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第四章 化学反应与电能 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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这是一份第四章 化学反应与电能 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1,共23页。
第四章《化学反应与电能》测试题
一、单选题(共12题)
1.现用干电池为电源电解32.4g34%的KNO3溶液,一段时间后测得溶液的质量分数为36%,问这段时间内,干电池中消耗的Zn的物质的量为
A.0.05mol B.0.1mol C.0.2mol D.0.3mol
2.下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.氢氧碱性燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e-4OH-
B.粗铜精炼时与电源正极相连的是纯铜,主要电极反应式:Cu-2e-=Cu2+
C.钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式:Fe-3e-Fe3+
D.钢闸门应与外接电源的负极相连,起保护作用
3.“类比”是预测物质性质与化学反应的重要方法之一,但“类比”是相对的,不能违背客观事实。下列“类比”合理的是
A.甲酸乙酯能与新制氢氧化铜反应,则乙酸乙酯也能与新制氢氧化铜反应
B.由实验测得PCl5中含有正四面体的阳离子和正八面体的阴离子,则PCl5中存在[PCl4]+和[PCl6]−
C.SO2和过量BaCl2溶液无沉淀生成,则SO2和过量Ba(NO3)2溶液也无沉淀生成
D.铁碳合金插入稀硫酸会发生析氢腐蚀,则铜碳合金插入稀硫酸也会发生析氢腐蚀
4.某研究性学习小组设计了用化学电源使LED灯发光的装置,示意图如图。下列说法不正确的是
A.锌是负极,电子从锌片经导线流向铜片
B.氢离子在铜片表面被还原
C.把铜电极换成石墨电极,就不能构成原电池装置
D.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
5.在以稀硫酸为电解质溶液的铜——锌原电池中,已知其电极反应分别为
锌片:Zn-2e-= Zn2+;铜片:2H+ +2e-= H2↑。下列判断正确的是
A.溶液的酸性逐渐增强
B.铜片逐渐溶解
C.溶液中H+向锌片作定向移动
D.锌片是负极并被氧化
6.某金属能与盐酸反应放出氢气,该金属与锌组成的原电池中,锌为原电池的负极,则金属可能是
A.铝 B.铜 C.铁 D.镁
7.设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A.一定条件下,丁烷催化裂化生成1mol乙烯时,消耗丁烷的数目为NA
B.常温常压下,0.5molO3与11.2LO2所含的分子数均为0.5NA
C.用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,若加入29.4gCu(OH)2能使溶液复原,则电解过程中转移电子的数目为1.2NA
D.25℃时,1LpH=10的NaHCO3溶液中含有H2CO3的数目为10-4NA
8.不能用勒夏特列原理解释的是
A.热的纯碱溶液去污能力强 B.新制的氯水在光照条件下颜色变浅
C.在钢铁船体上装一块板防止腐蚀 D.打开冰镇啤酒,把啤酒倒入玻璃杯中看到大量泡沫
9.糠醛氧化制备糠酸是综合利用糠醛资源的一个重要途径。在直流电场作用下,双极膜(BMP)将水解离为H+和OH-,并实现其定向通过。工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液同时制备糠醇和糠酸盐,电解时,MnO2/MnOOH在电极与糠醛之间传递电子,电解过程如图所示,下列说法不正确的是
A.A为直流电源的负极,糠醛在阴极表面得到电子被氧化为糠醇
B.通电时双极性膜将水解离为H+和OH-,H+向阴极室方向移动
C.生成糠酸的反应为:+2MnO2+OH-→+2MnOOH
D.电解时,阳极反应为MnOOH-e-=MnO2+H+
10.下列化学用语表述不正确的是
A.电解溶液:
B.使用检验
C.泡沫灭火器工作原理:
D.在水中发生水解:
11.下列有关如图所示铅蓄电池的说法正确的是
A.放电时,铅被还原
B.放电时,电解质溶液增大
C.充电时,原极接电源的负极即可复原
D.放电时总反应:
12.某充电宝锂离子电池的总反应为。某手机镍氢电池总反应为 (M为储氢金属或合金),有关上述两种电池的说法错误的是
A.锂离子电池放电时,Li+移向正极
B.如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电
