专题十一电化学
高考试题
考点一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
-Ni+2Cl-
C.正极反应为:NiCl
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
-Ni+2Cl-,C正确;电池工作时,Na+通过钠离子
错误;正极为NiCl
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-H 2O 2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.H 2O 2 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 2O 2Mg(OH)2;
负极反应为Mg-2e -Mg 2+
,即Mg 作负极,A 项错误;
正极反应为H
2O 2+2e -2OH -,H 2O 2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( ) 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 -Fe 3+
C.脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应为:2H
2O+O 2+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 -Fe 2+
,碳作正
极,发生反应:O
2+2H 2O+4e -4OH -,B 、C 项错误;由电池总反应及后续反应:2Fe+O 2+2H 2O 2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O 2+2H 2O 4Fe(OH)3,可知:4Fe ～3O 2,则1.12 g 铁粉,即0.02 mol 铁粉最多可吸收标准状况下O 2为:
0.02mol 4
×3×22.4 L ·mol -1
×1 000 mL ·L -1
=336 mL,D 项正确。 答案:D
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Ag 2S 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,Ag 2S 被还原生成单质银
C.该过程中总反应为2Al+3Ag 2S 6Ag+Al 2S 3
D.黑色褪去的原因是黑色Ag 2S 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 -2Al 3+
,正极反应式
为:3Ag
2S+6e -6Ag+3S 2-,由此可知,B 项正确,A 、D 项错误,又因Al 3+与S 2-可以相互促进水解,
则原电池的总反应方程式为:3Ag 2S+2Al+6H 2O 6Ag+2Al(OH)3+3H 2S ↑,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 3CH 2OH-4e -+H 2O CH 3COOH+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 3CH 2OH+O 2CH 3COOH+H 2O
D.正极上发生的反应为:O 2+4e -+2H 2O 4OH -
解析:由负极的反应式可知,该电池应该是CH 3CH 2OH 被氧化为CH 3COOH 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 +2H 2O,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O 2 0.1 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CO 2和H 2O 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O 2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。CO 2和水生成HCOOH 的化学方程式为:
,负极a 反应为:2H 2O-4e
-
4H +
+O 2↑,B 项正确,C 项错;正极b 反应
为:2CO 2+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 2O 2LiOH+H 2↑
解析:Li 和H
2O 反应,H 2O 是氧化剂,A 项正确;放电时正极反应为2H 2O+2e -2OH -+H 2↑,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 Na 2Mn 5O 10+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 Na 2Mn 5O 10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,MnO 2
为正极,A 错;每生成1 mol Na 2Mn 5O 10,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)+Cd 2+
(aq)2Ag +
(aq)+Cd(s)
B.Co 2+(aq)+Cd(s)Co(s)+Cd 2+
(aq)
C.2Ag +(aq)+Cd(s)2Ag(s)+Cd 2+
(aq)
D.2Ag +(aq)+Co(s)2Ag(s)+Co 2+
(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 -Al 3+
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 Li
2S+Fe,故B 对;充电时,阴极反应为Li 2S+2e -2Li+S 2-,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CsHSO 4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+O 22H 2O,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+2H 2O+4e -4OH - C.每转移0.1 mol 电子,消耗1.12 L 的H 2 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,H 2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:O
2+4H ++4e -2H 2O,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 H 2,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 2Zn(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 4H ++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 4H ++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 ()42Al 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 6LiCoO 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
()42Al OH -
+3H 2↑
(3)2LiCoO 2+3H 2SO 4+H 2O 2Li 2SO 4+2CoSO 4+O 2↑+4H 2O 、2H 2O 22H 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 6LiCoO 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H 2的目的是
。
(4)用吸收H 2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O 2,O 2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)FeS 2完全燃烧生成Fe 2O 3和SO 2,因为1 g FeS 2燃烧放出7.1 kJ 热量,则1 mol FeS 2燃烧放出852 kJ 热量,故FeS 2燃烧反应的热化学方程式
