2019-2020学年安徽淮北高二上化学月考试卷
展开1. 已知:Fe2O3(s)+32C(s)=32CO2(g)+2Fe(s)ΔH=+234.1kJ⋅ml−1
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=−393.5kJ⋅ml−1
则2Fe(s)+32O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH是( )
A.−824.4kJ⋅ml−B.−627.6kJ⋅ml−1
C.−744.7kJ⋅ml−1D.−169.4kJ⋅ml−1
2. 298K、1.01×105Pa,O2、S、Se、Te分别与H2化合的反应热数据如图所示,写出Se与H2化合的热化学反应方程式正确的是( )
A.Se(s)+H2(g)=H2Se(g)ΔH=−242kJ⋅ml−1
B.Se(s)+H2(g)=H2Se(g)ΔH=−20kJ⋅ml−1
C.Se(g)+H2(g)=H2Se(g)ΔH=+81kJ⋅ml−1
D.Se(s)+H2(g)=H2Se(g)ΔH=+81kJ⋅ml−1
3. 用如图所示的实验装置进行电化学实验,下列判断正确的是( )
A.若X 为铝片,Y 为镁片,Z 为NaOH,将开关K 置于B 处则Y 为原电池的负极
B.若X 为铜片,Y 为铁片,Z 为CuSO4,将开关K置于A 处可实现在铁片上镀铜
C.若X 为铁片,Y 为锌片,Z 为NaCl,将开关K置于A或B 处均可减缓铁的腐蚀
D.若X、Y 均为碳棒,Z为NaOH,将开关K置于A 处,Y 极发生的反应为2H++2e−=H 2↑
4. 在电解水制取H2和O2时,为了增强导电性,常常要加入一些电解质,最好选用( )
A.HClB.NaOHC.NaClD.CuSO4
5. 中国第二化工设计院提出,用间接电化学法对大气污染物NO进行无害化处理,其原理示意如图(质子膜允许H+和H2O通过),下列相关判断正确的是( )
A.电极Ⅰ为阴极,电极反应式为2H2O+2e−=2OH−+H2
B.电解池中质子从电极I向电极Ⅱ作定向移动
C.吸收塔中的反应为2NO+2S2O42−+2H2O=N2+4HSO3−
D.每处理1 ml NO电解池质量减少16 g
6. 利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,装置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.电极a和电极c都发生氧化反应
B.电极d的电极反应式为2H++2e−=H2↑
C.c电极上的电极反应式为N2O4−2e−+H2O=N2O5+2H+
D.装置A中每消耗64gSO2,理论上装置A和装置B中均有2mH+通过质子交换膜
7. 如图为某化工厂用石墨电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7的模拟装置,下列有关说法错误的是( )
A.溶液中OH−由阴极区流向阳极区
B.阳极的电极反应式为:2H2O−4e−=O2↑+4H+
C.阳极区产生的气体与阴极区产生的气体在相同状况下体积之比为1:2
D.Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的离子方程式为:2CrO42−+2H+=Cr2O72−+H2O
8.
