2022高考化學 考點必練 專題15 電解池補差專練
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1、2022高考化學 考點必練 專題15 電解池補差專練 1.(2019屆浙江省嘉興市高三上學期9月份考試)下列說法正確的是 A. 煤的液化是物理變化 B. 天然氣為可再生能源 C. 食鹽溶于水會顯著放熱 D. 電解水的反應(yīng)中含有電轉(zhuǎn)化為化學能的過程 【答案】D 2.(2019屆內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰第二中學高三上學期第二次月考)下列裝置的線路接通后,經(jīng)過一段時間,溶液的pH明顯下降的是( ) 【答案】D 【解析】A、電池總反應(yīng)是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,消耗H2SO4,c(H+)降低,pH增大,A不符合題意;B、該裝置為電解池裝置,總反應(yīng)是Cu+2H
2、2OCu(OH)2+H2↑,消耗的H2O,c(OH-)增大,pH增大,B不符合題意;C、電解飽和食鹽水,總反應(yīng)是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,c(OH-)增大,pH增大,C不符合題意;D、電解CuSO4溶液的總反應(yīng)式2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,溶液中c(H+)增大,pH降低,D不符合題意。 3.(2019屆內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰第二中學高三上學期第二次月考)下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是 A. 用高錳酸鉀標準溶液滴定草酸:2MnO4-+16H++5C2O42-===2Mn2++10CO2↑+8H2O B. Cl2與FeBr2溶液反應(yīng),當n(Cl2)
3、:n(FeBr2)=1:1時,2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl- C. 惰性電極電解MgCl2溶液:2Cl?+2H2OCl2↑+2OH-+ H2↑ D. 向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至中性:H++SO42-+Ba2++OH- ===BaSO4↓+H2O 【答案】B 4.(2019屆福建省莆田第六中學高三9月月考)如圖所示進行電化學實驗,電極材料為銅和另一電極X,則以下說法中錯誤的是( ) A. 銅電極上既可能發(fā)生反應(yīng):Cu-2e- =Cu2+,又可能發(fā)生 Cu2++2e- =Cu B. 該裝置既可實現(xiàn)化學能轉(zhuǎn)化成電能,又能實現(xiàn)電
4、能轉(zhuǎn)化成化學能 C. X電極上既可能產(chǎn)生H2,又可能產(chǎn)生O2 D. 該裝置既可做電鍍銅的實驗,又可以研究精煉銅的原理 【答案】C 【解析】A. 該裝置若為鋅銅原電池,則銅電極上發(fā)生反應(yīng):Cu2++2e- =Cu;若該裝置為電解池,銅做陽極,發(fā)生反應(yīng):Cu-2e- =Cu2+, A正確;B. 該裝置若為原電池,可以實現(xiàn)化學能轉(zhuǎn)化成電能;若為電解池,可以實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化成化學能,B正確;C.產(chǎn)生H2的反應(yīng)為還原反應(yīng),只能在原電池的正極或電解池的陰極發(fā)生;產(chǎn)生O2的反應(yīng)為氧化反應(yīng),只能在電解池的陽極發(fā)生,所以X電極上可能產(chǎn)生H2,就不可能產(chǎn)生O2;產(chǎn)生氧氣,就不能產(chǎn)生氫氣;C錯誤;D. X電極為
5、鐵,做陰極,該裝置既可做電鍍銅的實驗;X電極為粗銅做陽極,又可以研究精煉銅的原理,D正確。 5.(2018屆陜西省西安市長安區(qū)高三教學質(zhì)量檢測)有關(guān)下列四個常用電化學裝置的敘述中,正確的是 A. 圖Ⅰ所示電池中,MnO2是催化劑 B. 圖Ⅱ所示電池放電過程中,硫酸濃度不斷增大 C. 圖Ⅲ所示裝置工作過程中,電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變 D. 圖Ⅳ所示電池工作過程中,電子由Zn極流向Ag2O極 【答案】D 6.(2018屆甘肅省靖遠縣高三第四次聯(lián)考)利用電化學原理還原CO2制取ZnC2O4的裝置如圖所示(電解液不參加反應(yīng)),下列說法正確的是 A. 可用H2SO4溶
