2019屆高考化學(xué)全冊精準(zhǔn)培優(yōu)專練（打包22套）.zip,2019,高考,化學(xué),精準(zhǔn),培優(yōu)專練,打包,22 培優(yōu)點(diǎn)一 化學(xué)計(jì)算中的幾種方法 一．化學(xué)計(jì)算中的常用方法 1．守恒法 ①．質(zhì)量守恒法 典例1．0.1mol某烴與1mol過量氧氣混合，充分燃燒后通過足量的Na2O2固體，固體增重15g，從Na2O2中逸出的全部氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為16.8L。求烴的化學(xué)式。 【解析】設(shè)烴的化學(xué)式為CxHy，摩爾質(zhì)量為a g·mol?1，因?yàn)樽詈笠莩龅臍怏w不僅包括反應(yīng)剩余的O2，也包括烴燃燒產(chǎn)物CO2和水蒸氣與Na2O2反應(yīng)放出的O2。m(烴)+m(O2)=Δm(Na2O2)+m(逸出氣體)，則有：0.1mol×a g·mol?1+32g·mol?1×1mol=15g+；解得a=70，烴的式量為70，=5余10，所以烴的化學(xué)式為C5H10。 【答案】C5H10 ②．原子(或離子)守恒 典例2．用含1.0mol NaOH的溶液吸收0.8mol CO2，所得溶液中的CO和HCO的物質(zhì)的量之比為（ ） A．1∶3 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶2 x+y=0.8mol 2x+y=0.8mol x=0.2mol y=0.6mol 【解析】設(shè)生成Na2CO3、NaHCO3物質(zhì)的量為x、y，由反應(yīng)前后C原子和Na+守恒可得方程組： 解得 解得 ；即所得溶液中CO和HCO的物質(zhì)的量之比為1∶3。 【答案】A ③．電子守恒 典例3．在一定條件下，PbO2與Cr3+反應(yīng)，產(chǎn)物為Cr2O和Pb2+，則與1.0mol Cr3+反應(yīng)所需的PbO2物質(zhì)的量為____________。 【解析】利用電子守恒進(jìn)行計(jì)算：1.0mol×(6-3)=x×(4-2)，得x=1.5mol。 【答案】1.5mol ④．電荷守恒 典例4．在硫酸鋁和硫酸鉀、明礬的混合物中，若c(SO)=0.2mol·L-1，當(dāng)加入等體積的0.2mol·L-1 KOH溶液時(shí)，生成的沉淀又恰好溶解為止，則原溶液中K+的物質(zhì)的量濃度(mol·L?1)是（ ） A．0.2 B．0.25 C．0.3 D．0.45 【解析】方法1：原混合液中含有的陽離子是K+、Al3+，陰離子是SO，因c(SO)=0.2mol·L?1則c(K+)+c(Al3+)=c(SO)=0.1mol·L?1；加入KOH溶液后發(fā)生的反應(yīng)是Al3++4OH===AlO+2H2O，所以原溶液中c(Al3+)=c(K+)=0.2mol·L?1+×0.2mol·L?1=0.05mol·L?1，方法2：根據(jù)電荷守恒：3c(Al3+)+c(K+)=2c(SO)，推出c(K+)=2c(SO)-3c(Al3+)=0.25mol·L?1 【答案】B 2．差量法 典例5．某一元醇10g與乙酸反應(yīng)生成酯13.2g，同時(shí)回收醇1.0g，則該醇的式量是（ ） A．74 B．88 C．90 D．104 【解析】醇與乙酸反應(yīng)生成酯和水，則乙酸和水的質(zhì)量差等于酯和醇的質(zhì)量差，設(shè)該醇的式量為x，則有： R－OH+CH3COOHCH3COOR+H2O Δm X 60 18 42 9g （13.2-9）g=4.2g 可得：=；即x=90 【答案】C 3．關(guān)系式法 典例6．將5.6g鐵溶于足量鹽酸中，蒸發(fā)至干并在空氣中灼燒至恒重，最后得到固體的質(zhì)量最接近于（ ） A．8.0g B．19.2g C．24.2g D．30.6g 【解析】由FeFe2+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3，所以可得：2Fe－Fe2O3；則Fe2O3的質(zhì)量m(Fe2O3)=5.6g×160/(2×56)=8.0g 【答案】A 4．平均值法 典例7．燃燒鎂和某金屬的合金，所生成的氧化物的質(zhì)量為反應(yīng)前合金的質(zhì)量的2倍，另一金屬可能是（ ） A．Cu B．Be C．Na D．Al 【解析】鎂形成的氧化物中，m(Mg)∶m(O)=24∶16，金屬質(zhì)量大于氧的質(zhì)量；則另一金屬形成的氧化物中，金屬質(zhì)量要小于氧的質(zhì)量。Cu、Be、Na、Al在燃燒時(shí)所形成的氧化物分別是：CuO、BeO、Na2O2、 Al2O3，其中只有BeO中m(Be)∶m(O)=9∶16，是金屬小于氧的質(zhì)量。所以選B。 【答案】B 5．假設(shè)法 典例8．將兩種金屬單質(zhì)混合物13g，加到足量稀硫酸中，共放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體11.2L，這兩種金屬可能是（ ） A．Zn和Fe B．Cu和Zn C．Al和Mg D．Mg和Cu 【解析】將混合物當(dāng)作一種金屬來看，因?yàn)槭亲懔肯×蛩幔?3克金屬全部反應(yīng)生成的11.2L(0.5摩爾)氣體全部是氫氣，即這種金屬每放出1摩爾氫氣需26克，如果全部是+2價(jià)的金屬，其平均原子量為26，則組成混合物的+2價(jià)金屬，其原子量一個(gè)大于26，一個(gè)小于26。故D符合。 【答案】D 6．討論法 典例9．向300mL KOH溶液中緩慢通入一定量的CO2氣體，充分反應(yīng)后，在減壓低溫下蒸發(fā)溶液，得到白色固體。請回答下列問題： （1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固體的組成也不同，試推斷有幾種可能的組成，并分別列出。 （2）若通入CO2氣體為2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），得到11.9g的白色團(tuán)體。