第四章测评A
(基础过关卷)
(时间:45分钟 满分:100分)
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列事实不能用电化学原理解释的是( )
A.铝片不用特殊方法保护
B.轮船水线下的船体上装一定数量的锌块
C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后速率增大
D.镀锌铁比较耐用
解析:铝能与空气中的O2化合生成致密的氧 ( http: / / www.21cnjy.com )化膜,保护铝不受腐蚀;B项是牺牲阳极的阴极保护法;C项锌与置换出的铜构成原电池,加快反应速率;镀锌铁一旦破损,锌比铁活泼,仍能起保护作用,比较耐用。
答案:A
2.下列叙述正确的是( )
A.电解饱和食盐水制烧碱时,Fe作阳极,石墨作阴极
B.电解氯化铜溶液时,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量相等
C.钢铁在空气中发生电化学腐蚀时,铁作负极
D.原电池工作时,阳离子移向电池的负极
解析:电解饱和食盐水制烧碱时,阳极必须是惰 ( http: / / www.21cnjy.com )性电极,A错误;电解氯化铜时,实质是电解氯化铜本身,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量不相等,B错误;钢铁在空气中发生电化学腐蚀,不论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,均是铁作负极,C正确;原电池工作时,阳离子移向电池的正极,D错误。
答案:C
3.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为2Li++FeS+2e-Li2S+Fe,有关该电池的下列说法中,正确的是( )
A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B.该电池的电池反应式为2Li+FeSLi2S+Fe
C.负极的电极反应式为Al-3e-Al3+
D.充电时,阴极发生的电极反应式为Li2S+Fe-2e-2Li++FeS
解析:在该电池中Li是负极材料,材料中Li为0价,负极反应式为2Li-2e-2Li+,结合题给正极反应式可得出电池反应为2Li+FeSLi2S+Fe,选项A、C不正确,选项B正确;充电时阴极发生得电子的还原反应,选项D不正确。
答案:B
4.如下图所示是某太空空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH溶液为电解液,下列有关说法中正确的是( )
A.该能量转化系统工作时,需不断补充H2O
B.该转化系统的能量本质上来源于太阳能
C.水电解系统中的阴极反应:O2+2H2O+4e-4OH-
D.燃料电池放电时的负极反应:H2-2e-2H+
解析:水电解时阴极反应为2H++2e-H2↑,C项错误;燃料电池放电时负极为H2+2OH--2e-2H2O,故D项错误;A项中H2O可以循环利用,错误;B项正确。
答案:B
5.按下图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示( )
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
①c(Ag+) ②c(AgNO3) ③a棒的质量 ④b棒的质量
⑤溶液的pH
A.①③ B.③④
C.①②④ D.①②⑤
解析:该电解池中,随着电解的进行,c(Ag+)不变,c(AgNO3)不变,溶液的pH不变。因为阳极反应式为Ag-e-Ag+,阴极反应式为Ag++e-Ag。
答案:D
6.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正极移动
解析:该电池中Mg电极为负极,A项错误;石墨电极为正极,H2O2得电子发生还原反应,电极反应式为H2O2+2e-2OH-,电极附近溶液pH增大,B项错误,C项正确;溶液中Cl-移向Mg电极,即Cl-向负极移动,D项错误。
答案:C
7.铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++S
B.当电路中转移0.2 mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol
C.K闭合时,Ⅱ中S向c电极迁移
D.K闭合一段时间后断开,Ⅱ可单独作为原电池,d电极为正极
解析:闭合K后,Ⅰ为原电池,Ⅱ为电解池,a ( http: / / www.21cnjy.com )、b、c、d分别为正极、负极、阴极、阳极,所以A正确;由化学方程式可知B正确;阴离子向阳极d移动,C错误;K闭合后,Ⅱ作为电解池,c电极得电子生成Pb,d电极失电子生成PbO2,所以D正确。
答案:C
8.用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl-、Br-、Na+、Mg2+)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.电池工作时,正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-
B.电解时,a电极周围首先生成Cl2
C.电解时,电子流动路径是:负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
