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高考化学试题分类解析 ——电化学

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考点9 电化学

1.(2013·北京理综·7)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保的是 A.水中的钢闸门连接电源的负极 B.金属护拦表面涂漆 C.汽水底盘喷涂高分子膜 D.地下钢管连接镁块 【答案】A

【解析】A、钢闸门连接电源的负极,为电解池的阴极,被保护,属于外加电流的阴极保,故正确;BC、是金属表面覆盖保护层,隔绝空气,故错误D、 镁比铁活泼,构成原电池,铁为正极,被保护,是牺牲阳极的阴极保,故错误。

2.(2013·北京理综·9)用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是

A.a端是直流电源的负极 B.通电使CuCl2发生电离

C.阳极上发生的反应:Cu2++2e-=Cu

D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体 【答案】A 【解析】

A、由溶液中离子移动方向可知,U型管左侧电极是阴极,连接电 源的负极,a端是电源的负极,故正确;B、通电使CuCl2发生电解,不是电离,故错误;C、阳极发生氧化反应,Cl-在阳极放电2Cl--2e-=C12↑,故错误;D、Cl-发生氧化反应,在阳极放电生成C12,故D错误。

3.(2013·新课标卷Ⅱ·11)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是 A.电池反应中有NaCl生成

B.电池的总反应是金属钠还原三个铝离子

--

C.正极反应为:NiCl2+2e=Ni+2Cl

D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

-+

解析:考察原电池原理。负极是液体金属Na,电极反应式为:Na-e===Na;正极是Ni,电极反应式为NiCl2+2e=Ni+2Cl;总反应是2Na+NiCl2=2NaCl+Ni。所以A、C、D正确,B错误,选择B。 ks5u 4、(2013·天津化学·6)为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下:

电池: Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) =2PbSO4(s) + 2H2O(l) 电解池:2Al+3O2Al2O3+3H2 电解过程中,以下判断正确的是 A B C 电池 H+移向Pb电极 每消耗3molPb 正极:PbO2+4H++2e=Pb2++2H2O 电解池 H+移向Pb电极 生成2molAl2O3 阳极:2Al+3H2O-6e=Al2O3+6H+ -

D 【解析】该题考查原电池和电解池的基本知识。A选项H+离子在原电池中移向PbO2电极,错误。B选项每消耗3molPb,根据电子守恒生成lmolAl2O3,错误。C选项在原电池的正极电极反应是生成PbSO4,错误。D选项在原电池中Pb电极的质量由于生成PbSO4,质量增加,在电解池中,Pb阴极,质量不变,正确。

答案:D

5.(2013·安徽理综·10)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+Ca =====CaCl2+Li2SO4+Pb。 下列有关说法正确的是

- -

A. 正极反应式:Ca+2Cl- 2e===== CaCl2 B. 放电过程中,Li+向负极移动 C. 没转移0.1mol电子,理论上生成20.7Pb

D. 常温时,在正负极间接上电流表或检流计, 指针不偏转 10. 【答案】D

2【解析】A、正极发生还原反应,故为pbSO4+2e-=pb+SO4,错误;B、放电过程为原电

池,阳离子向正极移动,错误;C、每转移0.1mol电子,生成0.05molPb,为10.35g,错误;D常温下,电解质不能融化,不能形成原电池,故指针不偏转,正确。

【考点定位】考查化学基本理论,设计电极判断、电极反应方程式的书写、离子流动方向以及简单计算。

6.(2013·新课标卷I·10)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器漫入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是 A.处理过程中银器一直保持恒重

B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银

C.该过程中总反应为2Al + 3Ag2S = 6Ag + A12S3 D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 【考点】考查氧化还原和电化学知识。

【解析】A错,银器放在铝制容器中,由于铝的活泼性大于银,故铝为负极,失电子,银为正极,银表面的Ag2S得电子,析出单质银附着在银器的表面,故银器质量增加; C错,Al

2S3在溶液中不能存在,会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3; D错,黑色褪去是Ag2S转

化为Ag而不是AgCl,从化合价变化也可推断,S被氧化,Ag肯定被还原。 【答案】B ks5u

7.(2013·江苏化学·9)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是 A.Mg电极是该电池的正极