請通過計(jì)算確定此白色固體是由哪些物質(zhì)組成的，其質(zhì)量各為多少？所用的KOH溶液的物質(zhì)的量濃度為多少 【解析】（1）由于CO2和KOH反應(yīng)時(shí)物質(zhì)的量之比不同，則產(chǎn)物不同，故可根據(jù)CO2和KOH反應(yīng)時(shí)物質(zhì)的量之比對產(chǎn)物進(jìn)行討論。由：①CO2+2KOH===K2CO3+H2O；②CO2+KOH===KHCO3可知n(CO2)/ n(KOH) =1/2時(shí)產(chǎn)物為K2CO3，n(CO2)/n(KOH)=1時(shí)產(chǎn)物為KＨCO3，所以n(CO2)/n(KOH)<1/2時(shí)，KOH過量，則產(chǎn)物為K2CO3+KOH；1/2< n(CO2)/n(KOH)<1時(shí)，對于①反應(yīng)來說二氧化碳過量而對于②反應(yīng)來說二氧化碳量不足，所以產(chǎn)物為K2CO3+KHCO3；n(CO2)/n(KOH)>1時(shí)，二氧化碳過量，則固體產(chǎn)物為KHCO3。答案為： （2）由：①CO2 + 2KOH＝K2CO3 +H2O ②CO2 + KOH＝KHCO3 22.4L(標(biāo)態(tài)) 138g 22.4L(標(biāo)態(tài)) 100g 2.24L(標(biāo)態(tài)) 13.8g 2.24L(標(biāo)態(tài)) 10.0g ∵13.8g＞11.9g＞10.0g ∴得到的白色固體是K2CO3和KHCO3的混合物。 設(shè)白色固體中K2CO3 x mol，KHCO3 y mol，即 ①CO2+2KOH＝K2CO3+H2O ②CO2+KOH＝KHCO3 x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol x mol+y mol＝＝0.100mol （CO2） 138g·mol-1×x mol÷100g·mol-1×y mol＝11.9g （白色固體） x＝0.0500mol （K2CO3） y＝0.0500mol （KHCO3） 解此方程組，得 ∴ 白色固體中 ，K2CO3質(zhì)量為138g·mol-1×0.0500mol＝6.90g KHCO3質(zhì)量為100g·mol-1×0.0500mol＝5.00g 消耗KOH物質(zhì)的量為2x mol+y mol＝2×0.0500mol+0.0500mol＝0.150mol ∴所用KOH溶液物質(zhì)的量濃度為0.150mol/0.300L＝0.500mol·L?1 【答案】（1）①K2CO3+KOH；②K2CO3；③K2CO3+KHCO3；④KHCO3 （2）白色固體是K2CO3和KHCO3的混合物；m(KHCO3)= 0.0500mol、m(K2CO3)=0.0500mol C(KOH)=0.500mol·L?1 二．對點(diǎn)增分集訓(xùn) 1．由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混和物10克，與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2升，則混和物中一定含有的金屬是（ ） A．鋅 B．鐵 C．鋁 D．鎂 【解析】本題利用平均摩爾電子質(zhì)量求解，據(jù)10克金屬與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L可得金屬平均摩爾電子質(zhì)量為10g·mol-1。四種金屬的摩爾電子質(zhì)量分別為Zn：32.5g·mol-1、Fe：28g·mol-1、Al：9g·mol-1、Mg：12g·mol-1，其中只有Al的摩爾電子質(zhì)量小于10g·mol-1，故答案為C。 【答案】C 2．將一定質(zhì)量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應(yīng)，生成H2 2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），原混合物的質(zhì)量可能是（ ） A．1.8g B．3g C．6.5g D．10g 【解析】一定質(zhì)量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應(yīng)，生成H2 2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），假設(shè)全部為Mg，由Mg－H2可得：m(Mg)=24×=2.4g；假設(shè)全部為Zn或Al，同理可求m(Zn)=6.5g；m(Al)=1.8g所以混合物的質(zhì)量介于1.8g～6.5g之間，故選：B。 【答案】B 3．將12g CO和CO2的混合氣體通過足量灼熱的氧化銅后，得到氣體的總質(zhì)量為18g，求原混合氣體中CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 【解析】設(shè)原混合氣體中CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x。 CuO+CO===Cu + CO2 Δm(氣體) 28 44 44-28=16 12(1-x) 18g-12g=6g 即 = 解得x=12.5%；所以，原混合氣體中CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.5%。 【答案】12.5% 4．為了預(yù)防碘缺乏病，國家規(guī)定每千克食鹽中應(yīng)含有40～50毫克的碘酸鉀。為檢驗(yàn)?zāi)撤N食鹽是否為加碘的合格食鹽，某同學(xué)取食鹽樣品428克，設(shè)法溶解出其中全部的碘酸鉀。將溶液酸化并加入足量的碘化鉀淀粉溶液，溶液呈藍(lán)色，再用0.030mol·L?1的硫代硫酸鈉溶液滴定，用去18.00mL時(shí)藍(lán)色剛好褪去。試通過計(jì)算說明該加碘食鹽是否為合格產(chǎn)品。