2018高三化学 电化学综合应用 精华题库 教师学生两用 附答案
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绝密★启用前2018-2019学年度学校月月考卷试卷副标题考试范围:xxx ;考试时间:100分钟;命题人:xxx注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上第I 卷(选择题)请点击修改第I 卷的文字说明一、单选题 1.在标准状况下,将1克氦气,11克CO 2和4克O 2混合,所得混合气的体积约为 ( ) A. 28L B. 11.2L C. 16.8L D. 14.0L 【答案】D 【解析】试题分析:在标准状况(273.15 K 、101kPa )下,任何气体的摩尔体积约为22.4 L ,所以该混合气的体积1114++=44432(214.0L 。
所以答案选D 。
考点:气体摩尔体积点评:本题考查了气体摩尔体积的计算,该考点是高考考查的重点和难点,解题的关键是要理解在标准状况(273.15 K 、101kPa )下,任何气体的摩尔体积约为22.4 L 。
本题难度适中。
2.在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5g 溶于水,所得溶液恰好能被80mL 浓度为0.50mol/L 的HCl 溶液中和,则该生成物的成分是 A. Na 2O B. Na 2O 2 C. Na 2O 和Na 2O 2 D. Na 2O 2和NaO 2 【答案】C 【解析】试题分析:恰好与80mL 浓度为0.5 mol/L 的HCl 溶液中和的NaOH 物质的量为:0.08L×0.5mol•L‾1=0.04mol ,若Na 与O 2的产物为Na 2O ,质量为:0.04mol×1/2×62g/mol=1.24g ,若若Na 与O 2的产物为Na 2O 2,质量为:0.04mol×1/2×85g/mol=1.7g ,实际质量为1.5g ,所以该生成物的成分是Na 2O 和Na 2O 2,故C 项正确。
考点:本题考查化学计算。
3.只给出下表中甲和乙对应的量,不能用来求物质的量的是( ) 【答案】C 【解析】试题分析::①已知物质的微粒数和阿伏加德罗常数,根据N=nN A 可知,n=N/N A 可以计算出物质的量,所以①正确;②已知标准状况下的气体摩尔体积和标准状况下的气体的体积,根据V=nVm 可知,n=V/Vm 可以计算出物质的量,②正确;③已知固体的体积和固体的密度,根据m=ρV 可以计算固体的质量,不能求出物质的量,③错误;④已知物试卷第2页,总36页质的质量和物质的摩尔质量,根据n=m/M可以计算出物质的量,④正确,所以①②④可以计算出物质的量,③不能求出物质的量。
专题13 电化学综合应用1.【2015上海化学】(12分)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。
下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空:(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式。
(2)离子交换膜的作用为、。
(3)精制饱和食盐水从图中位置补充,氢氧化钠溶液从图中位置流出。
(选填“a”、“b”、“c”或“d”)(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。
写出该反应的化学方程式。
(5)室温下,0.1 mol/L NaClO溶液的pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH。
(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3–浓度从大到小的顺序为。
已知:H2SO3K i1=1.54×10-2K i2=1.02×10-7HClO K i1=2.95×10-8H2CO3K i1=4.3×10-7K i2=5.6×10-11【答案】(1)2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-(2)阻止OH-进入阳极室,与Cl2发生副反应2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O 阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
(3)a d(4)2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4=== 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O(5)大于SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–【解析】(1)电解饱和食盐水时,溶液中的阳离子H+在阴极得到电子变为H2逸出,使附近的水溶液显碱性,溶液中的阴离子Cl-在阳极失去电子,发生氧化反应。
产生Cl2。
反应的离子方程式是2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。
专题08 电化学及其应用1.[2020新课标Ⅰ]科学家近年发明了一种新型Zn−CO 2水介质电池。
