第一章:化学反应与能量转化 同步习题
一、单选题(共12题)
1.一种钾离子电池的电池反应为K0.5MnO2+8xCK0.5-xMnO2+xKC8,其装置如图所示。下列说法正确的是
A.充电时,化学能转变为电能
B.放电时,K+向负极区迁移
C.放电时,负极的电极反应为Al-3e-=Al3+
D.充电时,阳极的电极反应为K0.5MnO2-xe-=K0.5-xMnO2+xK+
2.下列与化学反应能量变化相关的叙述中,正确的是
A.热化学方程式的ΔH大小与化学计量数无关
B.利用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
C.H2(g)的燃烧热ΔH=-285.8kJ·mol-1,则反应2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)的反应热ΔH=+571.6kJ·mol-1
D.测定中和反应反应热的时候,测量盐酸和NaOH混合溶液刚开始的温度,记为反应前体系的温度
3.Li可与S8发生系列反应:S8+2Li=Li2S8,3Li2S8+Li=4Li2S6,2Li2S6+2Li=3Li2S4,Li2S4+2Li=2Li2S2,Li2S2+2Li=2Li2S。科学家据此设计某锂硫电池,示意图如图。放电时,炭/硫复合电极处生成Li2Sx(x=1、2、4、6或8)。下列说法正确的是
A.该电池中的电解质溶液可以用水溶液
B.放电时,电子由炭/硫复合电极经用电器流向Li电极
C.放电时,生成的S(x≠1)若穿过聚合物隔膜到达Li电极表面,不会与Li直接发生反应
D.放电时,当0.01molS8全部转化为Li2S2时,理论上消耗0.56gLi
4.电化学合成有机物是有机化合物的一种“绿色合成法”,一种利用乙炔电化学合成乙烯和草酸的装置如下图所示,下列说法正确的是
A.B电极接电源的负极
B.离子交换膜应选用阴离子交换膜
C.A电极的电极反应式为
D.电路中每转移1mol,理论上可生成草酸45g
5.下列有关反应热的叙述中正确的是
①已知 ,则氢气的燃烧热;
②单质A和单质B互为同素异形体,由单质A转化为单质B是一个吸热过程,由此可知单质B比单质A稳定;
③ ,恒温恒压条件下达到平衡后加入X,上述反应的增大;
④根据下表数据可以计算出3H2+的焓变;
共价键 C-C C-H H-H
键能/() 348 610 413 436
⑤根据盖斯定律可推知在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1mol(g)时,放出的热量相等;
⑥25℃、101kPa时,1mol碳完全燃烧生成(g)所放出的热量为碳的燃烧热。
A.①②③④ B.③④⑤ C.④⑤ D.⑥
6.我国化学工作者提出一种利用有机电极(PTO/HQ)和无机电极(MnO2/石墨毡)在酸性环境中可充电的电池,其放电时的工作原理如图所示:
下列说法正确的是
A.放电时,MnO2/石墨毡为负极,发生氧化反应
B.充电时,有机电极和外接电源的正极相连
C.放电时,MnO2/石墨毡电极的电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
D.充电时,每消耗1molPTO,理论上外电路中转移电子数为4mol
7.下列实验操作、实验现象及结论均正确的是
选项 实验操作 实验现象 结论
A 先向某溶液中加入溶液,再加足量盐酸 开始时产生白色沉淀,后沉淀不溶解 原溶液中含有
B 向淀粉溶液中加适量20%溶液,加热,冷却后加NaOH溶液至溶液呈中性,再滴加少量碘水 溶液变蓝 淀粉未水解
C 将铁片插入稀硫酸中,一段时间后再往溶液中滴加少量溶液 开始时有少量气泡产生,加入溶液后,有大量气泡产生 形成Fe-Cu原电池,加快反应速率
D 将铜粉加入溶液中 溶液逐渐变蓝 还原性:Cu>Fe
A.A B.B C.C D.D
8.已知某些燃料的燃烧热ΔH 的数据如下:
燃料 甲醇 氢气 乙烷 一氧化碳
ΔH(kJ·mol1) —726. 51 一285. 8 一1559.8 一283
上述燃料中,热值(单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量)最小的是
A.甲醇 B.氢气 C.乙烷 D.一氧化碳
9.已知:在一定条件下可发生一系列反应,如下图所示:
