全国高考化学试题汇编 专题五 化学能与电能（A卷）（含解析） (2).doc

专题五 化学能与电能（a卷）一、选择题（每题5分，共50分）1.（2015金华十校4月联考11）乙醛酸（hooccho）是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图所示。该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与m电极的产物反应生成乙醛酸。下列说法不正确的是（ ）an电极上的电极反应式：hooccooh+2e+2h+=hooccho+h2ob若有2 mol h+ 通过质子交换膜并完全参与反应，则该装置中生成的乙醛酸为1 molcm电极上的电极反应式为：2cl2e=cl2d乙二醛与m电极的产物反应生成乙醛酸的化学方程式： cl2+ohccho+ h2o = hooccho+2hcl2.（2015安徽四校联考10）镁次氯酸盐燃料电池的工作原理如图，该电池反应为： mg +clo - +h2o = mg（oh）2+ cl-下列有关说法正确的是（ ）a.电池工作时，c溶液中的溶质是mgcl2b. 电池工作时，正极a附近的ph将不断增大c.负极反应式：clo -2e - +h2o = cl- + 2oh-d. b电极发生还原反应，每转移0.1mol电子，理论上生成0.1mol cl-3.（2015北京东城区高三综合练习二9）下列说法正确的是（ ） a以铜作阴极、铁作阳极、硫酸铜为电解液可完成铁上镀铜 b水的电离是吸热过程，升高温度，水的离子积增大、减小ph c由反应,可得出c的非金属性强于si dph=9的醋酸钠溶液和ph=9的氨水中水的电离程度相同4.（2015清华附中理科综合能力测试四8）下列叙述中正确的是（ ）a图中正极附近溶液ph降低b图中电子由zn流向cu，盐桥中的cl移向cuso4溶液c图正极反应是o22h2o4e = 4ohd图中加入少量k3fe(cn)6溶液，有蓝色沉淀生成5.（2015福州一中第三次模拟训练9）甲醇-空气燃料电池（dmfc）是一种高效能、轻污染的车载电池，其工作原理如下图。下列有关叙述正确的是（ ）ah+从正极区通过交换膜移向负极区b负极的电极反应式为：ch3oh(l) + h2o(l)6eco2(g) + 6h+cd导出的是co2d图中b、c分别是o2、甲醇6.（2015广东省肇庆市高考化学三模试卷3）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融caf2cao作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛下列说法中正确的是（）a 将熔融caf2-cao换成ca(no3)2溶液也可以达到相同目的b 阳极的电极反应式为：c+2o2-4eco2c 在制备金属钛前后，整套装置中cao的总量减少d 若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+”接线柱应连接pb电极7.（2015哈尔滨市第六中学模拟考试10）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以lioh为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（ ）a水既是氧化剂又是溶剂 b放电时正极上有氢气生成c放电时oh向正极移动 d总反应为：2li2h2o = 2liohh28.（2015苏锡常镇四市高三教学调研二11）下列有关说法正确的是 a铁片镀锌时，铁片与外电源的正极相连b反应so2(g) + 2h2s(g) 3s(s) + 2h2o(l)在常温下能自发进行，则该反应的h0c0.1moll1的ch3cooh溶液加水稀释，溶液的ph和其中水的电离程度均增大d在n2(g)+3h2(g)2nh3(g)平衡体系中加入催化剂，n2的反应速率和转化率均增大9.（2015通扬泰淮四市三模11）下列有关说法正确的是a25时，在mg(oh)2的悬浊液中加入少量的nh4cl固体，c(mg2)将减小解质li2o/li2o2li+电li/li+eb一定温度下，反应“2hi(g) h2(g)+i2(g) dh0”能自发进行，则该反应ds0c向滴有酚酞的na2co3溶液中滴加bacl2溶液，红色逐渐褪去，说明bacl2溶液显酸性d右图电池放电时的正极反应式：2li+li2o2+2e = 2li2o10.（2015景德镇市高三第三次质检考试12）fe(cn)6可将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫，自身还原为fe(cn)6。