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文档简介
1、2020-2021 备战高考化学综合题专练化学能与电能含答案一、化学能与电能1 硝酸是氧化性酸,其本质是no3 有氧化性,某课外实验小组进行了下列有关no3 氧化性的探究(实验均在通风橱中完成)。实验装置编号溶液 x实验 -16 mol l稀硝酸实验 -115 mol l浓硝酸实验现象电流计指针向右偏转,铜片表面产生无色气体,在液面上方变为红棕色。电流计指针先向右偏转,很快又偏向左边,铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为绿色。( 1)实验 中,铝片作 _(填 “正 ”或 “负 ”)极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是 _ 。(2)实验 中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是_。查阅资料
2、:活泼金属与-1稀硝酸反应有 h2+h21 mol l和 nh4 生成, nh4生成的原理是产生的过程中 no3 被还原。(3)用上图装置进行实验 :溶液 x 为-1稀硝酸溶液,观察到电流计指针向右偏1 mol l转。 反应后的溶液中含nh4+ 。实验室检验nh4+的方法是 _。 生成 nh4+的电极反应式是 _。(4)进一步探究碱性条件下no3的氧化性,进行实验: 观察到 a 中有 nh3 生成, b 中无明显现象。 a、 b 产生不同现象的解释是 _。a 中生成 nh 的离子方程式是 _。3(5)将铝粉加入到 nano3 溶液中无明显现象,结合实验和 说明理由 _。【答案】负2no+o2=
3、2no2 al 开始作电池的负极,al 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后, cu 作负极 取少量待检溶液于试管中,加入浓naoh 溶液,加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则溶液中含nh4+no3-8e- 10 h+ nh4+ 3h2oal 与 naoh 溶液反应产生 h2 的过程中可将 no3-还原为 nh3,而 mg 不能与 naoh 溶液反应8al 3no3-5oh- 2h2o 3nh3 8alo2-因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成h2 的过程, no3 无法被还原【解析】【分析】【详解】(1)实验 中,由于 al 的金属活动性比 cu 强,因此 al 做负极。铜片表面产生的无色气体
4、是 no,在液体上方 no 被空气中的氧气氧化成红棕色的no2,方程式为222no+o =2no ;(2)实验 中, al 的金属活动性比 cu 强, al 开始作电池的负极,电流计指针先偏向右边;由于 al 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜,阻止了内层金属的进一步反应,因此,cu作负极,电流计指针偏向左边;(3) 实验室检验nh4+有两种常用方法:方法一,取少量待检溶液于试管中,加入浓naoh 溶液,加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则溶液中含nh4+;方法二,取少量待检溶液于试管中,加入浓naoh 溶液,加热,并在试管口放一蘸有浓盐酸的玻璃棒,若有白烟生成,证明溶液中含nh4+; n
5、h 4+的生成是no3 被还原的结果,其电极反应式为no3- 8e- 10 h+ nh4 + 3h2o(4) 观察到 a 中有 nh3 生成,是由于al 与 naoh 溶液反应产生 h2,并且与此同时, h2可将 no3-还原为 nh3 ; b 中无现象是由于mg 与 naoh 溶液不反应; a 中生成 nh3 的离子方程式为 8al3no3- 5oh-2h2o 3nh3 8alo2-;(5)铝与中性的硝酸钠溶液不能生成h2, no3无法被还原,因此将铝粉加入到nano3 溶液中无明显现象。2 我在故宫修文物这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧 ”是文物保护的主旨