有關(guān)反應(yīng)：IO+5I－+6H+→3I2+3H2O；I2+2S2O→2I－+S4O 【解析】本題為多步反應(yīng)的計(jì)算，可根據(jù)反應(yīng)方程式直接建立IO和S2O的關(guān)系式進(jìn)行求解。 6S2O IO 6mol 1mol 0.030mol·L?1×18.00mL×10-3 n n(IO)=0.030mol·L?1×18.00mL×10-3×1mol÷6mol =0.09×10-3mol 每千克食鹽中含KIO3：(214×0.09×10-3÷428)×1000=45×10-3=45(mg)；即該加碘食鹽是合格的 【答案】合格 5．10ml某氣態(tài)烴在80ml氧氣中完全燃燒后，恢復(fù)到原來狀況（1.01×105Pa，27℃）時(shí)，測得氣體體積為70ml，求此烴的分子式。 【解析】原混和氣體總體積為90ml，反應(yīng)后為70ml，體積減少了20ml。剩余氣體應(yīng)該是生成的二氧化碳和過量的氧氣，下面可以利用差量法進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 CxHy+(x+)O2xCO2 +H2O ΔV 1 1+ 10 20 計(jì)算可得y=4，烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4 【答案】C3H4或C2H4或CH4 6．Cu、Cu2O和CuO組成的混合物，加入100mL 0.6mol·L?1HNO3溶液恰好使混合物溶解，同時(shí)收集到224mL NO氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。求： （1）寫出Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式。 （2）產(chǎn)物中硝酸銅的物質(zhì)的量。 （3）如混合物中含0.01moL Cu，則其中Cu2O、CuO的物質(zhì)的量分別為多少？ （4）如混合物中Cu的物質(zhì)的量為X，求其中Cu2O、CuO的物質(zhì)的量及X的取值范圍。 【解析】抓住反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)利用守恒關(guān)系進(jìn)行求解，（1）利用電子守恒進(jìn)行配平：3Cu2O+14HNO3===6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O；（2）利用N原子守恒：n(HNO3)=0.06mol，n(NO)=0.01mol，則n[Cu(NO3)2]=(0.06-0.01)/2=0.025mol；（3）本題混合物中雖含有Cu、Cu2O和CuO三種物質(zhì)，但參加氧化還原反應(yīng)的只有 Cu、Cu2O，所以利用電子守恒可直接求解。轉(zhuǎn)移電子總數(shù)：n(e-)= n(NO)×3===0.03mol；Cu提供電子數(shù)：0.01×2=0.02mol；Cu2O提供電子數(shù)：0.03-0.02=0.01mol；n(Cu2O)=0.01/2=0.005mol，n(CuO)=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol；（4）根據(jù)（3）解法可得n(Cu2O)=0.015-Xmol，n(CuO)=X-0.005mol。根據(jù)電子守恒進(jìn)行極端假設(shè)：若電子全由Cu提供則n(Cu)=0.015mol；若電子全由Cu2O提供則n(Cu2O)=0.015mol，則n(Cu2+)===0.03mol大于了0.025mol，說明n(Cu)不等于0，另根據(jù)n(CuO)=X-0.005mol要大于0，可得n(Cu)>0.005mol。所以0.005mol < n(Cu)<0.015mol。 【答案】（1）3Cu2O+14HNO3===6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O （2）0.025mol （3）0.005mol；0.005mol （4）0.015-Xmol；X-0.005mol；0.005molOH－，所以在C電極上發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑。甲裝置中總的化學(xué)方程式是2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH。（3）丙裝置在通電一段時(shí)間后，陽極X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是2Cl－－2e－===Cl2↑。（4）如果乙裝置中精銅電極的質(zhì)量增加了0.64 g，n(Cu)＝0.01mol。則n(e－)＝0.02mol。由于在整個(gè)閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，所以鐵電極上產(chǎn)生的氫氣為0.01mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為0.224L。 【答案】（1）負(fù)　陰 （2）氧化　2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ （3）2Cl－－2e－===Cl2↑　 （4）0.224 7．如下圖所示，通電5min后，電極5的質(zhì)量增加2.16g，請回答下列問題： （1）電源：a是________極，C槽是________池。 A槽的陰、陽極電極反應(yīng)：____________________________________________。 C槽的陰、陽極電極反應(yīng)：________________________________________。 （2）如果B槽中共收集到224 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)且溶液體積為200 mL(設(shè)電解過程中溶液體積不變)，則通電前溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為________________。 （3）室溫下如果A槽溶液是200 mL足量的食鹽水(電解過程中溶液體積不變)，則通電后溶液的pH為________。 【解析】（2）電極5發(fā)生的電極反應(yīng)，Ag++e－===Ag，n(Ag)＝＝0.02mol，可知電路上通過0.02mol電子。B槽電極4產(chǎn)生O2，n(O2)＝＝0.005mol，則B槽電極3產(chǎn)生的H2為－0.005mol＝0.005mol，由于2H++2e－===H2↑，所以Cu2+得到電子物質(zhì)的量為0.01mol，所以n(Cu2+)＝0.005mol，c(Cu2+)＝＝0.025mol·L?1。（3）A中c(OH－)＝＝0.100mol·L?1，故pH＝13。 【答案】（1）負(fù)　電鍍　陰極：2H++2e－===H2↑； 陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑　陰極：Ag++e－===Ag； 陽極：Ag－e－===Ag+ （2）0.025mol·L?1　 （3）13 8．某研究性學(xué)習(xí)小組將下列裝置如圖連接，D、F、X、Y都是鉑電極，C、E是鐵電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題： （1）電源B端的名稱是________(填“正極”或“負(fù)極”)。 （2）甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式是___________________________________。 （3）設(shè)電解質(zhì)溶液過量，則同一時(shí)間內(nèi)C、D電極上參加反應(yīng)的單質(zhì)與生成的單質(zhì)的物質(zhì)的量之比是 __________。 （4）欲用丙裝置將粗銅(含少量鐵、鋅等雜質(zhì))精煉，G極材料應(yīng)該是________(填“粗銅”或“精銅”)，電解液中原電解質(zhì)的物質(zhì)的量濃度將_______(填“變大”、“變小”或“不變”)。 （5）丁裝置的現(xiàn)象是___________________________________________。 （6）設(shè)裝置甲中溶液的體積在電解前后都是500mL，當(dāng)裝置乙中F極所產(chǎn)生氣體的體積為4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，甲池中所生成物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為________ mol·L?1。 【解析】（1）電源接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色，說明是氫離子放電，溶液呈堿性，F(xiàn)極為陰極，也就是說B為負(fù)極。（2）鐵為陽極，失去電子，溶液中的銅離子得到電子，則總反應(yīng)式：CuSO4+FeCu+FeSO4。（3）由（2）可知鐵、銅的物質(zhì)的量相同。（4）粗銅的精煉，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液，陽極G應(yīng)該為粗銅，由于其中一些雜質(zhì)金屬放電，導(dǎo)致溶液中的銅離子的濃度減小。（6）由關(guān)系式H2～FeSO4可知裝置甲中所生成的FeSO4的物質(zhì)的量濃度為0.4mol·L?1。 【答案】（1）負(fù)極　 （2）CuSO4+FeCu+FeSO4 （3）1∶1　 （4）粗銅　變小　 （5）Y極附近紅褐色變深　 （6）0.4 9．電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去(或撇掉)浮渣層，即起到了浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水，設(shè)計(jì)裝置如下圖所示： 請回答下列問題： （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)若污水中離子濃度較小，導(dǎo)電能力較差，產(chǎn)生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣。此 時(shí)，應(yīng)向污水中加入適量的________。 a．H2SO4 b．BaSO4 c．Na2SO4 d．NaOH （2）電解池陽極的電極反應(yīng)分別是①______________________；②4OH－－4e－===2H2O+O2↑。 （3）電極反應(yīng)①和②的生成物反應(yīng)得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是_________________。 （4）該熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，以CH4為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料為電極。 ①已知負(fù)極的電極反應(yīng)是CH4+4CO－8e－===5CO2+2H2O。正極的電極反應(yīng)是_________________。 ②為了使該燃料電池長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。為此電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。則A物質(zhì)的化學(xué)式是__________。 （5）實(shí)驗(yàn)過程中，若在陰極產(chǎn)生了44.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，則熔融鹽燃料電池消耗CH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)__________L。 