专题十一电化学
原电池原理及其应用
1.(2013年新课标全国理综Ⅱ,11,6分)“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体制作的陶瓷管相隔。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价铝离子
C.正极反应为:NiCl 2+2e-Ni+2Cl-
D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
解析:由该电池的正、负极材料可知,电池反应式为NiCl 2+2Na Ni+2NaCl,因此A正确,B错误;正极为NiCl2,电极反应式为NiCl 2+2e-Ni+2Cl-,C正确;电池工作时,Na+通过钠离子导体由负极移向正极,D正确。
答案:B
2. (2013年安徽理综,10,6分)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:PbSO 4+2LiCl+Ca CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是( )
A.正极反应式:Ca+2Cl-- 2e-CaCl 2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 gPb
D.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转
解析:正极上应是PbSO4发生还原反应,生成Pb,A项错误;放电过程中Li+向正极移动,B项错误;由电池总反应式可知,每转移0.1 mol电子,理论上生成0.05 mol Pb,质量为10.35 g,C项错误;常温下,电解质不是熔融态,离子不能自由移动,不能导电,因此连接电流表或检流计,指针不偏转,D项正确。
答案:D
3.(2013年江苏化学,1,2分)燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是( )
A.甲醇
B.天然气
C.液化石油气
D.氢气
解析:氢气作为燃料,反应产物只生成水,对环境无任何污染及影响,故D项最环保。
答案:D
4. (2013年江苏化学,9,2分)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,示意图如图所示。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
解析:该电池总反应为Mg+H 2O2Mg(OH)2;
负极反应为Mg-2e-Mg2+,即Mg作负极,A项错误;
正极反应为H 2O2+2e-2OH-,H2O2发生还原反应生成OH-,故B项错误、C项正确;原电池中阴离子Cl-移向负极,D 项错误。
答案:C
5.(2013年上海化学,8,3分)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( D )
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e-Fe3+
C.脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应为:2H 2O+O2+4e-4OH-
D.含有1.12 g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)
解析:脱氧过程是放热的,A项错误;脱氧过程中铁作负极,发生反应:Fe-2e-Fe2+,碳作正极,发生反
应:O 2+2H2O+4e-4OH-,B、C项错误;由电池总反应及后续反
应:2Fe+O 2+2H2O2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,可知:4Fe～3O2,则1.12 g铁粉,即0.02 mol铁粉
最多可吸收标准状况下O2为:0.02 mol
4
×3×22.4 L·mol-1×1 000 mL·L-1=336 mL,D项正确。
6.(2013年新课标全国理综Ⅰ,10,6分)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,再将变黑的银器浸入该溶液中,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+3Ag 2S6Ag+Al2S3
D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
解析:由题干信息知,银器的这一处理过程运用了原电池原理。其中银器作正极,铝质容器为负极,食盐溶液为电解质溶液,负极反应式为:2Al-6e-2Al3+,正极反应式为:3Ag 2S+6e-6Ag+3S2-,由此可知,B项正确,A、D 项错误,又因Al3+与S2-可以相互促进水解,则原电池的总反应方程式为:3Ag2S+2Al+6H2O 6Ag+2Al(OH)
3+3H2S↑,故C项错误。
答案:B
7.(2012年四川理综,11,6分)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应
为:CH 3CH2OH-4e-+H2O CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是( )
A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动
B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C.电池反应的化学方程式为:CH 3CH2OH+O2CH3COOH+H2O
D.正极上发生的反应为:O 2+4e-+2H2O4OH-
解析:由负极的反应式可知,该电池应该是CH3CH2OH被氧化为CH3COOH的过程,所以总反应式为C选项的方程式。再由总反应式-负极反应式=正极反应式,则正极反应式为:O 2+4e-+4H+2H2O,电池负极生成H+,正极消耗H+,溶液中H+向正极移动,A错;从正极电极反应看,有0.4 mol电子转移,消耗O20.1 mol,标准状况下体积为2.24 L,B 错。
答案:C
8.(2012年北京理综,12,6分)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是( )
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生
C.催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强
D.催化剂b表面的反应是CO 2+2H++2e-HCOOH
解析:由题意知,这是太阳能电池,是太阳能引发原电池反应,形成电能,再转化为化学能,A项正确;由e-转移方
向判断a为负极,b为正极。CO2和水生成HCOOH的化学方程式为:,负极a反应
为:2H 2O-4e-4H++O2↑,B项正确,C项错;正极b反应为:2CO2+4H++4e-2HCOOH,D项正确。
答案:C
9.(2011年福建理综,11,6分)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为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH-向正极移动
D.总反应为:2Li+2H 2O2LiOH+H2↑
解析:Li和H 2O反应,H2O是氧化剂,A项正确;放电时正极反应为2H2O+2e-2OH-+H2↑,B项正确;放电时OH-移向负极,C项错误;参照Na与水的反应,D项正确。
答案:C
10.(2011年安徽理综,12,6分)研究人员最近发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:
5MnO 2+2Ag+2NaCl Na2Mn5O10+2AgCl
下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )
A.正极反应式:Ag+Cl--e-AgCl
B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C.Na+不断向“水”电池的负极移动
D.AgCl是还原产物
解析:正极为电子流入的一极,元素的原子得电子被还原,化合价降低,因此Ag为负极,MnO2为正极,A错;每生成1 mol Na2Mn5O10,同时有2 mol Ag发生反应,转移2 mol电子,B正确;Na+向电池正极移动,C错,AgCl是氧化产物,D错。
答案:B
11.(2010年新课标全国理综,12,6分)根据如图,可判断出下列离子方程式中错误的是( )
A.2Ag(s)+Cd2+(aq)2Ag+(aq)+Cd(s)
B.Co2+(aq)+Cd(s)Co(s)+Cd2+(aq)
C.2Ag+(aq)+Cd(s)2Ag(s)+Cd2+(aq)
D.2Ag+(aq)+Co(s)2Ag(s)+Co2+(aq)
解析:结合两装置可以判断活泼性:Cd>Co>Ag,根据金属单质间的置换规律可知A错。
答案:A
12.(2010年浙江理综,9,6分)Li Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式
为:2Li++FeS+2e-Li 2S+Fe。有关该电池的下列说法中,正确的是( )
A.Li Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B.该电池的电池反应式为:2Li+FeS Li 2S+Fe
C.负极的电极反应式为:Al-3e-Al3+
D.充电时,阴极发生的电极反应式为:Li 2S+Fe-2e-2Li++FeS
解析:在Li Al/FeS电池中,负极材料为Li Al,该材料中Li以游离态存在,0价,故A错;负极反应式为
2Li-2e-2Li+,C错;已知正极反应式为2Li++FeS+2e-Li 2S+Fe,则总反应为2Li+FeS Li2S+Fe,故B对;充电时,阴极反应为Li 2S+2e-2Li+S2-,故D错。
答案:B
13.(2010年安徽理综,11,6分)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图,电池总反应可表示为:2H 2+O22H2O,下列有关说法正确的是( )
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为:O 2+2H2O+4e-4OH-
C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2
D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
解析:原电池反应中,正极上发生还原反应,负极上发生氧化反应,电子从负极流向正极,H2发生氧化反应,a极为负极,b极为正极,酸性条件下不出现OH-,则负极反应:2H 2-4e-4H+,正极反应:O2+4H++4e-2H2O,故A、B 项错误;该反应中转移0.1 mol电子,消耗标准状况下1.12 L H2,C项未指明标准状况,错误;H+移向正极,D正确。
答案:D
14.(2013年新课标全国理综Ⅱ,36,15分)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+2NH 4Cl+2MnO 2
Zn(NH 3)2Cl 2+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)。
①图(b)中产物的化学式分别为A ,B 。 ②操作a 中得到熔块的主要成分是K 2MnO 4。操作b 中,绿色的K 2MnO 4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 。
③采用惰性电极电解K 2MnO 4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)。
解析:(1)①由普通锌锰电池放电发生的主要反应可知,Zn 作负极,电解质的主要成分为NH 4Cl,正极反应为
MnO 2+N 26H +
+e
-
MnOOH+NH 3。②碱性锌锰电池的负极在电池的内部,不易发生因负极的消耗而使电解质泄漏;
由于金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中稳定,故碱性锌锰电池使用寿命较长。(2)黑色固体混合物中溶于水的物质有NH 4Cl 、Zn(NH 3)2Cl 2,不溶于水的物质有MnO 2、MnOOH,因此滤液中含Zn(NH 3)2Cl 2、NH 4Cl,加盐酸后生成ZnCl 2和NH 4Cl,故得到的化合物A 是ZnCl 2,B 是NH 4Cl;由操作b 的现象可推知,K 2MnO 4在溶液中发生歧化反应生成KMnO 4和MnO 2;用惰性电极电解K 2MnO 4溶液时,阴极是H +
