山东省济宁一中高三化学二轮复习 专题18 化学能与电能精选练习（含解析）鲁教版.doc

专题18化学能与电能1、肼（n2h4）空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%30%的koh溶液。电池总反应为：n2h4o2n22h2o。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是（ ）a负极的电极反应式是：n2h44oh4h2on24eb正极的电极反应式是：o24h4e2h2oc溶液中阴离子向正极移动d电解后电解质溶液的碱性增强【答案】a2、有a、b、c、d四种金属将a与b用导线接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出据此判断它们的活动性顺序由强到弱的为（）aacdb bdabccdbac dbadc【答案】b【解析】两种活动性不同的金属和电解质溶液构成原电池，较活泼的金属作负极，负极上金属失电子发生氧化反应被腐蚀，较不活泼的金属作正极，将a与b用导线连接起来浸入电解质溶液中，b不易腐蚀，所以a的活动性大于b；金属和相同的酸反应时，活动性强的金属反应剧烈，将a、d分别投入等浓度盐酸溶液中，d比a反应剧烈，所以d的活动性大于a；金属的置换反应中，较活泼金属能置换出较不活泼的金属，将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化，说明b的活动性大于铜如果把铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出，说明铜的活动性大于c；所以金属的活动性顺序为：dabc，故选b3、葡萄糖生物燃料电池充电的人造心脏是未来长期的研究目标，其电极反应式如下。正极：6o224h24e=12h2o，负极：c6h12o66h2o24e=6co224h。则下列有关该电池的说法不正确的是()a放电过程中，h会向正极移动b放电过程中，负极的葡萄糖(c6h12o6)失去电子，被氧化c该电池的总反应式为c6h12o66o2=6co26h2od放电过程中，消耗1 mol氧气则转移4 mol e，可产生22.4 l co2气体【答案】d4、某同学按如图所示的装置进行实验，a、b为常见金属，它们的硫酸盐可溶于水。当k闭合时，阴离子交换膜处的从右向左移动。下列分析正确的是a. a的金属活动性弱于bb. 从y电极趋向x电极c. y电极附近溶液先变红d. b的电极反应：【答案】b5、已知na2o2h2onaoho2(h0)。能反映出过氧化钠与水反应过程中能量变化的图像是()【答案】d【解析】过氧化钠与水反应放出热量，则反应物总能量高于生成物总能量，排除a、b两项；由于总反应放出能量，而反应吸收能量，因此反应必定放出能量，所以反应过程中能量的变化趋势是先降后升，结合上述分析可知d项正确。6、电化学化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电。尿素燃料电池结构如图所示，下列关于该电池描述正确的是( )a电池工作时h+移向负极b该装置还可以将电能转化成为化学能c电池的负极反应式为：co(nh2)2+h2o-6e-=co2+n2+6h+d理论上电池工作时，每消耗67.2l o2时，可以净化2mol co(nh2)2【答案】c7、ph9的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的ph10，则该电解质可能是( )anaoh bh2so4 cagno3 dna2so4【答案】a【解析】naoh的ph变大，h2so4和agno3的h+变大，ph变小，na2so4电解水，ph不变。8、500 ml kno3和cu(n03)2的混合溶液中c(no3)6.0 moll1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到224 l气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500 ml，下列说法正确的是( )a原混合溶液中c(k)为4 moll1 b上述电解过程中共转移4 mol电子c电解得到的cu的物质的量为0.5 mol d电解后溶液中c(h)为2 moll1【答案】b【解析】两极反应为：阴极 cu2+2e=cu 2h+2e=h2 阳极：4oh-4e=o2+2h2o，两极都收集1mol气体，由阳极得到转移电子为4mol，又知生成1molh2转移电子2mol，根据电子得失守恒：n（cu2）=1mo；再通过离子所带电荷的守恒，在500 ml kno3和cu(no3)2的混合溶液中存在关系：2c(cu2)+c(k)=c(no3-)，可以求出c(k)=2 moll1 。