内容正文:
第4章《氧化还原反应和电化学》单元检测题
一、单选题(共20题)
1.工业中常采用歧化法制备:;利用电解法也可以实现由向的转化,其装置如图。下列说法不正确的是
A.与歧化法相比电解法明显优点是Mn元素的利用率高
B.电源m为正极,n为负极
C.阴极每产生标况下4.48 L ,则有0.2 mol的迁移至阴极
D.总反应:
2.铜氨法可用于测定气体中氧气浓度。该方法是以Cu作为还原剂,用一定量和氨水的混合液作为吸收液吸收,其原理如图所示。
已知:水溶液中为蓝色,为无色。
下列说法错误的是
A.的作用是抑制氨水的电离,防止生成沉淀
B.吸收过程中,、、是中间产物
C.启动阶段,氨气的加入加快铜氧化物溶于铵盐的速率
D.随着吸收过程不断进行,当吸收液由蓝色变为无色时,表明吸收液已失效
3.向一定量的Fe、FeO、的混合物中加入100mL1mol/L的盐酸,恰好便混合物完全溶解,放出336mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现,混合物中铁元素的质量分数为
A.83.3% B.57.8% C.88.6% D.78.6%
4.2021年我国科学家研究设计了可充电电池,其工作原理示意图如下所示,图中虚线箭头、实线箭头分别表示放电、充电过程。下列说法错误的是
A.该电池可选用水溶液作电解液
B.充电时,电极b应连接电源的正极
C.放电时,电子通过外电路由电极a流向电极b
D.放电时,电极b的电极反应式为
5.下列实验方案能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
目的
装置可以干燥HBr气体
证明温度对平衡的影响
证明AgI的溶解度小于AgCl
检验该条件下Fe发生了析氢腐蚀
实验
方案
A.A B.B C.C D.D
6.由与制备乙醛的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.每产生1mol 可制得0.5mol
B.为催化剂,X为
C.过程①~⑥中Fe元素呈现的化合价不止一种
D.增加的量,平衡时和的物质的量之比不发生变化
7.从海水中提取镁的工艺流程如图所示:
下列说法正确的是
A.酸X可以是盐酸或硫酸
B.操作Ⅰ是蒸发结晶、并对产物进行直接灼烧
C.操作Ⅱ是熔融电解,得到镁的同时还得到
D.沉降池中的反应:
8.2022年国庆节期间氢能共享两轮车在佛山丹灶仙湖试运营成为佛山一个亮点,下列有关氢能源共享单车的说法错误的是
A.氢能共享单车省力的原理其实质也是利用燃料电池的基本性质
B.氢能共享单车靠释放氢气产生的冲力使单车快速前行
C.在氢能共享两轮车中氢气做电源的负极反应物
D.大力推广使用氢能,有利于碳中和目标的实现
9.如图所示,两圆圈相交的部分表示圆圈内的物质相互发生的反应。已知钠及其氧化物的物质的量均为0.1mol,水的质量为100g。下列说法正确的是
A.反应③最多能产生,转移0.2mol电子
B.反应①的离子方程式为
C.①、②、③都属于氧化还原反应
D.①、②、③充分反应后所得溶液中溶质的质量分数:①<②=③
10.酸性条件下,用于脱硫处理的原理如下图所示。下列说法中不正确的是
A.反应1中做氧化剂
B.反应1的反应物中有
C.反应2中是还原产物
D.和都可以作为该过程的催化剂
11.设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.25℃,1LpH=12的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.02NA
B.在碱性锌锰电池中,消耗6.5g纯锌转移电子数为0.1NA
C.46g有机物C2H6O中含有极性共价键的数目一定为7NA
D.标准状况下22.4LCl2完全溶于水时,所得溶液中含氯微粒总数小于2NA
12.足量锌与一定量浓硝酸反应,得到硝酸锌溶液和NO2、NO混合气体,将这些气体与3.36LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸锌溶液中加入6mol·L-1NaOH溶液至Zn2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是
