高考化学二轮复习 专题九 电化学原理限时集训 新人教版.doc

专题9电化学原理(时间：40分钟)1我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为循环利用人体呼出的co2并提供氧气，我国科学家设计出一种装置(如图z98所示)，实现“太阳能电能化学能”的转化，总反应为2co2=2coo2。下列有关说法正确的是()图z98a该装置属于原电池b人体呼出的水蒸气参与y极反应：co2h2o2e=co2ohc反应完毕，该太阳能装置中的电解质溶液碱性增强dx极反应式：o22h2o4e=4oh2“嫦娥”一号探测器所用的镍氢蓄电池，其负极板材料m为能吸收氢原子的合金。充电时电极反应分别为mh2oe=mhoh，ni(oh)2ohe=nioohh2o。下列有关镍氢蓄电池叙述正确的是()a放电时，正极附近溶液ph减小b放电时，总反应为mhniooh=mni(oh)2c充电时，电极m应与充电电源正极相连d充电后，负极板材料m变成了mh，mh中h元素显1价3纳米材料因其有特殊的性能而已成为科学研究的热点，利用电解的方法可得到纳米cu2o，工作原理如图z99所示，下列有关说法正确的是()图z99aa是电源的负极b电解过程中，装置左侧溶液的ph慢慢减小c阳极上的电极反应式：4oh4e=2h2oo2d该装置中的总反应式为2cuh2ocu2oh24储氢合金表面镀铜过程反应为cu22hcho4oh=cuh22h2o2hcoo，下列说法错误的是()a电镀过程中氢气在镀件表面析出b电镀时溶液中cu2移向阴极，并在阴极上发生还原反应c阳极反应式为hcho3oh2e=2h2ohcood电镀时每生成6.4 g铜，镀层放出2.24 l h25过氧化银(ag2o2)是银锌碱性电池正极的活性物质，可由koh、agno3、k2s2o8(过硫酸钾，含有一个过氧根)在溶液中加热制得。(1)在制备过氧化银的反应中，还生成了h2o和两种盐，完成下列方程式：_koh_agno3_k2s2o8=ag2o2_2h2o。该反应的反应类型为_，其中k2s2o8中硫元素的化合价为_。(2)银锌碱性电池(相关材料为ag2o2、zn、koh)，该电池放电时正极上生成银，该电极反应式为_，负极上生成k2zn(oh)4，则该电池工作时的总反应方程式为_。(3)用该电池作电源，在铁上镀铜，则锌电极应与电镀池中的_(填电极材料名称)电极相连接，电镀池中另一个电极上的电极反应式为_。6回答下列问题：(1)在298 k时，1 mol ch4在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量890.0 kj。写出该反应的热化学方程式：_。现有ch4和co的混合气体0.75 mol，完全燃烧后，生成co2气体和18 g液态水，并放出515 kj热量，则ch4和co的物质的量分别为_mol、_mol。(2)利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨作电极，在电极上分别通入甲烷和氧气。通入甲烷气体的电极应为_极(填写“正”或“负”)，该电极上发生的电极反应是_。ach4e2o2=co22h2obch48e10oh=co7h2oco22h2o4e=4ohdo24e4h=2h2o(3)在图z910所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为_；如果起始时盛有1000 ml ph5的硫酸铜溶液(25 ，cuso4足量)，一段时间后溶液的ph变为1，此时可观察到的现象是_；若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变，忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入_(填物质名称)，其质量约为_。图z9107x、y、z、w、q是前四周期中常见的五种元素，原子序数依次增大。x元素的某些化合物是当前农业生产中使用量最大的一类物质，y原子是短周期元素中失去电子能力最强的原子，z与w相邻，w与y形成的化合物是日常生活中必不可少的调味品，q的一种核素的质量数是56，中子数是30。(1)上述元素中所形成的最常见气态氢化物中，两两混合时能产生白烟的是_。(2)用一个化学方程式表示出非金属性wy：_。