电解过程中消耗的n(oh)=4mol，则溶液中留下4mol的h，c(h)=8moll1 。9、下列各组物质能组成原电池的是（）a .zn、cu、稀硫酸 b . cu、c、稀硫酸 c. cu、zn、酒精 d .zn、cu、znso4溶液【答案】a【解析】试题分析：活泼性不同的金属或金属和非金属导线相连并插入到电解质溶液中，即可构成原电池，据此可知，a正确；b中电极和稀硫酸都不反应，不能构成原电池；c中酒精是非电解质，不能构成原电池；d中电极和硫酸锌都不反应，不能构成原电池，答案选a。考点：考查原电池的构成的判断点评：该题是高考中的常见题型，属于基础性试题的考查。试题难易适中，基础性强，侧重对学生基础知识的巩固和训练，有利于培养学生的逻辑推理能力。该题的关键是记住构成原电池的条件以及原电池的工作原理。10、某科学家利用二氧化铈(ceo2)在太阳能作用下将h2o、co2转变为h2、co。其过程如下:mceo2(m-x)ceo2xce+xo2(m-x)ceo2xce+xh2o+xco2mceo2+xh2+xco下列说法不正确的是()a.该过程中ceo2没有消耗b.该过程实现了太阳能向化学能的转化c.如图中h1=h2+h3d.以co和o2构成的碱性燃料电池的负极反应式为co+4oh-2e-c+2h2o【答案】c【解析】将反应过程中涉及的两个方程式加和可得总反应方程式:h2o+co2h2+co+o2,ceo2起到了催化剂的作用没有消耗,a项正确;在该过程中吸收的太阳能转化为化学能,b项正确;根据盖斯定律h1=-(h2+h3),c项错误;以co和o2构成的原电池中co作还原剂在负极失去电子被氧化,由于溶液呈碱性,因此co的氧化产物为c,负极方程式为co+4oh-2e-c+2h2o, d项正确11、下列叙述正确的是( )a合成氨生产过程中将nh3液化分离，可加快正反应速率，提高n2、h2的转化率b含1 mol ba(oh)2的稀溶液和含1 mol h2so4的稀溶液反应释放热量akj，则表示该反应中和热的热化学反应方程式为：oh(aq)h(aq)=h2o(l) ？h=-a kjmol1c电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的cl2进入阳极室d向ba(oh)2溶液中加入足量的nahco3溶液:ba2+ + 2oh- + 2hco3- = baco3+co32- + 2h2o【答案】d12、铅蓄电池是广泛应用于汽车、柴油机车等的启动电源。产生电能时的电极反应分别为： pb+so422epbso4 pbo2+4h+so42+2epbso4+2h2o 下列有关铅蓄电池的说法不正确的是（）a式表示负极反应，式表示正极反应 b铅蓄电池的电解质溶液是硫酸溶液，在放电过程中，它的浓度逐渐降低c铅蓄电池在放电时，电子从pb通过导线流向pbo2d铅蓄电池在充电时，原来负极发生的反应是：pb+so422epbso4【答案】d13、下列各装置中，能构成原电池的是( )【答案】a【解析】在原电池装置必须有活泼性不同的金属或金属与非金属，且导线相连插入到电解质溶液中，a正确。b中电极相同，c中不是电解质溶液，d中没有形成闭合回路，所以正确答案是a。14、工业上为了处理含有cr2o72的酸性工业废水，采用下面的处理方法：往工业废水中加入适量的nacl，以fe为电极进行电解，经过一段时间，有cr(oh)3和fe(oh)3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回答下列问题。(1)两极发生的电极反应式(2)写出cr2o72变为cr3的离子方程式 。(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是 。(4) (填“能”或“不能”)改用石墨电极，原因是 。【答案】(1)fe2e=fe22h2e=h2(2)cr2o726fe214h=2cr36fe37h2o(3)h不断放电，cr2o72与fe2反应时消耗h，打破了水的电离平衡，使溶液中c(oh)c(h)cr3cr3cr(oh)3而除去铬15、用吸附了氢气的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是()a放电时，负极的电极反应式为h22e2oh=2hb充电时，阳极的电极反应式为ni(oh)2ohe=nio(oh)h2oc放电时，oh移向镍电极d充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连【答案】b【解析】根据题图中用电器上的电子流向可知碳电极是负极，镍电极是正极。a项，负极发生氧化反应，但在碱溶液中应生成h2o，电极反应式：h22e2oh=2h2o，故错误；b项，放电时的正极在充电时与电源的正极相连，即为阳极，阳极发生氧化反应，充电过程即补充电极材料的过程，故正确；c项，放电时，阴离子向负极移动，即向碳电极移动，故不正确；d项，充电时应将碳电极与外电源的负极相连，不正确。