A.100mL B.60mL C.45mL D.30mL
13.化学与生产生活及科技密切相关, 下列相关说法正确的是
A.豆浆中的蛋白质可在CuSO4的作用下聚沉而形成美味的豆腐
B.碳纳米管可以看成由石墨片层卷成的,属于胶体。
C.钢铁表面覆盖搪瓷也是一种金属防护方法
D.酸雨主要是指pH约为5.6的降水,其中溶解了大量CO2
14.某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀情况,相关数据如表所示。
实验装置
实验编号
浸泡液
pH
氧气体积分数随时间的变化
①
5
②
5
③
7
④
7
已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成:
①;
②;
③。
下列说法错误的是
A.铁钉吸氧腐蚀的负极总反应式为
B.上述实验的正极反应式均为
C.由实验可知,铁钉在中性溶液中比在弱酸性溶液更难被腐蚀
D.和相比浸泡液存在带相同电荷数的,使铁钉更难腐蚀
15.中科院福建物构所YaobingWang团队首次构建了一种可逆水性Zn—CO2电池,实现了CO2和HCOOH之间的高效可逆转换,其反应原理如图所示:
已知双极膜可将水解离为H+和OH-,并实现其定向通过。下列说法中错误的是
A.当外电路通过2mol电子时,双极膜中解离水的物质的量为2mol
B.CO2转化为HCOOH过程中,多孔Pd电极的电势高于Zn电极的电势
C.充电时,多孔Pd电极的反应式为HCOOH-2e-=CO2+2H+
D.充电过程中,Zn电极需要与外接电源正极相连接
16.已知反应:①,②,③。下列说法正确的是
A.上述三个反应都有单质生成,所以都是置换反应
B.氧化性由强到弱顺序为
C.反应③中被还原,则转移电子的物质的量为
D.反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
17.下列说法中正确的是
①电解质溶液导电属于化学变化
②碱性氧化物都是金属氧化物
③FeCl2、Fe(OH)3、Fe3O4都能通过化合反应来制取
④Na2O2不是碱性氧化物
A.②③④ B.①④
C.①②③④ D.②③
18.一种电解精炼废钢的工艺原理如图,通过在两极间的定向移动可实现废钢脱碳从而得到超低碳钢,同时还可以回收硅作为副产品。下列说法错误的是
A.电解时,M为电源的负极
B.不能选用稀硫酸作为电解质溶液
C.电解时,阳极发生的电极反应为
D.若有1 mol 移向废钢电极,则炉渣电极所得硅的质量为14 g
19.如图是模拟电化学反应的装置图。下列说法正确的是
A.开关K置于N处,可以减缓铁的腐蚀
B.开关K置于M处,电子从碳棒经开关K流向铁捧
C.开关K置于M处,则铁电极的电极反应式为
D.开关K置于N处,则铁电极的电极反应式为
20.下列关于电化学知识说法正确的是
A.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液,在阴极上依次析出Cu、Fe、Al
B.电解CuSO4溶液一段时间后,加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢复至原状态
C.铅蓄电池在充电时,连接电源正极发生的电极反应为:PbSO4+2e-=Pb+SO
D.将钢闸门与直流电流的负极相连,可防止钢闸门腐蚀
二、非选择题(共5题)
21.氯碱工业是工业制备氯气和烧碱的工艺,它属于高耗能产业,现有一种将氯碱工业与燃料电池相组合的新工艺可以节能28%~35%。在这种新工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出:回答下列有关问题:
(1)X气体的化学式
(2)纯净的X气体与Y气体在一定条件下可以反应,写出该反应的化学方程式: ,该反应的实验现象是:
(3)电解池的阴极反应式为:
(4)通入空气的电极的电极反应式为:
(5)燃料电池中阳离子的移动方向: (填由左向右或者由右向左)
(6)比较氢氧化钠溶液浓度abc从小到大的顺序是: 。
22.判断下列离子方程式的书写是否正确,并说明理由。
(1)在溶液中通入足量氯气:
(2)用石墨电极材料电解饱和溶液:
