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文档简介
1、备战高考化学易错题精选- 化学能与电能练习题一、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:活泼金属与-1
2、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=2no2 al
3、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是 no,在液体
4、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 h4+的生成是
5、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 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 6 ml)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气
6、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 _ ,b 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)假定装入的食盐水为50 ml,一段时间后,产生 5.6 ml(标准状况 )h2 时,所得溶液在25 时的 ph _。(5)若将 b 电极换成铁电极,写出在电解过程中u 形管底部出现的现象:_。【答案】 a 接 gfi b接 dec 负极 2cl 2e cl2 淀粉 ki 溶液变蓝12白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色【解析】【分析】u 形管装置为电解装置,铁棒为
7、阴极,连接电源负极,发生还原反应:2h 2e=h2;碳棒为阳极,连接电源正极,发生氧化反应:2cl 2e =cl2,所以从 a 出来的是 h2,应该连接 g,然后 f 连接 i。淀粉 ki 溶液可以检验cl2,所以 b 连接 d, e 连接 c,目的是吸收尾气 cl2。【详解】(1)根据以上分析可知:a 接 gfi , b 接 dec;答案:a 接 gfib接 dec(2)铁棒不可连接电源正极,如果连接正极铁会失电子,发生氧化反应,所以必须连接电源负极;碳棒为阳极,连接电源正极,发生氧化反应:2cl 2e2=cl ;答案:负极2cl 2e cl2(3)利用 cl2+2ki=2kcl+i,碘单质
8、使得淀粉溶液变蓝,证明氯气具有氧化性;答案:淀粉 ki 溶液变蓝(4)2nacl+2h2o2naoh+ h 2 + cl22mol22.4ln( naoh) 5.6 10 -3 ln( naoh) = 25.6103mol=0.0005mol22.4c(naoh)= n naoh= 0.0005mol=0.01mol/lv5010 3kw=-lg11014ph=-lg=12c oh0.01答案: 12(5)若将 b 电极换成铁电极,总电极反应为fe+2hofe(oh)2+h2,后续反应 4fe(oh) 2+o2+2h2o=4fe( oh) 3,因此现象为生成白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐
9、色。答案:白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色【点睛】试题以电解饱和食盐水为载体,旨在考查学生灵活运用电解原理解决实际问题的能力,明确电解原理、物质的性质特点是解答的关键。3 某小组设计不同实验方案比较cu2+、 ag+ 的氧化性。(1)方案 1:通过置换反应比较向酸化的agno3 溶液插入铜丝,析出黑色固体,溶液变蓝。反应的离子方程式是_,说明氧化性ag+ cu2+。(2)方案 2:通过 cu2+、 ag+ 分别与同一物质反应进行比较试剂实验编号及现象试管滴管1.0mol/lagno 3 溶 产生黄色沉淀,溶液无色1.0 mol/l液ki 溶液1.0mol/lcuso 溶 产生白色沉淀 a,
10、溶液变黄4液经检验, 中溶液不含 i2,黄色沉淀是 _。经检验, 中溶液含 i2。推测 cu2+做氧化剂,白色沉淀a 是 cui。确认 a 的实验如下:a 检验滤液无i2。溶液呈蓝色说明溶液含有_(填离子符号)。b白色沉淀b 是 _。+2+(3)分析方案2 中 ag+ 未能氧化i- ,但 cu2+氧化了 i-的原因,设计实验如下:编号实验 1实验 2实验 3实验a 中溶液较快变棕黄色,b 中电极c 中溶液较慢变浅黄色;现象无明显变化上析出银;电流计指针偏转电流计指针偏转(电极均为石墨,溶液浓度均为1 mol/l ,b 、d 中溶液 ph4) a 中溶液呈棕黄色的原因是_(用电极反应式表示)。