工业上常采用如图所示的电解装置，通电电解，然后通入h2s加以处理。下列说法不正确的是（ ）a.电解时阳极反应式为fe(cn)6-efe(cn)6b.电解时阴极反应式为2hco+2 eh2+2coc.当电解过程中有22.4l标准状况下的h2生成时，溶液中有32gs析出（溶解忽略不计）d.整个过程中需要不断补充k4 fe(cn)6与khco3二、非选择题（共50分）11.（2015哈尔滨市第六中学模拟考试26）（15分）碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(kio3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题：（1）碘是 （填颜色）固体物质，实验室常用 方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。（2）写出碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢反应的离子方程式： （3）电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3i2+6koh=5ki+kio3+3h2o，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。图中的序号3应为 离子交换膜（填“阳”或“阴”）；电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 。（4）教材中利用ki与空气的反应来探究反应速率与温度的关系,现有1moll的ki溶液、0.1moll的h2so4溶液、淀粉溶液，则实验时这几种试剂的加入顺序为：ki溶液、 、 ；反应的离子方程式为 。（5）已知kii2ki3，将i2溶于ki溶液，在低温条件下，可制得ki3h2o。该物质作为食盐加碘剂是否合适？_（填“是”或“否”），并说明理由_。为了提高加碘盐（添加ki）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是_。ana2s2o3balcl3cna2co3dnano212.（14分）（2015届南京三模20）以硫铁矿(主要成分为fes2)为原料制取硫酸，其烧渣可用来炼铁。（1）煅烧硫铁矿时发生反应：fes2o2fe2o3so2(未配平)。当产生448 l(标准状况)so2时，消耗o2的物质的量为 。（2）fe2o3用co还原焙烧的过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。(图中、iii、四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；a、b、c、d四个区域分别是fe2o3、fe3o4、feo、fe稳定存在的区域)已知：3fe2o3(s)co(g)2fe3o4(s)co2(g)；h1a kjmol1fe3o4(s)co(g)3feo(s)co2(g)；h2b kjmol1feo(s)co(g)fe(s)co2(g)；h3c kjmol1 反应fe2o3(s)3co(g)2fe(s)3co2(g)的h_kjmol1（用含a、b、c的代数式表示）。 800 时，混合气体中co2体积分数为40%时，fe2o3用co还原焙烧反应的化学方程式为 。 据图分析，下列说法正确的是 （填字母）。a温度低于570 时，fe2o3还原焙烧的产物中不含feob温度越高，fe2o3还原焙烧得到的固体物质组成中fe元素的质量分数越高cfe2o3还原焙烧过程中及时除去co2有利于提高fe的产率（3）fes2是li/fes2电池(示意图如右图)的正极活性物质。 feso4、na2s2o3、s及h2o在200 时以等物质的量连续反应24 h后得到fes2。写出该反应的离子方程式： 。 li/fes2电池的负极是金属li，电解液是含锂盐的有机溶液。电池放电反应为fes24life4li2s2。该反应可认为分两步进行：第1步反应是fes22li2lifes22，则第2步正极的电极反应式为 。13. （2015通扬泰淮四市三模20）近几年来关于氮污染的治理倍受关注。（1）三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，能同时实现汽车尾气中的co、cxhy、nox三种成分的净化，其催化剂表面物质转化的关系如图1所示，化合物x可借助傅里叶红外光谱图（如图2所示）确定。 图1 图2在图示的转化中，被还原的元素是 ，x的化学式为 。