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專題10:電化學(xué)及其應(yīng)用

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1、 專題 10:電化學(xué)及其應(yīng)用 1.【 2015 新課標(biāo)Ⅰ卷理綜化學(xué)】 微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置, 其工作原 理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.正極反應(yīng)中有 CO2 生成 B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 C.質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū) D.電池總反應(yīng)為 C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 2.【2015 浙江理綜化學(xué)】在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫共電解 H2O—CO2 混合氣體制備 H2 和 CO 是一 種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說(shuō)法

2、不正確 ... 的是( ) A. X 是電源的負(fù)極 B.陰極的反應(yīng)式是: H2O+ 2eˉ= H2 +O2ˉ CO2 +2eˉ=CO+ O2ˉ 通電 C.總反應(yīng)可表示為: H2O+ CO2====H2+ CO+ O2 D.陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是 1︰ 1 3.【 2015 天津理綜化學(xué)】鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò),下列 有關(guān)敘述正確的是( ) A .銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.電池工作一段時(shí)間后,甲池的 c(SO42- )減小 C.電池工作一段時(shí)間后,乙池溶液的總質(zhì)量增

3、加 D.陰陽(yáng)離子離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng), 保持溶液中 電荷平衡 4.【 2015 四川理綜化學(xué)】用右圖所示裝置除去含 CN- 、Cl - 廢水 中的 CN- 時(shí),控制溶液 PH 為 9~10,陽(yáng)極產(chǎn)生的 ClO -將 CN -氧化為兩種無(wú)污染的氣體,下列說(shuō)法不 . 正確 的是( ) .. A .用石墨作陽(yáng)極,鐵作陰極 B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為: Cl - + 2OH - - 2e- = ClO - + H 2O C.陰極的

4、電極反應(yīng)式為: 2H 2O + 2e - - = H 2↑ + 2OH - 的反應(yīng): 2CN - - - D.除去 CN + 5ClO + 2H + = N 2↑ +↑ + 5Cl+ H2 O 2CO 5.【2015 四川理綜化學(xué)】用右圖所示裝置除去含 CN -、Cl -廢水中的 CN -時(shí),控制溶液 PH 為 9~10,陽(yáng)極 產(chǎn)生的 ClO -將 CN- 氧化為兩種無(wú)污染的氣體,下列說(shuō)法不正確 的是( ) ... A .用石墨

5、作陽(yáng)極,鐵作陰極 B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為: Cl - + 2OH - - 2e- = ClO - + H 2O C.陰極的電極反應(yīng)式為: 2H 2O + 2e - - = H 2↑ + 2OH - 的反應(yīng): 2CN - - + 2H + = N 2↑ - D.除去 CN + 5ClO + 2CO↑ + 5Cl+ H2 O 6.【 2015 福建理綜化學(xué)】 某模擬 " 人工樹(shù)葉 ”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如 右 圖 所 示 , 該

6、裝 置 能 將 H 2 O 和 CO 2 轉(zhuǎn) 化 為 O2 和燃料 (C 3H 8 O)。下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能 + 從 b 極區(qū)向 a 極區(qū)遷移 B.該裝置工作時(shí), H C.每生成 1 mol O2,有 44 g CO2 被 還 原 + - D . a 電極的反應(yīng)為: 3C O2 + 16H -18e = C3H 8 O+4H 2O 7.【2015 江蘇化學(xué)】

7、一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列 有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是( ) 點(diǎn)燃 通電 電解 催化劑 = ======= A.反=======應(yīng)CH4+ H2O ======== 3H2+CO,每消耗 1molCH4 轉(zhuǎn)移 12mol △ 電子 B.電極 A 上 H2 參與的電極反應(yīng)為: H2+ 2OH- -2e- =2H2O 32-向電極 B 移動(dòng) C.電池工作時(shí), CO D.電極 B 上發(fā)生的電極反應(yīng)為: O2 +2CO2+ 4e-=2CO32- 8.【 2015 上

8、海化學(xué)】研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如右圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A .d 為石墨,鐵片腐蝕加快 2 – B .d 為石墨,石墨上電極反應(yīng)為: 2O + 4e → 4OH O + 2H C.d 為鋅塊,鐵片不易被腐蝕 D .d 為鋅塊,鐵片上電極反應(yīng)為: 2H + ↑ + 2e → 2H 9.【 2015 上海化學(xué)】(本題共 12 分)氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣、燒堿和氯的 含氧酸鹽等系列化工產(chǎn)

