第4章 化学反应与电能-【三清必刷】2025-2026学年高二化学选择性必修1+2（人教版2019）

—100 — 19.解析 (1)①根据已知利用“三段式”可知: N2O4(g)􀜩􀜨􀜑 2NO2(g) 初始(mol·L-1) 0.2 0 变化(mol·L-1) 0.06 0.12 20s(mol·L-1) 0.14 0.12 则20s内,v(NO2)= 0.12mol·L-1 20s =0.006mol ·L-1·s-1。 ②根据N2O4(g)􀜩􀜨􀜑 2NO2(g)中,NO2(g)为红棕色,N2O4(g) 为无色,升高温度时气体颜色加深,说明平衡正向移动,则正 反应是吸热反应。③根据测得的数据可知:80s时反应达到 平衡,此时c(NO2)=0.30mol·L-1,利用“三段式”可知: N2O4(g)􀜩􀜨􀜑 2NO2(g) 初始(mol·L-1) 0.2 0 变化(mol·L-1) 0.15 0.3 80s(mol·L-1) 0.05 0.3 则该温度下反应的化学平衡常数 K=0.3 2 0.05=1.8 。④相同温 度下,若开始向该容器中充入0.80molNO2,与开始向该容器 中充入0.40molN2O4 达到平衡后,两者属于恒温恒容的等 效平衡,所以达到平衡后两者c(NO2)相等,由表中数据分析 可知c(NO2)=0.30mol·L-1。⑤由N2O4(g)􀜩􀜨􀜑 2NO2(g) 反应可知,反应前后化学计量数不等,所以容器中气体压强不 再变化,说明该反应达到平衡状态,故 A符合题意;容器中气 体的密度ρ= m V ,因为都是气体且为恒容装置,所以容器中气 体的密度不再变化,不能说明该反应达到平衡状态,故B不符 合题意;容器中气体平均摩尔质量 􀮄M=m (总) n(总) ,由 N2O4(g) 􀜩􀜨􀜑 2NO2(g)反应可知,当容器中气体平均摩尔质量不再变 化,说明该反应达到平衡状态,故C符合题意;由 N2O4(g) 􀜩􀜨􀜑 2NO2(g)反应可知,当v(NO2)逆=2v(N2O4)正 时,说明该 反应达到平衡状态,故D不符合题意。(2)升高温度正逆反应 速率都增大,说明T 升高k正、k逆 都增大,则1T 增大,即温度降 低k正、k逆 都减小,即lgk正、lgk逆 都减小,而该反应焓变小 于0为放热反应,降低温度平衡正向移动,说明平衡状态下降 低温度v正>v逆,则k正 减小的幅度较小,即表示lgk正 随1T 变 化关系的斜线的斜率较小,所以c表示lgk正 随1T 变化关系,d 表示lgk逆 随1T 变化关系。 答案 (1)①0.006 ②吸热 ③1.8 ④= ⑤AC (2)c d 20.解析 (1)电离平衡HSO-3 􀜩􀜨􀜑 H++SO2-3 ,电离平衡常数K = c(H+)·c(SO2-3 ) c(HSO-3 ) 。(2)由电离平衡常数可知酸性 H2SO3 >H2CO3>HSO-3 >HCO-3 ,则H2SO3溶液和NaHCO3反应 离子方程式为:H2SO3+HCO-3 􀪅􀪅HSO-3 +H2O+CO2↑。 (3)NH3·H2O的电离平衡常数 Kb= c(NH+4 )·c(OH-) c(NH3·H2O) = 1.8×10-5,c(NH3·H2O)=2mol·L-1则c(NH+4 )= c(OH-)=6.0×10-3mol·L-1;将SO2通入该氨水中,当溶 液中c(OH-)降至1.0×10-7mol·L-1时,则c(OH-)= c(H+)=1.0×10-7 mol· L-1 溶 液 中 c(SO2-3 ) c(HSO-3 ) = c(SO2-3 )·c(H+) c(HSO-3 )·c(H+) = Ka2 c(H+) =6.2×10 -8 10-7 =0.62。(4)①由 图可知,pH =1.2时,c(H2A)=c(HA-),故A正确;由图 可知,pH =2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),故B正 确;由图可知,pH =4.2时,c(HA-)=c(A2-),c(H+)= 10-4.2,与c(HA-)和c(A2-)不相等,故C错误;由图可知, H2A大量存在时A2-在溶液中不能大量共存,A2-大量存在 时,H2A在溶液中不能大量共存,故D正确。②25℃时,当 pH =1.2时,c(H2A)=c(HA-),H2A 的电离常数 Ka1= c(H+)·c(HA-) c(H2A) =10-1.2;pH = 4.2 时,c(HA- )= c(A2-),Ka2= c(H+)·c(A2-) c(HA-) =10-4.2。 答案 (1) c(H+)·c(SO2-3 ) c(HSO-3 ) (2)H2SO3+HCO-3 􀪅􀪅HSO-3 +H2O+CO2↑ (3)6.0×10-3 0.62 (4)①C ②10-1.2 10-4.2 第四章 化学反应与电能 1.D [动车电能转化为机械能,故A错误;硅太阳能电池是光能 转化为电能,故B错误;纽扣式银锌电池是原电池,化学能转化 为电能,故C错误;电解熔融氯化钠是电能转化为化学能,故D 正确。] 2.D [A项,阳极应发生氧化反应;B项,盖·吕萨克法制钠原理 是根据钠的沸点较低、易从反应混合物中分离出来,从而使化 学平衡正向移动;C项,根据反应方程式可知,用戴维法制取金 属钠,每产生4mol钠转移电子的物质的量是4mol,而用盖· 吕萨克法制得4mol钠转移电子的物质的量是8mol,因此制取 等量的金属钠,转移的电子总数不相等。] 3.D [Cu与稀硝酸发生氧化还原反应,Cu失去电子,N得到电 子,可设计为原电池,Cu为负极,故A正确;重金属可污染土壤 及地下水,则回收废旧电池可防止重金属污染,故B正确;氧化 铝为离子化合物,熔融态能电离出氧离子和铝离子,可以电解 Al2O3 制 Al,但 Al2O3 的 熔 点 高,工 业 上 采 用 加 冰 晶 石 (Na3AlF6)的方法,以降低熔化 Al2O3 时所需要的温度,故C 正确;用惰性电极电解稀盐酸和稀硫酸,阴极上均为氢离子放 电,阳极上分别为氯离子、氢氧根离子放电,前者电解 HCl,后 者电解水,则稀盐酸溶液的pH增大,故D错误。] 