(3)向溶液中通入二氧化碳气体:
(4)向溶液中加入稀硫酸:
(5)醋酸与锌粒反应:
23.生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化,请根据有关知识回答下列问题:
(1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等多种用途。冷敷袋的作用原理可以是______。
A.放热的化学变化 B.吸热的化学变化 C.放热的物理变化 D.吸热的物理变化
(2)以下是三种常见冷敷袋所盛装的主要物质,请从(1)的选项中找出其对应的主要工作原理。
①冰 ②硝酸铵+水 ③硝酸铵+水合碳酸钠
①②③对应的主要工作原理依次是 [对应填(1)中选项的标号]。
(3)冬天使用的“热敷袋”是利用原电池原理产生热量,主要成分是铁屑、碳粉和少量的NaCl、水等。“热敷袋”在启用前用塑料袋使之与空气隔绝;启用时打开塑料袋轻轻揉搓,就会放出热量。碳粉的作用是 ,负极的电极方程式为 。
(4)某化学兴趣小组的同学为了探究铝电极在电池中的作用,设计并进行了以下一组实验,实验结果记录如下:
编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
偏向Al
2
Mg、Al
NaOH溶液
偏向Mg
实验1中正极反应式为 ;实验2中负极材料为 。
(5)
美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置,其构造如上图所示。A、B两个电极均由多孔的碳块组成。该电池的正极反应式为 。
24.高铁酸钠的化学式为Na2FeO4,按要求回答下列问题:
(1)高铁酸钠主要通过如下反应制取:,则X的化学式为 。
(2)高铁酸钠是一种新型净水剂,在水中可以发生如下反应:。由此看来,高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有 性,而能够除去水中悬浮物是因为 。
(3)在水溶液中的存在形态如图所示。向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为 。
(4)高铁电池是一种新型可充电电池,电解池为碱溶液,其反应式为则电池正极材料是 ,充电时电池正极 (填“得”“失”)电子,放电时电池的负极反应式为 。
25.如图是一个化学过程的示意图,回答下列问题:
(1)甲池是 装置,电极B的名称是 。
(2)甲装置中通入的电极反应 ,丙装置中D极的产物是 (写化学式)。
(3)一段时间,当乙池中产生112mL(标准状况下)气体时,均匀搅拌丙池,所得溶液在25℃时的 。(已知:NaCl溶液足量,电解后溶液体积为200mL)。乙池的PH值将 (填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)若要使乙池恢复电解前的状态,应向乙池中加入 (写物质化学式)。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
A
A
B
A
D
B
D
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
D
A
C
D
D
B
C
D
A
D
1.C
左侧中锰元素为+6价升高到中的+7价,发生氧化反应,该电极是阳极,连接的直流电源m极是正极;n极是负极,右侧是阴极区,发生反应:。
A. 电解法~,Mn元素的利用率达到100%,而歧化法3~2,Mn元素的利用率未达到100%,A正确;
B. 据分析,左侧Pt电极为阳极, m为电源正极,n极是负极,B正确;
C. 标况下4.48 L 的物质的量是0.2mol,阴极反应为,产生0.2mol氢气,则电路中转移0.4mole-,电解质溶液中有0.4 mol的迁移至阴极,C错误;
D. 阳极反应是:,阴极反应是:,则总反应:,D正确;
故答案选C。
2.D
A.NH4Cl电离产生,抑制氨水电离产生较多OH-,防止生成Cu(OH)2沉淀,A选项正确;
B.根据原理图可知总反应为2Cu+O2+4NH3+4=2[Cu(NH3)4]2+ +2H2O,所以CuO 、 Cu2O 、 [Cu(NH3)2]+ 是中间产物,B选项正确;