9、品。下圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖,圖中的離子交換膜只允許陽(yáng)離 子通過(guò)。 完成下列填空: ( 1)寫出電解飽和食鹽水的離子方程式。 ( 2)離子交換膜的作用為: 、 。 ( 3)精制飽和食鹽水從圖中 位置補(bǔ)充,氫氧化鈉溶液從圖中 位置流出。(選填 “a、” “ b、”“ c或”“ d)” ( 4) KClO 3 可以和草酸( H 2C2O4 )、硫酸反應(yīng)生成高效的消毒殺菌劑 ClO 2,還生成 CO2 和 KHSO 4 等 物質(zhì)。

10、 寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 ( 5)室溫下, 0.1 mol/L NaClO 溶液的 pH 0.1 mol/L Na 2SO3 溶液的 pH。( 選填 “大于 ”、“小 于 ”或 “等于 ”)。濃度均為 0.1 mol/L 的 Na 2SO3 和 Na2CO3 的混合溶液中, 2–2– – SO3 、 CO3 、 HSO 3 、 HCO 3– 濃度從大到小的順序?yàn)? 。 已知: H2SO3 K i1 =1.54 10-2 Ki2 =1.02 10-7 HClO K

11、i1 =2.95 10-8 H2CO3 K i1 =4.3 10-7 Ki2 =5.6 10-11 10.【 2015 北京理綜化學(xué)】 ( 14 分) 研究 CO2 在海洋中的轉(zhuǎn)移和歸宿, 是當(dāng)今海洋科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。 ( 1)溶于海水的 CO 主要以 4 種無(wú)機(jī)碳形式存在,其中 HCO - 2 3 占 95% , 寫 出 CO2 溶 于 水 產(chǎn) 生 HCO3- 的 方 程 式: 。 ( 2)在海洋循環(huán)中,通過(guò)右圖所示的途徑固碳。 ① 寫出鈣化作用的離子方程式

12、: 。 ② 同位素示蹤法證實(shí)光合作用釋放出的 O2 只來(lái)自于 H2O,用 18O 標(biāo)記物質(zhì)的光合作用的化學(xué)方 程式如下,將其補(bǔ)充完整: + ===(CH2O)x+x18O2+xH2O ( 3)海水中溶解無(wú)機(jī)碳占海水總碳的 95%以上,其準(zhǔn)確測(cè)量是研究海洋碳循環(huán)的基礎(chǔ),測(cè)量溶解無(wú)機(jī) 碳,可采用如下方法: ① 氣提、吸收 CO2,用 N2 從酸化后的還說(shuō)中吹出 CO2 并用堿液 吸收(裝置示意圖如下) ,將虛線框中的裝置補(bǔ)充完整并標(biāo)出所 用試劑。 ② 滴定。將吸收液洗后的無(wú)機(jī)碳轉(zhuǎn)化為 NaHCO3,再用 xmol/LHCl 溶 液 滴

13、定 , 消 耗 ymlHCl 溶 液 , 海 水 中 溶 解 無(wú) 機(jī) 碳 的 濃 度 = mol/L 。 ( 4)利用右圖所示裝置從海水中提取 CO2,有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。 ① 結(jié)合方程式簡(jiǎn)述提取 CO2 的原理: 。 ② 用 該 裝 置 產(chǎn) 生 的 物 質(zhì) 處 理 b 室 排 出 的 海 水 , 合 格 后 排 回 大 海 。 處 理 至 合 格 的 方 法 是 。 11.【 2015 北京理綜化學(xué)】 ( 15 分) 為 探 討 化 學(xué) 平 衡 移 動(dòng) 原 理 與 氧 化 還 原 反 應(yīng) 規(guī) 律 的 聯(lián) 系 , 某 同

14、 學(xué) 通 過(guò) 改 變 濃 度 研 究 3+- 2+ 3+2+ “ 2Fe+2I 2Fe +I2”反應(yīng)中 Fe 和 Fe 的相互轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)如下: ( 1 ) 待 實(shí) 驗(yàn) I 溶 液 顏 色 不 再 改 變 時(shí) , 再 進(jìn) 行 實(shí) 驗(yàn) II , 目 的 是 使 實(shí) 驗(yàn) I 的 反 應(yīng) 達(dá) 到 。 ( 2) iii 是 ii 的對(duì)比試驗(yàn),目的是排除有 ii 中 造成的影響。 ( 3 ) i 和 ii 的顏色變化表明平衡 逆向移動(dòng), Fe2+ 向 Fe3+