普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质,利用下面的双膜( 阴离子交换膜和过滤膜)电解装置可制备高纯度的Cu。下列有关叙述正确的是( )
A.电极a为粗铜,电极b为精铜
B.甲膜为过滤膜,可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区
C.乙膜为阴离子交换膜,可阻止杂质阳离子进入阴极区
D.当电路中通过1ml电子时,可生成32g精铜
9. 如图,利用电解原理将NO转化为NH4NO3,既节约了资源,又保护了环境。下列有关说法正确的是( )
A.NO转化为NH4NO3的反应属于氮的固定
B.阴极上发生还原反应,电极反应式为:NO+5H++5e−=NH3⋅H2O
C.电解池两极上分别生成的甲是NH4+,乙是NO3−
D.为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充的物质丙为HNO3
10. 如图所示装置中,a、b、c、d、e、f均为惰性电极,电解质溶液均足量。接通电源后,d极附近显红色。下列说法正确的是( )
A.电源B端是正极
B.f极附近红褐色变深,说明氢氧化铁胶粒带正电
C.欲用丁装置给铜镀银,N应为Ag,电解质溶液为 AgNO3溶液
D.a、c电极均有单质生成它们的物质的量 之比为2:1
11. 人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素CO(NH2)2,原理如图。下列有关说法正确的是( )
A.a为电源的负极
B.电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将升高
C.阳极室中发生的电极反应为2H++2e−=H2↑
D.若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素为7.2g(忽略气体的溶解)
12. 将图1所示装置中的盐桥(琼脂-饱和KCl溶液)换成铜导线与石墨棒连接得到图2所示装置,发现电流表指针仍然有偏转,下列说法正确的是( )
A.图1中,铁棒质量减少5.6g,则甲池NaCl溶液的质量增加5.6g
B.图1中的石墨电极与图2中乙池石墨a电极的电极反应式相同
C.两图所示装置的能量变化均是将化学能转化为电能
D.图2中电子流向为:Fe→电流计→石墨a→石墨b→铜丝→石墨c→Fe
13. 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:C6H12O6+6H2O−24e−=6CO2↑+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1ml氧气,理论上能生成CO2气体22.4L
14. 汽车的启动电源常用蓄电池。其结构如图所示,放电时其电池反应如下:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。根据此反应判断,下列叙述中不正确的是( )
A.Pb作为负极,失去电子,被氧化
B.PbO2得电子,被还原
C.负极反应是Pb+SO42−−2e−=PbSO4
D.电池放电时,溶液酸性增强
15. 以CH4、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解制备N2O5,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.石墨1为电池负极,Pt2为电解池阳极
B.石墨2上的电极反应为:O2+2CO2−4e−=2CO32−
C.阳极的电极反应为:N2O4+H2O−2e−=N2O5+2H+
D.每制得1mlN2O5,理论上消耗标准状况下2.8L的CH4
16. 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
二、解答题
如图为相互串联的甲、乙两个电解池,请回答:
(1)甲池为用电解原理精炼铜的装置,A极材料是___________,电极反应为______________________________________,B极材料是____________,电解质溶液为___________________。
(2)乙池中滴入少量酚酞溶液,开始一段时间后,Fe极附近呈________色,电极反应为___________________________________。
(3)反应中甲池阴极增重12.8g,则乙池阳极放出的气体在标准状况下的体积为_________________。此时乙池剩余液体为400mL,则电解后得到的溶液中c(OH−)为___________________。
(4)若将乙中的石墨电极改为银电极,NaCl溶液改为AgNO3溶液,则乙池为____________装置,电解一段时间后,溶液的浓度______________,现象是_________________________________________________。
Ⅰ.如图是一个电化学过程的示意图。
请回答下列问题:
(1)写出通入CH3OH的电极的电极反应式:_____________________________________________。
(2)乙池中反应的化学方程式为__________________________________________,当乙池中B极质量增加5.4 g,甲池中理论上消耗O2的体积为____________L(标准状况下),此时丙池中某电极析出1.6 g某金属,则丙池中的某盐溶液可能是____________(填序号)。
A.MgSO4溶液 B.CuSO4溶液 C.NaCl溶液 D.AgNO3溶液
Ⅱ.NO2可通过电解制备绿色硝化试剂N2O5,下图是其原理示意图。阳极区生成N2O5的电极反应式是________________________________________。
燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题。
(1)我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH
若①N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH1=+180.5kJ⋅ml−1
②2CO(g)=2C(s)+O2(g)ΔH2=+221kJ⋅ml−1
③C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH3=−393.5kJ⋅ml−1
则ΔH=________kJ⋅ml−1。
(2)为了提高燃料的利用率,可以将甲醇设计为燃料电池,写出熔融K2CO3做电解质时,甲醇燃料电池的负极反应式:________________________________________;该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种方法叫做_____________________。
(3)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染,可用ClO2将其氧化为CO2,然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中,ClO2与甲醇反应的离子方程式:________________________________________。
(4)机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一。
①近几年有人提出在催化剂条件下,利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质。请写出该过程的化学方程式:________________________________;
②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一。其中CO传感器的工作原理如上图所示,则对电极的电极反应式为________________________________。
某实验小组设计用50mL 1.0ml/L盐酸跟50mL 1.1ml/L 氢氧化钠溶液在如图装置中进行中和反应。在大烧杯底部垫碎泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题:
(1)本实验中还缺少一个仪器,其名称是_____________________。在大小烧杯中填充泡沫塑料的作用是________________________。
(2)该实验小组做了三次实验,每次取溶液各50mL,并记录下原始数据(见表)。
已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g/cm3,中和后混合液的比热容为:c=4.18×10−3kJ/(g⋅∘C),则写出该反应的热化学方程式(离子方程式)_______________________________。
(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应,则测得的中和热会比(2)测出的H________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸后再用温度计测定NaOH溶液温度的步骤,若无此操作步骤,则测得的中和热ΔH会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
参考答案与试题解析
2019-2020学年安徽淮北高二上化学月考试卷
一、选择题
1.
