高考化学三轮冲刺 专题提升练习卷 电化学综合.docVIP

电化学综合1【2017天津卷】某混合物浆液含有al(oh)3、mno2和少量na2cro4,。考虑到胶体的吸附作用使na2cro4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答和中的问题。固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）（1）反应所加试剂naoh的电子式为_。bc的反应条件为_，cal的制备方法称为_。（2）该小组探究反应发生的条件。d与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）_。a温度 bcl的浓度 c溶液的酸度（3）0.1 mol cl2与焦炭、tio2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成tio2xh2o的液态化合物，放热4.28 kj，该反应的热化学方程式为_。含铬元素溶液的分离和利用（4）用惰性电极电解时，能从浆液中分离出来的原因是_，分离后含铬元素的粒子是_；阴极室生成的物质为_（写化学式）。【答案】（14分）（1） 加热（或煅烧） 电解法（2）ac（3）2cl2(g)+ tio2(s)+2c(s)=ticl4(l)+2co(g) h=85.6 kjmol1（4）在直流电场作用下，通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液和 naoh和h22co、so2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法。 i、甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张。利用co可以合成甲醇。（1） 已知：co(g)1/2o2(g)=co2(g) h1=283.0kjmol1h2(g)1/2o2(g)=h2o(l) h2=285.8kjmol1ch3oh(g)3/2 o2(g)=co2(g)2h2o(l) h3=764.5kjmol1则co(g)2h2(g)=ch3oh(g) h=_kjmol1（2）一定条件下,在容积为2l的密闭容器中充入1mol co与2 mol h2合成甲醇 平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。 在2 min时测得容器内甲醇的浓度为0.25 moll1，则02 min内co的平均反应速率为_moll1min1，h2的转化率为_。由图判断p1_p2(填“” 、“” 或“=” ),理由是_该甲醇合成反应在a点的平衡常数k=_下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高co转化率的是_。(填写相 应字母)a、使用高效催化剂 b、降低反应温度 c、增大体系压强 d、不断将ch3oh从反应混合物中分离出来、某学习小组以so2为原料,采用电化学方法制取硫酸。 （3）原电池法:该小组设计的原电池原理如右图所示。 该电池中右侧为_极，写出该电池负极的电极反应式 _。 （4）电解法:该小组用na2so3溶液充分吸收so2得到nahso3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如右图所示。 写出开始电解时阳极的电极反应式_【答案】 -90.1 0.125 50% 甲醇的合成反应是气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强转化率提高 48 c 正 so2-2e-+2h2o= so42-+4h+ hso3-2e-+h2o= so42-+3h+3（1）已知: 2so2(g)+o2(g)2so3(g) h=-xkj/mol；2no(g)+o2(g)2no2(g) h=-ykj/mol。则反应no(g)+so2(g)so3(g)+no(g) 的h=_ kj/mol。（2）甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出热量222.5kj，则甲烷燃烧的热化学方程式为_。（3）以koh溶液为电解质溶液，依据(2)中反应设计一个原电池，其负极反应式为_；以h2so4溶液为电解质溶液，将甲烷燃料电池中的甲烷改为c2h5oh，其负极反应式为_。（4）以上述甲烷燃料电池为电源，用铂电极电解1lcu(no3)2和kno3混合溶液，通电一段时间，两极均产生11.2l(标准状况)气体。则电解后溶液的ph为_(电解过程中溶液体积不变)，原混合溶液中cu2+的物质的量浓度为_，假设电解过程中能量利用率为80%，在甲烷燃料电池中消耗的甲烷在标准状况下的体积为_l。【答案】 ch4(g)+2o2(g)=co2(g)+2h2o(l) h=890kj/mol ch4+10oh8e= +7h2o c2h5oh12e+3h2o=2co2+12h+ 0 0.5mol/l 74开发新能源是解决环境污染的重要举措，其中甲醇、乙醇、甲烷都是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。（1）已知：c2h5oh(l)3o2(g)2co2(g)3h2o(g) h11366.8kj/mol x.k.w2co(g)o2(g)2co2(g) h2566.0kj/molh2o(g)h2o(l) h344 kj/mol。乙醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：_。（2）可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池。如下图1，用pt作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气。写出燃料电池负极的电极反应式_。若利用该燃料电池提供电源，与图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件应是_极(填“a”或“b”)；当铁件的质量增重6.4g时，燃料电池中消耗氧气的标准状况下体积为_l。（3）某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后如上图2作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验若每个电池甲烷通入量为1 l(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量表达式为_(法拉第常数f9.65l04c/ mol)，最多能产生的氯气体积为_l(标准状况)。