(3)加热条件下，z的单质与足量的y的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应，生成两种盐且产物中两种盐物质的量之比为12，写出此反应的化学方程式：_。(4)取一张用饱和的yw溶液浸湿的石蕊试纸，平铺在单质q上，按如图z911所示的方法连接电路。若b处为一灵敏电流计，接通电路，将铅笔芯(主成分为石墨与黏土)放置在试纸上一段时间，发现电流计指针发生偏转，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应式为_，此时铁作_极。图z911若b处装置为一直流电源(试纸为红色石蕊试纸)，接通电源后，将铅笔芯放置在试纸上一段时间后，若接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，则铅笔芯与试纸接触处的电极反应为_。8化学能与电能之间的相互转化与人类的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。(1)熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池，工作原理如图z912(a)所示，反应原理为2nafecl2fe2nacl，该电池放电时，正极反应式为_；充电时，_(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为_。(a)(b)图z912(2)某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，工作原理如图(b)所示，一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98 g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题：y电极材料是_，发生_(填“氧化”或“还原”)反应。电解过程中x电极上发生的电极反应式是_。如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是_。9能源的开发和利用是当前研究的重要课题。(1)利用二氧化 (ceo2)在太阳能作用下可实现如下变废为宝的过程：mceo2(mx)ceo2xcexo2(mx)ceo2xcexh2oxco2mceo2xh2xco上述过程的总反应是_，该反应将太阳能转化为_。(2)co、o2和koh溶液构成的燃料电池的负极反应式为_，该电池反应可获得k2co3溶液，某温度下0.5 moll1的k2co3溶液的ph12，若忽略co的第二级水解，则coh2ohcooh的平衡常数kb_。(3)氯碱工业是高耗能产业，下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。图z913电解过程中发生反应的离子方程式是_，阴极附近溶液的ph_(填“不变”“升高”或“下降”)。如果粗盐中so含量较高，精制过程需添加钡试剂除去so，该钡试剂可选用下列试剂中的_。aba(oh)2bba(no3)2cbacl2现代工艺中更多使用baco3除so，请写出发生反应的离子方程式：_。图中氢氧化钠溶液的质量分数a%_b%(填“”“”或“”)，燃料电池中负极上发生的电极反应为_。专题限时集训(九)b1b解析 该装置实现太阳能电能化学能的转换，而将电能转换为化学能属于电解池，a项错误；由图知y极发生的是得电子的反应，人体呼出的气体中含有co2和h2o，b项正确；由得失电子守恒原理知，x极消耗的oh总量等于y极生成的oh总量，即电解溶液的碱性没有改变，c项错误；从电子的流向看，x电极失去电子，故x是负极，电极反应式为4oh4e=2h2oo2，d项错误2b解析 充电时阳极反应式为ni(oh)2ohe=nioohh2o，阴极上的电极反应式为mh2oe=mhoh，放电时的正(负)极反应与充电时的阳(阴)极反应形式上互逆，由此易判断放电时，正极附近ph增加，a项错误，将放电时正极、负极电极反应式叠加可得b项中的总反应，b项正确；充电时，负极应与电源的负极相连，c项错误；氢元素为0价，d项错误。3d解析 因铜只有失电子才能转化为cu2o，故铜电极是阳极并且铜失去电子转化为cu2o，a是正极，a、c项错误；钛电极(阴极)上是氢离子放电，故左侧碱性增大，b项错误，d项正确。