜时,粗铜铜作阳极,被
20、氧化,纯铜作阴极,被还原。内容来源于选修四P81。C.越稀越电离,醋酸与醋酸根离子浓度比减小。内容来源于选修四P41。D.Na2CO3溶液加少量Ca(OH)2固体,抑制碳酸根离子水解,但pH值随着Ca(OH)2固体的加入而增大。2、(20137)下列说法不正确的是A多孔碳可用氢氧燃料电池的电极材料BpH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断C科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素,该As元素最有可能取代了普通DNA链中的P元素DCH3CHCH2和CO2反应生成可降解聚合物 OCHCH2OC n,该反应符合绿O CH3 O色化学的原则【解析】A选项:氢氧燃料电池要求电极必须多孔具有很强的吸附
21、能力,并具一定的催化作用,同时增大气固的接触面积,提高反应速率。C选项:As和P同主族。甲基环氧乙烷与二氧化碳在一定条件下反应生成聚碳酸酯,原子利用率达到100%,生成的聚碳酸酯易降解生成无毒无害物质,所以此反应符合绿色化学原则。B选项:pH计可用于酸碱中和滴定终点的判断。3.(15分)(201328)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,由合成气(组成为H2、CO、和少量CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下四个反应:CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g) H1=-90.1 kJmol-1 CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) H
22、2=-49.0 kJ水煤气变换反应:CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g)H3=-41.1 kJ二甲醚合成反应:2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) H4=-24.5 kJAl2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是(以化学方程式表示) 分析二甲醚合成反应对于CO转化率的影响。由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3),压强为5.0MPa的条件下由H2和CO直接制备二甲醚,结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降
23、低的原因是_。二甲醚直接燃料电池具有启动快,效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池(5.93kWhkg-1),若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为_。一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生_个电子的电量;该电池理论输出电压1.20V,能量密度E=_(列式计算,能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kWh=3.6105J ) (1)Al2O3(铝土矿)+2NaOH=2NaAlO2+H2O;NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3;(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应平衡向右移,CO转化率增大,生成的H2O通过水煤气反应消耗部分CO (3)2CO(g)+4H2(g
24、)=CH3OCH3(g)+H2O(g);H=-204.7kJ/mol;该反应分子数减小,压强升高平衡右移,CO和H2的转化率增大,CH3OCH3产率增加,压强升高使CO和H2的浓度增加,反应速率增大。4.(2013广东理综33)(17分)化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升科学素养。(1) 在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。1 列收集Cl2的正确装置时 。将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 。设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:取少量新制氯水和CCl4于试管中, 。(2) 能量之间可以相互转化:点解食盐水制备C
25、l2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。1 完成原电池的装置示意图(见图15),并作相应标注。要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。2 铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极 。3 甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ,其原因是 。(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中应选 作阳极。33、解析:(1)Cl2是有刺激性气味、密度比空气大、有毒的黄绿色气体,在制备和收集Cl2时必须有尾气吸收装置。没有排气管不能用于收集气体;用于收集密度比空气小的气体;C用以收集密度比空气大的气体,且有尾气吸收装置;吸收氯气不能收集。氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸为弱酸部分电离,所以有氧化性的含氯粒子是Cl、HClO和ClO。比较Cl和Br的氧化性,可以利用置换反应。所以其具体操作是:取少量新制氯水和CCl于试管中,用胶头滴管向试管中滴加NaBr溶液,振荡静置,溶液下层呈橙色。(2)由题给试剂,结合原电池的形成条件可知可以组合的原电池可以是:锌铜、锌铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动
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