D.忽略能量损耗,当电池中消耗0.02 g H2时,b极周围会产生0.02 g H2
解析:由于磷酸为电解质,电池的正极反应为O2+4H++4e-2H2O,选项A不正确;a电极与原电池正极相连,为电解池的阳极,由于Br-还原性强于Cl-,因此Br-先放电生成Br2,选项B不正确;电解时,电子流动路径是:负极→阴极,阳极→正极,电子不能从溶液中通过,选项C不正确;根据电子守恒规律,当电池中消耗0.02 g H2时,b极周围会产生0.02 g H2,选项D正确。
答案:D
9.某同学按如图所示的装置 ( http: / / www.21cnjy.com )进行实验,A、B为常见金属,它们的硫酸盐可溶于水。当K闭合后,在交换膜处S从右向左移动。下列分析不正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.溶液中c(A2+)增大
B.B的电极反应:B-2e-B2+
C.Y电极上有Cl2产生,发生氧化反应
D.反应初期X电极周围出现白色沉淀,随后沉淀消失
解析:当K闭合后,在交换膜处S从右向左移动,说明A为原电池的负极,该极的金属A失去电子:A-2e-A2+,c(A2+)增大,选项A正确,选项B不正确;若金属B是不活泼金属,溶液中的B2+获得电子生成B,X为阴极,电极反应为2H++2e-H2↑,阴极附近水的电离平衡被破坏,c(OH-)增大,Y为阳极,电极反应为2Cl--2e-Cl2↑,为氧化反应,选项C、D都正确。
答案:B
10.用如下图甲所示装置进行实验,若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量。下列叙述不正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.E的纵坐标可表示反应生成Cu的物质的量
B.E的纵坐标可表示反应消耗H2O的物质的量
C.F的纵坐标可表示反应生成H2SO4的物质的量
D.F的纵坐标可表示反应生成O2的物质的量
解析:该电解池中阳极、阴极的电极反应式分别为:
阳极:4OH--4e-2H2O+O2↑
阴极:2Cu2++4e-2Cu
总反应式:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑
从乙中所给的图像看,每转移4 mol ( http: / / www.21cnjy.com )e-,E纵坐标变化为2 mol,F纵坐标变化为1 mol,因此E可表示生成Cu或消耗水或生成H2SO4的物质的量。F可表示生成O2的物质的量。
答案:C
11.电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是( )
A.阳极反应为Fe-2e-Fe2+
B.电解过程中溶液pH不会变化
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12 mol电子,最多有1 mol Cr2被还原
解析:电解过程中,阳极发生氧化反应,A项正确;从题干信息中所给离子方程式可看出H+减少,pH会升高,B项错误;pH升高,c(OH-)增大,Fe3++3OH-Fe(OH)3↓,C项正确;还原1 mol Cr2需要6 mol Fe2+,由Fe-2e-Fe2+得电路中转移的电子为2×6 mol=12 mol,D项正确。
答案:B
12.用惰性电极电解一定量的Cu(NO3)2溶液,下列说法中正确的是( )
A.阳极发生的电极反应式为Cu2++2e-Cu
B.阴极发生的电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑
C.若有6.4 g金属Cu析出,放出的O2一定为0.05 mol
D.电解完成后,加入一定量的Cu(OH)2,溶液可能恢复到原来的浓度
解析:用惰性电极电解一定量的Cu(NO3)2溶液,阴极发生的电极反应式为Cu2++2e-Cu,阳极发生的电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑,A、B错误;若阴极只有铜放电时,每有6.4 g金属Cu(即0.1 mol)析出,转移电子是0.2 mol,根据得失电子守恒知,放出的O2一定为0.05 mol,若阴极还有H+放电,则产生的O2就比0.05 mol还多,而此时脱离溶液的相当于是CuO和H2O,若二者等物质的量时,可以向其中加入一定量的Cu(OH)2,溶液可恢复到原来的浓度,故C错误,D正确。
答案:D
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(10分)如图是一个甲烷燃料 ( http: / / www.21cnjy.com )电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时,M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)M电极的材料是 ,其电极名称是 ,
N的电极反应式为 ,
乙池的总反应是 ,
加入甲烷的铂电极的电极反应式为 。
(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32 g 时,甲池中理论上消耗氧气为 L(标准状况下),若此时乙池溶液的体积为400 mL,则乙池中溶液的H+的浓度为 。