6、。(1)查阅高中教材得知铜锈为cu2(oh)2co3,俗称铜绿,可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。参与形成铜绿的物质有cu 和 _。(2)继续查阅中国知网,了解到铜锈的成分非常复杂,主要成分有cu223和(oh) cocu2(oh)3cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈,结构如图所示:cu2(oh)2co3 和 cu2(oh)3cl 分别属于无害锈和有害锈,请解释原因_。( 3)文献显示有害锈的形成过程中会产生 cucl(白色不溶于水的固体),请结合下图回答: 过程的正极反应物是_。 过程负极的电极反应式是_ 。( 4)青铜器的修复有以下三种方法:柠檬酸浸法:将腐蚀文物直接
7、放在2%-3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈;碳酸钠法:将腐蚀文物置于含na2co3 的缓冲溶液中浸泡,使 cucl 转化为难溶的cu2(oh)2co3; bta保护法:请回答下列问题:写出碳酸钠法的离子方程式_。三种方法中,bta保护法应用最为普遍,分析其可能的优点有_。a在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜b替换出锈层中的cl-,能够高效的除去有害锈c和酸浸法相比,不破坏无害锈,可以保护青铜器的艺术价值,做到“修旧如旧 ”【答案】 o2、 h2o、co2碱式碳酸铜为致密结构,可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜;而碱式氯化铜为疏松结构,潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀氧气(h2o) cu
8、-e-+cl- =cucl 4cucl+o2+2h2o+2co32-=2cu2(oh)2co3+4cl- abc 【解析】【分析】( 1)由质量守恒定律可知,反应前后元素种类不变;( 2)结合图像可知, cu2(oh)2co3 为致密结构, cu2 (oh)3cl 为疏松结构;(3)正极得电子发生还原反应,过程的正极反应物是氧气,cu 作负极;(4)在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜;替换出锈层中的cl-,能够高效的除去有害锈; bta保护法不破坏无害锈。【详解】( 1)铜锈为 cu2(oh)2co3,由质量守恒定律可知,反应前后元素种类不变,参与形成铜绿的物质有 cu 和 o2、h2 o、
9、 co2;( 2)结合图像可知, cu2(oh)2co3 为致密结构,可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜,属于无害锈。 cu2(oh)3cl 为疏松结构,潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀,属于有害锈;(3)结合图像可知,正极得电子发生还原反应,过程的正极反应物是氧气,电极反应式为 o2+4e-+2h2o=4oh-;结合图像可知,过程中cu 作负极,电极反应式是cu-e-+cl- =cucl;(4)碳酸钠法中, na2co3 的缓冲溶液使 cucl转化为难溶的 cu2(oh)2co3,离子方程式为 4cucl+o2+2h2o+2co32-=2cu2(oh)2 co3+4cl-;a在青
10、铜器表面形成一层致密的透明保护膜,能保护内部金属铜,这能使bta保护法应用更为普遍,故a 正确;b cu2(oh)3cl 为疏松结构,潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀,属于有害锈。替换出锈层中的cl-,能够高效的除去有害锈,这能使bta保护法应用更为普遍,故b正确;c酸浸法会破坏无害锈 cu2(oh)2 co3, bta保护法不破坏无害锈,可以保护青铜器的艺术价值,做到 “修旧如旧 ”,这能使 bta保护法应用更为普遍,故 c正确;答案选 abc。3 ( 1)利用原电池装置可以验证fe3+与 cu2+氧化性相对强弱,如下图所示。该方案的实验原理是自发进行的氧化还原反应可以设计为原电池