4.B [木炭棒做电池的正极发生还原反应,故A错误;铝罐是负 极,负极失电子发生氧化反应,铝罐将逐渐被腐蚀,故B正确; 电池工作时,铝是负极、木炭棒是正极,电子从铝经导线流向木 炭棒,故C错误;负极铝失电子生成铝离子,正极氧气得电子生 成氢氧根离子,反应不会生成氯气,故D错误。] 5.C [固氮时该装置为原电池装置,镁为活泼金属,作负极,被氧 化成 Mg2+,钌复合电极为正极,氮气在电极上发生还原反应生 成N3-,与熔融电解质中镁离子生成 Mg3N2,所以总反应为 3Mg+N2􀪅􀪅Mg3N2,故 A正确;脱氮时,-3价的氮要被氧 化,钌复合电极应发生氧化反应,Mg3N2 失电子发生氧化反应 生成氮气,电极反应式为 Mg3N2-6e-􀪅􀪅3Mg2++N2↑,故 B正确;固氮时,镁电极为负极,外电路中电子由负极镁电极流 向钌复合电极,故C错误;无水LiCl-MgCl2 混合物常温下为固 体,无自由移动的离子,不能导电,受热熔融后产生自由移动的 离子能导电,电池才能工作,故D正确。] 6.D [装置①是原电池,总反应为溶液中的铁离子与铁电极发生 的氧化还原反应,则总反应是:Fe+2Fe3+􀪅􀪅3Fe2+,A错误; 装置②是原电池,铁做负极,失电子发生氧化反应生成二价铁, 电极反应式为:Fe-2e-􀪅􀪅Fe2+,B错误;装置是电解池③,与 电源正极连接的待镀铁件,反应为:Fe-2e-􀪅􀪅Fe2+,与电源 负极相连的为铜,反应为:Cu2++2e-􀪅􀪅Cu,铜上出现铜,而 不是铁上镀铜,C错误;钢闸门与电源的负极相连,钢闸门为阴 极,属于外加电流法,D正确。] 7.D [电解池的阳极发生氧化反应,氯离子放电生成氯气,所以 电极A为阳极,故A项正确;在电极B上水电离的 H+放电生 成 H2,这一极区域c(OH-)增大,为防止阳极生成的氯气与 OH-反应,所以用阳离子交换膜隔开,允 许 Na+ 透 过,饱 和 NaCl溶液从a处进入,NaOH 溶液从d处流出,故B、C项正 确;因用阳离子交换膜隔开,OH-不迁移,故D项错误。] 8.D [由题图知,甲、丙为原电池,甲中Zn为负极,负极反应式为 Zn-2e-􀪅􀪅Zn2+,A项正确;丙中Fe为负极,C为正极,H+ 向正极移动,C项正确;乙、丁为电解池,乙中 Ag作阳极,本身 失电子,B项正确;丁中放电顺序:I->Cl-,开始产生I2,D项 错误。] 9.C [碱性电解质水溶液中负极生成的 Mg2+会生成 Mg(OH)2 沉淀,降低电池效率,A错误;放电时为原电池,原电池正极发 生得电子的还原反应,包括3Mg2++MgS8+6e-􀪅􀪅4MgS2,B 错误;据图可知 Mg2+通过隔膜移向正极参与电极反应,所以使 用的隔膜是阳离子交换膜,C正确;放电时 Mg电极发生氧化反 应,充电时 Mg电极得电子发生还原反应,即电子流入 Mg电 极,D错误。] 10.D [在KOH溶液中甲烷的氧化产物为CO2-3 ,在稀硫酸中甲 烷的氧化产物为CO2,A项正确;甲烷被氧化,碳元素化合价 均由-4价升至+4价,B项正确;电池中,阴离子CO2-3 向负 极迁移,C项 正 确;以 固 体 氧 化 物 为 电 解 质,负 极 反 应 式 为 CH4-8e-+4O2-􀪅􀪅CO2+2H2O,D项错误。] 11.C [该燃料电池为酒精燃料电池,该仪器工作时酒精浓度越 大,则单位时间内转移电子数越多,电流强度越大,故A正确; 燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反应作原电池的负极, 所以X是负极,Y是正极,电子从外电路的负极流向正极,故 B正确;酒精发生氧化反应生成乙醛和氢离子,所以X极区的 氢离子浓度增大,pH减小,故C错误;燃料电池的反应实质就 是乙 醇 与 氧 气 反 应 生 成 乙 醛 和 水,所 以 电 池 总 反 应 为 2CH3CH2OH+O2􀪅􀪅2CH3CHO+2H2O,故D正确。] 12.D [由装置图可知,H2O转化为O2,O的化合价升高失电子, 则H2O在阳极反应生成氧气,所以b为正极,a为负极,OX在 阴极得电子生成GC,氯离子的放电能力大于氢氧根离子,据 此分析。H2O转化为O2,O的化合价升高失电子,则 H2O在 阳极反应生成氧气,所以电源的a极为负极,b为正极,故A正 确;由题中信息可知,H+可以通过固体聚合物电解质,H+由 阳极向阴极移动即由图中电池右侧向左侧移动,故B正确; OX在阴极得电子生成GC,电极反应式为:OX+4H++4e- 􀪅􀪅GC+H2O,故C正确;氯离子的放电能力大于氢氧根离 子,添加 NaCl时,阳极上会生成氯气,不能添加 NaCl,故 D 错误。] 13.C [该原电池中,镁作负极,发生氧化反应,负极反应为 Mg- 2e-􀪅􀪅Mg2+,故A正确;图乙中惰性电极为阴极,Fe电极为 阳极,溶液中的 H+在阴极(惰性电极)得电子,发生还原反应 生成 H2,故B正确;图乙中惰性电极为阴极,Fe电极为阳极, 则Cr2O2-7 离子向阳极金属铁电极移动,Fe2+与Cr2O2-7 发 生氧化还原反应生成Cr(OH)3,故C错误;由电子守恒可知, Mg~2e-~Fe,n(Fe)=n(Mg)= 3.6g24g/mol=0.15mol ,阳极 氧化Fe的 质 量 为 0.15mol×56g·mol-1=8.4g,故 D 正确。] 14.D [由图可知,b极为阳极,电解时阳极上水失电子发生氧化 反应生成O2和 H+,a极为阴极,电解时阴极上水得电子发生 还原反应生成 H2 和OH-,原料室中的钠离子通过阳膜进入 a极室,溶液中c(NaOH)增大,原料室中B(OH)-4 通过阴膜 进入产品室,b极室中氢离子通过阳膜进入产品室,在产品室 中B(OH)-4 、H+发生反应生成 H3BO3;a、b电极反应式分别 为2H2O+2e-􀪅􀪅H2↑+2OH-、2H2O-4e-􀪅􀪅O2↑+ 4H+,理论上每生成1mol产品,b极生成1molH+,a极生成 0.5molH2,减少质量为1g,NaOH溶液增加的Na+为1mol 即23g,故NaOH溶液增重22g。] 