解析:(2)设甲池中理论上消耗氧气体积为x,乙池中生成H+的物质的量为y。则:
4AgNO3~4Ag ~ O2 ~4H+
4×108 g 22.4 L 4 mol
4.32 g x y
解得:x=0.224 L,y=0.04 mol。
c(H+)==0.1 mol·L-1。
答案:(1)铁 阴极 4OH--4e-O2↑+2H2O
4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑ CH4+10OH--8e-C+7H2O
(2)0.224 0.1 mol·L-1
14.(12分)如图装置所示,C、 ( http: / / www.21cnjy.com )D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。
请回答:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)B极是电源的 ,一段时间后,甲中溶液颜色 ,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明 在电场作用下向Y极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为 。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应是 ,电镀液是 溶液。
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生的总反应的离子方程式为 。
解析:(1)F极附近溶液呈红色,说明F极是阴极,产生了NaOH,则B极是电源的负极。Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,向阴极移动。(2)甲中,C极为阳极,阳极发生氧化反应:4OH--4e-2H2O+O2↑;D极为阴极,阴极发生还原反应:2Cu2++4e-2Cu。乙中,E极为阳极,电极反应为:4Cl--4e-2Cl2↑,F极为阴极,电极反应为:4H++4e-2H2↑。甲、乙串联,转移电子的数目相同,故C,D,E,F电解产生单质的物质的量之比为n(O2)∶n(Cu)∶n(Cl2)∶n(H2)=1∶2∶2∶2。(3)H极与电源负极相连,H极为阴极,电镀时,镀件应作阴极,即H应该是镀件,电镀液应是AgNO3溶液。(4)若C电极为铁,铁为活性电极,阳极反应为Fe-2e-Fe2+,阴极反应为Cu2++2e-Cu,总反应为Fe+Cu2+Cu+Fe2+。
答案:(1)负极 变浅 Fe(OH)3胶粒
(2)1∶2∶2∶2
(3)铜件 AgNO3
(4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+
15.(14分)如图所示是一套电化学实验装置,图中C、D均为铂电极,U为盐桥,G是灵敏电流计,其指针总是偏向电源正极。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)As(砷)位于元素周期表中第4周期ⅤA族,则Na3AsO4溶液的pH (填“>”“<”或“=”)7。
(2)向B杯中加入适量较浓的硫酸,发现G的指 ( http: / / www.21cnjy.com )针向右偏移。此时A杯中的主要实验现象是 ,D电极上的电极反应式为 。
(3)一段时间后,再向B杯 ( http: / / www.21cnjy.com )中加入适量的质量分数为40%的氢氧化钠溶液,发现G的指针向左偏移。此时整套实验装置的总的离子方程式为 。
(4)再过一段时间后,G的指针逐渐归零,此时实验装置中的化学反应已经达到化学平衡状态,该反应的化学平衡常数的表达式为:K= 。
解析:(1)As的非金属性弱于P,磷酸是中强酸,所以H3AsO4是弱酸,则Na3AsO4溶液显碱性;(2)G的指针向右偏移,说明D是正极,C是负极,B中发生的反应为As+2H++2e-As+H2O,A中发生的反应为2I--2e-I2,碘单质遇到淀粉显蓝色;(3)G的指针向左偏移,说明C是正极,D是负极,A中反应为I2+2e-2I-,B中反应为As+2OH--2e-As+H2O,总离子方程式为I2+As+2OH-H2O+2I-+As;(4)根据离子方程式可知,化学平衡常数的表达式为等。
答案:(1)>
(2)无色溶液变成蓝色 As+2H++2e-As+H2O
(3)I2+As+2OH-H2O+2I-+As
(4)(或其他有效表达式)
16.(16分)下图所示 ( http: / / www.21cnjy.com )装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:
①电源的N端为 极。
②电极b上发生的电极反应为 。
③计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积: 。
④电极c的质量变化是 g。
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:
甲溶液 ;
乙溶液 ;
丙溶液 。
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么 。