电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO 2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是A .放电时,负极反应为24Zn 2e 4OH Zn(OH)----+=B .放电时,1 mol CO 2转化为HCOOH ,转移的电子数为2 molC .充电时,电池总反应为24222Zn OH) 2Zn O 4OH O (2H --=+↑++D .充电时,正极溶液中OH −浓度升高【答案】D【解析】由题可知,放电时,CO 2转化为HCOOH ,即CO 2发生还原反应,故放电时右侧电极为正极,左侧电极为负极,Zn 发生氧化反应生成2-4Zn(OH);充电时,右侧为阳极,H 2O 发生氧化反应生成O 2,左侧为阴极,2-4Zn(OH)发生还原反应生成Zn ,以此分析解答。
A .放电时,负极上Zn 发生氧化反应,电极反应式为:--2-4Zn-2e +4OH =Zn(OH),故A 正确,不选;B .放电时,CO 2转化为HCOOH ,C 元素化合价降低2,则1molCO 2转化为HCOOH 时,转移电子数为2mol ,故B 正确,不选;C .充电时,阳极上H 2O 转化为O 2,负极上2-4Zn(OH)转化为Zn ,电池总反应为:2--4222Zn(OH)=2Zn+O +4OH +2H O ↑,故C 正确,不选;2H O-4e=4H+O ,溶液中H+浓度增大,溶液中D.充电时,正极即为阳极,电极反应式为:-+22c(H+)•c(OH-)=K W,温度不变时,K W不变,因此溶液中OH-浓度降低,故D错误,符合题意;答案选D。
2.[2020新课标Ⅰ]电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。
下图是某电致变色器件的示意图。
当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成Ag x WO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是A.Ag为阳极B.Ag+由银电极向变色层迁移C.W元素的化合价升高D.总反应为:WO3+x Ag=Ag x WO3【答案】C【解析】从题干可知,当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成Ag x WO3器件呈现蓝色,说明通电时,Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层,说明Ag电极为阳极,透明导电层时阴极,故Ag电极上发生氧化反应,电致变色层发生还原反应。
绝密★启用前 2018-2019学年度学校月月考卷 试卷副标题 考试范围:xxx ;考试时间:100分钟;命题人:xxx 注意事项: 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I 卷(选择题)请点击修改第I 卷的文字说明 一、选择题 1.(2016年高考上海卷)下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是( ) A .氧化镁中混有氧化铝 B .氯化铝溶液中混有氯化铁 C .氧化铁中混有二氧化硅 D .氯化亚铁溶液中混有氯化铜 2.(2016年高考江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( ) A .SO 2具有氧化性,可用于漂白纸浆 B .NH 4HCO 3受热易分解,可用作氮肥 C .Fe 2(SO4)3易溶于水,可用作净水剂 D .Al 2O 3熔点高,可用作耐高温材料 3.(2016届邯郸一模)已知A 、B 、D 、E 均为中学化学中的常见物质,它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去),则下列有关物质的推断不正确的是( ) A .若A 是铁,则E 可能为稀硝酸 B .若A 是CuO ,E 是碳,则B 为CO C .若A 是NaOH 溶液,E 是CO 2,则B 为NaHCO 3 D .若A 是AlCl 3溶液,E 可能是氨水 4.(2016届北京西城一模)Na 2CO 3俗称纯碱,是基本化工原料。
下列涉及Na 2CO 3的方程式中,正确的是( ) A .Na 2O 2与CO 2反应生成Na 2CO 3 Na 2O 2 +CO 2 = Na 2CO 3 +O 2 B .Na 2CO 3溶液呈碱性 CO 32-+H 2O H 2CO 3+OH - C .Na 2CO 3溶液除去CH 3COOC 2H 5中的CH 3COOH CO 32-+2H += CO 2↑+H 2O D .饱和Na 2CO 3溶液处理水垢中的CaSO 4 CO 32-+CaSO 4 = CaCO 3+SO 42- 5.(2016届江苏苏北四市一模)下列说法正确的是( ) A .Fe 在少量Cl 2中燃烧生成FeCl 2 B .石油的裂解、煤的干馏都是化学变化 C .化学反应的焓变与反应的途径有关途径a :6.(2016届南通三调)下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )7.(2016届郴州一模)下列有关金属及其化合物的说法正确的是()A .铝和氢氧化钠溶液反应生成Al (OH )3和H 2OB .钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na 2OC .铁在高温下与水蒸气反应生成Fe 2O 3和H 2D .用碳酸钠和氢氧化钙反应制NaOH8.(2016届北京东城一模)下列叙述正确的是( )A .NaOH 可用于治疗胃酸过多B .CaO 可防止月饼等食品氧化变质C .氢弹中用到的2H 、3H 互为同位素D .向海水中加入净水剂明矾可以使海水淡化9.(2016届信阳、三门峡第一次联考)建构数学模型来研究化学问题,既直观又简洁,下列建构的数轴模型正确的是( )A .钠在氧气中燃烧,钠的氧化产物:B .铁在Cl 2中燃烧,铁的氧化产物:C .A1Cl 3溶液中滴加NaOH 溶液后体系中铝元素的存在形式:D .FeI 2溶液中通入Cl 2,铁元素存在形式:10.(2016年高考新课标Ⅱ卷)某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。
绝密★启用前2017-2018学年度达拉特旗一中学校3月月考卷试卷副标题考试范围:xxx;考试时间:100分钟;命题人:xxx注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上第I卷(选择题)请点击修改第I卷的文字说明一、选择题1.一些废电池必须进行集中处理,其首要原因是A.为了回收利用电池外壳的金属材料B.防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗出的电解质溶液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极2.氢氧燃料电池已用于航天飞机。
以30%KOH溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下:2H2 + 4OH−-4e−= 4H2O,O2 + 2H2O + 4e—= 4OH−据此作出判断,下列说法中正确的是A.O2在正极发生氧化反应B.燃料电池的能量转化率可达100%C.工作一段时间后电解质溶液中OH−的物质的量浓度增大D.产物为无污染的水,属于环境友好电池3.新一代电动汽车因其“技术含量高”“节能环保”而倍受关注。
锂离子电池是一种被采用的车载电池,该电池的电极反应如下:正极6C+xLi++xe-===Li x C6,负极:LiNiO2-xe-===Li1-x NiO2+xLi+,则有关该电池的下列说法中正确的是A.放电时,电子从正极流向电源的负极B.放电时,Li+向负极移动C.该电池的总反应为LiNiO2+6C Li1﹣x NiO2+Li x C6D.充电时,阳极发生的电极反应为Li1﹣x NiO2+xLi++xe-=LiNiO24.被称之为“软电池”的纸质电池总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。
下列说法正确的是A.该电池中Zn作负极,发生还原反应B.该电池反应中MnO2起催化作用C.该电池工作时电流由Zn经导线流向MnO2D.该电池正极反应式为:MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-5.铅蓄电池的两极分别为Pb和PbO2,电解质溶液为硫酸,工作时反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,下列结论正确的是A.Pb为正极,发生氧化反应SO 只向正极移动B.24C.外电路电流由PbO2流向Pb6.镍(Ni )镉(Cd )可充电的电池,放电时,电极材料是Cd 和NiO(OH),电解质是KOH ,电极反应分别是Cd + 2OH −−2e −Cd(OH)2;2NiO(OH) +2H 2O+2e −2Ni(OH)2+2OH −。
电化学及应用1.1L某溶液中含有的离子如下表:用惰性电极电解该溶液,当电路中有3mole-通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),下列说法正确的是()A.阳极生成1.5mol Cl2 B.a=3C.电解后溶液中c(H+)=1moL/L D.阴极析出的金属是铜与铝【答案】C2.某同学做如下实验:下列说法正确的是()A.“电流计指针未发生偏转”,说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均未被腐蚀B.用K3Fe(CN)3]溶液检验铁片Ⅲ、Ⅳ附近溶液,可判断电池的正、负极C.铁片Ⅰ、Ⅲ所处的电解质溶液浓度相同,二者的腐蚀速率相等D.铁片Ⅳ的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+【答案】B3.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C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O4.研究人员发现了一种“水”电池,其总反应为:5MnO2 +2Ag+2NaCl =Na2 Mn5O10 +2AgCl。
如图用“水”电池为电源电解NaCI溶液的实验中,X电极上有无色气体逸出。
下列有关分析正确的是A.I为负极,其电极反应式为Ag十Cl-+e-=AgCl.B.“水”电池内Na+不断向负极作定向移动C.每转移1mole-,U型管中消耗0.5mol H2OD.开始时U型管中Y极附近pH逐渐增大【答案】A5.用右图装置研究电化学原理,下列分析中错误的是【答案】D6.锂一空气电池是高能量密度的新型电池,结构如右图所示。
