当前位置:首页 >> 理化生 >>

考点9 电化学


考点 9 电化学
一、选择题 1.(2014· 浙江高考 · 5) 镍氢电池 (NiMH)目前已经成为混合动力汽车的 一种主要电池类型。NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在 充电过程中的总反应方程式是: Ni(OH)2+M NiOOH+MH 6Ni(OH)2+N 错误!未找到引用源。 已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH下列说法正确的是 ( A.NiMH

)

电 池 放 电 过 程 中 , 正 极 的 电 极 反 应 式 Ni(OH)2+OH-

为:NiOOH+H2O+e-

B.充电过程中 OH-离子从阳极向阴极迁移 C.充电过程中阴极的电极反应式:H2O+M+e被 M 还原 D.NiMH 电池中可以用 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)熟练运用电化学原理判断所发生的反应及化合价变化的元素。 (2)结合信息、 氧化还原反应及守恒知识,熟练书写及判断电极反应式。 【解析】 选 A。 正极发生得电子的还原反应,结合充电时的方程式知 A 正确;电解时阴离子移向阳极,B 错误;MH 中 M 和氢化合价都是 0 价, 充电时阴极发生水中的氢得电子被还原的反应,不是被 M 还原,C 错误; 根据已知信息 6NiOOH+NH3+H2O+OH6Ni(OH)2+N 错误!未找到 MH+OH-,H2O 中的 H

引用源。,电解质溶液若用氨水时会发生副反应,D 错误。 【误区提醒】 MH 是金属或合金吸收氢后的物质,但是化合价没有变化, 通过分析所给反应可以得到,否则容易将得电子的元素看作是金属而 错选。

2.(2014· 上海高考· 12)如右图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl 溶液的 U 形管中。下列分析正确的是 ( A.K1 闭合,铁棒上发生的反应为 2H++2eB.K1 闭合,石墨棒周围溶液 pH 逐渐升高 C.K2 闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护 法 D.K2 闭合,电路中通过 0.002NA 个电子时,两极共产生 0.001 mol 气体 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)明确电化学原理; (2)注意电极材料及离子放电顺序。 【解析】选 B。K1 闭合形成原电池,铁作负极,失电子被腐蚀,石墨电极 是正极,氧气得电子变为 OH-,pH 逐渐升高,A 错误、B 正确;K2 闭合,铁 棒作阴极被保护,不会被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法,C 错误;K2 闭合形成电解池,两极分别产生氯气和氢气,电路中通过 0.002NA 个电 子时,每极上产生 0.001 mol 气体,共 0.002 mol 气体,D 错误。 3.(2014· 广东高考· 11)某同学组装了如图所示的电化学装置。 电极Ⅰ为 Al,其他电极均为 Cu,则 ( ) ) H2↑

A.电流方向:电极Ⅳ→ →电极Ⅰ B.电极Ⅰ发生还原反应 C.电极Ⅱ逐渐溶解 D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2eCu

【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)掌握判断电解池和原电池的方法; (2)电流方向与电子流动方向相反。 【解析】选 A。电极Ⅰ是原电池的负极,电极Ⅱ是原电池的正极,电极 Ⅲ是电解池的阳极,电极Ⅳ是电解池的阴极,故电流方向:电极Ⅳ→ → 电极Ⅰ,A 正确;电极Ⅰ发生氧化反应,B 错误;电极Ⅱ是原电池的正极, 发生还原反应,有单质铜析出,C 错误;电极Ⅲ是电解池的阳极,发生氧 化反应,电极反应为 Cu-2eCu2+,D 错误。

【误区提醒】原电池与电解池串联时,可通过电极的活性差异判断装 置是不是原电池。一般情况下,若电极不同且其中的一极能与电解质 反应,则该装置为原电池;若电极材料相同,则为电解池。 4.(2014· 海南高考· 3)以石墨为电极,电解 KI 溶液(其中含有少量酚酞和 淀粉),下列说法错误的是 A.阴极附近溶液呈红色 C.阳极附近溶液呈蓝色 ( ) B.阴极逸出气体 D.溶液的 pH 变小

