银滩高级中学2023-2024学年高二上学期9月月考
化学试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间90分钟。考试结束后,将答卷纸和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(共40分)
注意事项
1. 答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上,并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。
2. 第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,答案不能答在试卷上。
3. 第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答;不能写在试题卷上,不按以上要求作答的答案无效。
可能用到的相对原子质量:H 1;He 4;Li 7;B 11;C 12;N 14;0 16;Na 23;Mg 24;Al 27;S 32;Cl 35.5;K 39;Ca 40;Ti 48;Co 59;Cu 64;Zn 65;Y 89;Ag 108;Mn 55;Sn 119;I 127;Ba 137;La 139.
一、选择题(1-5每小题1分,6-12每小题2分,共19分,每个小题只有一个正确答案)
1.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是:
A.H2O的分解反应是放热反应
B.氢能源已被普遍使用
C.2 mol液态H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量
D.氢氧燃料电池放电过程中是将电能转化为化学能
2.已知在25℃时:
①
②
③
下列说法正确的是
A.HF电离的热化学方程式为
B.在氢氧化钠溶液与盐酸的反应中,盐酸的量一定,氢氧化钠溶液的量越多,中和反应的反应热越大
C.题干中是强酸和强碱在稀溶液中反应生成1mol和可溶盐的中和反应的反应热
D.稀硫酸与稀氢氧化钡溶液反应的热化学方程式为
3.断裂1 mol化学键所需的能量如下:
化学键 N—N O=O N≡N N—H
键能(kJ) 154 500 942 a
火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法错误的是
A.N2比O2稳定
B.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
C.表中的a=194
D.图中的ΔH3=+2218 kJ·mol-1
4.某些无公害免农药果园利用如图所示电解装置,进行果品的安全生产,解决了农药残留所造成的生态及健康危害问题。下列说法正确的是
A.a为直流电源的负极,与之相连的电极为阴极
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.“酸性水”具有强氧化性,能够杀菌
D.阴极反应式为H2O+2e-===H2↑+O2-
5.铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示,工作原理为:Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+。下列说法一定正确的是
A.电池充电时,b极的电极反应式为:Cr3++e-=Cr2+
B.电池放电时,b极的电极反应式为:Fe2+-e-=Fe3+
C.电池放电时,Cl-从b极穿过选择性透过膜移向a极
D.电池放电时,电路中每通过0.1 mol电子,Fe3+浓度降低0.1 mol·L-1
6.某课题组以纳米作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图所示)。下列说法正确的是
A.放电时,正极的电极反应式为
B.该电池可以用水溶液作电解质溶液
C.放电时,Fe在负极失电子,在正极得电子
D.充电时,电池被磁铁吸引
7.用催化还原,可以消除氮氧化物的污染。例如:① ,② ,下列说法不正确的是
A.若用标准状况下还原生成和水蒸气,放出的热量为173.4 kJ
B.由反应①可推知:
C.若均有1 mol甲烷反应时,反应①②转移的电子数相同
D.反应②中当完全反应时转移电子的物质的量为1.60 mol
8.一种新型的电池,总反应为: 3Zn+2FeO42-+8H2O=2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH—,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.Zn极是负极,发生氧化反应
B.随着反应的进行,溶液的pH增大
C.电子由Zn极流出到石墨电极,再经过溶液回到Zn极,形成回路
D.石墨电极上发生的反应为:FeO42—+3e—+4H2O=Fe(OH)3↓+5OH—
