内容正文:
专题1
化学反应与能量变化
第1讲 描述运动的基本概念
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 P 31
S 32 Cl 35.5 Mn 55 Fe 56 Cu 64。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求
的)
1.新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列符合新能源标准的
是 ( )
①天然气 ②煤 ③氢能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能
A.①②③④ B.③⑤⑥⑦
C.①③⑤⑥⑦ D.③④⑤⑥⑦
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 ①天然气、②煤、④石油是化石能源,不能再生,且会产生污染,不属于新能源;③氢能、⑤太阳
能、⑥生物质能、⑦风能符合新能源标准,属于新能源,B项正确。
第1讲 描述运动的基本概念
2.已知几种离子反应如下。下列推断正确的是 ( )
①NH3·H2O(aq)+H+(aq) N (aq)+H2O(l) ΔH1
②Ba2+(aq)+S (aq) BaSO4(s) ΔH2
③Ba2+(aq)+2H+(aq)+2OH-(aq)+S (aq) BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH3
④H+(aq)+OH-(aq) H2O(l) ΔH4
A.ΔH1>0 ΔH2<0
B.ΔH2<ΔH3
C.ΔH3=ΔH2+ΔH4
D.ΔH1>ΔH4
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 中和反应为放热反应,则①NH3·H2O(aq)+H+(aq) N (aq)+H2O(l)为放热反应,ΔH1<0,A错误;
由盖斯定律可知,反应②+2×反应④=反应③,则反应②=反应③-2×反应④,ΔH2=ΔH3-2×ΔH4,由于反应④
为放热反应,ΔH4<0,所以ΔH2>ΔH3,B错误;根据盖斯定律可知,反应③=反应②+2×反应④,所以ΔH3=ΔH2+
2ΔH4,C错误;反应①和反应④均为放热反应,且反应①中NH3·H2O的电离过程吸热,所以反应①放出的热
量比反应④少,放热反应的焓变为负值,则ΔH1>ΔH4,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
3.如图所示,用石墨电极电解饱和食盐水。下列说法错误的是 ( )
A.a极是阳极,产生黄绿色气体
B.电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+
2H+ Cl2↑+H2↑
C.溶液中Na+向b极移动
D.b极产生气泡,b极附近滴加酚酞后溶液会变红
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 与电源正极相连的a极是阳极,阳极的电极反应式为2Cl--2e- Cl2↑,产生黄绿色气体,A正确;电
解饱和NaCl溶液会产生Cl2、H2和NaOH,离子方程式为2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-,B错误;阳离子
向阴极移动,Na+向b极移动,C正确;b极为阴极,阴极的电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,b极附近滴
加酚酞后溶液会变红,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
4.物质a和物质b在图甲装置中发生反应,一段时间后,U形管内红墨水的液面高度如图乙所示。则物质a
和物质b可能是 ( )
选项 物质a 物质b
A 水 生石灰
B 稀盐酸 NaOH固体
C 稀硫酸 锌粉
D 稀盐酸 小苏打
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据题图乙中红墨水液面“左高右低”,说明甲装置大试管内气体压强减小,则a与b的反应为吸
热反应。生石灰和水反应生成氢氧化钙,属于放热反应,A不符合题意;稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化
钠和水,属于放热反应,B不符合题意;锌粉与稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌,属于放热反应,C不符合题
意;稀盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,属于吸热反应,D符合题意。
第1讲 描述运动的基本概念
5.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则表示乙炔标准燃烧
热的热化学方程式正确的是 ( )
A.C2H2(g)+ O2(g) 2CO2(g)+H2O(l) ΔH=+2b kJ/mol
B.C2H2(g)+ O2(g) 2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2b kJ/mol