【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)电解池的两极电极产物的判断; (2)碘使淀粉变蓝和碱使酚酞变红。 【解析】选 D。惰性电极电解碘化钾溶液,阴极氢离子得电子生成氢 气,同时生成氢氧化钾,因此溶液变红(碱使酚酞变红),A、B 说法正确; 阳极产生碘单质,碘使淀粉变蓝,C 说法正确;阴极氢离子得电子生成氢 气,同时生成氢氧化钾,碱性增强,D 说法错误。 【误区提醒】(1)电极产物判断不准确,而错误判断电极产物为钾和碘 单质; (2) 溶液的酸碱性变化不清晰 , 只考虑电极产物碘单质和氢气 , 而忽略

氢氧化钾的生成,导致溶液酸碱性判断出错。 5.(2014· 北京高考· 8)下列电池工作时,O2 在正极放电的是 ( )

【解题指南】解答本题需注意以下两点: (1)明确正负极上发生的反应是解答本题的关键; (2)电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性。 【解析】选 B 。锌锰电池中电极反应式 , 负极 :Zn-2e极:2MnO2+2N 错误!未找到引用源。+2eZn2+ 、正

Mn2O3+2NH3+H2O,所以 4H+、

不符合题意,故 A 错误;酸性氢燃料电池电极反应式为 2H2-4eO2+4H++4e2H2-4e-+4OH-

2H2O, 碱 性 氢 燃 料 电 池 电 极 反 应 式 为 4H2O、 O2+2H2O+4e4OH-,所以符合题意,故 B 正确;

铅蓄电池放电时负极电极反应式 :Pb-2e-+S 错误!未找到引用源。 PbSO4,正极电极反应式 :PbO2+2e-+4H++S 错误!未找到引用源。 PbSO4+2H2O, 所 以 不 符 合 题 意 , 故 C 错 误 ; 镍 镉 电 池 放 电 , 正 极 :2NiOOH+2H2O+2e2Ni(OH)2+2OH、 负

极:Cd+2OH--2e-

Cd(OH)2,所以不符合题意,故 D 错误。

6.(2014· 海南高考 · 16) 锂锰电池的体积小 , 性能优良 , 是常用的一次电 池。该电池反应原理如图所示,其中电解质 LiClO4 溶于混合有机溶剂 中,Li+通过电解质迁移入 MnO2 晶格中,生成 LiMnO2。

回答下列问题: (1)外电路的电流方向是由 极流向 极。(填

字母) (2)电池正极反应式为 (3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂 ? “否”),原因是 。 。 ( 填 “是 ” 或

(4)MnO2 可与 KOH 和 KClO3 在高温下反应,生成 K2MnO4,反应的化学 方程式为 ,K2MnO4 在酸性溶液中 。

歧化,生成 KMnO4 和 MnO2 的物质的量之比为 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)原电池原理和两极判断,外电路的电流流向; (2)电极反应式书写和电解质溶液的探究。

【解析】(1)锂锰电池的一个电极反应物为单质锂,另一个电极反应物 为二氧化锰 ,则负极为金属锂 ,正极为二氧化锰 , 则外电路电流流向为 正极经导线到达负极,即 b-导线-a; (2)正极为二氧化锰,而题干中给出锂离子通过电解质迁移入二氧化锰 晶格中生成 LiMnO2,故电极反应式为 MnO2+e-+Li+ LiMnO2;

(3)由于负极为金属锂 ,锂为活泼碱金属元素 ,单质锂与水发生反应 ,所 以不能用水溶液作电解质; (4)二氧化锰可与氢氧化钾、氯酸钾在高温下生成锰酸钾,则锰化合价 升高 ,依据氧化还原反应化合价变化规律 ,氯元素化合价降低 ,生成氯 化 钾 , 然 后 依 据 电 子 得 失 守 恒 配 平 化 学 方 程 式 为 3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O; 锰酸钾溶液在酸性溶

液中歧化,生成高锰酸钾和二氧化锰,依据化合价升降相等快速判断产 物的物质的量之比(K2MnO4→KMnO4 化合价升高 1;K2MnO4→MnO2 化合价降低 2)为 2∶1。 答案:(1)b a (2)MnO2+e-+Li+ LiMnO2

(3)否 电极 Li 是活泼金属,能与水反应 (4)3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1

7.(2014· 福建高考· 11) 某 原 电 池 装 置 如 图 所 示 , 电 池 总 反 应 为 2Ag+Cl2 2AgCl。下列说法正确的是 ( )

A.正极反应为 AgCl+e-

Ag+Cl-

B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用 NaCl 溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变 D.当电路中转移 0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)原电池的正极得电子发生还原反应; (2)阳离子交换膜只允许阳离子通过。 【解析】选 D。电池总反应为 2Ag+Cl2 2AgCl,根据题干装置图和原 2Cl-,A 错误;放电