9.已知部分化学键的键能数据如表所示:
化学键
键能 413 347 614 436
则下列有关反应的说法正确的是
A.生成1mol乙烷气体时放出热量123 kJ
B.生成1mol乙烷气体时吸收热量123 kJ
C.该反应的热化学方程式为
D.该反应为放热反应,无需加热即可发生该反应
10.工业酸性废水中的可转化为除去,实验室用电解法模拟该过程,结果如下表所示(实验开始时溶液体积为的起始浓度、电压、电解时间均相同),下列说法中,不正确的是
实验 ① ② ③
电解条件 阴、阳极均为石墨 阴、阳极均为石墨,滴加浓硫酸 阴极为石墨,阳极为铁,滴加浓硫酸
的去除率% 0.922 12.7 57.3
A.对比实验①②可知,降低pH可以提高的去除率
B.实验②中,在阴极放电的电极反应式是
C.实验③中,去除率提高的原因是阳极产物还原
D.实验③中,理论上电路中每通过电子,则有被还原
11.将图中装置Ⅰ的盐桥(装有含饱和KCl溶液的琼胶)换成铜导线与石墨棒连接得到装置Ⅱ,发现电流计指针仍然有偏转。下列说法正确的是
A.装置Ⅰ电路中转移0.2mol电子,则甲池溶液的质量增加5.6g
B.装置Ⅰ中的石墨电极与装置Ⅱ中乙池的石墨a电极的电极反应相同
C.两装置的能量变化均是化学能转化为电能
D.装置Ⅱ中电子流向为Fe→电流计→石墨a→经电解质溶液到达石墨b→铜丝→石墨c→Fe
12.LiOH是生产航空航天润滑剂的原料。清华大学首创三室膜电解法制备氢氧化锂,其模拟装置如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.膜1为阳离子交换膜,膜2为阴离子交换膜
B.a极为电源的负极,Y极上发生氧化反应
C.X极的电极反应式为2H2O-4e=4H+O2↑ D.每转移2 mol电子,理论上生成52 g LiOH
二、不定项选择题(13-19每小题3分,部分分2分,共21分,每个小题有一个或两个正确答案,错答不得分)
13.空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池,其工作原理如下图,有关说法正确的是
A.c极上发生的电极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
B.左端装置中化学能转化为电能,右端装置中电能转化为化学能
C.d极上进行还原反应,右端装置B中的H+ 可以通过隔膜进入A
D.当有0.1 mol电子转移时,a极产生标准状况下1.12 LH2
14. 电解高浓度(羧酸钠)的溶液,在阳极放电可得到(烷烃)。下列说法不正确的是
A. 电解总反应方程式:
B. 在阳极放电,发生氧化反应
C. 阴极的电极反应:
D. 电解、和混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷
15. 2017-2020年,国家相继出台一系列政策,扶持光伏发电项目建设。图1是太阳能电池工作示意图,与图2装置联合可实现能量的转化和储存。下列有关说法正确的是
A. 图2交换膜一定为阳离子交换膜
B. 图2右池电极反应为:
C. Y接太阳能电池N极
D. 每转移1mol电子,图2右池溶液中n(H+)的变化量为4mol
16. 2020年7月10日正式上市比亚迪“汉”汽车,让电动汽车安全达到一个新高度,其配置磷酸铁锂“刀片电池”放电时的总反应:,工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 放电时,铝箔作负极
B. 放电时,Li+通过隔膜移向负极
C. 用充电桩给汽车电池充电的过程中,阴极质量减小
D. 充电时的阳极反应式为
17. 某同学按如图所示的装置进行实验。电极A、B为两种常见金属,当K闭合时,X极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。下列说法正确的是
A. A极和Y极上均发生还原反应,且Y极的电极反应式为Cu2++2e﹣═Cu
B. 电池工作一段时间后,丙池中两极的总质量不变
C. 当0.5mol SO通过阴离子交换膜时,X极收集到标准状况下11.2L的气体
D. 当0.1mol B参与反应时,丙池中流经电解液的电子数目约为1.204×1023
18.近日,科学家研发新型植入式燃料电池与人工模拟胰岛B细胞相结合,制造出利用多余血糖自动驱动胰岛素释放、电能自给自足的装置。在血糖过高时会激活燃料电池,分解葡萄糖产生电力,刺激人工模拟胰岛B细胞释放胰岛素以降低血糖。血糖回到正常水平后,燃料电池停止运作,胰岛素释放终止。模拟装置的工作原理如图所示(G—CHO代表葡萄糖)。下列说法错误的是
A.外电路中电子流向:Cu(2)极→胰岛B细胞→Cu(1)极
B.Cu(1)极附近血液的pH降低
C.负极的电极反应式为
D.当1.12LO2(换算为标准状况)参与反应时,有向Cu(1)极区迁移
19.天然气报警器可及时检测到空气中甲烷浓度的变化,当甲烷达到一定浓度时,传感器随之产生电信号并联动报警,图1是成品装置,其工作原理如图2所示,其中可以在固体电解质中移动。当报警器触发工作时,下列说法正确的是