下列说法不正确的是
A. B.
C. D.
10.在标准状况下,纯物质的规定熵,叫做标准摩尔熵,用符号表示。相关数据如下表,通过数据分析得出的下列结论不正确的是
物质
191.6 205.2 173.8 186.9 197.7 210.8 213.8 219.3
A.相对分子质量相同的分子,分子对称性越差,结构越复杂,标准摩尔熵越大
B.组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,标准摩尔熵越大
C.反应的标准摩尔熵变
D.推测羰基硫的标准摩尔熵大于
11.下图是应用电化学方法检测空气中SO2的原理示意图。下列有关说法不正确的是
A.内电路中电极b表面上的电子向电极a迁移
B.电极b表面O2发生还原反应,电极附近溶液中的H+浓度减小
C.电极a表面的电极反应式为:
D.该装置工作时能将化学能转变为电能,并有H2SO4生成
12.如图,c管为上端封口的量气管,为测定乙酸溶液浓度,量取待测样品加入b容器中,接通电源,进行实验。下列说法正确的是
A.左侧电极反应:
B.实验结束时,b中溶液红色恰好褪去
C.若c中收集气体,则样品中乙酸浓度为
D.把盐桥换为U形铜导线,不影响测定结果
二、填空题(共8题)
13.用如图所示装置研究铁的防腐蚀过程:
(1)K1、K2、K3只关闭一个,则铁腐蚀的速度最快的是只闭合 (选填“K1”、“K2”或“K3”,下同)。
(2)为减缓铁的腐蚀,应只闭合 ,该防护法称为 。
(3)只闭合K3,石墨电极附近的pH将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.2022年12月4日神舟十四号载人飞船成功返回地面,圆满完成飞行任务。载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义。
(1)氢氧燃料电池(如图所示)反应生成的水可作为航天员的饮用水,由图示的电子转移方向判断Y气体是 ,OH-向 (填“正”或“负”)极作定向移动,负极的电极反应式为 。
(2)我国“神舟”飞船的电源系统有太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池等。
①飞船在光照区运行时,太阳能电池帆板的能量转化形式是: 能转化为电能等。
②镉镍蓄电池的工作原理为:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。当飞船运行到地影区时,镉镍蓄电池为飞船供电,此时在正极反应的物质是 ,负极附近溶液的碱性 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
③应急电池在紧急状况下会自动启动,工作原理为Zn+A2O+H2O2Ag+Zn(OH)2,工作时,当消耗32.5gZn时,理论上外电路转移的电子数目为 。
15.氯气是一种重要的化学物质,在生产和生活中有多种用途:
(1)从海水中获得食盐的方法称为 。NaCl的电子式是 。
(2)实验室电解饱和食盐水的装置如下图所示。下列判断正确的是 (选填编号)。
A.电极a为阴极
B.电极b上发生了还原反应
C.阳极附近溶液变红
D.阴极产生黄绿色气体
(3)工业上用电解饱和食盐水的方法制取氯气。写出该反应的化学方程式: ,若得到氯气1.12L(标准状况下)时,转移的电子数为 mol。
(4)电解时应避免两极产物相互接触,否则可能发生副反应。写出产物中一种单质与一种化合物反应的化学方程式: 。
(5)氯气有毒,但是也可以用来消毒的原因是 。
(6)某同学用氯气做了如下实验:
①向盛有KI溶液的试管中滴加少量氯水后再加入少许CCl4,振荡,静置后可观察到 。
②如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层中颜色会逐渐变浅,最后变成无色。则下列说法正确的是
a、CCl4层中溶质被氧化 b、CCl4被氧化
c、CCl4层中溶质被还原 d、CCl4被还原
(7)氢气是一种清洁能源,有人提议通过电解饱和食盐水大规模生产氢气。你是否同意该观点?请用文字作简要解释。
16.普通锌锰干电池的结构如图所示。回答下列问题。
(1)①电池中电解质溶液为 。