下列说法正确的是A.固体电解质只有Li+可通过B.电池反应为C.充电时,水性电解液的pH将升高D.放电时,若外电路有0.1mol e -通过时,理论上将消耗1.12 LO2(标准状况)7.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示.关于该电池的叙述不正确的是()A.该电池能够在高温下工作B.电池的负极反应为:C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+C.放电过程中,质子(H+)从负极区向正极区迁移D.在电池反应中,每消耗1mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体22.4 L【答案】A8.铅蓄电池在现代生活中有广泛应用,其电极材料是Pb和PbO2,电解液是硫酸溶液。
2018届高考大题狂练专题27 电化学综合应用(满分60分时间30分钟)姓名:_______________ 班级:_______________ 得分:_______________1.如下图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。
将直流电源接通后,F极附近呈红色。
请回答:(1)B极是电源的___________ ,一段时间后,甲中溶液颜色 __________,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y 极附近的颜色逐渐变深,这表明___________ ,在电场作用下向Y极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为 ______________。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是______________ (填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是___________ 溶液(填写化学式)。
当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为_____________ ,甲中溶液的pH_____________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是______________。
【答案】负极逐渐变浅氢氧化铁胶体粒子带正电荷1:2:2:2镀件AgNO35.4g变小Fe+Cu2+Fe2++Cu(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,单质依次是O2、Cu、Cl2、H2,由于串联电路中通过的电量相等,所以对应单质的物质的量之比为1:2:2:2。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是镀件,电镀液是AgNO3溶液。
当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL),c(OH-)=0.1mol/L,n(OH-)=0.05mol= n(Ag),丙中镀件上析出银的质量为0.05mol×108g/mol=5.4g,甲中溶液的pH由于水的OH-放电而变小。
1.下列电池工作时能量转化形式与其他三个不同的是( )2.下列与金属腐蚀有关的说法中,不正确的是( )A.钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B.电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程D.铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为其不易与氧气发生反应3.下列有关2个电化学装置的叙述正确的是( )A.图Ⅰ,电流形成的完整过程是:负极Zn-2e-===Zn2+,电子经导线流向正极,正极Cu2++2e-===Cu B.图Ⅰ,在不改变总反应的前提下,可用Na2SO4替换ZnSO4,用石墨替换Cu棒C.图Ⅱ,通电后H+和Na+先从阳极区移动到阴极,然后阴极才发生反应2H++2e-===H2↑D.图Ⅱ,通电后,由于OH-向阳极迁移,导致阳极附近pH升高4.某可充电电池的原理如图所示,已知a、b为惰性电极,溶液呈酸性,充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。
下列叙述正确的是( )A.充电时,b极接直流电源正极,a极接直流电源负极B.充电过程中,a极的电极反应式为:VO+2+2H++e-===VO2++H2OC.放电时,H+从左槽迁移进右槽D.放电过程中,左槽溶液颜色由黄色变为蓝色5.锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液,并在电池间不断循环。