11、。写出该氧化还原反应的离子方程式: _ 。该装置中的负极材料是_(填化学式),正极反应式是_。( 2)某研究性学习小组为证明 2fe3+2i ? 2fe2+i2 为可逆反应,设计如下两种方案。方案一:取 5ml0.1mol/lki 溶液,滴加 2ml0.1mol/l的 fecl3溶液,再继续加入4,充分振2mlccl荡、静置、分层,再取上层清液,滴加kscn溶液。方案一中能证明该反应为可逆反应的现象是_。有同学认为方案一设计不够严密,即使该反应为不可逆反应也可能出现上述现象,其原因是(用离子方程式表示)_。方案二:设计如下图原电池装置,接通灵敏电流计,指针向右偏转(注:灵敏电流计指针总是偏向电
12、源正极),随着时间进行电流计读数逐渐变小,最后读数变为零。当指针读数变零后,在右管中加入1mol/l fecl2 溶液。方案二中, “读数变为零 ”是因为 _.“在右管中加入 1mol/l fecl2 溶液 ”后,观察到灵敏电流计的指针_偏转(填 “向左 ”、“” “ ”向右 或 不 ),可证明该反应为可逆反应。【答案】 cu+2fe3+2+2+3+2+4层)溶液呈紫红色,且上层=cu+2fe cufe + e= fe下层( ccl清液中滴加 kscn后溶液呈血红色4fe2+2+23+该可逆反应达到了化学平衡+o +4h=2h o+4fe状态向左【解析】【分析】(1)验证 fe3+与 cu2+
13、氧化性强弱时,应将反应cu+2fe3+=cu2+2fe2+设计成原电池,原电池中铜作负极发生氧化反应被损耗,选用金属性弱于铜的金属或非金属c 作正极,电解质溶液为可溶性的铁盐;(2)方案一:如该反应为可逆反应,加入四氯化碳,四氯化碳层呈紫红色,上层清液中滴加 kscn后溶液呈血红色;但在振荡过程中,fe2+离子易被空气中氧气生成fe3+,不能证明fe3+未完全反应;方案二:图中灵敏电流计的指针指向右,右侧烧杯为正极,当指针读数变零后,在右管中加入 1mol/lfecl2 溶液,如为可逆反应,可发生2fe2+i2? 2fe3+2i-, i2被还原,指针应偏向左。【详解】(1) fe3+氧化性比
14、cu2+强,可发生 2fe3+cu=2fe2+cu2+反应,反应中cu 被氧化, cu 电极为原电池的负极,负极反应式为cu-2e-=cu2+,选用金属性弱于铜的金属或石墨作正极,正极上 fe3+发生还原反应,电极反应式为fe3+e-=fe2+,故答案为 cu+2fe3+=cu2+2fe2+; cu;= fe2+;fe3+ + e(2) 若该反应为可逆反应,反应中有碘单质生成,但不足量的fe3+不能完全反应,溶液中依然存在 fe3+,则证明有碘单质和fe3+存在的实验设计为:向反应后的溶液再继续加入 2mlccl4,充分振荡、静置、分层,下层(ccl4 层)溶液呈紫红色,再取上层清液,滴加ks
15、cn溶液,溶液呈血红色,故答案为下层(ccl4 层)溶液呈紫红色,且上层清液中滴加kscn后溶液呈血红色; 在振荡过程中,fe2+离子易被空气中氧气生成fe3+,不能证明反应可逆,反应的化学方程式为 4fe2+o2+4h+=2h2 o+4fe3+,故答案为4fe2+o2+4h+=2h2o+4fe3+; 若该反应为可逆反应,“读数变为零 ”说明该可逆反应达到了化学平衡状态,故答案为该可逆反应达到了化学平衡状态; 当指针读数变零后,在右管中加入1mol/lfecl2 溶液,如为可逆反应,可发生2fe2+i2? 2fe3+2i-, i2 被还原,灵敏电流计指针总是偏向电源正极,指针应偏向左,故答案为
16、向左。【点睛】本题考查化学反应原理的探究,侧重于分析问题和实验能力的考查,注意把握发生的电极反应、原电池工作原理,注意可逆反应的特征以及离子检验的方法为解答的关键。4 钛工厂 ticl 4 烟尘中含有大量的 sccl 3、 mgcl2 及 sio2 小颗粒等物质,某研究所利用上述烟尘回收 sc2o3 ,并制备钛白粉 (tio 2) ,其工艺流程如下所示:( 1)酸浸过程中, hcl 的作用是 _。( 2)已知 sc3+ +3htbp sc(tbp) 3+3h+,则上述洗脱剂最好选择 _( 选填“酸性”、“碱性”或“中性”) 溶液。在实验室模拟完成上述操作和操作所涉及的玻璃仪器有 _。( 3)草