C.铵盐水溶液显酸性,CuO溶于酸性溶液产生Cu2+,加入氨气后的氨水可与Cu2+反应生成[Cu(NH3)4]2+络离子,利于CuO的溶解,C选项正确;
D.当溶液中[Cu(NH3)2]+ 被氧化为[Cu(NH3)4]2+,吸收液由无色变为蓝色时,表明吸收液已失效,D选项错误;
答案选D。
3.A
向一定量的Fc、FeO、的混合物中加入100mL1mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出336mL(标准状况下)的气体,最终生成,,,依据氢元素守恒,生成的物质的量为0.035mol,混合物中所含氧元素的质量为,含Fe元素的质量为,则混合物中铁元素的质量分数为,A正确;
答案选A。
4.A
由题意虚线箭头、实线箭头分别表示放电、充电过程,则放电时电极b上二氧化碳得电子,作正极,电极反应式为,电极a为负极,电极反应式为KSn-e-=K++Sn。
A.该电池的负极为合金KSn,K是活泼金属,会和水剧烈反应,故电解液不可以含水,A错误;
B.放电时b为正极,则充电时,电极b应连接电源的正极,B正确;
C.原电池放电时,电子经导线从负极流向正极,则放电时,电子通过外电路由电极a流向电极b,C正确;
D.由分析可知放电时,电极b的电极反应式为,D正确;
答案选A。
5.B
A.浓硫酸有强氧化性,可以氧化-1价溴,A错误;
B.2NO2⇌N2O4 ΔH<0,升高温度,平衡向吸热方向移动,颜色加深,B正确;
C.试管中AgNO3过量,加入碘离子直接沉淀,不涉及沉淀转化问题,C错误;
D.氯化钠溶液显中性,该条件下铁发生的是吸氧腐蚀,D错误;
故选B。
6.A
A.由于反应过程中有副反应发生生成X,因此每产生1mol氮气,制得的甲醛少于0.5mol,A错误;
B.反应①消耗了Fe+,反应③和⑥又生成了Fe+,故Fe+是反应的催化剂;分析反应③可知反应生成了Fe+和乙醇,B正确;
C.过程①~⑥铁的化合价出现了多种,比如Fe+中为+1价,FeO+中为+3价等,C正确;
D.Fe+作为催化剂,不影响生成物的最终量,D正确;
故选A。
7.D
CaO与水反应生成Ca(OH)2,镁离子和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀,加入盐酸得到氯化镁溶液,再蒸发结晶得到氯化镁晶体,电解熔融的氯化镁得到镁单质;
A.镁是活泼性很强的元素,工业上利用电解法冶炼镁,电解对象为熔融的,故酸只能用盐酸,A项错误;
B.沉降池中得到沉淀,酸浸后得到溶液,先蒸发结晶得到氯化镁晶体,然后在氛围中加热脱水得到无水,最后电解熔融的得到镁与,B项错误,
C.操作II是电解熔融的氯化镁,阳极是氯离子失电子生成氯气,得到的是氯气,C项错误,
D.沉降池中CaO与水反应生成Ca(OH)2,镁离子和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀,反应的化学方程式为:,D项正确;
故选:D。
8.B
氢能共享单车使用的是氢燃料电池,其化学原理是利用催化剂使氢气和氧气反应,将化学能直接转化为电能;
A.氢能共享单车省力的原理其实质也是利用燃料电池的基本性质,A正确;
B.氢能共享单车其化学原理是利用催化剂使氢气和氧气反应,将化学能直接转化为电能,B错误;
C.氢能共享单车使用的是氢燃料电池,氧气作氧化剂在正极反应,氢气作还原剂在负极反应,C正确;
D.氢燃料电池的产物是水,推广使用氢能,有利于碳中和目标的实现,D正确;
故答案为:B。
9.D
A.反应③为,0.1mol参与反应生成,氧元素化合价由-1价升高到0价,所以转移的电子数为0.05mol×2=0.1mol,故A错误;
B.反应①的离子方程式应为,故B错误;
C.反应①为,反应②为,反应③为,反应②中元素反应前后化合价没有变化,是非氧化还原反应,故C错误;
D.钠、氧化钠、过氧化钠和水反应的方程式分别如下:,溶液增加的质量=;,溶液增加的质量=;,溶液增加的质量=。根据钠原子守恒知,0.1mol钠、氧化钠、过氧化钠溶于水所得NaOH的物质的量分别为:0.1mol、0.2mol、0.2mol,所得溶液的溶质质量分数分别为:、、,所以①<②=③,故D正确;
