高考化学压轴题专题化学反应与能量变化的经典推断题综合题附答案
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高考化学压轴题专题化学反应与能量变化的经典推断题综合题一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.部分中学化学常见元素原子结构及性质如表所示:序号元素结构及性质A A单质是生活中常见金属,它有两种氯化物,相对分子质量相差35.5B B原子最外层电子数是内层电子总数的1/5③C C是常见化肥的主要元素,单质常温下呈气态④D D单质被誉为“信息革命的催化剂”,是常用的半导体材料①E 通常情况下,E没有正化合价,A、B、C、D、F都能与E形成化合物②F F在周期表中可以排在ⅠA族,也有人提出排在ⅦA族(1)A元素在周期表中的位置为____________________________________________。
(2)B与C形成的化合物的化学式为________,它属于________(填“离子”或“共价”)化合物。
(3)①F与E可以形成原子个数比分别为2∶1、1∶1的两种化合物X和Y,区别X与Y的水溶液的实验方法是____________________②F与C组成的两种化合物M和N所含的电子数分别与X、Y相等,则M的水溶液显________性,N的结构式为________。
(4)C与E都是较活泼的非金属元素,用化学方程式表明这两种单质的氧化性强弱____。
(5)有人认为B、D的单质用导线连接后插入氯化钠溶液中可以形成原电池,你认为是否可以,若可以,试写出正极的电极方程式(若认为不行可不写)___________________【答案】第四周期第Ⅷ族 Mg3N2离子分别取X、Y各少许置于试管中,再各加入少量的MnO2粉末,迅速产生无色气体的是H2O2,无明显现象的是H2O 三角锥形4NH3+3O22N2+6H2O Si﹣4e﹣+6OH﹣═SiO32﹣+3H2O【解析】【分析】A单质是生活中常见金属,它有两种氯化物,相对分子质量相差35.5,则A为Fe元素;B 元素原子最外层电子数是内层电子总数的,B有3个电子层,最外层电子数为2,则B为Mg元素;C是常见化肥的主要元素,单质常温下呈气态,C为N元素;D单质被誉为“信息革命的催化剂”,是常用的半导体材料,则D为Si;F在周期表中可以排在ⅠA族,也有人提出排在ⅦA族,其化合价表现+1、﹣1,故F为H元素;通常情况下,E没有最高正化合价,A、B、C、D、F都能与E形成化合物,则E为O元素,据此解答。
备战高考化学压轴题专题复习—化学反应与能量的推断题综合附答案一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析)1.五氧化二钒常用作化学工业中的催化剂,广泛用于冶金、化工生产。
一种以粗钒(主要含有V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)为原料生产五氧化二钒的工艺流程如下:已知:①部分含钒物质的溶解情况:(VO2)2SO4易溶于水,VOSO4可溶于水,NH4VO3难溶于水。
②部分金属离子[c(M n+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物及氢氧化物溶解与pH的关系如下表:回答下列问题:(l)“研磨”的目的是___,“酸溶”时V2O5发生反应的化学方程式为____ 。
(2)加入NaCIO溶液,含钒元素的粒子发生反应的离子方程式为___。
(3)向三颈烧瓶中加入NaOH溶液时实验装置如图所示,虚线框中最为合适的仪器是___(填标号),调节溶液的pH范围为___,滤渣b为___(写化学式)。
(4)实验显示,沉钒率的高低与温度有关,如图是沉钒率随温度的变化曲线,则沉钒时的加热方法为___。