得电子,生成H 2。
答案:(1)①Zn NH 4Cl MnO 2+N 26H ++e
-
MnOOH+NH 3 ②碱性电池不易发生电解质的泄漏,因为消耗的负极改
装在电池的内部;碱性电池使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高(答对一条即可,其他合理答案也给分)
(2)①ZnCl 2 NH 4Cl ②3Mn 24O -+2CO 2
2Mn 4O -+MnO 2↓+2C 23O -
③H 2
15.(2013年新课标全国理综Ⅰ,27,15分)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(LiCoO 2),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
-
Li x C 6。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:
(1)LiCoO 2中,Co 元素的化合价为 。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 。
(3)“酸浸”一般在80 ℃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H 2SO 4和H 2O 2的混合液,但缺点是 。 (4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 。 (5)充放电过程中,发生LiCoO 2与Li 1-x CoO 2之间的转化,写出放电时电池反应方程式 。
(6)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,可回收到的金属化合物有 (填化学式)。
解析:(1)已知在LiCoO 2中Li 为+1价,O 为-2价,依据化合物中元素化合价代数和为零原则,可算得Co 的化合
价为+3价。
(2)在正极碱浸的条件下,正极材料中的铝箔和氢氧化钠溶液发生反应:2Al+2OH -
+6H 2O 2Al(OH)-
+3H 2↑。
(3)酸浸是在80 ℃下进行,H 2O 2会发生分解,2H 2O 22H 2O+O 2↑;另外H 2O 2具有还原性,+3价的Co 可以将H 2O 2氧
化,反应为2LiCoO 2+3H 2SO 4+H 2O 2Li 2SO 4+2CoSO 4+O 2↑+4H 2O;若用盐酸代替H 2SO 4和H 2O 2,在反应过程中盐酸被氧
化,生成氯气,会污染环境。
(4)在CoSO 4溶液中加入NH 4HCO 3,然后过滤得到CoCO 3,说明沉淀钴过程中生成碳酸钴沉淀,同时HC 3O -
在转化为
CoCO 3的过程中,会电离出H +
,因此还会有CO 2和水生成,反应方程式为CoSO 4+2NH 4HCO 3CoCO 3↓
+(NH 4)2SO 4+H 2O+CO 2↑。 (5)充电时,阴极反应为6C+xLi +
+xe -
Li x C 6,则放电时,负极反应式为Li x C 6-xe
-
6C+xLi +
,该反应中C 的化
合价升高,属于氧化反应,则另一极发生还原反应,应是Li 1-x CoO 2转化为LiCoO 2的过程,其电极反应式
为:Li 1-x CoO 2+xLi
+
LiCoO 2。此时电池反应方程式为:Li 1-x CoO 2+Li x C 6
LiCoO 2+6C 。
(6)放电时Li +
从负极流出,并向正极移动,正极上便富集了锂,由流程图可得可回收的金属化合物有Al(OH)3、Li 2SO 4、CoCO 3。 答案:(1)+3 (2)2Al+2OH -
+6H 2O
2Al(OH)4-+3H 2↑
(3)2LiCoO 2+3H 2SO 4+H 2O 2Li 2SO 4+2CoSO 4+O 2↑+4H 2O 、2H 2O 2
2H 2O+O 2↑ 有氯气生成,污染较大
(4)CoSO 4+2NH 4HCO 3CoCO 3↓+(NH 4)2SO 4+H 2O+CO 2↑ (5)Li 1-x CoO 2+Li x C 6
LiCoO 2+6C
(6)Li +
从负极流出,经电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO 3、Li 2SO 4
16.(2011年四川理综,29,14分)开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS 2)燃烧产生的SO 2通过下列碘循环工艺过程既能制H 2SO 4,又能制H 2。
请回答下列问题:
(1)已知1 g FeS 2完全燃烧放出7.1 kJ 热量,FeS 2燃烧反应的热化学方程式为 。
(2)该循环工艺过程的总反应方程式为。
(3)用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是
。(4)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:
NiO(OH)+MH Ni(OH)2+M
①电池放电时,负极的电极反应式为。
②放电完成时,Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为。
解析:(1)FeS2完全燃烧生成Fe2O3和SO2,因为1 g FeS2燃烧放出7.1 kJ热量,则1 mol FeS2燃烧放出852 kJ 热量,故FeS2燃烧反应的热化学方程式为:4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g) ΔH=-3 408 kJ·mol-1。
(2)该循环工艺中,反应物为SO 2和H2O,产物为H2SO4和H2,故总反应方程式为:2H2O+SO2H2SO4+H2。
(3)在HI分解反应中:2HI(g)H2(g)+I2(g),从平衡移动原理分析,减少H2的量,上述平衡正向移动,HI的分解率增大。
(4)①分析充、放电总反应式:NiO(OH)+MH Ni(OH)2+M。则电池放电时,负极上发生氧化反应:MH失去电子生
成M、H+,在碱性环境中H+与OH-结合生成H 2O:MH+OH--e-M+H2O。
②电池继续充电时,O 2在另一电极上被消耗,则该电极反应式为:O2+2H2O+4e-4OH-。
答案:(1)4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)
ΔH=-3 408 kJ·mol-1
(2)2H 2O+SO2H2SO4+H2
(3)减少H2的量,使HI分解平衡正向移动,提高HI的分解率
(4)①MH+OH--e-M+H 2O
②O 2+2H2O+4e-4OH-
电解原理及应用
1.(2013年北京理综,9,6分) 用石墨电极电解CuCl2溶液(如图所示)。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
解析:电解池中,电解质阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,阴极与电源负极相连,A正确;CuCl2溶液中CuCl2因为溶于水发生电离与通电无关,B错误;石墨阳极,Cl-放电发生氧化反应,2Cl--2e-Cl 2↑,可观察到逸出的黄绿色气体;阴极,Cu2+放电析出铜,C错误,D错误。
答案:A
2.(2013年天津理综,6,6分)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。反应原理如下: 电池:Pb(s)+PbO
2(s)+2H 2SO 4(aq)2PbSO 4(s)+2H 2O(l)
电解池:2Al+3H 2O
Al 2O 3+3H 2↑
电解过程中,以下判断正确的是( )
Pb Al
解析:原电池中阳离子移向正极,即H +
移向PbO 2极,电解池中,阳离子移向阴极,即H +
移向Pb 极,A 错误;根据电子守恒,电池中每消耗3 mol Pb,则在电解池中生成1 mol Al 2O 3,B 错误;电池中正极反应为
PbO
2+2e -+4H +
+S 24
O -
PbSO 4+2H 2O,C 错误;电池中Pb 失电子转化为难溶的PbSO 4,所以Pb 电极质量增加,电解
池中Pb 作阴极,不参与电极反应,因此质量不变,D 正确。 答案:D
3.(2013年浙江理综,11,6分)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:3I 2+6OH
-
I 3O -
+5I -+3H 2O,下列说法不正确的是( )
A.右侧发生的电极反应式:2H 2O+2e
-
H 2↑+2OH -
B.电解结束时,右侧溶液中含有I 3
O -
C.电解槽内发生反应的总化学方程式:KI+3H 2O KIO 3+3H 2↑
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反应不变
解析:电解的电极反应为:阳极2I --2e
-
I 2,由于左侧溶液变蓝色,所以左侧为阳极,则右侧为阴极,而又由题
意知,阳极生成的I 2又可以发生反应3I 2+6OH
-
I 3O -+5I -
+3H 2O,则一段时间后,蓝色变浅;阴极2H 2O+2e
-
H 2
↑+2OH -,右侧放出氢气,则A 正确;把阴、阳两极反应式相加即得总反应式,C 正确;由于题给条件是阴离子交换
膜,则阴离子可以通过,所以右侧产生的OH -
穿过膜到达左侧,与阳极生成的I 2反应,生成I -
和I 3O -
,而阴离子
I 3O -可穿过膜到右侧,B 正确;如果把阴离子交换膜换成阳离子交换膜,则只允许阳离子通过,右侧OH -
无法到达
左侧与I 2反应,所以总化学反应要改变,D 错误。 答案:D
4.(2012年福建理综,9,6分)将如图所示实验装置的K 闭合,下列判断正确的是( )
A.Cu 电极上发生还原反应
B.电子沿Zn →a →b →Cu 路径流动
C.片刻后甲池中c(S 24O -
)增大
D.片刻后可观察到滤纸b 点变红色
解析:在盐桥存在的情况下,甲、乙可组成原电池,以此为电源,可电解滤纸上浸有的Na 2SO 4溶液。Cu 为原电池正极,发生还原反应,A 正确;电子由Zn 沿导线流向a,在a 上将电子传递给H +
,在b 上OH -
失电子,然后电子由b
流向Cu,a,b 之间无电子流动,B 错误;甲池中S 24O -浓度不变,C 错误;滤纸b 点应为电解池阳极,OH -失电子生成
O 2,使得c(H +
)>c(OH -
),b 电极附近显酸性,遇酚酞不变红色,D 错误。
答案:A
5.(2012年安徽理综,11,6分)某兴趣小组设计如图微型实验装置。实验时,先断开K 2,闭合K 1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K 1,闭合K 2,发现电流表A 指针偏转。下列有关描述正确的是( )
A.断开K 2,闭合K 1时,总反应的离子方程式为: 2H +
+2Cl
-
Cl 2↑+H 2↑
B.断开K 2,闭合K 1时,石墨电极附近溶液变红
C.断开K 1,闭合K 2时,铜电极上的电极反应式为: Cl 2+2e
-
2Cl -
D.断开K 1,闭合K 2时,石墨电极作正极
解析:断开K 2,闭合K 1时,装置为电解池;因为两极均有气泡产生,说明铜电极为阴极,其电极反应是:2H +
+2e
-H 2↑,铜电极附近溶液变红;总反应的离子方程式应为:2Cl -+2H 2O
2OH -
+H 2↑+Cl 2↑,故A 、B 均
错误。断开K 1,闭合K 2时,装置为原电池,铜为负极,石墨为正极,发生吸氧腐蚀,故铜电极反应为Cu-2e -
Cu 2+
,
石墨电极反应为:O 2+2H 2O+4e -
4OH -
,故C 错误,D 正确。
答案:D
6.(2012年浙江理综,10,6分)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( ) A.在阴极室,发生的电极反应为:2H 2O+2e -
2OH -+H 2↑
B.在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区H +
浓度增大,使平衡2Cr 24O -+2H +
Cr 227O -
+H 2O
向右移动
C.该制备过程中总反应的化学方程式为4K 2CrO 4+4H 2O
2K 2Cr 2O 7+4KOH+2H 2↑+O 2↑
D.测定阳极液中K 和Cr 的含量,若K 与Cr 的物质的量之比(n K /n Cr )为d,则此时铬酸钾的转化率为1-