电池原理,正极得电子,所以正极反应式为 Cl2+2e-

时,氯化银/银电极为负极 ,银单质失电子与盐酸中的氯离子形成氯化 银沉淀,故交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成,B 错误;若用氯化钠 溶液代替盐酸,电极反应式不变,C 错误;当转移 0.01 mol 电子,则负极生 成了 0.01 mol 氯化银,则减少了 0.01 mol 氯离子,正极氯气得电子变为 氯离子,左侧的溶液中的氢离子通过离子交换膜转移到右侧(物质的量 为 0.01 mol),故左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子,D 正确。 【误区提醒】 (1)忽视了离子交换膜,弄不清楚何种离子通过交换膜。 (2) 电极判断错误 , 应依据氧化还原反应中的氧化反应在负极 , 还原反

应在正极进行确定。 (3)溶液中离子浓度的减小不仅仅包含电极反应式中减少的,还包括通 过离子交换膜转移的。 8.(2014· 天津高考 · 1) 化学与生产、生活息息相关 ,下列叙述错误的是 ( )

A.铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性 B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染 C.大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素 D.含重金属离子的电镀废液不能随意排放 【解题指南】解答本题需注意以下两点: (1)原电池的正极都是被保护的。 (2)聚乙烯塑料不能降解,聚乳酸塑料可降解。 【解析】选 B。铁表面镀锌时,锌作负极失电子,铁作正极被保护,所以 可以增强铁的抗腐蚀性,A 正确;聚乙烯在自然界中很难分解,可以造成 白色污染,B 错误;大量燃烧化石燃料会产生烟尘等污染物,造成雾霾天 气,C 正确;含有重金属离子的电镀废液能造成水污染,不能随意排放,D 正确。 9.(2014· 天 津 高 考 · 6) 已 知 : 锂 离 子 电 池 的 总 反 应 为 LixC+Li1-xCoO2 C+LiCoO2,锂硫电池的总反应为 2Li+S Li2S

有关上述两种电池说法正确的是

(

)

A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移 B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应 C.理论上两种电池的比能量相同

D.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 【解题指南】 解答本题需注意参与电极反应的单位质量的电极材料放 出电能的大小称为该电池的比能量,若是同一种电极材料,比能量大小 同该物质的化合价密切相关。 【解析】选 B。A 项,原电池中阳离子向正极移动,则锂离子电池放电 时,Li+向正极迁移,错误;B 项,锂硫电池充电时,锂电极与外接电源的负 极相连,锂电极上,Li+得电子发生还原反应,正确;C 项,锂硫电池放电时 负极为 Li,锂离子电池放电时负极为 LixC,两种电池锂的变价不同,两 种电池的负极材料不同,所以比能量不相同,错误;D 项,充电时,正接正, 负接负,所以 Li 电极接 C 电极,错误。 【误区提醒】(1)原电池放电时,阳离子向正极移动,很多同学误以为向 负极移动而误选 A。(2)给二次电池充电时,要使金属离子变成金属单 质,必须发生还原反应 ,作电解池的阴极 ,必须连接原电池的负极,如本 题 D 项就是对这一知识点的考查。 10.(2014· 新课标全国卷Ⅱ· 12)2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示 的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 ( )

A.a 为电池的正极 B.电池充电反应为 LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi

C.放电时,a 极锂的化合价发生变化 D.放电时,溶液中 Li+从 b 向 a 迁移 【解题指南】解答本题时应注意解答电化学题目的流程: 确定电池两极 判断电子、离子移动方向 书写电极反应和电池反

应 【解析】选 C 。锂离子电池中 ,b 电极为 Li, 放电时 ,Li 失电子为负 极,LiMn2O4 得电子为正极,所以 a 为电池的正极,故 A 正确;充电时,Li+ 在 阴 极 得 电 子 ,Li1-xMn2O4 在 阳 极 失 电 子 , 电 池 充 电 反 应 为 LiMn2O4 Li1-xMn2O4+xLi, 故 B 正 确 ; 放 电 时 ,a 为 正 极 , 正 极 上

LiMn2O4 中锰元素得电子,所以锂的化合价不变,故 C 错误;放电时,溶 液中阳离子向正极移动,即溶液中 Li+从 b 向 a 迁移,故 D 正确。 二、非选择题 11.(2014· 重庆高考· 11)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关 键技术,是当前关注的热点之一。 (1)氢气是清洁能源,其燃烧产物为 。