15.A [该制氢工艺 中 光 能 转 化 为 电 能,最 终 转 化 为 化 学 能, A项正确;该装置工作时,H+由a极区流向b极区,B项错 误;a极上发生氧 化 反 应,失 电 子,所 以a极 上 发 生 的 电 极 反应为Fe2+-e-􀪅􀪅Fe3+,C项 错 误;由 题 图 可 知a极 区 Fe2+和Fe3+可相互转化,故不需补充含Fe3+和Fe2+的溶 液,D项错误。] 16.解析 (1)①装置为原电池铁为负极被腐蚀;②装置为原电池 锌做负极被腐蚀,铁做正极被保护;③装置为电解池,铁做阴 极被保护,因此铁腐蚀最快的是①;①装置中电解质溶液是食 盐水,所以正极反应式为 O2+4e-+2H2O􀪅􀪅4OH-;为防 止金属Fe被腐蚀,可以采用上述②和③,分别是牺牲阳极法 和外加电流法;装置③为电解池原理,石墨电极为阳极,发生 失电子的氧化反应。(2)电池反应为FePO4+Li 放电 充电 􀜩􀜨􀜑 LiFe- PO4,放电过程属于原电池的工作原理,电池放电时Li+向正 极移动,总反应方程式减去负极反应即得到正极电极反应式 为:FePO4+Li++e-􀪅􀪅LiFePO4。(3)①氯化钠溶液呈中 性,在中性溶液中钢铁发生吸氧腐蚀,铁易失电子作负极,则 石墨作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为 O2+4e-+2H2O􀪅􀪅4OH-,负极反应式为:Fe-2e-􀪅􀪅 Fe2+,则 反 应 的 总 方 程 式 为:2Fe+O2+2H2O 􀪅􀪅2Fe (OH)2;②作电解池阴极的铁被保护,所以将虚线中改为直流 电源,且将铁连接原电池负极,这属于外加电流法,电子由负 极经外电路流向正极,图示为 。 答案 (1)① O2+4e-+2H2O􀪅􀪅4OH- ②和③ 阳 (2)正 FePO4+Li++e-􀪅􀪅LiFePO4 (3)①2Fe+O2+2H2O􀪅􀪅2Fe(OH)2 ② 17.解析 (1)①甲为原电池,Fe为负极,碳棒为正极,正极上发生 反应:Cu2++2e-􀪅􀪅Cu,所以碳棒上生成红色物质Cu;乙为 电解池,Fe为阴极,阴极上发生反应:Cu2++2e-􀪅􀪅Cu;②碳 极是阳极,失电子发生氧化反应,根据放电顺序,由水电离出 的OH-失电子发生氧化反应,CuSO4 是酸性溶液,因此碳极 的电极反应式是:2H2O-4e-􀪅􀪅O2↑+4H+,故答案为:外 加电流法、2H2O-4e-􀪅􀪅O2↑+4H+;③甲装置中Fe为负 极,Fe失电子生成Fe2+,取少量甲装置中负极附近溶液加入2 滴K3[Fe(CN)6]溶液,发生反应的离子方程式为3Fe2++2 [Fe(CN)6]3-􀪅􀪅Fe3[Fe(CN)6]2↓,现象为产生蓝色沉淀。 (2)①Fe为阴极,C为阳极,电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、 氯气,故离子反应方程式为:2Cl-+2H2O 电解 􀪅􀪅Cl2↑+H2↑ +2OH-;②碳电极为阳极,阳极上Cl-失电子生成Cl2,Cl2 和I-发生置换反应生成I2,I2 遇淀粉试液变蓝色,故原因为: 在乙装置碳棒电极上生成Cl2,Cl2 与I-反应生成I2,淀粉遇 I2变蓝。(3)A.电解KI溶液,生成KOH、H2、I2,加水显然不 能恢复电解前的状态,应通入适量的 HI气体,A错误;B.电解 硫酸,阳极生成氧气,阴极生成氢气,实际为电解水,电解后加 入水可恢复到原来的浓度,B正确;C.电解CuCl2,阳极生成氯 气,阴极生成Cu,实际为电解氯化铜本身,电解后加入氯化铜 恢复到原来的浓度,C错误;D.电解 AgNO3,阳极析出氧气, 阴极生成Ag,要使溶液恢复到原来的浓度,应加入 Ag2O,D 错误。 答案 (1)①碳 铁 ②2H2O-4e-􀪅􀪅O2↑+4H+ ③产生蓝色沉淀 Fe3[Fe(CN)6]2 (2)在乙装置碳棒电极上生成Cl2,Cl2与I-反应生成I2,淀粉 遇I2变蓝 (3)B 18.解析 (1)电解饱和食盐水时,酚酞变红的极是阴极,阴极和 电源负极相连,则在Fe极附近显红色,所以Fe是阴极,A是 正极、B是负极,X是阳极,Y是阴极。(2)在甲装置中,石墨 (C)电极是阳极,该电极上发生氧化反应,电解饱和食盐水的 反应原 理 是:2NaCl+2H2O 通电 􀪅􀪅2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (3)丙中X是阳极,阳极上是电解质中的阴离子氯离子失电子 发生氧化反应,即2Cl--2e-􀪅􀪅Cl2↑。(4)乙装置中精铜电 极的质量增加了0.64g,根据电极反应:Cu2++2e-􀪅􀪅Cu, 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 99 — —102 — 即生成0.64g即0.01mol铜,转移电子是0.02mol,铁电极 是阴 极,该 极 上 产 生 氢 气,2H+ +2e- 􀪅􀪅H2↑,当 转 移 0.02mol电子时,该极上产生的气体为0.01mol,在标准状况 下体积为0.224L。 答案 (1)负 阴 (2)氧化 2NaCl+2H2O 通电 􀪅􀪅2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)2Cl--2e-􀪅􀪅Cl2↑ (4)0.224 19.解析 (1)①放电时石墨为正极,高铁酸钾在正极上发生还原 反应,电极反应式为FeO2-4 +4H2O+3e-􀪅􀪅Fe(OH)3↓+ 5OH-。②电池工作时,阴离子移向负极,阳离子移向正极,所 以盐桥中氯离子向右移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾 离子向左移动。③由题图中高铁电池和常用的高能碱性电池 的放电曲线,可知高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳 定。