2
d
解析:阴极室阳离子有K+、H+,H+得电子生成H2,A正确;阳极室是OH-失电子,造成H+浓度增大,平衡右移,Cr22
7
O-浓度增大,溶液显橙色,B正确;根据两电极反应和平衡移动,C正确;设平衡后K2CrO4、K2Cr2O7物质的量分别为x、
y,则22
2
x y
x y
+
+
=d,
y
x
=
2
22
d
d
-
-
,铬酸钾转化率:
2
2
y
x y
+
=
2
2
x
y
+
=2-d,D错。
答案:D
7.(2011年大纲全国理综,10,6分)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的( )
A.CuSO4
B.H2O
C.CuO
D.CuSO4·5H2O
解析:电解中阳极产生O2,阴极产生Cu,使其恢复到起始状态原则为出什么加什么,因此需加入CuO,故选C。
答案:C
8.(2011年新课标全国理综,11,6分)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:
Fe+Ni 2O3+3H2O Fe(OH)2+2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是( )
A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe
B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-Fe(OH)2
C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-Ni2O3+3H2O
解析:由总反应知,得电子的为正极(Ni2O3),失电子的为负极(Fe),A项正确;由总反应知介质为碱性溶液,负极反应为Fe-2e-+2OH-Fe(OH)2,B项正确;电池充电时阴极反应Fe(OH)2+2e-Fe+2OH-,pH会增大,C项错误;电池充电时Ni(OH)2作阳极,失电子变为Ni2O3,D项正确。
答案:C
9.(2013年山东理综,28,12分)金属冶炼与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(Cu 2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O24CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是。当1 mol 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)如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产生,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),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的
作用是。
解析:(1)根据金属活动性顺序,活动性较强金属Na、Al冶炼用电解法;(2)反应物Cu2S中,Cu、S元素化合价+1、-2价变为生成物CuSO4中+2、+6价,Cu2S为还原剂,O2中O元素由0价降为-2价,O2是氧化剂,1 mol O2发生反应得到4 mol电子,还原剂Cu2S必然失去4 mol电子;CuSO4溶液中Cu2+水解显酸性,加入镁条反应生成H2;(3)电解精炼银时,粗银作阳极,与电源正极相连,若与电源负极相连的阴极b电极有红棕色NO2气体产生,只能是
N
3
O-+2H++e-NO2+H2O。
(4)银器浸入盛有食盐水的铝质容器里形成原电池,食盐水的作用是形成原电池的条件之一,做电解质溶液。 答案:(1)b 、d (2)Cu 2S 4 H 2
(3)a N 3O -
+2H +
+e
-
NO 2+H 2O
(4)做电解质溶液(或导电)
10.(2013年重庆理综,11,14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硝酸盐的污染。
(1) 催化反硝化法中,H 2能将N 3O -还原为N 2。25 ℃时,反应进行10 min,溶液的pH 由7变为12。
①N 2的结构式
为 。
②上述反应离子方程式为 ,
其平均反应速率v(N 3O -)为 mol ·L -1
·min -1
。
③还原过程中可生成中间产物N 2O -,写出3种促进N 2O -水解的方法 。
(2)电化学降解N 3O -的原理如图所示。
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2 mol 电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm 左-Δm 右)为 g 。
解析:(1)①N 2分子中含共价三键,结构式为
;②由溶液的pH 变化可知H 2与N 3O -
反应的另一产物为OH -
,再由电子守恒和质量守恒得:5H 2+2N 3
O
-N 2+2OH -+4H 2O,v(N 3O -)=v(OH -
)=
2-17-110mol L 10mol L 10min
--?-?=0.001 mol ·L -1·min -1
;③由N 2O -+H 2O
HNO 2+OH -
和水解原理知,加热、加水稀释、
加酸降低溶液的pH 均可促进N 2O -的水解。
(2)①由图知N 3O -得电子转化为N 2,故B 为负极,则A 为正极,阴极的电极反应式为:2N 3O -+6H 2O+10e
-
N 2↑+12OH -,由电极反应式可知,通过2 mol 电子,溶液减少的质量为5.6 g(N 2),同时有2 mol H +
通过质子交换膜进入右侧,故右侧溶液减少3.6 g 。②正极发生的反应为4OH --4e
-
O 2↑+2H 2O,每通过2 mol 电子,生成16 g
O 2,同时有2 mol H +
通过质子交换膜进入右侧,使左侧溶液质量减少18 g,故两侧溶液减少的质量差为14.4 g 。 答案:(1)①
②2N 3O -
+5H 2
N 2+2OH -
+4H 2O 0.001 ③加酸,升高温度,加水
(2)①A 2N 3O -
+6H 2O+10e
-N 2↑+12OH -
②14.4
11.(2012年重庆理综,29,14分)尿素[CO(NH 2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
(1)工业上尿素由CO 2和NH 3在一定条件下合成,其反应方程式为 。
(2)当氨碳比
()()
32NH CO n n =4时,CO 2的转化率随时间的变化关系如图1所示。
①A点的逆反应速率v逆(CO2) B点的正反应速率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②NH3的平衡转化率为。
(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图2。
①电源的负极为(填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为、。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为g(忽略气体的溶解)。
解析:(1)根据原子守恒可写出反应方程式:
CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。
(2)由图像可知A点时反应仍向正向进行,所以A点v逆(CO2)小于B点v正(CO2)。
根据反应:
CO2+ 2NH3CO(NH2)2+H2O
起始量 1 mol 4 mol
转化量0.6 mol 1.2 mol
所以NH3的平衡转化率为:1.2mol
4mol
×100%=30%。
(3)左侧由2Cl-→Cl 2发生氧化反应,连电源正极,所以电源负极为B。阳极首先发生反应:2Cl--2e-Cl2↑。生成Cl 2将尿素氧化:CO(NH2)2+3Cl2+H2O N2+CO2+6HCl。
阴极区发生反应为:2H++2e-H 2↑,但由质子交换膜可知阳极生成H+向阴极移动,最终使阴极室溶液的pH不变。根据CO(NH 2)2+3Cl2+H2O N2+CO2+6HCl,可知,当有3 mol Cl2参加反应时,阳极上生成2 mol气体,阴极上生成3 mol H2。即:共生成5 mol气体,13.44 L(标准状况)混合气体为0.6 mol。推出参加反应的Cl2为0.36 mol。由:CO(NH2)2～3Cl2,知n[CO(NH2)2]=0.12 mol,m[CO(NH2)2]=0.12 mol×60 g/mol=7.2 g。
答案:(1)2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O
(2)①小于②30%
(3)①B
②2Cl--2e-Cl 2↑
CO(NH 2)2+3Cl2+H2O N2+CO2+6HCl
③不变7.2
12.(2010年大纲全国理综Ⅱ,29,15分)如图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.8～8.0,酸色—红色,碱色—黄色)
回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是(填编号);
①A管溶液由红变黄;
②B管溶液由红变黄;
③A管溶液不变色;
④B管溶液不变色;
(2)写出A管中发生反应的反应式: ;
(3)写出B管中发生反应的反应式: ;
(4)检验a管中气体的方法是;
(5)检验b管中气体的方法是;
(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是。
解析:A与电源负极相连,为阴极,B与电源正极相连,为阳极,溶液中H+、OH-分别在A、B两极上放电,反应式为: A极:2H++2e-H 2↑(或2H2O+2e-2OH-+H2↑)
B极:4OH--4e-O 2↑+2H2O
则A极附近会产生OH-(水电离出来的),B极附近会产生H+(水电离出来的),所以A管溶液由红变黄,B管溶液不变色;同时Mg2+向A极移动,与产生的OH-生成Mg(OH)2沉淀,S2
O 向阳极(B极)移动,相当于生成H2SO4,当把电
4
解液倒入烧杯中时,H2SO4与Mg(OH)2混合,Mg(OH)2会溶解。
答案:(1)①④
(2)2H++2e-H 2↑(或2H2O+2e-2OH-+H2↑),
Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
(3)4OH--4e-2H 2O+O2↑(写2H2O-4e-4H++O2↑也可)
(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰
(5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃
(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)
金属的腐蚀与防护
1.(2013年北京理综,7,6分)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )
A.水中的钢闸门连接电源的负极
B.金属护栏表面涂漆
C.汽车底盘喷涂高分子膜
D.地下钢管连接镁块
解析:水中的钢闸门连接电源的负极,为阴极,从而得以保护,A正确;金属护栏表面涂漆是隔绝金属护栏与空气接触,减缓金属护栏的腐蚀,B错误;汽车底盘喷涂高分子膜也是隔绝与空气的接触,C错误;地下钢管连接镁块,形成了原电池,属于牺牲阳极的阴极保护法,D错误。
答案:A
2.(2012年山东理综,13,4分)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时,Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
解析:图a中,铁棒发生电化学腐蚀,越靠近底端的部分与O2接触少,腐蚀程度越轻,A错误。图b中,开关连接M、N时均构成原电池,但置于M时,是Cu-Zn合金中的Zn被腐蚀;而置于N时,Zn棒和Cu-Zn合金构成原电池时,保护了有铜的这一极(Cu-Zn合金),B正确。图c中接通开关时构成原电池,Zn腐蚀速率增大,但是H2在Pt电极上放出,C错误。图d中,酸性干电池的放电主要是由NH4Cl产生的H+的氧化作用引起的。
答案:B
3.(2012年海南化学,10,4分)下列叙述错误的是( )
A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C.在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液