温度高于80℃,沉钒率下降,其可能原因是____【答案】增大固体与酸溶液的接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O 2VO2++ClO-+H2O=2VO2++Cl-+2H+ D 4.7≤pH<7.8 Fe(OH)3、Al(OH) 水浴加热(热水浴) 温度高于80℃,NH4+水解程度增大成为主要因素,由于NH4+浓度减小,沉钒率下降【解析】【分析】粗钒(主要含有V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)经过研磨粉碎,加入硫酸进行酸浸,V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、Al2O3被硫酸溶解形成含有VO2+、VO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的浸出液,由于SiO2不与硫酸反应,经过滤后,得到的滤渣a为SiO2,滤液a为含有VO2+、VO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的滤液,向滤液a中加入具有强氧化性的NaClO溶液,将滤液中的VO2+、Fe2+氧化为VO2+、Fe3+,再加入氢氧化钠溶液,调节溶液pH值,将滤液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去,过滤后得到的滤渣b为Fe(OH)3、Al(OH)3、滤液b为主要含有VO2+的滤液,加入饱和氯化铵溶液,使VO2+转化为NH4VO3沉淀,对生成的NH4VO3沉淀高温煅烧,获得V2O5,据此分析解答。
高考化学化学反应与能量变化的推断题综合题试题及详细答案一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.X 、Y 、Z 、W 、Q 是原子序数依次增大的短周期主族元素,X 与Y 位于不同周期,X 与W 位于同一主族;原子最外层电子数之比N (Y ):N (Q )=3:4;Z 的原子序数等于Y 、W 、Q 三种元素原子的最外层电子数之和。
请回答下列问题:(1)Y 元素在周期表中的位置是______________;QX 4的电子式为_____________。
(2)一种名为“PowerTrekk”的新型充电器是以化合物W 2Q 和X 2Z 为原料设计的,这两种化合物相遇会反应生成W 2QZ 3和气体X 2,利用气体X 2组成原电池提供能量。
①写出W 2Q 和X 2Z 反应的化学方程式:______________。
②以稀硫酸为电解质溶液,向两极分别通入气体X 2和Z 2可形成原电池,其中通入气体X 2的一极是_______(填“正极”或“负极”)。
③若外电路有3mol 电子转移,则理论上需要W 2Q 的质量为_________。
【答案】第二周期第ⅢA 族22232Na Si+3H O=Na SiO +3H ↑ 负极37g【解析】【分析】原子最外层电子数之比N (Y ):N (Q )=3:4,因为都为主族元素,最外层电子数小于8,所以Y 的最外层为3个电子,Q 的最外层为4个电子,则Y 为硼元素,Q 为硅元素,则X 为氢元素,W 与氢同主族,为钠元素,Z 的原子序数等于Y 、W 、Q 三种元素原子的最外层电子数之和,为氧元素。
即元素分别为氢、硼、氧、钠、硅。
【详解】(1)根据分析,Y 为硼元素,位置为第二周期第ⅢA 族;QX 4为四氢化硅,电子式为;(2) ①根据元素分析,该反应方程式为22232Na Si+3H O=Na SiO +3H ↑;②以稀硫酸为电解质溶液,向两极分别通入气体氢气和氧气可形成原电池,其中通入气体氢气的一极是负极,失去电子;③外电路有3mol 电子转移时,需要消耗1.5mol 氢气,则根据方程式分析,需要0.5mol 硅化钠,质量为37g 。
高考化学压轴题专题复习—化学反应与能量变化的推断题综合附详细答案一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.A 、B 、C 、D 、E 均为短周期元素,且原子序数依次增大;A 的主族序数、周期数、原子序数均相同;B 为非金属元素,其单质有多种同素异形体,其中一种可作电极材料;C 是植物生长所需的主要元素之一;D 和A 可形成化合物2A D 和22A D ,且2A D 是最常见的溶剂;E 原子次外层电子数等于其它层电子数之和,则:()1E 的离子结构示意图为 ______ ,B 、C 、D 、E 与A 形成的化合物中稳定性最强的是______ (填化学式).()2在加热和Cu 作催化剂时,化合物25B A DA 与2D 反应生成其中一种产物是3BA BAD的化学方程式为 ______ .()3A E -五种元素中,含同一元素的各类物质能实现下列转化的有(图) ______ (填元素符号)()4图所示是一种酸性燃料电池25B A DA 检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测.则该电池的负极反应为 ______ .A 出口处的物质 ______ .