【答案】
A
【考点】
用盖斯定律进行有关反应热的计算
【解析】
此题暂无解析
【解答】
已知:(1)Fe2O3(s)+32C(s)=32CO2(g)+2Fe(s)ΔH=+234.1kJ⋅ml−1
(2)C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=−393.5kJ⋅ml−1
由盖斯定律(2)×32−(1),得:2Fe(s)+32O2(g)=Fe2O3(s)ΔH=(−393.5kJ⋅ml−1)×32−234.1kJ⋅ml−1
即2Fe(s)+32O2(g)=Fe2O3(s)ΔH=−824.35kJ⋅ml−1;
故选A。
2.
【答案】
D
【考点】
热化学方程式
反应热和焓变
【解析】
此题暂无解析
【解答】
根据非金属元素氢化物的稳定性与生成1ml氢化物时的ΔH的关系为:根据元素周期律,同一主族元素非金属性越强,生成气态氢化物越容易,气态氢化物越稳定;而根据热力学,能量越低越稳定,即非金属元素氢化物越稳定,ΔH越小,则a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O,图象判断出abcd对应的各氢化物,由可知,b为H2Se的生成热数据,则H2Se分解放热,且ΔH=−81kJ⋅ml−1,所以H2Se发生分解反应的热化学反应方程式为H2Se(g)═Se(s)+H2(g)ΔH=−81kJ⋅ml−1,正逆反应的焓变符号相反,Se与H2化合的热化学反应方程式:Se(s)+H2(g)=H2Se(g)ΔH=+81kJ⋅ml−1;
故选D。
3.
【答案】
B,D
【考点】
电解池与原电池的工作原理
【解析】
A.若X为铝片,Y为镁片,Z为NaOH,将开关K置于B处,为原电池装置,Al失电子;
B.若X为铜片,Y为铁片,Z为CuSO4,将开关K置干A处,为电解池装置,阳极为铜片,阴极为铁片;
C.若X为铁片,Y为锌片,Z为NaCl,开关K置于B处,为原电池装置将开关K置于A,为电解池装置,金属铁是阳极;
D.X、Y均为碳棒,Z为NaOH,凡将开关K置于A处,为电解池装置,Y是阴极。
【解答】
A、若X为铝片,Y为镁片,Z为NaOH,将开关K置于B处,为原电池装置,发生金属铝和氢氧化钠的反应,金属铝是负极,则X为原电池的负极,故A错误;
B.若X为铜片,Y为铁片,Z为CuSO4,将开关K置干A处,为电解池装置,阳极为铜片,阴极为铁片,可实现在铁片上镀铜,故B正确;
C.X为铁片,X为锌片,Z为NaCl,开关K置于B处,为原电池装置,发生金属锌的吸氧腐蚀,铁被保护,将开关K置于A,为电解池装置,金属铁是阳极,会加快腐蚀,故C错误;
D.X、Y均为碳棒,Z为NaOH,凡将开关K置于A处,为电解池装置,Y是阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,即发生的反应为2H++2e−=2H2↑,故D正确;
故选BD。
4.
【答案】
B
【考点】
电解池的工作原理及应用
电解质溶液的导电性
【解析】
此题暂无解析
【解答】
电解水时,为了增强导电性加入的物质电解时,不能产生其它物质;
A.加入HCl,阳极氯离子放电生成氯气,故A错误;
B.加入NaOH时,阳极OH−放电,阴极H+放电,故B正确;
C.加入NaCl,阳极氯离子放电生成氯气,故C错误;
D.加入CuSO4时,阴极铜离子放电生成Cu,故D错误;
故选B。
5.