②正极反应式为 。
③放电时向 (填“正极”或“负极”)移动。
(2)废电池中的锌皮常用于实验室制氢气,废锌皮和纯锌粒分别与同浓度的稀硫酸反应,产生氢气速率较大的是 ,若用过量的纯锌粒与一定量的稀硫酸反应,为了加快反应速率又不影响产生氢气的量,下列措施可行的是 。
A.微热
B.加入适量氧化铜
C.加入少量硫酸铜溶液
D.加水
E.加入少量氢氧化钡溶液
17.请按要求书写电极产物或电极反应式。
(1)写出用惰性电极电解下列溶液时的阳极产物:
①KOH溶液 ;
②溶液 ;
③溶液 。
(2)写出用惰性电极电解下列溶液时的阴极产物:
①NaCl溶液 ;
②溶液 ;
③溶液 。
(3)写出用Cu电极电解溶液的电极反应:阴极 ;阳极 ;总反应 。
18.化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)如图所示装置中锌片是 (填“正极”或“负极”),其电极反应式是 。溶液中H+移向 (填“锌”或“石墨”)电极。
(2)下列反应通过原电池装置,可实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①2H2+O2=2 H2O ②HCl+NaOH= NaCl+H2O ③CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
19.为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L-1FeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择,写出名称)。
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择 作为电解质。
阳离子 u∞×108/(m2·s-1·V-1) 阴离子 u∞×108/(m2·s-1·V-1)
Li+ 4.07 4.61
Na+ 5.19 7.40
Ca2+ 6.59 Cl- 7.91
K+ 7.62 8.27
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入 电极溶液中。
(4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 mol·L-1。石墨电极上未见Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)= 。
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为 ,铁电极的电极反应式为 。因此,验证了Fe2+氧化性小于Fe3+还原性小于Fe。
20.海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在之间。某地海水中主要离子的含量如下表:
成分
含量 83 200 118
(1)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。
① 阴极的电极反应式为 。
② 电解一段时间,阴极区会产生水垢,其成分为和,写出生成的离子方程式 。
③ 淡水的出口为a、b、c中的 出口。
(2)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料,如 电池某电极的工作原理如下图所示:
该电池电解质为传导的固体材料。放电时该电极是电池 极 (填“正”或“负”),电极反应式为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.充电时,应是电能转化为电池的化学能,A项错误;
B.放电时,正极得电子,故K+应当向正极区迁移,B项错误;
C.由已知得,放电时,负极失去电子,故负极的电极反应应为: xKC8-xe-=8xC + xK+,C项错误;
D.充电时,阳极的电极反应为K0.5MnO2-xe-=K0.5-xMnO2+xK+,D项正确;
答案选D。
2.B
【详解】A.热化学方程式中的化学计量数表示物质的量,热化学方程式的ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数成正比,A错误;
