高考化学二轮复习专题突破练六氧化还原反应与电化学含解析

这是一份高考化学二轮复习专题突破练六氧化还原反应与电化学含解析，共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

专题突破练六　氧化还原反应与电化学
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2020山东卷,2)下列叙述不涉及氧化还原反应的是(　　)
A.谷物发酵酿造食醋
B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒
D.大气中NO2参与酸雨形成
2.(2021江苏盐城模拟)工业上曾经通过反应“3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑”生产金属钠。下列有关说法正确的是(　　)
A.Fe失去电子,作氧化剂
B.NaOH得到电子,发生氧化反应
C.将生成的气体在空气中冷却可获得钠
D.每生成1 mol Na,转移的电子数约为2×6.02×1023
3.(2021广东广州模拟)工业上用发烟HClO4将潮湿的CrCl3氧化为棕色的烟[CrO2(ClO4)2],从而除去+3价的Cr(Ⅲ),HClO4中部分氯元素转化为最低价态。下列说法正确的是(　　)
A.CrO2(ClO4)2中Cr元素显+3价
B.HClO4属于强酸,该反应还生成了另一种强酸
C.该反应中,参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为8∶3
D.该反应的离子方程式为19Cl+8C+8OH-8CrO2(ClO4)2+3Cl-+4H2O
4.(2021湖南怀化一模)大气中的二氧化氮和碳氢化合物受紫外线作用,可产生光化学烟雾,部分反应的历程如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.转化中丙烯被氧化为甲醛和乙醛
B.转化中发生了氧化还原反应
C.转化产生的光化学烟雾是二次污染物
D.转化中O2作催化剂
5.(2021山东淄博模拟)某锂电池的工作原理如图所示。正极反应液可以在正极区和氧化罐间循环流通。氧化罐中加入的(NH4)2S2O8可以将Fe2+氧化,自身被还原为S,下列说法正确的是(　　)

A.电池放电时电能转化为化学能
B.放电时Li+由正极区向负极区迁移
C.放电时的正极反应为Li-e-Li+
D.氧化罐中反应的离子方程式为2Fe2++S22F+2S
6.KO2从动力学和热力学的角度来说都是稳定的化合物,为电池的长期稳定性提供了可靠依据。K-O2可充电电池可看作金属钾在负极的电镀和剥离与氧气在正极的还原和生成。“界面”用来阻止电解液的持续降解,电解质为二甲醚的二甲基亚砜(DMSO-DME)溶液,能传导K+。电池反应为K+O2KO2,装置如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.放电时,正极反应为K++O2+e-KO2
B.有效抑制氧气扩散可极大延长K-O2电池的循环性能
C.充电时,每转移1 mol e-,阳极质量减少39 g
D.在理想状态下使用空气来替代纯氧可以降低电池的造价
7.(2021山东潍坊模拟)某研究团队发现,利用微生物电化学系统可处理含氮废水。下图是一种新型的浸没式双极室脱盐—反硝化电池,中间由质子交换膜隔开,阳极室中的N通过泵循环至阴极室。下列说法错误的是(　　)

A.电极电势:阴极室高于阳极室
B.负极的电极反应式:CH2O-4e-+H2OCO2+4H+
C.当处理1 mol N时,有5 mol H+经过质子交换膜,移向阴极室
D.该装置需在适宜的温度下进行,温度不宜过高
8.(2021山东烟台模拟)2020年,天津大学化学团队以CO2和辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成,装置工作原理如下图(隔膜a只允许OH-通过)。下列说法错误的是(　　)

A.Ni2P电极与电源正极相连
B.In/In2O3-x电极上发生氧化反应
C.电解过程中,OH-由In/In2O3-x电极区向Ni2P电极区迁移
D.Ni2P电极上发生的电极反应:CH3(CH2)7NH2+4OH--4e-CH3(CH2)6CN+4H2O
9.(2021山东淄博模拟)工业上一种制备ClO2的装置如图所示。阴极生成的ClO2会进一步得电子产生瞬间中间体Cl,Cl随即与溶液中的Cl反应又生成ClO2,下列说法正确的是(　　)