【答案】2H O 2CH 3CH 2OH +O 22OΔ−−→ 2CH 3CHO +2H 2O N 、S 3223CH CH OH H O 4e CH COOH 4H -++-=+ 2H O【解析】 【分析】短周期元素中主族序数、周期数、原子序数均相同的是H ,则A 为H 元素;B 为非金属元素,其单质有多种同素异形体,其中一种可作电极材料,非金属单质常用作电极的是碳,则B 为C 元素;D 和A 可形成化合物2A D 和22A D ,且2A D 是最常见的溶剂,则D 为O 元素;植物生长所需元素是N 、P 、K ,又A 、B 、C 、D 、E 均为短周期元素,且原子序数依次增大,则C 为N 元素;E 原子次外层电子数等于其它层电子数之和,则E 为第三周期元素S ,据此进行解答。
高考化学压轴题专题复习——化学反应与能量变化的推断题综合附答案一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示,已知在同周期元素的常见简单离子中,W的简单离子半径最小,X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛。
(1)X元素在元素周期表中的位置________。
(2)X、Y、Z元素的简单气态氢化物中,稳定性最差的是________(用分子式表示)。
(3)Y、Z、W三种元素对应的离子中,半径由大到小的顺序____________(用离子符号表示)。
(4)某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中Z2-可以在固体介质NASICON中自由移动。
则负极的反应式_______________。
关于该电池的下列说法,正确的是_________。
A.工作时电极b作正极,Z2- 通过固体介质NASICON由电极b流向电极aB.工作时电流由电极a通过传感器流向电极bC.传感器中通过的电流越大,尾气中XZ的含量越高(5)X2Z42-能被酸性KMnO4氧化,请填写相应的离子,并给予配平:_____ ______+______MnO4- + ________H+ = ______CO2 + _______Mn2++______H2O【答案】第二周期第ⅣA 族 CH4 r(N3-)>r(O2-)>r(Al3+) CO+O2--2e-=CO2 AC 5 C2O42- 2 16 10 2 8【解析】【分析】根据短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系,则X、Y、Z是第二周期的元素,W 是第三周期的元素;同周期元素的常见简单离子中,W的简单离子半径最小,W是Al元素;根据相对位置,X、Y、Z分别是C、N、O。
【详解】(1)X是C元素,在元素周期表中的位置是第二周期第ⅣA 族;(2)同周期元素从左到右非金属性增强,非金属性越强,气态氢化物越稳定,C、N、O元素的简单气态氢化物中,稳定性最差的是CH4;(3)N、O、Al三种元素对应的离子,电子层数相同,质子数越多,半径越小,半径由大到小的顺序r(N3-)>r(O2-)>r(Al3+);(4)原电池负极发生氧化反应、正极发生还原反应,负极是一氧化碳失电子生成二氧化碳,负极反应式CO+O2--2e-=CO2;A .b 通入氧气,氧气发生还原反应,工作时电极b 作正极,O 2- 通过固体介质NASICON 由电极b 流向电极a ,故A 正确;B .电流由正极流向负极,b 是正极,工作时电流由电极b 通过传感器流向电极a ,故B 错误;C .CO 的含量越高,失电子越多,传感器中通过的电流越大,故C 正确;(5)C 2O 42-被酸性KMnO 4氧化为CO 2,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒,相应的离子方程式是5C 2O 42-+2MnO 4- +16H + =10CO 2 +2Mn 2++8H 2O 。
高考化学压轴题专题化学反应与能量的经典推断题综合题含答案一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析)1.钴和锌是重要的有色金属,其单质及化合物被广泛用于国民经济各个领域。
一种从有机废催化剂中回收钴和锌的工艺流程如下:已知:“浸出”后溶液中含有Co2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+等。
请回答:(1)“煅烧”的目的为______________________________。