【解析】（1）保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3沉淀時(shí)，加入的使導(dǎo)電能力增強(qiáng)的電解質(zhì)必須是可溶于水、顯中性的鹽，答案選c。（2）活潑金屬電極作電解池的陽極時(shí)，電極本身放電，所以陽極的電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2+。（3）Fe2+具有還原性，能被氧氣氧化為Fe3+，則反應(yīng)得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是4Fe2++10H2O+O2===4Fe(OH)3↓+8H+。（4）①燃料電池中，正極反應(yīng)一定是氧氣得電子的過程，該電池的電解質(zhì)是熔融碳酸鹽，所以正極的電極反應(yīng)為O2+2CO2+4e－===2CO或2O2+4CO2+8e－===4CO；②電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，可以循環(huán)利用的物質(zhì)只有二氧化碳，所以A物質(zhì)的化學(xué)式為CO2。（5）陰極的電極反應(yīng)為2H++2e－===H2↑，陰極產(chǎn)生了44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)即2mol的氫氣，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol，根據(jù)電池的負(fù)極電極反應(yīng)是CH4+4CO－8e－===5CO2+2H2O，當(dāng)轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)，消耗CH4(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的體積V＝nVm＝0.5 mol×22.4L·mol?1＝11.2L。 【答案】（1）c　 （2）Fe－2e－===Fe2+ （3）4Fe2++10H2O+O2===4Fe(OH)3↓+8H+ （4）①O2+2CO2+4e－===2CO(或2O2+4CO2+8e－===4CO)　②CO2　 （5）11.2 8 培優(yōu)點(diǎn)二十 原電池的電極方程式 一．原電池的電極方程式 典例1．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，298K時(shí)，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后，F(xiàn)e3立即被還原成Fe2。某夏令營興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說法正確的是（ ） A．該原電池的正極反應(yīng)是Zn－2e－===Zn2 B．左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去 C．該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn) D．該電池總反應(yīng)為3Zn+ 2Fe3===2Fe+ 3Zn2 【解析】該電池的總反應(yīng)為Zn+ 2Fe3 ===2Fe2+ Zn2，所以左燒杯Pt為正極，電極反應(yīng)為Fe3+ e－===Fe2，右燒杯Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2。由于左燒杯中的Fe3被還原為Fe2，所以左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去。 【答案】B 典例2．一種三室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如下圖所示，圖中有機(jī)廢水中有機(jī)物可用C6H10O5表示。下列有關(guān)說法正確的是（ ） A．b電極為該電池的負(fù)極 B．b電極附近溶液的pH減小 C．a(chǎn)電極反應(yīng)式：C6H10O5－24e－+ 7H2O===6CO2↑+ 24H+ D．中間室：Na+ 移向左室，Cl－移向右室 【解析】b電極上硝酸根離子得電子生成N2，發(fā)生還原反應(yīng)，故b電極應(yīng)為正極，A錯(cuò)誤；b電極反應(yīng) 式：2NO+ 10e－+ 6H2O===N2↑+ 12OH－，故b電極附近溶液的pH增大，B錯(cuò)誤；原電池工作時(shí)陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，D錯(cuò)誤。 【答案】C 典例3．一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)方程式可以拆開，寫成兩個(gè)“半反應(yīng)式”，一個(gè)是“氧化反應(yīng)式”，一個(gè)是“還原反應(yīng)式”。如2Fe3+ Cu===2Fe2+ Cu2，可拆寫為氧化反應(yīng)式：Cu－2e－===Cu2，還原反應(yīng)式：2Fe3+2e－===2Fe2。據(jù)此，回答下列問題： （1）將反應(yīng)3Cu+ 8H+2NO===3Cu2+ 2NO↑+ 4H2O拆寫為兩個(gè)“半反應(yīng)式”，還原反應(yīng)式：________ ____________________________________。 （2）此原理可用于電化學(xué)。鋅-錳堿性電池廣泛應(yīng)用于日常生活，電池的總反應(yīng)式為Zn(s)+ 2MnO2(s)+ 2H2O(l)===Zn(OH)2(s)+ 2MnOOH(s)。該電池的正極反應(yīng)式為___________________________________。 