A.a极的电极材料可以是Fe
B.电解一段时间后,阴极室的pH减小
C.阴极生成中间体Cl的过程可表示为
Cl+2H++e-ClO2↑+H2O、ClO2+e-Cl
D.当电路中转移1 mol电子时,a极生成2.8 L(标准状况)气体X
10.(2021湖南怀化一模)某光电催化反应器如图所示,A电极是Pt/CNT,B电极是TiO2。通过光解水,可由CO2制得异丙醇。下列说法错误的是(　　)

A.B极是电池的负极
B.B极的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+
C.转移18 mol电子,一定生成60 g异丙醇
D.A极选用高活性和高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一个或两个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.(2021湖南衡阳二模)工业除去电石渣浆[含Ca(OH)2]上层清液中的S2-(S2-浓度为320 mg·L-1),并抽取石膏(CaSO4·2H2O)的常用流程如图,其中O2常用空气代替。下列说法错误的是(　　)

A.在普通硅酸盐水泥中,常添加石膏用来调节水泥的硬化速度
B.过程Ⅰ中,氧化剂与氧化产物的物质的量之比为2∶1
C.将10 L上层清液中的S2-转化为S,理论上共需标准状况下空气约22.4 L
D.过程Ⅱ中,反应的离子方程式为4Mn+2S2-+9H2OS2+4Mn(OH)2↓+10OH-
12.(2021湖南岳阳二模)铋(Bi)与氮同主族,在中性及碱性环境下常以BiOCl(s)的形式存在,铋及其化合物广泛应用于电子、医药等领域。以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含少量杂质PbO2等)为原料,采用湿法冶金制备精铋的工艺流程如下,下列说法错误的是(　　)

A.“浸出”产生S的主要离子反应为6Fe3++Bi2S36Fe2++2Bi3++3S
B.“浸出”时盐酸可以还原杂质PbO2
C.“浸出、置换、再生、电解精炼”工序中不全是氧化还原反应
D.再生液可以加入“浸出”操作中循环利用
13.(2021湖南常德3月一模)氨硼烷(NH3·BH3)电池装置如图所示(起始未加入氨硼烷之前,两极室内液体质量相等),该电池工作时的总反应为NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。下列说法错误的是(　　)

A.b极为正极
B.电池工作时,H+通过质子交换膜向右移动
C.a极反应式为NH3·BH3-6e-+6OH-N+B+4H2O
D.当加入6.2 g NH3·BH3(假设全部消耗)时,左右两极室内液体质量差为5 g
14.(2021湖南永州三模)电Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术,反应原理如图所示。电解产生的H2O2与Fe2+发生反应生成的羟基自由基(·OH)能氧化降解有机污染物。下列说法错误的是(　　)

A.电源的A极为正极
B.与电源B极相连的电极反应式为H2O-e-H++·OH
C.H2O2与Fe2+发生反应的方程式为H2O2+Fe2+Fe(OH)2++·OH
D.每消耗2.24 L O2(标准状况),整个电解池中理论上可产生的·OH为0.2 mol
三、非选择题:本题共4小题,共54分。
15.(12分)(2021福建三明模拟)高锰酸钾是一种典型的强氧化剂。完成下列填空:
Ⅰ.在稀硫酸中,Mn和H2O2能发生氧化还原反应:
氧化反应:H2O2-2e-2H++O2↑
还原反应:Mn+5e-+8H+Mn2++4H2O
(1)反应中若有0.5 mol H2O2参加此反应,转移电子的个数约为　　　　。由上述反应得出的物质氧化性强弱的结论是　　　>　　　(填写化学式)。 
(2)已知:2KMnO4+7H2O2+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+6O2↑+10H2O,则被1 mol KMnO4氧化的H2O2是　　　　 mol。 
Ⅱ.将SO2气体通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,Mn被还原成Mn2+。
(3)请写出上述过程的离子方程式:　　　　　　　　。 
Ⅲ.在用酸性KMnO4溶液处理Cu2S和CuS的混合物时,发生的反应如下:
①Mn+CuS+H+Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)
②Mn+Cu2S+H+Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)
(4)配平反应①:　。 
(5)下列关于反应②的说法错误的是　　　　(选填编号)。 
a.被氧化的元素是Cu元素和S元素
b.氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶5
c.还原性的强弱关系:Mn2+ d.若生成2.24L(标准状况下)SO2,则反应中转移电子的物质的量是0.6 mol
16.(13分)(2020天津部分重点中学联考节选)工业上可用电解法来处理含Cr2的酸性废水,最终可将Cr2转化成Cr(OH)3沉淀而将其除去。下图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。