解析:(1)①乙中c电极质量增加,则c处发生的反应为Cu2++2e-Cu,即c处为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极。丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为x。由电解前后溶质质量相等有100 g×10%=(100 g-x)×10.47%,得x=4.5 g,即消耗0.25 mol H2O。由电解方程式2H2O2H2↑+O2↑可知,整个反应中转化0.5 mol电子,而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH-放电,即4OH--4e-2H2O+O2↑。③转移0.5 mol电子,则b电极上生成O2为=0.125 mol,标准状况下的体积为0.125 mol×22.4 L·mol-1=2.8 L。④c电极发生的反应为Cu2++2e-Cu,转移0.5 mol电子,则生成的m(Cu)==16 g。⑤甲中相当于电解水,故NaOH的浓度增大,pH变大。乙中阴极为Cu2+放电,阳极为OH-放电,所以H+增多,故pH减小。丙中为电解水,对于K2SO4而言,其pH几乎不变。(2)铜全部析出,可以继续电解H2SO4,有电解液即可电解。
答案:(1)①正 ②4OH--4e-2H2O+O2↑ ③2.8 L ④16 ⑤碱性增强,因为相当于电解水 酸性增强,OH-放电,H+增多 酸、碱性不变,相当于电解水
(2)可以;因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应第四章测评B
(高考体验卷)
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2014北京理综)下列电池工作时,O2在正极放电的是( )
解析:上述电池中只有氢燃料电池中O2参与正极反应并放电。
答案:B
2.(2014课标全国Ⅱ)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLi
C.放电时,a极锂的化合价发生变化
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
解析:由题给图可知:该电池的b极电极式为:Li-e-Li+,所以b极为负极,a为正极,A项正确;B项正确;C项放电时,负极Li价态发生变化,a为正极,Li+价态不变,C项错误;D项放电时阳离子移向正极,D项正确。
答案:C
3.(2014天津理综)已知:锂离子电池的总反应为:LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2
锂硫电池的总反应为:2Li+SLi2S
( http: / / www.21cnjy.com )
有关上述两种电池说法正确的是( )
A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移
B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应
C.理论上两种电池的比能量相同
D.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
解析:放电时为原电池,阳离子向正极迁移, ( http: / / www.21cnjy.com )A项错误;充电时,锂电极作阴极,发生还原反应,B正确;同质量产生的电量不相同,C项错误;锂离子电池为电解池,锂硫电池为原电池,D项错误。
答案:B
4.(2014大纲全国)下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。下列有关说法不正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.放电时正极反应为:NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-
B.电池的电解液可为KOH溶液
C.充电时负极反应为:MH+OH-H2O+M+e-
D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高
解析:在这个电池中,MH中的H失电子在负极反应,NiOOH得电子在正极反应,由于NiOOH的存在,所以电解质溶液不能是酸性溶液,放电时负极反应是MH+OH-M+H2O+e-,充电时阴极反应为M+H2O+e-MH+OH-,所以C项错误。
答案:C
5.(2013安徽理综)热激活电池 ( http: / / www.21cnjy.com )可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:
PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb。
( http: / / www.21cnjy.com )
下列有关说法正确的是( )
A.正极反应式:Ca+2Cl--2e-CaCl2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 g Pb
D.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转
解析:负极反应为Ca失电子,A错;放 ( http: / / www.21cnjy.com )电过程中,阳离子移向正极,B错;由电池总反应方程式可知,每转移2 mol e-,生成1 mol Pb,即每转移0.1 mol电子,理论上生成10.35 g Pb,故C错;D项,由题干信息可知,常温下,该电池反应不能发生,故D正确。
答案:D
