内容正文:
2024年秋泉港二中高二年上学期第一次月考
化学科试卷
(试卷满分:100分,考试时间:90分钟)
注意事项:
1.试卷共8页,1~4页为第I卷,5~8页为第II卷。
2.请将答案正确填写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Ag 108
第I卷(单选题,共42分)
一、单选题(本题共 18 小题,其中 1-12 题,每小题 2 分;13-18 题,每小题 3 分,共 42 分,在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。)
1. 一种生产和利用氢能的途径如图所示,下列说法错误的是
A. 太阳能、风能、水能属于一次能源,氢能属于二次能源
B. 太阳能电池板的主要成分是一种属于无机非金属材料
C. Ⅱ为化学能转化为电能
D. 过程Ⅰ参加反应的物质的总能量高于产物的总能量
2. 下列推论正确的是
A. ,则碳的燃烧热的数值大于110.5
B. C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
C. ,则:含20gNaOH的稀溶液与过量稀醋酸完全反应,放出的热量为28.7kJ
D. , ,则
3. 某原电池总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,下列能实现该反应的原电池是
选项
A
B
C
D
电极材料
Cu、Zn
Cu、C
Fe、Zn
Cu、Ag
电解液
FeCl3
Fe(NO3)2
CuSO4
Fe2(SO4)3
A. A B. B C. C D. D
4. 如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列说法不正确的是( )
A. a极是负极
B. 电流由b通过灯泡流向a
C. 该电池总反应是2H2+ O2=2H2O
D. b极的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
5. 某化学反应的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是
A. 该反应为放热反应,无需加热就可以发生
B. 三种物质、、中,最稳定的物质一定是
C. 根据图示可知生成放出的能量
D. 断裂键和键要吸收的能量
6. 一种新型镁硫电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 使用的隔膜是阳离子交换膜
B. 充电时,电子流入Mg电极
C. 不能使用碱性电解质水溶液
D. 放电时,正极反应包括3Mg2++MgS8-6e-=4MgS2
7. 新冠疫情期间某同学尝试在家自制含氯消毒剂。用两根铅笔芯(C1和C2)、电源适配器和水瓶组装如图所示的装置。接通电源观察到:C1周围产生细小气泡,C2周围无明显现象;持续通电一段时间后,C2周围产生细小气泡。此时停止通电,拔出电极,旋紧瓶塞,振荡摇匀,制备成功。关于该实验的说法不正确的是
A. C1电极产生气泡原因:
B. 可以用两根铁钉代替铅笔芯完成实验
C. 自制消毒剂的总反应为:NaCl+H2ONaClO+H2↑
D. 实验过程中要注意控制电压、开窗通风、导出氢气,确保安全
8. 下列各装置中都盛有0.1 mol•L-1的NaCl溶液,放置相同时间后,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是
A. ③①④② B. ①②④③ C. ②①④③ D. ②①③④
9. 直接碳固体氧化物燃料电池作为全固态的能量转换装置,采用固体碳作为燃料,以多孔Pt作电极、氧化锆为电解质,其工作原理如下图。下列说法不正确的是
已知:CO2(g)+C=2CO(g) △H=+172.5kJ•mol-1 CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283kJ•mol-1
A. 电极a为正极,电子由b经过导线到a
B. 电极b发生的电极反应为:CO+O2--2e-=CO2
C. 依据装置原理可推测,该条件下CO放电比固体C更容易
D. 若1molC(s)充分燃烧,理论上放出的热量为110.5kJ
10. Mg-LiFePO4电池的总反应为xMg2++2LiFePO4xMg+2Li1-xFePO4+2xLi+,其装置如图。下列说法正确的是
A. 充电时,阳极的电极反应式为
B. 充电时,极连接电源的正极
C. 放电时,被还原
D. 若放电时电路中流过电子,则有迁移至正极区
11. 下列有关电化学装置的说法正确的是
A. 甲图中正极的电极反应式为Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O
B. 乙图表示钢闸门用牺牲阳极的阴极保护法加以防护
C. 丙图中,盐桥中的K+向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动
D. 丁图中,X处补充稀NaOH溶液以增强溶液导电性
12. 甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,由甲醇、空气、KOH溶液构成.则下列说法正确的是
A. 电池放电时通入空气的电极为负极
B. 电池的总反应式为2CH3OH+3O2═2CO2+4H2O
C. 电池放电时,电解质溶液中K+ 向正极移动
D. 电池放电时每消耗1 mol CH3OH,正极上反应的物质失去6 mol电子
13. 与地震、海啸等自然灾害相比,腐蚀同样具备极强的破坏力。研究发现,每1.5分钟,全世界就有2吨的钢铁被腐蚀成铁锈,某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如图,下列说法不正确的是
A. 若X为食盐水,K未闭合,Fe棒上B点表面铁锈最多
B. 若X为食盐水,K与M连接,石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C. 若X为稀盐酸,K分别与M、N连接,后者Fe腐蚀得更快
D. 若X为稀盐酸,K与M连接,石墨电极周围的pH会增大
14. 下列有关中和热的说法正确的是
A. 表示中和热的热化学方程式:H+(l)+OH-(l)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B. 准确测量中和热的实验过程中,至少需记录温度4次
C. 中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热数值偏小
D. 已知2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1,则该反应的中和热为114.6 kJ·mol-1
15. 已知:①
②
③
则下列说法正确的是
A. 的燃烧热
B.