请回答:
(1)完成铁电极附近溶液中所发生反应的离子方程式:Cr2+6Fe2++14H+2　　+6　　+7　　。 
(2)写出石墨电极处的电极反应式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)电解时用铁作阳极而不用石墨作阳极的原因是 
　。 
(4)电解结束后,若要检验电解液中是否还有Fe2+存在,则可选用的试剂是　　　(填序号)。 
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.KSCN溶液
B.CuCl2溶液
C.NaOH溶液
D.K3[Fe(CN)6]溶液
17.(14分)水体中的Cr2、HCr和Cr是高毒性的离子,可用Cr(Ⅵ)表示。常用的处理方法是将Cr(Ⅵ)还原为低毒性的Cr3+或Cr(OH)3。
(1)在一定pH的水溶液中,HS-、S2-可与Cr反应生成Cr(OH)3和单质硫。水溶液中S2-能与单质硫反应生成能还原Cr(Ⅵ)。
①在pH=9的水溶液中Cr与HS-反应的离子方程式为　。 
②25 ℃时用过量S2-还原Cr(Ⅵ),发现反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快。产生该现象的原因可能是 
 
　; 
验证的实验方法是 
　。 
(2)金属也可用于还原废水中的Cr(Ⅵ)。其他条件相同时,用相同物质的量的Zn粉、Zn-Cu粉分别处理pH=2.5的含Cr(Ⅵ)废水,废水中Cr(Ⅵ)残留率随时间的变化如图所示。图中b对应的实验方法处理含Cr(Ⅵ)废水的效果更好,其原因是　　　　　　　　　　　　　。 

18.(15分)(2021北京通州模拟)按要求回答下列问题。
(1)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2H2O2+S↓。

①装置中H+向　　　　　池迁移。 
②写出乙池溶液中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。

如上方图示的电解装置,可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为　; 
若通入的NO体积为4.48 L(标准状况下),则另外一个电极通入的SO2质量至少为　　　　　 g。 
(3)微生物膜电极电解脱硝是电化学和微生物工艺的组合。某微生物膜能利用电解产生的活性原子将N还原为N2,工作原理如图所示。若阳极生成标准状况下2.24 L气体,理论上可除去N的物质的量为　　　　 mol。 