6、液作電解液 B. 陽離子交換膜的主要作用是増強導電性 C. Pb電極的電極反應(yīng)式是2CO2-2e-==C2O42- D. 工作電路中毎流過0.02?mol電子,Zn電極質(zhì)量減重0.65g 【答案】D 【解析】分析:鋅在陽極失電子,發(fā)生Zn-2e-== Zn2+;Pb電極上二氧化碳得電子發(fā)生還原反應(yīng):2CO2+2e-==C2O42-;金屬鋅可以和硫酸反應(yīng),離子交換膜允許部分離子通過,根據(jù)電極反應(yīng)式并結(jié)合電子守恒來回答問題。 詳解:如果用硫酸溶液作電解液,溶液中氫離子會在正極得電子生成氫氣,影響2CO2+2e-==C2O42-反應(yīng)的發(fā)生,A錯誤;用陽離子交換膜把陽極室和陰極室隔開,它具
7、有選擇透過性,只允許氫離子透過,其它離子難以透過,B錯誤;Pb電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng),2CO2+2e-==C2O42-,C錯誤;鋅電極為負極,發(fā)生氧化反應(yīng),Zn-2e-== Zn2+;當電路中毎流過0.02mol電子,消耗鋅的量為0.01mol,質(zhì)量為0.65g,D正確。 7.(2018屆山東省淄博市高三第二次模擬考試)某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電,充電時Na2S4還原為Na2S。下列說法錯誤的是 A. 充電時,太陽能轉(zhuǎn)化為電能,又轉(zhuǎn)化為化學能 B. 放電時,a極的電極反應(yīng)式為:4S2--6e-=S42- C. 充電時,陽極的電極
8、反應(yīng)式為:3I--2e-=I3- D. M是陰離子交換膜 【答案】D 8.(2018屆山東省師范大學附屬中學高三第十一次模擬)某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電,充電時Na2S4還原為Na2S。下列說法錯誤的是 A. 關(guān)閉K2打開K1時,該裝置實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為電能,又轉(zhuǎn)化為化學能 B. M是陽離子交換膜. C. 充電時,陽極的電極反應(yīng)式為:3I--2e-=I3- D. 放電時,b極區(qū)總離子濃度減小。 【答案】D 9.(2018屆安徽省宿州市高三第三次教學質(zhì)量檢測)下圖為光伏發(fā)電電解甲基肼[CH3-NH-NH2]制氫的裝置
9、示意圖(電解池中交換膜僅阻止氣體通過,a、b極均為惰性電極)。下列敘述中正確的是 A. N型半導體為正極,P型半導體為負極 B. 制氫裝置溶液中電子從a極流向b極 C. 工作時,產(chǎn)生的N2、H2體積比為1:3(同溫同壓) D. 工作時,a極的電極反應(yīng)式為CH3-NH-NH2+12OHˉ-10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O 【答案】D 【解析】a極發(fā)生氧化反應(yīng),放出氮氣,所以a是陽極,則P型半導體為正極,故A錯誤;電解質(zhì)溶液中沒有電子流動,故B錯誤;根據(jù)陽極反應(yīng)式,CH3-NH-NH2+12OHˉ-10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O,生成1mol氮氣轉(zhuǎn)移10mol電子,生
10、成1mol氫氣轉(zhuǎn)移2mol電子,根據(jù)得失電子守恒,產(chǎn)生的N2、H2體積比為1:5,故C錯誤;工作時,a極是陽極,電極反應(yīng)式為CH3-NH-NH2+12OHˉ-10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O,故D正確。 10.(2018屆湖北省鄂州市高三下學期第三次模擬考試)世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會網(wǎng)介紹了一種利用電化學原理凈化魚池中水質(zhì)的方法,其裝置如圖所示。下列說法正確的是 A. X為電源負極 B. 若該裝置在高溫下進行,則凈化效率將降低 C. 若有1molNO3-被還原,則有6molH+通過質(zhì)子膜遷移至陰極區(qū) D. BOD為葡萄糖(C6H12O6),則1mol葡萄糖被完全氧化時,理論上電極流
11、出20 mol e- 【答案】B 11.(2018屆江西省南昌市高三第二次模擬考試)下列裝置由甲、乙兩部分組成(如圖所示),甲是將廢水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學電源;乙是利用裝置甲模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2O72-廢水,電解過程中溶液發(fā)生反應(yīng):Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。當電池工作時,下列說法錯誤的是 A. 甲中H+透過質(zhì)子交換膜由左向右移動 B. 乙池中Fe棒應(yīng)與甲池中的M極相連 C. M極電極反應(yīng)式:H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+ D. 若溶液