C. 等质量的和完全燃烧生成和液态水,放出的热量多
D. 在足量氧气中完全燃烧生成气态水放出的热量大于571.6kJ
16. 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和试液混合溶液的培养皿中,经过一段时间下列说法中正确的是
A. 附近产生黄绿色气体 B. 附近铁受保护而几乎不被腐蚀
C. 附近很快出现蓝色沉淀 D. 附近开始时无明显现象
17. 下列关于的叙述中,正确的是
A. 该反应的反应热为,是吸热反应
B. 该反应的与各物质的状态有关。与化学计量数无关
C. 该反应为丁烷燃烧热的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为
D. 该式的含义为、下,气体完全燃烧生成气体和液态水时放出热量5800kJ
18. 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. 同温同压下,阴极与阳极产生的气体体积比为2∶1
B. b极的电极反应式为2H2O + 2e-=H2↑+OH-
C. 产品室中发生的反应是B(OH)3+OH-=B(OH)
D. 每增加1 mol H3BO3产品,NaOH溶液增重44 g
第II卷(填空题,共58分)
二、填空题(共5小题,共58分)
19. 回答下列问题
(1)下列反应过程中的能量变化符合下图的是
①酸碱中和;②镁与盐酸的反应;③生石灰变成熟石灰的反应;④铝热反应;⑤石灰石分解;⑥甲烷燃烧;⑦灼热的炭与二氧化碳反应
A. ①②③⑤ B. ④⑤⑦ C. ③④⑦ D. ⑤⑦
(2)工业合成氨的反应的能量变化如图所示,请回答有关问题:
①由和合成_______(填“吸收”或“放出”)_______的热量。(用字母表示)
②已知:拆开键、键、键分别需要的能量是、、,则完全反应生成的_______。
(3)在25℃、下,液态甲醇()燃烧生成和液态水时放热。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_______。
(4)用表示阿伏加德罗常数,在(g)完全燃烧生成和液态水的反应中,每有5个电子转移时,放出的热量,则燃烧的热化学方程式为_______。
(5)由盖斯定律结合下述反应方程式,回答问题:
已知:① ;
② ;
③ ;
则的_______。(列出关于、、的表达式)
20. 中和热的测定实验中取的溶液与的硫酸进行中和热的测定实验,装置图如下,回答下列问题:
实验次数
起始温度
终止温度
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.3
26.3
29.8
(1)仪器的名称为_______。
(2)近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则中和热_______(取小数点后一位)。
(3)上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)_______。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中。
(4)若改用和溶液进行反应与上述实验相比,所放出的热量_______(填“相等”、“不相等”),用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得中和反应的反应热数值会_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
21. 回答下列问题
(1)高铁酸钾()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,其电池方程式为:。如图1所示是高铁电池的模拟实验装置。
①该电池放电时正极反应式为_______。
②盐桥中盛有饱和溶液,此盐桥中氯离子向_______(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_______。
(2)和是主要大气污染物,利用如图装置可同时吸收和。
①是直流电源的_______极。
②已知电解池的阴极室中溶液的在4~7之间,阴极的电极反应为_______。
③用离子方程式表示吸收的原理_______。
22. 电池是日常生活中最常见的一种提供电能的装置,研究各种新型电池成为新能源研究的一种方向。
(1)如图是一种甲烷燃料电池的装置。
①铂电极a是__________(填“正极”“负极”“阳极”或“阴极”),发生_________(填“氧化”或“还原”)反应。
②电子从_________(填“a”或“b”)电极流出,该电极的电极反应式是__________。
(2)白铁是日常生活中常见的一种金属材料,俗称“锌包钢”,一旦划破后就会发生电化学反应,此时负极材料是____________,在潮湿的碱性或中性环境中,铁电极上发生反应的电极反应式是____________,金属铁被保护而不易腐蚀,这种防腐的方法叫___________(填名称)。
(3)用下图所示装置研究铁的防腐蚀过程:
①只关闭一个,则铁腐蚀的速度最块的是只闭合__________(填“”、“”或“”);石墨电极的电极反应式__________。
②为减缓铁的腐蚀,应只闭合__________(填“”“”或“”),该防护法称为___________。
23. 回答下列问题:
(1)以NiSO4溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_______(填代号)。(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A. 电解过程中,化学能转化为电能
B. 粗镍作阳极,发生还原反应
C. 利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
D. 粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
(2)如图回答问题:
①甲池A电极的电极反应式为_______。
②丙池总反应的化学方程式为_______。
③当乙池中C极质量减轻4.32 g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_______mL(标准状况)。
④一段时间后,断开电键K。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是_______(填字母)。
A.Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3