为:4FeS 2(s)+11O 2(g)2Fe 2O 3(s)+8SO 2(g) ΔH=-3 408 kJ ·mol -1
。 (2)该循环工艺中,反应物为SO 2和H 2O,产物为H 2SO 4和H 2,故总反应方程式为:2H 2O+SO 2H 2SO 4+H 2。 (3)在HI 分解反应中:2HI(g)H 2(g)+I 2(g),从平衡移动原理分析,减少H 2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+H 2O 。
-4OH-。
②电池继续充电时,O
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
-4OH-
②O
考点二电解原理及应用
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
2+放电析出铜,C错误,D错误。
反应,2Cl--2e-Cl
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)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)
电解池:2Al+3H2O Al2O3+3H2↑
Pb Al
2
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 Al2O3,B错误;电池中正极反应为PbO2+2e-
+4H++S2
O PbSO4+2H2O,C错误;电池中Pb失电子转化为难溶的PbSO4,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 3O -
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H 2,A 正确;阳极室是OH -失电子,造成H +
浓度增大,
平衡右移,Cr 227O -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K 2CrO 4、K 2Cr 2O 7物质的量分别为x 、y,则
222x y
x y
++=d, y x =222d d --,铬酸钾转化率:
22y
x y +=22
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CuSO 4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.CuSO 4 B.H 2O
C.CuO
D.CuSO 4·5H 2O
解析:电解中阳极产生O 2,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 2O 3+3H 2O 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Ni 2O 3、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 -Ni 2O 3+3H 2O
解析:由总反应知,得电子的为正极(Ni 2O 3),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Ni 2O 3,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.Fe 2O 3 b.NaCl c.Cu 2S d.Al 2O 3
(2)辉铜矿(Cu 2S)可发生反应:2Cu 2S+2H 2SO 4+5O 24CuSO 4+2H 2O,该反应的还原剂是 。当1 mol O 2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol 。向CuSO 4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(Ag 2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag 2S 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Cu 2S 中,Cu 、S 元素化合价+1、-2价变为生成物CuSO 4中+2、+6价,Cu 2S 为还原剂,O 2中O 元素由0价降为-2价,O 2是氧化剂,1 mol O 2发生反应得到4 mol 电子,还原剂Cu 2S 必然失去4 mol 电子;CuSO 4
溶液中Cu 2+
水解显酸性,加入镁条反应生成H 2;(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NO
2气体产生,只能是N 3O -
+2H +
+e
-NO 2+H 2O 。
(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 3O -
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(CO 2) B 点的正反应速率v 正(CO 2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②NH 3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: CO 2+2NH 3
CO(NH 2)2+H 2O 。
(2)由图像可知A 点时反应仍向正向进行,所以A 点v 逆(CO 2)小于B 点v 正(CO 2)。
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-→Cl2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-Cl
2↑。生成Cl2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2H 2O+2e -2OH -+H 2↑) B 极:4OH --4e -O
2↑+2H 2O
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Mg 2+
向A 极移动,与产生的OH -
生成Mg(OH)2 沉淀,S 24O
向阳极
(B 极)移动,相当于生成H 2SO 4,当把电解液倒入烧杯中时,H 2SO 4与Mg(OH)2混合,Mg(OH)2会溶解。
答案:(1)①④
(2)2H ++2e -H
2↑(或2H 2O+2e -2OH -+H 2↑), Mg 2++2OH -Mg(OH)2↓
(3)4OH --4e -2H
2O+O 2↑(写2H 2O-4e -4H +
+O 2↑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) 考点三 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-MnO 2干电池自放电腐蚀主要是由MnO 2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O 2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H 2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NH 4Cl 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+2H 2O+4e -4OH -
C.液滴下的Fe 因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe 2+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 -Cu 2+
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 -+2H 2O 4OH -,(a)电极反应为Fe-2e -Fe 2+,所以Fe 2+、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 -Fe 2+
,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.NH3
b.CO2
c.NaOH
d.HNO3
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
模拟试题
考点一 原电池原理及其应用
1.(2013云南玉溪一中模拟)氢氧燃料电池可同时供应电和水蒸气,所用燃料为H 2,电解质为熔融的K
2CO 3。已知该电池的正极反应为:O 2+2CO 2+4e
-
2C 23O -
。下列叙述正确的是( )
A.放电时C 23O -
向正极移动
B.放电时OH -