故答案选D。
10.B
A.反应1中,Mn元素的化合价从+4价变为+2价,化合价降低,发生还原反应,MnO2做氧化剂,A正确;
B.结合质量守恒、电子守恒可知,反应1的离子方程式为:,产物有H2O,B错误;
C.反应2中,Fe元素的化合价从+3价变为+2价,化合价降低,发生还原反应得到的Fe2+做还原产物,C正确;
D.上述过程中,Fe2+和循环,没有消耗,都可以做该过程的催化剂,D正确;
故选B。
11.D
A.的NaOH溶液n=cV=0.01mol/L×1L=0.01mol,含有的数目为,A错误;
B.6.5g纯锌的物质的量为,由电极反应式,转移电子,B错误;
C.C2H6O可以表示乙醇和二甲醚,若是二甲醚,有机物的物质的量为,含有极性共价键的数目为,C错误;
D.标准状况下物质的量为,完全溶于水时,所得溶液中含,故含氯微粒总数小于,D正确;
故选:D。
12.A
NO2、NO的混合气体与3.36LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸,根据转移电子守恒可知,锌失去的电子等于氧得到的电子,3.36LO2得到的电子的物质的量为,向所得硝酸锌溶液中加入6mol·L-1NaOH溶液至Zn2+恰好完全沉淀,沉淀为Zn(OH)2,由电荷守恒可知,Zn提供的电子物质的量等于Zn(OH)2中氢氧根的物质的量,则n(NaOH)=0.6mol,故消耗氢氧化钠溶液体积为,故选A;
答案选A。
13.C
A.CuSO4中存在铜离子,为重金属离子,不能用于制作豆腐,A项错误;
B.碳纳米管属于单质,在合适的分散剂中才能形成胶体分散系,B项错误;
C.钢铁表面覆盖搪瓷,可以隔绝氧气,避免化学腐蚀,是一种金属防护方法,C项正确;
D.酸雨主要是指pH小于5.6的降水,其中溶解了大量SO2或氮氧化物,D项错误;
答案选C。
14.D
A.由题给已知信息知,铁钉吸氧腐蚀的负极反应为铁失去电子生成亚铁离子:,A正确;
B.吸氧腐蚀是在中性或弱酸性环境中发生的,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,故正极反应式为,B正确;
C.①②溶液显酸性,③④溶液显中性,根据图像可知,铁钉的平均吸氧腐蚀速率:酸性溶液大于中性溶液,C正确;
D.由曲线可知,和相比浸泡液存在带相同电荷数的相比,氯离子溶液中氧气含量更小,说明吸氧腐蚀进行程度大,故使铁钉更易腐蚀,D错误;
故选D。
15.D
由图中可知,Zn发生失去电子的反应,为电池的负极,电极反应为,CO2得电子生成HCOOH,电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH,则多孔Pd为电池的正极;充电时,Zn为阴极,多孔Pd为阳极,电极反应与原电池相反。
A.当外电路通过2mol电子时,需要双极膜提供2mol氢离子和2mol氢氧根离子,解离水的物质的量为2mol,故A正确;
B.CO2转化为HCOOH过程中,多孔Pd电极为正极,Zn电极为负极,多孔Pd电极的电势高于Zn电极的电势,故B正确;
C.充电过程,多孔Pd电极为阳极,发生氧化反应,反应式为HCOOH-2e-=CO2+2H+,故C正确;
D.充电时,多孔Pd电极为阳极,接外接电源的正极,Zn电极为阴极,接外接电源的负极,故D错误;
故选D。
16.B
A.一种化合物和一种单质反应生成一种化合物和一种单质,不属于置换反应,故A错误;
B.氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,①,②,③,氧化性由强到弱的顺序为,故B正确;
C.K2S中S从-2到0价,被氧化,故C错误;
D.反应②中氧化剂为高锰酸钾,计量系数为2,HCl部分做还原剂,做还原剂的计量系数为10,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,故D错误;
故答案为B。
17.C
①电解质溶液导电是阴阳离子在两个电极发生氧化还原反应,电解质溶液导电属于化学变化,故①正确;
②碱性氧化物是和酸反应生成盐和水的氧化物,碱性氧化物都是金属氧化物,故②正确;