11、“实验 3”不能说明cu2+氧化了 i-。依据是空气中的氧气也有氧化作用,设计实验证实了该依据,实验方案及现象是 _。 方案 2中, cu2+能氧化 i- ,而 ag+未能氧化 i-的原因: _。 (资料: ag+ + i- = agi 1k16+- +2 i k2 = 8.78=1.2 10; 2ag + 2i = 2ag)10+2+2+agcl+2+将【答案】 cu+2ag =2ag+cuagi cucui+2ag=cu +ag+agi 2i2e i 2d 烧杯内的溶液换为ph4的 1 mol/l na2 so4溶液, c 中溶液较慢变浅黄,电流计指针偏转 k1 k2更易与i发生复分解反应
12、,生成 agi2cu2+ + 4i- = 2cui + i2,生成了cui,故 ag沉淀,使得cu 2 的氧化性增强【解析】(1)向酸化的agno3 溶液插入铜丝,析出黑色固体,溶液变蓝,说明铜置换出了金属银,反应的离子方程式为cu 2 ag2 ag cu2 ,说明氧化性ag+cu2+,故答案为cu 2 ag2ag cu 2;( 2) 经检验,中溶液不含 i2,黄色沉淀是碘离子与银离子形成的碘化银沉淀,故答案为 agi;中溶液含i2,说明 cu2+做氧化剂,将碘离子氧化,本身被还原为cu+,因此白色沉淀a是 cui。a检验滤液无i2。溶液呈蓝色说明溶液含有cu2+,故答案为cu2+;b滤渣用浓
13、硝酸溶解后,在上层清液中加入盐酸,生成的白色沉淀b 为 agcl,故答案为agcl;c白色沉淀a 与 agno3 溶液反应生成了cu2+和灰黑色沉淀,灰黑色沉淀用浓硝酸溶解后的溶液中含有银离子,黄色沉淀为agi,说明灰黑色沉淀中含有金属银,反应的离子方程式为 cui2 agcu 2agagi ,说明氧化性ag+ cu2+,故答案为cui2 agcu 2agagi ;(3) 碘化钾溶液与硝酸银溶液构成了原电池,a 中溶液中的碘离子发生氧化反应生成碘单质,溶液呈棕黄色,电极反应式为2i 2ei 2 ,故答案为 2i2ei 2 ; “实验 3”不能说明 cu2+氧化了 i-。依据是空气中的氧气也有氧
14、化作用,只需设计没有铜离子的情况下,也能看到相似的现象即可,可以设计实验:将d 烧杯内的溶液换为ph4的 1mol/lna2so4 溶液, c 中溶液较慢变浅黄,电流计指针偏转,故答案为将d 烧杯内的溶液换为 ph4的 1 mol/lna2so4 溶液, c 中溶液较慢变浅黄,电流计指针偏转;ag+-116+-2 2812更易与i+ i = agik =1.2 10;2ag+ 2i = 2ag+ i k = 8.7 10, k k ,故 ag发生复分解反应,生成agi。2cu2+ 4i-2,生成了cui 沉淀,使得cu2的氧化性= 2cui + i增强 ,因此方案2 中, cu2+能氧化 i-
15、,而 ag+未能氧化 i- ,故答案为 k1 k2,故 ag更易与i发生复分解反应,生成agi。 2cu2+-22的氧化+ 4i = 2cui + i ,生成了 cui 沉淀,使得 cu性增强 。点睛:本题考查了化学实验方案的设计与探究,本题的难度较大,理解实验的设计意图是解题的关键。本题的难点为(3 ),要注意根据反应进行的趋势大小和化学平衡移动的原理分析解答。4 钨是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,“”有 光明使者的美誉。钨在自然界主要以钨(+6 价 ) 酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙( cawo4);黑钨矿的主要成分是
16、铁和锰的钨酸盐,化学式常写成 (fewo4 和 mnwo 4 ),钨酸( h2 wo4)酸性很弱,难溶于水。已知: cawo 4 与碳酸钠共热发生复分解反应。 钨在高温下可与焦炭(c)反应生成硬质合金碳化钨(wc)。( 1) 74w 在周期表的位置是第 _周期。( 2)写出黑钨矿中 fewo4 与氢氧化钠,空气熔融时的化学反应方程式_ ;白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式_。(3)工业上,可用一氧化碳、氢气或铝还原wo3 冶炼 w。理论上,等物质的量的co、h2、 al 作还原剂,可得到w 的质量之比为 _。用焦炭也能还原wo3 ,但用氢气更具有优点,其理由是_ 。( 4)已知氢氧化钙和钨酸