(2)NaBH4 是一种重要的储氢载体,能与水反应生成 NaBO2,且反应前后 B 为 的 化 合 价 不 变 , 该 反 应 的 化 学 方 程 式 , 。

反应消耗 1 mol NaBH4 时转移的电子数目为

(3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱 氢和加氢。 (g) (g)+3H2(g)。

在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度为 amol· L-1,平 衡时苯的浓度为 bmol· L-1,该反应的平衡常数 K= 。

(4)一定条件下, 如图所示装置可实现有机物的电化学储氢 (忽略其他 有机物)。

①导线中电子转移方向为 ② 为 ③该储氢装置的电流效率 η= 生 成 目 标 产

。(用 A、D 表示) 物 的 。 。(η=错误!未找到引用源。 电 极 反 应 式

× 100%,计算结果保留小数点后 1 位) 【解题指南】解答本题注意以下两点: (1)根据 NaBH4 与水反应时产物为 NaBO2 并且 B 的化合价不变,写出反 应的方程式并且配平,然后根据反应方程式计算转移电子的数目; (2)燃料电池中的高分子电解质膜只允许氢离子通过,说明两个电极反 应中均有氢离子参与。 【解析】(1)氢气完全燃烧的产物是 H2O。 (2)NaBH4 与水反应生成 NaBO2,且反应前后 B 的化合价不变,NaBO2 中硼元素化合价为+3 价,所以 NaBH4 中氢元素的化合价为-1 价,所以 氢元素化合价由-1 价、+1 价变为 0 价,再结合转移电子守恒配平方程 式为 NaBH4+2H2O NaBO2+4H2↑,反应消耗 1 mol NaBH4 时转移电子

的 物 质 的 量 =1 mol× 4× (1-0)=4 mol, 所 以 转 移 电 子 数 为 4NA 或 2.408× 1024。 (3)利用三段式解题 (g) 起始 (mol· L-1) a 0 0 (g)+3H2(g)

转化 (mol· L-1) 平衡 (mol· L-1) a-b b 3b b b 3b

化学平衡常数 K=错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。 。 (4)①根据题干图示苯→环己烷知发生还原反应,则 D 是阴极,电子转移 方向为 A→D;②苯得到电子生成环己烷是目标产物 ( 储氢 ), 反应为 C6H6+6H++6eC6H12;③阳极生成 2.8 mol 气体应该是氧气,转移电子

2.8 mol× 4=11.2 mol,设阴极消耗苯的物质的量为 xmol,转移电子 6xmol, 生成环己烷 xmol, 根据得失电子相等 , 阴极还生成氢气 (11.2-6x)÷ 2 mol,(2.4-x)/[10+(11.2 mol-6xmol)÷ 2]=0.1,x=1.2, 因此储氢装置的电流 效率 η=(6x/11.2)×100%=64.3%。 答案:(1)水(或 H2O) (2)NaBH4+2H2O 4NA(或 2.408× 1024) (3)错误!未找到引用源。 (4)①A→D ②C6H6+6H++6eC6H12 ③64.3% NaBO2+4H2↑

12.(2014· 新课标全国卷Ⅰ· 27)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品 , 具有较强还原性,回答下列问题: (1)H3PO2 式: 是 一 元 中 强 酸 , 写 出 其 电 离 方 程 。

(2)H3PO2 及 NaH2PO2 均可将溶液中的 Ag+还原为银,从而可用于化学 镀银。 ①H3PO2 中,磷元素的化合价为 。

②利用 H3PO2 进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比 为 4∶1,则氧化产物为 (填化学式)。

③NaH2PO2 为

(填“正盐”或“酸式盐”),其溶液显

(填

“弱酸性”“中性”或“弱碱性”)。 (3)H3PO2 的工业制法是:将白磷(P4)与 Ba(OH)2 溶液反应生成 PH3 气体 和 Ba(H2PO2)2,后者再与 H2SO4 反应,写出白磷与 Ba(OH)2 溶液反应的 化 式 。 (4)H3PO2 也可用电渗析法制备。 “四室电渗析法”工作原理如图所示(阳 膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过): 学 方 程 :

① 式 ② 因











电 。



















得 。



H3PO2





③早期采用“三室电渗析法”制备 H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室 的稀硫酸用 H3PO2 稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从 而合并了阳极室与产品室,其缺点是产品中混有 质产生的原因是 杂质。该杂