【答案】
C
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
A.HSO3−在电极I上转化未S2O42−,过程中S的化合价降低,得到电子发生还原反应,则电极I为阴极;
B.电极I为阴极,则电极Ⅱ为阳极,电解池中阳离子向阴极移动;
C.吸收塔中通入NO和S2O42−离子反应,生成N2和HSO3−,据此写出反应方程式;
D.处理NO时,产生HSO3−进入电解池,O2逸出电解池,S2O42−流出电解池,据此计算电解池的质量变化。
【解答】
A.HSO3−在电极Ⅰ上转化为S2O42−,过程中S的化合价降低,得到电子发生还原反应,则电极Ⅰ为阴极,电极反应为:2HSO3−+2e−+2H+=S2O42−+2H2O,故A错误;
B.电极Ⅰ为阴极,则电极Ⅱ为阳极,电解池中阳离子向阴极移动,所以电解池中H+通过质子膜向电极Ⅰ处移动,故B错误;
C.吸收塔中通入NO和S2O42−离子反应,生成N2和HSO3−,所以反应方程式为:2NO+2S2O42−+2H2O=N2+4HSO3−,故C正确;
D.电极Ⅱ为阳极,H2O在电极Ⅱ上被转化为O2,发生电极反应:2H2O−4e−=O2↑+4H+,每处理1 ml NO,则转移电子数为1ml×2=2ml,根据电子转移守恒,则产生O2的物质的量为2ml×14=0.5ml,产生2mlHSO3−进入电解池,0.5mlO2逸出电解池,1mlS2O42−流出电解池,所以电解池质量减少为18g,故D错误;
故选C。
6.
【答案】
C
【考点】
原电池和电解池的工作原理及应用综合
【解析】
此题暂无解析
【解答】
A装置能自发的进行氧化还原反应且没有外接电源,所以是原电池,a极上二氧化硫失电子为负极,b极上是氧气得电子为正极,B属于电解池,与电源的正极b相连的电极c为阳极,N2O4在阳极失电子生成N2O5,d为阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,据此分析。
A.电极a为负极,电极c为阳极,负极和阳极都发生氧化反应,故A正确;
B.d为阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,电极d的电极反应式为2H++2e−=H2↑,故B正确;
C.c是阳极,d是阴极,阳极上N2O4放电生成N2O5,电极反应为N2O4−2e−+2HNO3=2N2O5+2H+,故C错误;
D.装置A中每消耗64g SO2,物质的量=64g64g/ml=1ml,转移电子为2ml,由电荷守恒可知,理论上装置A和装置B中均有2ml H+通过质子交换膜,故D正确;
故选C。
7.
【答案】
A
【考点】
电解池的工作原理及应用
电解池电极反应式
【解析】
电解时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阳极区域反应为2CrO42−+2H+=Cr2O72−+H2O,阴极上氢离子放电生成氢气,钠离子交换膜只允许钠离子通过,据此分析解答。
【解答】
A.钠离子交换膜只允许钠离子通过,所以OH−不流向阳极区域,故A错误;
B.阳极上氢氧根离子放电生成氧气,电极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+,故B正确;
C.阳极上氢氧根离子放电生成氧气、阴极上氢离子放电生成氢气,则阳极区产生的气体与阴极区产生的气体在相同状况下体积之比为1:2,故C正确;
D.阳极区域生成氢离子,酸性条件下发生反应2CrO42−+2H+=Cr2O72−+H2O,故D正确;
故选A。
8.
【答案】
D
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
A.电解精炼铜时,粗铜作为阳极,发生氧化反应,故电极b为粗铜,电极a为精铜,故A错误;
B.甲膜为阴离子交换膜,防止阳极溶解的杂质阳离子进入阴极区,同时NO3−可穿过该膜,平衡阳极区电荷,故B错误;
C.乙膜为过滤膜,先对阳极区的阳极泥及漂浮物过滤,故C错误;
D.阴极只有Cu2+放电,转移1ml电子时,生成0.5mlCu,因此质量=0.5ml×64g/ml=32g,故D正确;
故选D。
9.