C.锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:
D.镍氢电池放电时,正极的电极反应式:
二、非选择题(共10题)
13.燃料电池的能量转化率可高达90%。CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)和惰性电极构成。
(1)其中负极反应式为 。
(2)则下列说法正确的是 (填序号)。
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子
14.氮元素的单质及其化合物是化学研究的热点。回答下列问题:
(1)肼(,常温下为液态)是火箭的传统燃料之一,某原电池的工作原理如图甲。
①a极的电极反应式为 。
②该电池工作时,若有2mol电子流经外电路,则被还原的体积为 L(标准状况下)。
(2)一定温度时,在体积为2L的恒容反应器中发生反应:,A、B物质的量随时间的变化曲线如图乙所示。
①A为 (填化学式)。
②4min时, 。
③ ,反应进行4min时,的转化率为 %。
15.某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。资料显示:原电池装置中,负极反应物的还原性越强,或正极反应物的氧化性越强,原电池的电压越大。
(1)同学们利用下表中装置进行实验并记录。
装置
编号
电极A
溶液B
操作及现象
Ⅰ
Fe
pH=2的H2SO4
连接装置后,石墨表面产生无色气泡;电压表指针偏转
Ⅱ
Cu
pH=2的H2SO4
连接装置后,石墨表面无明显现象;电压表指针偏转,记录读数为a
①同学们认为实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀,其正极反应式是 。
②针对实验Ⅱ现象:甲同学认为不可能发生析氢腐蚀,其判断依据是 ;乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀,其正极的电极反应式是 。
(2)同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验,探究实验Ⅱ指针偏转原因及影响O2氧化性因素。
编号
溶液B
操作及现象
Ⅲ
经煮沸的pH=2的 H2SO4
溶液表面用煤油覆盖,连接装置后,电压表指针微微偏转,记录读数为b
Ⅳ
pH=2的H2SO4
在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置,电压表指针偏转,记录读数为c;取出电极,向溶液中加入数滴浓Na2SO4溶液混合后,插入电极,保持O2通入,电压表读数仍为c
Ⅴ
pH=12的NaOH
在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置,电压表指针偏转,记录读数为d
①丙同学比较实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的电压表读数为:c>a>b,请解释原因是 。
②丁同学对Ⅳ、Ⅴ进行比较,其目的是探究 对O2氧化性的影响;实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是 。
16.原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移,实现了化学能转化成电能,使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用,从而改变了人们的生活方式。
某兴趣小组为探究原电池工作原理,利用金属Zn与稀H2SO4反应,通过如图所示装置A、B进行实验,实验过程中装置A内溶液的温度升高,装置B的电流计指针发生偏转。
根据所学知识,完成下列各题:
(1)装置B为原电池,则Cu作 (填“正”或“负”)极,Zn电极上的电极反应式为 ,Cu电极上的现象是 。请简述确定Cu电极没有参与反应的实验依据或方案 。
(2)一般把金属导线称为“电子导体”,把电解质溶液称为“离子导体”。装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为 ;“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为 。
(3)从能量转化的角度来看,装置A中反应物的总能量 (填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量;从反应速率的角度上看,可以观察到A中反应比B中 (填“快”或“慢”)。
(4)装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替,起始时Zn电极和Cu电极的质量相等,当导线中有0.2mol电子转移时,Zn电极和Cu电极的质量差为 。