B.反应的热效应只与始态、终态有关,与过程无关,根据盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变,B正确;
C.根据H2(g)的燃烧热ΔH=-285.8kJ·mol-1,可得2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ mol-1,所以有2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6kJ mol-1,水应是液态,C错误;
D.起始温度应是混合前盐酸的温度和NaOH溶液的温度的平均值,D错误;
综上所述答案为B。
3.D
【分析】在原电池中,Li较活泼,所以Li电极为负极,电极方程式为Li-e-=Li+,炭/硫复合电极是正极,发生还原反应,电子从原电池的负极流向正极,根据电极反应式结合电子转移进行计算即可。
【详解】A.Li是活泼金属可以和水反应生成氢气,该电池中的电解质溶液不可以用水溶液,故A错误;
B.由分析可知,炭/硫复合电极为正极,Li电极为负极,原电池中电子由负极移向正极,故B错误;
C.由题干信息可知,生成的当x=2、4、6或8时,若穿过聚合物隔膜到达Li电极表面,可以直接与Li发生反应,故C错误;
D.放电时,当0.01molS8全部转化为Li2S2时,由总电极方程式S8+8Li=4Li2S2可知消耗0.08molLi,质量为0.08mol×7g/mol=0.56g,故D正确;
故选D。
4.C
【详解】A.B电极乙炔生成草酸,碳元素化合价升高发生氧化反应,B电极接电源的正极,故A错误;
B.阴极发生反应,阳极发生反应,阴极消耗氢离子、阳极生成氢离子,离子交换膜应选用阳离子交换膜,故B错误;
C.A电极乙炔得电子生成乙烯,A是阴极,电极反应式为,故C正确;
D.阳极反应式为,电路中每转移1mol,理论上可生成草酸,生成草酸的质量为,故D错误;
选C。
5.D
【详解】①燃烧热概念中生成的应是液态,故①错误;
②A→B是吸热过程,说明A具有的能量比B低,能量越低越稳定,则A比B稳定,故②错误;
③只跟始态和终态有关,代表1molX完全反应后产生的热效应,平衡后加入X,不变,故③错误;
④由于苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间特殊的键,题目中没有说明键能是多少,无法计算反应的焓变,故④错误;
⑤金刚石和石墨的结构不同,所具有的能量不同,燃烧生成气体时放出的热量是不同的,故⑤错误;
⑥25℃、101kPa时,1mol碳完全燃烧生成气体所放出的热量为碳的燃烧热,故⑥正确。综上,正确的为⑥;
故选D。
6.D
【详解】A.放电时,MnO2→Mn2+,发生还原反应,所以MnO2/石墨毡为正极,故A错误;
B.放电时,MnO2/石墨毡为正极,有机电极为负极,充电时,有机电极和外接电源的负极相连,故B错误;
C.放电时,MnO2/石墨毡电极为正极,MnO2→Mn2+,MnO2/石墨毡电极的电极反应式为MnO2+2e-+4 H+=Mn2++2H2O,故C错误;
D.充电时,每消耗1molPTO,需结合4mol氢离子,所以理论上外电路中转移电子数为4mol,故D正确;
选D。
7.C
【详解】A.若溶液中含有Ag+,加入溶液,产生白色沉淀AgCl,再加足量盐酸,沉淀也不溶解,故A错误;
B.向淀粉溶液中加适量20%溶液,加热,冷却后加NaOH溶液至溶液呈中性,再滴加少量碘水,溶液变蓝,说明有淀粉存在,可能是淀粉未水解,也可能是淀粉部分水解,故B错误;
C.将铁片插入稀硫酸中,铁和硫酸反应生成氢气,有少量气泡产生,一段时间后再往溶液中滴加少量溶液,铁和硫酸铜发生置换,将铜置换出来,形成了Fe-Cu原电池,加快了反应速率,此时有大量气泡产生, 故C正确;
D.将铜粉加入溶液中,发生的反应为:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,说明还原性:Cu>Fe2+,故D错误;
故选C。
8.D
【分析】根据热值的概念(单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量),计算1g的燃料完全燃烧放出的热量,再比较大小。