【解析】（1）反應(yīng)3Cu+ 8H+ 2NO===3Cu2+ 2NO↑+ 4H2O，其中Cu元素的化合價(jià)升高，被氧化，N元素的化合價(jià)降低，被還原，還原反應(yīng)式為8H+ 2NO+ 6e－===2NO↑+ 4H2O；（2）電池的總反應(yīng)式為Zn(s)+ 2MnO2(s)+ 2H2O(l) ===Zn(OH)2(s)+ 2MnOOH(s)，其中錳元素的化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，該電池的正極反應(yīng)式為2MnO2+ 2H2O+ 2e－===2MnOOH+ 2OH－ 【答案】（1）8H+ 2NO+ 6e－===2NO↑+ 4H2O （2）2MnO2+ 2H2O+ 2e－===2MnOOH+ 2OH－ 二．對點(diǎn)增分集訓(xùn) 1．某原電池裝置如圖所示。下列有關(guān)敘述中正確的是（ ） (鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液) A．Fe作正極，發(fā)生氧化反應(yīng) B．負(fù)極反應(yīng)：2H+ 2e－===H2↑ C．工作一段時(shí)間后，兩燒杯中溶液pH均不變 D．工作一段時(shí)間后，NaCl溶液中c(Cl－)增大 【解析】此原電池的負(fù)極是鐵，發(fā)生氧化反應(yīng)，正極是石墨，H在此發(fā)生還原反應(yīng)，右池中氫離子在石 墨棒上被還原為H2不斷逸出，使溶液酸性減弱，所以溶液的pH有變化。 【答案】D 2．如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有大小相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中分別滴入CuSO4濃溶液和FeSO4濃溶液。一段時(shí)間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過程中，不考慮兩球的浮力變化)（ ） A．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端高B端低 B．杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時(shí)，均為A端低B端高 C．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端低B端高 D．當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，A端高B端低 【解析】當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時(shí)，構(gòu)成原電池，F(xiàn)e球作負(fù)極，Cu球作正極，電極反應(yīng)式分別為負(fù)極：Fe－2e===Fe2，正極：Cu2+ 2e－===Cu，銅球質(zhì)量增加，鐵球質(zhì)量減少，杠桿A端低B端高。 【答案】D 3．某同學(xué)做如下實(shí)驗(yàn)： 裝置 圖1 圖2 現(xiàn)象 電流表指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn) 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 下列說法正確的是（ ） A．“電流表指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”，說明鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ均未被腐蝕 B．用K3[Fe(CN)3]溶液檢驗(yàn)鐵片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判斷電池的正、負(fù)極 C．鐵片Ⅰ、Ⅲ所處的電解質(zhì)溶液濃度相同，二者的腐蝕速率相等 D．鐵片Ⅳ的電極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3+ 【解析】對比兩個(gè)鹽橋的雙液裝置，圖1中因兩溶液中氯化鈉的濃度相等，因此發(fā)生的是普通的化學(xué)腐 蝕，且腐蝕速率相等。圖2中因兩溶液中氯化鈉的濃度不相等，因此發(fā)生的是電化學(xué)腐蝕，且濃度大的 一極是負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)是Fe－2e－===Fe2+ ，可以用K3[Fe(CN)3]檢驗(yàn)Fe2+ 的存在，若產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，就證明含有Fe2+ ，B正確。 【答案】B 4．利用人工光合作用合成甲酸的原理為2CO2+ 2H2O2HCOOH+ O2，裝置如下圖所示。下列說法不正確的是（ ） A．該裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和電能 B．電極1周圍pH增大 C．電極2上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2H+ +2e－===HCOOH D．H+ 由電極1室經(jīng)過質(zhì)子膜流向電極2室 【解析】在太陽能作用下CO2和H2O轉(zhuǎn)化為HCOOH和O2，并且有電子流動(dòng)，太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和電能，A正確；電極1流出電子，反應(yīng)式是2H2O－4e－===4H+ +O2↑，周圍pH減小，B錯(cuò)誤；根據(jù)總反應(yīng)方程式推出電極2上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+2H+ +2e－===HCOOH，C正確；電極1反應(yīng)產(chǎn)生H+ ，電極2反應(yīng)消耗H+ ，故H+ 由電極1室經(jīng)過質(zhì)子膜進(jìn)入電極2室，D正確。 【答案】B 5．我國科學(xué)家研發(fā)出一種新型的鋰離子電池，放電時(shí)有關(guān)離子轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，下列說法正確的是（ ） A．