12、中減少了0.OlmolCr2O72-,則電路中至少轉(zhuǎn)移了0.06 mol電子 C.根據(jù)圖知,M電極上生成氫離子,甲是將廢水中乙二胺氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學電源,生成含有N元素的物質(zhì)是氮氣、生成含有C元素的物質(zhì)是二氧化碳,因此電極反應(yīng)式為H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+,C正確;D.Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O中以Fe元素計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)=6×(3-2)=6,即消耗 1mol Cr2O72-,電路中至少轉(zhuǎn)移了6mol電子,所以溶液中減少了0.0lmolCr2O72-,則電路中至少轉(zhuǎn)移了0.06mol電子,
13、D正確。 12.(2018屆四川省綿陽中學高三考前適應(yīng)性考試三)我國科研人員研制出一種室溫“可呼吸”Na-CO2電池。放電時該電池“吸入”CO2,充電時“呼出”CO2。吸入CO2時,其工作原理如右圖所示。吸收的全部CO2中,有轉(zhuǎn)化為Na2CO3固體沉積在多壁碳納米管(MWCNT)電極表面。下列說法正確的是( ) A. “吸入”CO2時,鈉箔為正極 B. “吸入”CO2時的正極反應(yīng):4Na++ 3CO2+ 4e-= 2Na2CO3+ C C. “呼出”CO2時,Na+向多壁碳納米管電極移動 D. 標準狀況下,每“呼出”22.4 L CO2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.75 mol 【
14、答案】B 13.(江蘇省啟東中學2018-2019高三年級上學期第一次月考)偏釩酸銨(NH4VO3)為白色或微黃色的晶體粉末,微溶于水和氨水,難溶于冷水。 (1)偏釩酸銨在常溫下穩(wěn)定,加熱時易分解。它在空氣中分解能得到V2O5,試寫出偏釩酸銨分解的化學方程式:___________, (2)五氧化二釩廣泛應(yīng)用于冶金、化工等行業(yè),工業(yè)上常用鋁熱反應(yīng)制取金屬釩,該反應(yīng)的化學方程式為________,生成1 mol V,需轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為____mol。 (3)釩電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的二次電池。某釩電池總反應(yīng)為VO2++V2++2H+VO2++V3++H2O。 ①放電
15、時釩電池的負極反應(yīng)式為______________。? ②用該釩電池在鐵制品上鍍銅,鐵制品應(yīng)與電池的_____(填“正極”或“負極”)相連。若電鍍開始時兩電極質(zhì)量相等,電鍍一段時間后,兩電極質(zhì)量之差為128 g,此時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為___。 【答案】2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O3V2O5+10Al6V+5Al2O35V2+-e-V3+負極2 mol 【解析】(1)根據(jù)已知產(chǎn)物與原子守恒寫出反應(yīng)的化學方程式:2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O; (2)鋁熱反應(yīng)是金屬氧化物與金屬Al的反應(yīng),得到金屬單質(zhì)與Al2O3,化學方程式為3V2O5+10Al6V+5Al2O
16、3,反應(yīng)中生成6 mol V轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為30 mol,所以生成1 mol V轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為5 mol。 (3)①由電池總反應(yīng)可知放電時的負極反應(yīng)為V2+-e-V3+; ②電鍍時鍍件與原電池的負極相連;電鍍時鐵制品的電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu,銅電極的電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+,兩電極質(zhì)量之差為128 g,則鐵制品質(zhì)量增加64 g,銅電極質(zhì)量減少64 g,轉(zhuǎn)移2 mol電子。 14.(2019屆內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰第二中學高三上學期第二次月考)過氧化氫H2O2(氧的化合價為﹣1價),俗名雙氧水,醫(yī)療上利用它有殺菌消毒作用來清洗傷口。對于下列A~D涉及H2O2的反應(yīng),填