【详解】A.1g甲醇完全燃烧时所放出的热量为;
B.1g氢气完全燃烧时所放出的热量为;
C.1g乙烷完全燃烧时所放出的热量为;
D.1g一氧化碳完全燃烧时所放出的热量为;
由上述计算可知,1g一氧化碳完全燃烧时所放出的热量最少,即热值最小。
答案选D。
9.B
【详解】A. 水蒸气的能量大于液态水,甲烷燃烧生成液态水放热多,所以,故A正确;
B. 根据盖斯定律,,故B错误;
C. 根据盖斯定律,,故C正确;
D. 水蒸气的能量大于液态水,液态水转化为水蒸气吸热,所以,故D正确。
选B。
【点睛】化学反应的反应热只与反应的始态(反应物)和反应的终态(生成物)有关,与反应途径无关,理解盖斯定律的含义是解题的关键。
10.C
【详解】A.根据表格中一氧化碳和氮气的标准摩尔熵可知,相对分子质量相同的分子,分子对称性越差,结构越复杂,标准摩尔熵越大,A正确;
B.根据表格中氟气和氯气的标准摩尔熵可知,组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,标准摩尔熵越大,B正确;
C.根据表格中的数据可知,该反应的标准摩尔熵变=2×210.8-191.6-205.2=24.8,故其,C错误;
D.和二氧化碳的结构相似,但是其相对分子质量较大,且对称性较差,故其标准摩尔熵大于二氧化碳的标准摩尔熵,D正确;
故选C。
11.A
【详解】A.根据图中信息电极a电子流出,说明内电路中电极a表面上的电子向电极b迁移,故A错误;
B.电极b表面O2得到电子,发生还原反应,电极反应式为,则电极附近溶液中的H+浓度减小,故B正确;
C.电极a表面是通入二氧化硫,二氧化硫失去电子变为硫酸根,其电极反应式为:,故C正确;
D.该装置是原电池,二氧化硫和氧气通入,工作时能将化学能转变为电能,并有H2SO4生成,故D正确。
综上所述,答案为A。
12.A
【分析】本装置为电解池,左侧阳极析出氧气,右侧阴极析出氢气,据此分析解题。
【详解】A.左侧阳极析出氧气,左侧电极反应:,A正确;
B.右侧电极反应2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-,反应结束时溶液中存在CH3COO-,水解后溶液显碱性,故溶液为红色,B错误;
C.若c中收集气体,若在标况下,c中收集气体的物质的量为0.5×10-3mol,转移电子量为0.5×10-3mol×4=2×10-3mol,故产生氢气:1×10-3mol,则样品中乙酸浓度为:2×10-3mol ÷10÷10-3=,并且题中未给定气体状态不能准确计算,C错误;
D.盐桥换为U形铜导线则不能起到传递离子使溶液呈电中性的效果,影响反应进行,D错误;
答案选A。
13.(1)K1
(2) K2 外加电流的阴极保护法
(3)变大
【详解】(1)只关闭K1,构成电解池,Fe作阳极;只关闭K2,构成电解池,Fe作阴极,铁被保护;只关闭K3,构成原电池,Fe作负极,铁被腐蚀;则铁腐蚀的速度最快的是只闭合K1。
(2)只关闭K2,构成电解池,Fe作阴极,铁被保护,为减缓铁的腐蚀,应只闭合K2,该防护法称为外加电流阴极保护法。
(3)只闭合K3,构成原电池,Fe作负极,石墨电极作正极,正极发生反应,O2+2H2O+4e-=4OH-,氢氧根离子浓度增大,pH将变大。
14.(1) O2或氧气 负 H2-2e-+2OH-=2H2O
(2) 太阳或光 NiOOH 减弱 NA
【详解】(1)电子由负极流向正极,X电极为电子流出的一极,Y电极为电子流入的一极,所以X极为负极,Y极为正极,故Y气体为氧气,OH-移向负极,负极电极反应为:
(2)①太阳能电池帆板将太阳能转化为电能;②镉镍蓄电池放电时, NiOOH中Ni元素化合价降低,被还原,则在正极反应的物质是NiOOH,Cd作负极,电极反应式为:,氢氧根离子被消耗,碱性减弱;③32.5gZn的物质的量为0.5mol,根据电池反应知Zn完全转化为Zn(OH)2,Zn元素化合价由0价升高到+2价,失去2e-,Zn~2e-,则消耗32.5gZn时,理论上外电路转移的电子数目为N=n·NA=0.5mol×2×NA= NA。