17、酸“沉钪”得到草酸钪的化学反应类型为_ 。( 4)在空气中灼烧草酸钪即可得到氧化钪(sc 2o3) ,其化学反应方程式为_ 。(5)“水相”的主要离子有tiocl 42- 、 h+、 cl - 及_,写出加入大量的水并加热发生的相关离子反应方程式_ 。(6)钛的冶炼新法是剑桥电解法(如右图)。以含少量cacl2 的cao熔融物作为介质,电解时。在阴极生成的ca 进一步还原tio2 得钛。写出阳极电极主要反应方程式:_ ;利用中学所学知识可以预测 cacl2 的作用包含增强导电性、 _;f=96500c/mol ,当 i=0.5a ,通电 80 分钟,理论上获得ti 的质量为 _g(计算表达式)
18、。【答案】抑制 tiocl 42-的进一步水解(多答2+3+酸性 分液漏斗、烧mg 、 sc水解亦给分)杯复分解反应22243232+2-+( 1+x)3o+2sc( c o)2sc o+12comgtiocl 4222+-2-4e-2降低 cao的熔点h otio xh o+2h+4cl2o=o【解析】(1)2-、 mg2+3+hcl 可以,故答案为:抑制2-为了防止 tiocl4、 se 水解,酸浸过程中加入tiocl4的进一步水解;(2)3+3+,则上述洗脱剂最好选择酸性溶液洗涤,可以抑制sc3+根据 sc +3htbpsc(tbp)+3h与 htbp 的反应;操作和操作为分液,所涉及的
19、玻璃仪器有分液漏斗、烧杯,故答案为:酸性;分液漏斗、烧杯;(3)sccl 与草酸发生复分解反应生成草酸钪,故答案为:复分解反应;(4)在空气中灼烧草酸钪即可得到氧化钪(sc2o3),同时草酸根离子被氧化生成二氧化碳,反应的化学反应方程式为3o2 +2sc2(c2o4)32sc2o3+12co2,故答案为:2224 32323o +2sc (c o )2sc o +12co ;(5)根据流程图,钛工厂ticl 烟尘中含有大量的sccl、 mgcl及 sio 小颗粒等物质,酸浸4322后,过滤除去了二氧化硅,再用有机溶剂萃取,“水相 ”中主要离子有 tiocl2-+- 及4、 h、 clmg2+,
20、在水相中加入大量的水并加热促进tiocl 2-水解生成 tioxh2o,反应的离子方程式42为 tiocl42-+(1+x)h2otio2xh2o+2h+ +4cl-,故答案为: mg2+;tiocl42-+(1+x)h2otio2xh2o+2h+4cl-;(6)在阴极,氧化钙被还原生成ca,被还原的ca 进一步还原tlo2 获得钛,电极反应为ca2+2e-=ca、 2ca+tlo2=2cao+ti,阳极石墨上氧离子失去电子生成氧气,电极反应式为2o2-4e-=o2,电解质为混有氯化钙的熔融的氧化钙,加入氯化钙可以增强电解质的导电性,同时可以降低cao 的熔点,节约能量;电流强度为0.5a,电
21、池工作 80 分钟,则电量为0.5a 80 60s=2400c,转移电子的物质的量 =,生成 ti 的质量= 48g/mol= 48g,故答案为: 2o2- -4e-=o2;降低 cao的熔点;48。5 盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸 ”,请就 “三大酸 ”的性质,回答下列问题:稀盐酸与铜不反应,但向稀盐酸中加入h2o2 后,则可使铜溶解。该反应的化学方程式为_ 。某同学未加入氧化剂,而是设计了一个实验装置,也能使铜很快溶于稀盐酸请在下面的方框中画出该装置:某课外活动小组设计了以下实验方案验证cu 与浓硝酸反应的过程中可能产生no。其实验流程图如下:若要测定 no 的体积,从上图所示
22、的装置中,你认为应选用_装置进行 cu 与浓硝酸反应实验,选用的理由是_ 。选用如上图所示仪器组合一套可用来测定生成no 体积的装置,其合理的连接顺序是_ (填各导管口编号)。在测定 no 的体积时,若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低,此时应将量筒的位置_(“下降 ”或 “升高 ”),以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。工业制硫酸时,硫铁矿(fes2222)高温下空气氧化产生二氧化硫:4fes 11o 8so2fe2o3,设空气中 n2、 o2 的含量分别为 0.800和 0.200(体积分数), 4.8t fes2 完全制成硫酸,需要空气的体积(标准状况)为_l。2 222a 因为a装置