C.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-4b kJ/mol
D.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+4b kJ/mol
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,说明a g乙炔的物质的量为
0.5 mol,充分燃烧放出热量b kJ,则1 mol乙炔充分燃烧放出热量2b kJ,故表示乙炔标准燃烧热的热化学
方程式为C2H2(g)+ O2(g) 2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2b kJ/mol,B项正确。
第1讲 描述运动的基本概念
6.某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如图所示,其中高选择性催化剂PRT可抑制O2产生。下列说法
正确的是 ( )
A.b端电势高于a端电势
B.理论上转移2 mol e-生成4 g H2
C.电解后海水pH下降
D.阳极发生反应:Cl-+H2O-2e- HClO+H+
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据题中信息可知,钛网电极上在PRT的抑制下,Cl-放电生成HClO,故钛网电极为阳极,a为正极,b
为负极,b端电势低于a端电势,A错误;总反应为NaCl+H2O NaClO+H2↑,理论上每转移2 mol e-生成2g
H2,B错误;电解后得到NaClO溶液,NaClO水解使溶液呈碱性,溶液的pH升高,C错误;阳极电极反应为
Cl-+H2O-2e- HClO+H+,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
7.借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置测定该反应的反应热。下列说法不正确的是 ( )
A.所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒、量筒
B.为了保证HCl完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C.若用同体积的浓硫酸代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热ΔH偏小
D.溶液混合后,直至温度长时间不再改变时,测量并记录反应后体系的温度
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 该反应的反应热测定所需玻璃仪器有烧杯(用作反应容器)、环形玻璃搅拌棒(用于搅拌混合液
体)、温度计(测量温度)、量筒(量取溶液),A正确;为了测定数据更准确,采用稍过量的NaOH溶液,可使
HCl完全反应,B正确;若用同体积的浓硫酸代替盐酸进行实验,由于浓硫酸稀释时放热,则计算所得反应
热ΔH(负值)偏小,C正确;需要测量并记录的实验数据有反应前盐酸、氢氧化钠溶液的温度和反应后混
合溶液的最高温度,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
8.南京大学某实验室开发了一种由MPT溶解的DMSO基电极液和TOOS基电极液组成的新型Li-O2电池
双相电解液,使高性能Li-O2电池日用化成为可能,该电池放电时的工作原理如图所示。
放电时,下列说法错误的是 ( )
A.电子流向:N电极→灯泡→M电极
B.TOOS基电极液可用Li2SO4溶液代替
C.DMSO和TOOS基电极液均可传导Li+
D.M极电极反应式为O2+2e-+2Li+ Li2O2
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据题意及题给电池放电时的工作原理图可知,N极作负极,电极反应式为Li-e- Li+,M极作正
极,电极反应式为O2+2e-+2Li+ Li2O2,电子由电池负极经外电路流向正极,则电子流向:N电极→灯泡
→M电极,A、D正确;Li是活泼金属,与水会发生反应,则TOOS基电极液不能用Li2SO4溶液代替,B错误;
由题图及正、负极电极反应式可知,负极生成的Li+需移动到正极附近参与反应,则为保证电极反应的
正常进行,DMSO和TOOS基电极液均需传导Li+,C正确。
第1讲 描述运动的基本概念
9.一种“全氢电池”的工作原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.该电池工作时,电子的移动方向为吸附层a→吸附层b→离子交换膜→吸附层a
B.吸附层a发生的电极反应为H2+2e-+2OH- 2H2O
C.该电池的总反应不是氧化还原反应
D.该电池工作时,Na+移向吸附层a
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由题图可知吸附层a为负极,吸附层b为正极。该电池工作时,电子流向为吸附层a→导线(含电流