15. 海水晒盐 B 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 0.1 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 氯气和水会生成次氯酸,次氯酸有强氧化性,可杀菌消毒 溶液分层,上层几乎无色,下层紫红色 a 同意,电解饱和食盐水在得到氯气和NaOH溶液时可以同时生成氢气,可以用来大规模生产氢气。或不同意,电解饱和食盐水会消耗大量电能,所以不适合通过电解饱和食盐水大规模生产氢气。(合理即可)
【详解】(1)从海水中获得食盐通常用蒸发的方法,即海水晒盐。NaCl的电子式是 ,故答案为海水晒盐, 。
(2)A.和直流电源正极相连的电极是电解池的阳极,故A错误;
B.电极b是阴极,发生还原反应,故B正确;
C.阳极是Cl-得到电子生成Cl2,溶于水得到的氯水是酸性的,滴了酚酞的溶液不会变红,故C错误;
D.阴极是水电离出来的H+得到电子生成H2,H2是无色气体,故D错误。
故选B。
(3)电解饱和食盐水制取氯气,同时得到氢气和NaOH,反应的化学方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。得到标准状况下1.12L即0.05mol氯气,转移电子的物质的量为0.05mol×2=0.1mol,故答案为0.1。
(4)电解时得到的NaOH和Cl2可以发生反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
(5)氯气可用来消毒的原理是氯气和水会生成次氯酸,次氯酸有强氧化性,可杀菌消毒。
(6)①向盛有KI溶液的试管中滴加少量氯水,发生氯气和KI的置换反应,置换出来的碘会溶于CCl4,振荡,静置后可观察到溶液分层,上层几乎无色,下层紫红色。
②继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层中颜色会逐渐变浅,最后变成无色,可能的原因是氯水中的Cl2氧化了I2,故选a。
(7)要一分为二看问题,表明自己的观点和理由即可。因此,本小题有两种不同的观点:同意,电解饱和食盐水在得到氯气和NaOH溶液时可以同时生成氢气,可以用来大规模生产氢气;或不同意,电解饱和食盐水会消耗大量电能,所以不适合通过电解饱和食盐水大规模生产氢气。
16. NH4Cl(或氯化铵)溶液 2MnO2+2+2e- ==Mn2O3+H2O+2NH3 正极 废锌皮 AC
【分析】从普通锌锰干电池的结构图可以看出,电子由锌筒流向石墨电极,所以锌筒为负极,石墨电极为正极,电解质为氯化铵溶液和二氧化锰固体。
【详解】(1)①由分析知,在电池中,电解质溶液为NH4Cl(或氯化铵)溶液。
②在正极,得电子生成的H2与MnO2反应生成Mn2O3和H2O,反应式为2MnO2+2+2e- ==Mn2O3+H2O+2NH3。
③放电时,阳离子向正极移动,则向正极移动;
答案为:NH4Cl(或氯化铵)溶液;2MnO2+2+2e- ==Mn2O3+H2O+2NH3;正极;
(2)废锌皮在稀硫酸中可形成原电池,锌作负极,反应速率加快,所以产生氢气速率较大的是废锌皮;
A.微热,溶液温度升高,反应速率加快,且生成氢气的量不变,A符合题意;
B.加入适量氧化铜,与硫酸反应,刘酸的量减小,生成氢气的量减少,B不合题意;
C.加入少量硫酸铜溶液,与锌反应生成Cu,Zn、Cu、稀硫酸形成原电池,加快反应速率,且生成氢气的量不变,C符合题意;
D.加水,溶液中c(H+)减小,反应速率减慢,D不合题意;
E.加入少量氢氧化钡溶液,与硫酸反应,c(H+)减小,反应速率减慢,且生成氢气的量减少,E不合题意;
故选E。答案为:废锌皮;AC。
【点睛】在书写正极反应式时,我们容易将正极产物写成NH3和H2(得电子),其原因是没有考虑到产物的存在形式。
17. O2 Cl2 O2 H2 H2 Cu
【详解】(1)①氢氧化钾为强碱,电解氢氧化钾溶液时,氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气,故答案为:O2;
②氯化锌为活泼金属的无氧酸盐,电解氯化锌溶液时,氯离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氯气,故答案为:Cl2;