17、寫空白: A.Na2O2+2HCl===2NaCl+H2O2 B.Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O C.2H2O2===2H2O+O2 ↑ D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O (1)H2O2僅體現(xiàn)氧化性的反應(yīng)是_________(填代號);H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是_________(填代號)。 (2)在稀硫酸中,KMnO4和H2O2能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 氧化反應(yīng):H2O2﹣2e﹣===2H++O2↑ 還原反應(yīng):MnO4-+5e﹣+8H+===Mn2++4H2O 寫出該氧化還原反應(yīng)的離子
18、方程式:___________________。 (3)上面實驗中用到一定物質(zhì)的量濃度的稀硫酸,若配制1mol/L的稀硫酸溶液480mL,需用18mol/L濃H2SO4____mL,配制中需要用到的主要玻璃儀器是(填序號)______。A.100mL量筒 B.托盤天平 C.玻璃棒 D.100mL容量瓶 E.50mL 量筒 F.膠頭滴管 G.燒杯 H.500mL容量瓶 (4)下面操作造成所配稀硫酸溶液濃度偏高的是______________ A.溶解后溶液沒有冷卻到室溫就轉(zhuǎn)移 B.轉(zhuǎn)移時沒有洗滌燒杯、玻璃棒 C.向容量瓶加水定容時眼睛俯視液面 D.用量筒量取濃硫酸后洗滌
19、量筒并把洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶 E.搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,又加蒸餾水至刻度線 (5)如圖是一種用電解原理來制備H2O2,并用產(chǎn)生的H2O2處理廢氨水的裝置。 ①為了不影響H2O2的產(chǎn)量,需要向廢氨水中加入適量HNO3調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,則所得溶液中c(NH4+)________(填“>”“<”或“=”)c(NO3-)。 ②Ir-Ru惰性電極吸附O2生成H2O2,其電極反應(yīng)式為:______________________。 ③理論上電路中每轉(zhuǎn)移3 mol e-,最多可以處理廢氨水中溶質(zhì)(以NH3計)的質(zhì)量是________g。 【答案】D C2MnO4-+5H2O2+6H+=
20、==2Mn2++8H2O+5O2↑27.8CEFGHACD<O2+2H++2e-===H2O217 D、H2O2只體現(xiàn)氧化性;符合題意的是D;既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的是C;(2)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目守恒,因此該反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑;(3)稀釋前后溶質(zhì)物質(zhì)的量不變,實驗室沒有480mL的容量瓶,應(yīng)用500mL容量瓶,因此有500×10-3×1=V(H2SO4)×10-3×18,解得V(H2SO4)=27.8mL;配制時需要的儀器有量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶,即CEFGH;(4)根據(jù)c=n/V=m/MV,A
21、、溶解后溶液沒有冷卻到室溫就轉(zhuǎn)移,定容后冷卻到室溫后,溶液體積減小,所配溶液濃度偏高,A符合題意;B、轉(zhuǎn)移時沒有洗滌燒杯和玻璃棒,造成容量瓶中溶質(zhì)的物質(zhì)的量或質(zhì)量減小,所配溶液濃度偏低,B不符合題意;C、定容時俯視液面,容量瓶中溶液的體積偏小,濃度偏高,C符合題意;D、量筒洗滌后轉(zhuǎn)移到容量瓶中,容量瓶中的溶質(zhì)的質(zhì)量或物質(zhì)的量偏高,所配濃度偏高,D符合題意;E、定容后、搖勻再加蒸餾水,對溶液稀釋,濃度偏低,E不符合題意;綜上所述,符合題意的是ACD;(5)①根據(jù)溶液呈現(xiàn)電中性,即有c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(NO3-),溶液的pH=5,有c(H+)>c(OH-),推出c(NO3
22、-)>c(NH4+);②O2得到電子,轉(zhuǎn)化成H2O2,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2H++2e-=H2O2;③根據(jù)題意,NH3中N轉(zhuǎn)化成N2,每轉(zhuǎn)移3mole-,消耗NH3的物質(zhì)的量為1mol,即處理NH3的質(zhì)量為17g。 15.(2019屆四川省成都市龍泉驛區(qū)第一中學校高三9月月考)二氧化錳在生活和化學實驗中有廣泛應(yīng)用。海底蘊藏著豐富的錳結(jié)核礦,其主要成分是MnO2。1991年由Allen等人研究,用硫酸淋洗后使用不同的方法可制備純凈的MnO2,其制備過程如下圖所示: (1)步驟Ⅰ中,試劑甲必須具有的性質(zhì)是________(填序號)。 A.堿性 B.穩(wěn)定性 C.氧化性