15、轉(zhuǎn)化 。用化學(xué)平衡移動(dòng)原 理解釋原 因: 。 ( 4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律, 該同學(xué)推測(cè) i 中 Fe2+向 Fe3+轉(zhuǎn)化 的原因: 外加 Ag+使 c(I-)降低,導(dǎo)致 I-的還原性弱于 Fe2+,用 右圖裝置( a、 b 均為石墨電極)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 ① K 閉合時(shí),指針向右偏轉(zhuǎn), b 作 極。 ② 當(dāng)指針歸零(反應(yīng)達(dá)到平衡) 后,向 U 型管左管滴加 0.01 mol/L AgNO3 溶液,產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè),該現(xiàn)象 是 。 ( 5)按照( 4)的原理,該同學(xué)用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證實(shí)了 ii 中 Fe2+向 Fe3+

16、轉(zhuǎn)化的原因, ① 轉(zhuǎn)化原因是 。 ② 與( 4)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,不同的操作是 。 ( 6)實(shí)驗(yàn) I 中,還原性: I->Fe2+;而實(shí)驗(yàn) II 中,還原性: Fe2+>I-,將( 3)和( 4)、(5)作對(duì)比,得出 的結(jié)論是 。 12.【 2015 海南化學(xué)】( 9 分)銀是一種貴金屬,古代常用于制造錢幣及裝飾器皿,現(xiàn)代在電池和照明器材 等領(lǐng)域亦有廣泛應(yīng)用?;卮鹣铝袉?wèn)題。 ( 1)久存的銀制器皿表面會(huì)變黑,失去銀白色的光澤,原因是 。 -10 -1 的 AgNO3 溶液中加入 -1 的鹽

17、 ( 2)已知 Ksp(AgCl)=1. 8 10 ,若向 50mL0. 018mol L 50mL0. 020molL 酸,混合后溶液中的 Ag+的濃度為 molL-1, pH 為 。 ( 3 ) AgNO3 溶 液 光 照 易 分 解 , 生 成 Ag 和 紅 棕 色 氣 體 等 物 質(zhì) , 其 光 照 分 解 的 化 學(xué) 方 程 式 為 。 ( 4)右圖所示原電池正極的反應(yīng)式為 。 13.【 20

18、15 安徽理綜化學(xué)】 ( 14 分) C、 N、 O、 Al、Si、 Cu 是常見(jiàn)的六種元素。 ( 1) Si 位于元素周期表第  ____周期第  _____族。 ( 2)N 的基態(tài)原子核外電子排布式為  _____  ;Cu 的基態(tài)原子最外層有  ___個(gè)電子。 ( 3)用 “>或”“<填”空: 原子半徑  電負(fù)性  熔點(diǎn)  沸點(diǎn) Al_____Si N____O 金剛石 _____晶體硅 ( 4)常溫下,將除去表面氧化膜的 A

19、l、Cu 片插入濃 HNO3 中組成原電池(圖  CH4____SiH4 1),測(cè)得原電池的電流 強(qiáng)度(  I)隨時(shí)間(  t)的變化如圖  2 所示,反應(yīng)過(guò)程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。 0-t1 時(shí) , 原 電 池 的 負(fù) 極 是 Al 片 , 此 時(shí) , 正 極 的 電 極 反 應(yīng) 式 是 _____ ,溶液中的 H+向 ___極移動(dòng), t1 時(shí),原電池中電子流動(dòng)方 向發(fā)生改變,其原因是 ______ 。 14.【2015 山東理綜化學(xué)】 (

20、15 分 )利用 LiOH 和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。 LiOH 可由電解法制備, 鈷氧化物可通過(guò)處理鈷渣獲得。 ( 1)利用如圖裝置電解制備 LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為 LiOH 和 LiCl 溶液。  B 極區(qū)電解液為  __________溶液(填化學(xué)式) ,陽(yáng)極 電極反應(yīng)式為  __________  ,電解過(guò)程 中 Li+向_____電極遷移(填 “A或”“B)”。 ( 2)利用鈷渣 [ 含 Co(OH)3 、Fe( O H ) 3 等 ]制備鈷氧