图2中的多孔电极a上发生还原反应
在电解质中向电极移动,电流方向由电极经导线流向电极
C.当电路中有电子转移时,则电极a有标况下的甲烷参与反应
D.多孔电极上发生反应的电极反应式为
第II卷(非选择题60分)
二、解答题(5小题共 60 分)
20.(10分)对温室气体CO2进行减排和综合治理具有十分重要的意义。回答下列问题:
Ⅰ.O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图所示该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
(1)电池负极的电极反应式为______________。电池正极的电极反应式为、
(2) O2的作用是____________。
(3)该电池的化学方程式为___________。
Ⅱ.催化重整不仅对温室气体的减排具有重要意义,还可以得到合成气(CO和)。已知:
①
②
(4)写出该催化重整反应的热化学方程式:__________。
III、甲醇()是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用作燃料。已知:
(1)试写出(1)在氧气中完全燃烧生成和的热化学方程式:________
(2)科研人员研发出一种由强碱溶液作电解质溶液的新型甲醇手机电池,充满电后手机可连续使用一个月,则放电时,甲醇在___________(填“正”或“负”)极发生反应。
(3)某同学设计了一种用电解法制取的实验装置(如图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法不正确的是__________(填序号)。
A.a为电源正极,b为电源负极
B.可以用NaCl溶液作为电解质溶液
C.A.B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应为
21.(18分)I、电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题:
(1)二氧化氯()为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效,快速,安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺,其装置如图所示。
①图中用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的____(填“正极”或“负极”),对应的电极反应式为_____。
②a极区pH________,(填“增大”“减小”或“不变”)。
③装置中应使用______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(2)燃料电池因具有发电效率高,环境污染小等优点而备受人们关注。某燃料电池以足量NaOH溶液为电解质,甲烷为燃料,空气为氧化剂,并以具有催化作用和导电性能的某金属材料为电极,则电池负极的电极反应式为_________。
(3)银白光亮的银器用久后表面易出现黑斑(),利用电化学原理可处理黑斑。将银器置于含食盐水的铝制容器中并与铝接触,转化为Ag,则正极的电极反应式为_________。
II、为节省药品和时间,甲、乙、丙三位同学选用铜片、锌片、稀硫酸、溶液;直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学中常见的药品和仪器(用品),以巧妙的构思,“接力”的方式,设计了比较铜与锌的金属活动性相对强弱的系列实验。
试回答下列问题:
(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜与锌不接触),小心向烧杯中加入稀硫酸,可以观察到的现象是___________。甲同学的设计思路是__________________。
(2)乙同学接着甲同学的实验,向烧杯中滴加________溶液,进而观察到的现象是____________。乙同学比较锌、铜的金属活动性相对强弱所依据的原理是________________________________________。
(3)丙同学使用直流电源、石墨电极组装好电解装置,向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂(作为电解液)。反应在调控下随即开始,反应的化学方程式为__________________,可观察到的实验现象是_________________________。
(4)再单独设计一个简单的实验(试剂、仪器自选),探究和证实锌和铜的金属活动性的相对强弱(简要说明操作和现象):__________________________________。
22.(8分)《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。