(2)“净化”时,与KMnO4发生反应的所有离子方程式有_____________________________。
(3)“沉钴”时,发生如下反应:(NH4)2S2O8+H2O→NH4HSO4+H2O2;H2O2→H2O+O;···········;Co3++H2O→Co(OH)3+H+。
所缺的化学方程式为______________________________;每生成1 molCo(OH)3,理论上消耗(NH4)2S2O8的物质的量为__________。
(4)Co(OH)3沉淀应依次用稀硫酸和水洗涤,检验沉淀是否洗涤干净的方法是____________。
(5)“沉钴”时pH不能太高,其原因为______________________________;“沉锌”时温度不能太高,其原因为________________________________________。
(6)取“沉锌”后所得固体34.1g,煅烧后得到固体24.3g,将生成的气体通过足量的浓硫酸,增重5.4g。
则所得固体的化学式为____________。
【答案】除去其中的有机物(或将金属元素转化为氧化物,有利于后续浸出,合理即可) MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+、3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+2Co2++O+2H+=2Co3++H2O 0.5mol 取最后一次洗涤液少许于试管中,向其加入氯化钡溶液,没有白色沉淀生成,证明洗涤干净防止Zn2+提前沉淀防止NH4HCO3热分解ZnCO3∙2Zn(OH)2∙H2O【解析】【分析】将废催化剂高温煅烧,将有机废催化剂中的有机物除去,并将金属元素转化为金属氧化物,用硫酸对煅烧产物进行酸浸,pH控制在1~5,得到含有Co2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+的浸出液,调节溶液pH值为5~5.2,加入高锰酸钾将Mn2+、Fe2+氧化并转化为Fe(OH)3和MnO2除去,再次调节溶液pH值为4.5,加入(NH4)2S2O8将Co2+氧化为Co3+并转化为Co(OH)3沉淀除去,调节pH值为8,加入碳酸氢铵使锌离子转化为ZnCO3∙xZn(OH)2∙yH2O沉淀,据此分析解答。
高考化学化学反应与能量变化的推断题综合复习含详细答案一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,X与Y位于不同周期,X与W 位于同一主族;原子最外层电子数之比N(Y):N(Q)=3:4;Z的原子序数等于Y、W、Q三种元素原子的最外层电子数之和。
请回答下列问题:(1)Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的电子式为_____________。
(2)一种名为“PowerTrekk”的新型充电器是以化合物W2Q和X2Z为原料设计的,这两种化合物相遇会反应生成W2QZ3和气体X2,利用气体X2组成原电池提供能量。
①写出W2Q和X2Z反应的化学方程式:______________。
②以稀硫酸为电解质溶液,向两极分别通入气体X2和Z2可形成原电池,其中通入气体X2的一极是_______(填“正极”或“负极”)。
③若外电路有3mol电子转移,则理论上需要W2Q的质量为_________。
Na Si+3H O=Na SiO+3H↑负极【答案】第二周期第ⅢA族2223237g【解析】【分析】原子最外层电子数之比N(Y):N(Q)=3:4,因为都为主族元素,最外层电子数小于8,所以Y的最外层为3个电子,Q的最外层为4个电子,则Y为硼元素,Q为硅元素,则X为氢元素,W与氢同主族,为钠元素,Z的原子序数等于Y、W、Q三种元素原子的最外层电子数之和,为氧元素。
即元素分别为氢、硼、氧、钠、硅。
【详解】(1)根据分析,Y为硼元素,位置为第二周期第ⅢA族;QX4为四氢化硅,电子式为;Na Si+3H O=Na SiO+3H↑;(2)①根据元素分析,该反应方程式为22232②以稀硫酸为电解质溶液,向两极分别通入气体氢气和氧气可形成原电池,其中通入气体氢气的一极是负极,失去电子;③外电路有3mol电子转移时,需要消耗1.5mol氢气,则根据方程式分析,需要0.5mol硅化钠,质量为37g。