D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
解析:A中构成Fe—C原电池抗腐蚀能力减弱;在铁制品上镀铜时,镀件应为阴极,铜作阳极,C项符合题意;铁管上镶嵌锌块,构成的原电池中Fe作正极,受到保护。
答案:C
4.(2011年浙江理综,10,6分)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是( )
A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移
B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O 2+2H2O+4e-4OH-
C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈
D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为:Cu-2e-Cu2+
解析:液滴下氧气含量比边缘少,则形成原电池时边缘处(b)为正极,中心(a)为负极,(b)电极反应为
O 2+4e-+2H2O4OH-,(a)电极反应为Fe-2e-Fe2+,所以Fe2+、Na+移向(b)区,Cl-移向(a)区,所以A项错误,B 项正确;Fe因发生氧化反应而被腐蚀,C项错误;铜和铁形成原电池,Fe为负极,电极反应为Fe-2e-Fe2+,D项错误。
答案:B
5.(2010年上海综合能力测试,11,3分)铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质,某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如图所示)。数天后,他观察到的现象是( )
A.铁屑不生锈,试管内液面上升
B.铁屑不生锈,试管内液面高度不变
C.铁屑生锈,试管内液面上升
D.铁屑生锈,试管内液面高度不变
解析:从图示知,此装置中发生吸氧腐蚀,铁作负极,杂质C作正极,电极反应
Fe2++2OH-Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·xH2O,即铁锈的主要成分,反应中消耗试管中的O2,故液面上升。
答案:C
6.(2010年北京理综,6,6分)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( )
A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护
B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C.钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-Fe3+
解析:对钢铁制品进行电化学防腐时,需接电源的负极,接正极会加快腐蚀,A错误;铁钝化的两个前提是常温、浓HNO3或浓H2SO4,钝化的结果是表面形成致密氧化膜,B正确;钢管与铜管堆放在一起,当形成原电池时,钢管作负极,腐蚀加快,C错误;钢铁发生析氢腐蚀时,Fe只能失去2个电子生成Fe2+,Fe-2e-Fe2+,D错误。
答案:B
7.(2013年广东理综,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下列收集Cl2的正确装置是。
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:电解食盐水制备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完成原电池甲的装置示意图(见右图),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护法原理,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。
解析:(1)①Cl2有毒,且密度比空气大,只有C装置合理。
②Cl2通入水中,所得溶液中含氯的粒子有:Cl2、HClO、ClO-、Cl-,但具有氧化性的只有HClO、Cl2、ClO-。
③通过Cl2与NaBr的置换反应来比较氧化性的强弱,当Cl2能置换出Br2时,Br2会溶解在四氯化碳中,而使下层溶液变为橙色。
(2)①根据电子的流向可知,左边的烧杯中的电极为负极,右边烧杯中电极为正极,在原电池中活泼金属做负极,故左边烧杯中盛有ZnSO4溶液,以锌片作负极,右边烧杯中盛有CuSO4溶液,以铜片作正极。左边也可用FeSO4溶液及铁片。
②由题中信息可知,在原电池中,铜片一定作正极,另一极作负极,负极材料逐渐溶解,表面有红色固体析出。
③以铁片和铜片作电极为例,如果不用盐桥,则除了电化学反应外还发生铁和铜离子的置换反应,反应放热,会使一部分化学能转化为热能,使其不能完全转化为电能,而盐桥的使用,可以避免铁和铜离子的接触,从而避免置换反应的发生,避免化学能转化为热能,提高电池效率。
(3)以被保护的金属作阴极,活泼性强的金属作阳极,因此应选锌片作阳极。
答案:(1)①C ②HClO、Cl2、ClO-③用胶头滴管向试管中滴加溴化钠溶液,振荡使其充分反应,发现溶液出现分层现象,下层溶液变为橙色
(2)①
②电极逐渐溶解,表面有红色固体析出
③甲 负极不和铜离子接触,避免了铜离子直接与负极发生反应而使化学能转化为热能 (3)锌片
8.(2010年山东理综,29,14分)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。 (1)以下为铝材表面处理的一种方法:
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是 (用离子方程式表示)。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的 。
a.NH 3
b.CO 2
c.NaOH
d.HNO 3
②以铝材为阳极,在H 2SO 4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为 。
取少量废电解液加入NaHCO 3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是 。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 。
(3)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X 为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K 应置于 处。
若X 为锌,开关K 置于M 处,该电化学防护法称为 。
解析:(1)①有气泡冒出是因为2Al+2OH -
+2H 2O 2Al 2O -+3H 2↑;因碱洗槽液中有Al 2O -
,故应通入CO 2来回收
Al(OH)3,发生反应2Al 2O -+CO 2+3H 2O 2Al(OH)3↓+C 23O -
或Al 2O -+CO 2+2H 2O
HC 3O -
+Al(OH)3↓;②铝为阳极,
会发生氧化反应,表面形成氧化膜,必须有水参加,所以电极反应式为:2Al+3H 2O-6e
-
Al 2O 3+6H +
;由于存在
Al 3+
+3H 2O Al(OH)3+3H +
,加入NaHCO 3后发生:HC 3O -
+H
+
H 2O+CO 2↑,消耗H +
,使上述平衡右移,产生Al(OH)3
沉淀。
(2)用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu 2+
,保持其浓度恒定。
(3)考查金属的防护,X 为碳棒时,K 置于N 处,Fe 作阴极被保护,若开关K 置于M 处,形成原电池,锌作负极,为牺牲阳极的阴极保护法。 答案:(1)2Al+2OH -
+2H 2O 2Al 2O -+3H 2↑ b
②2Al+3H 2O-6e -Al 2O 3+6H +
HC 3O -
与H +
反应使H +
浓度减小,使Al 3+
的水解平衡向右移动,产生Al(OH)3沉淀(合
理即可)
(2)补充溶液中消耗的Cu 2+
,保持溶液中Cu 2+
浓度恒定
(3)N 牺牲阳极的阴极保护法
原电池原理及其应用
1.(2013茂名一模)研究小组分别用锌片、铝片、Cu和稀硫酸进行原电池的相关的探究,所得部分实验数据如下,下列说法正确的是( )
A.实验Ⅰ中,甲电极反应为:2H++e-H 2↑
B.实验Ⅱ中,H+向Al定向迁移
C.两组实验溶液的pH均增大
D.实验Ⅱ中,电子由铜转移到铝
解析:锌片、铝片、Cu和稀硫酸组成的两个原电池,Cu(电极乙)为正极,锌片、铝片(电极甲)均为负极。实验Ⅰ中,溶液中的氢离子在正极(电极乙)得到电子:2H++2e-H 2↑,A错误;实验Ⅱ中,H+向正极(Cu电极)定向迁移,B错误;两组实验中均是氢离子在正极放电,氢离子浓度减小,溶液pH均增大,C正确;原电池中电子由负极(Al)通过导线流向正极(Cu),D错误。
答案:C
2.(2012合肥质检)一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的是( )
A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极
B.通入空气的一极是正极,电极反应为:O 2+2H2O+4e-4OH-
C.通入丁烷的一极是负极,电极反应为:C 4H10+26e-+13O2-4CO2+5H2O
D.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体为179.2 13
L
解析:原电池中阴离子移向负极,A项错误;根据题意,熔融状态下电解质可传导O2-,所以O2得e-生成O2-,正极反应为O 2+4e-2O2-,B项错误;由题意知,总反应方程式为丁烷燃烧的方程式:C4H10+6.5 O24CO2+5H2O,总反应式-正极反应式=负极反应式,则负极反应式为:C 4H10-26e-+13O2-4CO2+5H2O,C项错误;由6.5 O2～4CO2,知D正确。
答案:D
3.(2013江南十校模拟)镁燃料电池作为一种高能化学电源,具有良好的应用前景。下图是镁—空气燃料电池工作原理示意图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A.该电池Mg作负极,发生还原反应
B.该电池的正极反应式为:O 2+2H2O+4e-4OH-
C.电池工作时,电子通过导线由碳电极流向Mg电极
D.当电路中通过0.2 mol电子时,消耗的O2体积为1.12 L
解析:电解质溶液为NaCl中性溶液,所以正极反应类似吸氧腐蚀的正极反应,为O 2+2H2O+4e-4OH-,B正确;负极反应为:2Mg-4e-+4OH-2Mg(OH)2,Mg被氧化,A错;原电池中,电子由负极流向正极,C错;D中O2未指定标准状况,所以无法计算其体积。
答案:B
电解原理及应用
4.(2013广东湛江模拟)关于下列各装置图的叙述中,不正确的是( )
A.用装置①精炼铜,则a极为精铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B.装置②的总反应是:Fe+2Fe3+3Fe2+
C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D.装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
解析:根据电流的方向知a为阳极,电解精炼铜时a极应为粗铜,A项错误;根据②图负极发生反
应:Fe-2e-Fe2+,正极发生反应:2Fe3++2e-2Fe2+,B项正确;钢闸门与直流电源的负极相连能被保护起来,C 项正确;④由于浓H2SO4有吸水作用,铁钉周围没有水,所以铁钉几乎没被腐蚀,D项正确。
答案:A
5.(模拟题组合)下列叙述正确的是( )
A.(2013汕头一模)电镀时,通常把待镀的金属制品作阳极
B.(2013汕头一模)氯碱工业是电解熔融的NaCl,在阳极能得到Cl2
C.(2013江门佛山联考)用Cu作电极电解H 2O,阳极反应为:4OH--4e-2H2O+O2↑
D.(2013江门佛山联考)铁片表面镀锌,铁片接电源负极
解析:电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,A错误,D正确;氯碱工业是电解饱和的NaCl溶液,B错误;用Cu作电极电解H 2O,Cu不是惰性电极,Cu作电极阳极时,Cu电极溶解:Cu-2e-Cu2+,C错误。