表)→吸附层b,A错误;H2在吸附层a上发生氧化反应生成H2O,电极反应为H2-2e-+2OH- 2H2O,B错误;
H+在正极发生还原反应生成H2,电极反应为2H++2e- H2↑,由正、负极的电极反应式可得该电池的
总反应为H++OH- H2O,不是氧化还原反应,C正确;吸附层b是正极,该电池工作时,Na+移向吸附层b,D
错误。
第1讲 描述运动的基本概念
10.环氧乙烷( )常用于医用消毒,它的一种制备方法为使用惰性电极电解KCl溶液,用Cl-交
换膜将电解液分为阴极区和阳极区,其中一区持续通入乙烯;电解结束后,移出Cl-交换膜,两区溶液混合
发生反应:HOCH2CH2Cl+OH- Cl-+H2O+ 。下列说法错误的是 ( )
A.乙烯应通入阴极区
B.移出Cl-交换膜前存在反应Cl2+H2O HCl+HClO
C.使用Cl-交换膜阻止OH-通过,可使Cl2生成区的pH逐渐减小
D.制备过程的总反应为H2C CH2+H2O H2+
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 环氧乙烷的制备原理:Cl-在阳极放电生成Cl2,Cl2与水反应生成HCl、HClO,HClO与乙烯发生反
应生成HOCH2CH2Cl;阴极的电极反应式为2H2O+2e- 2OH-+H2↑,电解结束后,移出Cl-交换膜,两区溶
液混合发生反应:HOCH2CH2Cl+OH- Cl-+H2O+ 。阳极区产生HClO,所以乙烯通入阳
极区,A错误;阳极生成的氯气会与水发生反应Cl2+H2O HCl+HClO,B正确;阳极区会产生HCl,使用
Cl-交换膜阻止OH-通过,HCl的浓度不断增大,pH逐渐减小,C正确;该反应过程中KCl并没有被消耗,实际
上是水与乙烯反应,总反应为H2C CH2+H2O H2+ ,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
11.某新型水系锌—空气电池采用弱酸性的醋酸锌[(CH3COO)2Zn]和醋酸(CH3COOH)的混合水溶液作
为电解液,所构建的非碱性锌—空气电池可以在空气中稳定充放电运行近600小时,其结构如图所示。
下列说法正确的是 ( )
A.电子由Zn电极流出,经过电解液流向多孔石墨电极
B.负极的电极反应式为Zn-2e-+4OH- [Zn(OH)4]2-
C.电路中每转移2 mol e-,多孔石墨电极消耗11.2 L O2
D.若选用碱性电解液,在多孔石墨电极表面易生成难溶碳酸盐,降低电池放电效率
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 电子由负极经导线流向正极,不经过电解液,A项错误;非碱性锌—空气电池中Zn电极为负极,电
极反应式为Zn-2e- Zn2+,B项错误;正极的电极反应式为O2+4e-+4CH3COOH 2H2O+4CH3COO-,每
转移2 mol e-,消耗0.5 mol氧气,未指明气体所处状况,氧气的体积不一定是11.2 L,C项错误;若选用碱性
电解液,多孔石墨电极表面易生成碳酸锌难溶物,阻碍放电,降低电池放电效率,D项正确。
第1讲 描述运动的基本概念
12.利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯,进行水体修复的过程如图。H+、O2、N 等共
存物的存在会影响水体修复效果,定义单位时间内ZVI释放电子的物质的量为nt,其中用于有效腐蚀的
电子的物质的量为ne。下列说法错误的是 ( )
A.反应①②③④均在正极发生
B.单位时间内,三氯乙烯脱去a mol Cl时ne=a mol
C.④的电极反应式为N +10H++8e- N +3H2O
D.增大单位体积水体中ZVI的投入量,可使nt增大
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知,反应①②③④均为得电子的反应,所以应在
正极发生,故A正确;三氯乙烯(C2HCl3)中C的化合价为+1,乙烯中C的化合价为-2,1 mol C2HCl3转化为1
mol C2H4时,得到6 mol电子,脱去3 mol Cl,所以脱去a mol Cl时ne=2a mol,故B错误;由示意图及N的化合
价变化可知,④的电极反应式为N +10H++8e- N +3H2O,故C正确;增大单位体积水体中ZVI的投
入量,可以加快ZVI释放电子的速率,可使nt增大,故D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
13.已知反应的能量变化示意图如下。下列有关说法正确的是 ( )
A.1 mol S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g)放出的热量小于297.0 kJ
B.S(s)的标准燃烧热ΔH=-395.7 kJ·mol-1
C.S(s)与O2(g)反应生成SO3(g)的热化学方程式为S(s)+ O2(g) SO3(g) ΔH=-395.7 kJ·mol-1
D.一定条件下1 mol SO2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol SO3(l)放出的热量小于98.7 kJ
图1 图2