23、 D.還原性 (2)用惰性材料作電極,電解硫酸錳溶液制二氧化錳,寫出陽極反應(yīng)式:_____________________。步驟Ⅲ中,以KClO3為氧化劑,當生成0.050 mol MnO2時,消耗0.10 mol·L-1的KClO3溶液200 mL,該反應(yīng)的離子方程式為__________________。 (3)用100 mL 12.0 mol·L-1的濃鹽酸與足量MnO2混合后,加熱,反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣在標準狀況下體積范圍為________________。工業(yè)上可以用實驗室制氯氣的殘余物質(zhì)溶液吸收氯氣,獲得Mn2O3,Mn2O3廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、印染工業(yè)等領(lǐng)域。請寫出該化學反應(yīng)的離
24、子方程式:__________________。 (4)二氧化錳是實驗室制取氧氣的催化劑。下列是某同學設(shè)計實驗探究雙氧水分解實驗方案; 實驗 20.0 mL雙氧水溶液濃度 粉狀MnO2 溫度 待測數(shù)據(jù) Ⅰ 5% 2.0 g 20℃ Ⅱ 5% 1.0 g 20℃ Ⅲ 10% 1.0 g 20℃ Ⅳ ω 2.0 g 30℃ ①實驗Ⅱ和Ⅲ的結(jié)論是____________________________________________________。 ②利用實驗Ⅰ和Ⅳ探究溫度對化學反應(yīng)速率的影響,w=________。本實驗待測
25、數(shù)據(jù)是______。 【答案】DMn2+-2e-+2H2O===MnO2↓+4H+2ClO+5Mn2++4H2O===5MnO2+Cl2↑+8H+V(Cl2)<6720 mL2Mn2++Cl2+3H2O===Mn2O3+6H++2Cl-其他條件不同,反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快5%收集等體積氧氣所需要的時間 (4)①實驗Ⅱ和Ⅲ的雙氧水濃度不同,其它條件均相同,則通過實驗對比來探究濃度對化學反應(yīng)速率的影響; ②實驗Ⅰ和Ⅳ的對比實驗是探究溫度對化學反應(yīng)速率的影響的,則其它條件須控制相同,實驗Ⅰ中雙氧水的濃度為5%,故w=5%;比較在不同條件下雙氧水的分解速率,可通過測定收集一定體積氣體所
26、需要的時間或測定在相同時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積來比較不同條件下反應(yīng)的快慢。 16.(2019屆江蘇省常州一中高三第一學期期初)甲醇是一種重要化工原料,又是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。 (1)由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的新型手機電池,可使手機連續(xù)使用一個月才充一次電。 ①該電池負極的電極反應(yīng)式為__________________。 ②若以該電池為電源,用石墨作電極電解200 mL含有如下離子的溶液。 離子 Cu2+ H+ Cl? SO42- c/mol·L-1 0.5 2 2 0.5 電解一段時間后,當兩極收集到相同體積(相同條件下)的氣體時(忽
27、略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)陽極上收集到氧氣的質(zhì)量為____。 (2)電解水蒸氣和CO2產(chǎn)生合成氣(H2+CO)。較高溫度下(700~1 000℃),在SOEC兩側(cè)電極上施加一定的直流電壓,H2O和CO2在氫電極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生O2—,O2—穿過致密的固體氧化物電解質(zhì)層到達氧電極,在氧電極發(fā)生氧化反應(yīng)得到純O2。由圖可知A為直流電源的____(填“正極”或“負極”),請寫出以H2O為原料生成H2的電極反應(yīng)式:________。 【答案】CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O3.2g負極H2O+2e-=H2↑+O2- (2)氧離子在陽極發(fā)生失去電子的氧