答案:D
6. (双选题)(2013广州调研)某小组为研究电化学原理,设计如图装置,下列叙述正确的是( )
A.若a和b为石墨,通电后a电极上发生的反应为2Cl--2e-Cl 2↑
B.若a和b为石墨,通电后b电极上发生氧化反应
C.若a为铜,b为铁,通电后a电极质量增加
D.若a为铜,b为铁,通电后Cu2+向铁电极移动
解析:装置为电解池,电解CuCl2溶液,a为阳极,b为阴极,若a和b为石墨电极,通电后,a电极上Cl-放电,A正确;b为阴极,通电后b电极上发生还原反应,B错误;若a为铜,铜为阳极,通电后Cu电极溶解,a电极质量减少,C 错误;电解池通电后,阳离子向阴极(即铁电极)移动,D正确。
答案:AD
金属的腐蚀与防护
7.(2013邯郸一中质检)如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A.②①③④⑤⑥
B.⑤④②①③⑥
C.⑤④③①②⑥
D.⑤③②④①⑥
解析:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:电解池的阳极>原电池的负极(两极材料的活泼性差别
越大,氧化还原反应的速率越快)>化学腐蚀>牺牲阳极的阴极保护法>外接电源的阴极保护法。
答案:B
8.(2012安徽江南十校联考)如图装置中,小试管内为红墨水,带有支管的U形管中盛有pH=4的雨水和生铁片。经观察,装置中有如下现象:开始时插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间后导管内的液面回升,略高于U形管中的液面。以下有关解释合理的是( )
A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应
B.雨水酸性较强,生铁片始终发生析氢腐蚀
C.墨水液面回升时,正极反应式为:O 2+2H2O+4e-4OH-
D.U形管中溶液pH逐渐减小
解析:本题主要考查了钢铁腐蚀中的析氢腐蚀和吸氧腐蚀。生铁片中的碳是正极,A错误;生铁片先发生析氢腐蚀,后发生吸氧腐蚀,B错误;墨水液面回升时,装置内压强减小,正极发生吸氧腐蚀,C正确;随着生铁片的腐蚀,U形管中溶液的pH变大,D错误。
答案:C
9. (双选题)(2013佛山一模)如图是模拟电化学反应的装置图。下列有关叙述中,错误的是( )
A.X为碳棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,溶液中的阳离子移向碳棒
B.X为锌棒,Y为 NaCl溶液,开关 K置于N处,可减缓铁的腐蚀,该法称为牺牲阳极的阴极保护法
专题03化学与中华民族优秀传统文化 ——立德树人形成核心价值观 教育部考试中心提出高考所有学科必须渗透“一点四面”的考查，即以立德树人为核心（一点），强化社会主义核心价值观、中华优秀传统文化、依法治国和创新精神（四面）的考查。中考、高考升学考试都应增加中华优秀传统文化内容的比重。通过加强对中国优秀传统文化的考查，引导学生提高人文素养，传承民族精神，树立民族自信心和自豪感。 高考化学试题中对于中华优秀传统文化的考查，不是简简单单地考查死记硬背的知识，而是遵循继承、弘扬、创新的发展路径，注重传统文化在现实中的创造性和创新性发展。试题起点和立意较高，题干内容多数以古代化学史、古文献中的优秀传统文化为背景，考查学生的文学功底和文本解读能力。但落点适中，侧重考查教材中的基本知识、基本方法和基本应用。 1．【2019新课标Ⅱ】“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李商隐的著名诗句，下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是 A．蚕丝的主要成分是蛋白质 B．蚕丝属于天然高分子材料 C．“蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应 D．古代的蜡是高级脂肪酸酯，属于高分子聚合物 【答案】D 【解析】A．蚕丝的主要成分是蛋白质，A项正确；B．蚕丝的主要成分是蛋白质，蛋白质是天然高分子化合物，B项正确；C．“蜡炬成灰”指的是蜡烛在空气中与氧气反应，属于氧化反应，C项正确；D．高级脂 肪酸酯不属于高分子聚合物，D项错误；答案选D。 【素养解读】“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”十分熟悉的诗句，我们要从中挖掘出解题关键“春蚕”和“蜡炬”，进而进一步分析物质性质和发生的反应。这些古诗句写者无意，我们学者要有心，根据诗句中现象分析其蕴含的化学知识。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Fe 56 Ag 108 I 127 7．下列说法不正确．．． 的是 A ．液晶态介于晶体状态和液态之间，液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性 B ．常压下，0℃时冰的密度比水的密度小，水在4℃时密度最大，这些都与分子间的氢键有关 C ．石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化 D ．燃料的脱硫脱氮、SO 2的回收利用和NO x 的催化转化都是减少酸雨产生的措施 8．下列说法正确的是 A ．为测定新制氯水的pH ，用玻璃棒蘸取液体滴在pH 试纸上，与标准比色卡对照即可 B ．做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加入沸石，以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸 石，应立即停止加热，冷却后补加 C ．在未知溶液中滴加BaCl 2溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知 溶液中存在SO 42－ 或SO 32－ D ．提纯混有少量硝酸钾的氯化钠，应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法 9．右下表为元素周期表的一部分，其中X 、Y 、Z 、W 为短周期元素，W 元素的核 电荷数 为X 元素的2 倍。下列说法正确的是 A ．X 、W 、Z 元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增 第9题表 X Y Z W T
B ．Y 、Z 、W 元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增 C ．YX 2晶体熔化、液态WX 3气化均需克服分子间作用力 D ．根据元素周期律，可以推测T 元素的单质具有半导体特性，T 2X 3具有氧化性和还原 性 10．下列说法不正确．．． 的是 A ．己烷有4种同分异构体，它们的熔点、沸点各不相同 B ．在一定条件下，苯与液溴、硝酸、硫酸作用生成溴苯、硝基苯、苯磺酸的反应都属于取代反应 C ．油脂皂化反应得到高级脂肪酸盐与甘油 D ．聚合物(—[CH 2—CH 2—CH —｜CH 3 CH 2—]n )可由单体CH 3CH ＝CH 2和CH 2＝CH 2加聚制得 11．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H 2O-CO 2混合气体制备H 2和CO 是一种新的能 源利用方式， 基本原理如图所示。下列说法不正确．．． 的是 A ．X 是电源的负极 B ．阴极的反应式是：H 2O ＋2eˉ＝H 2＋O 2ˉ CO 2＋2eˉ＝CO ＋O 2ˉ C ．总反应可表示为：H 2O ＋CO 2====通电 H 2＋CO ＋O 2 D ．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1
学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 评卷人得分 一、选择题 1．下列叙述中正确的是（） A. 如果存放有钠、电石等危险化学品的仓库着火，消防员不能用水灭火，应用泡沫灭火器灭火 B. 用石英制成光导纤维，由水玻璃制硅胶都是化学变化 C. 利用油脂在碱性条件下的水解，可以制得肥皂和甘油 D. 糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物 2．(2019·广东韶关市高三调研)若N A代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是() A．常温常压下，18 g D2O含有的中子数、电子数均为10N A B．1.0 mol/L的FeCl3溶液中Fe3＋的个数小于N A C．标准状况下，2.24 L甲醛中碳氢键的数目为0.2N A D．密闭容器中，加入2 mol HI，发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，达到平衡后气体分子总数小于2N A 3．设N A表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.标准状况下,4.48L NH3所含有的质子数为2N A B.向某密闭容器中充入标准状况下2.24L NO2气体,其所含分子数为0.1N A C.标准状况下,11.2L CHCl3所含的原子数为2.5N A D.80g CuO和Cu2S的混合物中,所含铜原子数为2N A 4．煤的干馏实验装置如图所示。下列说法错误的是 A. 可用蓝色石蕊试纸检验a层液体中含有的NH3 B. 长导管的作用是导气和冷凝 C. 从b层液体中分离出苯的操作是分馏 D. c口导出气体可使新制氯水褪色 5．（15分）实验室用如图所示装置模拟石灰石燃煤烟气脱硫实验： （1）实验中为提高石灰石浆液脱硫效率可采 取的一种措施是▲，写出通入SO2 和空气发生反应生成石膏(CaSO4·2H2O) 的化学方程式▲。 （2）将脱硫后的气体通入KMnO4溶液，可粗
2015年全国1卷高考化学试题 7．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指（）A．氨水 B．硝酸 C．醋 D．卤水 8．N A为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（） A．18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10N A B．2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H+两种数为2N A C．过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2N A D．密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2N A 9．乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的 量之比为（） A．1：1 B．2：3 C．3：2 D．2：1 10．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（）
选项实验现象结论 A. 将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应 后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈 血红色 稀硝酸将Fe氧化为 Fe3＋ B. 将铜粉加1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液 中溶液变蓝、有黑色固 体出现 金属铁比铜活泼 C. 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打 磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴 落下来 金属铝的熔点较低 D. 将0.1mol·L－1MgSO4溶液滴入NaOH 溶液至不再有沉淀产生，再滴加 0.1mol·L－1CuSO4溶液 先有白色沉淀生成 后变为浅蓝色沉淀 Cu(OH)2的溶度积比 Mg(OH)2的小 11．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（） A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移