。 【解析】(1)一元中强酸电离时只电离出一个氢离子。(2)①根据化合 物中正负化合价代数和为 0,H 是+1 价,O 是-2 价,得出 P 为+1 价;②氧 化剂与还原剂的物质的量之比为 4∶1 时,氧化剂得到 4 mol 电子,1 mol

还原剂失去 4 mol 电子,则 P 的化合价从+1 价上升到+5 价;③因为 H3PO2 是一元中强酸,所以 NaH2PO2 是正盐,且是强碱弱酸盐,溶液呈弱 碱性。(3)白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成 PH3 气体和 Ba(H2PO2)2, 磷元素的化合价由 0 价变为-3 价和+1 价,根据得失电子守恒进行配平。 (4)①电解时阳极氢氧根离子失电子生成氧气;②阳极室的氢离子通过 阳膜到达产品室,原料室中的 H2P 错误!未找到引用源。通过阴膜进 入产品室 ,二者生成产品 ;③由于阳极产生氧气 , 如果阳极室的稀硫酸 用 H3PO2 稀溶液代替,氧气会把其氧化为 P 错误!未找到引用源。 。 答案:(1)H3PO2 H++H2P 错误!未找到引用源。

(2)①+1 ②H3PO4 ③正盐 弱碱性 (3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O (4)①2H2O-4eO2↑+4H+ 3Ba(H2PO2)2+2PH3↑

②阳极室的 H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的 H2P 错误!未找到引 用源。穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成 H3PO2 ③P 错误!未找到引用源。 H3PO2 或 H2P 错误!未找到引用源。被 氧化 【误区提醒】几元酸的判断不能根据分子式中氢原子的个数,如果不 注意,很容易把 H3PO2 的电离方程式误写为三步电离,把 NaH2PO2 误认 为酸式盐。 13.(2014· 北京高考· 26)NH3 经一系列反应可以得到 HNO3 和 NH4NO3, 如下图所示。

(1)Ⅰ 中 ,NH3 和 O2 在 催 化 剂 作 用 下 反 应 , 其 化 学 方 程 式 是 (2)Ⅱ中,2NO(g)+O2(g) 。 2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得 NO

的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下温度变化的曲线(如下图)。

①比较 p1、p2 的大小关系:



② 随 温 度 升 高 , 该 反 应 平 衡 常 数 变 化 的 趋 势 是 。

(3)Ⅲ中,将 NO2(g)转化为 N2O4(l),再制备浓硝酸。 ①已知:2NO2(g) 2NO2(g) N2O4(l) N2O4(g) ΔH1 ΔH2 。

下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)

②N2O4 是



O2



H2O



合 。













(4)Ⅳ中,电解 NO 制备 NH4NO3,其工作原理如下图所示,为使电解产物 全 部 转 化 为 NH4NO3, 需 补 充 物 质 A,A 是 由: 。 ,说明理

【解题指南】解答本题时应注意以下 3 点:

(1) 要注意常见的能量变化 , 如化合反应一般为放热反应 , 物质由气态 变成液态一般要放出热量等。 (2)要会分析化学平衡图像,其基本方法是“定一议二”,如本题比较 p1、 p2 的大小关系先固定温度不变,看 NO 的转化率和压强的变化关系。 (3)要熟练掌握常见方程式的书写以及它们的变形。 【解析】(1)氨气的催化氧化方程式:4NH3+5O2 4NO+6H2O。

(2)①该反应正反应方向是气体物质的量减小的反应 , 增大压强 , 正向 移动,即压强越高,NO 的转化率越大,根据题图可知,相同的温度下,压 强为 p1 时的 NO 转化率小于压强为 p2 时的转化率,故 p1<p2;②其他条 件不变时,升高温度,平衡向吸热方向移动 ,又根据题图可知,随着温度 升高,NO 的转化率降低,即升高温度,平衡向逆反应方向移动,则正反应 是放热反应,随着温度的升高,平衡常数减小。 (3)①二氧化氮转化成四氧化二氮是化合反应,化合反应一般是放热反 应,又因为气态四氧化二氮的能量大于液态四氧化二氮的能量,因此答 案 选 A;②N2O4 与 O2 和 H2O 反应 生 成 HNO3 的化 学方 程式 为 2N2O4+O2+2H2O 4HNO3。 N 错误! 未找到引用源。