4d解析 储氢合金表面镀铜时镀件(即合金)作阴极，铜作阳极，h、cu2移向阴极并获得电子，a、b项正确；由总反应方程式知，阳极是hcho失去电子被氧化成hcoo，c项正确；因气体体积只有与一定的温度、压强相对应时才有意义，故d项错误。5(1)42112k2so42kno3非氧化还原反应6(2)ag2o24e2h2o=4oh2ag2znag2o24koh2h2o=2k2zn(oh)42ag(3)铁cu2e=cu2解析 (1)两种盐分别是kno3、k2so4，利用观察法易配平此方程式，由k2s2o8中含有一个过氧根知硫元素为6价，该反应没有电子的转移，也不符合四种基本反应类型的特征，故它是非氧化还原反应。(2)电极上有银生成，说明反应物是ag2o2，ag2o2ne2ag，依电荷守恒原理及介质是koh知还有oh生成：ag2o2ne2agoh，由此知o也变成了2价氧，故n4，ag2o24e2ag4oh，再结合质量守恒得ag2o24e2h2o=2ag4oh；由负极产物有k2zn(oh)4知，koh溶液参与化学反应：znag2o2kohk2zn(oh)4ag，依得失电子守恒得：2znag2o24koh2k2zn(oh)42ag，再结合质量守恒确定有h2o参与反应，由此可得到最终的结果。(3)电镀时，待镀金属铁作阴极与原电池的负极(锌)相连，铜作阳极失去电子。6(1)ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.0 kj/mol050.25(2)负b(3)4oh4e=o22h2o或2h2o4e=o24h石墨电极表面有气泡产生，铁电极上附着一层红色物质，溶液颜色变浅氧化铜(或碳酸铜)4 g(或6.2 g)解析 (1)生成的水为1 mol，故甲烷为0.5 mol，由此可确定co为0.25 mol。(2)ch4在负极上失去电子，在碱性条件下碳元素转化为co，氢元素转化为h2o，由此可确定对应的电极反应式为b。(3)石墨电极是阳极，溶液中的oh失去电子生成h2o与o2，cu2在铁电极上得到电子析出，相应的现象为石墨上有气体生成，铁上有红色固体析出，溶液颜色变浅；当ph1时，溶液中n(h)0.1 mol，电解生成的n(h)0.1 mol105mol0.1 mol，由2cuso42h2o2cuo22h2so4知，有0.05 mol硫酸铜被电解了，需要加入0.05 mol cuo或cuco3(质量为4 g或6.2 g)才能使溶液恢复到原来的状态。7(1)nh3hcl、nh3h2s(2)h2scl2=2hcls(3)6naoh3s=na2so32na2s3h2o(4)o22h2o4e=4oh负2cl2e=cl2解析 由题给条件易推出x是氮元素、y是钠元素、z是硫元素，w是氯元素、q是铁元素。nh3与hcl、nh3与h2s混合后均因可以生成相应的铵盐微粒而产生白烟。可用氯气与硫化物间的置换反应来说明氯的非金属性比硫元素的强。(4)铁、石墨、nacl溶液可构成原电池，铁是负极，铅笔是正极，正极反应相当于吸氧腐蚀。试纸变浅红色，说明有酸生成，变白色说明红色物质被漂白了，故铅笔为阳极，铅笔放置处先是cl放电生成cl2，生成的cl2一部分溶于水后生成了hcl、hclo。8(1)fe22e=fe钠al2o3(2)石墨氧化cu22e=cu2h2e=h2或2h2o2e=h22oh0.448 l或448 ml解析 (1)该电池的电解质为熔融的al2o3，熔融的钠电极作负极，钠发生失电子的氧化反应；熔融的fecl2电极作正极，fe2发生得电子的还原反应，充电时，电池负极接电源负极，电池正极接电源正极。(2)由加入cu(oh)2可使电解质溶液复原，可知阳极为石墨，阴极为铜片。相当于惰性电极电解硫酸铜溶液，硫酸铜消耗完后又电解水，故阴极首先发生的反应为cu22e=cu，cu2消耗尽后又发生反应2h2e=h2。根据电子守恒和铜元素的守恒，溶液中生成的n(h)2n(cu2)20.02 mol，与足量nahco3反应可产生0.02 mol co2。9(1)h2oco2h2coo2化学能(2)co2e4oh=co2h2o2104(3)2cl2h2ocl2h22oh升高acbaco3so=baso4coh22e2oh=2h2o解析 (1)将上述两个已知方程式相加后，再将所得的式子左右两边同时除以x即为所求的方程式。(2)负极上是还原剂co失去电子并在碱性介质中转化为co，由