17、钙 (cawo4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下 ca(oh)2、 cawo4 的沉淀溶解平衡曲线,则 t1 时sp42。将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离k (cawo )_(mol/l)子方程式为 _ , t2 时该反应的平衡常数为_。(5)工业上,可用电解法从碳化钨废料中回收钨。碳化钨作阳极,不锈钢作阴极,盐酸为电解质溶液,阳极析出滤渣d 并放出 co2 。写出阳极的电极反应式_ 。【答案】 六 4 fewo422 3242+8naoh+o2fe o +4na wo +4h ocawo4+na2co3caco3+na2wo42 2 3焦炭
18、为固体,得到的金属钨会混有固体杂质,并且用焦炭还可能产生co 等有污染的尾气-42-2-1 104wo + ca(oh) =cawo + 2oh3-+1 10 mol/l wc 10e +6h2o= h2wo4+co2+ 10h【解析】 (1)w 为 74 号元素,第五周期最后一种元素为56 号,第六周期最后一种元素为84号,因此 74 号在元素周期表的第六周期,故答案为:六;(2)fewo4 中的铁为 +2 价,与氢氧化钠在空气熔融时被空气中的氧气氧化,反应的化学反应方程式为 4 fewo4+8naoh+o22fe2o3+4na2wo4 +4h2o;白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式为 c
19、awo423324+na cocaco+na wo ,故答案为: 4fewo4+8naoh+o22fe2o3+4na2 wo4+4h2o; cawo4+na2co3caco3+na2wo4;(3)工业上,可用一氧化碳、氢气或铝还原wo3冶炼 w。理论上, 1mol 的 co、 h2、 al 作还原剂时,转移的电子分别为2mol , 2mol, 3mol ,根据得失电子守恒,得到w 的质量之比为 2 2 3。用焦炭也能还原 wo3,但用氢气更具有优点,因为焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂质,并且用焦炭还可能产生co 等有污染的尾气,故答案为: 22 3;焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂质
20、,并且用焦炭还可能产生co等有污染的尾气;1sp42+42-)=1-5-5-10,将钨酸钠溶液加入(4) 根据图像, t时 k (cawo )=c(ca )?c(wo 10 1 10=1 10石灰乳,发生复分解反应,氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀,反应的离子方程式为: wo42-+ca(oh)2=cawo4 +2oh- , t2 时, c(oh-)=10-2 mol/l , c(wo42-)=10 -7mol/l ,平衡常数 k 等 于 生 成 物 平 衡 浓 度 系 数 次 方 之 积 和 反 应 物 平 衡 浓 度 系 数 次 方 之 积 , 即c2 oh10k=(2 )=c wo
21、410223-10; wo42-4-37,故答案为: 1102; 110;=1 10+ca(oh) =cawo +2oh(5)电解时,阴极是氢离子放电生成氢气,电极反应式是2h+2e-=h2,阳极是碳化钨失去电子,发生氧化反应: wc+6h2o-10e-=h2wo4+co2 +10h+,故答案为: wc+6h2o-10e-=h2wo4+co2 +10h+。5 电解原理在化学工业中有广泛应用。i 右图表示一个电解池,装有电解液a; x、 y 是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请完成以下问题:( 1)若 x、 y 都是惰性电极, a 是饱和 nacl 溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞
22、试液,则:在 x 极附近观察到的现象是_;电解一段时间后,该反应总离子方程式_ ;若用该溶液将阳极产物全部吸收,反应的离子方程式(2)若用该装置电解精炼铜,电解液_ 。a 选用 cuso4 溶液,则: x 电极的材料是_,电解一段时间后,cuso4 溶液浓度 _(填 “增大 ”、减小 ”或 “不变”)。(3)若 x、 y 都是惰性电极,a 是溶质为液,通电一段时间后,阴极析出固体质量cu(no3)2 和 x(no3)3,且均为m(g)与通过电子的物质的量0.1 mol 的混合溶n(mol) 关系如图所示,则cu2+、 x3+、h+氧化能力由大到小的顺序是_。ii右图为模拟工业离子交换膜法电解饱