(4)电解 NO 制备硝酸铵,阳极:NO-3e-+2H2O +4H+;阴极:NO+5e-+6H+

N 错误!未找到引用源。+H2O,由电子守恒

可知,阳极产生的 N 错误!未找到引用源。的量要大于阴极产生的 N 错 误 ! 未 找 到 引 用 源 。 的 量 , 总 反 应 为 3NH4NO3+2HNO3,故应再补充适量的氨气。 4NO+6H2O

8NO+7H2O

答案:(1)4NH3+5O2 (2)①p2>p1 ②减小 (3)①A ②2N2O4+O2+2H2O

4HNO3

(4)氨气

由电子守恒可知阳极产生的 N 错误!未找到引用源。的量

要大于阴极产生的 N 错误!未找到引用源。的量,所以需补充 NH3 14.(2014· 北京高考· 28)用 FeCl3 酸性溶液脱除 H2S 后的废液,通过控制 电压电解得以再生。 某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解 pH=1 的 0.1 mol· L-1FeCl2 溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c 代表电 压值): 序号 电压/V Ⅰ Ⅱ Ⅲ (1) 是 用 x≥a a>x≥b b>x>0 KSCN 溶 阳极现象 检验阳极产物

电极附近出现黄色,有气泡产生 有 Fe3+、 有 Cl2 电极附近出现黄色,无气泡产生 有 Fe3+、 无 Cl2 无明显变化 液 检 验 。 出 无 Fe3+、 无 Cl2 Fe3+ 的 现 象

(2)Ⅰ中,Fe3+产生的原因可能是 Cl-在阳极放电,生成的 Cl2 将 Fe2+氧化。 写 应: 出 有 关 。 反

(3)由Ⅱ推测,Fe3+产生的原因还可能是 Fe2+在阳极放电,原因是 Fe2+具 有 性。 (4)Ⅱ中虽未检测出 Cl2,但 Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解 pH=1 的 NaCl 溶液做对照实验,记录如下: 序号 电压/V Ⅳ Ⅴ a>x≥c 阳极现象 无明显变化 检验阳极产物 有 Cl2 无 Cl2

c>x≥b 无明显变化 mol· L-1。

①NaCl 溶液的浓度是

②Ⅳ 法: ③ 点): 与







Cl2

的 。













,







结 。



(







【解题指南】解答本题需注意以下两点: (1)掌握铁离子的检验方法和试剂颜色变化; (2) 明确氯离子在阳极失电子生成氯气 ,氯气具有氧化性 , 氧化亚铁离 子生成铁离子,溶液变黄色。 【解析】(1)用 KSCN 溶液检测 Fe3+的现象是溶液变红色; (2) 依 据 电 解 原 理 , 氯 离 子 在 阳 极 失 电 子 生 成 氯 气 , 电 极 反 应 式 为 2Cl--2eCl2↑,氯气具有氧化性 ,氧化亚铁离子生成铁离子 ,溶液变黄色 ,反应的 离子方程式为 Cl2+2Fe2+ 2Fe3++2Cl-;

(3)由Ⅱ推测,Fe3+产生的原因还可能是 Fe2+在阳极放电,元素化合价升 高,依据氧化还原反应分析 Fe2+具有还原性; (4)①电解 pH=1 的 0.1 mol· L-1FeCl2 溶液,电解 pH=1 的 NaCl 溶液做对 照实验,探究氯离子是否放电,需要在 Cl-浓度相同的条件下进行,所以 氯化钠溶液的浓度为 0.2 mol· L-1; ②依据检验氯气的实验方法分析,取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉碘 化钾试纸上,试纸变蓝色证明生成氯气,否则无氯气生成; ③依据图表数据比较可知,电解 pH=1 的 NaCl 溶液做对照实验与Ⅱ对 比 ,通过控制电压证明了亚铁离子还原性大于氯离子 ,优先放电 ,说明 生成铁离子有两种原因。 答案:(1)溶液变红 (2)2Cl--2e(3)还原 Cl2↑、Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+

(4)①0.2 蓝色

②取少量阳极附近的溶液 ,滴在淀粉碘化钾试纸上,试纸变

③通过控制电压 ,证实了产生 Fe3+的两种原因;通过控制电压 ,验证了 Fe2+先于 Cl-放电 15.(2014· 四川高考· 11)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造 福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为 MnO2, 另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流 程既脱除燃煤尾气中的 SO2, 又制得电池材料 MnO2( 反应条件已省 略)。