下列有关说法正确的是( )A.充电时Zn2+通过阳离子交换膜由左侧流向右侧B.放电时每转移2 mol电子负极增重130 gC.充电时阴极的电极反应式为Br2+2e-===2Br-D.若将电解液改为氯化锌溶液放电效果更好更安全6.碘盐中添加的碘酸钾在工业上可用电解KI溶液制取,电极材料是石墨和不锈钢,化学方程式是:KI+3H 2O=====电解KIO 3+3H 2↑,有关说法不正确的是( )A .石墨作阳极,不锈钢作阴极B .I -在阳极放电,H +在阴极放电C .电解过程中电解质溶液的pH 变小D .电解转移3 mol e -时,理论上可制得KIO 3107 g7.关于下列装置的说法正确的是( )A .装置①中盐桥内的K +移向CuSO 4溶液B .装置①将电能转变为化学能C .若装置②用于铁棒镀铜,则N 极为铁棒D .若装置②用于电解精炼铜,溶液中的Cu 2+浓度保持不变8.利用环境中细菌对有机质的催化降解能力,科学家开发出了微生物燃料电池,其装置如图所示,a 、b 为惰性电极。
1.【2018新课标1卷】最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。
示意图如图所示,其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e-=CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+H2S=CO+H2O+SC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性【答案】CB、根据石墨烯电极上发生的电极反应可知①+②即得到H2S-2e-=2H++S,因此总反应式为CO2+H2S=CO+H2O+S,B正确;C、石墨烯电极为阳极,与电源的正极相连,因此石墨烯上的电势比ZnO石墨烯电极上的高,C错误;D、由于铁离子、亚铁离子均易水解,所以如果采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需要酸性,D正确。
答案选C。
点睛:准确判断出阴阳极是解答的关键,注意从元素化合价变化的角度去分析氧化反应和还原反应,进而得出阴阳极。
电势高低的判断是解答的难点,注意从物理学的角度借助于阳极与电源的正极相连去分析。
2.【2018新课标2卷】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。
将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。
下列说法错误的是A.放电时,ClO4-向负极移动B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2C.放电时,正极反应为:3CO2+4e−=2CO32-+CD.充电时,正极反应为:Na++e−=Na【答案】D【解析】分析:原电池中负极发生失去电子的氧化反应,正极发生得到电子的还原反应,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,充电可以看作是放电的逆反应,据此解答。
专题十三水溶液中的离子平衡综合应用考纲解读真题链接1.【2018新课标1卷7】最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。
示意图如图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e-=CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+H2S=CO+H2O+SC.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D .若采用Fe 3+/Fe 2+取代EDTA-Fe 3+/EDTA-Fe 2+,溶液需为酸性2.【2017新课标1卷5】支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
下列有关表述不正确的是A .通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B .通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C .高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D .通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整3.【2016新课标1卷5】三室式电渗析法处理含Na 2SO 4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab 、cd 均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na +和可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是 A .通电后中间隔室的SO 42-离子向正极迁移,正极区溶液pH 增大B .该法在处理含Na 2SO 4废水时可以得到NaOH 和H 2SO 4产品C .负极反应为2H 2O − 4e – = O 2+4H +,负极区溶液pH 降低D .当电路中通过1mol 电子的电量时,会有0.5mol 的O 2生成4.【2018新课标2卷6】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na —CO 2二次电池。