向负极移动
C.负极反应为H
2+C 23O --2e
-
H 2O+CO 2
D.当该电池产生的水蒸气折算成标准状况下的体积为22.4 L 时,转移电子4 mol
解析:原电池中阴离子向负极移动,A 错;熔融的K 2CO 3中没有OH -
,B 错;C 23O -是电池内的导电
微粒,该电池的总反应为2H 2+O 22H 2O,用总反应式-正极反应式=负极反应式,C 正确;生成1
mol 水,转移电子2 mol,D 错。 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(Y 2O 3)的氧化锆(ZrO 2)晶体,在熔融状态下能传导O 2-
。下列对该燃料电池说法正确的是( )
A.在熔融电解质中,O 2-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+2H 2O+4e -4OH -
C.通入丁烷的一极是负极,电极反应为:C
4H 10+26e -+13O 2-4CO 2+5H 2O 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CO 2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O 2-,所以O 2得e -生成O 2-,正极反应为O
2+4e -2O 2-,B 项错误;由题意知,总反应方程式为丁烷燃烧的方程式:C 4H 10+6.5 O 24CO 2+5H 2O,总反应式-正极反应式=负极反应式,则负极反应式
为:C
4H 10-26e -+13O 2-4CO 2+5H 2O,C 项错误;由6.5 O 2～4CO 2,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+2H 2O+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O 2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+2H 2O+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O 2未指定标准状况,所以无法计算其体积。 答案:B
考点二 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( )
全国高考化学铁及其化合物的综合高考真题汇总及答案 一、高中化学铁及其化合物 1．排放的工业废水中含Fe3+、Al3+、Cu2+，为了减少环境污染，变废为宝，利用废铁屑制得Fe2O3、Al2O3和金属Cu，过程如下。 请回答： （1）固体A的成分是________________（填化学式）。 （2）溶液B中的金属阳离子有___________________。 （3）试剂G是__________________（填名称）。 （4）B→D反应的离子方程式是_________________________。 （5）溶液E焰色反应呈黄色，试剂H是__________________。 【答案】Fe、Cu Fe2+、Al3+稀盐酸或稀硫酸 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl— NaOH溶液 【解析】 【分析】 【详解】 （1）向含Fe3+、Al3+、Cu2+的工业废水中加入过量的废铁屑，发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，Fe+ Cu2+= Fe2++Cu，而铁屑是过量的，因此固体A的成分是Fe和Cu； （2）溶液B中的金属阳离子有反应产生的Fe2+和废水中原有的Al3+； （3）向Fe和Cu的混合物中加入过量的试剂G能产生溶液B和固体C，则试剂G为稀盐酸或稀硫酸，而固体C为不溶于稀盐酸或稀硫酸的Cu； （4）向溶液B中加入足量的氯水，Fe2+被Cl2氧化成Fe3+，而Al3+不反应，因此离子方程式为2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl—； （5）溶液D的成分是Fe3+和Al3+，向其中加入过量的H溶液生成沉淀F和溶液E，且沉淀F经过灼烧生成铁红，则F为Fe(OH)3；溶液E的焰色反应呈黄色，说明含有钠元素，且一定条件下能得到Al2O3，说明含有铝元素，则E为Na[Al(OH)4]；经过以上分析，可知H为NaOH溶液。 2．金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要作用．印刷电路板由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，工业上常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，有CuCl2和FeCl2生成．如图是某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜、并重新获得FeCl3溶液所采用的工艺流程图：
1．【2018新课标1卷】化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下： 回答下列问题： （1）A的化学名称为________。 （2）②的反应类型是__________。 （3）反应④所需试剂，条件分别为________。 （4）G的分子式为________。 （5）W中含氧官能团的名称是____________。 （6）写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式（核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1）______________。 （7）苯乙酸苄酯（）是花香型香料，设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线__________（无机试剂任选）。 【答案】氯乙酸取代反应乙醇/浓硫酸、加热C12H18O3羟基、醚键 、
【解析】分析：A是氯乙酸与碳酸钠反应生成氯乙酸钠，氯乙酸钠与NaCN发生取代反应生成C，C水解又引入1个羧基。D与乙醇发生酯化反应生成E，E发生取代反应生成F，在催化剂作用下F与氢气发生加成反应将酯基均转化为醇羟基，2分子G发生羟基的脱水反应成环，据此解答。 （7）根据已知信息结合逆推法可知合成苯乙酸卞酯的路线图为 。 点睛：本题考查有机物的推断和合成，涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计等知识，利用已经掌握的知识考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、化学方程式、同分异构体的书写的知识。考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识、新信息的能力；考查了学生应用所学知识进行必要的分析解决实际问题的能力。有机物的结构、性质、转化、反应类型的判断、化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常碰到的问题，掌握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关系与各类官能团的数目关系，充分利用题目提供的信息进行分析、判断是解答的关键。难点是设计合成路线图时有关信息隐含在题干中的流程图中，需要学生自行判
2020年高考化学试题分类汇编——化学反应速率和化学平衡 化学反应速率和化学平稳 〔2018天津卷〕6．以下各表述与示意图一致的是 A ．图①表示25℃时，用0.1 mol·L －1 盐酸滴定20 mL 0.1 mol·L － 1 NaOH 溶液，溶液的pH 随加入酸体积的变化 B ．图②中曲线表示反应2S O 2(g) + O 2(g) 2S O 3(g)；ΔH < 0 正、逆反应的平稳常数 K 随温度的变化 C ．图③表示10 mL 0.01 mol·L －1 KM n O 4 酸性溶液与过量的0.1 mol·L －1 H 2C 2O 4溶液混合时，n(Mn 2+) 随时刻的变化 D ．图④中a 、b 曲线分不表示反应CH 2＝CH 2 (g) + H 2(g)?? →C H 3C H 3(g)；ΔH< 0使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化 解析：酸碱中和在接近终点时，pH 会发生突变，曲线的斜率会专门大，故A 错；正逆反应的平稳常数互为倒数关系，故B 正确；反应是放热反应，且反应生成的Mn 2+对该反应有催化作用，故反应速率越来越快，C 错；反应是放热反应，但图像描述是吸热反应，故D 错。 答案：B 命题立意：综合考查了有关图像咨询题，有酸碱中和滴定图像、正逆反应的平稳常数图像，反应速率图像和能量变化图像。 〔2018重庆卷〕10．()()()22COCl g CO g +Cl g ;0.H ??→?←??＞ 当反应达到平稳时，以下措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO 的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl 2转化率的是 A ．①②④ B ．①④⑥ C ．②③⑥ D ．③⑤⑥ 10. 答案B 【解析】此题考查化学平稳的移动。该反应为体积增大的吸热反应，因此升温顺减压均能够促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平