16、己知na2so3溶液中存在水解平衡：so32+h2ohso3+oh，请用na2so3溶液和a试剂及必要的实验用品，设计简单实验，证明盐类的水解是一个吸热过程a试剂是 ，操作和现象是 【答案】酚酞；取样品溶于水，滴加酚酞显红色，加热后溶液红色加深【解析】na2so3溶液中存在水解平衡：so32+h2ohso3+oh，所以na2so3溶液呈碱性，向溶液中滴加酚酞后，溶液变成红色，加热后滴有酚酞的亚硫酸钠溶液的红色加深，证明亚硫酸钠的水解为吸热反应，加热后平衡so32+h2ohso3+oh向着正向移动，故答案为：酚酞；取样品溶于水，滴加酚酞显红色，加热后溶液红色加深17、某同学设计出如下装置成功的证明了cu和ag的金属活动性顺序。请你原电池原理和实验装置，完成下列实验报告。实验目的：探究cu和ag的金属活动性顺序（1）电极材料：正极： ；负极： ； 硝酸银溶液的作用是 。（2）写出电极反应式：正极： ；负极： 。（3）实验现象： 。（4）实验结论： 。【答案】（1）银片、铜片；参与氧化还原反应和导电（2）正极：2ag+ + 2e 2ag，负极：cu2e cu2+（3）负极不断溶解，正极上有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色（4）金属活动性cuag【解析】试题分析：（1）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。铜比银活泼，所以铜是负极，银是正极，硝酸银溶液是电解质溶液，参与氧化还原反应和导电作用。（2）负极是铜失去电子，电极反应式是cu2e cu2+；正极是溶液中的银离子得到电子，则电极反应式是2ag+ + 2e 2ag。（3）根据以上分析可知，实验现象是负极不断溶解，正极上有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色。（4）根据实验现象和原理可得出的结论是金属活动性cuag。考点：考查原电池的有关判断和应用以及电极反应式的书写点评：该题是高考中的常见题型，属于基础性试题的考查。只要是考查学生对原电池工作原理的熟悉掌握程度，以及灵活运用知识解决实际问题的能量，有利于培养学生的逻辑推理能力，也有助于提高学生的应试能力和学习效率。18、工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。(1)如图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是 ；naoh溶液的出口为 (填字母)；精制饱和食盐水的进口为 (填字母)；干燥塔中应使用的液体是 。(2)多晶硅主要采用sihcl3还原工艺生产，其副产物sicl4的综合利用受到广泛关注。sicl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同)，方法为高温下sicl4与h2和o2反应，产物有两种，化学方程式为 。sicl4可转化为sihcl3而循环使用。一定条件下，在20 l恒容密闭容器中的反应：3sicl4(g)2h2(g)si(g)4sihcl3(g)达平衡后，h2与sihcl3物质的量浓度分别为0.140 mol/l和0.020 mol/l，若h2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯nacl的质量为 kg。(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0 kg，则生成氢气 (标准状况)。【答案】(1)氯气； a； d； 浓硫酸。(2)sicl42h2o2sio24hcl 0.35 (3)134.4 【解析】本题主要考查电解饱和食盐水的原理、还涉及化学平衡和氧化还原反应的计算。(1)根据图示装置可知在d处加入的应是饱和食盐水，在阴极和阳极分别发生还原反应和氧化反应，即阴极和阳极产物分别是h2和cl2，并在阴极出口a处得到naoh溶液；阳极产生的cl2可用浓硫酸干燥处理。(2)根据信息可知白炭黑为sio2，再据氧化还原反应原理可以写出制备气相白炭黑的反应。生成sihcl3的消耗的n(h2) = 0.0120 = 0.2 mol，则起始时n(h2) = 0.20.1420 = 3.0 mol；根据2naclh2和h2为3 mol，可以求得消耗nacl为0.351 kg；(3)根据3h23cl2naclo3及213.0 kg naclo3可以求得生成的h2为134.4 m3。19、将标准状况下336lhcl气体溶解在1l水中，得到密度为1.17g/cm3的盐酸，求此盐酸的物质的量浓度。