23、可以通n2将装置中的空【答案】 cu+ho+2hcl=cucl +2h o气排尽 ,防止 no 被空气中 o2 氧化 123547 1.68 10 7 【解析】【分析】【详解】(1) 双氧水具有氧化性,在酸性环境下能将金属铜氧化,化学方程式为 :cu+h2o2+2hcl=cucl2+2ho,用电解原理实现铜和盐酸的反应,根据电解原理阳极必须是金属铜,电解质必须是稀盐酸,作图:以铜为阳极,以盐酸为电解质溶液的电解池装置为:因此,本题正确答案是: cu+h 2 o2+2hcl=cucl2+2h2o ;;(2) 一氧化氮不溶于水 , 易被氧气氧化 ; 实验方案验证 cu与浓硝酸反应的过程中可能产生n
24、o,装置中不含氧气 , 选 a 装置 , 其中氮气不和一氧化氮反应 , 可以起到把装置中的空气赶净的作用 , 防止一氧化氮被氧气氧化 ;因此,本题正确答案是:a; 因为 a 装置可以通n2 将装置中的空气排尽, 防止 no被空气中o2氧化;组合一套可用来测定生成no体积的装置 , 需要先通过水吸收挥发出的硝酸和生成的二氧化氮气体, 然后用排水量气的方法测定生成的一氧化氮的体积; 根据装置导气管的连接顺序,洗气应长进短处, 量气应短进长出, 因此,本题正确答案是:123547;在测定no的体积时, 若量筒中水的液面比集气瓶里的液面要低, 此时应将量筒的位置升高,以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面
25、持平, 保持内外大气压相同。因此,本题正确答案是: 升高 ;(3) 工业制硫酸时 , 硫铁矿主要成分为 fes2,高温下被空气中的氧气氧化产生二氧化硫,其反应方程式为: 4fes2+11o2=8so2+2 fe 2o3, 已知空气中 n2、 o2 的含量分别为 0.800 和0.200( 体积分数 ), 要使4.8t fes2 完全制成硫酸 , 设硫铁矿完全反应需要氧气物质的量为x;生成二氧化硫物质的量为y; 二氧化硫氧化为三氧化硫需要氧气物质的量为z;4fes2+ 11o2= 8 so2+ 2 fe o,2341201184.8 10 6 xy解得 x=1.1 10 5mol,y=810 4
26、 mol2so 2 + o 2 = 2so 32 18 104 z解得 z=410 mol ;空气的体积 = (11 4) 10410 l。22.4=1.68470.2因此,本题正确答案是 : 1.68107。6 高铁酸盐(如 k2feo4)是一种高效绿色氧化剂,可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看,制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。(1)电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极,naoh 溶液作为电解质溶液,其电流效率可达到 40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式:_。(2)铁丝网电极是更理想的阳极材料,相同条件下,可将电流效率提高至70%以上,原因是_ 。研究亦发现,铁电极在某
27、一电压范围内会产生氧气使阳极表面生成fe2o3膜而 “钝化 ”。写出产生 o2的电极反应方程式: _。(3) feo42易与水 4h 生成絮状氢氧化铁,也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极,在中间环节(对应图中4h 后)过滤掉氢氧化铁,反应过程中feo42浓度以及电流效率随时间的变化如图 1 中实线所示(图中曲线是每隔1h 测得的数据)。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是_(填编号 ) 过滤:掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液 过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大 实验表明不过滤掉氢氧化铁,6h 后电流效率几乎为 0(4)在相同的 ph 条件下,经过相