20１4高考题分类汇编（电化学基础) 全国卷新课标版I ２６.(节选） 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: （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）： ①写出阳极的电极反应式________＿_＿___＿___＿____＿__。 ②分析产品室可得到H3PO2 的原因___＿_＿___＿_____＿＿__＿_ ＿____。 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杂质。该杂质产生的原因是：____＿_________＿____＿＿____＿＿__＿＿_____＿___。 全国卷新课标版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-x Mｎ2Oｘ+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 27．(节选) 铅及其化合物可用于蓄电池,耐酸设备及Ｘ射线防护材料等。回答下列问题： (3）ＰbO2可由PbＯ与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为:ＰbO２也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)２和Ｃu（NO3）2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式 ，阴极观察到的现象是：若电解液中不加入Ｃｕ(ＮＯ3)2，阴极发生的电极反应式,这样做的主要缺点 是。 3６.[化学选修—2：化学与技术] (节选) 将海水淡化和与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺提取其他产品。 回答下列问题： (４)采用石墨阳极．不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为_____________＿＿＿_;电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式___＿＿_______＿___＿_____＿___。
1．【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题： （1）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为____ _、_____（填标号）。 A．B． C．D． （2）Li+与H?具有相同的电子构型，r(Li+)小于r(H?)，原因是______。 （3）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是__ ____、中心原子的杂化形式为______。LiAlH4中，存在_____（填标号 ）。 A．离子键 B．σ键 C．π键 D．氢键 （4）Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born? Haber循环计算得到。 可知，Li原子的第一电离能为________J·mol? 1，O=O键键能为______J·mol?1，Li2O晶格能为______J·mol?1。
（5）Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为N A，则Li2O的密度为______g·cm? 3（列出计算式）。 【答案】 D C Li+核电荷数较大正四面体sp3AB5204982908 【解析】分析：（1）根据处于基态时能量低，处于激发态时能量高判断； （2）根据原子核对最外层电子的吸引力判断； （3）根据价层电子对互斥理论分析；根据物质的组成微粒判断化学键； （4）第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，据此计算；根据氧气转化为氧原子时的能量变 化计算键能；晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，据此 解答； （5）根据晶胞中含有的离子个数，结合密度的定义计算。 点睛：本题考查核外电子排布，轨道杂化类型的判断，分子构型，电离能、晶格能，化学键类型，晶胞的计算等知识，保持了往年知识点比较分散的特点，立足课本进行适当拓展，但整体难度不大。难点仍然是晶胞的有关判断与计算，晶胞中原子的数目往往采用均摊法：①位于晶胞顶点的原子为8
2009年高考化学试题分类汇编:电化学基础 1．（09广东理科基础25）钢铁生锈过程发生如下反应： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2； ②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。 下列说法正确的是 A．反应①、②中电子转移数目相等 B．反应①中氧化剂是氧气和水 C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀 答案：A 解析： ①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A 项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错。 2．（09安徽卷12）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O 。下列说法正确的是 A.石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应 C.铜电极接直流电源的负极 D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。 答案：A 解析： 由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol 电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。 3．（09江苏卷12）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是
2018电化学高考真题汇编 1．下列说法正确的是 A. 氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 B. 反应4Fe(s)+3O 2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C. 3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023 D. 在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快 【来源】2018年江苏化学高考试题 【答案】C 【解析】分析：A项，氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能，理论上能量转化率高达85%~90%；B项，反应4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）的ΔS0，该反应常温下可自发进行，该反应为放热反应；C项，N2与H2的反应为可逆反应，3molH2与1molN2混合反应生成NH3，转移电子数小于6mol；D项，酶是一类具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用具有的特点是：条件温和、不需加热，具有高度的专一性、高效催化作用，温度越高酶会发生变性，催化活性降低。 