【答案】11.6mol.l-120、w、x、y和z都是周期表中前20号元素，已知：w的阳离子和y的阴离子具有相同的核外电子排布，且能形成组成为wy的化合物；y和z属同族元素，它们能形成两种常见化合物；x和z属同一周期元素，它们能形成两种气态化合物；w和x能形成组成为wx2的化合物；x和y不在同一周期，它们能形成组成为xy2的化合物。请回答：(1)w元素是_；z元素是_。(2)化合物wy和wx2的化学式分别是_和 _。(3)y和z形成的两种常见化合物的分子式是_和_。(4)写出x和z形成的一种气态化合物跟wz反应的化学方程式：_【答案】(1)钙氧(2)cascac2(3)so2so3(4)co2cao=caco3【解析】根据题中所给的信息，结合已经学习过的知识分析，本题重点考察了元素周期表和元素周期律的应用。21、工业制钛白粉产生的废液中含有大量feso4、h2so4和少量fe2(so4)3、tioso4，可利用酸解法生产补血剂乳酸亚铁。其生产流程如下： 已知：tioso4可溶于水，在水中电离为tio2+和so2-4 。请回答下列问题： （1）写出tioso4水解生成钛酸h4tio4的离子方程式 。步骤中加入足量铁屑的目的是 。（2）工业上由h4tio4可制得钛白粉tio2。tio2直接电解还原法（剑桥法）生产钛 是一种较先进的方法，电解质为熔融的cacl2，原理如右图所示，阴极的电极反应为 。（3）步骤的离子方程式是 ，所得副产品主要 是 （填化学式）。（4）步骤的结晶过程中必须控制一定的真空度，原因是 。【答案】22、用数轴表示化学知识，并按某种共性对化学物质进行分类，有简明易记的效果。例如，根据碳素钢的含碳量，将其分为低碳钢、中碳钢、高碳钢，利用数轴的分类法可将其表示为：根据这一分类法请回答：(1)将ph与溶液酸碱性的关系粗略地表示在如下数轴上：(2)某化学兴趣小组欲研究h2so4、kcl、na2so3、 na2co3、nacl、naoh的性质，对于如何研究，他们设计了两种研究方案：方案：将它们按照酸、碱、盐分类，然后分别溶于水得到溶液，进行实验。方案：将它们按照钠盐、钾盐和其他化合物分类，然后分别溶于水得到溶液，进行实验。根据方案进行分类时，经实验测得kcl、nacl溶液的 ph等于7；h2so4的ph小于7；na2so3、na2co3、naoh溶液的ph大于7。由此有的同学按分类法思想把 na2so3、na2co3与naoh都划分为碱类是否合理？为什么？_。在方案中，某同学发现盐类物质中的kcl、nacl两种物质，它们在与其他物质混合时现象相同，无法区分，你能设计一种简单的方法区分这两种物质吗？_。在方案中，三种钠盐用其他物质中的_可加以区分，有关反应的化学方程式分别为：_。该兴趣小组中的一位同学认为，还可以根据是否含有钠元素将上述六种物质分为na2so3、na2co3、nacl、naoh和h2so4、kcl两类。在用h2so4鉴别四种含钠元素的物质时，na2so3和na2co3很容易得到了区分，但鉴别 nacl和naoh时却陷入了困境，你能帮忙解决这一难题吗？【答案】(1)ph与溶液酸碱性的对应关系：(2)不合理，na2so3、na2co3的水溶液因水解呈碱性，但从化合物的分类来看它们都应属于盐。利用焰色反应，焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃)的为kcl、焰色反应呈黄色的为nacl。h2so4na2co3h2so4=na2so4co2h2o，na2so3h2so4=na2so4so2h2o 在两支试管中分别加入少许h2so4溶液，分别加入稍过量的两种未知溶液，充分混合，再向混合溶液中分别滴入na2co3溶液，若有气泡生成，则加入的未知溶液为nacl溶液；若无气泡生成，则加入的未知溶液为naoh溶液。【解析】(1) ph7显碱性，ph 7显中性，ph7显酸性；(2)na2so3、na2co3属于盐类物质；na2co3与硫酸反应生成无色无味的co2，na2so3与硫酸反应生成具有刺激性气味的so2，nacl与硫酸不反应。23、下图是燃料电池简易装置图，气体c是可燃性物质，d为硫酸，（1）通入气体c的电极为 极；（2）写出正极发生的电极反应式 。【答案】负极 o2+4h+4e-=2h2o24、下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时m、n两个电极的质量都不减少，请回答下列问题下 （1）m电极的材料是 ，电极名称是 ，n的电极反应式为 ，加入乙醇的铂电极的电极反应式为 。 （2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为 l（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为400ml，则乙池中溶液的ph为 。 （3）若在常温常压下，1g c2