（四）1．下列离子方程式正确的是( ) A．Na 2S 2 O 3 溶液中加入稀盐酸：2S 2 O 3 2－＋2H＋=SO 4 2－＋3S↓＋H 2 O B．磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe 3O 4 ＋28H＋＋NO 3 3＋＋NO↑＋14H 2 O C．100ml0.1mol/L FeI 2溶液与标况下0.224L Cl 2 : 2Fe2++ Cl 2 =2Fe3++2Cl- D．向明矾溶液中滴加Ba(OH) 2溶液，恰好使SO 4 2-沉淀完全：2Al3++3SO 4 2-+3Ba2++6OH -=2 Al(OH) 3↓+3BaSO 4 ↓ 【答案】B 【解析】 试题分析：A、离子方程式没有配平，O原子不守恒，错误；B、磁性氧化铁为Fe 3O 4 ，与H+、 NO 3￣发生氧化还原反应，生成Fe3+、NO和H 2 O，正确；C、I￣还原性大于Fe2+，所以Cl 2 首先 氧化I￣，错误；D、向明矾溶液中滴加Ba(OH) 2溶液，恰好使SO 4 2-沉淀完全，KAl(SO 4 ) 2 与Ba(OH) 2 的物质的量之比为1:2，所以离子方程式中Al3+与OH￣1:4，生成[Al(OH) 4 ]￣，错误。 考点：本题考查离子方程式的书写。 2．下列关于常温下电解质溶液的叙述中，正确的是 A ．碳酸氢铵溶液和足量氢氧化钠溶液混合的离子反应： B．向一定体积一定物质的量浓度的氨水中滴加盐酸，所得溶液一定存在：c(H+)+c(NH 4 +)=c(Cl ￣)+c(OH￣) C．标准状况下4.48L二氧化碳气体通入到2L0.15mol?L￣1的NaOH溶液中，离子浓度大小顺 序为：c(Na+) > c(CO 32￣) > c(OH￣) >c(HCO 3 ￣) > c(H+) D．pH=8的0．1 mol·L-l CH 3 COONa溶液中由水电离出的c(OH￣)=1.0×10-8mol?L￣1【答案】B 【解析】 试题分析：A、NaOH为足量，则OH￣与碳酸氢铵溶液中的HCO 3￣、NH 4 +都发生反应，错误；B、 不论氨水和盐酸量的多少，二者反应后的溶液一共含有4种离子：H+、NH 4 +、Cl￣、OH￣，根 据电荷守恒可得关系式：c(H+)+c(NH 4+)=c(Cl￣)+c(OH￣)，正确；C、CO 2 的物质的量为0.2mol， NaOH的物质的量为0.3mol，发生两个反应：CO 2+2NaOH=Na 2 CO 3 +H 2 O和CO 2 +NaOH=NaHCO 3 ，根 据化学方程式可得完全反应后生成的Na 2CO 3 为0.1mol，NaHCO 3 为0.1mol，因为CO 3 2￣的水解 程度大于HCO 3￣的水解程度，所以溶液中离子浓度大小顺序为：c(Na+) > c(HCO 3 ￣)> c(CO 3 2￣) > c(OH￣) > > c(H+)，错误；D、CH 3COONa溶液中OH￣来源于H 2 O的电离，因为pH=8，则c（OH ￣）=10-6mol?L￣1，所以pH=8的0．1 mol·L-l CH 3 COONa溶液中由水电离出的c(OH￣)=1.0×10-6mol?L￣1，错误。 考点：本题考查离子方程式的书写、离子浓度比较、离子浓度计算。 3．下列解释事实的化学方程式或离子方程式，不正确的 ．．．．是 A．工业上可用电解法制备Mg：MgCl 2(熔融) Mg + Cl 2 ↑ 电解 第1 页共7 页
专题突破训练(一) 化学工艺流程试题的突破方略 过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防 )节选26T 卷，Ⅲ全国(2016·．1腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题： 过氧化钙的制备 CaCO 3――――――――――→稀盐酸、煮沸、过滤①滤液――――――→氨水和双氧水冰浴② 过滤,白色结晶 (1)步骤①的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是________________。 (2)步骤②中反应的化学方程式为____________________________________ ________________________________________________________________， 该反应需要在冰浴下进行，原因是__________________________________。 (3)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是______________________________________________________________。 (4)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_____________________， 产品的缺点是________。 【解析】 (1)步骤①中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，该固体为CaCO 3，溶液中含有CaCl 2，由于溶解了生成的CO 2，溶液呈弱酸性。将溶液煮沸，可排出溶解的CO 2，防止与后续加入的氨水及生成的CaO 2反应。(2)滤液中含有CaCl 2，加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应，经过滤得到白色晶体(CaO 2)，结合元素守恒推知步骤②中反应还生成NH 4Cl 和H 2O ，化学方程式为CaCl 2＋2NH 3·H 2O ＋H 2O 2＋6H 2O===CaO 2·8H 2O↓＋2NH 4Cl 或CaCl 2＋2NH 3·H 2O ＋H 2O 2===CaO 2↓＋2NH 4Cl ＋2H 2O 。H 2O 2不稳定，受热易分解生成H 2O 和O 2，故该反应在冰浴条件下进行，其目的是防止H 2O 2受热分解。(3)过氧化钙微溶于水，能溶于酸，白色结晶(CaO 2)可依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。(4)将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。与第一种方法相比，其优点是工艺简单、操作方便；产品的缺点是纯度较低。 【答案】 (1)酸 除去溶液中的CO 2 (2)CaCl 2＋2NH 3·H 2O ＋H 2O 2＋6H 2O===CaO 2·8H 2O↓＋2NH 4Cl 或CaCl 2＋2NH 3·H 2O ＋H 2O 2===CaO 2↓＋2NH 4Cl ＋2H 2O 温度过高时双氧水易分解 (3)去除结晶表面水分 (4)工艺简单、操作方便 纯度较低 2．(2018·长郡中学学生选拔考试)某工厂对工业污泥中的铬元素回收与再利用的工艺 、 ＋2Fe ，其次是少量的＋3Cr 已知硫酸浸取液中的金属离子主要是(如图 ：)＋2Mg 、＋2Ca 、＋3Al 、＋3Fe
2015年浙江省高考化学试卷 一、选择题（共7小题，每小题6分，满分42分） 7．（6分）（2015?浙江）下列说法不正确的是（） A．液晶态介于晶体状态和液态之间，液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性B．常压下，0℃时冰的密度比水的密度小，水在4℃时密度最大，这些都与分子间的氢键有关 C．石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化D．燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NO x的催化转化都是减少酸雨产生的措施 8．（6分）（2015?浙江）下列说法正确的是（） A．为测定新制氯水的pH，用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照即可B．做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加入沸石，以防暴沸．如果在沸腾前发现忘记加沸石，应立即停止加热，冷却后补加 C．在未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知溶液中存在SO42﹣或SO32﹣ D．提纯混有少量硝酸钾的氯化钠，应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法 9．（6分）（2015?浙江）如表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素原子的核电荷数为X元素的2倍．下列说法正确的是（） X Y Z W T A．X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增 B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增 C．Y X2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力 D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性 10．（6分）（2015?浙江）下列说法不正确的是（） A．己烷有4种同分异构体，它们的熔点、沸点各不相同 B．在一定条件下，苯与液溴、硝酸、硫酸作用生成溴苯、硝基苯、苯磺酸的反应都属于取代反应 C．油脂皂化反应得到高级脂肪酸盐与甘油 D． 聚合物（）可由单体CH3CH=CH2和CH2=CH2加聚制得 11．（6分）（2015?浙江）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O﹣CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示．下列说法不正确的是（）
2018浙江化学学考第27题强化突破训练 一、明方向 近三年均涉及无机物的推断(学考部分)，主要考查了离子方程式的书写、陌生化学方程式的书写、化学式推断、定性分析与定量计算等内容。备考重点为熟记钠、镁及其化合物的性质及主要用途，掌握铁、铜及其化合物之间转化；以“单质→氧化物→含氧酸→盐”为线索，构建元素及其化合物的转化关系，计算过程中充分利用“关系式法”“守恒法”等技法 二、对点练 1．(2018·浙江金华一中月考)某研究小组为了探究一种浅绿色盐X[仅含四种元素，不含结晶水，M(X)＜908 g·mol－1]的组成和性质，设计并完成了如下实验： 取一定量的浅绿色盐X进行上述实验，充分反应后得到23.3 g白色沉淀E、28.8 g红色固体G和12.8 g红色固体H。 已知： ①浅绿色盐X在570 ℃、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应； ②常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子。 请回答如下问题： (1)X的化学式是________________。 (2)在隔绝空气、570 ℃温度下加热X至完全分解的化学反应方程式为________________________________________________________________________。 (3)已知G溶于稀硝酸，溶液变成蓝色，并放出无色气体NO。请写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________。 解析：浅绿色盐X在570 ℃、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应，得到A、B和黑色固体C，则A、B、C均不是单质。常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子，B为水，A和水反应生成的D能和 BaCl2反应生成白色沉淀E，E只能为BaSO4，A为SO3,23.3 g BaSO4的物质的量为n(BaSO4)＝23.3 g 233 g·mol－1 ＝0.1 mol，n(SO3)＝0.1 mol，黑色固体C可能为Fe3O4、CuO等，黑色固体C隔绝空气在1 000 ℃反应生成气体F和红色固体G，G能和硫酸反应生成红色固体和蓝色溶液，G应为Cu2O，在酸性溶液中的歧化反应为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O，所以黑色固体C为CuO，气体F为O2，红色H为Cu，蓝色溶液I为CuSO4，
