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1、2022年高三化學總復習 課時跟蹤訓練21 第六章 6.3 化學反應(yīng)與能量 新人教版
一、選擇題
1.(xx·太原五中段考)以下各裝置在正常工作時,都伴隨有能量變化,其中由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿氖? )
[解析] A項,電解水過程中電能轉(zhuǎn)化為化學能;B項,干電池工作時把化學能轉(zhuǎn)化為電能;C項,太陽能熱水器工作時把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能;D項,水力發(fā)電過程中把機械能轉(zhuǎn)化為電能。本題選B。
[答案] B
2.下列電解質(zhì)溶液用惰性電極進行電解時,一段時間后,溶液的pH增大的是( )
A.稀碳酸鈉溶液 B.硫酸鈉溶液
C.稀硫酸 D.硫酸銅溶液
[答案] A
3.下列圖示中關(guān)
2、于銅電極的連接錯誤的是( )
[解析] 電鍍時鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,故選項C錯誤。
[答案] C
4. (xx·合肥模擬)用固體氧化物作為電解質(zhì)的氫氧燃料電池電解Na2SO4溶液,已知固體氧化物在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過,其工作原理如圖所示(c、d均為惰性電極)。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.電路中電子流向為a→d→c→b
B.電極b為負極,電極反應(yīng)式為O2+4e-===2O2-
C.電解后燒壞中溶液pH增大
D.理論上b極消耗氣體和c極生成氣體質(zhì)量相等
[解析] 在溶液中沒有電子的流動,只有離子的流動,A項錯誤;通入O2的一極(電極b)為電池的
3、正極,發(fā)生還原反應(yīng),B項錯誤;惰性電極電解Na2SO4溶液實質(zhì)上是電解水,溶液的pH不變,C項錯誤;c極生成O2,根據(jù)得失電子守恒可知D項正確。
[答案] D
5.電解裝置如圖所示,電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液,中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電,發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍色,一段時間后,藍色逐漸變淺。已知:3I2+6OH-===IO+5I-+3H2O,下列說法不正確的是( )
A.右側(cè)發(fā)生的電極方程式:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
B.電解結(jié)束時,右側(cè)溶液中含有IO
C.電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學方程式:KI+3H2O===KIO3+3H2↑
D.如果用陽離子交換膜代替
4、陰離子交換膜,電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學方程式不變
[解析] 電解的電極反應(yīng):陽極2I--2e-===I2,使左側(cè)溶液變藍色;3I2+6OH-===IO+5I-+3H2O,則一段時間后,藍色變淺;IO通過陰離子交換膜向右側(cè)移動;陰極2H2O+2e-===H2↑+2OH-,右側(cè)放出氫氣。如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜:陽極2I--2e-===I2,多余K+通過陽離子交換膜遷移至陰極;陰極2H2O+2e-===H2↑+2OH-,保證兩邊溶液呈電中性,結(jié)果不會生成IO,總化學方程式當然不同。
[答案] D
二、填空題
6.從H+、Cu2+、Na+、SO、Cl-五種離子中兩兩恰當?shù)亟M成電解質(zhì),按
5、下列要求進行電解:
(1)以碳棒為電極,使電解質(zhì)質(zhì)量減少,水量不變進行電解,則采用的電解質(zhì)是________。
(2)以碳棒為電極,使電解質(zhì)質(zhì)量不變,水量減少進行電解,則采用的電解質(zhì)是________。
(3)以鉑為電極,使電解質(zhì)和水量都減少進行電解,則電解質(zhì)是________。
[解析] (1)電解電解質(zhì)型,水不參與反應(yīng),可以是無氧酸或較不活潑金屬的無氧酸鹽,如HCl、CuCl2。(2)電解水型,電解質(zhì)不參與反應(yīng),只起增強溶液導電性作用,可以是含氧酸,活潑金屬的含氧酸鹽或強堿,如H2SO4、Na2SO4。(3)電解質(zhì)和水均參與反應(yīng),可以是較不活潑金屬的含氧酸鹽或活潑金屬的無氧酸鹽,如
6、CuSO4、NaCl。
[答案] (1)HCl、CuCl2 (2)H2SO4、Na2SO4
(3)CuSO4、NaCl
7.如圖X是直流電源。Y槽中c、d為石墨棒,Z槽中e、f是質(zhì)量相同的銅棒。接通電路后,發(fā)現(xiàn)d附近顯紅色。
(1)①電源上b為________極(用“正”、“負”、“陰”或“陽”填空)。
②Z槽中e為________極(同上)。
③連接Y、Z槽線路中,電子流動的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。
(2)①寫出c極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式:
__________________________________。
②寫出Y槽中總反應(yīng)的化學方程式:
7、
__________________________________。
③寫出Z槽中e極上反應(yīng)的電極反應(yīng)式:
__________________________________。
[解析] d極附近顯紅色,說明d為陰極,電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,c為陽極,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2↑,Y槽電解飽和NaCl溶液的總反應(yīng)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;直流電源中a為正極,b為負極,Z槽中f為陰極,e為陽極,活性電極作陽極,電極本身失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu-2e-===Cu2+,電子流動方向由e→d。
[答案] (1)①負
8、?、陉枴、邸?