scr技术可使nox与nh3的直接反应，实现无害转化。当no与no2的物质的量之比为4:1时，写出发生反应的化学方程式： 。（2）加入过量次氯酸钠可使废水中nh4+ 完全转化为n2，而本身被还原为nacl。电源含cn废水气体甲naoh溶液阴离子交换膜ptn2oh写出上述反应的离子方程式： 。若处理废水产生了0.448 l n2(标准状况)，则需消耗浓度为0.5 moll1的次氯酸钠的体积为 ml。（3）某工业废水中含有毒性较大的cn，可用电解法将其转变为n2，装置如右图所示。气体甲是 (写化学式)，电解池中生成n2的电极反应式为 。答案和解析1.【答案】b【命题立意】本题考查原电池的应用【解析】其中乙二醛与m电极的产物反应生成乙醛酸，说明m极上乙二醛被氧化，故失去电子，则n极上的电极反应为hooccooh+2e+2h+=hooccho+h2o，a正确；2 mol h+ 通过质子交换膜，说明转移2mol电子，生成的乙醛酸为2mol，b错误；m电极上的电极反应式为：2cl2e=cl2，c正确；乙二醛与m电极的产物反应生成乙醛酸的化学方程式cl2+ohccho+ h2o = hooccho+2hcl，d正确。2.【答案】b【命题立意】本题考查电化学知识。【解析】根据反应方程式知镁作负极而溶解，并与oh-反应刚好生成氢氧化镁沉淀，因此c溶液的溶质是盐酸盐，a错误；根据clo -cl- + oh-知a电极是正极，反应是clo-+2e-+h2o=cl- +2oh-，b正确；c错误，应该是mg-2e- +2oh-= mg（oh）2；b电极是负极，发生氧化反应，d错误。3.【答案】b【命题立意】本题考查基本理论。【解析】铁上镀铜应以铁作阴极、铜作阳极，含有cu2+的溶液作电镀液，a错误；水的电离过程是吸热过程，升高温度，促进水的电离，平衡向右移动，c(h+)、c(oh-)均增大，kw增大，ph减小，b正确；c与二氧化硅生成硅和一氧化碳只能得出高温下碳的还原性强于硅，c错误；醋酸钠促进水的电离、一水合氨抑制水的电离，d错误。4.【答案】d【命题立意】本题旨在考查原电池原理。【解析】a图中正极反应为cu2+ + 2e- = cu，溶液中铜离子浓度减小，水解产生的氢离子浓度减小，溶液ph增大，故a错误；b图中锌为原电池的负极，铜为原电池的逐渐，电子由zn流向cu，盐桥中的cl移向znso4溶液，故b错误；c图中电解质溶液酸性较强，发生析氢腐蚀，正极反应是2h+ + 2e- = h2，故c错误；d图中负极反应为fe - 2e- = fe2+，加入少量k3fe(cn)6溶液，有蓝色沉淀生成，故d正确。5.【答案】b【命题立意】本题旨在考查电化学知识的应用【解析】a原电池工作时，阳离子移向原电池的正极，故a错误； b负极甲醇失电子被氧化，电极方程式为ch3oh（l）+h2o（l）-6e-=co2（g）+6h+，故b正确； c乙为燃料电池的正极，导入的为空气，氧气在正极被还原生成水，导出的为氮气和水蒸汽，故c错误； d图中b、c分别是甲醇、o2，故d错误 6.【答案】b；【命题立意】本题考查电化学原理；【解析】a项，将熔融caf2-cao换成ca(no3)2溶液，则电解过程中阴极上h+放电产生h2，没有钙生成，错误；b项，阳极失电子发生氧化反应，由图示微粒流向可知，电极反应为：c+2o2-4eco2，正确；c项，阴极上电极反应式为：2ca2+4e2ca，钙还原二氧化钛制取金属钛的方程式为：2ca+tio2 一定条件ti+2cao，整套装置中cao质量不变，错误；d项，“+”接线柱应连接原电池正极，铅蓄电池正极材料为pbo2，错误；7.【答案】d【命题立意】本题旨在考查原电池原理的应用、化学电源。【解析】a金属锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中水是氧化剂，在电池中水还作溶剂，故a正确；b放电时正极上是水中的氢离子得电子生成氢气，故b正确；c原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时oh-向负极移动，故c错误；d锂水电池的电池反应为2li2h2o = 2liohh2，故d正确。8bc【命题立意】本题考查化学基本反应原理。难度中等。【解析】a项，铁片镀锌，镀层金属锌为阳极，镀件铁为阴极，错误；b项，该反应是熵减反应，能自发，说明是放热反应，正确；c项，加水稀释，c(h)减小，ph增大，c(oh)增大，c(oh)均来自水的电离，水的电离程度增大，正确；d项，催化剂不影响平衡的移动，转化率不变，错误。9bd 【命题立意】本题考查化学基本原理。难度中等。