28、同的反应时间,高铁酸盐的产率与温度关系如图2。随温度升高,高铁酸盐产率先增大后减小的原因是_。(5)人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究,例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值有_ (至少答一点)。【答案】 fe-6e feo2+8oh4+4h2o 铁丝网比铁片接触面积更大4oh -4eo2 +2h2o 温度升高加快了高铁酸盐的生成速率,另一方面,温度升高加快了高铁酸盐与水反应, 10 20时生成为主要因素,20以后分解为主要因素。以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐消耗电能少;以铁的氧化物为电极,可以实现变废为宝;以磁铁矿作为多孔电极,不会发生钝化现象等合理答案。【解析】【分
29、析】( 1)已知反应物和生成物,书写方程式时要根据原子守恒和电荷守恒;( 2)接触面积越大,电流越大;阳极铁失去电子,氢氧根也可能失去电子生成氧气;( 3)比较实线和虚线对应的坐标即可得出答案;( 4)产率增大说明生成速率增大,减小则说明分解速率增大;( 5)从耗能、环保、提高反应速率等角度解析。【详解】(1)铁失去电子,在碱性溶液中生成高铁酸根离子,同时有水生成,故阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式为:fe-6e feo2+8oh4+4h2o;(2)铁丝网比铁片接触面积更大,电流效率更高,阳极铁失去电子,氢氧根也可能失去电子生成氧气,再与铁反应生成氧化铁,铁电极上发生析氧反应4oh -4e o
30、2 +2h2o;(3)由图可知,4h 后若没有过滤氢氧化铁,高铁酸根离子浓度及电流效率均降低,正确,错误;虚线所示,6h 后电流效率几乎为0,正确,故选;c( 4)高铁酸盐产率增高说明温度升高加快了高铁酸盐的生成速率,产率降低说明温度升高加快了高铁酸盐与水反应, 10 20时生成为主要因素, 20以后分解为主要因素;( 5)以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐,该研究方向的价值有:以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐消耗电能少;以铁的氧化物为电极,可以实现变废为宝;以磁铁矿作为多孔电极,不会发生钝化现象等。7(1)研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强,他设计了如下几种方案,其中合理的是 _(填序号 )a铁片
31、置于硫酸铜溶液中有铜析出;b铁、铜与氯气反应分别生成fecl3、 cucl2;c铜片置于fecl3 溶液中,铜片逐渐溶解(2fecl3+cu2fecl2+ cucl2)d铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中,铁片上有气泡产生,而铜片无气泡e常温下,分别将铁片和铜片置于浓硝酸中,铁片不溶解,而铜片溶解(2)请你另设计一个能证明铁的金属活动性比铜强的实验。要求:a此方案的原理不同于上述任一合理方案;b在方框内绘出实验装置图并注明所需的药品;c写出实验过程中的主要实验现象并用相关化学用语解释现象_现象 _解释 _现象 _解释 _【答案】 ad铜片表面有气泡2h+2e-=h2铁片逐渐溶解;fe-2e-
32、=fe2+【解析】【分析】(1)根据金属的活泼性顺序表可以确定金属性的强弱;(2)除了金属活动顺序表外,原电池装置也可以证明两电极材料的金属性强弱。【详解】(1)a铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出,说明金属铁的活泼性强于铜,能证明铁的金属性比铜强,故a 正确;b铁、铜与氯气反应分别生成fecl3、 cucl2,证明氯气是氧化性强的物质,能将金属氧化为高价,不能说明铁的金属性比铜强,故b 错误;c铜片置于fecl3 溶液中,铜片逐渐溶解:2fecl3+cu=2fecl+cucl2,说明还原性是铜单质强于亚铁离子,不能说明铁的金属性比铜强,故c 错误;d铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中,铁片上有气