(3)铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂,具有很多优点。高铁酸钠生产方法之一是电解法,其原理为Fe+2NaOH+2H2O=Na2FeO4+3H2↑,则电解时阳极的电极反应式是_______。
(4)合成甲醇工厂的酸性废水中含有甲醇(CH3OH),常用向废液中加入硫酸钴,再用微生物电池(葡萄糖C6H12O6酸性燃料电池)电解,电解时Co2+被氧化成Co3+,Co3+把水中的甲醇氧化成CO2,达到除去甲醇的目的。工作原理如下图(c为隔膜,甲醇不能通过,其它离子和水可以自由通过)。
①电极的名称为_______。
②写出除去甲醇的离子方程式_______。
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2024年秋泉港二中高二年上学期第一次月考
化学科试卷
(试卷满分:100分,考试时间:90分钟)
注意事项:
1.试卷共8页,1~4页为第I卷,5~8页为第II卷。
2.请将答案正确填写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Ag 108
第I卷(单选题,共42分)
一、单选题(本题共 18 小题,其中 1-12 题,每小题 2 分;13-18 题,每小题 3 分,共 42 分,在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。)
1. 一种生产和利用氢能的途径如图所示,下列说法错误的是
A. 太阳能、风能、水能属于一次能源,氢能属于二次能源
B. 太阳能电池板的主要成分是一种属于无机非金属材料
C. Ⅱ为化学能转化为电能
D. 过程Ⅰ参加反应的物质的总能量高于产物的总能量
【答案】D
【解析】
【详解】A.太阳能、风能、水能属于一次能源,氢能属于二次能源,A正确;
B.太阳能电池板的主要成分硅是一种属于无机非金属材料,B正确;
C.Ⅱ(燃料电池)为化学能转化为电能的原电池装置,C正确;
D.过程Ⅰ为水的分解反应,参加反应的物质的总能量低于产物的总能量,反应吸热,D错误;
故选D。
2. 下列推论正确的是
A. ,则碳的燃烧热的数值大于110.5
B. C(石墨,s)=C(金刚石,s) ,则金刚石比石墨稳定
C. ,则:含20gNaOH的稀溶液与过量稀醋酸完全反应,放出的热量为28.7kJ
D. , ,则
【答案】A
【解析】
【详解】A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物反应放出的热量,1mol碳不完全燃烧释放的能量是110.5kJ,则碳的燃烧热大于 110.5kJ/mol,故A正确;
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ·mol-1,说明石墨的能量比金刚石低,则石墨比金刚石稳定,故B错误;
C.OH-(aq) + H+(aq) = H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1,即在稀溶液中1molNaOH与强酸完全反应生成1mol水时,放出57.4kJ热量,但醋酸是弱酸,其电离时需要吸热,则含20gNaOH的稀溶液与过量稀醋酸完全反应,放出的热量应小于28.7kJ,故C错误;
D.固体硫燃烧时要先变为气态硫,过程吸热,气体与气体反应生成气体比固体和气体反应生成气体产生热量多,但反应热为负值,所以△H1<△H2,故D错误;
故答案为A。
3. 某原电池总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,下列能实现该反应的原电池是
选项
A
B
C
D
电极材料
Cu、Zn
Cu、C
Fe、Zn
Cu、Ag
电解液
FeCl3
Fe(NO3)2
CuSO4
Fe2(SO4)3
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【分析】原电池总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,反应中铜失去电子,铁离子得到电子,则铜是负极,比铜不活泼的金属或能导电的非金属作正极,含有铁离子的可溶性盐作电解质,据此解答。
【详解】A、金属锌比金属铜活泼,锌作负极,发生的反应为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,A错误;
B、金属铜和亚铁盐不反应,没有自发的氧化还原反应,B错误;
C、锌比铁活泼,锌作负极,电池反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,C错误;
D、铜比银活泼,金属铜做原电池的负极,电池反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,D正确;
答案选D。
4. 如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列说法不正确的是( )
A. a极是负极
B. 电流由b通过灯泡流向a
C. 该电池总反应是2H2+ O2=2H2O
D. b极的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
【答案】D
【解析】
【分析】氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,发生氧化反应,电极反应式为H2-2e-=2H+,通入氧气的一极为原电池的正极,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,该电池总反应是2H2+O2=2H2O,原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,据此分析作答。
【详解】A. 氢氧燃料电池中,H2在负极a上被氧化,O2在正极b上被还原,A项正确;
B. 原电池工作时,电流由正极经外电路流向负极,即由b通过灯泡流向a,B项正确;
C. 该电池总反应是2H2+O2=2H2O,C项正确;
D. 该装置为酸性环境,正极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,D项错误;
答案选D。
【点睛】本原电池工作的原理口诀可概括为“两极一液一连线,活泼金属最优先,负失氧正得还,离子电极同性恋”,可加深学生对原电池的理解与记忆。D是易错点,要考虑电解质溶液的酸碱性,学生要火眼金睛,识破陷阱,提高做题正答率。
5. 某化学反应的能量变化如图所示,则下列说法中正确的是