【答案】
C
【考点】
电解池的工作原理及应用
电解池电极反应式
【解析】
利用电解原理将NO转化为NH4NO3,根据图象可知,甲为阴极,故NO发生还原反应生成NH4+;乙为阳极,发生氧化反应生成NO3−,据此写出阴阳极电极方程式,并得出电解总反应,从而分析出需要通入的丙,据此分析。
【解答】
利用电解原理将NO转化为NH4NO3,根据图象可知,甲为阴极,故NO发生还原反应生成NH4+,电极反应为:NO+5e−+5H2O=NH3⋅H2O+5OH−;乙为阳极,发生氧化反应生成NO3−,电极方程式为NO−3e−+2H2O=NO3−+4H+,故电解总反应为:8NO+7H2O====电解3NH4NO3+2HNO3,故需要通入的丙为NH3或NH3⋅H2O。
A.氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮,故NO转化为硝酸铵不是氮的固定,故A错误;
B.阴极上发生还原反应,电极方程式为NO+5e−+5H2O=NH3⋅H2O+5OH−,故B错误;
C.NO在甲极上生成的是NH4+,在乙极上生成的是NO3−,故C正确;
D.为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充的物质丙为NH3或NH3⋅H2O,故D错误;
故选C。
10.
【答案】
B
【考点】
电解池的工作原理及应用
【解析】
a、b、c、d、e、f均为惰性电极,电解质溶液均足量.接通电源后,d极附近显红色,有碱生成,该电极反应式为2H2O+2e−=2OH−+H2↑,发生还原反应,则d电极为阴极、c电极为阳极,故A为电源正极、B为电源负极,则甲中a为阳极、b为阴极,丙中e为阳极、f为阴极,丁中M为阳极、N为阴极,据此解答。
【解答】
a、b、c、d、e、f均为惰性电极,电解质溶液均足量,接通电源后,d极附近显红色,有碱生成,该电极反应式为2H2O+2e−=2OH−+H2↑,发生还原反应,则d电极为阴极、c电极为阳极,故A为电源正极、B为电源负极,则甲中a为阳极、b为阴极,丙中e为阳极、f为阴极,丁中M为阳极、N为阴极;
A.由上述分析可知,B为电源负极,故A错误;
B.f极附近变红,说明氢氧化铁胶粒向f极移动,由于f为阴极,说明氢氧化铁胶粒带正电荷,故B正确;
C.丁装置给铜镀银,M应为Ag,N为Cu,电解液为 AgNO3溶液,故C错误;
D.a极为阳极,电极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+,生成氧气,c极为阳极,电极反应式为2Cl−−2e−=Cl2↑,生成氯气,根据电子转移守恒可知,氧气与氯气的物质的量之比为1:2,故D错误;
故选B。
11.
【答案】
D
【考点】
电解池的工作原理及应用
电解池电极反应式
【解析】
A.根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律,结合本题图中的电极产物CO2和N2可以判断出A为电源的正极,b为电源的负极;
B.阴极反应为:6H2O+6e−=60H−+3H2↑(或6H++6e−=3H2↑)阳极反应为:6Cl−−6e−=3Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl,根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH−、H+的数目相等,阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH−恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变;
C.由图可知,阳极室首先是氯离子放电生成氯气,氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳,同时会生成HCl;
D.根据n=V22.4计算两极产生的气体的物质的量,利用气体中各组分的比例关系,计算n(N2)=n(CO2),再根据方程式计算尿素的物质的量,根据m=nM计算尿素的质量。
【解答】
A.由图可知,左室电极产物为CO2和N2,发生氧化反应,故A为电源的正极,右室电解产物H2,发生还原反应,故b为电源的负极,故A错误;
B.阴极反应为6H2O+6e−=6OH−+3H2↑(或6H++6e−=3H2↑),阳极反应为6Cl−−6e−=3Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl,根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH−、H+的数目相等,阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH−恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变,故B错误;
C.由图可知,阳极室首先是氯离子放电生成氯气,氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳,同时会生成HCl,阳极室中发生的反应依次为:2Cl−−2e−=Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl,故C错误;
D.电解收集到的13.44L气体,物质的量为,由反应CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl可知n(N2)=n(CO2)=0.6ml×15=0.12 ml,可知生成0.12ml N2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.12ml,其质量为:m[CO(NH2)2]=0.12ml×60g⋅ml−1=7.2g,故D正确;
故选D。
12.