28、化反應(yīng),陽極與電源的正極相連,則由圖可知B是正極,因此A是負極。氫氣在陰極生成同時產(chǎn)生氧離子,則以H2O為原料生成H2的電極反應(yīng)式為H2O+2e-=H2↑+O2-。 17.(云南省通海二中2019屆高三9月月考)為探究原電池和電解池的工作原理,某研究性小組分別用如圖所示裝置進行實驗。 (1)甲裝置中,a電極的反應(yīng)式為________________________________________。 (2)乙裝置中,陰極區(qū)產(chǎn)物為_________________________。 (3)丙裝置是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器。外接電源a為_____________(填“正”或“負”)極,
29、該裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_______________________。 (4)若甲裝置作為乙裝置的電源,一段時間后,甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為____________(不考慮氣體的溶解)。 【答案】H2-2e-+2OH-=2H2O氫氧化鈉和氫氣負 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3:4 (4)若甲裝置作為乙裝置的電源,因此滿足電子轉(zhuǎn)移守恒。每消耗2mol氫氣同時消耗1mol氧氣,轉(zhuǎn)移4mol電子。而在乙裝置中可以產(chǎn)生2mol氫氣和2mol氯氣,所以一段時間后,甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的
30、量之比為3:4。 18.(山東省濟寧市第一中學2018—2019學年度第一學期高三年級收心考試)鉻是一種具有戰(zhàn)略意義的金屬,它具有多種價態(tài),單質(zhì)鉻熔點為 1857 ℃。 (1)工業(yè)上以鉻鐵礦[主要成分是 Fe(CrO2)2]為原料冶煉鉻的流程如圖所示: ①Fe(CrO2)2中各元素化合價均為整數(shù),則鉻為_____價。 ②高溫氧化時反應(yīng)的化學方程式為 ____。 ③操作 a 由兩種均發(fā)生了化學反應(yīng)的過程構(gòu)成的,其內(nèi)容分別是_____、鋁熱反應(yīng)。 (2)Cr(OH)3 是兩性氫氧化物,寫出其分別與 NaOH、稀鹽酸反應(yīng)時生成的兩種鹽的化學式_____。 (3)鉻元素能形成含氧
31、酸及含氧酸鹽,初始濃度為 1mol·L?1 的鉻酸(H2CrO4)溶液中,測得所有含鉻元素的微粒及濃度分別為: c(CrO42-)=0.0005 mol·L-1、c(HCrO4-)=0.1055 mol·L-1、c(Cr2O72-)=a mol·L-1。 ①a= ____。 ②KHCrO4 溶液中,c(H+)_____c(OH-) (填“>”、“<”或“=”)。 (4)某工廠采用電解法處理含 Cr2O72-的廢水,耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極,槽內(nèi)盛放含鉻廢水,Cr2O72-被還原成為 Cr3+,Cr3+在陰極區(qū)生成 Cr(OH)3 沉淀除去,工作原理 ①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式
32、____。 ②電解裝置中的隔膜為 ____ (填陰或陽)離子交換膜。 ③寫出 Cr2O72-被還原為 Cr3+的離子方程式_____。 【答案】+34Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3===2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2灼燒使 Cr(OH)3 分解NaCrO2、CrCl30.447>2H++2e-===H2↑ (或 2H2O+2e-===2OH-+H2 ↑) (1 分)陽Cr2O2-+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O (2)參考氫氧化鋁和酸、堿的反應(yīng),Cr(OH)3+3HCl=CrCl3+3H2O,Cr(OH)3+NaOH=NaCrO2+
33、2H2O,和氫氧化鈉、鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物是NaCrO2、CrCl3?; (3)根據(jù)鉻元素守恒,則有c(CrO42-)+c(HCrO4-)+2c(Cr2O72-)=0.1,解得a=0.447mol·L-1,H2CrO4完全電離,因此HCrO4-只發(fā)生電離,溶液顯酸性,即c(H+)>c(OH-); (4)①根據(jù)信息,生成Cr3+與陰極區(qū)生成OH-反應(yīng),因此陰極上是水電離產(chǎn)生H+放電,即陰極電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑,或是2H2O+2e-=H2↑+2OH-,陽極電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+; ②Cr3+在陰極區(qū)生成 Cr(OH)3 ,因此電解裝置中的隔膜為陽離子交換膜; ③Fe2+