A. 该反应为放热反应,无需加热就可以发生
B. 三种物质、、中,最稳定的物质一定是
C. 根据图示可知生成放出的能量
D. 断裂键和键要吸收的能量
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知反应物总能量高于生成物能量为放热反应,但A-A键和B-B键断裂需要吸收能量,可能需要加热破坏反应物化学键以发生反应,反应放热与反应是否需要加热无关,选项A错误;
B.物质能量越低越稳定,由图知和的总能量高于的能量,但不知和单独物质的能量大小,所以无法确定谁最稳定,选项B错误;
C.根据图示可知生成2mol放出的能量为,选项C错误;
D.断裂1moLA-A键和1molB-B键要吸收xkJ的能量,选项D正确;
答案选D。
6. 一种新型镁硫电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 使用的隔膜是阳离子交换膜
B. 充电时,电子流入Mg电极
C. 不能使用碱性电解质水溶液
D. 放电时,正极反应包括3Mg2++MgS8-6e-=4MgS2
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】Mg为活泼金属,所以放电时Mg被氧化,Mg电极为负极,聚合物电极为正极。
A.据图可知Mg2+要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,A正确;
B.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,B正确;
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,C正确;
D.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,D错误;
故选:D。
7. 新冠疫情期间某同学尝试在家自制含氯消毒剂。用两根铅笔芯(C1和C2)、电源适配器和水瓶组装如图所示的装置。接通电源观察到:C1周围产生细小气泡,C2周围无明显现象;持续通电一段时间后,C2周围产生细小气泡。此时停止通电,拔出电极,旋紧瓶塞,振荡摇匀,制备成功。关于该实验的说法不正确的是
A. C1电极产生气泡原因:
B. 可以用两根铁钉代替铅笔芯完成实验
C. 自制消毒剂的总反应为:NaCl+H2ONaClO+H2↑
D. 实验过程中要注意控制电压、开窗通风、导出氢气,确保安全
【答案】B
【解析】
【分析】电解饱和食盐水,阳极会产生氯气,阴极会产生氢气,由于H2不溶于水且不与溶液中的其他物质反应,所以会直接溢出,而氯气会与电解过程中溶液中生成的NaOH反应转变为NaClO和NaCl,所以在制备过程中几乎不会溢出,则C1极为阴极,C2极为阳极。
【详解】A.由分析可知,C1极为阴极,阴极处产生了氢气,所以相关的电极反应式为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,故A正确;
B.若用两个铁钉代替两个石墨电极,那么电解过程中阳极发生Fe的氧化,无法再产生氯气,也就无法获得含氯消毒剂,故B错误;
C.由分析可知,电解过程中生成的氯气又会再与溶液中生成的NaOH反应转变为NaClO和NaCl,涉及的反应共有两步,分别为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑和2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,因此自制消毒剂的总反应为:NaCl+H2ONaClO+H2↑,故C正确;
D.电压控制不得当,可能会导致副反应发生,或者反应速率很慢;由于电解过程中产生了氯气和氢气,所以要注意开窗通风,防止中毒和发生爆炸,故D正确;
故选B。
8. 下列各装置中都盛有0.1 mol•L-1的NaCl溶液,放置相同时间后,锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是
A. ③①④② B. ①②④③ C. ②①④③ D. ②①③④
【答案】C
【解析】
【分析】电化学腐蚀较化学腐蚀快,金属得到保护时,腐蚀较慢,作原电池正极和电解池阴极的金属被保护。
【详解】①中锌作负极,发生电化学腐蚀,加快锌的腐蚀;②中锌作电解池阳极,在外加电源的作用下,更加快锌的腐蚀;③中锌作电解池阴极,不易被腐蚀;④中发生化学腐蚀,所以腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③,故合理选项是C。
9. 直接碳固体氧化物燃料电池作为全固态的能量转换装置,采用固体碳作为燃料,以多孔Pt作电极、氧化锆为电解质,其工作原理如下图。下列说法不正确的是
已知:CO2(g)+C=2CO(g) △H=+172.5kJ•mol-1 CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283kJ•mol-1
A. 电极a为正极,电子由b经过导线到a
B. 电极b发生的电极反应为:CO+O2--2e-=CO2
C. 依据装置原理可推测,该条件下CO放电比固体C更容易
D. 若1molC(s)充分燃烧,理论上放出的热量为110.5kJ
【答案】D
【解析】
【分析】分析电池的工作原理示意图,电池在工作时,氧化锆电解质中的O2-由a电极向b电极迁移,因此a为正极,b为负极;电池在工作时,固体碳首先转化为CO,再扩散到b电极上发生电化学反应,相比于直接利用固体碳,这种方式更容易反应。
【详解】A.通过分析可知,a电极为正极,b电极为负极;所以电子通过导线,由b电极向a电极迁移,A项正确;
B.由电池的工作原理示意图可知,b电极上发生的是CO的氧化反应,因此电极反应式为:,B项正确;
C.通过分析可知,电池在工作时,是将固体碳转变为CO后再利用CO发生的电化学反应,这种方式相比于直接利用固体碳,更容易放电,C项正确;
D.由题可知,C完全燃烧的热化学方程式为: ,所以1molC(s)充分燃烧理论上放出的热量为393.5kJ,D项错误;
答案选D。
【点睛】原电池中的三个方向:(1)电子的方向:在外电路中沿着导线从负极传递至正极;(2)电流的方向:对于外电流,从正极流向负极;对于内电流,从负极流向正极;(3)电解质溶液中离子的迁移方向:带正电的阳离子朝正极迁移,带负电的阴离子朝负极迁移。
10. Mg-LiFePO4电池的总反应为xMg2++2LiFePO4xMg+2Li1-xFePO4+2xLi+,其装置如图。下列说法正确的是
A. 充电时,阳极的电极反应式为
B. 充电时,极连接电源的正极
C. 放电时,被还原