【答案】
B
【考点】
电解池与原电池的工作原理
【解析】
此题暂无解析
【解答】
A.图1中,铁棒质量减少5.6g,则甲池NaCl溶液中增加了5.6g亚铁离子,而盐桥中的氯离子向甲中移动,所以甲池质量增加大于5.6g,故A错误;
B.图1为原电池石墨上铜离子得电子生成Cu,图2中乙池为电解池,石墨a电极与负极Fe相连为阴极,阴极上铜离子得电子生成Cu,所以两个电极的反应相同,故B正确;
C.图1中Fe与氯化铜溶液能自发发生氧化还原反应,则为原电池,将化学能转化为电能,图2中甲池中Fe与HCl自发的发生氧化还原反应,则甲池为原电池,所以乙池为电解池,则乙池中电能转化为化学能,故C错误;
D.电子只在导线中移动,不能进入溶液,则图2中电子流向为:Fe→电流计→石墨a 石墨b→铜丝→石墨c,故D错误;
故选B。
13.
【答案】
B
【考点】
原电池的电极反应式
原电池的工作原理及应用
化学电源新型电池
【解析】
此题暂无解析
【解答】
A.高温条件下微生物会变性,该电池不能够在高温下工作,故A错误;
B.负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳,电极反应为C6H12O6+6H2O−24e−=6CO2↑+24H+,故B正确;
C.原电池内部阳离子应向正极移动,故C错误;
D.未指明二氧化碳所处的状态,不能使用标准状况下的气体的摩尔体积计算生成的二氧化碳的体积,故D错误;
故选B。
14.
【答案】
D
【考点】
原电池的电极反应式
判断原电池正负极
原电池的工作原理及应用
【解析】
根据放电时的电池反应PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知,Pb在反应中失去电子,发生氧化反应,为电池的负极,电极反应式为Pb+SO42−−2e−=PbSO4,PbO2在放电过程中得到电子、被还原,是原电池的正极;根据总反应可知,原电池放电的过程中消耗硫酸,所以溶液的酸性减弱,据此进行解答。
【解答】
A.原电池中负极失去电子、发生氧化反应,根据电池放电时的反应:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知,负极Pb失去电子,即Pb为负极,PbO2为正极,故A正确;
B.PbO2在放电过程中化合价降低,得到电子被还原,所以PbO2为原电池的正极、反应中被还原,故B正确;
C.原电池中,Pb在反应中失去电子生成PbSO4,为负极,电极反应式为Pb+SO42−−2e−=PbSO4,故C正确;
D.由于原电池放电的过程中消耗硫酸,电解质溶液中氢离子浓度逐渐减小,所以溶液的酸性减弱,故D错误;
故选D。
15.
【答案】
D
【考点】
原电池和电解池的工作原理及应用综合
原电池的电极反应式
判断原电池正负极
电解池电极反应式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
图中左侧装置为燃料电池,通入CH4的一极为原电池的负极,发生氧化反应,通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e−+2CO2=2CO32−,N2O5中氮元素的化合价是+5价,而硝酸中氮元素也是+5价,因此应该在左侧生成N2O5,即在阳极区域生成,据电极反应离子放电顺序可知:阴极发生2H++2e−=H2↑的反应,则阳极为N2O4+2NO3−−2e−=2N2O5;
A.石墨1为电池负极,Pt2为电解池阴极,故A错误;
B.石墨2上的电极反应为:O2+4e−+2CO2=2CO32−,故B错误;
C.阳极的电极反应为N2O4+2NO3−−2e−=2N2O5,故C错误;
D.根据得失电子守恒可知:CH4∼8e−∼8N2O5,所以每制得1mlN2O5,理论上消耗标准状况下的甲烷 18×22.4=2.8L,故D正确;
故选D。
16.
【答案】
C
【考点】
金属的电化学腐蚀与防护
【解析】
外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极,被保护金属与电源的负极相连作为阴极,电子从电源负极流出,给被保护的金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,让被保护金属结构电位低于周围环境,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,避免或减弱腐蚀的发生,阳极若是惰性电极,则是电解质溶液中的离子在阳极失电子,据此解答.