专题突破练六　氧化还原反应与电化学
1.B　解析:A项,谷物发酵酿造食醋的过程是:谷物葡萄糖乙醇乙酸;B项,小苏打作膨松剂是因为小苏打受热分解及能与酸反应放出CO2,发生的是非氧化还原反应;C项,含氯消毒剂给环境消毒是利用了消毒剂的强氧化性,使蛋白质变性;D项,NO2形成酸雨过程中,NO2发生的反应为3NO2+H2O2HNO3+NO,该反应属于氧化还原反应。
2.D　解析:由反应可知Fe转化成四氧化三铁,化合价升高,失去电子,Fe作还原剂,故A错误;反应后氢氧化钠中钠和氢元素的化合价都降低,得电子发生还原反应,故B错误;生成的钠蒸气能与空气中的氧气和水反应,因此应隔绝空气后冷却获得钠,故C错误;由反应可知,3molFe失去8mol电子得到4molNa,则生成1molNa应转移电子2mol,转移电子的数目约为2×6.02×1023,故D正确。
3.B　解析:CrO2(ClO4)2中O元素为-2价、Cl元素为+7价,则根据化合物中元素化合价代数和等于0,可知该物质中Cr元素化合价为+6价,A错误;Cl元素的非金属性较强,HClO4属于强酸,HClO4氧化CrCl3生成棕色的物质[CrO2(ClO4)2],部分HClO4被还原生成HCl,HCl也属于强酸,B正确;该反应的离子方程式为19Cl+8Cr3++4H2O8CrO2(ClO4)2+3Cl-+8H+,其中19molCl中有3molCl作氧化剂,被还原为Cl-,8molCr3+全部作还原剂,被氧化为8molCrO2(ClO4)2,故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3∶8,C错误;该反应的离子方程式为19Cl+8Cr3++4H2O8CrO2(ClO4)2+3Cl-+8H+,D错误。
4.D　解析:分析题图可知,丙烯被氧化成甲醛和乙醛,A项正确;整个反应过程中,存在着元素化合价变化,如二氧化氮转化成一氧化氮,氮的化合价发生变化,转化中发生了氧化还原反应,B项正确;大气中的二氧化氮和碳氢化合物受紫外线作用,可产生光化学烟雾,是二次污染物,C项正确;该过程中氧气是反应物,不是催化剂,D项错误。
5.D　解析:电池放电时化学能转化为电能,A错误;由题干描述及图中Ti电极上Fe3+→Fe2+发生还原反应可知,Ti电极为正极,Li电极为负极,放电时Li+由负极区向正极区迁移,B错误;放电时的负极反应为Li-e-Li+,正极反应为Fe3++e-Fe2+,C错误;氧化罐中将Fe2+氧化为Fe3+,根据电子、原子守恒配平反应的离子方程式为2Fe2++S22Fe3++2S,D正确。
6.C　解析:放电时,正极上的氧气得电子,与钾离子结合生成超氧化钾,正极反应为K++O2+e-KO2,A正确;充电时,氧气从阳极逸出,可有效抑制氧气扩散,从而极大延长K-O2电池的循环性能,B正确;充电时每转移1mole-,阳极上1mol钾离子向阴极移动,且生成1mol氧气逸出,质量减少71g,C错误;空气比较廉价,故在理想状态下使用空气来替代纯氧可以降低电池的造价,D正确。
7.B　解析:根据原电池的图示及电子移动的方向(左→右)可知,左边为负极,发生反应(CH2O)n-4ne-+nH2OnCO2↑+4nH+,右边为正极,发生反应2N+12H++10e-N2↑+6H2O。原电池中电极电势,右侧正极高于左侧负极,则右侧阴极高于左侧阳极,故A正确;负极电极反应式为(CH2O)n-4ne-+nH2OnCO2↑+4nH+,故B错误;由正极电极反应式2N+12H++10e-N2↑+6H2O可知,当处理1molN时,有5molH+经过质子交换膜,移向阴极室,故C正确;温度过高(CH2O)n会变成气体,因此需要控制温度,故D正确。
8.B　解析:由装置图可知,In/In2O3-x电极上CO2→HCOO-,碳元素的化合价降低,发生还原反应,该电极为阴极,则Ni2P电极为阳极,与电源正极相连,A正确,B错误;电解过程中阴离子OH-由阴极移向阳极,即OH-由In/In2O3-x电极区向Ni2P电极区迁移,C正确;Ni2P电极上发生氧化反应,根据电荷、原子守恒可得电极反应式为CH3(CH2)7NH2+4OH--4e-CH3(CH2)6CN+4H2O,D正确。
9.C　解析:由题干描述及装置图可知,该装置为电解装置,b电极为阴极,a电极为阳极。a电极为阳极,产生气体,则电极材料不可以是活性电极,A错误;由放电顺序可知,阳极电极反应式为2H2O-4e-4H++O2↑,故当电路中转移1mol电子时,a极生成5.6L(标准状况)O2,D错误;阴极电极反应式为Cl+2H++e-ClO2↑+H2O、ClO2+e-Cl,后续反应为Cl+Cl+2H+2ClO2↑+H2O,C正确;阴极总反应式为Cl+2H++e-ClO2↑+H2O,转移1mol电子消耗2molH+,通过质子交换膜的H+为1mol,故阴极室c(H+)减小,pH增大,B错误。