高考化学压轴题专题化学反应与能量的经典推断题综合题含答案解析一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析)1.如图是闪锌矿(主要成分是ZnS,含有少量FeS)制备ZnSO4·7H2O的一种工艺流程:闪锌矿粉→溶浸→除铁→结晶→ZnSO4∙7H2O。
已知:相关金属离子浓度为0.1mol/L时形成氢氧化物沉淀的pH范围如表:金属离子Fe3+Fe2+Zn2+开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2沉淀完全的pH 2.88.38.2(1)闪锌矿在溶浸之前会将其粉碎,其目的是_____________。
(2)溶浸过程使用过量的Fe2(SO4)3溶液和H2SO4浸取矿粉,发生的主要反应是:ZnS+2Fe3+=Zn2++2Fe2++S。
①浸出液中含有的阳离子包括Zn2+、Fe2+、_____________。
②若改用CuSO4溶液浸取,发生复分解反应,也能达到浸出锌的目的,写出离子方程式_____________。
(3)工业除铁过程需要控制沉淀速率,因此分为还原和氧化两步先后进行,如图。
还原过程将部分Fe3+转化为Fe2+,得到pH小于1.5的溶液。
氧化过程向溶液中先加入氧化物a,再通入O2。
下列说法正确的是_____________(填序号)。
A.氧化物a可以是ZnOB.滤渣2的主要成分是Fe(OH)2C.加入ZnS的量和通入O2的速率都可以控制溶液中的c(Fe3+)【答案】增大表面积,提高反应速率 Fe3+、H+ ZnS+Cu2+=Zn2++CuS AC【解析】【分析】闪锌矿(主要成分是ZnS,含有FeS),加硫酸和Fe2(SO4)3,发生ZnS+2Fe3+=Zn2++2Fe2++S,过滤可除去S;浸出液中先加ZnS还原,分离出滤渣1为S,滤液中通入氧气可氧化亚铁离子生成铁离子,加ZnO调节pH,铁离子转化为沉淀,则滤渣2为Fe(OH)3,过滤分离出滤液经蒸发浓缩得到ZnSO4•7H2O,以此来解答。
高考化学压轴题专题复习——化学反应与能量变化的推断题综合含答案解析一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.A、B、C、D、 E、F六种物质的相互转化关系如下图所示(反应条件未标出),其中反应①是置换反应,B、C、F都是气态单质,且B为黄绿色:反应③中有水生成,反应②需要放电才能发生,A是—种极易溶于水的气体,A和D相遇有白烟生成。
(1)反应③的化学方程式为_______________________________________________。
(2)反应①中每生成1 molC,转移的电子数为_______________________________。
(3)A与D的水溶液恰好完全反应时,其生成物的水溶液呈性___________(填“酸”“碱”或“中’’),该水溶液中存在着如下关系,用粒子浓度符号填写:①c(H+)+_________=c(OH-)+_____________;②c(H+)=c(OH-)+_____________。
(4)元素X与组成B的元素同周期,X的单质既可与酸反应也可与碱反应且都生成H2,则①X的单质与碱反应的离子方程式____________________________________;②X、空气、海水可以组成新型海水标志灯的电池。
该种灯以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使X不断氧化而源源不断产生电流。
则该新型电池的正极的电极反应式为___________________________;原电池的总反应方程式为__________________________。
【答案】4NH3+5O24NO+6H2O 3.612×1024酸 c(NH4+) c(Cl-) c(NH3·H2O) 2Al +2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH- 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3【解析】【分析】B、C、F都是气态单质,且B为黄绿色,因此B是氯气。
备战高考化学压轴题专题复习—化学反应与能量变化的推断题综合及答案一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.A、B、C 三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B中Sn极的电极反应式为__________,Sn极附近溶液的 pH(填“增大”、“减小”或“不变”) __________。