请回答下列问题: (1)上述流程脱硫实现了 A.废弃物的综合利用 B.白色污染的减少 C.酸雨的减少 (2)用 MnCO3 能除去溶液中 Al3+和 Fe3+,其原因是 (选填下列字母编号)。

。 (3) 已 知 :25℃ 、 101 kPa 时 ,Mn(s)+O2(g) kJ· mol-1 S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH=-297 kJ· mol-1 MnSO4(s) ΔH=-1 065 kJ· mol-1 Mn(s)+S(s)+2O2(g) MnO2(s) ΔH=-520

SO2 与 MnO2 反 应 生 成 无 水 MnSO4 的 热 化 学 方 程 式 是 。

(4)MnO2 可作超级电容器材料。用惰性电极电解 MnSO4 溶液可制得 MnO2, 是 其 阳 极 的 电 极 反 。 应 式

(5)MnO2 是碱性锌锰电池的正极材料。 碱性锌锰电池放电时,正极的电 极 是 。 (6)假设脱除的 SO2 只与软锰矿浆中 MnO2 反应。按照图示流程 ,将 am3(标准状况)含 SO2 的体积分数为 b%的尾气通入矿浆,若 SO2 的脱除 率为 89.6%,最终得到 MnO2 的质量为 ckg,则除去铁、铝、铜、镍等杂 质时,所引入的锰元素相当于 MnO2 kg。 【解题指南】根据已知反应书写未知热化学方程式的流程: 反 应 式

【解析】(1)二氧化硫对大气的污染主要是形成酸雨。 (2) 碳酸锰能够与溶液中的氢离子反应 ,降低溶液的酸性 , 从而促进了 铝离子和三价铁离子的水解,从而使两者变成氢氧化物沉淀下来。 (3) 将热化学方程式从上到下依次标为①、②、③, 根据盖斯定律 , 将 ③-①-②可得到所要求的热化学反应方程式: MnO2(s)+SO2(g) MnSO4(s) ΔH=-248 kJ· mol-1。

(4) 电解池的阳极在反应中应该失去电子 , 反应物为硫酸锰 , 产物为二 氧化锰,反应方程式为 Mn2++2H2O-2eMnO2+4H+。

(5)原电池的正极在反应过程中应该得到电子,锰的化合价由+4 价降低

为+3 价,反应方程式为 MnO2+H2O+e-

MnOOH+OH-。

(6) 参 加 反 应 的 二 氧 化 硫 的 物 质 的 量 为 错 误 ! 未 找 到 引 用 源 。 =0.4ab(mol),生成硫酸锰的物质的量为 0.4abmol,生成二氧化锰 ckg,根 据反应 3MnSO4+2KMnO4+2H2O 5MnO2+

K2SO4+2H2SO4,消耗硫酸锰的物质的量是错误!未找到引用源。 ×错 误!未找到引用源。mol,除去金属杂质时引入的锰元素的物质的量是 错误!未找到引用源。× 错误!未找到引用源。mol-0.4abmol,相当于 二氧化锰的质量是(错误!未找到引用源。×错误!未找到引用源。 mol-0.4abmol)× 87 g· mol-1=(600c-34.8ab)g=错误!未找到引用源。kg。 答案:(1)A、C (2)消耗溶液中的酸,促进 Al3+和 Fe3+水解生成氢氧化物沉淀 (3)MnO2(s)+SO2(g) (4)Mn2++2H2O-2e(5)MnO2+H2O+eMnSO4(s) MnO2+4H+ MnOOH+OHΔH=-248 kJ· mol-1

(6)错误!未找到引用源。 16. (2014· 江苏高考· 20)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要 研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。 (1)将烧碱吸收 H2S 后的溶液加入到如下图所示的电解池的阳极区进 行电解。电解过程中阳极区发生如下反应: S2--2eS (n-1)S+S2错误!未找到引用源。

① 式:













极 。











②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质 ,其离子方程式可写 成 。 (2)将 H2S 和空气的混合气体通入 FeCl3、FeCl2、CuCl2 的混合溶液中 反应回收 S,其物质转化如下图所示。

①在图示的转化中,化合价不变的元素是



②反应中当有 1 mol H2S 转化为硫单质时,保持溶液中 Fe3+的物质的量 不变,需消耗 O2 的物质的量为 。

③在温度一定和不补加溶液的条件下 , 缓慢通入混合气体 , 并充分搅 拌 。 欲 使 生 成 的 硫 单 质 中 不 含 CuS, 可 采 取 的 措 施 有 。