21、化物的工藝流程如下: Co(OH)3 溶解還原反應(yīng)的離子方程式為 ____________________________________ ,鐵渣中鐵元素的 化合價(jià)為 ___________,在空氣中煅燒 CoC2O4 生成鈷氧化物和 CO2,測(cè)得充分煅燒后固體質(zhì)量為 2.41g, CO2 的體積為 1.344L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則鈷氧化物的化學(xué)式為 __________。 15.【 2015 重慶理綜化學(xué)】 ( 14 分)我國(guó)古代青銅器工藝精湛,有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值,但出土的

22、青銅器大多受到環(huán)境腐蝕,故對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。 ( 1)原子序數(shù)為 29 的銅元素位于元素周期表中第 周期。 ( 2)某青銅器中 Sn、 Pb 的質(zhì)量分別為 119g、 20.7g,則該青銅器中 Sn 和 Pb 原子的數(shù)目之比為 。 ( 3)研究發(fā)現(xiàn),腐蝕嚴(yán)重的青銅器表面大都存在 CuCl。關(guān)于 CuCl 在青銅器腐蝕過(guò)程中的催化作用, 下列敘述正確的是 。 A.降低了反應(yīng)的活化能 B.增大了反應(yīng)的速率 C.降低了反應(yīng)的焓變 D.增大了反應(yīng)的平衡常數(shù) ( 4)采用 “局部封

23、閉法 ”可以防止青銅器進(jìn)一步被腐蝕。如將糊狀 Ag2O 涂在被腐蝕部位, Ag2O 與有害 組分 CuCl 發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),該化學(xué)方程式為 。 ( 5)題 11 圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。 ① 腐蝕過(guò)程中,負(fù)極是 (填圖中字母 “ a或”“ b或”“ c)”; ② 環(huán)境中的 Cl-擴(kuò)散到孔口,并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn) 物作用生成多孔粉狀銹 u 2(OH)3Cl,其離子方程式 為  ; ③ 若生成  4.29 g Cu2(OH)3Cl,則理論上耗氧體積為 

24、 L(標(biāo) 準(zhǔn)狀況)。 16.【 2015 新課標(biāo)Ⅱ卷理綜化學(xué)】 (14 分)酸性鋅錳干電池是一種一次電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒, 其周圍是碳粉, MnO2,ZnCl2 和 NH4Cl 等組成的糊狀填充物,該電池在放電過(guò)程產(chǎn)生 MnOOH,回收處理該 廢電池可得到多種化工原料,有關(guān)數(shù)據(jù)下表所示: 溶解度 /(g/100g 水 ) 溫度 / ℃ 0 20 40 60 80 100 化合物 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395

25、 452 488 541 614 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 近似值 10-17 10-17 10-39 回答下列問(wèn)題: ( 1)該電池的正極反應(yīng)式為 ,電池反應(yīng)的離子方程式為: ( 2)維持電流強(qiáng)度為 0.5A,電池工作五分鐘,理論上消耗 Zn g。(已經(jīng) F= 96500C/mol ) ( 3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過(guò)濾,濾液中主要有 ZnCl2 和 NH4Cl,二者可通過(guò)

26、 ____分離回收; 濾渣 的主要成分 是 MnO2 、 ______ 和 ,欲從 中得到較純 的 MnO2 , 最簡(jiǎn)便的方 法 是 , 其 原 理 是 。 ( 4)用廢電池的鋅皮制備 ZnSO47H2O 的過(guò)程中,需去除少量雜質(zhì)鐵,其方法是:加稀硫酸和 H2O2 溶解,鐵變?yōu)? _____,加堿調(diào)節(jié)至 pH 為 時(shí),鐵剛好完全沉淀(離子濃度小于 -5 時(shí), 110 mol/L 即可認(rèn)為該離子沉淀完全) ;繼續(xù)加堿調(diào)節(jié)至pH 為 _____時(shí),鋅開(kāi)始沉

27、淀(假定 2+ 濃度為 Zn 0.1mol/L )。若上述過(guò)程不加 H2O2 后果是 , 原因是 。 參考答案 :1-5 A D C D D ,6-8 B D D - - 。 9.【答案】(1) 2Cl +2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH ( 2)阻止 OH-進(jìn)入陽(yáng)極室,與 Cl2 發(fā)生副反應(yīng): 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O;阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的 Cl2 和陰 極產(chǎn)生的 H2 混合發(fā)生爆炸。 ( 3) a;