23、和食盐水制备烧碱的工作原理。下列说法正确的是_。a从 e 口逸出的气体是cl2b从 b 口加入含少量naoh 的水溶液以增强导电性c标准状况下每生成22.4 l cl2 ,便产生2 mol naohd电解一段时间后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度【答案】 放出气体,溶液变红2cl 2h2o2oh cl2 h2 cl2 2oh = cl cloh2o 纯铜 减小 cu2+h+x3+bc【解析】试题分析:本题考查电解的原理和电解原理的应用,离子放电顺序的判断和电化学的计算。i. x 与外加电源的负极相连,(1)若 x、 y 都是惰性电极,x 为阴极,a 是饱和y 为阳极 。nacl 溶液,实验开始
24、时,同时在两边各滴入几滴酚酞 试 液 。 x电 极 的 电 极 反 应 式 为2h+ +2e- =h2 , x电 极 附 近 水 的 电 离 平 衡(h 2oh+ +oh -)正向移动,h+继续放电,溶液中c( oh -)c(h + ),溶液呈碱性,遇酚酞变红色, x 极附近观察到的现象是放出气体,溶液变红。y 电极的电极反应式为-2-2-222cl -2e =cl ,电解一段时间后,该反应总离子方程式为2cl +2h o2oh +h +cl ;若用该溶液将阳极产物全部吸收,naoh 与 cl2反应的离子方程式为2 clocl 2oh = clh2o。(2)电解精炼铜,粗铜作阳极,纯铜作阴极,
25、x 的电极材料为纯铜。阳极( y 电极)的电极反应为 :比 cu 活泼的金属发生氧化反应和cu-2e-=cu2+,阴极( x 电极)电极反应式为2+-4溶液浓度减小。cu +2e =cu,根据电子守恒和原子守恒 ,电解一段时间后cuso(3)由图像知开始通过0.2mol电子析出固体的质量达到最大值,结合阳离子物质的量都为 0.1mol ,则 cu2+优先在阴极放电, cu2+的氧化能力最强,继续通电,阴极不再有固体析出,接着 h+放电, x3+不放电,则 cu2+、x3+、 h+氧化能力由大到小的顺序是cu2+ h+x3+。ii.根据 na+的流向可以判断装置左边电极为阳极,右边电极为阴极。a
26、 项,右边电极的电极反应为 2h+2e-=h2, e 口逸出的气体是 h2,错误; b 项,装置图中的阴极室产生naoh,从 b 口加入含少量 naoh 的水溶液,增大溶液中离子的浓度,增强导电性,正确;c 项, n(cl2 )=22.4l 22.4l/mol=1mol ,根据电解方程式 2nacl+2h2o2naoh+h2 +cl2,生成 naoh 物质的量为 2mol ,正确; d 项,根据元素守恒,电解一段时间后通入适量的hcl气体可以恢复到电解前的浓度,不是盐酸,错误;答案选bc。6 有 a、 b 两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序,并探究产物的有关性质。分别设计如图所示的
27、原电池,请完成以下问题:(1)负极材料: a 池 _, b 池 _。(2)电极反应式: a 池正极 _;b 池负极 _。由上述实验分析 “利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极”是 _(填 “可靠 ”或“”)。不可靠【答案】 mg al 2h+ +2e- =h2 al-3e-+4oh-=alo2- +2h2o 不可靠【解析】由两装置图可知,a 池中电解质为硫酸,镁较活泼作负极,总反应为镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气 ; b 池中电解质为氢氧化钠溶液,由于铝可以被氢氧化钠溶液溶解,而镁不溶,所以此时铝较活泼,铝作负极,总反应为铝 、氢氧化钠 、水反应生成偏铝酸钠和氢气。(1)负极材料: a 池
28、 mg, b 池 al。(2)电极反应式: a 池正极 2h+2e-=h2;b 池负极 al-3e-+4oh-=alo2 -+2h2o。由上述实验分析 “利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极 ”是不可靠的。点睛:金属的活动性与所处的化学环境有着密切的关系,所以要具体问题具体分析。本题中镁和铝两种金属,在酸性条件下,镁较活泼,但是在强碱性条件下,铝则较活泼。7 请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水(含酚酞)的实验,要求测定产生的氢气的体积(大于 25ml),并检验氯气的氧化性。(1) a 极发生的电极反应式是_ ; b 极发生的电极反应式是_( 2)电极 a 可能观察到的 现象是 _(