试卷第1页,总18页绝密★启用前2018-2019学年度学校月月考卷试卷副标题考试范围:xxx ;考试时间:100分钟;命题人:xxx注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上第I 卷(选择题)请点击修改第I 卷的文字说明试卷第2页,总18页…………第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明一、填空题1.氢能是重要的新能源。
储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。
(1)可逆反应N 2+3H 22NH 3是工业上合成氨的重要反应图1(图中表示生成1 mol 物质时的能量) 根据图1请写出合成氨的热化学方程式:__________________(热量用E 1、E 2或E 3表示)。
(2)LiAlH 4是一种重要的储氢载体,能与水反应达到LiAlO 2和氢气,该反应消耗1 mol LiAlH 4时转移的电子数目为__________。
(3)氮化锂是非常有前途的储氢材料,其在氢气中加热时可得到氨基锂(LiNH 2),其反应的化学方程式为:Li 3N+2H 2LiNH 2+2LiH ,氧化产物为_________(填化学式),在270℃时,该反应可逆向发生放出H 2,因而氮化锂可作为储氢材料,储存氢气最多可达Li 3N 质量的_____%(精确到0.1)。
(4)LiFePO 4新型锂离子动力电池以其独特的优势成为奥运会绿色能源的新宠,已知电池放电时总反应式为FePO 4+Li LiFePO 4 ,电池正极反应为____________________。
(5)一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。
①导线中电子移动方向为____________。
(用A 、D 表示)②生成目标产物的电极反应式为__________________________。
③该储氢装置的电流效率=__________________________。
(=×100%,计算结果保留小数点后1位)【答案】(1)N 2(g)+3H 2g)2NH 3(g) △H=2(E 1−E 3)kJ·mol −1(2)4N A 或2.408×1024试卷第3页,总18页…………○○…………订…………○学班级:___________考号:___________…………装……………线…………○……………………○……(3)LiNH 2 11.4(4)FePO 4+ Li ++e −LiFePO 4(5)①A→D ②C 6H 6+6H ++6e −C 6H 12 ③64.3%【解析】本题主要是考查热化学方程式书写、氧化还原方程式的计算以及电化学原理的应用与计算。
(1)反应物的总能量高于生成物总能量,反应是放热反应,反应的热化学方程式为N 2(g)+3H 2g)2NH 3(g) △H=2(E 1−E 3)kJ·mol −1。
(2)LiAlH 4是一种重要的储氢载体,能与水反应达到LiAlO 2和氢气,反应前后Al 元素的化合价不变,则反应前后Al 元素的化合价均是+3价,因此反应前LiAlH 4中氢元素的化合价是-1价,水中氢元素的化合价是+1价,LiAlH 4中氢元素的化合价从-1价升高到0价,因此该反应消耗1 mol LiAlH 4时转移的电子数目为4N A 或2.408×1024。
(3)氢气中氢元素的化合价部分升高到+1价,部分降低到-1价,所以氧化产物为LiNH 2;该反应中,反应掉2 mol 氢气,同时消耗1 mol 氮化锂,所以储存氢气最多可达Li 3N 质量的:4/35×100%≈11.4%。
(4)已知电池放电时总反应式为FePO 4+Li LiFePO 4,因此电池正极反应为FePO 4+ Li++e −LiFePO 4。
(5)①苯生成环戊烷属于得氢反应,因此是还原反应,即电极D 是阴极,电极E 是阳极,因此导线中电子的流动方向是A→D。
②苯得到电子生成环戊烷是目标产物,由于存在质子交换膜,所以氢离子向阴极移动,则电极反应式为C 6H 6+6H++6e -C 6H 12。
③阳极生成2.8 mol 气体,该气体应该是阳极OH -放电生成的氧气,则转移电子的物质的量=2.8 mol×4=11.2 mol。
阴极除生成环己烷外,还生成H 2:2H ++2e -===H 2↑,由题意可知,2n(H 2)+6n(C 6H 12)=11.2 mol ,[10 mol +n(H 2)]×10%=10mol×24%-n(C 6H 12);解得n(H 2)=2 mol ,n(C 6H 12)=1.2 mol ,根据电极反应式C 6H 6+6H++6e -C 6H 12可知生成1.2 mol C 6H 12时得到电子是7.2 mol ,因此储氢装置的电流效率=×100%=64.3%。
2.离子交换膜法为目前普遍使用的制碱技术,其生产流程如图l 所示:(1)氯碱工业中需用精制的食盐水,精制食盐水的目的是_________________________________。
由于粗盐水中含有Ca 2+、Mg 2+、等无机杂质,在进入电解槽前需要进行两次精制,写出一次精制中发生的离子方程式_______________________________。
(2)该流程中可以循环的物质是__________。