Li+ 透過膜除允許 Li+ 通過外，還允許H2O分子通過 B．放電時(shí)，進(jìn)入貯罐的液體發(fā)生反應(yīng)：S2O+ 2Fe2+ ===2Fe3+ + 2SO C．充電時(shí)，鈦電極與外電源的負(fù)極相連 D．充電時(shí)，電池內(nèi)部發(fā)生的總反應(yīng)為 Li+ Fe3+ === Li+ + Fe2+ 【解析】Li+ 透過膜只允許Li+ 通過，故A錯(cuò)誤；鈦電極是電池的正極，充電時(shí)，應(yīng)該與外電源的正極相連，故C錯(cuò)誤；放電時(shí)電池總反應(yīng)為Li+ Fe3+ ===Li+ +Fe2+ ，則充電時(shí)發(fā)生的總反應(yīng)為Li+ +Fe2+ Li+Fe3+ ，故D錯(cuò)誤。 【答案】B 6．一種以NaBH4和H2O2為原料的新型電池的工作原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（ ） A．電池的正極反應(yīng)為H2O2+ 2e－===2OH－ B．電池放電時(shí)Na+ 從a極區(qū)移向b極區(qū) C．電子從電極b經(jīng)外電路流向電極a D．b極室的輸出液經(jīng)處理后可輸入a極室循環(huán)利用 【解析】由圖分析可知，通入a電極的為BH，其中的B失電子，化合價(jià)升高，生成BO，因此a為電池的負(fù)極。b為電池的正極，H2O2中O由?1價(jià)降到－2價(jià)發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為H2O2+ 2e===2OH，A正確；原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陽離子由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)，B正確；電子由負(fù)極流出，正極流入，即a→b，C錯(cuò)誤；正極區(qū)產(chǎn)生的OH－經(jīng)處理后輸入a極室可循環(huán)使用，D正確。 【答案】C 7．“直接煤燃料電池”能夠?qū)⒚褐械幕瘜W(xué)能高效、清潔地轉(zhuǎn)化為電能。用熔融Na2CO3作電解質(zhì)的直接煤燃料電池的工作原理如下圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（ ） A．該電池的總反應(yīng)為C+ O2===CO2 B．煤直接燃燒發(fā)電比直接煤燃料電池發(fā)電的能量利用率高 C．進(jìn)入反應(yīng)室的煤塊粉碎成粉末狀對反應(yīng)速率和限度均無影響 D．電子由電極b沿導(dǎo)線流向電極a，入口A加入的物質(zhì)為煤粉 【解析】A項(xiàng)，在原電池中陰離子移向電源負(fù)極，由圖中CO移向左邊可知a為負(fù)極，電極反應(yīng)為C+2CO－4e－===3CO2，b為正極，電極反應(yīng)為O2+ 2CO2+4e－===2CO，所以該電池的總反應(yīng)為C+O2===CO2，故A正確；B項(xiàng)，煤直接燃燒發(fā)電會(huì)有部分化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能，所以比直接煤燃料電池發(fā)電的能量利用率低，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，將煤塊粉碎成粉末狀，有利于在電極a附近參與反應(yīng)，加快了反應(yīng)速率，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，a為負(fù)極，電子由負(fù)極a沿導(dǎo)線流向正極b，故D錯(cuò)誤。 【答案】A 8．液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點(diǎn)。一種以液態(tài)肼(N2H4)為燃料的電池裝置如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（ ） A．該燃料電池放電時(shí)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)，pH變大 B．a(chǎn)極的反應(yīng)式：N2H4+ 4OH－－4e－===N2↑+ 4H2O C．放電時(shí)，電流從a極經(jīng)過負(fù)載流向b極 D．其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜 【解析】根據(jù)原電池的工作原理，正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，通空氣的一極為正極，反應(yīng)式為O2+2H2O+ 4e－===4OH－，pH增大，故A錯(cuò)誤；通肼的一極為負(fù)極，反應(yīng)式為N2H4+4OH－－4e－===N2↑+4H2O，故B正確；根據(jù)原電池的工作原理，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，電流的方向和電子移動(dòng)的方向相反，即電流從b極經(jīng)過負(fù)載流向a極，故C錯(cuò)誤；根據(jù)電極反應(yīng)式，OH－應(yīng)從正極流向負(fù)極，交換膜應(yīng)選用陰離子交換膜，故D錯(cuò)誤。 【答案】B 9．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，下圖是利用一種微生物將廢水中的尿素[CO(NH2)2]轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害物質(zhì)的裝置。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A．M電極有CO2和N2生成 B．H+ 透過質(zhì)子交換膜由左向右移動(dòng) C．