D. 若放电时电路中流过电子,则有迁移至正极区
【答案】A
【解析】
【分析】由总反应式可知,放电时为原电池反应,Mg化合价升高,被氧化,电极反应式为Mg-2e-=Mg2+,Li1-xFePO4被还原,为原电池正极反应,电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++e-=LiFePO4,充电是电能转化为化学能的过程,阳极反应和原电池正极相反,发生氧化反应,以此解答该题。
【详解】A.充电时,原电池的正极接充电电源的正极作为阳极,此时阳极反应和原电池正极相反,即电极反应为,故A正确;
B.充电时,镁在阴极生成,应连接电源的负极,故B错误;
C.放电时,Li1-xFePO4被还原生成LiFePO4,Li+没有发生还原反应,故C错误;
D.放电时由于Li+导电膜的限制作用,Mg2+不能迁移至正极区,故D错误。
故选A。
11. 下列有关电化学装置的说法正确的是
A. 甲图中正极的电极反应式为Ag2O+2e-+2H+=2Ag+H2O
B. 乙图表示钢闸门用牺牲阳极的阴极保护法加以防护
C. 丙图中,盐桥中的K+向盛有ZnSO4溶液的烧杯中移动
D. 丁图中,X处补充稀NaOH溶液以增强溶液导电性
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中锌是负极,氧化银是正极,正极的电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH-,A项错误;
B.乙图中石墨是惰性电极,石墨是正极,钢闸门作负极,加快腐蚀,B项错误;
C.丙图中锌是负极,铜是正极,原电池中阳离子向正极移动,则盐桥中的K+向盛有CuSO4溶液的烧杯中移动,C项错误;
D.水的导电性较弱,可溶性电解质溶解于水可以增强溶液导电性,丁图中右侧是阴极,氢离子放电,得到浓的NaOH溶液,为不引进杂质,可以加入NaOH稀溶液增强溶液导电性,D项正确;
答案选D。
12. 甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,由甲醇、空气、KOH溶液构成.则下列说法正确的是
A. 电池放电时通入空气的电极为负极
B. 电池的总反应式为2CH3OH+3O2═2CO2+4H2O
C. 电池放电时,电解质溶液中K+ 向正极移动
D. 电池放电时每消耗1 mol CH3OH,正极上反应的物质失去6 mol电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.电池放电时通入空气的电极为正极,氧气在此极得电子发生还原反应,故A错误;
B.碱性条件下,甲醇在碱性环境下被氧化为碳酸根离子,电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO32-+6H2O,故B错误;
C.电池放电时,阳离子移向正极,所以电解质溶液中K+ 向正极移动,故C正确;
D.电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO32-+6H2O,2CH3OH~3O2~12e-,电池放电时每消耗1molCH3OH,正极上反应的物质得到6mol电子,故D错误;
故选C。
【点睛】甲醇燃料电池,通入甲醇的电极是负极,失电子发生氧化反应;通入氧气的电极是正极,正极得电子发生还原反应;溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极。
13. 与地震、海啸等自然灾害相比,腐蚀同样具备极强的破坏力。研究发现,每1.5分钟,全世界就有2吨的钢铁被腐蚀成铁锈,某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如图,下列说法不正确的是
A. 若X为食盐水,K未闭合,Fe棒上B点表面铁锈最多
B. 若X为食盐水,K与M连接,石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
C. 若X为稀盐酸,K分别与M、N连接,后者Fe腐蚀得更快
D. 若X为稀盐酸,K与M连接,石墨电极周围的pH会增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁丝易被腐蚀的条件是:有氧气和水,C点没有氧气,所以腐蚀较慢,B中含有氧气和水,所以腐蚀较快,A中没有水所以腐蚀较慢,则B点腐蚀最快,铁锈最多,故A正确;
B.若X为NaCl溶液,K与M连接,构成原电池,铁做负极,Fe上电极发生为Fe-2e-=Fe2+,石墨做正极,石墨电极上的反应式为O2+2H2O+4e=4OH-,故B正确;
C.若X为稀盐酸,K与M相连接,铁做负极,加快腐蚀,与N连接铁做正极被保护,所以Fe腐蚀情况前者更慢,故C错误;
D.若X为稀盐酸,K与M连接,构成原电池,铁做负极,石墨电极做正极,电极反应为2H++2e-=H2↑,石墨电极周围的pH会增大,故D正确;
答案选C。
14. 下列有关中和热的说法正确的是
A. 表示中和热的热化学方程式:H+(l)+OH-(l)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B. 准确测量中和热的实验过程中,至少需记录温度4次
C. 中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热数值偏小
D. 已知2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1,则该反应的中和热为114.6 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.表示中和热的热化学方程式:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,A错误;
B.准确测量中和热的实验过程中,至少需测定温度3次,即反应前酸溶液的温度、碱溶液的浓度反应后混合溶液的温度,B错误;
C.中和热的实验过程中,若用铜质材料搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,由于Cu的导热性强,使热量散失的多,所以测量出的中和热数值偏小,C正确;
D.已知2NaOH(aq)+H2SO4(aq)= Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ/mol,而中和热是酸碱反应反应产生1mol的水时所放出的热量,所以该反应的中和热为57.3 kJ/mol,D错误。
答案选C。
15. 已知:①
②
③
则下列说法正确的是
A. 的燃烧热
B.