(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Cu2(OH)2CO3和Cu2(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:
① 过程Ⅰ的正极反应物是___________。
② 过程Ⅰ负极的电极反应式是_____________。
(4)青铜器的修复有以下三种方法:
ⅰ.柠檬酸浸法:将腐蚀文物直接放在2%-3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈;
ⅱ.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;
ⅲ.BTA保护法:
请回答下列问题:
①写出碳酸钠法的离子方程式___________________。
②三种方法中,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”
23.(12分)I、(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用将CO氧化,被还原为S。
已知:
①
②
③
则氧化CO的热化学方程式为___________。
(2)用将HCl转化为的过程如图所示。
其中,过程①的热化学方程式为,过程②生成1mol的反应焓变为,则由生成的热化学方程式为__________。(反应焓变用和表示)。
(3)已知:
①;
②。
写出由和生成的热化学方程式:__________。
(4)工业上可通过天然气跟水蒸气反应制取,有关反应的能量变化如图所示,则该反应的_________(用含a、b、c的式子表示)。
II、如图所示的装置中,若通入直流电5 min时,铜电极质量增加2.16 g,试回答:
(1)电源电极X的名称为_______。
(2)A溶液电解后加入_______可恢复至原溶液;B溶液pH _______ (填“增大”“减小”或“不变”);C溶液中银棒上的电极反应式为_______。
(3)若A中KCl溶液的体积是200 mL,电解后,溶液中OH-的物质的量浓度为_______(设电解前后溶液体积无变化)。
24.(12分)铁及碳的化合物在社会生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题:
i.磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一。
已知:①Fe3O4(s)+4C(s)3Fe(s)+4CO(g) △H=+646.0 kJ mol﹣1
②C(s)+CO2(g)2CO(g) △H=+172.5 kJ mol﹣1
则Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g) △H=___________ 。
ii.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸的温度,然后把温度计上的酸用水冲洗干净;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是___________(填字母)。
A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=___________(结果保留一位小数)。
(3)____(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理由是___________。
iii、如图表示时合成氨反应的能量变化曲线图。合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制备,发生的反应为。一定条件下,在容器中发生上述反应,各物质的物质的量浓度的变化如表所示:
0 0.2 0.3 0 0
2 0.3
3 0.3
4 0.09 0.19 x 0.33
回答下列问题:
(1)表中 ;前内的平均反应速率为 。
(2)内,反应过程中氢气浓度量增大的原因可能是 (填序号)。
A.升高温度 B.使用催化剂 C.充入氢气
参考答案
1.C【解析】A、H2O的分解反应是吸热反应,故A错误;B、氢能源将成为21世纪的主要绿色能源,氢气是通过电解制备的,耗费大量电能,廉价制氢技术采用太阳能分解水,但技术不成熟,是制约氢气大量生产的因素,氢能源未被普遍使用,故B错误;C、因为H2O的分解反应是吸热反应,所以2molH2O具有的总能量低于2molH2和1molO2的能量,故C正确;D、氢氧燃料电池放电过程是原电池原理,是将化学能转化为电能,故D错误;故选C。
2.C【解析】A.根据盖斯定律,由①-②可得,<0,故A错误;B.中和反应的反应热是指在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1mol时的反应热,与反应物的量无关,故B错误;C.中和热是稀的强酸和稀的强碱反应生成1mol水放出的热量,故C正确;D.根据盖斯定律,由②×2+③可得