②C中总反应离子方程式为__________,比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是__________。
【答案】2H++2e-=H2↑增大 Zn+2H+=Zn2++H2↑ B>A>C【解析】【分析】①B中形成Sn-Fe原电池,Fe比Sn活泼,则Sn为正极发生还原反应;②C中形成Zn-Fe原电池,总反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑,电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率,金属作原电池正极时得到保护。
【详解】①B中形成Sn-Fe原电池,由于Fe比Sn活泼,所以Sn为正极,溶液中的H+在Sn上获得电子,发生还原反应,电极反应式为:2H++2e-=H2↑;由于氢离子不断消耗,所以Sn附近溶液中c(H+)减小,溶液的pH值增大;②锌比铁活泼,锌为原电池负极,被腐蚀,负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极:2H++2e-=H2↑,总反应方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑。
A发生化学腐蚀,B发生电化学腐蚀,C中发生电化学腐蚀,由于锌比铁活泼,所以铁作原电池的正极而被保护,电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率,所以由快到慢的顺序是B>A>C。
【点睛】本题考查了原电池的工作原理和电极反应式的书写以及金属的活泼性。
一般情况下,在原电池反应中,活动性强的电极在负极,失去电子,发生氧化反应;但也有例外。
如Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,活动性弱的Al为负极,活动性强的Mg为正极。
知道金属腐蚀快慢的判断规律为:电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。
高考化学压轴题专题化学反应与能量变化的经典推断题综合题附答案一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.有七种金属:钾、锌、铁、锡、铜、银、铂,它们的标号分别为A、B、C、D、E、F、G。
①常温下,只有A和水反应生成氢气;②D、E、G都能和稀硫酸反应生成氢气,B、C、F无此性质;③C、F组成原电池时,F为正极;④在G的硫酸盐溶液中加入D,发现D 溶解,G析出;⑤将G、E接触放置,E不易锈蚀;⑥以铂作电极,电解相同浓度的B和C 的硝酸盐溶液时,在阴极上首先得到C,G在空气中放置极易生锈。
则A是___,B是___,C是___,D是___,E是__,F是__。
【答案】钾铜银锌锡铂【解析】【分析】根据①特别活泼的金属K、Ca、Na能够与冷水反应放出氢气;②比较活泼的金属可以与稀硫酸反应产生氢气;排在H后面的金属不能与酸发生置换反应;③活动性不同的金属构成原电池时,比较活泼的金属为负极,不活泼的金属为正极;④活动性强的金属可以把活动性弱的金属置换出来;⑤在金属的电化学腐蚀中,相对活泼的容易被腐蚀;⑥在电解池中,不活泼的金属阳离子优先获得电子,在电极上被还原,据此分析。
【详解】有七种金属:钾、锌、铁、锡、铜、银、铂,它们的标号分别为A、B、C、D、E、F、G。
①常温下,只有A和水反应生成氢气,根据金属活动性顺序表,可知A为K;②D、E、G 都能和稀硫酸反应生成氢气,B、C、F无此性质,说明D、E、G在金属活动性顺序表中排在H的前边,可能为锌、铁、锡;而B、C、F则排在H的后边,可能为铜、银、铂;③C、F组成原电池时,F为正极,则金属活动性:C>F;④在G的硫酸盐溶液中加入D,发现D溶解,G析出,说明金属活动性D>G;⑤将G、E接触放置,E不易锈蚀,说明金属活动性G>E; G在空气中放置极易生锈,则G为Fe,金属活动性D>G,则D是Zn,E为Sn;B、C、F分别为铜、银、铂的一种由于Pt不活泼,通常以金属单质存在,⑥以铂作电极,电解相同浓度的B和C的硝酸盐溶液时,在阴极上首先得到C,金属活动性:B>C则B 是Cu,C是Ag,F是Pt。
综上所述可知A是K,B是Cu,C是Ag,D是Zn,E是Sn,F是Pt,G是Fe,七种元素的名称分别是钾、铜、银、锌、锡、铂、铁。
【点睛】本题考查了金属元素的推断。