详解：A项，氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能，理论上能量转化率高达85%~90%，A项错误；B项，反应4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）的ΔS0，该反应常温下可自发进行，该反应为放热反应，B项错误；C项，N2与H2的反应为可逆反应，3molH2与1molN2混合反应生成NH3，转移电子数小于6mol，转移电子数小于6 6.021023，C项正确；D项，酶是一类具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用具有的特点是：条件温和、不需加热，具有高度的专一性、高效催化作用，温度越高酶会发生变性，催化活性降低，淀粉水解速率减慢，D项错误；答案选C。 2．下列指定反应的离子方程式正确的是 A. 饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应：CO32?+CaSO4CaCO3+SO42? B. 酸化NaIO 3和NaI的混合溶液：I? +IO3?+6H+I2+3H2O C. KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应：3ClO?+2Fe(OH)32FeO42?+3Cl?+4H++H2O D. 电解饱和食盐水：2Cl?+2H+Cl2↑+ H2↑ 【来源】2018年江苏化学高考试题 【答案】A 【解析】分析：A项，饱和Na2CO3溶液与CaSO4发生复分解反应生成更难溶于水的CaCO3；B项，电荷不守恒，得失电子不守恒；C项，在碱性溶液中不可能生成H+；D 项，电解饱和食盐水生成NaOH、H2和Cl2。 详解：A项，饱和Na2CO3溶液与CaSO4发生复分解反应生成更难溶于水的CaCO3，反
__________ 姓名：__________ 班级：__________ 评卷人得分 一、选择题 1．有机物X的结构简式如图，某同学对其可能具有的化学性质进行了预测，其中正确的是 ①可以使酸性KMnO4溶液褪色②可以和NaHCO3溶液反应③一定条件下能与H2发生加成反应 ④在浓硫酸、加热条件下，能与冰醋酸发生酯化反应 A. ①② B. ②③ C. ①②③ D. ①②③④ 2．下列离子方程式书写不正确的是 A. 用两块铜片作电极电解盐酸：Cu + 2H+H2↑ + Cu2+ B. NaOH溶液与足量的Ca(HCO3)2溶液反应：2HCO3-+ 2OH-+ Ca2+==CaCO3↓+ 2H2O C. 等物质的量的FeBr2和Cl2在溶液中的反应：2Fe2+ + 2Br- + 2Cl2==2Fe3+ + Br2 + 4Cl- D. 氨水吸收少量的二氧化硫：2NH3·H2O + SO2==2NH4+ +SO32- + H2O 3．元素周期表中钌(Ru)与铁相邻位于铁的下一周期，某钌光敏太阳能电池的工作原理如下图所示，图中Ru II*表示激发态。下列说法正确的是（） A. 电池工作时，直接将太阳能转化为电能 B. 镀铂导电玻璃的作用是传递I－ C. 电池的电解质溶液中I－和I3－的浓度不断减小 D. 电解质溶液中发生反应：2Ru3+ + 3I－= 2Ru2+ + I3－ 4．甲、乙、丙三种有机化合物的键线式如图所示。下列说法错误的是
A. 甲、乙的化学式均为C8H14 B. 乙的二氯代物共有7种（不考虑立体异构） C. 丙的名称为乙苯，其分子中所有碳原子可能共平面 D. 甲、乙、丙均能使酸性高锰酸钾溶液褪色 5．ZulemaBorjas等设计的一种微生物脱盐池的装置如图所示，下列说法正确的是( ) A. 该装置可以在高温下工作 B. X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜 C. 负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H＋ D. 该装置工作时，电能转化化学能 6．2019年北京园艺会主题是“绿色生活，美丽家园”。下列有关园艺会说法正确的是( ) A. 大会交通推广使用的是利用原电池原理制成太阳能电池汽车，可减少化石能源的使用 B. 妫汭剧场里使用的建筑材料第五形态的碳单质——“碳纳米泡沫”，与石墨烯互为同分异构体 C. 传统烟花的制作常加入含有铂、铁、钾、钙、铜等金属元素的发光剂，燃放时呈现美丽的颜色，大会庆典禁止使用 D. 秸秆经加工处理成吸水性的材料——植物纤维，可用作食品干燥剂，符合大会主题【答案】D 7．液态金属储能电池是一类成本较低的储能电池，其主体结构由三层密度不同的液体构成，上下两层液态金属分别作为电池两极，中间层的熔融盐在充放电过程中组成均保持不变。某种液态金属储能电池的结构如图所示，下列说法错误的是（） A. 该电池放电过程中钠电极发生氧化反应 B. 该电池充电时锌电极发生的反应是Zn-2e-=Zn2+
2015-2017年高考试题分类汇编----有机化学 1．（2017全国Ⅰ卷.7）下列生活用品中主要由合成纤维制造的是 A．尼龙绳B．宣纸C．羊绒衫D．棉衬衣 2．（2017全国Ⅰ卷.9）已知（b）、（d）、（p）的分子式均为C6H6，下列说法正确的是 A．b的同分异构体只有d和p两种B．b、d、p的二氯代物均只有三种 C．b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应D．b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面3．（2017全国Ⅱ卷.7）下列说法错误的是 A．糖类化合物也可称为碳水化合物B．维生素D可促进人体对钙的吸收 C．蛋白质是仅由碳、氢、氧元素组成的物质D．硒是人体必需的微量元素，但不宜摄入过多4．（ 实验结论 A．将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液最终变为无色透明生成的1,2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳 B．乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性 C．用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除乙酸的酸性小于碳酸的酸性 D．甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体 能使湿润的石蕊试纸变红 生成的氯甲烷具有酸性 5．（全国Ⅲ卷）下列说法正确的是 A．植物油氢化过程中发生了加成反应B．淀粉和纤维素互为同分异构体 C．环己烷与苯可用酸性KMnO4溶液鉴别D．水可以用来分离溴苯和苯的混合物6．（2017北京卷.9）我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下： 下列说法不正确 ．．．的是 A．反应①的产物中含有水B．反应②中只有碳碳键形成 C．汽油主要是C5~C11的烃类混合物D．图中a的名称是2-甲基丁烷 7．（2017北京卷.11）聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂，聚维酮通过氢键与HI3 形成聚维酮碘，其结构表示如下。下列说法不正确 ．．．的是 A．聚维酮的单体是 B．聚维酮分子由（m+n）个单体聚合而成 C．聚维酮碘是一种水溶性物质 D．聚维酮在一定条件下能发生水解反应 8．（2017江苏卷.11）萜类化合物广泛存在于动植物体 内，关于下列萜类化合物的说法正确的是 A．a和b都属于芳香族化合物 B．a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上
专题9 有机化合物 Ⅰ—生活中常见的有机物 1．（2017?北京-7）古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于无机物的是 A．瓷器B．丝绸C．茶叶D．中草药 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】含有碳元素的化合物为有机物，有机物大多数能够燃烧，且多数难溶于水；无机 物指的是不含碳元素的化合物，无机物多数不能燃烧，据此分析。 A、瓷器是硅酸盐产品，不含碳元素，不是有机物，是无机物，故A正确； B、丝绸的主要成分是蛋白质，是有机物，故B错误； C、茶叶的主要成分是纤维素，是有机物，故C错误； D、中草药的主要成分是纤维素，是有机物，故D错误。 【考点】无机化合物与有机化合物的概念、硅及其化合物菁优网版权所有 【专题】物质的分类专题 【点评】本题依托有机物和无机物的概念考查了化学知识与生活中物质的联系，难度不大，应注意有机物中一定含碳元素，但含碳元素的却不一定是有机物。 Ⅱ—有机结构认识 2．（2017?北京-10）我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下。下列说法不正确的是 A．反应①的产物中含有水 B．反应②中只有碳碳键形式