,故D错误;故选:C。
3.C【解析】A.键能越大,化学键越牢固,分子越稳定,N≡N 的键能大于O=O的键能,N2比O2稳定,故A正确;B.根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1,故B正确;C.根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),△H3=2752kJ/mol-534kJ/mol=2218kJ/mol,化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值,旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,设断裂1molN-H键所需的能量为a,旧键断裂吸收的能量:154+4a+500=2218,解得a=391,故C错误;D.根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),△H3=2752kJ/mol-534kJ/mol=2218kJ/mol,即图中的ΔH3=+2218 kJ·mol-1,故D正确;故选C。
4.C【解析】A.由“碱性水”可推知b为直流电源的负极,a为直流电源的正极,故A项错误;B.右侧生成OH-,根据正负电荷守恒可知K+穿过离子交换膜移到右侧,即该离子交换膜为阳离子交换膜,故B项错误;C.阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,Cl2+H2OHCl+HClO,故“酸性水”中含HClO,具有强氧化性,能杀菌,故C项正确;.D. 阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故D错误;所以本题答案:C。
5.A【解析】A.充电时是电解池工作原理,阴极发生得电子的还原反应,电极反应式为Cr3++e-=Cr2+,A正确;B.电池放电时,反应是原电池的工作原理,负极发生失电子的氧化反应,电极反应式为Cr2+-e-=Cr3+,B错误;C.电池放电时,Cl-从正极室穿过选择性透过膜移向负极室,即从a极穿过选择性透过膜移向b极,C错误;D.放电时,电路中每流过0.1mol电子,就会有0.1mol的铁离子得电子,减小浓度与体积有关,因此不能确定Fe3+浓度降低数值,D错误;故合理选项是A。
6.A【分析】电池放电的总反应式为,单质锂在负极放电,负极的电极反应式为,由总反应和负极的电极反应式可得到正极的电极反应式,据此分析作答。【解析】A. 根据上述分析可知,放电时正极反应式为:,A项正确;B. 因为单质锂可以与水反应,所以电解质溶液不能是水溶液,B项错误;C. 放电时,Li在负极失电子,在正极得电子,C项错误;D. 从图中可以看到,充电时(向左反应),电池会远离磁铁,即充电时电池中的单质铁转化为氧化铁,不能被磁铁吸引,D项错误;答案选A。
7.D【解析】A.利用盖斯定律,由可得 ,则标准状况下4.48 L(即0.2 mol)还原生成和水蒸气时,放出的热量为173.4 kJ,A项正确;B.气态水转化为液态水是放热过程,若反应①中生成的水为液态时,放出热量更多,更小,故,B项正确;C.若均有1 mol甲烷反应,氧化产物均为,反应①②转移的电子数均为,则反应①②转移电子数相同,C项正确;
D.反应②中有1 mol甲烷反应时,转移电子物质的量是8 mol,但没有注明反应物所处的温度和压强,反应物的量未知,所以不能计算转移电子的物质的量,D项错误;答案选D。
8.C【解析】A、根据电池总反应,Zn的化合价升高,根据原电池的工作原理,即锌作负极,发生氧化反应,故A说法正确;B、根据电池总反应方程式,生成OH-,溶液的pH增大,故B说法正确;C、根据原电池的工作原理,电子从Zn电极流出经外电路流向石墨,电解质溶液应是阴阳离子定向移动,没有电子通过,故C说法错误;D、负极电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2↓,正极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH-,故D说法正确。
9.A【解析】A.根据反应方程式可知,该反应的反应焓变为,则生成1mol乙烷气体时放出的热量为123 kJ,A正确;B.根据A选项可知,B错误;C.该反应的热化学方程式,C错误;D.该反应需在催化剂且加热条件下才能实现,D错误;答案选A。
10.D【分析】A.对比实验①②,这两个实验中只有溶液酸性强弱不同,其它外界因素都相同,且溶液的pH越小,Cr2O72-的去除率越大;B.实验②中,Cr2O72-在阴极上得电子发生还原反应;