【解析】a项，nh4cl水解显酸性，可将mg(oh)2溶解，生成mg2，c(mg2)增大，错误；b项，吸热反应若能自发，则一定是熵增反应，正确；c项，co32 + h2ohco3 + oh，加入ba2后，与co32 反应，促使平衡逆向移动，则碱性减弱，错误；d项，由图知，电子从li流向右侧，右侧得电子，化合价降低，则应为li2o2转化成li2o，o由1价生成2价，正确。10.【答案】d 【命题立意】本题考查电解原理应用。【解析】阳极发生失电子的氧化反应，fe(cn)6-efe(cn)6，a正确；阴极发生得电子的还原反应，2hco3+ 2e = 2co32+ h2，b正确；涉及硫化氢转化为硫的总反应：2fe(cn)63+ 2co32+ h2s = 2fe(cn)64+ 2hco3+ s，根据h2s知22.4l标准状况下的h2生成时，溶液中有32gs析出，c正确；从方程式可见k4 fe(cn)6与khco3并没有损失，只是转化了，理论上是不需要补充的，d错误。11.【答案】（1）紫黑色（1分） 升华（1分）（2）2io3-+2h+5h2o2=i2+5o2+6h2o（2分）（3）阴（1分） i-+6oh- -6e-= io3-+3h2o（2分） （4）淀粉溶液（1分），0.1mol/lh2so 4溶液（1分） 4h+ +4i-+o2=2i2+2h2o（2分）（5）否（1分），ki3在受热（或潮湿）条件下产生i2和ki，ki被氧气氧化，i2易升华，使平衡逆向移动，导致碘元素损失。（1分），ac（2分），【命题立意】本题旨在考查碘及化合物的性质，氧化还原反应，离子方程式、电极方程式的书写。【解析】（1）根据碘单质的物理性质作答。碘是紫黑色固体物质，实验室常用升华方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。（2）根据题给信息知碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢反应，io3-被还原为单质碘，则h2o2被氧化生成氧气，反应的离子方程式：2io3-+2h+5h2o2=i2+5o2+6h2o。（3）根据题给信息知电解法制备kio3，阳极上i-在碱性条件下失电子发生氧化反应生成io3-，电极反应式为i-+6oh- -6e-= io3-+3h2o，而i在阴极区，则离子交换膜应允许i通过，图中的序号3应为阴离子交换膜。（4）该实验的原理是利用ki与空气中的氧气在酸性条件下反应生成单质碘，碘遇淀粉溶液变蓝；根据颜色变化的快慢探究反应速率与温度的关系。实验时试剂的加入顺序为：ki溶液、淀粉溶液、0.1mol/lh2so 4溶液；反应的离子方程式为4h+ +4i-+o2=2i2+2h2o。（5）ki3h2o不适合作为食盐加碘剂，理由是ki3在受热（或潮湿）条件下产生i2和ki，ki被氧气氧化，i2易升华，使平衡逆向移动，导致碘元素损失。为了提高加碘盐（添加ki）的稳定性，可加还原性比ki强na2s2o3作稳定剂；酸性条件下ki易被空气中的氧气氧化，还可用水解呈碱性的na2co3作稳定剂，减少碘的损失，选ac。12【答案】（1）27.5 mol(2分)（2） (a2b6c)/3(2分) fe2o3co2feoco2(3分) ac(3分)（3） fe2s2osh2ofes22hso(2分) fes2e2s2fe(2分)【命题立意】本题考查化学原理综合知识。难度中等。【解析】（1）fes2中铁元素由+2价升高到+3价，硫元素由1价升高到+4价，fes2共升高11价，o2共降低22=4价，配平得4fes2 + 11o2 = 2fe2o3 + 8so2，根据“11o28so2”知，生成20 mol so2时，消耗o2为1120/8=27.5mol。（2）fe3o4、feo均为中间产物，要消去，可通过“式(1)+式(2)2+式(3)6/6”，得目标反应。由图可知，“800、co2体积分数为40%”时，在c区，此时为feo的稳定区域，故产物为feo。a项，由图可知，feo在c区稳定，对应的温度高于570，正确；b项，fe%含量由高到低为：fefeofe3o4fe2o3，对于反应ii知，升高温度时，co2%减小，即升温平衡逆向移动，feo转化成fe3o4，fe%减小，所以含量不仅与t有关，还与co气体的比例有关，错误；c项，分离co2可使四个反应的平衡均正向移动，有利于fe含量的增加，正确。（3）反应物为等物质的量fe2、s2o32 、s、h2o，生成物fes2，可写出：fe2s2osh2o fes2，由原子守恒知，生成物中还有2个h、1个s、4个o，正好构成2个h和1个so42 。(na2s2o3为硫代硫酸钠，即硫代替了na2so4中的氧，可认为na2s2o3中1个硫原子显2价，1个硫原