(5)该小组同学由此得出的结论错误的是_______。(多选)
A.任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池
B.装置B中Cu电极不可用碳棒代替
C.原电池的负极发生还原反应
D.原电池装置中化学能全部转化为电能
17.I.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol·L-1的NaOH溶液中,如图所示。
(1)写出甲中正极的电极反应式:
(2)乙中负极为 , 总反应的离子方程式:
(3)由此实验得出的下列结论中,正确的有_______
A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B.镁的金属性不一定比铝的金属性强
C.该实验说明金属活动性顺序表已过时,没有实用价值了
D.该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析
II.利用反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2设计成如图所示原电池,回答下列问题:
(4)写出电极反应式:正极 ;负极 。
(5)图中X溶液是 ,Y溶液是 。
18.向8 g二价金属的氧化物固体中加入稀H2SO4,使其恰好完全溶解,已知所消耗的硫酸体积为100 mL,在所得溶液中插入铂电极进行电解,通电一段时间后,在一个电极上收集到224 mL(标准状况)氧气,在另一个电极上析出该金属1.28 g。
(1)根据计算确定金属氧化物的名称 。
(2)计算通电后硫酸溶液的物质的量浓度 (假设溶液体积不变)。
19.(1)用两块纯铜片作为电极,电解硫酸铜溶液,电解时,若电流强度为Ⅰ(单位为A),电解时间为t(单位为),阴极铜片上增加的质量为m(单位为g),每个电子的电量为q(单位为C),请写出计算阿伏加德罗常数的数学表达式 。
(2)若将两电极材料改用石墨电解含有溶质0.1mol的CuSO4溶液,在阴阳两极各收集到2.24L气体(标准状况下) 后停止电解,请问若要恢复原电解质溶液需要加入的物质和物质的量分别是 ;
20.(1)写出氯碱工业电解饱和食盐水的化学方程式:
(2)已知:2KMnO4 + 16HCl =2KCl+2MnCl2 +5Cl2↑+8H2O,15.8g KMnO4 与 100mL12mol/L浓盐酸充分反应,固体完全溶解,生成标准状况下氯气的体积为 L,转移的电子数 个,若向反应后的溶液中加入足量的硝酸银,过滤、洗涤、干燥,可得到固体 mol。
(3)将标准状况下 6.72L 的 HCl 溶于水形成 250mL 溶液,取出 10mL 于锥形瓶中,溶质的物质的量浓度为 mol/L,向锥形瓶中滴加 0.5mol/LBa(OH)2 溶液,恰好反应,消耗Ba(OH)2 的体积为 mL。
21.铝氢化钠是有机合成的重要还原剂,工业上常用铝土矿(主要成分为,含有杂质)为原料制备铝氢化钠,其制备工艺流程如图:
已知:。回答下列问题:
(1)化合物中氢元素的化合价为 。
(2)“碱浸”前“粉碎”的目的是 。
(3)“碱浸”时发生反应的离子方程式为 。
(4)“滤渣”的主要成分为 (填化学式),过滤时用到的主要玻璃仪器有 。
(5)电解熔融的“”时,通常加入六氟铝酸钠,其主要目的是 ,“电解”时阳极的产物为 (填化学式)。
(6)“反应Ⅲ”中每生成,生成另一种产物的质量为 。
22.2019年是元素周期表诞生150周年,元素周期表在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。已知、、、是中学常见的四种元素.原子序数依次增大。的原子最外层电子数是次外层的2倍。的氧化物属于两性氧化物,、位于同周期,、、的原子最外层电子数之和为14,是人体必需的微量元素,缺乏会导致贫血症状。
(1)硒是人体必需的微量元素。人体内产生的活性氧能加速人体衰老,被称为“生命杀手”。化学家尝试用及其他富硒物质清除人体内的活性氧,此时表现出 性。
(2)下列事实能用元素周期律解释的是 (填序号)。
a. 的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于
b. 的气态氢化物的稳定性小于
c. 的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板
(3)的单质可用于处理酸性废水中的,使其转换为,同时生成有磁性的的氧化物,再进行后续处理。
①上述反应的离子方程式为 。
②的单质与在高温下反应的化学方程式为 。
(4)铅和元素同主族,可发生反应。请写出草酸的电子式: 。与性质相似,与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是 。