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 D．N電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e－===4OH－ 【解析】因?yàn)槭琴|(zhì)子交換膜，因此反應(yīng)的環(huán)境呈酸性，有O2的一邊(N)是正極反應(yīng)區(qū)，即O2+ 4H+ + 4e===2H2O。尿素[CO(NH2)2]轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害物質(zhì)，M極反應(yīng)為CO(NH2)2+ H2O－6e－===CO2↑+ N2↑+ 6H+ ，H+ 應(yīng)該透過質(zhì)子交換膜由左向右移動(dòng)；在微生物的作用下，此裝置構(gòu)成原電池，加速了反應(yīng)的進(jìn)行，促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移。綜上，A、B、C正確，D錯(cuò)誤。 【答案】D 10．科學(xué)家預(yù)言，燃料電池是21世紀(jì)獲得電能的重要途徑。甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作電極催化劑，在硫酸電解質(zhì)溶液中直接加入純化后的甲醇，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣。試回答以下問題： （1）配平電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)方程式： CH3OH+____O2―→____CO2+____H2O。 （2）在硫酸電解質(zhì)溶液中，CH3OH失去電子，此電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是___________________，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是_____________。 （3）電解質(zhì)溶液中的H+ 向________極移動(dòng)，向外電路釋放電子的電極是________極。 【解析】（1）根據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng)方程式，注意CH3OH中的H顯+1價(jià)，O顯－2價(jià)。（2）電極反應(yīng)的書寫應(yīng)注意電解質(zhì)溶液，本題給出的是酸性溶液。(3)由電極反應(yīng)可知，H+ 在正極被消耗，在負(fù)極生成，所以H+ 向正極移動(dòng)。 【答案】（1）2　3　2　4　 （2）3O2+12H+ +12e－===6H2O 2CH3OH+2H2O?12e－===2CO2+12H+ 　 （3）正　負(fù) 11．用零價(jià)鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一。 （1）Fe還原水體中NO的反應(yīng)原理如圖所示。 作負(fù)極的物質(zhì)是________。正極的電極反應(yīng)式是______________。 （2）將足量鐵粉投入水體中，經(jīng)24小時(shí)測定NO的去除率和pH，結(jié)果如下： 初始pH pH＝2.5 pH＝4.5 NO的去除率 接近100% <50% 24小時(shí)pH 接近中性 接近中性 鐵的最終物質(zhì)形態(tài) pH＝4.5時(shí)，NO的去除率低，其原因是_________________________。 【解析】（1）根據(jù)圖可知，F(xiàn)e失電子，使NO還原為NH，故Fe作負(fù)極，結(jié)合電子守恒、電荷守恒和元素守恒寫出正極的電極反應(yīng)式：NO+8e－+10H+ ===NH+3H2O。（2）pH越大，F(xiàn)e3+ 越容易水解生成不導(dǎo)電的FeO(OH)，阻礙反應(yīng)進(jìn)行，所以NO去除率低；pH越小，越容易生成疏松、能導(dǎo)電的Fe3O4，所以NO去除率高。 【答案】（1）Fe　NO+8e－+10H+ ===NH+3H2O （2）pH越大，F(xiàn)e3+越易水解成FeO(OH)，F(xiàn)eO(OH)不導(dǎo)電，阻礙電子轉(zhuǎn)移 12．鋰電池應(yīng)用越來越廣泛，大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度，因?yàn)槠湔龢O(以多孔碳為主)很輕，且氧氣從環(huán)境中獲取而不用保存在電池里。其工作原理如圖，電池總反應(yīng)為4Li+O2+2H2O===4LiOH。 請回答下列問題： （1）該電池的正極反應(yīng)式是_____________________________________________。 （2）在負(fù)極的有機(jī)電解液和正極的水性電解液之間，用只能通過鋰離子的固體電解質(zhì)隔開，使用該固 體電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)有___________________________________。 （3）正極使用水性電解液的優(yōu)點(diǎn)是______________________________。 【解析】（1）O2+2H2O+4e－===4OH－。（2）在負(fù)極的有機(jī)電解液和空氣極的水性電解液之間，用只能通過鋰離子的固體電解質(zhì)隔開，既可防止兩種電解液發(fā)生混合，又可防止水和氧氣與負(fù)極的鋰金屬發(fā)生反應(yīng)。 （3）該電池正極若使用非水性電解液，則生成的是固體氧化鋰(Li2O)，而使用水性電解液時(shí)，生成的氫氧化鋰(LiOH)溶于水，這樣就不會(huì)引起空氣極的碳孔堵塞。 【答案】（1）O2+2H2O+4e－===4OH－ （2）既可防止兩種電解液混合，又可防止水和氧氣等和負(fù)極的鋰金屬發(fā)生反應(yīng) （3）可防止正極的碳孔堵塞 9