C.实验③中,Cr2O72-在阴极上得电子,阳极上生成的亚铁离子也能还原Cr2O72-;D.实验③中,Cr2O72-在阴极上得电子,阳极上生成的亚铁离子也能还原Cr2O72-,理论上电路中每通过3 mol电子,则有0.5 molCr2O72-在阴极上被还原,且溶液中还有Cr2O72-被还原。【解析】A.对比实验①②,这两个实验中只有溶液酸性强弱不同,其它外界因素都相同,且溶液的pH越小,Cr2O72-的去除率越大,所以降低pH可以提高Cr2O72-的去除率,A正确;B.实验②中,Cr2O72-在阴极上得电子发生还原反应,电极反应式为Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O,故B正确;C.实验③中,Cr2O72-在阴极上得电子,阳极上Fe失电子生成Fe2+,亚铁离子也能还原Cr2O72-,C正确;D.实验③中,Cr2O72-在阴极上得电子,阳极上Fe失电子生成Fe2+,亚铁离子也能还原Cr2O72-,理论上电路中每通过3mol电子,根据电极反应式Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O,则有0.5 molCr2O72-在阴极上被还原,同时阳极生成1.5molFe2+,根据得失电子守恒,溶液中还有0.25mol Cr2O72-被Fe2+还原,所以共有0.75mol Cr2O72-被还原,D错误;故合理选项是D。【点睛】本题考查电解原理的应用的知识,明确离子放电顺序及电解原理是解本题关键,注意:活泼金属作阳极时,阳极上金属失电子而不是溶液中阴离子失电子,易错选项是D。
11.B【解析】A.装置Ⅰ中,Fe电极上发生氧化反应,电路中转移0.2mol电子,则Fe电极溶解生成0.1mol(5.6g)进入甲池,且盐桥中的阴离子也进入甲池,所以甲池溶液质量的增加量大于5.6g,A错误;B.装置Ⅱ中甲池相当于原电池,发生Fe的吸氧腐蚀,Fe作负极,石墨c作正极,乙池相当于电解池,乙池中石墨a电极连接Fe电极,作阴极,发生还原反应,故装置I中的石墨电极与装置Ⅱ中乙池的石墨a电极的电极反应均为得电子生成Cu,B正确;C.装置Ⅰ是化学能转化为电能,装置Ⅱ中甲池是化学能转化为电能,乙池则是电能转化为化学能,C错误;D.电子只能在外电路的导线中流动,不进入溶液中,则装置Ⅱ中电子流向为Fe→电流计→石墨a,石墨b→铜丝→石墨c,D错误;故答案为:B。
12.C13.D14【答案】A【解析】【详解】A.因为阳极RCOO-放电可得到R-R(烷烃)和产生CO2,在强碱性环境中,CO2会与OH-反应生成CO32-和H2O,故阳极的电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O,阴极上H2O电离产生的H+放电生成H2,同时生成OH-,阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,因而电解总反应方程式为2RCOONa+2NaOHR-R+2Na2CO3+H2↑,故A说法不正确;B.RCOO-在阳极放电,电极反应式为2RCOO--2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O, -COO-中碳元素的化合价由+3价升高为+4价,发生氧化反应,烃基-R中元素的化合价没有发生变化,故B说法正确;C.阴极上H2O电离产生的H+放电生成H2,同时生成OH-,阴极的电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,故C说法正确;
D.根据题中信息,由上述电解总反应方程式可以确定下列反应能够发生:2CH3COONa+2NaOHCH3-CH3+2Na2CO3+H2↑,2CH3CH2COONa+2NaOHCH3CH2-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑,CH3COONa+CH3CH2COONa+2NaOHCH3-CH2CH3+2Na2CO3+H2↑。因此,电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH 的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷,D说法正确。答案为A。
15【答案】B【解析】【分析】由题意知,图1为太阳能电池工作示意图,属于原电池,图2与图1联合时,图2为电解池,由图2知,X电极反应为,发生还原反应,故X为阴极,与电源负极相连,由图1可知,电池的阳离子向P电极移动,所以P电极是太阳能电池的正极,N电极为负极,故X电极连接N电极,Y电极连接P电极。【详解】A.由分析知,X电极流入电子,Y电极失去电子,为了维持电荷守恒,可以是阳极室的阳离子(如H+)移入阴极室,也可以是阴极室阴离子阴离子(如)移入阳极室,故交换膜可以是阳离子或阴离子交换膜,A错误;B.由图2知,Y极VO2+失电子转化为,对应电极反应为:VO2+-e-+H2O=+2H+,B正确;C.由分析知,Y电极连接太阳能电池P电极,C错误;
D.由Y电极反应为VO2+-e-+H2O=+2H+,知每转移1mol电子,右池中有2mol H+生成,D错误;故答案选B。