【解答】
A.被保护的钢管桩应作为阴极,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,使钢管桩表面腐蚀电流接近于零,避免或减弱腐蚀的发生,故A正确;
B.通电后,惰性高硅铸铁作阳极,海水中的氯离子等在阳极失电子发生氧化反应,电子经导线流向电源正极,再从电源负极流出经导线流向钢管桩,故B正确;
C.高硅铸铁为惰性辅助阳极,所以高硅铸铁不损耗,故C错误;
D.在保护过程中要使被保护金属结构电位低于周围环境,则通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整,故D正确;
故选C。
二、解答题
【答案】
(1)精铜,Cu2++2e−=Cu,粗铜,CuSO4溶液
(2)红,2H2O+2e−=H2↑=2OH−
(3)4.48L,1ml/L
(4)电镀,不变,铁表面附着一层光亮的金属
【考点】
电解池的工作原理及应用
电解池电极反应式
电解池与原电池的工作原理
【解析】
此题暂无解析
【解答】
图示是两个串联的电解池,依据电源判断A为阴极,B为阳极,Fe为阴极,C为阳极;
(1)电解原理精炼铜的装置中粗铜做阳极,精铜做阴极,含铜离子的溶液做电解质溶液;所以A极是阴极,材料是精铜,阴极是Cu2+得电子生成铜析出,电极反应为:Cu2++2e−=Cu;B为阳极,材料是粗铜,阳极上发生的是粗铜失电子变成Cu2+,电极反应主要为:Cu−2e−=Cu2+;电解质溶液是CuSO4溶液。
(2)乙池中是电解饱和食盐水,溶液中的H2O在阴极得到电子发生还原反应生成H2和OH−,OH−浓度增大,遇酚酞变红,即Fe电极附近变红;电极反应式为2H2O+2e−=H2↑=2OH−。
(3)甲池是精炼铜,增重12.8g是铜的质量,物质的量为0.2ml,转移电子物质的量为0.4ml;乙槽阳极电极反应为:2Cl−−2e−=Cl2↑,根据电解反应过程中电极上的电子守恒计算可知,放出气体物质的量为0.2ml,在标准状况下的体积为4.48L;乙池阴极电极反应为:2H++2e−=H2↑,减少氢离子的物质的量为0.4ml,溶液中增多氢氧根离子物质的量为0.4ml,常温下若乙槽剩余液体为400mL,则电解后得到碱液的物质的量浓度为1ml/L。
(4)若将乙中的石墨电极改为银电极,NaCl溶液改为AgNO3溶液,则乙池中银电极作为阳极,通电后,银在阳极上失电子被氧化,变为Ag+,铁电极作为阴极,Ag+在铁电极上得电子变为金属银析出,则乙池称为电镀装置,在铁表面镀银,电解一段时间后,溶液中的Ag+在阴极上析出,但阳极银变为Ag+,故AgNO3溶液浓度不变;电镀的现象是在铁表面附着一层光亮的金属。
【答案】
Ⅰ.(1)CH3OH−6e−+8OH−=CO32−+6H2O,(2)4AgNO3+2H2O====电解4Ag+O2↑+4HNO3,0.28,B
Ⅱ.N2O4−2e−+2HNO3=2N2O5+2H+
【考点】
电解池电极反应式
电解池与原电池的工作原理
化学电源新型电池
【解析】
此题暂无解析
【解答】
Ⅰ.(1)通入CH3OH的电极是燃料电池的负极,发生失电子的氧化反应,即CH3OH−6e−+8OH−=CO32−+6H2O;
(2)乙池是电解池,碳作阳极,银作阴极,所以反应是电解硝酸银溶液,电解池的反应式是4AgNO3+2H2O====电解4Ag+O2↑+4HNO3,乙池是电解池,B极上Ag+得电子发生还原反应而析出银,根据转移电子数相等,当乙池中B的质量增加5.4g时,甲池中理论上消耗O2的体积5.4g108g/ml4×22.4L/ml=0.28L;丙池是电解池,阴极上金属离子放电析出金属单质,则此金属元素活动性排在氢元素之后,D电极连接甲醇电极,故D电极为阴极。
Ⅱ.阳极区是N2O4与无水硝酸失电子发生氧化反应,生成N2O5和H+,电极反应式是N2O4−2e−+2HNO3=2N2O5+2H+。
【答案】
(1)−746.5
(2)CH3OH−6e−+3CO32−=2H2O+4CO2↑,外加电流的阴极保护法
(3)6ClO2+5CH3OH=6Cl−+5CO2+6H++7H2O
(4)①2C3H6+18NO=6CO2+9N2+6H2O,②O2+4e−+4H+=2H2O
【考点】
原电池和电解池的工作原理及应用综合
电解池与原电池的工作原理
反应热和焓变
离子方程式的书写
【解析】