28、d; ( 4) 2KClO 3+ H 2 C2O4+ 2H 2SO4= 2ClO 2+2CO 2+2KHSO 4+2H 2O. 2–2– –– ( 5)大于; SO3 >CO3 >HCO3 >HSO3 。 【解析】 ( 2)圖中的離子交換膜只允許陽(yáng)離子通,是陽(yáng)離子交換膜,可以允許陽(yáng)離子通過(guò),不能使陰離子通 過(guò),這樣就可以阻止陰極溶液中的 OH-進(jìn)入陽(yáng)極室,與氯氣發(fā)生反應(yīng),阻止 Cl -進(jìn)入陰極室, 使在 陰極區(qū)產(chǎn)生的  NaOH  純度更高。同時(shí)可以阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的  Cl 2 和陰極產(chǎn)生的  H 2 混

29、合發(fā)生爆炸。 ( 3)隨著電解的進(jìn)行,溶質(zhì)  NaCl  不斷消耗,所以應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)充。精制飽和食鹽水從與陽(yáng)極連接的圖 中 a 位置補(bǔ)充,由于陰極  H +不斷放電,附近的溶液顯堿性,氫氧化鈉溶液從圖中  d 位置流出;水 不斷消耗,所以從  b 口不斷加入蒸餾水,從  c 位置流出的是稀的  NaCl  溶液。 ( 4)KClO  3 有氧化性,  H2C2O4 有還原性,在酸性條件下  KClO 3 可以和草酸(  H

30、 2C2O4)生成高效的消 毒殺菌劑 ClO 2,還生成 CO2 和 KHSO 4 等物質(zhì)。則根據(jù)電子守恒及原子守恒,可得該反應(yīng)的化學(xué) 方程式是: 2KClO 3+ H2C2O4+ 2H 2SO4= 2ClO 2+2CO2+2KHSO 4+2H 2O. ( 5)NaClO 、Na 2SO3 都是強(qiáng)堿弱酸鹽,弱酸根離子發(fā)生水解反應(yīng),消耗水電離產(chǎn)生的 H+ ,破壞了水 的電離平衡,當(dāng)最終達(dá)到平衡時(shí),溶液中 c(OH -)>c(H +) ,所以溶液顯堿性。形成鹽的酸越弱,鹽 水解程度就越大。 消耗的離子濃度越大, 當(dāng)溶液達(dá)到平衡時(shí),

31、剩余的離子濃度就越小。 由于 H 2SO3 的 Ki2 =1.02 10-7 ;HClO 的 K i1=2.95 10-8,所以酸性:HSO3 ->HClO ,因此溶液的 pH: NaClO> Na 2SO3 。 由于電離程度: H2 SO3> H 2CO3>HSO 3 ->HCO 3- ,濃度均為 0.1 mol/L 的 Na 2SO3 和 Na2CO3 的混合 溶液中,水解程度: 2– 2– 2– 2– - CO3 >SO3 ,所以離子濃度: SO3 >CO 3 ;水解產(chǎn)生的離子濃度: HCO 3 >

32、 - SO3 2– HSO 3 。但是鹽水解程度總的來(lái)說(shuō)很小,主要以鹽電離產(chǎn)生的離子存在。所以在該溶液中 、 2– – – 2– 2– – – CO 3 、 HSO3 、 HCO 3 濃度從大到小的順序?yàn)? SO3 >CO 3 >HCO 3 >HSO 3 。 10.【答案】 ( 1) CO2 +H2O H2 CO3,H2 CO3 - +H+ HCO3 ( 2) ①Ca 2+ + 2HC

33、O3 === CaCO3↓+CO2+H2O - ② xCO 2 2x H2 18O ( 3) ① ② xy/z - b 室,發(fā)生反應(yīng): HCO3 - ( 4)①a 室:2H2O-4e = O2↑ +4H+,H+ 通過(guò)陽(yáng)離子膜進(jìn)入 +H+= CO2↑ +H2O。②c 室的反應(yīng): 2H2O+2e-=2OH-+H2 ↑,用 c 室排出的堿液將從

34、 b 室排出的酸性海水調(diào)節(jié)至接近裝置入口海 水的 pH 【 解 析 】 ( 1 ) CO2 可 與 水 反 應(yīng) 生 成 碳 酸 , 碳 酸 可 微 弱 電 離 生 成 碳 酸 氫 根 和 氫 離 子 : CO2+H2OH2CO3 - HCO3 +H+ ( 2) ① 根據(jù)反應(yīng)物是 HCO3 - ,生成物是 CaCO3 和 CO2,易知本題的反應(yīng)方程式為: - Ca2++ 2HCO3 === CaCO3↓+CO2+H2O 。 ② 根據(jù)元素守恒法,及示蹤原