(2)该电池的本质反应是合成氨反应,电池中氢气失电子 在负极发生氧化反应,氮气得电子在正极发生还原反应,则正 极反应式为N2+8H++6e-􀪅􀪅2NH+4 ,氨气与 HCl反应生 成氯化铵,则电解质溶液为氯化铵溶液。(3)该装置是原电 池,工作时电极b作正极,O2-由电极b移向电极a,通入一氧 化碳的电极a是负极,负极上一氧化碳失去电子发生氧化反 应,电极反应式为CO+O2--2e-􀪅􀪅CO2。 答案 (1)①FeO2-4 +4H2O+3e-􀪅􀪅Fe(OH)3↓+5OH- ②右 左 ③使用时间长、工作电压稳定 (2)N2+8H++6e-􀪅􀪅2NH+4 氯化铵 (3)从b到a CO+O2--2e-􀪅􀪅CO2 20.解析 (1)图1中,根据电子流向知,左边电极是电解池阳极、 右边电极是电解池阴极,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上 氢离子放电生成氢气,所以a气球中气体是氯气、b气球中的 气体是氢气。(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,阳 极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气,同时 阴极有NaOH生成,氯气和氢氧化钠反应生成NaClO,次氯酸 钠具有漂白性,为了使反应更充分,则下边电极生成氯气、上 边电极附近有 NaOH 生成,上边电极生成氢气,为阴极,则c 为负极、d为正极,发生器中反应的总离子方程式为 Cl- + H2O 电解 􀪅􀪅ClO-+H2↑。(3)①由题意可知,氯离子放电生成 ClO2,根据电子 守 恒 和 电 荷 守 恒 写 出 阳 极 的 电 极 反 应 式 为 Cl--5e-+2H2O􀪅􀪅ClO2↑+4H+。②阴极产生标准状况 下112mLH2,物 质 的 量 为0.005mol,阴 极 电 极 反 应 式 为 2H++2e-􀪅􀪅H2↑,所以电路中转移电子0.01mol,钠离子 所带电荷与电子所带电荷数相同,所以通过阳离子交换膜的 钠离子的物质的量为0.01mol。(4)①阴极发生得到电子的 还原反应,根据装置图可知阴极是HSO-3 得到电子,被还原为 S2O2-4 ,由于电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,因此 阴极的电极反应为2HSO-3 +2H++2e-􀪅􀪅S2O2-4 +2H2O。 ②S2O2-4 具有强还原性,能把NO还原为氮气,则用离子方程式表 示吸收NO的原理为2NO+2S2O2-4 +2H2O􀪅􀪅N2+4HSO-3 。 答案 (1)H2 (2)负 Cl-+H2O 电解 􀪅􀪅ClO-+H2↑ (3)①Cl--5e-+2H2O􀪅􀪅ClO2↑+4H+ ②0.01mol (4)①2HSO-3 +2H++2e-􀪅􀪅S2O2-4 +2H2O ②2NO+2S2O2-4 +2H2O􀪅􀪅N2+4HSO-3 高中期考测控卷 期中考试测控卷 1.C [长征二号F运载火箭利用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二 氮(N2O4)反应,这是一个放热反应,从而使火箭升空,A正确; 长征二号F运载火箭点火发射时因液态N2O4 产生大量 NO2 而出现红棕色烟雾,B正确;太阳能电池是将太阳能转化为电 能,储能电池是将化学能转化为电能,C错误;空间站利用循环 水制氧气的反应是吸热反应,D正确。] 2.A [反应体系中只有氧气一种气体,一定温度下,Kp为定值, 故平衡体系缩小体积,再次平衡时c(O2)不变,故A正确;增大 压强不会改变反应物中活化分子的比例,故B错误;燃烧热是 在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出 的热量;不会随化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改 变,故C错误;水结冰的过程是一个放热熵减过程,ΔH<0,ΔS <0,故D错误。] 3.B [根据盖斯定律,由①-②可得:C4H10(g)􀪅􀪅C4H8(g)+ H2(g),得ΔH3=ΔH1-ΔH2=(-119kJ·mol-1)-(-242 kJ·mol-1)=+123kJ·mol-1。提高该反应中丁烯的产率, 应使平衡正向移动,该反应的正反应为气体分子数增加的吸热 反应,可采取的措施是减小压强、升高温度。] 4.D [SO2(g)+ 1 2O2 (g)􀜩􀜨􀜑 SP3(g);ΔH=-98.3kJ·mol-1, 表示1molSO2(g)与0.5molO2(g)完全反应生成1molSO3 (g)时,放出热量98.3kJ,该反应为可逆反应,反应物不能完全 转化,1molSO2与0.5molO2反应不能完全,放出的热量小于 98.3kJ,故A错误;根据盖斯定律可知,反应2SO2(g)+O2(g) 􀜩􀜨􀜑 2SO3(g)的反应热ΔH1=2ΔH,反应是放热反应,反应热符 号为“-”,所以ΔH1<ΔH,故B错误;X(g)+Y(g)􀜩􀜨􀜑 Z(g)+ W(s);ΔH>0,反应热表示1molX(g)与1molY(g)反应生成 1molZ(g)与1molW(s)吸收的热量,不会因反应物的量变化 发生变化,故C错误;增大X的量,平衡向正反应方向移动,参 加反应的X、Y的物质的量增大,则放出热量增加,故D正确。] 5.D [温 度 升 高,Kw 增 大,且 温 度 升 高 促 进 CO2-3 水 解, c(OH-)增大,A项正确;加入Na2CO3 溶液,把CaSO4 转化为 CaCO3:CO2-3 +CaSO4 􀜩􀜨􀜑 CaCO3+SO2-4 ,B项 正 确;因 为 CaCO3与盐酸反应,而CaSO4 不与盐酸反应,所以在 盐 酸 中 CaCO3的溶解性大于CaSO4,C项正确;根据CO2-3 +CO2+ H2O􀪅􀪅2HCO-3 知,HCO-3 浓度增大,D项错误。] 