34、被氧化,化合價由+2價→+3價,化合價升高1價,Cr2O72-中Cr的化合價由+6價→+3價,化合價降低3價,因此離子反應(yīng)方程式為6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。 19.(2019屆四川省綿陽市江油中學高三9月月考)納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,下述為制取Cu2O的兩種方法: 方法a:用炭粉在高溫條件下還原CuO 方法b:電解法,反應(yīng)為2Cu+H2O Cu2O+H2↑ (1)已知:①2Cu(s) + O2 (g)=Cu2O(s) △H1= akJ/mol ②C(s)+ O2 (g)=CO(g) △H2= bkJ
35、/mol ③Cu(s)+ O2 (g)= CuO(s) △H3= ckJ/mol 則方法a中反應(yīng)的熱化學方程式是:_________________。 (2)方法b是用肼燃料電池為電源,通過離子交換膜電解法控制電解液中OH-的濃度而制備納米Cu2O裝置如圖所示: ①如圖裝置中D電極應(yīng)連______電極。(填“A”或“B”) ②該離子交換膜為______離子交換膜(填“陰”或“陽”),該電解池的B極反應(yīng)式為:?____________________________________________。 ③C極反應(yīng)式為:____________________________。
36、 (3)在相同體積的恒容密閉容器中,用以上方法制得的兩種Cu2O分別進行催化分解水的實驗:2H2O2H2(g)+O2(g)??△H>0??,水蒸氣的濃度隨時間t變化如表所示: 根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析: ①催化劑的效率:實驗①_______實驗②(填“>”或“<”); ②通過實驗①、③分析,?T1______T2(填“>”或“<”); ③實驗①、②、③的化學平衡常數(shù)K1、K2、K3的大小關(guān)系為:_________。 【答案】2CuO(s)+ C(s)= Cu2O(s)+ CO(g) ΔH = (a+b-2c) kJ?mol-1B陰2Cu - 2e- + 2OH- =Cu2O + H2
37、ON2H4 - 4e- + 4OH- =N2 ↑+ 4 H2O<<K1=K2 38、O3固體
(2)利用H2S廢氣制取氫氣的方法有多種。
①高溫熱分解法 已知:H2S(g) H2(g)+1/2S2(g)
在恒容密閉容器中,控制不同溫度進行H2S分解實驗。以H2S起始濃度均為c mol·L-1測定H2S的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果見圖1。曲線a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線,b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率。根據(jù)圖像回答下列問題:
i S2的結(jié)構(gòu)式為______,該反應(yīng)的△H_____0(填“>”、“<”或“=”);
ii 計算 985 ℃時H2S按上述反應(yīng)分解的平衡常數(shù)K=________;
iii 比較H2S的速率大?。?/p>
39、v(a-逆)______v(b-正) ,v(b-逆)______v(c-正) (填“>”、“<”或“=”);
iiii 說明隨溫度的升高,曲線b向曲線a逼近的原因:___________;
②電化學法
i該法制氫過程如圖2。反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式,其目的是____________;
ii反應(yīng)池中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為___________;
iii反應(yīng)后的溶液進入電解池,電解總反應(yīng)的離子方程式為__________________________。
【答案】 b、eS=S><<溫度升高,反應(yīng)速率加快,達到平衡所需的時間縮短(或其他合理答案)增大反應(yīng)物接觸面積,使 40、反應(yīng)更充分H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl2Fe2++2H+2Fe3++H2↑
ii.以H2S起始濃度均為cmol·L-1測定H2S的轉(zhuǎn)化率,985℃時H2S的轉(zhuǎn)化率為40%,則
K== ,故答案為:;
iii.曲線a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線,b曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉(zhuǎn)化率,由平衡狀態(tài)的建立過程可知v(b-正)逐漸減小,達平衡后與v(a-逆)相等,v(b-逆)逐漸增大,最終與v(c-正)相等;