(2)①2Cl--2e-===Cl2↑
②2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
③Cu-2e-===Cu2+
B級(能力提升)
一、選擇題
1. 纏有金屬絲的鐵釘插在含有酚酞的NaCl溶液中,如圖所示,可以看到在貼近金屬絲一邊的溶液中出現(xiàn)粉紅色。則該金屬絲可能是( )
A.鎂 B.鋁
C.鋅 D.銅
[解析] 貼近金屬絲一邊溶液出現(xiàn)粉紅色,說明金屬絲附近產(chǎn)生OH-,即金屬絲作正極,正極上發(fā)生反應(yīng)2H2O+O2+4e-===4OH-,因此金屬絲的活潑性比Fe差,D項正確。
[答案] D
2.下列與
9、金屬腐蝕有關(guān)的說法中正確的是( )
A.圖1中,鐵釘易被腐蝕
B.圖2中,滴加少量KSCN溶液,生成紅色沉淀
C.圖3中,燃氣灶的中心部位容易生銹,主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕
D.圖4中,用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕,鎂塊相當于原電池的正極
[解析] 圖1為干燥環(huán)境,不易腐蝕;圖2中,F(xiàn)e-2e-===Fe2+,F(xiàn)e2+與SCN-不能生成紅色沉淀,即使是Fe3+與SCN-生成的也不是紅色沉淀;D項為犧牲陽極的陰極保護法,鎂為負極。
[答案] C
3. 如圖所示,A池用石墨電極電解pH=13氫氧化鈉溶液(100 mL),B池c電極為純銅,d電極為粗銅(含有雜質(zhì)
10、Fe、Ag),溶液是足量CuSO4溶液,通電一段時間后停止,A池a極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下為2.24 L,則下列說法正確的是( )
A.d電極質(zhì)量一定減少6.4 g
B.c電極質(zhì)量一定增加6.4 g
C.A池pH不變
D.A池溶液質(zhì)量減少3.6 g
[解析] 由現(xiàn)象:
由原理得a:4H++4e-===2H2↑
b:4OH--4e-===2H2O+O2↑
c:2Cu2++4e-===2Cu
由數(shù)據(jù):n(H2)=0.1 molH2~Cu
c電極析出銅6.4 g。
[答案] B
二、綜合題
4.MnO2常用于實驗室和電池工業(yè),請回答下列問題:
(1)MnO2主要
11、存在于軟錳礦中。寫出舍勒用軟錳礦制取Cl2的離子方程式:
____________________________。
(2)檢驗溶液中Mn2+的方法:向待測溶液中加入硝酸,無明顯現(xiàn)象;繼續(xù)加入難溶于水的NaBiO3(還原產(chǎn)物為Bi3+),溶液呈紫紅色。寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:______________________________________。某學生取實驗室制備Cl2后的冷卻澄清溶液,依次加入硝酸、少量NaBiO3,發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)樽霞t色后立即褪去,用離子方程式解釋紫紅色褪去的原因:________________。
(3)甲、乙分別為工業(yè)制備單質(zhì)錳和MnO2的原理圖。
12、①甲圖所示電解池中陽極產(chǎn)生的氣體是________(填化學式)。
②要配制乙圖所示電解池中的電解質(zhì)溶液250 mL,需要稱取MnSO4________g。
③寫出乙圖所示電解池中的陽極反應(yīng)式:_______________________。
(4)圖丙表示電解池,通電后陰極和陽極上分別得到單質(zhì)Mn和MnO2。
①寫出該電解池電解總反應(yīng)的離子方程式:_____________________。
②與圖甲、乙所示的電解池相比,該電解池的突出優(yōu)點是__________。
[解析] (1)教材上介紹舍勒研究軟錳礦時,發(fā)現(xiàn)它與熱的濃鹽酸反應(yīng)放出黃綠色氣體,實驗室至今仍用該反應(yīng)制備氯氣:MnO
13、2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。高考時遇到教材上的反應(yīng),一定要書寫規(guī)范,不要漏寫加熱符號或氣體生成箭頭。(2)本問考查陌生氧化還原反應(yīng)的離子方程式的書寫。硝酸起酸化的作用,Mn2+被NaBiO3氧化為紫紅色的MnO,離子方程式為2Mn2++5NaBiO3+14H+===2MnO+5Bi3++5Na++7H2O??忌赡軙鲆暋半y溶于水的NaBiO3”,把“NaBiO3”誤寫成“BiO”。制備Cl2后的溶液中含有大量具有還原性的Cl-,可以將MnO還原為Mn2+而使溶液褪色:2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(3)①圖甲所示電解池的陰極是Mn
14、SO4溶液中的Mn2+得電子被還原為Mn,陽極是電解OH-生成O2(4OH--4e-===