6.C [金属Al与NaOH溶液反应是放热反应,故 A正确;实验 Ⅰ中,至5min时生成2.016L H2,所 得 H2 的 物 质 的 量 为 2.016L 22.4L/mol=0.09 mol ,根 据 2Al+2NaOH+2H2O 􀪅􀪅 2Na[Al(OH)4]+3H2 ↑ 可 知,溶 解 Al 的 物 质 的 量 为 0.06mol,故B正确;由实验数据可知10~15min时实验Ⅰ生 成 H2的总体积小于实验Ⅱ生成 H2 的总体积,说明12.5min 时生成 H2的速率Ⅰ<Ⅱ,故C错误;实验Ⅱ中,15~20min时 生成 H2的体积为3920mL-3808mL=112mL,则生成 H2 的平均反应速率为112mL 5min=22.4mL ·min-1,故D正确。] 7.B [根据实际参加反应的离子浓度分析,化学平衡为Fe3++ 3SCN-􀜩􀜨􀜑 Fe(SCN)3,加 入 少 量 KCl固 体,溶 液 中 Fe3+、 SCN-浓度不变,溶液颜色不变,故A错误;反应一定存在热效 应,升高温度平衡一定发生移动,故B正确;平衡常数只受温度 影响,浓度不影响平衡常数,故C错误;FeCl3+3KSCN􀜩􀜨􀜑 Fe(SCN)3+3KCl的 离 子 方 程 式 为 Fe3+ +3SCN- 􀜩􀜨􀜑 Fe(SCN)3,平衡常数表达式K= c[Fe(SCN)3] c(Fe3+)×c3(SCN-) ,故D错 误。] 8.B [某温度下,ΔH1>ΔH2>0,说明两个反应的正反应均为吸 热反应,即反应物的总能量小于生成物的总能量,A、C错误;由 于ΔH1>ΔH2,说明第一个反应吸收的热量比第二个反应多, 从B、D两个图像看出,D中ΔH2>ΔH1,不符合题意,D错误, B正确。] 9.A [该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,故平衡常数 减小,A正确;速率单位错误,该为 mol·L-1·s-1,B错误;催 化剂不能使平衡移动,C错误;通入氧气,平衡逆向移动,转化率 减小,D错误。] 10.B [NaClO溶液具有漂白性,无法用pH试纸测其pH,可选 pH计测定pH,A项错误;钡离子与碳酸根离子反应生成沉 淀,使碳酸根离子水解平衡逆向移动,c(OH-)减小,则观察溶 液颜色变化可证明存在水解平衡,B项正确;硝酸银过量,加入 NaCl,KI均 会 有 沉 淀 生 成,该 操 作 不 能 比 较 AgCl、AgI的 Ksp,C项错误;酸性溶液中亚铁离子、硝酸根离子发生氧化还 原反应,不能检验Fe(NO3)2 样品是否变质,应溶于水后滴加 KSCN溶液,D项错误。] 11.C [依据图示反应历程可知甲烷在催化剂作用下断裂C—H 生 成 中 间 产 物 ①,① → ② 过 程 中 形 成 C—C,从 ② 到 CH3COOH有O—H生成。①→②过程能量变低,有热量放 出,故A正确;结合图例和分子结构示意图,X为CH4、Y为 CO2、M为CH3COOH,即X、Y、M分别为甲烷、二氧化碳和乙 酸,故B正确;反应过程中没有C—H 生成,①→②过程中形 成C—C,从②到CH3COOH有O—H生成,故C错误;依据反 应历程可知甲烷与二氧化碳反应生成乙酸的反应为化合反 应,所有原子都转移到目标产物,原子利用率为100%,故 D 正确。] 12.B [图中A、B点处于平衡状态,由方程式S2Cl2(g)+Cl2(g) 􀜩􀜨􀜑 2SCl2(g)可知,v(SCl2)=2v(S2Cl2),则a为v(SCl2)随温 度的变化曲线,b为v(S2Cl2)随温度的变化曲线,故A正确; 图中A、B点处于平衡状态,继续升高温度,SCl2 的消耗速率 大于S2Cl2 的消耗速率的二倍,则平衡逆向移动,Cl2 的体积 分数增大,故B错误;由B分析可知,300℃下,SCl2 消耗速率 大于S2Cl2的消耗速率的二倍,则平衡逆向移动,反应一段时 间,S2Cl2的物质的量增大,故C正确;S2Cl2(g)+Cl2(g)􀜩􀜨􀜑 2SCl2(g)是气体体积不变的反应,反应达到平衡后压缩体积 增大压强,平衡不移动,故D正确。] 13.D [由图可知,Co为阴极,电极反应式为Co2++2e-􀪅􀪅Co, 石墨为阳极,电极反应式为2H2O-4e-􀪅􀪅O2↑+4H+。氯 离子透过B膜进入盐酸,故B膜为阴离子交换膜,阳极生成氢 离子,氢离子透过A膜进入盐酸,故 A膜为阳离子交换膜,A 错误;若去掉膜A,则阳极室的电解质溶液为硫酸和盐酸的混 合溶液,此时石墨电极的电极反应为:2Cl--2e-􀪅􀪅Cl2↑, 发生改变,B错误;根据电子守恒可知,当电路中转移2mol电 子时,阳极产生O2的物质的量为: 2mol 4 =0.5mol ,由于题干 未告知气体所处的状态,故无法计算其体积,C错误;若产品室 Δn(HCl)􀪅􀪅0.2mol,则有0.2mol氯离子透过交换膜B进 入盐酸,析出Co0.1mol,阴极室质量减少0.1mol×59g/mol +0.2mol×35.5g/mol=13g,D正确。] 14.B [根据氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,所以金 属缝隙外自由表面为正极,金属缝隙内表面为负极,故 A正 确;金属缝隙外自由表面为正极,生成氢氧根离子,缝隙外溶 液pH增大,加快了缝隙内腐蚀速率,故B错误;阴离子由正极 向负极移动,所以大量Cl-进入缝隙维持电中性,故C正确; 正极为氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应 为O2+2H2O+4e-􀪅􀪅4OH-,故D正确。] 15.D [往氨水中滴入盐酸,溶液pH的变化有一个突变过程,曲 线③代表溶液的pH。