16【答案】D【解析】【分析】放电时的总反应:,放电时,铜箔上失电子为负极,铝箔上得电子做正极。【详解】A.放电时,铜箔上失电子为负极,铝箔上得电子做正极,A错误;B.放电时,阳离子移向正极,所以Li+通过隔膜移向正极,B错误;C.用充电桩给汽车电池充电的过程中,阴极反应为:,质量增加,C错误;D.充电时的阳极反应式为,D正确;答案选D。
17【答案】AC【解析】【分析】当K闭合时,X极上产生的气体能使湿润的演粉碘化钾试纸变蓝,可知X极上产生的气体是氯气,电极反应为:2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑,说明右侧装置为电解池,则X极为阳极,Y极为阴极;左侧装置为原电池,A极为原电池的正极,B极为原电池的负极。【详解】A.由上述分析知,Y 极为阴极,A极为正极,则A极上发生还原反应,Y极上发生还原反应,Y极的电极反应式为Cu2++2e﹣=Cu,故A正确;B.电池工作一段时间后,丙池中Y极上析出Cu,X极质量不变,两极总质量增加,故B错误;C.当0.5 mol SO42﹣通过阴离子交换膜时,Cl﹣在X极上失去1mol电子,生成氧气的物质的量为0.5 mol,即标准状况下体积为11.2 L,故C正确;D.电子只能在导线中移动,不能流经电解质溶液,故D错误;故选:C。
18.B19. BC
20.I、Al-3e-=Al3+ 作催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3 (2分) CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H2=+247.4 kJ/mol; (2分) 【解析】Ⅰ.(1)Al~CO2电池的负极为铝,正极为多孔碳电极,所以负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+。(2)根据正负极反应可知反应前后氧气的量没有发生变化,所以氧气为催化剂。(3)电池的反应产物为Al2(C2O4)3,由正、负极的电极反应式可知总方程式为2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。
Ⅱ.(4)根据盖斯定律可知,①×2-②得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),所以△H=△H1×2-△H2=(+206.2 kJ/mol)×2-(+165.0 kJ/mol)=+247.4 kJ/mol。
III、 (2分) 负 C
【解析】(1)根据盖斯定律可知,将第一个热化学方程式乘以2加上第二个热化学方程式可得:
。(2)由题意知,该电池为新型燃料电池,发生失电子的氧化反应,作原电池的负极。(3)根据题意,白色沉淀较长时间不变色,则电解时应有还原性物质生成,使不易被氧化,据此分析作答;A. 根据电解时a应为电源正极,b为电源负极,故A正确;B. 电解时可以用NaCl溶液作为电解质溶液,阳极的电极反应为;阴极的电极反应为,故B正确;C. 阳极为铁电极,发生失电子的氧化反应生成亚铁离子,阴极生成氢气,可以不用铁作电极,故C错误;D. B极为电解池阴极,电解产生的可将电解质溶液中溶解的排出,利于在较长时间内存在,故D正确;答案选C。
21.I、正极 (2分) 增大 阳 (2分) (2分)
【解析】(1)①根据题意可知,氯离子失电子生成,故产生的电极应接电源的正极,电极反应式为。②a极区为阴极区,电极反应式为,a极区浓度增大,溶液的pH增大。③为防止与反应,装置中应使用阳离子交换膜。(2)以甲烷为燃料,空气为氧化剂,NaOH溶液为电解质溶液,负极的电极反应。(3)将银器置于含食盐水的铝制容器中并与铝接触形成原电池,铝作负极失电子,生成,正极得电子,转化为银,正极的电极反应式为。
II、锌片上有气泡产生,铜片上无明显现象 锌能置换出酸中的氢而铜不能 锌片上有红色金属析出,锌片上产生气泡的速率明显加快 活泼金属可将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,、稀硫酸构成原电池,为负极 (2分) 阴极上有红色金属析出,阳极上有气体产生 将铜片与锌片用导线连接后同时置入稀硫酸中,锌片溶解,铜片上有气泡产生 【解析】(1)两种金属不接触,则是金属单独与酸的反应,根据金属活动性,锌与酸反应产生气体,铜不反应,这是从金属能否与酸反应产生氢气的角度说明两金属的活动性,故答案为:锌片上有气泡产生,铜片上无明显现象;锌能置换出酸中的氢而铜不能;(2)乙同学在甲同学的基础上进行实验,向溶液中滴入某种溶液证明两金属的活动性,则此溶液应为溶液,锌与溶液反应置换出红色的Cu,现象为锌片上有红色金属析出,同时构成铜锌原电池,锌片上产生气泡的速率明显加快,这是从金属与盐溶液反应的角度说明两金属的活动性,故答案为:;锌片上有红色金属析出,锌片上产生气泡的速率明显加快;活泼金属可将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,、稀硫酸构成原电池,为负极;(3)乙同学完成实验后的溶液中含有、、等,此时电解混合溶液,根据阳离子的放电顺序可判断金属的活动性,发生反应的化学方程式为,现象为阴极上有红色金属析出,阳极上有气体产生,故答案为:;阴极上有红色金属析出,阳极上有气体产生;(4)可将铜、锌与稀硫酸构成原电池,被腐蚀的是锌,铜片上有气泡产生,说明锌比铜活泼,故答案为:将铜片与锌片用导线连接后同时置入稀硫酸中,锌片溶解,铜片上有气泡产生。