(3)H2S 在高温下分解生成硫蒸气和 H2。若反应在不同温度下达到平 衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图所示,H2S 在高温下分解反 应 为 。 的 化 学 方 程 式

【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)会利用图示信息,运用化学观点,分析解决问题。

(2)会应用守恒法(电荷守恒、得失电子守恒)分析电极反应式和氧化还 原反应。 【解析】(1)阴极区生成氢气,电极反应式为 2H2O+2eH2↑+2OH-;电

解后阳极区离子为错误!未找到引用源。,酸性条件下,错误!未找到 引用源。和 H+反应生成单质 S,硫元素失去电子发生氧化反应生成单 质硫,同时硫元素得电子生成 H2S,即离子方程式为错误!未找到引用 源。+2H+ (n-1)S↓+

H2S↑。(2)①图中的反应有 Cu2+与 H2S 反应生成 CuS 和 H+、CuS 与 Fe3+反应生成 Fe2+与 Cu2+和 S、Fe2+被 O2 氧化生成 Fe3+,化合价不变的 元素是铜、氢、氯;②由 S 守恒可知 1 mol H2S 生成 1 mol CuS,由得失 电子相等可知 1 mol CuS 生成 2 mol Fe2+;再由得失电子相等得 2 mol× (3-2)=n(O2)× 4,n(O2)=0.5 mol;③CuS 是 Cu2+ 与 H2S 反 应 生 成 的,CuS 与 Fe3+反应生成 Fe2+,Fe2+被 O2 氧化,所以要使硫固体中不含 CuS,只需增大空气的量即提高混合气体中空气的比例。(3)设 H2S 分 解方程式为 nH2S nH2+Sn,观察图像,1 100℃时生成的两种组分的体

积 分 数 之 比 为 20%∶10%=2∶1, 所 以 n=2,H2S 分 解 的 方 程 式 为 2H2S 2H2+S2。 H2↑+2OH(n-1)S↓+H2S↑

答案:(1)①2H2O+2e-

②错误!未找到引用源。+2H+ (2)①Cu、H、Cl(或铜、氢、氯) ②0.5 mol ③提高混合气体中空气的比例 (3)2H2S 2H2+S2

【误区提醒】 (1)本题的第(2)问中,会漏写部分元素。 如 Cu 始终为+2 价,H 为+1 价,Cl没有参加反应。

(2)本题的第(3)问中,有学生写成 H2S 比例关系分析产物不是 S,而是 S2。

S+H2,而没有利用图中物质的


相关文章:
考点9 电化学
考点9 电化学_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档考点9 电化学_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。圆学子梦想 铸金...
考点9 电化学
考点9 一、选择题 电化学 1.(2012·浙江高考·10)以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的 实验装置示意图如下: 下列说法不正确的是 ( ) 2OH-+H2↑ A.在...
考点9 电化学
考点 9 一、选择题 电化学 1.(2012·浙江高考·10)以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示 意图如下: 下列说法不正确的是 ( ) 2OH-+H2↑ A....
2015年高考汇编考点9 电化学
考点9 电化学 1.(2015·北京高考·12)在通风橱中进行下列实验: 步骤现象 Fe 表面产生大量无 色气泡,液面上方变 为红棕色 Fe 表面产生少量红 Fe、Cu 接触后...
考点9 电化学
考点 9 电化学一、选择题 1.(2014·浙江高考·5)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要 电池类型。NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在...
考点9 电化学
考点9 电化学_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档考点9 电化学_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。圆学子梦想 铸金...
考点9 电化学
考点 9 一、 选择题 电化学 1.(2011·福建高考·11)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇 的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以 LiOH 为...
2014化学高考题汇编考点9 电化学
考点9 电化学一、选择题 1.(2014·浙江高考·5)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要 电池类型。NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在充电...
2015年高考化学分类24个专题考点9 电化学
考点9 电化学 1.(2015·北京高考·12)在通风橱中进行下列实验: 步骤现象 Fe 表面产生大量无 色气泡,液面上方变 为红棕色 Fe 表面产生少量红 Fe、Cu 接触后...
更多相关标签:
电化学氧分析仪 | 电化学氧分析仪tgking | 电化学 | 电化学水处理亨祥宁 | 电化学工作站 | 电化学腐蚀 | 电化学阻抗谱 | 电化学传感器 |