B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C.石墨电极附近溶液的pH增大 D.溶液中Cl-向正极移动 【参】C 【解析】本题是电化学基础的一条简单综合题,着力考查学生对原电池基础知识的理解能力。 A.组成的原电池的负极被氧化,镁为负极,而非正极。

B、C.双氧水作为氧化剂,在石墨上被还原变为水,溶液PH值增大。

D.溶液中Cl移动方向同外电路电子移动方向一致,应向负极方向移动。 8、(2013·浙江理综·11)电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。

———

已知:3I2+6OH==IO3+5I+3H2O 下列说法不正确的是

——

A.右侧发生的电极方程式:2H2O+2e==H2↑+2OH

B.电解结束时,右侧溶液中含有IO3

C.电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O======KIO3+3H2↑

D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学方程式不变

——

【解析】电解的电极反应为:阳极 2I—2e== I2 左侧溶液变蓝色

———

3I2+6OH==IO3+5I+3H2O 一段时间后,蓝色变浅

阴离子交换膜 向右侧移动

——

阴极 2H2O+2e==H2↑+2OH 右侧放出氢气 如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜:

——

电极反应为:阳极 2I—2e== I2 多余K+

通过阳离子交换膜迁移至阴极

——

阴极 2H2O+2e==H2↑+2OH 保证两边溶液呈电中性

9.(2013·海南化学·4)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为:

2AgCl+ Mg = Mg2++ 2Ag +2Cl-。有关该电池的说法正确的是 A.Mg为电池的正极

B.负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl- C.不能被KCl 溶液激活

D.可用于海上应急照明供电

[答案]D

[解析]:根据氧化还原判断,Mg为还原剂是负极、失电子,所以A、B都错,C是指电解质溶液可用KCl 溶液代替。

10.(2013·海南化学·12)下图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是 选项 A. B. C. D. [答案]D

[解析]:题意表明b、d没有气体逸出,所电解的盐溶液中金属元素,应该在金属活动顺序表中(H)以后,只有D符合题意。

11、(2013·广西理综·9)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O72+6Fe2+14H

X MgSO4 AgNO3 FeSO4 CuSO4 Y CuSO4 Pb(NO3)2 Al2 (SO4)3 AgNO3 2Cr3+6Fe3+7H2O,最后Cr3以

Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是 A.阳极反应为Fe-2e

Fe2 B.电解过程中溶液pH不会变化

C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D.电路中每转移12 mol电子,最多有1 mol Cr2O72被还原 【答案】B

【解析】根据电解原理,该电解法的阳极反应为Fe-2e

Fe2,阴极反应为2H++2e

++

222

H2↑,生成的亚铁离子被溶液中的Cr2O7氧化:Cr2O7+6Fe+14H

2Cr3+6Fe3

+7H2O,电路中每转移12 mol电子,最多有1 mol Cr2O72被还原。无论阴极消耗还是氧化

过程中,氢离子浓度减小,随着溶液中的酸性下降,Fe3的水解平衡右移,生成Fe(OH)3沉淀。

12.(2013·上海化学·8)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是 A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期

3+

B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e→Fe

-C.脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:2H2O+O2+4e→4OH

D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况) 【答案】D

【解析】根据题意铁作为电池负极(Fe-2e-=Fe2-) 碳作原电池正极(2H2O+O2+4e=4OH) 因此BC错误,脱氧过程是放热反应,A项错误,D项生成的Fe2-继续被O2氧化

13.(2013·北京理综·8)下列解释事实的方程式不准确的是 ...

A.用浓盐酸检验氨:NH3+HCl=NH4Cl B.碳酸钠溶液显碱性:CO2-3+H2OHCO-3+OH-

C.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:Fe-3e-=Fe3+

D.长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色固体:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 【答案】C

【解析】A、盐酸具有挥发性,挥发出的HCl与氨气反应生成氯化铵,冒白烟,故正确;B、碳酸钠是强碱弱酸盐,溶液中存在CO2-3水解平衡:CO2-3+H2OHCO-3+OH-,使溶液呈碱性,故正确;C、钢铁发生吸氧腐蚀,铁作负极被氧化,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故错误;D、石灰水与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙,故正确。

14.(2013·福建理综·11)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下:

下列说法不正确的是

A.该过程中CeO2没有消耗

B.该过程实现了太阳能向化学能的转化 C.右图中△H1=△H2+△H3

D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为 CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O 【知识点】盖斯定律,化学反应中的能量变化,电极反应式的书写 【答案】C

【解析】A 项,我们把两个反应相叠加就可以得到,所以CeO2 没有消耗;B 项,该反应实现了太阳能向化学能的转化;C 项,根据所给的关系可知△H3=-(△H2+△H1);D 项,碱性燃料电池的总反应为2CO+4OH—+O2—=2CO32—+2H2O, 负极反应是CO+4OH——2e—=CO32—+2H2O, 正极反应是O2+2H2O—4e—=4OH—。

15.[化学——选修2:化学与技术](15)(2013·新课标卷Ⅱ·36)

锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造图如图(a)所示。

回答下列问题:

(1) 普通锌锰电池放电时发生的主要反应为: Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH

① 该电池中,负极材料主要是________,电解质的主要成分是______,正极发生的主

要反应是_______ 。 ② 与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是

_______ 。

(2) 图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的

少量其他金属)。

(3)图(b)中产物的化学式分别为A_______,B________。

① 操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应后生成

紫色溶液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为

_______ 。

② 采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是

________。(填化学式)

参:

(1)①Zn;NH4Cl;

-+

MnO2+e+NH4===MnOOH+NH3

(2)碱性电池不容易发生电解质溶液泄漏,因为消耗的负极改装在电池的内部; 碱性电池使用寿命长,因为金属材料在碱性电解质比在酸性电解质的稳定性好; (3)ZnCl2; NH4Cl;

2--2-

①3MnO4+2CO2===2MnO4+MnO2+2CO3; ②H2;

\\16.(2013·新课标卷I·27)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2),导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源 (部分条件未给出)

回答下列问题:

⑴LiCoO2 中,Co元素的化合价为___________。

⑵写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_________________________________。 ⑶“酸浸”一般在80 oC下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式__________________;可用盐酸代替H2SO4和H2O2 的混合液,但缺点是_________。 ⑷写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_____________。

⑸充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式___________________。

= 6 \\* GB2 \\* MERGEFORMAT ⑹上述工艺中“放电处理”有利于锂在正极的回收。其原因是___________________________。在整个回收工艺中,可回收的金属化合物有_________________(填化学式)

【答案】(1)+3;(2)2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑

(4)CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑ (5)Li1-xCoO2+ LixC6= LiCoO2+6C

(6)Li+从负极脱出,经电解液向正极移动并进入正极材料中;Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4

17.(2013·山东理综·28)(12分)金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。 (1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3

(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2==4CuSO4+2 H2O,该反应的还原剂是 ,当1mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是

(3)右图为电解精炼银的示意图, (填a或b)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为

(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为 解析:解析:(1)NaCl与Al2O3冶炼需要用电解法,Fe2O3与Cu2S可以用热还原法,所以为b、d。

(2)在该反应中,Cu元素化合价由+1升高到+2,S元素由-2升高到+6,Cu2S做还原剂,当有1molO2参与反应转移的电子为4mol,由于Cu2+水解呈酸性,加入镁条时,镁与H+反应生成了氢气。

(3)电解精炼时,不纯金属做阳极,这里就是a极;b电极是阴极,发生还原反应,生成了红棕色气体是NO,遇空气氧化生成的NO2,电极反应:NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O。或NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O

(4)做电解质溶液,形成原电池。 答案:(1)bd

(2)Cu2S;4;氢气

(3)a;NO3-+3e-+4H+=NO↑+2H2O (4)做电解质溶液,形成原电池。ks5u

18.(2013·重庆理综·29)(14分)化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中盐的污染。