③硫酸钠是活泼金属的含氧酸盐,电解硫酸钠溶液时,水电离出的氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气,故答案为:O2;
(2)①氯化钠为活泼金属的无氧酸盐,电解氯化钠溶液时,水电离出的氢离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气,故答案为:H2;
②硫酸为含氧酸,电解硫酸溶液时,氢离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气,故答案为:H2;
③硫酸铜为不活泼金属的含氧酸盐,电解硫酸铜溶液时,铜离子在阴极上得到电子发生还原反应生成铜,故答案为:Cu;
(3)用Cu电极电解溶液时,活性电极铜做阳极,铜失去电子发生氧化反应生成铜离子,电极反应式为,阴极上银离子得到电子发生还原反应生成银,电极反应式为,电解的总反应为,故答案为:;;。
18. 负极 Zn – 2e- = Zn2+ 石墨 ①
【分析】该装置为原电池装置,锌与硫酸发生氧化还原反应,故锌作负极,石墨作正极;能形成原电池的反应必须为氧化还原反应。
【详解】(1)综上分析锌片是负极,锌失电子发生氧化反应生成锌离子,其电极反应式是Zn-2e-=Zn2+,溶液中的阳离子移向正极,故溶液中H+移向石墨电极;
(2)构成原电池装置的反应必须为自发的氧化还原反应,①2H2+O2=2H2O为氧化还原反应,而②HCl+NaOH=NaCl+H2O为非氧化还原反应,故通过原电池装置,可实现化学能直接转化为电能的是①。
19. 烧杯、量筒、托盘天平 KCl 石墨 0.09 mol·L-1 Fe3++e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe3+
【分析】根据题目信息溶液配制判断使用仪器,根据离子反应的条件及题干信息判断盐桥微粒,根据盐桥的作用可以判断离子的移动方向。利用氧化还原反应电子守恒,两电极联系桥梁是电子进行计算溶液中微粒变化。
【详解】(1)溶液配置根据配制过程:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容步骤进行判断所需仪器为:烧杯、量筒、托盘天平;
(2)根据题目盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近进行判断,溶液中含有三价铁和二价铁会与碳酸氢根和硝酸根离子可能发生反应,电迁移率相近故只能选KCl;
(3)根据盐桥中微粒的作用是平衡两电解质溶液的电荷。石墨电极得电子,故阳离子进入石墨电极溶液中;
(4)根据总反应方程式,设溶液体积为1L进行计算:,依据电子守恒得右侧石墨电极二价铁离子浓度增大0.4mol/L,故变为0.9 mol/L;
(5)根据实验过程中电子移动,电解质溶液中微粒得失电子进行判断。石墨电极的电极反应式为:,铁电极的电极反应式为:;
【点睛】考查离子反应、氧化还原反应的应用,原电池实质是氧化还原反应。故可用氧化还原反应的知识进行解答。
20. 正
【分析】Ⅰ阴极水电离出的氢离子得电子生成氢气;
阴极生成氢氧根,与溶液中钙离子、碳酸氢根离子反应生成碳酸钙沉淀;
根据电解时阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,阴离子交换膜只能允许阴离子透过,阳离子交换膜只允许阳离子透过,确定淡水口;
Ⅱ放电时,该装置是原电池,Fe元素化合价由价变为价,得电子发生还原反应,所以该电极是正极;
【详解】Ⅰ阴极水电离出的氢离子得电子生成氢气,电极反应式为;
答案:;
阴极生成氢氧根,与溶液中钙离子、碳酸氢根离子反应生成碳酸钙沉淀,离子方程式为;
答案:;
电解时阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,阴离子交换膜只能允许阴离子透过,阳离子交换膜只允许阳离子透过,故淡水的出口为b;
答案:b;
Ⅱ放电时,该装置是原电池,Fe元素化合价由价变为价,得电子发生还原反应,所以该电极是正极,电极反应式为;
答案:正;。
答案第1页,共2页
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