C．汽油主要是C5～C11的烃类混合物 D．图中a的名称是2﹣甲基丁烷 【答案】B 【解析】A．从质量守恒的角度判断，二氧化碳和氢气反应，反应为CO2+H2=CO+H2O，则产物中含有水，故A正确； B．反应②生成烃类物质，含有C﹣C键、C﹣H键，故B错误； C．汽油所含烃类物质常温下为液态，易挥发，主要是C5～C11的烃类混合物，故C正确；D．图中a烃含有5个C，且有一个甲基，应为2﹣甲基丁烷，故D正确。 【考点】碳族元素简介；有机物的结构；汽油的成分；有机物的系统命名法菁优网版权【专题】碳族元素；观察能力、自学能力。 【点评】本题综合考查碳循环知识，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，注意把握化 学反应的特点，把握物质的组成以及有机物的结构和命名，难度不大。 C H， 3.（2017?新课标Ⅰ-9）化合物（b）、（d）、（p）的分子式均为66 下列说法正确的是 A. b的同分异构体只有d和p两种 B. b、d、p的二氯代物均只有三种 C. b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应 D. b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面 【答案】D 【解析】A.（b）的同分异构体不止两种，如，故A错误 B.（d）的二氯化物有、、、、、， 故B错误 KMnO溶液反应，故C错误 C.（b）与（p）不与酸性4 D.（d）2与5号碳为饱和碳，故1，2，3不在同一平面，4，5，6亦不在同 一平面，（p）为立体结构，故D正确。 【考点】有机化学基础：健线式；同分异构体；稀烃的性质；原子共面。 【专题】有机化学基础；同分异构体的类型及其判定。 【点评】本题考查有机物的结构和性质，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，注意把 握有机物同分异构体的判断以及空间构型的判断，难度不大。 Ⅲ—脂肪烃
2009-2013年高考化学试题分类解析汇编：电化学基础 2009年高考化学试题 1．(09广东理科基础?25)钢铁生锈过程发生如下反应： ①2Fe ＋O 2＋2H 2O ＝2Fe(OH)2； ②4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O ＝4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3＝Fe 2O 3＋3H 2O 。下列说法正确的是 A ．反应①、②中电子转移数目相等 B ．反应①中氧化剂是氧气和水 C ．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D ．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀 2．(09安徽卷?12)Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取。Cu 2O 的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu ＋H 2O Cu 2O ＋H 2O ↑。下列说法正确的是 A ．石墨电极上产生氢气 B ．铜电极发生还原反应 C ．铜电极接直流电源的负极 D ．当有0.1mol 电子转移时，有0.1molCu 2O 生成。 2．(09江苏卷?12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是 A ．该电池能够在高温下工作 B ．电池的负极反应为： C 6H 12O 6＋6H 2O －24e － =6CO 2↑＋24H ＋ C ．放电过程中，+ H 从正极区向负极区迁移 D ．在电池反应中，每消耗1mol 氧气，理论上能生成标准状况下CO 2气体22.4 6 L 3．(09浙江卷?12)市场上经常见到的标记为Li —ion 的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li + 的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为： Li ＋2Li 0.35NiO 2 2Li 0.85NiO 2 下列说法不正确的是 A ．放电时，负极的电极反应式：Li ? e -＝Li + B ．充电时，Li 0.85NiO 2既发生氧化反应又发生还原反应 C ．该电池不能用水溶液作为电解质 D ．放电过程中Li + 向负极移动 4．(09广东理科基础?34)下列有关电池的说法不正确的是 A ．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B ．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C ．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D ．锌锰干电池中，锌电极是负极 5．(09福建卷?11) 控制适合的条件，将反应2Fe 3＋ ＋2I － 2Fe 2＋ ＋I 2设计成如右图所示的原电池。下列判断不 正确的是 A ．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B ．反应开始时，甲中石墨电极上Fe 3＋ 被还原 C ．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D ．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl 2固定，乙中石墨电极为负极 6．(09广东化学?10)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的是 A ．锡青铜的熔点比纯铜高 B ．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用 C ．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 放电 充电
考点专练1 物质的量 两年高考真题演练 1.(2015·课标全国Ⅰ，8)N A 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A ．18 g D 2O 和18 g H 2O 中含有的质子数均为10N A B ．2 L 0.5 mol ·L －1亚硫酸溶液中含有的H ＋离子数为2N A C ．过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol 氧气转移的电子数为0.2N A D ．密闭容器中2 mol NO 与1 mol O 2充分反应，产物的分子数为2N A 2．(2015·课标全国Ⅱ，10)N A 代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( ) A ．60 g 丙醇中存在的共价键总数为10N A B ．1 L 0.1mol ·L －1的NaHCO 3溶液中HCO －3和CO 2－3的离子数之和为0.1N A C ．钠在空气中燃烧可生成多种氧化物，23 g 钠充分燃烧时转移电子数为1N A D ．235 g 核素235 92U 发生裂变反应：235 92U ＋10n ――→裂变9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n ，净产生的中子(10n)数为10N A 3．(2015·四川理综，5)设N A 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( ) A ．2.0 g H 182O 与D 2O 的混合物中所含中子数为N A B ．常温常压下，4.4 g 乙醛所含σ键数目为0.7N A C ．标准状况下，5.6 L CO 2与足量Na 2O 2反应转移的电子数为0.5N A D ．50 mL 12 mol/L 盐酸与足量MnO 2共热，转移的电子数为0.3N A 4．(2015·广东理综，10)设n A 为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是( ) A ．23 g Na 与足量H 2O 反应完全后可生成n A 个H 2分子 B ．1 mol Cu 和足量热浓硫酸反应可生成n A 个SO 3分子 C ．