⑴催化反硝化法中,H2能将NO3还原为N2。25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。

①N2的结构式为

②上述反应的离子方程式为,其平均反应速率υ(NO3)为 mol·L1/min

③还原过程中可生成中间产物NO2,写出3种促进NO2水解的方法

⑵电化学降解NO3的原理如题29图所示。

①电源正极为 (填A或B),阴极反应式为

②若电解过程中转移了2mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为 克

解析:以环境保护为背景考察化学理论,是平衡理论和电化学理论的综合。 (1)氮气的结构式为:N≡N,根据产物分析首先要书写催化反硝化法方程式: 2NO3+5H2

N2+2OH+4H2O,然后才能计算反应速率,根据PH值,

C(OH)=0.01mol·L1,υ(NO3)=0.01/10=0.001 mol·L1/min 根据NO2+H2O

HNO2+OH要促使平衡正向移动,可以加酸、加水或升高温度等方法。

(2)要实现2NO3+6H2O+10e=N2↑+12OH;该反应应该阴极中进行,Ag不能作阳极,否则会失去电子,所以Pt是阳极,A是正极;Ag—Pt是阴极,在阳极的反应式为:2H2O-4e===4H+O2↑;两级的质量差实际上阳极消耗水的质量和阴极析出N2的质量之差和质子交换膜进入H的质量之差,根据电子守恒原理,H2O—2e;N2—10H—10e;左边是阳极,减重18g,右边减重5.6g—2g=3.6g,Δm左-Δm右=18g.-3.6g=14.4g. 参:

⑴①N≡N ②2NO3+5H2 ③加酸,升高温度,加水

⑵①A,2NO3+6H2O+10e=N2↑+12OH ②14.4

N2+2OH+4H2O,0.001

不很明显的电化学(综合考查)

1.(2013·江苏化学·11)下列有关说法正确的是

A.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的△H<0 B.电解法精炼铜时,以粗铜作阴极,纯铜作阳极

c(CH3COOH)

C.CH3COOH 溶液加水稀释后,溶液中c(CH3COO-) 的值减小

D.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2 固体,CO32-水解程度减小,溶液的pH 减小 【参】AC

【解析】本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题,着力考查学生对用熵变焓变判断反应方向,水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。

A.本反应前后气体变固体,熵变小于零,只有在焓变小于零时自发。内容来源于《选修四》P34-P36中化学方向的判断。

B.精炼铜时,粗铜铜作阳极,被氧化,纯铜作阴极,被还原。内容来源于《选修四》P81。 C.越稀越电离,醋酸与醋酸根离子浓度比减小。内容来源于《选修四》P41。

D.Na2CO3溶液加少量Ca(OH)2固体,抑制碳酸根离子水解,但pH值随着Ca(OH)2固体的加入而增大。 2、(2013·浙江理综·7)下列说法不正确的是 A.多孔碳可用氢氧燃料电池的电极材料 B.pH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断

C.科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素,该As元素最有可能取代了普通DNA

链中的P元素

D.CH3CH—CH2和CO2反应生成可降解聚合物[ O—CHCH2—O—C ]n,该反应符合绿 O CH3 O 色化学的原则

【解析】A选项:氢氧燃料电池要求电极必须多孔具有很强的吸附能力,并具一定的催化作用,同时增大气固的接触面积,提高反应速率。C选项:As和P同主族。甲基环氧乙烷与二氧化碳在一定条件下反应生成聚碳酸酯,原子利用率达到100%,生成的聚碳酸酯易降解生成无毒无害物质,所以此反应符合绿色化学原则。B选项:pH计可用于酸碱中和滴定终点的判断。

3.(15分)(2013·新课标卷I·28)ks5u

二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,由合成气(组成为H2、CO、和少量CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下四个反应: ①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g) △H1=-90.1 kJ·mol-1 ②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0 kJ·mol-1 水煤气变换反应:

③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1 kJ·mol-1 二甲醚合成反应:

④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=-24.5 kJ·mol-1

⑴Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 (以化学方程式表示) ⑵分析二甲醚合成反应④对于CO转化率的影响 。

⑶由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。 ⑷有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3),压强为5.0MPa的条件下由H2和CO直接制备二甲醚,结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是____________。

⑸二甲醚直接燃料电池具有启动快,效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池(5.93kW·h·kg-1),若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______________。

一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生___________个电子的电量;该电池理论输出电压1.20V,能量密度E=_____(列式计算,能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW·h=3.6×105J )

【答案】(1)Al2O3(铝土矿)+2NaOH=2NaAlO2+H2O;NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓;

(2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应①平衡向右移,CO转化率增大,生成的H2O通过水煤气反应消耗部分CO

(3)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-204.7kJ/mol;该反应分子数减小,压强升高平衡右移,CO和H2的转化率增大,CH3OCH3产率增加,压强升高使CO和H2的浓度增加,反应速率增大。