NH3·H2O与盐酸反应生成氯化铵和 水,NH3·H2O的物质的量分数减小,为曲线①,NH+4 的物 质的量 分 数 增 大,为 曲 线②,A 错 误;滴 入 盐 酸 的 体 积 为 25.00mL时,两者恰好完全反应,生成氯化铵和水,氯化铵水 解,溶液显酸性,B错误;当NH+4 和NH3·H2O的物质的量 分数均为50%时,Kb(NH3·H2O)=c(OH-)=10-pOH= 10-(14-pH)=10-(14-9.26)=10-4.74,则 Kh (NH4Cl)= Kw Kb(NH3·H2O) =10 -14 10-4.74 =10-9.26,C错误;a点溶液中,φ (NH3·H2O)=φ(NH+4 ),即c(NH3·H2O)=c(NH+4 ),a点 溶液的pH=9.26,溶液呈碱性,即溶液中c(OH-)>c(H+), 再根据a点溶液的电荷守恒式c(NH+4 )+c(H+)=c(OH-) +c(Cl-),可得出c(NH+4 )>c(Cl-),故a点溶液中存在: c(NH3·H2O)=c(NH+4 )>c(Cl-),D正确。] 16.解析 (1)步骤A为灼烧操作,需要酒精灯、坩埚、三脚架、泥 三角、玻璃棒等仪器。(2)步骤C中得到的滤渣是不溶于水的 Cu和微 溶 的 CaSO4,步 骤 D 中 加 入 MnO2 氧 化 溶 液 中 的 Fe2+,其中 Mn元素从+4价降为+2价,Fe元素从+2价升 高为+3价,Fe2+是还原剂,根据电子守恒,氧化剂与还原剂 的物质的量之比为1∶2。(3)由图表可知为了使Fe3+转化为 Fe(OH)3而除去,而不影响 Mn2+,步骤E中调节pH的范围 为大于Fe(OH)3的沉淀的pH,而小于Mn2+形成沉淀需要的 pH,即选择条件为3.7≤pH<8.3。(4)在含有 Mn2+的溶液 中加入NH4HCO3生成MnCO3沉淀,发生反应的离子方程式 为 Mn2++2HCO-3 􀪅􀪅MnCO3↓+CO2↑+H2O,Mn2+沉 淀完全时其浓度为1×10-5mol·L-1,溶液中CO2-3 的浓度为 2.2×10-6mol·L-1,则Ksp(MnCO3)=(1×10-5mol·L-1)× (2.2×10-6mol·L-1)=2.2×10-11。(5)依次根据电子守 恒、电 荷 守 恒 和 元 素 守 恒,可 得 如 下 配 平 的 离 子 方 程 式: 2Mn2++5S2O2-8 +8H2O􀪅􀪅16H++10SO2-4 +2MnO-4 。 答案 (1)坩埚 (2)Cu 1∶2 (3)3.7≤pH<8.3 使Fe3+转化为Fe(OH)3 而除去,不影 响 Mn2+ (4)Mn2+ +2HCO-3 􀪅􀪅MnCO3↓+CO2↑+H2O 2.2 ×10-11 (5)2 5 8 16 10 2 17.解析 (1)a名称为球形干燥管,A装置的作用为控制氨气的 流速,同时也能平衡气压。 (2)在试管中加入少量(NH4)2Cr2O7,溶解后加入足量 KOH 浓溶液,振荡、微热,溶液中铵根离子与氢氧根反应产生氨气, 有刺激性气味气体放出,Cr2O2-7 (橙色)+H2O􀜩􀜨􀜑 2CrO2-4 (黄色)+2H+,随着 KOH 加入,氢离子被消耗,平衡正向移 动,产生较多的CrO2-4 ,溶液变为黄色。 (3)①酚 酞 为 指 示 剂,用 NaOH 滴 定 反 应 后 的 溶 液,随 着 NaOH加入,溶液pH逐渐增大,最后一滴NaOH加入后溶液 由无色变为浅红色;②由题干可知(NH4)2Cr2O7有强氧化性, 会腐蚀碱 式 滴 定 管 的 橡 胶 管,所 以 用 酸 式 滴 定 管;③已 知 1mol(CH2)6N4H+与1molH+相当,则其与NaOH反应的 离子方程式为(CH2)6N4H++OH-􀪅􀪅(CH2)6N4+H2O; ④设25mL样品溶液中有(NH4)2Cr2O7xmol,则NH+4 有2x mol,Cr2O2-7 有xmol,根据③中方程式可知,xmolCr2O2-7 生成 H+2xmol,2xmolNH+4 生成 3 2xmolH +和1 2xmol (CH2)6N4H+,因1mol(CH2)6N4H+与1molH+相当,故 可 以 看 成 2x molNH+4 生 成 了 2x molH+,即 x mol (NH4)2Cr2O7共生成4xmolH+,现已知消耗NaOH物质的 量为0.016mol,则4x=0.016,x=0.004mol,因此25mL样 品溶液中(NH4)2Cr2O7有0.004mol×252g/mol=1.008g, 则产物中(NH4)2Cr2O7 的质量分数为 1.008g×10 12g =84% ; ⑤滴定终点时仰视读数,会使标准液的体积偏大,测定的质量 分数偏大。 答案 (1)球形干燥管 控制氨气的流速,同时也能平衡气压 (2)有刺激性气味气体放出,溶液变为黄色 (3)①溶液由无色变为浅红色 ②酸式 ③(CH2)6N4H++ OH-􀪅􀪅(CH2)6N4+H2O ④84 ⑤偏大 18.解析 (1)由于 NH4Al(SO4)2 溶于水电离出的 Al3+水解生 成的 Al(OH)3 胶 体 具 有 吸 附 性,即 Al3+ +3H2O 􀜩􀜨􀜑 Al(OH)3+3H+,Al(OH)3吸附悬浮颗粒使其沉降从而净化 水。(2)由 于 NH4HSO4 溶 于 水 完 全 电 离 出 氢 离 子,抑 制 NH+4 水解,所以相同条件下,0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2 中 c(NH+4 )小 于 0.1 mol·L-1NH4HSO4 中 c(NH+4 )。 (3)①由于NH4Al(SO4)2 溶于水电离出的 NH+4 、Al3+水解 溶液显酸性,且水解是吸热的,加入促进水解,溶液的酸性增 强,pH 减 小,因 此 符 合 条 件 的 曲 线 是 Ⅰ。②20 ℃ 时, 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 101 — — 42 — 第四章 化学反应与电能 (时间:75分钟 满分:100分) 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌 􀦌 􀦌 􀦌􀦌 名师推好题 第5题。该题主要以一种“可固氮”的镁-氮二次电池考查原电池的原理,让考生 结合原电池的基本原理分析问题,从而提高学生的应用分析理解能力,值得推荐。 