29、 3)设计检测上述气体实验装置时,各接口的正确连接顺序为_接 _、_接 a, b 接 _、_ 接_。(4)实验中,在盛有ki- 淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为_ 。【答案】( 1) 2h 2e=h22cl 2e =cl2 2e(2)溶液变红,有气体产生( 3) h f g d e c(4) cl 2 2i =2cl i 2【解析】试题分析:( 1)要达到电解食盐水的目的,则电解池中铁棒必须连接电源的负极而作阴极,碳棒则连接电源的正极而作阳极,反之,铁作阳极则fe2 进入溶液,无法实现电解食盐水的目的。 a 极发生的电极反应式是 2h 2e=h2; b 极发生的电极反应式是 2cl 2e
30、 =cl2 2e(2)电源负极接电解池的铁棒,负极区氢离子放电生成氢气和氢氧化钠,所以电极a 可能观察到的 现象是溶液变红,有气体产生。(3)电解池左边a 导管口产生h2,右边 b 导管口产生cl 2,以电解池为中心,则有:hf、ga、bd、ec,相应装置的作用:(4) 实验中,在盛有ki- 淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为cl 2 2i =2cl i 2。考点:本题考查化学反应中的能量变化。8 (i)一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视。现用li 2co3 和 na2co3 的熔融盐混合物做电解质,一极通入co气体,另一极通入空气与co2 的混合气体,制得燃料电池。该电池工
31、作时的正极反应式为:;(ii)某课外活动小组用如图装置进行实验,试回答下列问题:(1)若开始时开关k 与 a 连接,则 b 极的电极反应为。 向 b 极附近滴加铁氰化钾溶液现象是发生反应的离子方程式(2)若开始时开关k 与 b 连接,则离子方程式为(3)有关上述实验,下列说法正确的是b 极的电极反应为。习惯上把该工业生产称为。,总反应的a溶液中na向a 极移动b从a 极处逸出的气体能使湿润的ki淀粉试纸变蓝c反应很短一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度d若标准状况下b 极产生2.24 l气体,则溶液中转移0.2 mol电子( 4)该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法
32、,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。该电解槽的阳极反应为。 此时通过阴离子交换膜的离子数( 填“大于”“小于”或“等于”) 通过阳离子交换膜的离子数。制得的氢氧化钾溶液从出口 ( 填“ a”、“ b”、“ c”或“d”)_导出。电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因_【答案】 (i)o2 + 2co2 + 4e-2-= 2co3-22+3-(1) fe-2e = fe ;出现带有特征蓝色的沉淀;3fe +2fe(cn)6 =fe fe(cn) 236(2) 2h +2e-= h 2 2cl - +2h2o2oh+ h 2+ cl 2氯碱工业(3
33、) b( 4) 2h2o 4e- = 4h + o 2小于 d h2oh + oh ,h 在阴极附近放电,引起水的电离平衡向右移动,使c(oh )c(h )【解析】试题分析: (i)通入 co 的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为2co-4e-32- 4co2,正极上的电极反应式为2-232- ;(ii)( 1)开始时开关k 与 a+2coo+4e +2co 2co连接,是原电池,铁为负极,发生氧化反应,电极反应为-2,向 b 极附近滴加铁fe-2e= fe氰 化 钾 溶 液 现 象 是 出 现 带 有 特 征 蓝 色 的 沉 淀 ; 离 子 反 应 式 为3fe2+2fe(cn)
34、63-=fe fe(cn) 2;( 2)开关 k 与 b 连接,装置为电解池,铁为阴极,发生还原反应,氢离36子得到电子生成氢气,电极方程式为2h+- 2+2e =h ,电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢电解2oh-+h2 +cl2,通常将惰性电解电解食盐水称为氧化钠,总方程式为2cl-+2h2o氯碱工业;(3) a电解过程中阳离子向阴极移动,b 为阴极,溶液中na+向, b 极移动,故 a 错误; b a 生成氯气,能使湿润ki 淀粉试纸变蓝,故 b 正确; c反应一段时间后加适量 hcl 气体,可恢复到电解前电解质的浓度,不是加入盐酸,故c 错误; d若标准状况下 b 极产生2.24l 氢气