4.(2013·广东理综·33)(17分)

化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升科学素养。 (1) 在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。

① 列收集Cl2的正确装置时 。

②将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 。

③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:取少量新制氯水和CCl4于试管中, 。 (2) 能量之间可以相互转化:点解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将

化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。

限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。 ① 完成原电池的装置示意图(见图15),并作相应标注。 要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。

② 铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时

间后,可观察到负极 。

③ 甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ,其原因是 。

(3)根据牺牲阳极的阴极保原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中应选 作阳极。

33、解析:(1)Cl2是有刺激性气味、密度比空气大、有毒的黄绿色气体,在制备和收集Cl2时必须有尾气吸收装置。A没有排气管不能用于收集气体;B用于收集密度比空气小的气体;C用以收集密度比空气大的气体,且有尾气吸收装置;D吸收氯气不能收集。氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸为弱酸部分电离,所以有氧化性的含氯粒子是Cl2、HClO

和ClO。比较Cl2和Br2的氧化性,可以利用置换反应。所以其具体操作是:取少量新制氯水和CCl4于试管中,用胶头滴管向试管中滴加NaBr溶液,振荡静置,溶液下层呈橙色。(2)由题给试剂,结合原电池的形成条件可知可以组合的原电池可以是:锌铜、锌铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动方向可知左边为负极(活泼金属)、右边为正极(不活泼金属),则组装的原电池可以如下:

由所给的电极材料可知,当铜片做电极时,铜片一定是正极,则负极是活泼的金属(失电子发生氧化反应),反应的现象是电极逐渐溶解。以Zn和Cu做电极为例,如果不用盐桥则Zn与CuSO4反应,置换出的Cu附着在Zn表面,阻碍了Zn与CuSO4的接触,不能提供稳定电流。(3)根据牺牲阳极的阴极保,可知被保护的金属作阴极,即Zn作为阳极。

答案:(1)C;Cl2、HClO和ClO;取少量新制氯水和CCl4于试管中,用胶头滴管向试管中滴加NaBr溶液,振荡静置,溶液下层呈橙色(2)(装置图如下);电极逐渐溶解;甲;可以避免活泼金属如Zn和CuSO4的接触,从而提供稳定电流(3)Zn

命题意图:化学实验、元素化合物与化学反应原理

5.(2013·福建理综·23)(16分)

利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既廉价又环保。 (1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气

①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质量数之和为27,则R的原子结构示意图为_________

②常温下,不能与M单质发生反应的是_________(填序号) a.CuSO4溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸 d.NaOH e.Na2CO3固体

(2)利用H2S废气制取氢气来的方法有多种 ①高温热分解法

已知:H2S(g)==H2+1/2S2(g) ks5u 在恒温密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L-1测定H2S的转化率,结果见右图。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=________;说明温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:___________ ②电化学法

该法制氢过程的示意图如右。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是

___________;反应池中发生反应的化学方程式为_____________________。反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为_______________________。 【知识点】物质结构和元素周期律,元素化合物性质,化学平衡常数以及电化学反应等知识。 【答案】

(1)① ②b、e

(2)①温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短(或其他合理条件)

②增大反应物接触面积,使反应更充分

【解析】(1)①根据

可知M、R 的化合价分别是+3、+4 价,

再结合二者的质子数之和为27,可推知X是Al、Y是Si,则Si 的原子结构示意图为

②Al 和Fe2O3 发生铝热反应的条件是高温,也不和Na2CO3 固体反应;(2)根据图像可知,985℃ 时,H2S的平衡转化率为40%,我们根据三段式计算出化学平衡常数:

由图可知,当温度升高时,达到平衡的时间缩短了,也就是说升高温度加快了化学反应速率;②采用气、液逆流的方式进行,其目的是增大了气、液的接触面积,增大了化学反应速率,使反应更容易进行。根据反应池的结构,可知:参加反应的物质是H2S和2FeCl3 ,生成物是S 单质,说此反应为氧化还原反应,所以生成的物质还有FeCl2,即方程式为

从反应池流出的溶液中含有Fe2+ ,经过电解池也

变回了Fe3+ ,同时还有H2 生成,故电解反应方程式为

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