一、选择题(共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意) 1.下列装置工作时,将电能转化为化学能的是 ( ) A.和谐号动车以350km/h飞驰 B.硅太阳能电池 C.纽扣式银锌电池 D.电解熔融氯化钠 2.1807年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠:4NaOH(熔融) 电解 1100℃􀪅􀪅􀪅􀪅O2↑+4Na↑+2H2O ;后 来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠:3Fe+4NaOH􀪅􀪅Fe3O4+2H2↑+4Na↑。 下列有关说法正确的是 ( ) A.戴维法制钠,阳极的电极反应式为Na++e-􀪅􀪅Na↑ B.盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的金属性比钠的强 C.若用戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠,两方法转移的电子总数相等 D.还可以用电解熔融氯化钠法制钠 3.下列有关电化学的说法中错误的是 ( ) A.铜和稀硝酸的反应可以设计为原电池 B.回收废旧电池可防止重金属污染 C.电解熔融的氧化铝制取金属铝 D.用惰性电极电解稀盐酸和稀硫酸,一段时间后溶液pH都减小 4.如图是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池示意图,该电池工作时,有关说法正确的是 ( ) A.木炭棒做电池的正极发生氧化反应 B.铝罐将逐渐被腐蚀 C.电池工作时,电子从铝经电解质溶液流向木炭棒 D.因为一开始反应就会生成大量氯气,该电池有一定的危险性 5.我国科学家发明了一种“可固氮”的镁-氮二次电池,其装置如图所示,下列 说法不正确的是 ( ) A.固氮时,电池的总反应为3Mg+N2􀪅􀪅Mg3N2 B.脱氮时,钌复合电极的电极反应式为 Mg3N2-6e-􀪅􀪅3Mg2++N2↑ C.固氮时,外电路中电子由钌复合电极流向镁电极 D.当无水LiCl-MgCl2 混合物受热熔融后电池才能工作 6.关于如图所示各装置的叙述中,正确的是 ( ) A.图1是原电池,总反应是:Cu+2Fe3+􀪅􀪅Cu2++2Fe2+ B.图2可验证铁的吸氧腐蚀,负极反应式为:Fe-3e-􀪅􀪅Fe3+ C.图3装置可在待镀铁件表面镀铜 D.图4若将钢闸门与电源的负极相连,可防止钢闸门腐蚀 7.在氯碱工业中,离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如右,下列说法不正确 的是 ( ) A.电极A为阳极,发生氧化反应生成氯气 B.离子交换膜为阳离子交换膜 C.饱和NaCl溶液从a处进,NaOH溶液从d处出 D.OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量 — 41 — — 44 — 8.有关甲、乙、丙、丁四个图示的叙述不正确的是 ( ) A.甲中负极反应式为Zn-2e-􀪅􀪅Zn2+ B.乙中阳极反应式为Ag-e-􀪅􀪅Ag+ C.丙中 H+向碳棒方向移动 D.丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体 9.一种新型镁硫电池的工作原理如下图所示。下列说法正确的是 ( ) A.使用碱性电解质水溶液 B.放电时,正极反应包括3Mg2++MgS8-6e-􀪅􀪅4MgS2 C.使用的隔膜是阳离子交换膜 D.充电时,电子从 Mg电极流出 10.天然气—空气燃料电池能量转化率高,环保性和安全性好,使用的电解质有:①KOH ②H2SO4 ③Na2CO3(熔融) ④MO(s,传递O2-)。下列说法错误的是 ( ) A.以①、②的水溶液为电解质溶液,燃料电池中CH4 的氧化产物不同 B.使用不同的电解质,等量的CH4 参与负极反应时理论上转移的电子数相等 C.以③为电解质,放电过程中CO2-3 向负极迁移 D.以④为电解质,燃料电池的负极反应式为CH4-8e-+2O2-􀪅􀪅CO2+4H+ 11.如图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。下列说法不正确的是 ( ) A.该仪器工作时酒精浓度越大,则电流强度越大 B.工作时外电路电子流向为X→Y C.检测结束后,X极区的pH增大 D.电池总反应为2CH3CH2OH+O2􀪅􀪅2CH3CHO+2H2O 12.最近一个科研小组创建了一种通过连续电解将能量储存为化学能的装置。在氧化钇基质的阳 极和二氧化钛涂覆的钛阴极之间是可通过 H+的固体聚合物电解质。其结构如图所示,则下列 说法错误的是 ( ) A.电源的a极为负极 B.在能量转换过程中,固体电解质中 H+由阳极向阴极移动 C.阴极电极反应式为:OX+4H++4e-􀪅􀪅GC+H2O D.为增强阳极电解液导电性,可在水中添加适量NaCl 13.电化学在日常生活中用途广泛,甲是原电池装置,电池总反应为 Mg+ClO-+H2O􀪅􀪅Cl-+ Mg(OH)2↓,乙是电解池装置,用于含Cr2O2-7 的工业废水的处理。下列说法不正确的是 ( ) A.甲中负极上的电极反应为 Mg-2e-􀪅􀪅Mg2+ B.乙中惰性电极作阴极,电极棒上有 H2 放出 C.乙中Cr2O2-7 向惰性电极移动,与该极附近的OH-结合转化为Cr(OH)3 除去 D.当消耗3.6g镁时理论上也消耗8.4g铁 14.用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3 或B(OH)3]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许 阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是 ( ) A.