(5)金属镓有“电子工业脊梁”的美誉,它与同主族,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业上通常用电解精炼法提纯镓。某待提纯的粗镓内含、、杂质,以水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液,通过某种离子迁移技术到达阴极,并在阴极放电析出高纯镓。(离子氧化性顺序为:)下列有关电解精炼镓的说法正确的是_______(填序号)。
A.阳极发生氧化反应,其主要电极反应式:
B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C.在阴极除了析出高纯度的镓之外,还可能有产生
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有和
参考答案:
1.B
电解硝酸钾溶液时的实质是电解水,设被电解的水的质量为x,则有32.4g×34%=(32.4-x)×36%,解得x=1.8g,即有0.1mol水被电解;电解1mol水转移2mol电子,所以转移电子物质的量为0.2mol;据Zn-2e=Zn2+可知,转移0.2mol电子时反应掉的Zn有0.1mol;
综上所述答案为B。
2.D
分析:A、燃料电池中负极放电的一定是燃料,正极放电的一定是氧气;B、粗铜精炼时,阴极是纯铜,粗铜作阳极;C、钢铁发生电化学腐蚀的负极是铁失去电子生成亚铁离子; D、钢闸门的电化学防护主要有外加电源的阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法,据此分析判断。
详解:A、氢氧燃料电池中负极放电的一定是燃料,即在负极上是氢气放电,故A错误;B、粗铜精炼时,阴极(和电源的负极相连)是纯铜,粗铜作阳极(和电源的正极相连),故B错误;C、钢铁发生电化学腐蚀的负极是铁失去电子生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故C错误;D、钢闸门的电化学防护主要有外加电源的阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法,采用外加电源的阴极保护法时,钢闸门应与外接电源的负极相连,故D正确;故选D。
3.B
A.甲酸乙酯中含有醛基具有还原性,能与新制氢氧化铜反应;乙酸乙酯不含醛基,不能与新制氢氧化铜反应,A错误;
B.根据价层电子对互斥理论,[PCl4]+呈正四面体结构,[PCl6]−呈正八面体结构,符合题意,B正确;
C.酸性条件下硝酸根具有强氧化性,能把二氧化硫氧化为硫酸根离子,故SO2和过量Ba(NO3)2溶液会生成硫酸钡白色沉淀,C错误;
D.铜活动性较弱,不和稀硫酸反应,故铜碳合金插入稀硫酸不会发生析氢腐蚀,D错误;
故选B。
4.C
该装置为原电池,Zn为负极,失电子发生氧化反应,Zn-2e-=Zn2+;Cu为正极,H+得电子发生还原反应,2H++2e-=H2。
A.根据分析,Zn作负极发生氧化反应,电子从锌片经导线流向正极铜片,A正确;
B.根据分析,Cu作正极发生还原反应,铜片上有气泡产生是H+在铜片上得电子被还原,B正确;
C.由于正极材料并没有参与原电池的反应,把铜电极换成石墨电极,不会影响整个原电池,C错误;
D.该装置为原电池,化学能转化为电能,产生的电流通过LED时,LED发光,电能转化为光能,因此装置中存在“化学能→电能→光能”的转换,D正确;
故选C。
5.D
A.稀硫酸与锌反应消耗硫酸,溶液的酸性逐渐减弱,错误;
B.铜片是正极,不参与反应,只起导电作用,铜表面发生的反应为2H+ +2e-=H2↑,错误;
C.锌失去的电子转移到铜极,溶液中H+向铜片作定向移动,错误;
D.锌片是负极发生氧化反应,被氧化,正确;
故选D。
6.C
因金属活泼性为Mg>Al>Fe>Cu,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,则该金属为Fe或Cu,但Cu与盐酸不反应,只有Fe符合,故选C。
7.C
A.一定条件下,丁烷催化裂化除生成乙烯和乙烷这种均裂外,还会裂解成甲烷和丙烯,则生成1mol乙烯时,消耗丁烷的数目大于NA,A错误;
B.常温常压下,11.2LO2的物质的量小于0.5ml,0.5molO3与11.2LO2所含的分子数不相等,B错误;
C.若加入29.4gCu(OH)2能使溶液复原,则相当于阴极析出铜和氢气,29.4gCu(OH)2的物质的量为0.3mol,相当于0.3molCuO和0.3molH2O,生成0.3mol铜转移电子个数为0.6NA,根据原子守恒,生成0.3mol水需要0.3mol氢气,生成0.3mol氢气转移电子的个数为0.6NA,所以电解过程中共转移电子的数目为1.2NA,C正确;
D.25℃时,1LpH=10的NaHCO3溶液中,根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO),根据物料守恒有:c(Na+)=c(H2CO3)+c(CO)+c(HCO),两式削去c(Na+),可得:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-),所以c(H2CO3)=c(OH-)-c(H+)=10-4mol/L-10-10mol/L,故答案为:>;