（4）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将co2+在阳极氧化成co3+，生成的co3+将甲醇氧化成co2和h+(用石墨烯除去co2+)，现用如图3所示装置模拟上述过程，则co2+在阳极的电极反应式为_除去甲醇的离子方程式为_。【答案】 c2h5oh(l)2o2(g)2co(g)3h2o(l) h1932.8kj/mol ch3oh6e+ 8ohco326h2o b 1.12 4 co2+eco3+(或6co2+6e6co3+) 6co3+ch3oh+h2o6co2+co2+6h+5氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_。（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的na2feo4，同时获得氢气：fe+2h2o+2ohfeo42+3h2，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的feo42，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：na2feo4只在强碱性条件下稳定，易被h2还原。电解一段时间后，c(oh)降低的区域在_(填“阴极室”或“阳极室”)。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_。c( na2feo4)随初始c(naoh)的变化如图2，任选m、n两点中的一点，分析c(na2feo4)低于最高值的原因：_。【答案】（1）污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高；h2+2oh-2e-=2h2o（5）阳极室 防止na2feo4与h2反应使产率降低m点：c(oh-)低，na2feo4稳定性差，且反应慢(或n点：c(oh-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使na2feo4产率降低)。6连二亚硫酸钠（）俗称保险粉，是一种强还原剂，工业上可通过吸收大气污染物（含有、no等）制取，同时还可得到产品，工艺流程图如下（ce为铈元素）：请回答下列问题：（1）装置中可生成。常温下溶液呈酸性的原因是_。（2）装置中酸性条件下，no被氧化为时，氧化产物与还原产物的物质的量之比为_。（3）装置中阴极上的电极反应式为_。若装置中的浓度为11.5g，要使1该溶液中的完全转化为,至少向装置中通入标准状况下的_l。（4）在空气中容易被氧化，其反应方程式可能为：;。请设计实验证明氧化时一定有反应发生_。（5）一空气质子交换膜燃料电池原理示意图如下：质子的流动方向为_（“从a到b”或“从b到a”），负极的电极反应式为_。【答案】 hso3-在溶液中存在电离平衡和水解平衡：hso3-so32-+h+，hso3-+h2oh2so3+oh-，由于hso3-的电离程度大于水解程度，故溶液中的c（h+）c（oh-），溶液呈酸性 1:3 2hso3-+2e-+2h+=s2o42-+2h2o 2.8 取少量固体溶于水中，加入bacl2溶液，有白色沉淀产生，则证明是（或取少量固体溶于水中，若闻到刺激性气味，则证明是） 从a到b so2-2e- +2h2o=so42-+4h+7电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的cr(vi)是主要污染物，可采用多种方法处理将其除去。查阅资料可知：在酸性环境下，cr（vi）通常以cr2o72-的形式存在，cr2o72-+h2o 2cro42-+2h+cr2o72-的氧化能力强于cro42-常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的ph如下表：阳离子fe3+fe2+cr3+开始沉淀的ph1.97.04.3沉淀完全的ph3.29.05.6i腐蚀电池法（1）向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原cr(vi)。下列关于焦炭的说法正确的是_（填字母序号）。a作原电池的正极 b在反应中作还原剂 c表面可能有气泡产生ii电解还原法向酸性含铬废水中加入适量nacl固体，以fe为电极电解，经过一段时间，有cr(oh)3和fe(oh)3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。装置如右图所示。（2）a极连接电源的_极，a极上的电极反应式是_。（3）电解开始时，b极上主要发生的电极反应为2h+2e-=h2，此外还有少量cr2o72-在b极上直接放电，该反应的电极反应式为_。（4）电解过程中，溶液的ph不同时，通电时间（t）与溶液中cr元素去除率的关系如右图所示。由图知，电解还原法应采取的最佳ph范围为_。a2 4 b4 6 c6 10 解释曲线i和曲线iv去除率低的原因：_。【答案】 ac 正 fe 2e- fe2+ cr2o72- + 6e- + 14h+ 2cr3+ + 7 h2o b 曲线i的ph较小，此时cr(iv)被还原生成的cr3+难以生成cr(oh)3沉淀，仍以cr3+存在于溶液中，导致去除率较低；曲线iv的ph较大，铬元素主要以cro42-存在，其氧化能力弱于cr2o72-，cr(iv)难以被还原继而生成沉淀，导致去除率较低 8金属镁可用于制造合金、储氢材料、镁电池等。已知:c(s)+ o2(g)=co(g) h=-110.5kj/mol；mg(g)+ o2(g)=mgo(s)h=-732.7kj/mol。（1）一种制备镁的反应为mgo(s)+c(s)=mg(g)+co(g),该反应的h=_。（2）一种用水氯镁石(主要成分为mgc126h2o)制各金属镁工艺的关键流程如下:为探究mgcl26h2o“一段脱水”的合理温度范围，某科研小组将mgcl2h2o在不同温度下分解，测得残留固体物质的x-射线衔射谱图如下图所示(x-射线衔射可用于判断某晶态物质是否存在)。测得e中mg元素质量分数为60.0%,则e的化学式为_。“一段脱水”的目的是制备mgc122h2o，温度不高于180的原因是_。若电解时电解槽中有水分，则生成的mgohcl与阴极产生的mg反应，使阴极表面产生mgo钝