C. 等质量的和完全燃烧生成和液态水,放出的热量多
D. 在足量氧气中完全燃烧生成气态水放出的热量大于571.6kJ
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.燃烧热指101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量,由可知的燃烧热,A错误;
B.反应中有硫酸钡沉淀生成,为放热反应,则,B错误;
C.令和的质量都为1g,则完全燃烧放出的热量为,完全燃烧放出的热量为,所以等质量的和完全燃烧生成和液态水,放出的热量多,C正确;
D.液态水转化为气态水,需要吸收热量,则,完全燃烧生成气态水放出的热量小于571.6kJ,D错误;
故选C。
16. 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和试液混合溶液的培养皿中,经过一段时间下列说法中正确的是
A. 附近产生黄绿色气体 B. 附近铁受保护而几乎不被腐蚀
C. 附近很快出现蓝色沉淀 D. 附近开始时无明显现象
【答案】D
【解析】
【分析】有实验装置图可知,左图为电解池,其中Zn与电源的负极相连,为阴极,Fe与电源的正极相连,作阳极,Ⅰ处H+得电子生成H2,Ⅱ处铁失电子生成Fe2+;右图为原电池,其中Zn比Fe活泼,因此Zn作负极,Fe作正极,Ⅲ附近Zn失电子生成Zn2+,Ⅳ附近O2得电子,生成OH-,据此分析判断。
【详解】A.溶液中的H+在Ⅰ处得电子,Ⅰ附近产生氢气,为无色气体,A错误;
B.Ⅱ附近铁为阳极,铁失电子生成亚铁离子,铁被腐蚀,B错误;
C.第二个装置是原电池,Zn为负极,Fe为正极,Ⅳ附近O2得电子生成OH-,溶液中没有亚铁离子,不会出现蓝色沉淀,C错误;
D.第二个装置是原电池,Zn为负极,失电子生成锌离子,所以开始时,Ⅲ附近无明显现象,D正确;
故选D。
17. 下列关于的叙述中,正确的是
A. 该反应的反应热为,是吸热反应
B. 该反应的与各物质的状态有关。与化学计量数无关
C. 该反应为丁烷燃烧热的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为
D. 该式的含义为、下,气体完全燃烧生成气体和液态水时放出热量5800kJ
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应的反应热为,ΔH<0是放热反应,故A错误;
B.该反应的与各物质的状态有关、化学计量数有关,故B错误;
C.该反应不是丁烷燃烧热的热化学方程式,燃烧热的热化学方程式中可燃物应为1mol,由此可知丁烷的燃烧热为,故C错误;
D.该式的含义为、下,气体完全燃烧生成气体和液态水时放出热量5800kJ,故D正确;
选D。
18. 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. 同温同压下,阴极与阳极产生的气体体积比为2∶1
B. b极的电极反应式为2H2O + 2e-=H2↑+OH-
C. 产品室中发生的反应是B(OH)3+OH-=B(OH)
D. 每增加1 mol H3BO3产品,NaOH溶液增重44 g
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,b电极为阳极,电解时阳极上水失电子生成O2和H+,a电极为阴极,电解时阴极上水得电子生成H2和OH-,原料室中的Na+通过阳膜A进入a 极室,溶液中c(NaOH)增大,原料室中的B(OH)通过阴膜B进入产品室,b极室中氢离子通入阳膜A进入产品室,B(OH)、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1mol H+、a 极生成0.5mol H2。
【详解】A.由上述分析可知,阴阳极转移电子数相同时,阴极与阳极产生的气体体积比为2:1,故A正确;
B.b极为阳极,电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,故B错误;
C.产品室中B(OH)、H+发生反应生成H3BO3,反应离子方程式为B(OH) +H+=B(OH)3+H2O,故C错误;
D.每增加1mol H3BO3产品,则有1mol Na+移向NaOH溶液,同时有0.5mol H2生成,因此NaOH溶液质量增加1mol×23g/mol-0.5mol×2g/mol=22g,故D错误;
故选A。
第II卷(填空题,共58分)
二、填空题(共5小题,共58分)
19. 回答下列问题
(1)下列反应过程中的能量变化符合下图的是
①酸碱中和;②镁与盐酸的反应;③生石灰变成熟石灰的反应;④铝热反应;⑤石灰石分解;⑥甲烷燃烧;⑦灼热的炭与二氧化碳反应
A. ①②③⑤ B. ④⑤⑦ C. ③④⑦ D. ⑤⑦
(2)工业合成氨的反应的能量变化如图所示,请回答有关问题:
①由和合成_______(填“吸收”或“放出”)_______的热量。(用字母表示)
②已知:拆开键、键、键分别需要的能量是、、,则完全反应生成的_______。
(3)在25℃、下,液态甲醇()燃烧生成和液态水时放热。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_______。
(4)用表示阿伏加德罗常数,在(g)完全燃烧生成和液态水的反应中,每有5个电子转移时,放出的热量,则燃烧的热化学方程式为_______。
(5)由盖斯定律结合下述反应方程式,回答问题:
已知:① ;
② ;
③ ;
则的_______。(列出关于、、的表达式)
【答案】(1)D (2) ①. 放出; ②. b+c-a; ③. -92 ;
(3)
(4);
(5)。
【解析】
【分析】由图一可知,反应物总能量小于生成物总能量,为吸热反应,结合常见的吸热反应有:大多数的分解反应、C或氢气作还原剂的氧化还原反应、氯化铵与氢氧化钡晶体的反应等来解答;根据工业合成氨反应的能量变化图分析可知反应物能量高于生成物,反应为放热反应,气态氨变为液态氨放热,合成放出的量等于形成生成物化学键放出总能量减去断裂反应物化学键吸收的总能量,据此分析。
【小问1详解】
反应物总能量小于生成物总能量,为吸热反应,题中①②③④④属于放热反应,⑤⑦为吸热反应,故选:D。
【小问2详解】
根据上述分析,合放出的量等于形成生成物化学键放出总能量减去断裂反应物化学键吸收的总能量为:(b+c-a)kJ。完全反应消耗3molH2和生成2molNH3(g)产生的能量变化为,所以, -92 故答案为:放出;b+c-a; -92 ;
【小问3详解】
(1)在25℃、101kPa下,1mol甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热725.76kJ。则甲醇燃烧热的热化学方程式为:,故答案为:;