③由①可知,A为,B为N2,4min时,NH3的变化量为(x-0.2)mol,B的变化量为(0.8-x)mol,∆n(A):∆n(B)= (x-0.2): (0.8-x)=2:1,解得0.6;反应进行4min时,的转化率为100%=25%,故答案为:0.6;25。
15. 2H+ + 2e-=H2↑ 在金属活动性顺序中,Cu在H后,Cu不能置换出H2 O2 + 4H+ + 4e-=2H2O O2浓度越大,其氧化性越强,使电压值增大 溶液的酸碱性 排除溶液中的Na+(或SO42-)对实验的可能干扰;
(1)①同学们认为实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀,即为溶液中的H+得电子生成H2,其正极反应式是2H+ + 2e-=H2↑。
②针对实验Ⅱ现象,甲同学考虑到:在金属活动顺序表中,Cu排在H的后面,所以他认为不可能发生析氢腐蚀。乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀,其正极是溶解在溶液中的O2得电子,电极反应式是O2 + 4H+ + 4e-=2H2O。
(2)①丙同学比较实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,同样是pH=2的H2SO4溶液,只是溶解的O2量不同,导致电压表读数为:c>a>b,因此可以看出,氧气浓度越大,导电能力越强。
②丁同学对Ⅳ、Ⅴ进行比较,其变量是溶液pH的不同,因此其目的是探究溶液的酸碱性对O2氧化性的影响。实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液,结果溶液的导电能力未变,从而说明溶液中的Na+(或SO42-)对实验不产生干扰,也由此得出实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是排除溶液中的Na+(或SO42-)对实验的可能干扰。
16.(1) 正 Zn-2e=Zn2+ 有气泡产生 反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化
(2) 电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu) H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动
(3) 高于 慢
(4)12.9g
(5)BCD
装置A中金属Zn与稀硫酸反应为;装置B为原电池,Cu作正极,发生还原反应,有气泡产生,Zn作为负极,发生氧化反应;据此分析解题。
(1)装置B为原电池,Cu作正极,发生还原反应,,有气泡产生;Zn作为负极,发生氧化反应,;反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化,说明Cu没有参与反应;故答案为正;;有气泡产生;反应前后溶液颜色与铜电极表面没有明显变化;
(2)据分析可知,Cu作正极,发生还原反应,得到电子;Zn作为负极,发生氧化反应,失去电子;所以装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu);“离子导体”中主要离子的移动方向可描述为H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动;故答案为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu);H+向正极(Cu)移动、SO向负极(Zn)移动;
(3)实验过程中装置A内溶液的温度升高,从能量转化的角度来看,装置A中反应物的总能量高于生成物的总能量;装置B的电流计指针发生偏转,原电池可以加快反应速率,所以A中反应速率比B中慢;故答案为高于;慢;
(4)装置B中稀H2SO4用足量CuSO4溶液代替,Cu作正极,发生还原反应为;Zn作为负极,发生氧化反应,;当导线中有0.2mol电子转移时,Zn电极质量减少;Cu电极质量增加;Zn电极和Cu电极的质量差为起始时Zn电极和Cu电极的质量相等,当导线中有0.2mol电子转移时,Zn电极和Cu电极的质量差为12.9g;故答案为12.9g;
(5)A.构成原电池内界条件是自发的发生氧化还原反应,所以理论上说,任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池,故A正确;
B.装置B中Cu作正极,可用碳棒代替,故B错误;
C.原电池的负极发生氧化反应,故C错误;
D.原电池装置中化学能部分转化为电能,故D错误;
故答案选BCD。