(1)②+③×2−①得到2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),据此计算反应的焓变;
(2)负极发生氧化反应,甲醇燃料电池的负极反应式:CH3OH−6e−+3CO32−=2H2O+4CO2↑;该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种方法叫做外加电流的阴极保护法;
(3)根据信息:二氧化氯和甲醇反应,生成Cl−、CO2和水2,配平方程式即可;
(4)①C3H6催化还原尾气中的NO气体,发生氧化还原反应生成无毒气体二氧化碳和氮气;
②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一.其中CO传感器的工作原理如上图所示,对电极氧气发生还原反应,电极反应式为O2+4e−+4H+=2H2O。
【解答】
(1)②+③×2−①得到2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),反应的焓变=+221kJ⋅ml−1+2(−393.5kJ⋅ml−1)−(180.5kJ⋅ml−1)=−746.5kJ⋅ml−1。
(2)负极发生氧化反应,甲醇燃料电池的负极反应式:CH3OH−6e−+3CO32−=2H2O+4CO2↑;该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种方法叫做外加电流的阴极保护法。
(3)根据信息:二氧化氯和甲醇反应,生成Cl−、CO2和H2O,所以反应方程式为:6ClO2+5CH3OH=6Cl−+5CO2+6H++7H2O。
(4)①C3H6催化还原尾气中的NO气体,发生氧化还原反应生成无毒气体二氧化碳和氮气,所以反应方程式为:2C3H6+18NO=6CO2+9N2+6H2O;
②对电极氧气发生还原反应,电极反应式为O2+4e−+4H+=2H2O。
【答案】
(1)环形玻璃搅拌棒,保温隔热,防止热量散失
(2)H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l)ΔH=−56.0kJ/ml
(3)偏大
(4)偏大
【考点】
实验数据处理或者误差分析的探究
常见的化学仪器及使用方法
中和热的测定
离子方程式的书写
【解析】
(1)根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器;中和热测定实验成败的关键是保温工作;
(2)温差(t2−t1)应取三次实验的平均值6.7∘C来计算中和热;根据中和热的概念写出该中和反应的热化学方程式;
(3)用醋酸代替盐酸,醋酸电离要吸收能量,测得的能量偏小;
(4)没有用水洗涤温度计上的盐酸溶液,导致测定NaOH溶液温度偏高,温度差偏小,测得的能量偏小.
【解答】
(1)由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。
(2)表中三次测量数据都是有效的,三次温差的平均值为:6.6∘C+6.7∘C+6.8∘C3=6.7∘C,ΔH=−cmΔtn(H2O)=−4.18×10−3KJ/(g⋅∘C)×(50+50)mL×1.00g/mL×6.7∘C0.05L×1.0ml/L=−56.0kJ/ml,根据中和热的概念可知,热化学方程式为:H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l)ΔH=−56.0kJ/ml。
(3)用醋酸代替盐酸,醋酸电离要吸收能量,测得放出的能量偏小,因为中和热ΔH为负值,所以中和热ΔH偏大。
(4)没有用水洗涤温度计上的盐酸溶液,导致测定NaOH溶液温度偏高,温度差偏小,测得的能量偏小,因为中和热ΔH为负值,所以中和热ΔH偏大。实验序号
起始温度t1/∘C
终止温度(t2)/∘C
温差
(t2−t1)/∘C
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
25.1
24.9
25.0
31.6
6.6
2
25.1
25.1
25.1
31.8
6.7
3
25.1
25.1
25.1
31.9
6.8
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