35、子的標(biāo)記可知方程式中的填空為: xCO2 , 2x H2 18O ( 3) ① 注意酸化的試劑要用硫酸,一定不能用鹽酸,因?yàn)? HCl 會(huì)揮發(fā)出來(lái)影響后續(xù)的滴定。 ② 該滴定過(guò)程轉(zhuǎn)化的關(guān)系式為: - CO2 ~ HCO3 ~ HCl 1 1 n(CO2) x mol/L -3 yL 10 解得: n(CO2)=xy -3 10mol 所以: c(CO2)=xy/z mol/L ( 4)① 海水 p

36、H> 8,顯堿性,需要 H+中和降低海水的堿性, - a 室發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng): 2H2O-4e = O2↑ +4H+, - - - c(OH )下降,H2O OH +H+平衡右移, c(H+)增大,H+從 a 室進(jìn)入 b 室,發(fā)生反應(yīng):HCO3 +H+== CO2+H2O。 ②c 室的反應(yīng): 2H2O+2e-=2OH-+H2↑,用 c 室排出的堿液將從 b 室排出的酸性海水調(diào)節(jié)至接近裝置入 口海水的 pH 。 11.【答案】 ( 1)化學(xué)平衡狀態(tài)( 2)溶液稀釋對(duì)顏色變化

37、 ( 3)加入 Ag+發(fā)生反應(yīng): Ag++I-=AgI ↓, c(I-)降低;或增大 c(Fe2+)平衡均逆向移動(dòng) ( 4) ① 正 ② 左管產(chǎn)生黃色沉淀,指針向左偏轉(zhuǎn)。 ( 5) ①Fe 2+隨濃度增大,還原性增強(qiáng) ,使 Fe2+還原性強(qiáng)于 I- ② 向 U 型管右管中滴加 1mol/L FeSO4 溶液。 ( 6)該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng),在平衡時(shí),通過(guò)改變物質(zhì)的濃度,可以改變物質(zhì)的氧化、還原能 力,并影響平衡移動(dòng)方向

38、 12.【答案】(1) Ag 與空氣中氧及含硫化合物反應(yīng)生成黑色硫化銀; -7 (2 )1.8 10mol/L ; 2 光照 (3 )2AgNO3 ======= Ag+2NO2 ↑ +O2 ↑ ( 4)Ag++e-=Ag 【解析】(1)根據(jù)金屬的腐蝕可知 Ag 變黑是發(fā)生了化學(xué)腐蝕, Ag 與空氣中氧及含硫化合物反應(yīng)生成黑色 硫化銀; ( 2 )根據(jù)反應(yīng)中 HCl 和硝酸銀的物質(zhì)的量可知 HCl 過(guò)量,則計(jì)算剩余的氯離子的物質(zhì)的量濃度為 ( 0.02-0.018)

39、mol/L/ 2=0.001mol/L ,根據(jù) AgCl 的溶度積的表達(dá)式計(jì)算即可;因?yàn)樵摲磻?yīng)中氫離子未 參加反應(yīng),所以溶液的體積變?yōu)?100mL 時(shí),氫離子的濃度為 0.01mol/L ,則 pH=2; ( 3 )根據(jù)氧化還原反應(yīng)理論,硝酸銀分解生成 Ag 和二氧化氮?dú)怏w,無(wú)元素化合價(jià)升高的,所以該反應(yīng)中有氧氣生成。 ( 4)該原電池的實(shí)質(zhì)是 Cu 與銀離子發(fā)生置換反應(yīng)生成 Ag 單質(zhì),所以正極是生成 Ag 單質(zhì)的還原反 應(yīng)。 2 2 3 + - - 13.【答案】(1)三 IVA ,( 2)

40、1s 2s 2p , 1 個(gè)( 3)>, <, >,<( 4) 2H + NO3 +e =NO2 ↑ + H2O,正, Al 在濃硝酸中發(fā)生鈍化,氧化膜阻止了 Al 進(jìn)一步反應(yīng) 【解析】(1) Si 的核電荷數(shù)為 14,位于元素周期表第三周期 IVA 族;( 2) N 原子的核外電子數(shù)為 7,根 據(jù)電子排布式的書寫規(guī)則, N 的基態(tài)原子核外電子排布式為 1s22s22p3;Cu 的基態(tài)原子核外電子排布式 為: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 故最外層有 1 個(gè)電子( 3)同周期元素原子隨核電荷數(shù)遞增,原子半徑減