10.C　解析:装置无外接电源,则为原电池,根据B电极H2O→O2(氧元素化合价升高)可知B为负极,电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+;A极为正极,B极是电池的负极,A正确;B极的电极反应为2H2O-4e-O2↑+4H+,B正确;A极发生两个反应,2H++2e-H2↑,3CO2+18e-+18H+CH3CH(OH)CH3+5H2O,生成60g即1mol异丙醇,则CO2转移18mol电子,但是生成氢气也会转移电子,故生成60g异丙醇转移电子大于18mol,C错误;题中装置是用二氧化碳制取异丙醇,故A极选用高活性和高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应,D正确。
11.B　解析:石膏能调节普通硅酸盐水泥的硬化速度,A项正确;由流程图可知,过程Ⅰ中,Mn(OH)2和O2反应生成Mn和H2O,化学方程式为2Mn(OH)2+O2+4OH-2Mn+4H2O,Mn(OH)2转化为Mn,Mn元素化合价由+2价变为+4价,化合价升高,Mn(OH)2作还原剂,Mn为氧化产物,O2中O元素化合价由0价变为-2价,化合价降低,O2作氧化剂,则过程Ⅰ中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2,B项错误;10L上层清液中的S2-的物质的量为
=0.1mol,根据S元素守恒,过程Ⅱ中生成的S2的物质的量为0.05mol,过程Ⅱ中反应的离子方程式为4Mn+2S2-+9H2OS2+4Mn(OH)2↓+10OH-,0.1molS2-被转化需要消耗0.2molMn,根据过程Ⅰ中的反应2Mn(OH)2+O2+4OH-2Mn+4H2O可知,该过程消耗O2的物质的量为0.1mol,S2与O2在碱性条件下反应生成S,离子方程式为S2+2O2+2OH-2S+H2O,则该反应消耗O2的物质的量为0.05mol×2=0.1mol,共消耗0.2molO2,空气中O2的体积含量约为,则理论上共需标准状况下空气的体积约为=22.4L,C项正确;由C项分析可知,D项正确。
12.C　解析:辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含少量杂质PbO2等)加入足量的FeCl3溶液和盐酸浸取,Fe3+将S2-氧化成S单质,盐酸将PbO2还原,由于溶液中有大量氯离子,所以得到PbCl2沉淀;加入适量铁粉将H+、Fe3+还原,同时置换出Bi单质,过滤得到粗铋以及主要含有FeCl2的滤液,粗铋经电解精炼得到精铋,向氯化亚铁溶液中通入氯气得到氯化铁再生液。浸出时Fe3+将-2价的硫元素氧化,结合电子守恒和元素守恒可以得到离子方程式为6Fe3++Bi2S36Fe2++2Bi3++3S,A正确;盐酸可以提供氢离子和氯离子,酸性环境中PbO2可以将氯离子氧化,B正确;根据上述分析可知浸出过程全部为氧化还原反应,置换过程中Fe与H+、Fe3+和Bi3+的反应是氧化还原反应,再生过程中氯气将亚铁离子氧化,电解精炼也是发生氧化还原反应,C错误;根据分析可知再生液为氯化铁溶液,可以加入浸出操作中循环利用,D正确。
13.CD　解析:电池工作时的总反应为NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O,负极反应式为NH3·BH3+2H2O-6e-N+6H+;正极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O。a极失电子为负极,b极得电子为正极,A项正确;a极生成氢离子,b极消耗氢离子,故电池工作时,H+通过质子交换膜向右移动,B项正确;a极反应式为NH3·BH3+2H2O-6e-N+6H+,C项错误;6.2gNH3·BH3的物质的量为=0.2mol,生成的氢离子的物质的量为1.2mol,b极一端溶液中增加1.2mol氢离子,故当加入6.2gNH3·BH3时,左右两极室内液体质量差为6.2g-1.2mol×2×1g·mol-1=3.8g,D项错误。
14.AD　解析:根据图示可知,Fe3+、O2在左侧电极得电子发生还原反应,所以电源的A极为负极,A错误;B是正极,与电源B极相连的电极发生氧化反应,反应式为H2O-e-H++·OH,B正确;根据图示,H2O2与Fe2+发生反应生成Fe(OH)2+、·OH,反应方程式为H2O2+Fe2+Fe(OH)2++·OH,C正确;阴极发生的反应有Fe3++e-Fe2+、2H++O2+2e-H2O2、H2O2+Fe2+Fe(OH)2++·OH,阳极发生的反应为H2O-e-H++·OH,结合得失电子守恒可得总反应为Fe3++O2+3H2OFe(OH)2++H++4·OH,所以每消耗0.1molO2时,理论上可产生的·OH为0.4mol,D错误。
15.答案: (1)6.02×1023　KMnO4　O2　(2)2.5
(3)5SO2+2Mn+2H2O2Mn2++4H++5S
(4)6Mn+5CuS+28H+5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
(5)d