③氯化亚铁可以由铁和氯化铁化合反应生成,氢氧化铁可以用氢氧化亚铁、氧气和水化合反应生成,四氧化三铁可以铁在氧气中燃烧化合生成,故③正确;
④碱性氧化物是和酸反应生成盐和水的氧化物,过氧化钠属于过氧化物,不是碱性氧化物,故④正确;
故选C。
18.D
根据题意可知,该装置可回收硅,因而产生硅单质的炉渣一极为得电子的阴极,连接的M极为负极,而连接废钢为阳极,N为正极。
A.根据分析可知,M为电源负极,A正确;
B.该实验是废钢脱碳故其中含有大量Fe,用稀H2SO4会与之反应,不能选用稀硫酸作为电解质溶液,B正确;
C.电解时,阳极上C失电子产生CO,发生的电极反应为,C正确;
D.若有1 mol O2−移向废钢电极,由反应可知转移电子为2mol,阴极的电极反应式为SiO+()e-=Si+xO2-,则炉渣电极所得硅的质量为()mol×28g/mol=(28x-14n)g,D错误;
故选:D。
19.A
A.开关K置于N处,构成外加电源的阴极保护法,铁受到保护,可以减缓铁的腐蚀,A正确;
B.开关K置于M处,构成原电池,活泼金属铁是负极,电子从铁棒经开关K流向碳捧,B错误;
C.开关K置于M处,构成原电池,铁为负极,则铁电极的电极反应式为Fe-2e‑=Fe2+,C错误;
D.开关K置于N处,铁为阴极,发生得电子还原反应,D错误;
答案选A。
20.D
A.根据电解原理,阴极上离子的放电顺序是:Cu2+>H+>Fe2+>Al3+,和不放电,得电子成为,不会析出铁,所以得不到铁和铝,只能得到Cu,故A错误;
B.电解溶液,阴极析出铜,阳极生成氧气,应加入CuO可使溶液恢复至原状态,故B错误;
C.铅蓄电池充电时,与正极相连的电极发生氧化反应,电极反应为,故C错误;
D.将钢闸门与直流电流的负极相连,电源提供电子可防止金属被氧化,为外加电源的阴极保护法,故D正确;
故答案为:D
21.(1)
(2) 安静的燃烧,发出苍白色火焰,放出大量的热,生成白雾
(3)(或)
(4)
(5)从右向左
(6)
右边容器是电解食盐水装置,饱和氯化钠溶液从阳极进入,氯离子失去电子生成氯气,钠离子通过阳离子交换膜进入左侧电极室,左侧电极室是阴极发生还原反应生成氢气X和氢氧化钠,左侧是氢氧碱性燃料电池,通入氢气X的极为负极,通入空气的极为正极,燃料电池左侧氧气得电子生成OH-离子,Na+通过阳离子交换膜向正极移动,正极端氢氧化钠浓度变大,即c%>a%,负极端发生H2-2e-+2OH-=2H2O,使得NaOH浓度减小,b%<a%。
(1)气体X为H2,为燃料电池提供燃料;
(2)氢气和氯气反应生成氯化氢,反应的方程式为,实验现象是氢气在氯气中安静燃烧发出苍白色火焰,放出大量的热,生成氯化氢与空气中水蒸气结合形成白雾;
(3)电解池的阴极发生H2O得电子还原反应,生成H2和OH-离子,反应的方程式为;
(4)通入空气的极是燃料电池的正极,在碱性条件下生成氢氧根离子,电极反应式为;
(5)燃料电池中阳离子向正极移动,即从右向左移动;
(6)燃料电池左侧氧气得电子生成OH-离子,Na+通过阳离子交换膜向正极移动,正极端氢氧化钠浓度变大,即c%>a%,负极端发生H2-2e-+2OH-=2H2O,使得NaOH浓度减小,b%<a%,因此b<a<c。
22.(1)不正确,溴离子未能完全反应,与氯气足量矛盾
(2)正确,符合实际和离子方程式书写原则
(3)错误,二氧化碳与氯化钙溶液不反应
(4)正确,符合离子方程式书写原则
(5)错误,醋酸写成了离子形式
(1)在FeBr2溶液中通入足量氯气,亚铁离子和溴离子全部被氧化,所以亚铁离子与溴离子的化学计量数之比为1:2,正确的离子方程式为:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-,所以该离子方程式错误,故答案为:不正确,溴离子未能完全反应,与氯气足量矛盾;
(2)用石墨电极材料电解NaCl饱和溶液,生成NaOH和氢气、氯气,正确的离子方程式为:,故答案为:正确,符合实际和离子方程式书写原则;
(3)二氧化碳与氯化钙溶液不反应,所以不能写CaCl2溶液与二氧化碳气体反应的离子;故答案为:错误,二氧化碳与氯化钙溶液不反应;
(4)正确,符合离子方程式书写原则;
(5)错误,醋酸写成了离子形式。
23.(1)BD
(2)DDB
(3) 作正极材料
(4) Al
(5)