33、泡产生,而铜片无气泡,证明金属铁能和硫酸之间发生置换反应,但是铜不能,所以能证明铁的金属性比铜强,故d 正确;e常温下,分别将铁片和铜片置于浓硝酸中,铁片会钝化,不溶解,而铜片则不会产生钝化现象,会溶解,不能说明铁的金属性比铜强,故e 错误;故选 ad;(2)除了金属活动顺序表外,在原电池中,如果两电极材料都是金属,负极金属的活泼性一般是强于正极金属的活泼性的,如cu、fe、硫酸原电池中金属铁是负极,金属铜是正极,能证明铁的金属性强于铜,设计的原电池装置如:,可观察到的现象是:铜片表面有气泡放出,发生的电极反应为2h+2e-=h2 ;铁片溶解,发生的电极反应为 fe-2e-=fe2+。8 )某
34、课外活动小组同学用右图装置进行实验,试回答下列问题。(1)若开始时开关k 与 a 连接,则 a 极的电极反应式为:_ 。(2)若开始时开关k 与 b 连接,则b 极的电极反应式为:_ ,总反应的离子方程式为_ 。 有关上述实验,下列说法正确的是(填序号) _溶液中na+向a 极移动从a 极处逸出的气体能使湿润ki淀粉试纸变蓝反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下b 极产生 2.24 l气体,则溶液中转移( 饱和食盐水足量0.2 mol电子)(3)该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。该电解槽
35、的阳极反应式为_ 。此时通过阴离子交换膜的离子数_(填“大于”或“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。制得的硫酸溶液从出口(填写“a”、“ b”、“ c”、“ d”)_ 导出。通电开始后,阴极附近溶液ph会增大,请简述原因_ 。若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的电极反应式为 _ 。【答案】(-+-=h2,-, ;1) o2+2ho+4e=4oh;(2) 2h +2e2ho+2cl = cl 2 +h2 +2oh-= o2 +2h2o,小于; a ; 消耗了水生成了更多的-(3) 4oh -4ekoh; o2+2h2o+4e-=4oh。【解析】试题分析:(
36、1) k 与 a 连接,构成原电池,a 极作正极, b 极作负极,此装置属于钢铁的吸氧腐蚀, a 极电极反应式为o 2h o 4e连接,构成的是电解池,b=4oh;( 2) k 与 b22极为阴极 h在此得电子,2h2o 2e, a极为阳极,2cl 2e=cl 2,因此总=h2 2oh点燃通电电解催化剂=,根据电解原理,阳离子向阴极移电极反应式为: 2cl 2h2ocl 2 h2 2oh动,即向 b 极移动,故错误;从a 处逸出的气体是cl 2,能把 i 氧化成 i 2,淀粉遇碘单质变蓝,故正确;应通入hcl 气体,盐酸中含有水,这样原来溶液的浓度将减小,故错误;b 极产生2.24l的氢气,则
37、转移电子为2.24 2/22.4mol=0.2mol ,但溶液中没有电子的转移,只是阴阳离子的定向移动,故错误;(3)左端为阳极,阴离子放电,其电极反应式为:2222422h o 4e=o 4h ,阴极上的电极反应式为:2h o 2e=h 2oh , so通过阴离子交换膜,与形成通过阳离子交换膜与形成的h 形成h2so4,koh 形成 koh,根据得失电子数目守恒,因此填小于;根据上述分析,硫酸应从a 口导出;根据b 极电解反应式,消耗了水生成了更多的浓度增大,即ph 增大;构成燃料电oh ,因此oh池,氧气作正极,氢气作负极,因为电解质溶液是koh,即正极电极反应式为: o 2h o224e =4oh 。考点:考查电解原理、原电池工作原理等知识。9 (14 分)现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水, 并测量电解产生的氢气的体积( 约 6ml)和检验氯气的氧化性( 不应将多余的氯气排入空气中)。( 1)试从下图中选用几种必要的仪器 , 连成一整套装置 , 各种仪器接口的连接顺序 ( 填编号)是 :a 接,接,b接,接。(2)铁棒接直流电源的极;碳棒上发生的电极反应为。(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是。(4)假定装入的饱和食盐水为5
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