解析:(1)反应中H2O2中氧元素的化合价从-1价升高到0价,则1molH2O2失去2mol电子,反应中若有0.5molH2O2参加此反应,转移电子的个数约为6.02×1023。氧化剂的氧化性强于其氧化产物的氧化性,反应中高锰酸根离子是氧化剂,H2O2是还原剂,氧气是氧化产物,则由题给反应得出的物质氧化性强弱的结论是KMnO4>O2。
(2)已知:2KMnO4+7H2O2+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+6O2↑+10H2O,Mn元素化合价从+7价降低到+2价得到5个电子,H2O2中氧元素化合价从-1价升高到0价,失去电子,则根据电子得失守恒可知被1molKMnO4氧化的H2O2是=2.5mol。
(3)将SO2气体通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,Mn被还原成Mn2+,二氧化硫被氧化为硫酸,因此上述过程的离子方程式为5SO2+2Mn+2H2O2Mn2++4H++5S。
(4)反应中Mn元素化合价从+7价降低到+2价得到5个电子,硫元素化合价从-2价升高到+4价失去6个电子,根据得失电子守恒可知转移30个电子时,依据原子守恒和电荷守恒可知配平后的方程式为6Mn+5CuS+28H+5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O。
(5)a项,硫元素化合价从-2价升高到+4价失去6个电子,铜元素化合价从+1价升高到+2价,失去1个电子,被氧化的元素是Cu元素和S元素,a正确;b项,反应中Mn元素化合价从+7价降低到+2价得到5个电子,1mol高锰酸钾得到5mol电子,1mol硫化亚铜失去8mol电子,根据得失电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶5,b正确;c项,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,则还原性的强弱关系:Mn2+ 16.答案:(1)Cr3+　Fe3+　H2O　(2)2H++2e-H2↑
(3)铁作阳极可产生还原剂亚铁离子,而石墨作阳极不能提供还原剂　(4)D
解析:(1)因为Cr2具有强氧化性,要将Cr2转化成Cr(OH)3沉淀需要还原剂,所以Fe作阳极,该电极上Fe失电子生成Fe2+,Fe2+具有还原性,能将Cr2转化成Cr3+,同时自身被氧化生成Fe3+,根据原子守恒可知铁电极附近溶液中所发生反应的离子方程式为Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。
(2)根据上述分析可知,Fe作阳极,石墨电极作阴极,H+在阴极得电子发生还原反应,其电极反应式为2H++2e-H2↑。
(3)金属Fe作阳极产生的Fe2+具有还原性,可使重铬酸根离子被还原,而石墨作阳极不能提供还原剂。
(4)因为K3[Fe(CN)6]遇到Fe2+会出现蓝色沉淀,所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验电解结束后电解液中是否还有Fe2+存在,故选D。
17.答案: (1)①2Cr+3HS-+5H2O2Cr(OH)3↓+3S↓+7OH-
②S2-过量,水溶液中S2-能与单质硫反应生成能还原Cr(Ⅵ),所以反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快　可以在不同反应时间段但相同反应时长的条件下,观察溶液褪色程度
(2)Zn-Cu粉在溶液中形成原电池,加快反应速率
解析:(1)①pH=9的水溶液为碱性,所以发生反应的离子方程式应为2Cr+3HS-+5H2O2Cr(OH)3↓+3S↓+7OH-;②水溶液中S2-能与单质硫反应生成能还原Cr(Ⅵ),加入过量的S2-,生成的增多,所以反应后期Cr(Ⅵ)被还原的速率反而加快;可以在不同反应时间段但相同反应时长的条件下,观察溶液褪色程度,从而验证反应速率加快的原因。
(2)原电池反应可以加快反应速率,Zn-Cu粉在溶液中形成原电池,加快反应速率。
18.答案: (1)①甲　②H2S++S↓+2H+
(2)6H++NO+5e-+H2O　32
(3)0.08
解析:(1)①从示意图可看出,电子流向碳棒一极,该极为正极,氢离子从乙池移向甲池;②乙池溶液中,硫化氢与发生氧化还原反应,硫化氢失电子变为硫单质,得电子变为I-,反应的离子方程式为H2S+3I-+S↓+2H+。
(2)根据电解装置,NO和SO2转化为硫酸铵,说明NO转化成N,即NO在阴极上发生反应NO+6H++5e-N+H2O,阳极反应式为SO2+2H2O-2e-4H++S,根据得失电子数目守恒,因此有2NO~10e-~5SO2,则通入SO2的质量至少为×64g·mol-1=32g。
(3)阳极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气,标准状况下,2.24L氧气的物质的量为=0.1mol,转移的电子的物质的量为0.1mol×4=0.4mol,活性原子将N还原为N2,存在关系NN2↑~5e-,理论上可除去N的物质的量为=0.08mol。