【小问4详解】
在C2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,0.5mol乙炔发生反应放出650kJ的热量,所以2mol乙炔完全反应有20NA个电子转移时,放出2600kJ的热量,则热化学方程式为:;故答案为:
【小问5详解】
根据盖斯定律,①2-②+③得到目标方程式,根据热效应的关系可得:;故答案为:。
20. 中和热的测定实验中取的溶液与的硫酸进行中和热的测定实验,装置图如下,回答下列问题:
实验次数
起始温度
终止温度
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.3
26.3
29.8
(1)仪器的名称为_______。
(2)近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容。则中和热_______(取小数点后一位)。
(3)上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)_______。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中。
(4)若改用和溶液进行反应与上述实验相比,所放出的热量_______(填“相等”、“不相等”),用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得中和反应的反应热数值会_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒
(2)
(3)abc (4) ①. 不相等 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
根据简易量热计示意图可知,仪器为环形玻璃搅拌棒;
【小问2详解】
由表中数据可知,实验1、2、3、4的温度差分别为:29.5℃-26.1℃=3.4℃,32.3℃-27.2℃=5.1℃,29.2℃-25.9℃=3.3℃,29.8℃-26.3℃=3.5℃,第二组数据明显误差太大应舍去,故平均温差为,近似认为50mL 0.55mo/LNaOH溶液和50mL 0.25moI/L硫酸溶液的密度都是lg/cm3,已知酸碱中和反应生成的水的物质的量为5010-3L0.25mol/L2=0.025mol,中和后生成溶液的比热容,则中和热;
【小问3详解】
由上述计算可知,上述实验数值结果与有偏低,则产生偏差的原因可能有:
a.实验装置保温、隔热效果差,热量损失增大,导致结果偏低,符合题意;
b.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度,导致所测硫酸温度偏高,即反应前温度偏高,则温差偏低;
c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,增大热量的散失,导致实验结果偏低,符合题意;
故答案为:abc。
【小问4详解】
反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若改用和溶液进行反应与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高;氨水为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替溶液反应,反应放出的热量小于中和热数值,即测得中和反应的反应热数值偏小。
21. 回答下列问题
(1)高铁酸钾()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,其电池方程式为:。如图1所示是高铁电池的模拟实验装置。
①该电池放电时正极反应式为_______。
②盐桥中盛有饱和溶液,此盐桥中氯离子向_______(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_______。
(2)和是主要大气污染物,利用如图装置可同时吸收和。
①是直流电源的_______极。
②已知电解池的阴极室中溶液的在4~7之间,阴极的电极反应为_______。
③用离子方程式表示吸收的原理_______。
【答案】(1) ①. +4H2O+3e-═Fe(OH)3↓+5OH- ②. 右 ③. 使用时间长、工作电压稳定
(2) ①. 负 ②. 2+2e-+2H+=+2H2O ③. 2NO+2+2H2O=N2+4
【解析】
【小问1详解】
①根据电池装置,Zn做负极,C为正极,高铁酸钾的氧化性很强,正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3,正极电极反应式为:+4H2O+3e-═Fe(OH)3↓+5OH-;
②盐桥中阴离子移向负极移动,盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路,使两溶液保持电中性,起到平衡电荷,构成闭合回路,放电时盐桥中氯离子向右移动,故答案为:右;
③由图可知高铁电池的优点有:使用时间长、工作电压稳定,故答案为:使用时间长、工作电压稳定;
【小问2详解】
进去的是,出来的是,硫元素的化合价降低,发生还原反应,是阴极,与电源的负极相连,即a极为直流电源的负极;
②由图可知,阴极上得电子被还原为,且在4~7之间,溶液显酸性,故阴极的电极反应为2+2e-+2H+=+2H2O;
③吸收NO的原理是,NO与反应生成氮气和,离子方程式为2NO+2+2H2O=N2+4。
22. 电池是日常生活中最常见的一种提供电能的装置,研究各种新型电池成为新能源研究的一种方向。
(1)如图是一种甲烷燃料电池的装置。
①铂电极a是__________(填“正极”“负极”“阳极”或“阴极”),发生_________(填“氧化”或“还原”)反应。
②电子从_________(填“a”或“b”)电极流出,该电极的电极反应式是__________。
(2)白铁是日常生活中常见的一种金属材料,俗称“锌包钢”,一旦划破后就会发生电化学反应,此时负极材料是____________,在潮湿的碱性或中性环境中,铁电极上发生反应的电极反应式是____________,金属铁被保护而不易腐蚀,这种防腐的方法叫___________(填名称)。
(3)用下图所示装置研究铁的防腐蚀过程:
①只关闭一个,则铁腐蚀的速度最块的是只闭合__________(填“”、“”或“”);石墨电极的电极反应式__________。
②为减缓铁的腐蚀,应只闭合__________(填“”“”或“”),该防护法称为___________。
【答案】(1) ①. 正极 ②. 还原 ③. b ④.