41、 ??;非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大;金剛石和晶體硅都屬于原子晶,但 C-C鍵鍵長(zhǎng)短,鍵能大,故熔點(diǎn)更 高;組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,沸點(diǎn)越高。 ( 4)正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),故電極 反應(yīng)式為: 2H+ + NO 3 -+e-=NO2 ↑ + H2O;在電場(chǎng)作用下,陽(yáng)離子向電池正極移動(dòng);由圖像得 t1 時(shí)刻電 流方向改變,說(shuō)明電負(fù)極發(fā)生變化, Al 因?yàn)榘l(fā)生鈍化不再進(jìn)一步反應(yīng)。 【考點(diǎn)定位】 本題屬于實(shí)驗(yàn)題, 考查知識(shí)點(diǎn)覆蓋范圍較廣, 包括元素周期表和元素周期律、 核外電子排布、 晶體類型、原電池原理等知識(shí),難度也由簡(jiǎn)入難。

42、 14.【答案】(1) LiOH;2Cl  ̄— 2e ̄2↑=Cl;B ( 2) 2Co(OH)3+4H++SO32 ̄=2Co2++SO4 2 ̄+5H2O; +3; Co3O4 【解析】(1)根據(jù)示意圖, B 極區(qū)生產(chǎn) H2,同時(shí)生成 LiOH,則 B 極區(qū)電解液不能是 LiCl 溶液,如果是 LiCl 溶液則無(wú)法得到純凈的 LiOH,則 B 極區(qū)電解液為 LiOH 溶液;電極 A 為陽(yáng)極,陽(yáng)極區(qū)電解液為 LiCl 溶 液,根據(jù)放電順序,陽(yáng)極上 Cl  ̄失去電子,則陽(yáng)極電極反應(yīng)式為: 2Cl ̄— 2e ̄=Cl

43、 2↑;根據(jù)電流方向,電 解過(guò)程中 Li+向 B 電極遷移。 ( 2)在酸性條件下, Co(OH)3 首先與 H+反應(yīng)生成 Co3+, Co3+具有氧化性,把 SO3 2 ̄氧化為 SO4 2 ̄,配平可得 + 22+2 +3 價(jià); 離子方程式: 2Co(OH)3+4H +SO3  ̄=2Co +SO4  ̄+5H2O;鐵渣中鐵元素的化合價(jià)應(yīng)該為高價(jià),為 CO2 的物質(zhì)的量為: 1.344L 22.4L/mol=0.06mol,根據(jù) CoC2O4 的組成可知 Co 元素物質(zhì)的量為 0.03mol

44、, 設(shè) 鈷 氧 化 物 的 化 學(xué) 式 為 CoxOy , 根 據(jù) 元 素 的 質(zhì) 量 比 可 得 : 59x : 16y=0.03mol 59g/mol : ( 2.41g—0.03mol 59g/mol),解得 x: y=3:4,則鈷氧化物的化學(xué)式為: Co3O4。 15.【答案】 11.(14 分 ) ( 1)四 ( 2) 10:1 ( 3) A、 B ( 4)Ag2O O +2CuCl=2AgCl+Cu (5) ① c ② 2+ -- 2Cu +3OH +Cl =Cu2

45、(OH)3Cl ↓ ③ 0.448 【解析】(1)銅為 29 號(hào)元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)則可知,銅元素位于元素周期表中第四周期。 ( 2)根據(jù) N=m/MN A,青銅器中 Sn、Pb 的質(zhì)量分別為 119g、 20.7g,則該青銅器中 Sn 和 Pb 原子數(shù)目 之比為( 119119):(20.7 207)=10:1. ( 3)催化劑能降低反應(yīng)的活化能,從而加快化學(xué)反應(yīng)速率,但是催化劑不能改變反應(yīng)的焓變,也不能改變化學(xué)平衡常數(shù),選 A、 B. ( 4) Ag2O 與 CuCl 發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),沒(méi)有化合價(jià)的升降,則化學(xué)方程式為 Ag

46、2O O 。 +2CuCl=2AgCl+Cu 2+ ,則負(fù)極是銅,選 c; ( 5) ① 根據(jù)圖示,腐蝕過(guò)程中,銅失電子生成Cu ② 根據(jù)上述分析,正極產(chǎn)物是 - 2+ ,環(huán)境中的 - OH ,負(fù)極產(chǎn)物為 Cu Cl 擴(kuò)散到孔口,與正極反應(yīng)產(chǎn)物和 負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹 Cu2(OH)3Cl,則離子方程式為 2Cu2+ -- +3OH +Cl =Cu2(OH)3Cl ↓; ③ 4.29gCu 2(OH)3Cl 的物質(zhì)的量為 4.29/24