标准状况下，22.4 LN 2和H 2混合气中含n A 个原子 D ．3 mol 单质Fe 完全转变为Fe 3O 4，失去8n A 个电子 5．(2014·江苏化学，6)设N A 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A ．1.6 g 由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1N A B ．0.1 mol 丙烯酸中含有双键的数目为0.1N A C ．标准状况下，11.2 L 苯中含有分子的数目为0.5N A D ．在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol 氧气，转移电子的数目为0.4N A 6．(2014·广东理综，10)设n A 为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是 ( ) A ．1 mol 甲苯含有6n A 个C —H 键 B ．18 g H 2O 含有10n A 个质子 C ．标准状况下，22.4 L 氨水含有n A 个NH 3分子 D ．56 g 铁片投入足量浓H 2SO 4中生成n A 个SO 2分子 7．(2014·四川理综，5)设N A 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A ．高温下，0.2 mol Fe 与足量水蒸气反应，生成的H 2分子数目为0.3N A B ．室温下，1 L pH ＝13的NaOH 溶液中，由水电离的OH － 离子数目为0.1N A C ．氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2N A D ．5NH 4NO 3=====△2HNO 3＋4N 2↑＋9H 2O 反应中，生成28 g N 2时，转移的电子数目为3.75 N A 8．(2014·江苏化学，18)碱式碳酸铝镁[Mg a Al b (OH)c (CO 3)d ·x H 2O]常用作塑料阻燃剂。 (1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用，是由于其受热分解需吸收大量热量和________。 (2)Mg a Al b (OH)c (CO 3)d ·x H 2O 中a 、b 、c 、d 的代数关系式为________。 (3)为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行如下实验： ①准确称取3.390 g 样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO 2 0.560 L(已换算成标准状况下)。 ②另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率(固体样品的剩余质量固体样品的起始质量 ×100%)随温度的变化如下图所示(样品在270 ℃时已完全失去结晶水，600 ℃以上残留固体为金属氧化物的混合物)。
2020-2021高考化学有机化合物推断题综合题汇编附详细答案 一、有机化合物练习题（含详细答案解析） 1．化合物W 是合成一种抗心律失常药物的中间物质，一种合成该物质的路线如下： （1）ClCH 2CH 2C1的名称是____________。 （2）E 中不含氧的官能团的名称为____________。 （3）C 的分子式为__________，B→C 的反应类型是____________。 （4）筛选C→D 的最优反应条件(各组别条件得到的D 的产率不同)如下表所示： 组别 加料温度 反应溶剂 AlCl 3的用量(摩尔当量) ① -30~0℃ 1 eq ② -20~-10℃ 1 eq ③ -20~-10℃ ClCH 2CH 2Cl 1 eq 上述实验筛选了________和________对物质D 产率的影响。此外还可以进一步探究___________对物质D 产率的影响。 （5）M 为A 的同分异构体，写出满足下列条件的M 的结构简式：__________________。 ①除苯环外不含其他环；②有四种不同化学环境的氢，个数比为1：1：2：2；③1 mol M 只能与1mol NaOH 反应。 （6）结合上述合成路线，写出以、CH 3I 和SOCl 2为基本原料合成 的路线图。(其他所需无机试剂及溶剂任选) 已知，RCOOH 2SOCl ?????→RCOCl 。 ____________________________________________________________________________________________。 【答案】1，2?二氯乙烷 碘原子、碳碳双键 C 12H 14O 还原反应 加料温度 反应溶剂 氯化铝的用量
专题05 元素及其化合物 1．[2019新课标Ⅰ] 固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课 题。下图为少量HCl 气体分子在253 K 冰表面吸附和溶解过程的示意图。下列叙述错误的是 A ．冰表面第一层中，HCl 以分子形式存在 B ．冰表面第二层中，H +浓度为5×10?3 mol·L ?1（设冰的密度为0.9 g·cm ?3） C ．冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变 D ．冰表面各层之间，均存在可逆反应HCl 垐?噲?H ++Cl ? 【答案】D 【解析】 【分析】由示意图可知，在冰的表面第一层主要为氯化氢的吸附，第二层中氯化氢溶于水中并发生部分电离，第三层主要是冰，与氯化氢的吸附和溶解无关。 【详解】A 项、由图可知，冰的表面第一层主要为氯化氢的吸附，氯化氢以分子形式存在，故A 正确； B 项、由题给数据可知，冰的表面第二层中氯离子和水的个数比为10—4:1，第二层中溶解的氯化氢分子应少于第一层吸附的氯化氢分子数，与水的质量相比，可忽略其中溶解的氯化氢的质量。设水的物质的量为1mol ，则所得溶液质量为18g/mol× 1mol=18g ，则溶液的体积为18g/mol 1m 0.9ol g/mL ?×10—3L/ml=2.0×10—2L ，由第二层氯离子和水个数比可知，溶液中氢离子物质的量 等于氯离子物质的量，为10 —4 mol ，则氢离子浓度为-4-2102.l 010L mo ?=5×10—3mol/L ，故B 正确；
C项、由图可知，第三层主要是冰，与氯化氢的吸附和溶解无关，冰的氢键网络结构保持不变，故C正确； D项、由图可知，只有第二层存在氯化氢的电离平衡HCl H++Cl—，而第一层和第三层均不存在，故D错误。 故选D。 【点睛】本题考查氯化氢气体在冰表面的吸附和溶解。侧重考查接受、吸收、整合化学信息的能力及分析和解决化学问题的能力，注意能够明确图像表达的化学意义，正确计算物质的量浓度为解答关键。 2．[2019江苏]下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥 B．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈 C．SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白 D．Al2O3具有两性，可用于电解冶炼铝 【答案】B 【解析】A．NH4HCO3受热易分解和用作化肥无关，可以用作化肥是因为含有氮元素； B．铁锈的主要成分为Fe2O3，硫酸具有酸性可以和金属氧化物反应，具有对应关系； C．二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质，不涉及氧化还原，故和二氧化硫的氧化性无关； D．电解冶炼铝，只能说明熔融氧化铝能导电，是离子晶体，无法说明是否具有两性，和酸、碱都反应可以体现Al2O3具有两性。 故选B。 3．[2019江苏]下列有关化学反应的叙述正确的是 A．Fe在稀硝酸中发生钝化B．MnO2和稀盐酸反应制取Cl2 C．SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3D．室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2 【答案】C 【解析】 【分析】相同的反应物，条件不同（如温度、浓度、过量与少量），反应有可能也不同； A．钝化反应应注意必须注明常温下，浓硝酸与Fe发生钝化； B．实验室制备氯气的反应中应注意盐酸的浓度和反应温度； C．过量与少量问题应以少量物质为基准书写产物；