2015年普通高等学校招生全国统一考试（新课标1） 1 化学试题 2 7．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：3 “性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”4 是指（） 5 A．氨水B．硝酸C．醋D．卤水 6 8．N A 为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（） 7 A．18gD 2O和18gH 2 O中含有的质子数均为10N A 8 B．2L0.5mol/L亚硫酸溶液中含有的H+两种数为2N A 9 C．过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2N A 10 D．密闭容器中2molNO与1molO 2充分反应，产物的分子数为2N A 11 9．乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式 12 如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全 13 反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为（） 14 A．1：1 B．2：3 C．3：2 D．2：1 15 10．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（）16 选 项 实验现象结论 1
A . 将稀硝酸加入过量铁粉中，充分 反应后滴加KSCN溶液 有气体生成，溶 液呈血红色 稀硝酸将Fe氧化 为Fe3＋ B .将铜粉加1.0mol·L－1Fe 2 (SO 4 ) 3 溶 液中 溶液变蓝、有黑 色固体出现 金属铁比铜活泼 C . 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细 打磨过的铝箔在酒精灯上加热 熔化后的液态铝 滴落下来 金属铝的熔点较 低 D . 将0.1mol·L－1MgSO 4 溶液滴入 NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加 0.1mol·L－1CuSO 4 溶液 先有白色沉淀生 成后变为浅蓝色沉淀 Cu(OH) 2 的溶度积 比Mg(OH) 2 的小11．微生物电池是指在微生物的作用下将 17 化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所18 示。下列有关微生物电池的说法错误的是 19 （） 20 A．正极反应中有CO 2生成 21 B．微生物促进了反应中电子的转移 22 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区23 D．电池总反应为C 6H 12 O 6 +6O 2 =6CO 2 +6H 2 O 24 12．W、X、Y、Z均为的短周期元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电25 子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是（）26 2
高考化学热点专题突破(十个热点) 热点一物质结构元素周期律 热点二水的电离和溶液的pH 热点三化学反应速度、化学平衡 热点四离子方程式正误判断 热点五离子共存 热点六溶液中粒子浓度大小的比较 热点七氧化－还原反应 热点八电化学 热点九质量守恒定律阿伏加德罗常数及定律 热点十正确书写热化学方程式 热点九质量守恒定律阿伏加德罗常数及定律【必备知识规律总结】 一、质量守恒定律 1．内容
参加化学反应的物质的质量总和等于反应后生成的物质的质量总和。 2．实质 化学反应前后元素的种类和原子的个数不发生改变。 二、气体摩尔体积 一定条件下，1摩尔任何气体所占的体积（V m L/mol） 标准状况下，V m =22.4 L/mol 三、阿伏加德罗定律 1．内容 在同温同压下，同体积的任何气体含有相同的分子数。即“三同”定“一同”。 2．推论： ⑴同温同压下，V1/V2=n1/n2 ⑵同温同体积时，p1/p2= n1/n2=N1/N2 ⑶同温同压等质量时，V1/V2=M2/M1 ⑷同温同压同体积时，W1/W2=M1/M2=ρ1/ρ2 注意：（1）阿伏加德罗定律也适用于混合气体。 （2）考查气体摩尔体积时，常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生，如H2O、SO3、已烷、辛烷、CHCl3、乙醇等。 （3）物质结构和晶体结构：考查一定物质的量的物质中含有多少微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）时常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2双原子分子。胶体粒子及晶体结构：P4、金刚石、石墨、二氧化硅等结构。 （4）要用到22.4L·mol－1时，必须注意气体是否处于标准状况下，否则不能用此概念；（5）某些原子或原子团在水溶液中能发生水解反应，使其数目减少； （6）注意常见的的可逆反应：如NO2中存在着NO2与N2O4的平衡； （7）不要把原子序数当成相对原子质量，也不能把相对原子质量当相对分子质量。 （8）较复杂的化学反应中，电子转移数的求算一定要细心。如Na2O2+H2O；Cl2+NaOH；电解AgNO3溶液等。 四、阿伏加德罗常数 物质的量是以阿伏加德罗常数来计量的，0.012kg碳-12所含的碳原子数就是阿伏加德罗常数(N A)。6.02×1023是它的近似值。 注意：叙述或定义摩尔时一般用“阿伏加德罗常数”，在具体计算时常取“6.02×1023”。
2015年高考全国新课标Ⅰ卷化学试题 7．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指（ ） A ．氨水 B ． 硝酸 C ．醋 D ．卤水 8．N A 为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（ ） A ．18gD 2O 和18gH 2O 中含有的质子数均为10N A B ．2L0.5mol/L 亚硫酸溶液中含有的H +两种数为2N A C ．过氧化钠与水反应时，生成0.1mol 氧气转移的电子数为0.2N A D ．密闭容器中2molNO 与1molO 2充分反应，产物的分子数为2N A 9．乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。将 甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品，则 甲醛与氨的物质的量之比为（ ） A ．1：1 B ．2：3 C ．3：2 D ．2：1 为 Fe 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼 11．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ） A ．正极反应中有CO 2生成 B ．微生物促进了反应中电子的转移 C ．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D ．电池总反应为C 6H 12O 6+6O 2=6CO 2+6H 2O 12．W 、X 、Y 、Z 均为的短周期元素，原子序数依次增加，且原子核外L 电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是（ ） A ．单质的沸点：W>X B ．阴离子的还原性：A>Z
高考化学 30个难点专题突破难点 两种同溶质溶液等质量混合，特别是等体积混合，质量分数如何判定有一定难度。本篇可以把这一难点化易。 ●难点磁场 请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。 密度为0.91 g ·cm － 1 的氨水，质量百分比浓度为 25.0%(即质量分数为0.250)，该氨水用等体积的水稀释后，所得溶液的质量百分比浓度( ) A.等于12.5% B.大于 12.5% C.小于 12.5% D.无法确定 ●案例探究 ［例题］把 70% HNO 3(密度为 1.40 g ·cm － 3)加到等体积的水中，稀释后 HNO 3(aq)中溶质的质量分数是 A.0.35 B.＜0.35 C.＞0.35 D.≤0.35 命题意图：主要考查学生对质量分数的认识和变换前提下的估算能力。 知识依托：有关质量分数的计算。 错解分析：审题不严，自以为是将两液体等质量混合，从而误选 A 项；解题过程中思维反向，也会误选 B 项。 解题思路：本题有以下两种解法。 方法1(条件转换法)：先把“等体积”看作“等质量”，则等质量混合后溶液中 HNO 3 的质量分数为： w 混= 2 % 70222121=+=?+?w w m m w m m =35% 而等体积混合时水的质量小于 HNO 3(aq) 的质量，则等体积混合相当于先进行等质量 混合，然后再加入一定量的密度大的液体，这里是 70% 的 HNO 3(aq)，故其质量分数大于 35%。 方法2(数轴表示法)：(1)先画一数轴，在其上标出欲混合的两种液体中溶质的质量分数，并在两质量分数的对应点上标出两液体密度的相对大小。 (2)求出 2 2 1w w +，并在数轴上标示出来。 (3)标出w 混：w 混在 2 2 1w w +与 ρ大的液体的质量分数之间。 答案：C 评注：方法2是方法1的一种升华。 ●锦囊妙计 · · 7
2015年省二中高三年级仿真考 理科综合试题卷 可能用到的相对原子质量：Al-27 Cl-35.5 Fe-56 O-16 S-32 I-127 Ba-137 Cr-52 注意：（1）本试卷分Ⅰ卷（选择题）和Ⅱ卷（非选择题）； （2）选择题涂在答题卡上，非选择题写在答卷纸上； （3）考试时间150分钟； 第I卷选择题（共120分） 一、选择题（本题共17小题．在每个小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求．本卷可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 S-32 Na-23 C-12 7．下列说法不正确的是： ( ) A．生物质能的利用主要有以下几种方式：直接燃烧、生物化学转换和热化学转换 B．在人类研究物质微观结构的过程中，光学显微镜、电子显微镜、扫描隧道显微镜三种不同层次的观测仪器先后得到了使用 C．能源可分为一次能源和二次能源，化学电源也可分为一次电池和二次电池 D．碰撞理论和过渡态理论是常用的反应速率理论，其中过渡态理论可解释温度、催化剂等对反应速率的影响 8．下列说确的是：( ) A．在中和热的测定实验中，将氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的量热计中，立即读出并记录溶液的起始温度，充分反应后再读出并记录反应体系的最高温度B．向装有2mL2mol/LAlCl3溶液的试管中，逐滴加入0.01mol/L氨水3mL，产生沉淀且沉淀不溶解，说明氢氧化铝不溶于弱碱。 C．在Zn-Cu原电池中加入双氧水后，灯泡亮度增加且持续时间较长 D．海带灼烧成灰烬后，加水煮沸2～3 min并过滤，滤液中可以加入适量的H2O2来氧化I-9.X、Y、Z、W、R属于短周期主族元素。X的原子半径是短周期主族元素中最大的，Y元素的单质常通过分离液态空气得到，Z元素的单质是常见的半导体材料，W与Z同族，R与Y 同族，其单质有杀菌作用。下列叙述不正确的是：( ) A．X与Y形成的两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶2，且均能与水反应。
模块一高考题型突破策略 一、化学与生产、生活 (1)安全与健康：①人体必需的营养元素,如碘、钙、硒等元素在人体中的作用；②重金属对人体危害,如铅、铊、汞等；③食品添加剂,如新药物合成,新制物质或已有物质的新用途开发利用等。 (2)环境保护：①工业“三废”和生活垃圾处理不当对空气、水体和土壤造成的污染；②最新开发的绿色材料在环保中的作用等。 (3)新材料,新能源：①新型的燃料电池,高能绿色电池；②新型无机非金属材料和有机高分子材料在社会生活中的应用。 (4)诺贝尔化学奖和生理学或医学奖成果。题目体现了化学源于生活、服务于生活的理念,旨在要求学生要学以致用,复习时多留心生活中与化学原理有关的知识。 【突破策略】 第一步：读题 (1)逐字逐句读,挖掘关键字,排除无效信息,找到对解题有价值的信息,并作标记。 (2)分析题目给出的新信息所考查的内容,对于新信息中所提供的物质要从性质与应用的角度分析。 第二步：联题 (1)结合题目中的问题或选项分析本题考查的知识板块。 (2)联系中学化学知识体系中的“知识块”和“化学性质”,找准提取信息(知识、性质、用途)的方向。 第三步：析题 (1)思维从新情境回归教材、回归平时学习中。 (2)回顾解同类题易犯的错误,易漏知识等。 第四步：解题 (1)解题要抓住题目要求和关键词,如“不正确”与“正确”；“一定”与“可能”等易看错内容。 (2)熟记日常生活中常见物质的重要应用及典型化工流程的基本原理。 二、有关阿伏加德罗常数(N A)正误判断 阿伏加德罗常数(N A)是高考考查的热点题型,涉及到的考点主要有胶体、特殊物质的组成微粒；物质的电离与水解；氧化还原反应中转移的电子数；可逆反应不完全,微粒数目无法计算等。命题者常常有意设置一些极易疏忽的干扰因素,如22．4 L·mol-1的使用、特殊物质的摩尔质量、特殊物质中的化学键数目等。解答此类题目主要是认真审题,突破命题者故意设置的陷阱。 【突破策略】