17.(1)2H++2e-=H2↑
(2) Al 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑
(3)AD
(4) 2Fe 3++2e- = 2Fe 2+ Cu-2e- =Cu2+
(5) FeCl3 CuCl2
I.甲中Mg和H2SO4反应生成MgSO4和H2,Mg是负极,Al是正极;乙中Al和NaOH反应生成NaAlO2和H2,Al是负极,Mg是正极;
II.根据反应方程式可知,Cu是负极,C棒是正极;
(1)甲中正极是Al,H+得到电子生成H2,电极反应式为2H++2e-=H2↑;
(2)由以上分析可知,乙中负极为Al;总反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO +3H2↑;
(3)A.与电解质溶液可以自发反应的是负极,故利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质,A正确;
B.镁的金属性一定比铝的金属性强,B错误;
C.金属活动性顺序表一直是准确的,C错误;
D.与电解质溶液可以自发反应的是负极,具体情况具体分析,D正确;
故选AD;
(4)C棒是正极,Fe3+得到电子变成Fe2+,电极反应式为2Fe 3++2e- = 2Fe 2+;Cu是负极,Cu失电子变成Cu2+,电极反应式为Cu-2e- =Cu2+;
(5)盐桥是为了减小液接电位,转移离子而在两种溶液之间连接的高浓度电解质溶液,由装置图可知,X溶液是FeCl3,Y溶液是CuCl2。
18. 氧化铜 0.2mol/L
(1)阳极上氢氧根放电产生氧气,则n(O2)=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol,转移电子n(e-)=0.04mol,则根据得失电子守恒n(金属)=0.04mol÷2=0.02mol,所以M=m/n=1.28g÷0.02mol=64g/mol,故该金属氧化物的名称为氧化铜;
(2)据4OH--4e-=O2↑+2H2O知,转移4个电子就会产生4个氢离子,由于n(e-)=0.04mol可知n(H+)=0.04mol,所以c(H2SO4)=n/v=0.02mol÷0.1L=0.2mol/L。
19. 、各
(1)用两块纯铜片作为电极,电解硫酸铜溶液,电解时,若电流强度为Ⅰ(单位为A),电解时间为t(单位为),阴极铜片上增加的质量为m(单位为g),每个电子的电量为q(单位为C),电子的数目为,电子的物质的量为,铜的物质的量为,根据关系式Cu2++2e-=Cu,n(e-)=2n(Cu),,;故答案为:。
(2)根据题意阳极电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极Cu2++2e-=Cu,2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阴阳两极各收集到2.24L气体(标准状况下)即得到氢气和氧气各0.1mol,根据阳极电极反应式,整个电路转移了0.4mol电子,阴极生成0.1mol氢气转移0.2mol电子,则铜离子得到0.2mol电子,因此消耗铜离子为0.1mol,生成0.1mol铜单质,因此整个反应中得到0.1mol Cu,0.1mol O2,0.1mol H2,得到的产物化合就是要恢复原电解质溶液需要加入的物质,0.1mol Cu和0.05mol O2化合为0.1molCuO,0.1mol H2和0.05mol O2化合为0.1mol H2O,或则0.1mol Cu,0.1mol O2,0.1mol H2化合为0.1mol Cu(OH)2;故答案为:Cu(OH)2 0.1mol;CuO、H2O 各0.1mol
20. 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 ↑+ Cl2↑ 5.6 0.5NA 0.7 1.2 12
(1)电解饱和食盐水生成NaOH、Cl2和H2;
(2)根据n=计算KMnO4的物质的量,根据方程式计算生成氯气的物质的量,再计算氯气的体积和转移的电子的物质的量;根据氯原子守恒计算反应后溶液中n(Cl-),根据氯离子守恒可知n(AgCl)=n(Cl-);
(3)标准状况下 6.72L 的 HCl的物质的量为=0.3mol,根据c=计算溶液的物质量浓度,再结合溶液是均一的及中和反应的实质计算滴定时消耗Ba(OH)2 的体积。
(1)电解饱和食盐水生成NaOH、Cl2和H2,发生反应的化学方程式为2NaCl + 2H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑;
(2)15.8g高锰酸钾的物质的量为:=0.1mol,浓盐酸的物质的量为0.1L×12mol/L=1.2mol,则:
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl+5Cl2↑+8H2O