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 1 mol S(s)的能量小于1 mol S(g),1 mol S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g)放出的热量大于297.0 kJ,
故A错误;判断S(s)的标准燃烧热时应生成SO2(g),ΔH=-297.0 kJ·mol-1,故B错误;由题图可知①S(s)+O2(g)
SO2(g) ΔH=-297.0 kJ·mol-1,②SO2(g)+ O2(g) SO3(g) ΔH=-98.7 kJ·mol-1,根据盖斯定律①+②
得S(s)+ O2(g) SO3(g) ΔH=-395.7 kJ·mol-1,故C正确;1 mol SO3(l)的能量小于1 mol SO3(g)的能量,一
定条件下1 mol SO2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol SO3(l)放出的热量大于98.7 kJ,故D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
14.某储能电池原理如图。下列说法正确的是 ( )
A.放电时负极的电极反应:Na3Ti2(PO4)3-2e- NaTi2(PO4)3+2Na+
B.放电时Cl-透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C.放电时每转移1 mol电子,理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D.充电过程中,NaCl溶液浓度增大
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 结合图示装置可知钛电极为负极,多孔活性炭电极为正极,根据反应中Ti元素化合价变化可写出
负极的电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e- NaTi2(PO4)3+2Na+,A正确;电池放电时,阴离子移向负极,即Cl-通
过多孔活性炭电极向NaCl溶液中迁移,B错误;放电时每转移1 mol电子,结合正极的电极反应Cl2+2e-
2Cl-,理论上CCl4释放0.5 mol Cl2,C错误;充电过程中,阳极的电极反应为2Cl--2e- Cl2↑,反应中消
耗Cl-,故NaCl溶液浓度减小,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
15.科学家利用垃圾渗透液研发出新型环保电池,其利用微生物在碱性环境下实现发电、环保一体化装
置如图。当该装置工作时,下列说法正确的是 ( )
A.盐桥中K+向X极移动,Cl-向Y极移动
B.电路中通过3.75 mol电子时,产生N2的体积为22.4 L
(标准状况)
C.电流由X极沿导线流向Y极
D.Y极电极反应式为2N +10e-+12H+ N2↑+6H2O
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 在X极上NH3失去电子被氧化为N2,所以X极为负极;在Y极上N 得到电子被还原为N2,所以Y极
为正极。装置工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以盐桥中的K+向Y极移动,Cl-向X极移
动,A错误;该电池的总反应为5NH3+3N 4N2+6H2O+3OH-,转移15 mol电子时,反应生成4 mol N2,若
转移3.75 mol电子,则产生N2的物质的量为 ×4 mol=1 mol,在标准状况下的体积为22.4 L,B正确;
电流由正极(Y极)沿导线流向负极(X极),C错误;Y极的电极反应式为2N +10e-+6H2O N2↑+12OH-,
D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(10分)回答下列问题。
(1)甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知:
2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ/mol
CH3OH(l)+ O2(g) CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ/mol
①甲醇的标准燃烧热为ΔH=__________________;
②上述第二个反应的能量变化如图所示,则ΔH2=_____________kJ/mol(用E1、E2的相关式子表示)。
E1-E2
-764.7 kJ/mol
第1讲 描述运动的基本概念
(2)已知反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=a kJ/mol,试根据表中所列键能数据估算a=________。
化学键 H—H N—H
键能/(kJ/mol) 436 391 945
-93
第1讲 描述运动的基本概念
(3)1 mol H2和1 mol CH4完全燃烧放出的热量分别为285.9 kJ、890 kJ,等质量的H2和CH4完全燃烧___