电化学高考题汇编（xx） 1．(xx年全国，13)下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是 A．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多 B．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强 C．甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能 D．将甲乙作电极组成原电池时，甲是负极 解析：A．不能以金属失去电子的多少而应以金属失电子的能力来衡量金属的活泼性。B．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强，则金属甲比金属乙的活动性差。C．说明在金属活动顺序表中金属甲排在氢前，而金属乙排在氢后。D．在原电池中，活泼金属做负极，甲是负极，所以金属甲比金属乙的活动性强。 2．(xx年全国，14)用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是( ) A．HCl B．NaOH C．Na2SO4D．NaCl 解析：题给条件--溶液的pH保持不变可分解成两个条件：(1)电解质溶液应为非酸碱溶液； (2)参加电极反应的阴阳离子分别只有H+和OH－。据此分析选项，由(1)排除A、B，由(2)又可排除D，所以答案为C。 3．(xx年上海)在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是( ) A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子 B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D．锌用阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 解析：阳极：Zn－2e－＝Zn2+，阴极：Zn2++2e－＝Zn。 3．(xx年三南，17)A、B、C是三种金属，根据下列①②两个实验，确定它们的还原性强弱顺序为：①将A与B浸在稀硫酸中用导线相连，A上有气泡逸出，B逐渐溶解；②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时，阴极上先析出C(使用惰性电极)( ) A．A>B>C B．B>C>A C．C>A>B D．B>A>C 解析：由①知B作原电池负极，故还原性B>A；由②知C阳离子氧化性大于A的阳离子，故还原性A>C,选D。 4．(xx年上海，17)有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( ) A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C 解析：根据原电池原理：活泼金属作负极，被腐蚀，所以A、B中活泼性A>B；A、D与等浓度盐酸反应D比A激烈，即D>A;Cu与B盐溶液不反应，而能与C盐溶液反应置换出C,说明活泼性B>C，即D>A>B>C,故选B。 5．(xx年全国，12)图14-4中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b 极极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是( )
专题15 化学反应原理综合 1．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题： （1）Shibata 曾做过下列实验：①使纯H 2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被 还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H 2的物质的量分数为0.0250。 ②在同一温度下用CO 还原CoO(s)，平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192。 根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H 2（填“大于”或“小于”）。 （2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H 2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平 衡时体系中H 2的物质的量分数为_________（填标号）。 A ．＜0.25 B ．0.25 C ．0.25~0.50 D ．0.50 E ．＞0.50 （3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所 示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用?标注。 可知水煤气变换的ΔH ________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E 正=_________eV ，写出该步骤的化学方程式_______________________。 （4）Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H 2分压随时间变化关系（如下图所示），催化 剂为氧化铁，实验初始时体系中的2H O p 和CO p 相等、2CO p 和2H p 相等。
2013年高考化学试题分类解析汇编：有机化学 （2013大纲卷）13、某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58，完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O。它可能的结构共有（不考虑立体异构） A.4种 B.5种 C.6种 D.7种 【答案】B 【解析】根据题意，可先解得分子式。设为CnH2nOX，氧最少为一个，58-16=42，剩下的为碳和氢，碳只能为3个，即为C3H6O，一个不饱和度。设有两个O,那么58-32=2 6，只能为C2H4OX，x不可能为分数，错。由此可得前者可以为醛一种，酮一种，烯醇一种，三元碳环一种，四元杂环一种。 （2013福建卷）7.下列关于有机化合物的说法正确的是 A．乙酸和乙酸乙酯可用Na2CO3溶液加以区别B．戊烷（C5H12）有两种同分异构体C．乙烯、聚氯乙烯和苯分子均含有碳碳双键D．糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应【答案】A 【解析】B应该是三种同分异构体，分别是正戊烷、异戊烷、新戊烷；C由于聚氯乙烯没有，错误；D糖类中的单糖不行。 （2013江苏卷）12.药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得： 下列有关叙述正确的是 A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团 B.可用FeCl3 溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚 C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3 溶液反应 D.贝诺酯与足量NaOH 溶液共热，最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠 【参考答案】B 【解析】该题贝诺酯为载体，考查学生对有机化合物的分子结构、官能团的性质等基础有机 ☆能熟练区分醇羟基、酚羟基、酸羟基的性质上的差异： 醇中的羟基连在脂肪烃基、环烷烃基或苯环的侧链上，由于这些原子团多是供电子基团， 使得与之相连的羟基上氢氧原子间的电子云密度变大，氢氧共价键得到加强，氢原子很难 电离出来。因此，在进行物质的分类时，我们把醇归入非电解质一类。 酚中的羟基直接连在苯环或其它芳香环的碳原子上，由于这些原子团是吸电子基团， 使得与之相连的羟基上氢氧原子间的电子云密度变小，氢氧共价键受到削弱，氢原子比醇 羟基上的氢容易电离，因此酚类物质表现出一定的弱酸性。 羧酸中的羟基连在上，受到碳氧双键的影响，羟基氢原子比酚羟基上的氢原子容 易电离，因此羧酸(当然是短链)的水溶液呈明显的酸性，比酚溶液的酸性要强得多。 Na NaOH Na2CO3 NaHCO3 醇羟基√╳╳╳ 酚羟基√√√╳ 羧羟基√√√√ 相关对比： 酸性强弱对比：CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH＞HCO3－ 结合H＋能力大小：CH3COO－＜HCO3－＜C6H5O－＜CO32－ 故：C6H5OH＋Na2CO3→C6H5ONa＋NaHCO3 A.苯环不属于官能团，仅羧基、肽键二种官能团。