35、,氢气物质的量为0.1mol ,依据电极反应计算,由2h+2e-=h2得到电解过程中转移 0.2mol 电子,溶液里只有离子移动,无电子转移,故d 错误;答案为b;( 4)电解时,阳极上失电子发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力,所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4oh-4e-=2h2o+o2;阳极氢氧根离子放电,因此硫酸根离子向阳极移动,阴极氢离子放电,因此钠离子向阴极移动,所以通过相同电量时,通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数;氢氧化钾在阴极生成,所以在d 口导出;通电开始后,阴极上氢离子放电生成氢气,氢离子来自于水,所以促进水的电离,导
36、致溶液中氢氧根离子的浓度大于氢离子的浓度,所以溶液的 ph 值增大。【考点定位】考查原电池和电解池理论【名师点晴】本题以原电池和电解池为载体,侧重于学生的分析能力和电化学知识的综合应用,连接外接电源为电解池,电解池的阴极连接电源负极,发生还原反应,没有外接电源是原电池,活泼金属作负极,发生氧化反应,电极反应式书写时要结合电解质溶液对电极反应的影响,根据离子的还原性或氧化性强弱判断电解产物,( 3)的 d 选项是易错点,结合生成的氢气可以确定电子转移数目为 0.2mol ,但溶液里无电子转移,只有阴阳离子定向移动,如果缺泛对题意的理解易出错,据此分析解题。9 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材
37、料,两电极上分别通入ch4 和 o2 ,电解质为koh溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。回答下列问题:甲烷燃料电池负极的电极反应为_ 。闭合 k 开关后, a、 b 电极上均有气体产生,其中b 电极上得到的是_(填化学式),电解氯化钠溶液的总反应方程式为_ ;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为4 1_( 法拉第常数f9.65 10c mol,列式计算),最多能产生的氯气体积为 _l( 标准状况)。 8e co 7ho【答案】 (1 ) ch4 10oh22电解42222(2 ) h2nacl2
38、h o2naohh cl(3 )3.45 10 c 4【解析】试题分析:( 1)甲烷在负极通入,电解质溶液显碱性,则甲烷燃料电池负极的电极反应为 8e co 7h o;ch10oh422( 2 ) b电极是阴极,氢离子放电,产生h ;惰性电极电解食盐水的方程式为2nacl2电解2naoh h cl 。2ho22(3 ) 1分 子 甲 烷 失 去 8个 电 子 , 则 理 论 上 通 过 电 解 池 的 电 量 为1l22.4l / mol89.65 10 4cmol 13.45 10 4c;根据电子得失守恒可知产生氯气的体1l8积是 22.4l / mol22.4l / mol 4mol 。2
39、【考点定位】本题主要是考查电化学原理的应用与有关计算【名师点晴】应对电化学定量计算的三种方法:(1)计算类型:原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液ph 的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。( 2)方法技巧:根据电子守恒计算:用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。根据总反应式计算:先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列出比例式计算。根据关系式计算:根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁,构建计算所需的关系式。例如:, ( 式中 m为金属, n 为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应式,灵活运用关系式便能快速解
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