2mol 16mol 5mol
0.1mol 0.8mol 0.25mol
这说明反应中浓盐酸是过量的,因此生成的氯气在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L;
反应中Cl元素化合价从-1价升高为0价,则反应中转移电子的数目为0.25mol×2×NA=0.5NA;
根据氯原子守恒可知,溶液中氯离子的物质的量=1.2mol-0.5mol=0.7mol,则根据氯原子守恒可知生成的氯化银的物质的量是0.7mol;
(3)标准状况下 6.72L 的 HCl的物质的量为=0.3mol,则溶液的物质量浓度c===1.2mol/L,溶液是均一、稳定的混合物,取出10mL的盐酸溶液的物质的量浓度仍为1.2mol/L;锥形瓶中滴加 0.5mol/LBa(OH)2 溶液,恰好反应时,设消耗Ba(OH)2 的体积VmL,则1.2mol/L×10×10-3L=0.5mol/L×2×V×10-3L,解得:V=12mL。
21.(1)
(2)增大接触面积,加快碱浸速率
(3)
(4) 烧杯、玻璃棒和漏斗
(5) 降低熔点,节约能源
(6)17.55
铝土矿中含有氧化铝、氧化铁,粉碎后加入过量氢氧化钠溶液“碱浸”,氧化铝为两性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,氧化铁为碱性氧化物,不与氢氧化钠溶液反应,然后过滤,滤液中加入碳酸氢钠溶液,根据信息,反应I得到氢氧化铝沉淀,过滤后,氢氧化铝受热分解得到氧化铝,电解氧化铝得到金属铝和氧气,金属铝与氯气反应生成氯化铝,氯化铝与氢化钠反应得到产品,据此分析;
(1)化合物NaAlH4中钠元素为+1价,铝元素为+3价,故氢元素的化合价为-1;
(2)“碱浸”前粉碎,增大接触面积,加快碱浸速率,故答案为接触面积,加快碱浸速率;
(3)氧化铝为两性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,氧化铁为碱性氧化物,不与氢氧化钠溶液反应,反应的离子方程式为,故答案为;
(4)根据上述分析,“滤渣”为Fe2O3;过滤时用到的玻璃仪器是(普通)漏斗、玻璃棒、烧杯;故答案为Fe2O3;(普通)漏斗、玻璃棒、烧杯;
(5)电解熔融的氧化铝时,通常加入六氟铝酸钠,其主要目的是降低熔点,节约能源,“电解”时阳极反应式为2O2--4e-=O2,故产物为O2。
(6)根据上述分析,反应Ⅲ中发生4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl,生成0.1molNaAlH4同时生成0.3molNaCl,氯化钠的质量为0.3mol×58.5g/mol=17.55g,故答案17.55。
22.(1)还原性
(2)ab
(3)
(4)
(5)CD
A的原子最外层电子数是次外层的2倍,则A为碳元素,D的氧化物属于两性氧化物,则D为铝元素,A、D、E的原子最外层电子数之和为14,则E的最外层电子数=14-4-3=7,D、E位于同周期,则E为氯元素,W是人体必需的微量元素,缺乏W会导致贫血症状,则W为铁元素。
(1)
清除人体内的活性氧需要还原剂,所以此时表现出还原性;
(2)
a.同周期从左到右元素金属性依次减弱,铝在镁的右边,金属性弱于镁,所以Al的最高价氧化物对应水化物氢氧化铝的碱性弱于Mg(OH)2,故A符合题意;
b.同主族元素从上至下非金属性逐渐减弱,元素的非金属性越强,气态氢化物越稳定,则氯的气态氢化物(HCl)的稳定性小于HF,故B符合题意;
c.氯化铁溶液与铜发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜,不能说明金属性的强弱,不能用元素周期律解释,故C不合题意;
故选ab;
(3)
Fe可用于处理酸性废水中的,使其转换为,同时生成有磁性的铁的氧化物X(Fe3O4)。
①上述反应中氮元素的化合价由+5价降低至-3价,铁元素的化合价由0价升高至价(平均化合价),由化合价升降守恒、电荷守恒和质量守恒可配平离子方程式;
②Al与Fe3O4在高温下发生铝热反应生成Al2O3和Fe,化学方程式为;
(4)
草酸的结构式为HOOC-COOH,所以电子式为,PbO与碱反应类似Al2O3,所以离子方程式为:,
(5)
A.由离子氧化性可知,金属活动性Zn >Ga> Fe,阳极发生氧化反应,其主要电极反应除外,还有锌失电子,故A错误;
B.电解过程中,阳极有Zn、Ga失电子,而阴极只析出Ga ,则阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等,故B错误;
C.在阴极除了析出高纯度的家之外,还可能有H+放电有H2产生,故C正确;
D.由于Fe、Cu的活动性比Ga差,则电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Fe,故D正确;
故选CD。