阴极与阳极产生的气体体积比为1∶2 B.b极的电极反应式为2H2O-2e-􀪅􀪅O2↑+4H+ C.产品室中发生的反应是B(OH)3+OH-􀪅􀪅B(OH)-4 D.每增加1molH3BO3 产品,NaOH溶液增重22g — 43 — — 46 — 15.我国在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展,相关装置如图所示。下列说 法中正确的是 ( ) A.该制氢工艺中光能最终转化为化学能 B.该装置工作时,H+由b极区流向a极区 C.a极上发生的电极反应为Fe3++e-􀪅􀪅Fe2+ D.a极区需不断补充含Fe3+和Fe2+的溶液 二、非选择题(共5小题,共55分) 16.(12分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。 在相同条件下,三组装置中铁电极腐蚀最快的是 (填装置序号),该装置中正极反应式 为 ;为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述 (填装置序号)装置原理进行防护;装置③中的石墨电极为 极。 (2)新型固体LiFePO4 隔膜电池广泛应用于电动汽车。电池反应为FePO4+Li 放电 充电􀜩􀜨􀜑 LiFePO4,电 解质为含Li+的导电固体,且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li+自由通过而导电。该电 池放电时Li+向 极移动(填“正”或“负”),负极反应为Li-e-􀪅􀪅Li+,则正极反应式为 。 (3)钢铁生锈现象随处可见,钢铁的电化学腐蚀原理如图所示: ①写出该腐蚀过程中的电池反应方程式: 。 ②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置,请在上图中虚线框内所示位置作出修 改,并用箭头标出导线中电子流动方向 。 17.(8分)如图所示,甲、乙两装置电极材料都是铁棒与碳棒,请回答下列问题: (1)若两装置中均为CuSO4 溶液,反应一段时间后: ①有红色物质析出的是甲装置中的 棒,乙装置中的 棒; ②乙装置的中碳极的电极反应式是: 。 ③取少量甲装置中负极附近溶液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液,现象为 ,生成沉淀的化 学式为 。 (2)若两装置中均为饱和 NaCl溶液:将湿润的淀粉KI试纸放在乙装置碳极附近,发现试纸变 蓝,解释其原因 。 (3)用铂作电极电解饱和的下列物质的水溶液,一会儿后,向剩余电解液中加适量水,能使溶液 和电解前相同的是 。 A.KI B.H2SO4 C.CuCl2 D.AgNO3 18.(10分)如图所示的装置,X、Y都是惰性电极,将电源接通后,向(甲)中滴入酚酞溶液,在Fe极 附近显红色。试回答下列问题: (1)在电源中,B电极为 极(填电极名称,下同);丙装置中Y电极为 极。 (2)在甲装置中,石墨(C)电极上发生 反应(填“氧化”或“还原”);甲装置中总 的化学方程式是: 。 (3)丙装置在通电一段时间后,X电极上发生的电极反应式是 。 (4)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g,请问甲装置中,铁电极上产生的气体在标准状 况下为 L。 — 45 — — 48 — 19.(12分)(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。 如图1是高铁电池的模拟实验装置: 图1 ①该电池放电时正极的电极反应式为 。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动;若用阳离子交 换膜代替盐桥,则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。 ③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有 。 图2 (2)有人设想以N2 和 H2 为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶 液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所 示,电池正极的电极反应式是 ,A是 。 (3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。该电池中O2-可以在固 体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2-的移动方向 (填“从a到b”或“从b 到a”),负极发生的电极反应式为 。 20.(13分)知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相 关内容进行梳理,形成如下问题(显示的电极均为石墨) (1)图1中,电解一段时间后,气球b中的气体是 (填化学式)。 (2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,电解可制备“84”消毒液的有效成分NaClO,则c为 电源的 极;该发生器中反应的总离子方程式为 。 (3)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。 如图是目前已开发出用电解法制取ClO2 的新工艺。 ①阳极产生ClO2 的电极反应式: 。 ②当阴极产生标准状况下112mL气体时,通过阳离子交换膜离子的物质的量为 。 (4)SO2 和NOx 是主要大气污染物,利用如图装置可同时吸收SO2 和NO。 ①已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,阴极的电极反应为 。 ②用离子方程式表示吸收NO的原理 。 — 47 —