____(填化学式)放出的热量多。
(4)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢,当它们混合反应时,产生大量氮
气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,放出256
kJ的热量。
①写出该反应的热化学方程式:______________________________________________________。
②此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是_____________
______。
污染
生成的物质无
N2H4(l)+2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640 kJ/mol
H2
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)①将题给热化学方程式从上到下依次编号为①、②,根据盖斯定律,①+②得CH3OH(l)+ O2(g)
CO2(g)+2H2O(l),则ΔH=ΔH1+ΔH2=-571.8 kJ/mol+(-192.9 kJ/mol)=-764.7 kJ/mol,故甲醇的标准燃
烧热为ΔH=-764.7 kJ/mol。
②ΔH2=生成物总能量-反应物总能量,即ΔH2=(E1-E2) kJ/mol。
(2)ΔH=反应物总键能-生成物总键能=945 kJ/mol+3×436 kJ/mol-6×391 kJ/mol=-93 kJ/mol。
(3)H2和CH4的质量都定为1 g,1 g H2完全燃烧放出的热量为 kJ=142.95 kJ,1 g CH4完全燃烧放出的
热量为 kJ=55.625 kJ,故H2放出的热量多。
(4)①0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应,生成水蒸气和氮气,放出256 kJ的热量,则1 mol液态肼与
足量液态过氧化氢反应,生成水蒸气和氮气,放出的热量为(256÷0.4) kJ=640 kJ,热化学方程式为N2H4(l)+
2H2O2(l) N2(g)+4H2O(g) ΔH=-640 kJ/mol。
②液态肼与足量液态过氧化氢反应,生成水蒸气和氮气,生成物对环境无污染。
第1讲 描述运动的基本概念
17.(13分)(1)铅酸蓄电池为常见的二次电池,其原理为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。放电时,能
量转化形式为___________________(填“化学能转化为电能”或“电能转化为化学能”),正极的电
极反应为___________________________________,外电路每通过1 mol e-,负极质量__________(填“增
加”或“减少”)_______g。充电时,原负极应接外接电源的______极。
(2)工业上采用Fe、C为电极电解碱性K2MnO4溶液制备KMnO4。电解时,应以___________(填“Fe”或
“C”)作阴极,电解时阳极的电极反应式为______________________,电解过程中阴极附近溶液pH将__
______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯和As ,其原理如图所示(导电壳内部为纳米铁)。正
极电极反应式为_______________________________。
C2HCl3+8e-+5H+ C2H6↑+3Cl-
增大
Mn -e- Mn
Fe
负
48
增加
PbO2+2e-+S +4H+ PbSO4+2H2O
化学能转化为电能
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)铅酸蓄电池为可充电电池,放电时为原电池,将化学能转化为电能;放电时,PbO2为正极,得电子
发生还原反应,电极反应式为PbO2+2e-+S +4H+ PbSO4+2H2O,Pb为负极,电极反应式为Pb-2e-+S
PbSO4,外电路每通过1 mol e-,负极增加的质量为0.5 mol S 的质量,即0.5 mol×96 g/mol=48 g;充
电时为电解池,原负极应接外接电源的负极。
(2)电解时,K2MnO4→KMnO4,Mn元素化合价升高,K2MnO4在阳极被氧化,阳极应为C,Fe为阴极;电解时,
阳极的电极反应式为Mn -e- Mn ,阴极的电极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,因此阴极附近
溶液pH将会增大。
(3)根据题图可知,纳米铁为负极,四氧化三铁为正极,正极上C2HCl3得电子生成C2H6,则正极的电极反应
式为C2HCl3+8e-+5H+ C2H6↑+3Cl-。
第1讲 描述运动的基本概念
18.(16分)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率,将混合均匀的新制铁
粉和炭粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞,如图1所示。用胶头滴管滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压