2014年高考新课标Ⅱ卷理综化学试题赏析 7．下列过程没有发生化学反应的是 A．用活性炭去除冰箱中的异味 B．用热碱水清除炊具上残留的油污 C．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保存水果 D．用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装 【答案】A 【解析】 考察化学变化的概念。活性炭除去冰箱中的异味是物理吸附作用。热碱溶液有利于酯类物质的水解，可用热碱液除去油污；酸性高锰酸钾溶液吸收乙烯可以用来保存水果；铁粉可防止食品被氧化，硅胶可使食品保持干燥。选择A。 【知识点】 8．四联苯的一氯代物有 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】C 【解析】 考察同分异构体种类。根据四联苯的两个对称轴，联苯的一氯代物有5种结构。选择C。 【知识点】 9．下列反应中，反应后固体物质增重的是 A．氢气通过灼热的CuO粉末 B．二氧化碳通过Na2O2粉末 C．铝与Fe2O3发生铝热反应 D．将锌粒投入Cu(NO3)2溶液 【答案】B 【解析】 考察化学反应中固体质量改变的分析。氢气通过灼热的CuO粉末后，CuO→Cu固体的质量减小；二
氧化碳通过Na2O2粉末后生成Na2CO3，固体的质量增大；铝与Fe2O3发生铝热反应生成Al2O3，固体的质量不变；将锌粒投入Cu(NO3)2溶液置换出铜，Zn→Cu，固体的质量减小。选择B。 【知识点】 【答案】D 【解析】 考察实验基本操作。解析：A错，玻璃棒应靠在滤纸的三层处；B错，固体加热试管口应朝下；C 错，进气管应长，进入溶液中。D正确，是乙酸乙酯的实验室制法。选择D。 【知识点】 11．一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是 A．pH=5的H2S溶液中，c(H+)= c(HS－)=1×10—5mol·L—1 B．pH=a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH=b，则a=b+1 C．pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合： c(Na＋)+ c(H＋)= c(OH－)+c( HC2O4－) D．pH相同的①CH3COO Na②NaHCO3③NaClO三种溶液的c(Na＋)：①＞②＞③
核心考点专项突破练习（十五） 1、化合物G是制备治疗高血压药物纳多洛尔的中间体,实验室由A制备G的一种路线如下: 已知: 1.A的化学式是__________ 2.H中所含官能团的名称是__________;由G生成H的反应类型是__________。 3.C的结构简式为_________,G的结构简式为___________。 4.由D生成E的化学方程式为________________________________。 5.芳香族化合物X是F的同分异构体,1mol X最多可与4mol NaOH反应,其核磁共振氢谱显示分子中有3种不同化学环境的氢,且峰面积比为3:3:1,写出两种符合要求的X的结构简式:____________________________________。 6.请将以甲苯和(CH3CO)2O为原料(其他无机试剂任选),制备化合物的合成路线补充完整。 ______________________________________。 2、有机物H有镇咳、镇静的功效,其合成路线如下:
回答下列问题: 1.A的化学名称为__________;D中含氧官能团的名称是__________。 2.③的反应类型是__________。 3.反应②的化学方程式为______________________。 4.X的结构简式为___________。 5.写出苯环上的一氯代物只有一种的H的同分异构体的结构简 式:________________________。 6.参考上述流程,以苯甲醇为原料,其他无机试剂任选,写出合成的路线。 3、苯达莫司汀(Bendamustine)是一种抗癌药物。苯达莫司汀的一种合成路线如下: 1.D中含氧官能团有酰胺键、__________(填名称)。 2. A→B的反应类型为__________。 3.E的分子式为C12H13N3O4,写出E的结构简式:__________。
专题14 化学与STSE 【考向解读】 高考命题关注社会热点问题，常以新材料的制造、新能源的开发、大气污染的治理、绿色环保的生活方式为载体，考查元素化合物、化学反应基本概念、基本理论等知识，这类试题一般都会涉及一些最新的技术或方法，信息量大，陌生度高，但落点低，只要平时多加练习，就能轻松取分。 高考常见题型是选择题和填空题，主要将能源、新材料、药品、生活常识等与化学知识联系起来进行考查，命题角度新，考查范围广，题目难度小。 【命题热点突破一】大气污染及防治 1．雾霾天气的成因及防治 PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，又称为可入肺颗粒物。PM2.5粒径小，易附带有毒、有害物质，对人体健康和大气环境质量的影响很大。 形成雾霾天气的主要原因是燃煤、机动车尾气等污染物的大量排放，因此防治的重点是控制颗粒物的排放，改变能源的使用结构，减少煤炭的消耗，增加清洁能源的使用，做到节能减排。因此，开发利用清洁、高效的新能源、防止大气污染已成为人类共同关注的重大课题。 2．二氧化硫引起的大气污染与防治 二氧化硫是大气中分布很广、影响巨大的污染物，有“大气污染元凶”之称，故除去二氧化硫通常作为防治大气污染的主要措施。以煤为主的能源结构，不成熟的脱硫技术是造成我国城市二氧化硫排放严重的主要原因。据统计，全世界每年大约有1亿五千万吨二氧化硫排入大气。 二氧化硫造成的大气污染危害巨大，由它形成的酸雨更能危害人体健康及植物的生长，使土壤酸化、腐蚀建筑物等，消除二氧化硫对环境污染的常用方法有： 方法一：钙基固硫法 为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O 2共同反应生成硫酸钙， 从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO ＋SO 2=====△ CaSO 3,2CaSO 3＋O 2===2CaSO 4， 总反应方程式为2CaO ＋2SO 2 ＋O 2====△ 2CaSO 4。 方法二：氨水脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO 2直接接触吸收SO 2，其反应的化学方程式为NH 3 ＋SO 2＋H 2O===NH 4HSO 3,2NH 3＋SO 2＋H 2O===(NH 4)2SO 3,2(NH 4)2SO 3＋O 2===2(NH 4)2SO 4。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Fe 56 Ag 108 I 127 7．下列说法不正确 ．．．的是 A．液晶态介于晶体状态和液态之间，液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性 B．常压下，0℃时冰的密度比水的密度小，水在4℃时密度最大，这些都与分子间的氢键有关 C．石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化D．燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NO x的催化转化都是减少酸雨产生的措施 【答案】C 【解析】 试题分析：C．纳米银粒子的聚集属于物理变化。 考点：考查液晶的性质、氢键、化学变化、减少酸雨的措施 8．下列说法正确的是 A．为测定新制氯水的pH，用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照即可B．做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加入沸石，以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石，应立即停止加热，冷却后补加 C．在未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知溶液中存在SO42－或SO32－ D．提纯混有少量硝酸钾的氯化钠，应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法 【答案】B 考点：化学实验基本操作物质检验
9．右下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2 倍。下列说法正确的是 A．X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增 B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增 C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力 D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性 D 【答案】 10．下列说法不正确 ．．．的是 A．己烷有4种同分异构体，它们的熔点、沸点各不相同 B．在一定条件下，苯与液溴、硝酸、硫酸作用生成溴苯、硝基苯、苯磺酸的反应都属于取代反应 C．油脂皂化反应得到高级脂肪酸盐与甘油 CH2—]n)可由单体CH3CH＝CH2和CH2＝CH2加聚制得D．聚合物(—[CH2—CH2—CH— ｜ CH3 【答案】A 【解析】
2015年普通高等学校招生全国统一考试(新课标Ⅰ) 理科综合能力测试(化学部分) 7．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金…… 其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指（ ） A ．氨水 B ． 硝酸 C ．醋 D ．卤水 8．N A 为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（ ） A ．18gD 2O 和18gH 2O 中含有的质子数均为10N A B ．2L0.5mol/L 亚硫酸溶液中含有的H +种数为2N A C ．过氧化钠与水反应时，生成0.1mol 氧气转移的电子数为0.2N A D ．密闭容器中2molNO 与1molO 2充分反应，产物的分子数为2N A 9．乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途，其结构式如图所示。将甲醛水溶液 与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为（ ） A ．1：1 B ．2：3 C ．3：2 D ．2：1 10．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（ ） 11．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生 物电池的说法错误的是（ ） A ．正极反应中有CO 2生成 B ．微生物促进了反应中电子的转移 C ．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D ．电池总反应为C 6H 12O 6+6O 2=6CO 2+6H 2O 12．W 、X 、Y 、Z 均为的短周期元素，原子序数依次增加，且原子核外L 电子层的电子数分别为0、5、8、 8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是（ ） N N N N