(2) ①. Zn ②. ③. 牺牲阳极法
(3) ①. K1 ②. 2H2O+2e-=H2↑+2OH- ③. K2 ④. 外加电流法
【解析】
【小问1详解】
由图可知,电极a是燃料电池的正极,酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极b是负极,碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水;
①由分析可知,铂电极a是燃料电池的正极,酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,故答案为:正极;还原;
②由分析可知,电极b是电子流出的负极,碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为,故答案为:b;;
【小问2详解】
锌铁在潮湿的碱性或中性环境中构成原电池,金属性强于铁的锌电极是原电池的负极,锌失去电子发生氧化反应生成锌离子,铁电极是正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,正极反应式为;“锌包钢”能使金属铁被保护而不易腐蚀,这种防腐的方法叫牺牲阳极法,故答案为:Zn;;牺牲阳极法;
【小问3详解】
由图可知,只关闭K1,与直流电源正极相连的铁电极做阳极,铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,多孔石墨电极做阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子;只关闭K2,与直流电源负极相连的铁电极做阴极,金属铁被保护,多孔石墨电极做阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气;只关闭K3,铁电极和多孔石墨电极在氯化钠溶液中构成原电池,铁做原电池的负极,铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,多孔石墨电极做正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,则铁腐蚀的速度最块的是只闭合K1;
①由分析可知,铁腐蚀的速度最块的是只闭合K1,多孔石墨电极做阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故答案为:K1;2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
②由分析可知,为减缓铁的腐蚀,应只闭合K2,直流电源负极相连的铁电极做阴极,金属铁被保护,该防护法称为外加电流法,故答案为:K2;外加电流法。
23. 回答下列问题:
(1)以NiSO4溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_______(填代号)。(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A. 电解过程中,化学能转化为电能
B. 粗镍作阳极,发生还原反应
C. 利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
D. 粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
(2)如图回答问题:
①甲池A电极的电极反应式为_______。
②丙池总反应的化学方程式为_______。
③当乙池中C极质量减轻4.32 g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_______mL(标准状况)。
④一段时间后,断开电键K。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是_______(填字母)。
A.Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3
(3)铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂,具有很多优点。高铁酸钠生产方法之一是电解法,其原理为Fe+2NaOH+2H2O=Na2FeO4+3H2↑,则电解时阳极的电极反应式是_______。
(4)合成甲醇工厂的酸性废水中含有甲醇(CH3OH),常用向废液中加入硫酸钴,再用微生物电池(葡萄糖C6H12O6酸性燃料电池)电解,电解时Co2+被氧化成Co3+,Co3+把水中的甲醇氧化成CO2,达到除去甲醇的目的。工作原理如下图(c为隔膜,甲醇不能通过,其它离子和水可以自由通过)。
①电极的名称为_______。
②写出除去甲醇的离子方程式_______。
【答案】(1)CD (2) ①. CH3OH+8OH--6OH-=+6H2O ②. 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 ③. 224 ④. A
(3)Fe+8OH- -6e-=+4H2O
(4) ①. 阳极 ②. 6Co3++CH3OH+H2O=6Co2++CO2↑+6H+
【解析】
【小问1详解】
A.电解是电能转化为化学能的装置,A错误;
B.阳极发生氧化反应,B错误;
C.Cu、Pt、Au等金属活动性比镍差,所以在阳极上不会在阳极溶解,而成为阳极泥,C正确;
D.电解时通过的电量越多,析出的镍物质的量越多,质量就越大,D正确;
故合理选项是CD;
【小问2详解】
①甲池属于原电池,其中通入甲醇的电极为负极,通入O2的电极为正极。A电极通入CH3OH,该电极反应产生、H2O,则A电极的反应式为:CH3OH+8OH- -6OH-=+6H2O;
②丙池是电解池,其中E电极连接电源正极,为阳极,电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+;F电极连接电源负极,作阴极,阴极上Cu2+得到电子被还原产生Cu单质,则F电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,故总反应方程式为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
③C电极为阳极,Ag失去电子变为Ag+,当乙池中C极质量减轻4.32 g时,n(Ag)=,则电子转移的物质的量是0.04 mol,根据同一闭合回路中电子转移数目相等可知甲池中O2的物质的量n(O2)=0.01 mol,V(O2)=0.01 mol×22.4 L/mol=0.224 L=224 mL;
④乙池为电解池,C与正极相连作阳极,电极反应为:Ag-e-=Ag+;D作阴极,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,总反应式为:2Ag+Cu2+=2Ag++Cu,反应过程中析出铜,则需加入Cu就可使乙池恢复到反应前浓度,故合理选项是A;
【小问3详解】
根据该反应总方程式可知:电解时Fe失去电子被氧化产生,则阳极的电极反应式为:Fe+8OH- -6e-=+4H2O;
【小问4详解】
①电解时,a电极上Co2+失去电子变为Co3+,故a电极为阳极;
②在a电极上,Co3+将CH3OH氧化为CO2、H2O,Co3+被还原为Co2+,则除去甲醇的离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O=6Co2++CO2↑+6H+。
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