iiii. 溫度的升高,曲線b向曲線a逼近,反應(yīng)速率加快,達到平衡時的時間縮短,曲線b向曲線a逼近,故答案為:溫度升 41、高,反應(yīng)速率加快,達到平衡所需的時間縮短;
②i.反應(yīng)池中反應(yīng)物的流向采用氣、液逆流方式,可增大反應(yīng)物接觸面積;ii. 反應(yīng)池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)為H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl;iii.電解池中亞鐵離子失去電子,氫離子得到電子,電解總反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H+2Fe3++H2↑。
21.(2018屆福建省莆田市高三下學期第二次(5月)質(zhì)量測試)目前汽車尾氣中的NO處理有以下幾種方法:
(1)在汽車排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器。NO和CO氣體均為汽車尾氣的成分,這兩種氣體在催化轉(zhuǎn)換器中發(fā)生反應(yīng):2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H 。
①已 42、知:N2(g)?+?O2(g)?=2NO(g)????△H1=+180.5kJ·mol-1
C(s)?+?O2(g)?=?CO2(g)???? △H2=-393.5?kJ·mol-1
2C(s)?+?O2(g)?=2CO(g)????△H3=-221kJ·mol-1
則△H=______。
②一個興趣小組對某汽車冷啟動時的尾氣催化處理過程中CO、NO百分含量隨時間變化如圖1所示,前0﹣10s 階段,CO、NO百分含量沒明顯變化的原因是_____________________。同時該小組在固定容積為2L的密閉容器中通入NO和CO各2mol進行反應(yīng),n(CO2)隨溫度(T)、壓強(P)和 43、時間(t)的變化曲線如圖2所示,圖中的曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應(yīng)反應(yīng)從開始到平衡時用CO2表示的平均反應(yīng)速率分別為v(Ⅰ)、v(Ⅱ)、v(Ⅲ),則三者大小關(guān)系為______________。
圖1 圖2
(2)活性炭也可用于處理汽車尾氣中的NO。在1L恒容密閉容器中加入0.1000molNO和2.030mol固體活性炭,生成A、B兩種氣體,在不同溫度下測得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量以及容器內(nèi)壓強如下表:
活性炭/mol
NO/mol
A/mol
B/mol
P/MPa
200℃
2.000
0.0 44、400
0.0300
0.0300
3.93
X
2.005
0.0500
0.0250
0.250
4.56
根據(jù)上表數(shù)據(jù),寫出容器中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式____,并判斷X_____200℃(用“>”、“<“或“=”填空),計算反應(yīng)體系在200℃時的平衡常數(shù)Kp =_____(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×體積分數(shù))。
(3)用間接電化學法除去NO的過程,如圖所示。已知電解池的陰極室中溶液的pH在4~7之間,B極為_________(填“陽極”或“陰極”);寫出A極的電極反應(yīng)式:____________。
【答案】 -746.5kJ·mol-1 45、尚未達到催化劑工作溫度(或尚未達到反應(yīng)的溫度) v(Ⅰ)>v(Ⅲ)>v(Ⅱ) C+2NON2+CO2 > 0.5625 陽極 2HSO3-+2e-+2H+==S2O42-+2H2O
②從圖1看出CO、NO百分含量沒明顯變化的原因是尚未達到催化劑工作溫度(或尚未達到反應(yīng)的溫度)。
根據(jù)圖象中,達平衡用到的時間,可以知道反應(yīng)速率是:υ(Ⅰ)>υ(Ⅲ)>υ(Ⅱ);?
(2)由題設(shè)信息及表中數(shù)據(jù)可知C、NO、A、B反應(yīng)的化學計量比為0.03:0.06:0.03:0.03=1:2:1:1,且C被氧化,結(jié)合原子守恒可推出生成物為N2和CO2,則反應(yīng)方程式為: C+2NON2+CO2;
反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,溫度升高壓強增大;
Kp== =0.5625;
(3)由HSO3-到S2O42-,硫元素的化合價降低,可知該電極反應(yīng)得電子,在電解池的陰極附近發(fā)生,B極為陽極,A極為陰極,電解池的陰極室中溶液的pH在4~7之間,為酸性環(huán)境,因此陰極附近電極反應(yīng)式為2 HSO3-+2e-+2H+= S2O42-+2H2O。
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