47、1.5=0.02mol, 根據(jù)銅原子守恒, Cu2+的物質(zhì)的量為 0.04mol, - - - 則理論上耗 負(fù)極反應(yīng)為: 2Cu-4e =2Cu2+ ,正極反應(yīng)為 O2+4e +2H2O = 4OH ,根據(jù)正負(fù)極放電量相等, 氧體積為 0.02mol 22.4Lmol -1=0.448L. — + =MnOOH ;Zn+ 2MnO 2+ 2H + 2+ + 2MnOOH (2) 0.05g 16.【答案】(1) MnO2 +e + H = Zn ( 3)加熱濃縮、 冷卻結(jié)晶;鐵粉、Mn

48、OOH;在空氣中加熱; 碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)?CO2,MnOOH 氧化為 MnO 2 ( 4)Fe3+ ; 2.7; 6; Zn2+ 和 Fe2+分離不開(kāi); Fe(OH)2 和 Zn(OH)2 的 Ksp 相近 【解析】( 1)酸性鋅錳干電池是一種一次電池,外殼為金屬鋅,鋅是活潑的金屬,鋅是負(fù)極,電解質(zhì)顯酸 性,則負(fù)極電極反應(yīng)式為 Zn—2e—= Zn2+ 。中間是碳棒,碳棒是正極,其中二氧化錳得到電子轉(zhuǎn)化為MnOOH,則正極電極反應(yīng)式為 MnO 2+ e—+ H+ = MnOOH,所以總反應(yīng)式為 Zn+2MnO 2+ 2H+ = Zn2 ++ 2MnOOH。 ( 2)維持電流強(qiáng)

49、度為 0.5A,電池工作五分鐘,則通過(guò)的電量是 0.5 300= 150,因此通過(guò)電子的物質(zhì) 的 量 是 150 =1554 10 3 mol , 鋅 在 反 應(yīng) 中 失 去 2 個(gè) 電 子 , 則 理 論 消 耗 Zn 的 質(zhì) 量 是 96500 0.001554 mol 2  65g / mol=0.05g 。 ( 3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過(guò)濾,濾液中主要有氯化鋅和氯化銨。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知氯化 鋅的溶解度受溫度影響較大, 因此兩者可以通過(guò)結(jié)晶分離回收, 即通過(guò)蒸發(fā)濃縮、 冷卻結(jié)晶實(shí)現(xiàn)分離。 二

50、氧化錳、鐵粉、 MnOOH 均難溶于水,因此濾渣的主要成分是二氧化錳、碳粉、 MnOOH。由于碳燃 燒生成 CO2,MnOOH 能被氧化轉(zhuǎn)化為二氧化錳, 所以欲從中得到較純的二氧化錳, 最簡(jiǎn)便的方法是在 空氣中灼燒。 ( 4)雙氧水具有強(qiáng)氧化性,能把鐵氧化為鐵離子,因此加入稀硫酸和雙氧水,溶解后鐵變?yōu)榱蛩徼F。 根據(jù)氫氧化鐵的溶度積常數(shù)可知,當(dāng)鐵離子完全沉淀時(shí)溶液中鐵離子濃度為 10—5 mol/L ,則溶液中氫 —39 氧根的濃度= 10 =5 10 —12 mol / L ,所以氫離子濃度是 —3 m

51、ol/L , pH=2.7,因此加堿調(diào)節(jié) 3 — 5 210 10 pH 為 2.7 時(shí)鐵剛好完全沉淀。 Zn2+ 濃度為 0.1mol/L ,根據(jù)氫氧化鋅的溶度積常數(shù)可知開(kāi)始沉淀時(shí)的氫 氧根濃度為= 10 17 = 10—8 mol/L ,氫離子濃度是 10—6mol/L , pH=6 ,即繼續(xù)加堿調(diào)節(jié) pH 為 6 時(shí)鋅 0.1 開(kāi)始沉淀。如果不加雙氧水,則鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵,由于氫氧化亞鐵和氫氧化鋅的溶度積 常數(shù)接近,因此在沉淀鋅離子的同時(shí)亞鐵離子也沉淀,導(dǎo)致生成的氫氧化鋅不純,無(wú)法分離開(kāi) Zn2 +和 Fe2+ 。

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