可以根据金属活动性顺序表可以判断金属活动性的强弱。
在金属活动性顺序表中,钾、钙、钠可以与冷水迅速反应产生氢气,排在氢全前边的金属可以把酸中的氢置换出来,排在前边的金属可以把后边的金属从盐中置换出来;还可以根据原电池反应原理比较金属活动性的强弱。
一般情况下相当较活泼的金属为负极,失去电子,发生氧化反应,较不活泼的金属为正极,溶液中的阴离子获得电子,发生还原反应;也可以根据电解原理分析,用惰性电解电解时,金属的活动性越弱,其相应的阳离子优先获得电子,被还原为金属单质。
掌握判断方法是正确推断的基础。
2.某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。
(1)图2是图1所示装置的示意图,在图2的小括号内填写正极材料的化学式_________;在方括号内用箭头表示出电子流动的方向___________。
(2)正极反应式为_____________________,负极反应式为__________________。
(3)按图1装置实验,约8min时才看到导管中液柱上升,下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是________。
a.用纯氧气代替具支试管内的空气b.将食盐水浸泡过的铁钉表面撒上铁粉和碳粉的混合物c.用毛细尖嘴管代替玻璃导管,并向试管的水中滴加少量红墨水【答案】C O2+2H2O+e-=4OH- Fe-2e-=Fe abc【解析】【分析】(1)铁钉的吸氧腐蚀中,碳作正极,铁作负极;(2)负极上铁失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应;(3)要使现象更快、更清晰,可采取增大反应速率等方法。
【详解】(1)在食盐水中,铁钉发生吸氧腐蚀,活动性较强的铁作负极,其中含有的活动性弱的杂质碳作正极,正极的化学式为C;电子从负极Fe沿导线流向正极C,其图象为;(2)该装置中,负极上铁失电子发生氧化反应,负极的电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+;正极C 上O2得电子发生还原反应,正极的电极反应式为:2H2O+O2+4e-=4OH-;(3)a.用纯氧气代替具支试管内的空气,氧气的浓度增大,反应速率加快,a正确;b.用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物,增大反应物的接触面积,反应速率加快,b正确;c.用毛细尖嘴管代替玻璃导管,并向试管的水中滴加少量红墨水,改变相同的压强即改变相同的体积,毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管,且红墨水现象更明显,c正确;故合理选项是abc。
3.有A、B、C、D四种金属片,进行如下实验:①A、B用导线连接后浸入稀H2SO4中,电流由B 导线A;②C、D用导线相连后,同时伸入稀H2SO4 溶液中,C极为负极;③A、C相连后同时浸入稀H2SO4 中,C极产生大量气泡;④B、D相连后同时浸入稀H2SO4 中,D极发生氧化反应;试判断四种金属的活动顺序是( )A.A>C>D>B B.A>B>C>D C.B>A>C>D D.B>D>C>A【答案】A【解析】【详解】①A、B用导线连接后浸入稀H2SO4 中,电流由B 导线A,A为负极,B为正极,金属性A>B②C、D用导线相连后,同时伸入稀H2SO4 溶液中,C极为负极,D极为正极,则金属性C>D;③A、C相连后同时浸入稀H2SO4 中,C极产生大量气泡,C为正极,A为负极,则金属性A>C;④B、D相连后同时浸入稀H2SO4 中,D极发生氧化反应,D为负极,B为正极,则金属性D>B;综上分析:金属性:A>C>D>B;答案选A。
【点睛】原电池中活泼的电极做负极,不活泼的做正极,利用电极的活性来判断电极金属性的强弱,判断原电池正负极的方法:1、根据两极材料判断。
一般活泼金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极;2、根据电极现象判断。
一般情况下电极逐渐溶解为负极,电极增重可放出气体的为正极;3、根据电子流动方向来判断。
电子流出的为负极、电子流入的为正极或电流流出的正极、电流流入的负极;4、根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向判断。
阴离子流向的为负极、阳离子流向的为正极;5、根据原电池两极发生的变化来判断。