(1)冷敷袋需要达到降温冷却的目的,其作用原理可以是吸热的化学变化、吸热的物理变化,故选BD;
(2)①冰熔化吸热,物理变化;②硝酸铵溶于水吸热降温,物理变化;③硝酸铵和水合碳酸钠发生化学变化而吸热,导致温度降低;故答案为:DDB;
(3)
铁为活泼金属,失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,作负极,碳粉为正极,形成原电池,碳粉的作用是作正极材料,负极的电极方程式为;
(4)实验1中镁较铝活泼,镁失去电子为负极,正极上氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,正极反应式为;实验2中镁不和氢氧化钠反应,铝和氢氧化钠反应,则铝失去电子发生氧化反应,铝为负极;
(5)正极上氧气在碱性条件下得到电子发生还原反应生成水,反应为。
24.(1)NaCl
(2) 强氧化性 因为反应生成氢氧化铁胶体,能够吸附水中的悬浮杂质
(3)
(4) 得
(1)反应中,可由质量守恒定律确定X为NaCl;故答案为NaCl。
(2)高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有强氧化性,能杀菌、消毒;而能够除去水中悬浮物是因为反应生成氢氧化铁胶体,能够吸附水中的悬浮杂质;故答案为强氧化性;因为反应生成氢氧化铁胶体,能够吸附水中的悬浮杂质。
(3)根据在水溶液中的存在形态如图所示,pH=8时有和,加入KOH溶液,发生反应,离子方程式为:;故答案为。
(4)总反应式为,电池正极材料为;充电时电池正极得一电子,放电时电池的负极反应式为;故答案为;得;。
25.(1) 原电池 阴极
(2) C3H8+26OH--20e-=3CO+17H2O H2和NaOH
(3) 13 变小
(4)Ag2O
根据装置图可知甲池为原电池,通入燃料丙烷的电极为负极,通入O2的电极为正极,乙池、丙池与原电池连接,属于电解池,其中乙池中A电极为阳极,B电极为阴极,丙池中C电极为阳极,D电极为阴极。
(1)甲池为原电池,是化学能转化为电能的装置,乙池为电解池,其中B电极连接电源的负极,作阴极;
(2)燃料C3H8在负极上失电子,碱性条件下反应生成CO,所以甲装置中通入C3H8的电极反应式为:C3H8+26OH--20e-=3CO+17H2O。丙装置中C电极为阳极,溶液中Cl-失去电子变为Cl2;D极为阴极,电极上水电离产生的H+放电生成H2,溶液中有OH-,所以D电极的产物是H2和NaOH;
(3)乙装置中A(石墨)电极为阳极,发生反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑,B(Ag)的电极为银离子得电子,其电极反应式为:Ag++e-=Ag。n(O2)==0.005mol,根据电极反应式可知:每反应产生1molO2,转移4mol电子,则反应产生0.005mol电子时,转移电子的物质的量n(e-)=4n(O2)=0.02mol。丙池电解反应方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,根据方程式可知:每反应转移2mol电子,反应产生2molNaOH,由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以转移0.02mol电子时,丙池反应产生NaOH的物质的量n(NaOH)=n(e-)=0.02mol,NaCl溶液足量,电解后溶液体积为200mL,所以反应后c(NaOH)==0.1mol/L,c(H+)=mol/L=10-13mol/L,所以溶液pH=13;乙池的总反应为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,故pH值变小;
(4)对于乙池,总反应方程式为:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,由于电解生成Ag和O2从溶液中分离出去,所以要使乙池恢复电解前的状态,应向乙池中加入二者的化合物,即加入Ag2O。
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