强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)。
图1 图2 图3
第1讲 描述运动的基本概念
编号 实验目的 炭粉/g 铁粉/g 醋酸溶液/%
① 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0
②
0.5 36.0
③ 炭粉含量的影响 0.2 2.0 90.0
醋酸溶液浓度的
影响
2.0
第1讲 描述运动的基本概念
(2)ⅰ.编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2 s时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁
发生了_________腐蚀。
ⅱ.请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子移动方向;
此时,炭粉表面发生了_______(填“氧化”或
“还原”)反应,其电极反应式是_____________________________________。
(3)该小组对图2中0~t1 s时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二。
假设一:发生析氢腐蚀产生了气体。
假设二:_________________________________________。
反应放热,温度升高使气体压强增大
4CH3COOH+O2+4e- 2H2O+4CH3COO-
还原
吸氧
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)①作为对照实验,②中醋酸溶液的百分含量与①中不同,即②的实验目的是探究醋酸溶液浓
度的影响,则②中铁粉的质量也为2.0 g。
(2)ⅰ.t2 s时,容器中压强明显小于起始压强,说明锥形瓶中气体减少,发生了吸氧腐蚀。ⅱ.C作正极,Fe作
负极,电子从负极移向正极;C电极上氧气得到电子发生还原反应,电极反应式为4CH3COOH+O2+4e-
2H2O+4CH3COO-。
(3)反应放热,温度升高使锥形瓶中气体压强增大。
第1讲 描述运动的基本概念
19.(16分)燃料电池具有广阔的发展前途,科学家近年研制出一种微型燃料电池,采用甲醇(CH3OH)取代
氢气作燃料可以简化电池设计,该电池有望取代传统电池。根据图示回答下列问题。
(1)甲池为新型燃料电池,酸性介质中质子移动方向是移向______(填“A”或“B”)极板;A极的电极反
应式为____________________________。
CH3OH-6e-+H2O CO2↑+6H+
B
第1讲 描述运动的基本概念
(2)乙池总反应的离子方程式为_____________________________;往Fe电极附近滴入酚酞,可观察到
的现象为___________________________。
(3)若丙池为电解精炼铜,精铜应该接在______(填“X”或“Y”)极,其电极反应式为_____________
____。
(4)若丙池为往铁件上镀铜的电镀池,则一段时间后溶液中的CuSO4溶液浓度_______(填“变大”“变
小”或“不变”)。
(5)当甲池消耗1.12 L(标准状况下)氧气时,若电解后恢复到室温,乙池溶液的体积为2 L,则理论上乙池溶
液中c(OH-)=______________。
0.1 mol/L
不变
Cu2++2e- Cu
Y
有无色气体生成,溶液变红
2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)根据题图可知,A极为电池负极,电极反应式为CH3OH-6e-+H2O CO2↑+6H+,B极为电池正
极,电极反应式为O2+4e-+4H+ 2H2O。原电池中,阳离子移向正极,则酸性介质中质子(H+)移向B极
板。
(2)根据题图可知,乙池为电解池装置,C为阳极,电极反应式为2Cl--2e- Cl2↑,Fe为阴极,电极反应式为
2H2O+2e- H2↑+2OH-,乙池总反应为2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-;往Fe电极附近滴入酚酞,可观
察到有无色气体生成,溶液变红。
(3)根据题图可知,丙池为电解池装置,X电极为阳极,Y电极为阴极,若丙池为电解精炼铜,则精铜应该接
在Y极,电极反应式为Cu2++2e- Cu。
(4)若丙池为往铁件上镀铜的电镀池,则阳极应为镀层金属铜,发生电极反应:Cu-2e- Cu2+;阴极为镀
件金属铁,发生电极反应:Cu2++2e- Cu,电路中转移电子数相等,则一段时间后溶液中的CuSO4溶液浓
度不变。
第1讲 描述运动的基本概念
(5)若甲池消耗1.12 L(标准状况下)即0.05 mol氧气,转移电子物质的量为0.2 mol,由乙池总反应2Cl-+2H2
O H2↑+Cl2↑+2OH-可知,生成n(OH-)=0.2 mol,则c(OH-)= =0.1 mol/L。
第1讲 描述运动的基本概念
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