失去电子发生氧化的是负极、得到电子发生还原反应是正极;4.从本质入手看物质及其能量的变化,可以让我们更加深入的去理解所学知识的内涵及外延应用。
对于《原电池》这部分知识也是如此,如图是原电池的基本构造模型:(1)若a和b的电极材料为Al或Mg。
①若c为稀NaOH溶液时,则a的电极材料为__,该极电极方程式为___。
②若c为稀H2SO4时,则a的电极材料为___,该极电极方程式为__。
(2)对于原电池的应用,以下说法正确的是__。
A.选择构成原电池两极材料时,必须选择活泼性不同的两种金属材料B.构成原电池时,负极材料的活泼性一定比正极材料的强C.构成原电池时,作为负极材料的金属受到保护D.从能量转化角度去看,如图的氧化还原反应能量变化曲线,则不能够设计原电池【答案】Al Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O Mg Mg-2e-=Mg2+ D【解析】【分析】(1)原电池中电极由负极经导线流向正极,所以a为负极发生氧化反应,b为正极发生还原反应。
【详解】(1)①若c为稀NaOH溶液时,电池总反应应为2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑,Al被氧化做负极,即a的电极材料为Al,该电极方程式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O;②若c为稀H2SO4时,Mg比Al活泼,所以电池总反应式为Mg+2H+=Mg2++H2↑,Mg被氧化做负极,即a的电极材料为Mg,电极方程式为:Mg-2e-=Mg2+;(2)A.构成原电池两极材料不一定选择活泼性不同的两种金属材料,可以是活泼性相同的Pt电极、也可以是非金属材料,如燃料原电池的两极材料常选择石墨电极,故A错误;B.碱性原电池中,作为负极的材料的活泼性不一定比正极材料的强,如Al-Mg-NaOH原电池中,活泼金属Mg作正极,Al作负极,故B错误;C.原电池中正极发生得到电子的还原反应,所以作为正极材料的金属受到保护,而负极材料的金属会加速腐蚀,故C错误;D.原电池中发生氧化还原反应,会以电能的形式放出能量,所以一般为放热的氧化还原反应,而图示反应为吸热反应,所以从能量转化角度看,一般不设计成原电池或不能够设计原电池,故D正确;综上所述选D。
【点睛】构成原电池的两个电极中并不是较为活泼的金属一定就会做负极,要结合具体的环境去判断发生的总反应,再判断正负极。
5.根据如图所示电化学实验装置图,回答有关问题。
(1)若只闭合S 1,该装置属于_______,能量转化形式为_______,锌极作_______极。
(2)若只闭合S 2,该装置属于_______,能量转化形式为_______,锌极上的电极反应式为_______。
(3)若只闭合S 3,该装置属于_______,铜极作_______极,锌极上的电极反应式为_______,总反应的化学方程式为_______。
【答案】原电池 化学能转化为电能 负 电解池 电能转化为化学能 -2+Zn-2e =Zn 电解池 阳 2+-2H +2e =H 2442通电Cu+H SO CuSO +H ↑ 【解析】【分析】原电池是将化学能转化为电能,较活泼金属作负极,发生氧化反应,正极发生还原反应;电解池是将电能转化为化学能,需要外接电源,与电源正极相连的为阳极,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,据此解答。
【详解】(1)若只闭合S 1,没有外接电源,则Zn 、Cu 、稀硫酸构成原电池,该装置将化学能转化为电能,较活泼的锌作负极。
答案为:原电池;化学能转化为电能;负。
(2)若只闭合S 2,装置中有外接电源,该装置为电解池,将电能转为化学能,与电源正极相连的锌极作阳极,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e -=Zn 2+。
答案为:电解池;电能转化为化学能;Zn-2e -=Zn 2+。
(3)若只闭合S 3,该装置为电解池,与电源正极相连的铜极作阳极,电极反应式为:Cu-2e -=Cu 2+;锌为阴极,电极反应式为:2H ++2e -=H 2↑,总反应式为:Cu+H 2SO 4通电 CuSO 4+H 2↑。
答案为:电解池;阳;2H ++2e -=H 2↑;Cu+H 2SO 4通电 CuSO 4+H 2↑。
【点睛】有外接电源的是电解池,没有外接电源的是原电池,原电池里负极发生氧化反应,电解池里阳极发生氧化反应。