(写物质名称)(3)从阳极槽出来的淡盐水中,往往含有少量的溶解氯,需要加入8%~9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去,该反应的化学方程式为___________________________。
(4)图2是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成,阴极由碳钢网制成)。
则B 处产生的气体是__________,C 电极的名称是__________。
采用无隔膜电解食盐水时,Cl 2与NaOH 充分接触,产物仅是NaClO 和H 2,相应的化学方程式为________________________。
(5)已知在电解槽中,每小时通过I 安培的直流电可以产生a 克的烧碱。
某工厂用300试卷第4页,总18页…………装…○………订…………○…………………○※请※※不※※装※※订线※※内※※答※※题※※……线………………个电解槽串联生产8小时,制得32%的烧碱溶液b 吨,电解槽的电流强度c 安,该电解槽的电解效率为__________(用含a 、b 、c 的代数式表示)。
【答案】(1)防止隔膜堵塞,提高产品的纯度 Ca 2++CaCO 3↓、Mg 2++2OH −Mg(OH)2↓(2)氯化钠、氢氧化钠 (3)Na 2SO 3+Cl 2+H 2O Na 2SO 4+2HCl(4)氢气 阳极 NaCl+ H 2O NaClO+H 2↑(5) 【解析】(1)氯碱工业即电解饱和食盐水,制备氢氧化钠、氯气、氢气的反应,电解过程中要用到阳离子交换膜,防止杂质离子产生的沉淀堵塞隔膜,同时也为了提高产品的纯度,所以要用精制的食盐水,粗盐水中含有Ca 2+、Mg 2+、等无机杂质,所以需要用氢氧化钠除去镁离子,用碳酸钠除去钙离子,反应的离子方程式为:Ca 2++CaCO 3↓,Mg 2++2OH −Mg(OH)2↓,答案为:防止隔膜堵塞,提高产品的纯度, Ca 2++CaCO 3↓,Mg 2++2OH −Mg(OH)2↓; (2)从流程图中可以看出可以循环用的物质的有氯化钠、氢氧化钠,答案为:氯化钠、氢氧化钠;(3)亚硫酸钠和氯气发生氧化还原反应,生成硫酸钠和氯化氢,反应方程式为:Na 2SO 3+Cl 2+H 2O Na 2SO 4+2HCl ,答案为:Na 2SO 3+Cl 2+H 2O Na 2SO 4+2HCl ;(4)电解池中阳离子移向阴极,钠离子移向B 极,所以B 极是阴极,产生的气体是氢气,C 电极是阳极。
Cl 2与NaOH 充分接触,产物仅是NaClO 和H 2,相应的化学方程式为:NaCl+ H 2O NaClO+H 2↑,答案为:氢气,阳极,NaCl+ H 2ONaClO+H 2↑;(5)m (NaOH )=b×106g×32%=3.2b×104g ,则理论上需要电流量为I=(3.2b×104g )/a A ,实际消耗电量为300×8c=2400c A,该电解池的电解效率为:[(3.2b×104g )/a]/2400c=,答案为: 3.大力发展电动汽车,可以有效控制空气污染。
目前机动车常使用的电池有铅蓄电池、锂电池等。
I .铅蓄电池充放电的总反应为:PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O ,锂硫电池充放电的总反应为:2Li+S Li 2S 。
(1)82Pb 的原子结构示意图为 。
铅蓄电池的正极材料为_________。
(2)当消耗等质量的负极活性物质时,锂硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 ____倍。
(保留三位有效数字)。
(3)古代用PbSO 4作油画的白色颜料,置于空气会慢慢变成黑色的PbS ,从而使油画色彩变暗。
用H 2O 2清洗可使油画“复原”。
用化学方程式表示该复原的原理________。
II .由方铅矿(PbS)制备铅蓄电池电极材料(PbO 2)的方法如下:试卷第5页,总18页○…………………………○…………线……:______________………内……………………装…○…………○…………内…………○……(4)滤液X 是一种可循环使用的物质,其溶质主要是__________________(填化学式),若X 中残留的过多,循环使用时可能出现的问题是___________________________。
(5)向 PbSO 4中加Na 2CO 3溶液会发生:PbSO 4 (s)+(aq)PbCO 3 (s)+(aq)。
已知25℃时,K sp (PbSO 4)= 1.8×10-8,K sp (PbCO 3)=1.5×10-13。
列式并计算该反应此温度下的平衡常数K 。
(提示:需写出K 的表达式、代入数据、算出结果) (6)以石墨为电极电解Pb(NO 3)2溶液也可以制得PbO 2。
PbO 2将在 极生成(填“阴”或“阳”);而另一极的电极反应式为 ,故Pb 元素的利用率较低。
若在Pb(NO 3)2溶液中加入适量Cu(NO 3)2则可有效利用Pb 2+,其理由是___________________。
【答案】(1) PbO 2(2)14.8(3)PbS+ 4H 2O 2PbSO 4+4H 2O(4)HNO 3 方铅矿在被浸出时会部分转化成PbSO 4随滤渣排除,损失铅元素(5)K=== 1.2×105(6)阳 Pb 2++2e −Pb Cu 2+优先Pb 2+在阴极放电,从而提高Pb 2+转变为PbO 2的利用率 【解析】本题主要考查原电池原和电解池的综合应用。