O2↑+2H2O),故陽極產(chǎn)生的氣體是O2。②本問考查單位的換算。c(MnSO4)=c(Mn2+)=1 mol/L(Mn的相對原子質(zhì)量為55),m(MnSO4)=1 mol/L×0.250 L×151 g/mol=37.75 g。③圖乙所示電解池的目的是制備MnO2,根據(jù)Mn的化合價由+2升高到+4知,陽極上Mn2+失去電子被氧化為MnO2:Mn2+-2e-+2H2O===MnO2+4H+。(4)①陽極上還原劑Mn2+失去電子被氧化為MnO2:Mn2+-2e-+2H2O===MnO2+4H+。陰極上M
15、n2+得到電子被還原為Mn,Mn2++2e-===Mn,二者相加即為電解總反應(yīng):2Mn2++2H2OMn+MnO2+4H+。②圖甲所示電解池陰極產(chǎn)生目標產(chǎn)物單質(zhì)錳,陽極產(chǎn)生氧氣;圖乙所示電解池陽極產(chǎn)生目標產(chǎn)物MnO2,陰極析出氫氣;圖丙為同槽電解裝置原理圖,陰、陽極同時產(chǎn)生目標產(chǎn)物單質(zhì)錳和MnO2,制備等量的目標產(chǎn)物,丙的能耗最低。
[答案] (1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)2Mn2++5NaBiO3+14H+===2MnO+5Bi3++5Na++7H2O
2MnO+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(3)①O2?、?7.7
16、5?、跰n2+-2e-+2H2O===MnO2+4H+
(4)①2Mn2++2H2OMn+MnO2+4H+ ②制備等量的目標產(chǎn)物,丙的能耗最低
5.(xx·湖北重點中學聯(lián)考)Ⅰ.(1)研究鋼鐵的防腐蝕措施意義重大。利用如圖裝置可以模擬鐵的電化學防護,其中Y為NaCl。
為減緩鐵的腐蝕:
①若X為碳棒,開關(guān)K應(yīng)置于________處(填字母),此時X極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_________________。
②若X為鋅,開關(guān)K置于M處,則此時鐵極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______。
(2)在城市中地下常埋有縱橫交借的管道和輸電線路,地上還鋪有地鐵、城鐵的鐵軌,當有電流泄漏入潮濕的土壤
17、中,并與金屬管道形成回路時,就會引起后者的腐蝕。為表示其原理,某班級的學生繪制了下列裝置圖(假設(shè)電極材料均為鐵,電解質(zhì)溶液均為NaCl溶液)。
你認為其中能合理模擬金屬管道的腐蝕原理的是__________________;c(Ⅱ)的總反應(yīng)方程式是________________________;若圖d中接通電源,則平放的鐵絲左側(cè)附近產(chǎn)生的現(xiàn)象是_____________;
請你為防止地下金屬管道腐蝕提供一種策略________________。
Ⅱ.1 L某溶液中含有的離子如下表:
離子
Cu2+
Al3+
NO
Cl-
物質(zhì)的量濃度(mol/L)
2
1
4
18、x
用惰性電極電解該溶液。當電路中有5 mol電子通過時,溶液的pH=________(忽略電解時溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)。
[解析]?、?(1)①若X為碳棒,則開關(guān)K應(yīng)置于N處,鐵作陰極被保護,此時X極為陽極,發(fā)生反應(yīng)2Cl--2e-===Cl2↑。②若X為Zn,開關(guān)K置于M處,則利用犧牲陽極的陰極保護法,形成一個原電池裝置,鐵極發(fā)生反應(yīng):O2+2H2O+4e-===4OH-。(2)觀察四個裝置,只有b裝置不符合要求,不能形成閉合回路。c(Ⅱ)中陽極④上鐵失電子,陰極②上水電離出的氫離子得電子生成氫氣,總反應(yīng)方程式為Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑。裝置c和裝置
19、d等效,鐵絲左側(cè)為電解池的陰極,有氫氣放出,陽極①上鐵失電子生成的Fe2+結(jié)合溶液中的OH-,鐵絲左側(cè)附近產(chǎn)生少量白色沉淀,隨后白色沉淀變成灰綠色,最后變成紅褐色沉淀。
Ⅱ.根據(jù)溶液呈電中性得c(Cl-)=3 mol/L,電解時,溶液中離子放電順序:陰極為Cu2+>H+,陽極為Cl->OH-。當電路中有5 mol電子通過時,3 mol Cl-在陽極發(fā)生反應(yīng)2Cl--2e-===Cl2↑,然后1 mol H2O在陽極發(fā)生反應(yīng)2H2O-4e-===O2↑+4H+;2 mol Cu2+在陰極發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-===Cu,然后1 mol H+在陰極發(fā)生反應(yīng)2H++2e-===H2↑,此時溶液中c(H+)=1 mol/L,故溶液的pH=0。
[答案] Ⅰ.(1)①N 2Cl--2e-===Cl2↑?、贠2+2H2O+4e-===4OH-
(2)acd Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑ 鐵絲左側(cè)有無色的氣體產(chǎn)生,附近產(chǎn)生少量白色沉淀,隨后白色沉淀變成灰綠色,最后變成紅褐色沉淀 將埋在地下的金屬管道表面涂絕緣膜(塑料或油漆等)
Ⅱ.0