22.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-e-+Cl-=CuCl 4CuCl+O2+2H2O+2CO32-=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-(2分) ABC(2分)
【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Ⅰ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。【解析】(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、H2O、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)①结合图像可知,正极得电子发生还原反应,过程Ⅰ的正极反应物是氧气,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-;②结合图像可知,过程Ⅰ中Cu作负极,电极反应式是Cu-e-+Cl-=CuCl;(4)①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)2CO3+4Cl-;②A.在青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)2CO3,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。
23.I、 (2分) (2分)
【解析】(1)由盖斯定律可知,2×②-2×①–③得,故答案为: ;(2)过程②的热化学方程式为,由盖斯定律可知,由生成的热化学方程式为,故答案为:;(3)由①–②得,故答案为: ;
(4)由图可知:Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.根据盖斯定律可知,Ⅲ-3×Ⅱ-Ⅰ得,故答案为:。
II【答案】(1)负极 (2) ①. HCl气体 ②. 减小 ③. Ag-e-=Ag+ (3)0.1mol/L(2分)【解析】【分析】电解池中,与电源负极相连的电极是阴极,阴极上氧化剂得到电子发生还原反应,与电源正极相连的电极是阳极;如图所示的装置中,若通入直流电5 min时,铜电极质量增加2.16 g,则C装置中铜电极电极反应为:Ag++e-=Ag,铜电极为阴极,Ag电极为阳极,则Y为正极、X为负极,电化学反应时,电极上电子数守恒,据此分析回答;【小问1详解】据分析:电源电极X的名称为负极。【小问2详解】通电后A中发生的是惰性电极电解氯化钾溶液,产物为氢氧化钾,氢气和氯气:总反应方程式为,逸出等物质的量的氢气和氯气,则电解后加入HCl气体可恢复至原溶液;惰性电极电极B溶液,阴极先发生:Cu2++2e-= Cu,阳极始终是水提供的氢氧根放电:,电极电解硫酸铜溶液生成硫酸、铜和氧气,铜离子消耗完毕,剩余溶液为硫酸、硫酸钾的混合溶液,再电解时相当于电解水,所以氢离子浓度不断增大,pH减小;C溶液中银棒为阳极、发生氧化反应,电极反应式为Ag-e-=Ag+。
【小问3详解】电化学反应时,电极上电子数守恒,A中生成氢氧根离子、C中铜棒上析出的银之间存在关系式: ,C中铜棒上析出2.16 g 即0.02molAg,则A中生成0.02molOH-,若A中KCl溶液的体积是200 mL,则电解后溶液中OH-的物质的量浓度为0.1mol/L(设电解前后溶液体积无变化)。
24.-44.0 kJ/mol D -51.8 kJ·mol-1 (2分) 不能 H2SO4与Ba(OH)2反应时生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的中和热 iii(1) 0.11(2分) (2分)(2)A【详解】(1)由表格数据可知,从反应开始至时氢气浓度的变化量为,由化学方程式可知;由、时的浓度均为可知,时反应达到平衡状态,由题给数据建立如下三段式:
根据三段式,前内甲烷的平均反应速率为;(2)A.由表格数据可知,内,甲烷和水蒸气浓度减小,氢气的浓度增大,说明平衡向正反应方向移动。该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,甲烷和水蒸气浓度减小,氢气的浓度增大,故A符合题意;B.使用催化剂,平衡不移动,反应物和生成物的浓度均不变,故B不符合题意;C.充入氢气,生成物浓度增大,平衡向逆反应方向移动,甲烷和水蒸气浓度增大,故C不符合题意。故选A。