6.(2013天津理综)为增强铝的耐腐 ( http: / / www.21cnjy.com )蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下:
电池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)
电解池:2Al+3H2OAl2O3+3H2↑
电解过程中,以下判断正确的是( )
电池 电解池
A H+移向Pb电极 H+移向Pb电极
B 每消耗3 mol Pb 生成2 mol Al2O3
C 正极:PbO2+4H++2e-Pb2++2H2O 阳极:2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+
D ( http: / / www.21cnjy.com )
解析:电池中H+移向正极即PbO2电极,电解池中H+移向阴极即Pb电极,A错误;每消耗3 mol Pb转移6 mol e-,生成1 mol Al2O3,B错误;电池正极反应式为PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O,电解池中阳极反应为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+,C错误;D中电池中负极上Pb生成PbSO4使其质量增大,电解池中阴极上H+生成H2,Pb电极质量无变化,D正确。
答案:D
7.(2014福建理综)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl22AgCl。下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.正极反应为AgCl+e-Ag+Cl-
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
解析:原电池的正极发生得电子的还原反应:Cl2+2e-2Cl-,负极发生失电子的氧化反应:Ag-e-+Cl-AgCl,阳离子交换膜右侧无白色沉淀生成;若用NaCl溶液代替盐酸,电池总反应不会改变;当电路中转移0.01 mol电子时,负极消耗0.01 mol Cl-,右侧正极生成0.01 mol Cl-,左侧溶液中应有0.01 mol H+移向右侧,约减少0.02 mol离子。
答案:D
8.(2013浙江理综)电解 ( http: / / www.21cnjy.com )装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。
( http: / / www.21cnjy.com )
已知:3I2+6OH-I+5I-+3H2O
下列说法不正确的是( )
A.右侧发生的电极反应式:2H2O+2e-H2↑+2OH-
B.电解结束时,右侧溶液中含有I
C.电解槽内发生反应的总化学方程式:KI+3H2OKIO3+3H2↑
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总反应不变
解析:左侧溶液变蓝,说明I-放电生成I2,所以左侧Pt电极为阳极,右侧Pt电极为阴极。
A项,右侧为阴极区,水电离出的H+放电。
B项,右侧产生的OH-可通过阴离子交换膜移向阳极与I2反应产生I,I也可通过阴离子交换膜进入右侧。
C项,阳极反应:2I--2e-I2,3I2+6OH-I+5I-+3H2O
阴极反应:2H2O+2e-H2↑+2OH-,两式相加可得总反应。
D项,若用阳离子交换膜,OH-无法移向阳极,即无法与阳极处生成的I2反应,故总反应为2KI+2H2OI2+H2↑+2KOH,故总化学反应不同。
答案:D
9.(2014天津理综)化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是( )
A.铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性
B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染
C.大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素
D.含重金属离子的电镀废液不能随意排放
解析:铁上镀锌,形成一层保护膜,可以保护铁,A项正确;聚乙烯不易降解,易导致白色污染,B项错误;C、D项正确。
答案:B
10.(2013上海化学)糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是( )
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e-Fe3+
C.脱氧过程中碳作原电池负极,电极反应为:2H2O+O2+4e-4OH-
D.含有1.12 g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)
解析:钢铁腐蚀中铁作负极、碳作正极,B、C错误;n(Fe)=0.02 mol,负极电极反应式Fe-2e-Fe2+,生成Fe2+与正极生成的OH-结合生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,所以0.02 mol Fe最终失去0.06 mol电子,消耗n(O2)==0.015 mol,D选项正确。
答案:D
二、非选择题(本题包括3个小题,共50分)
11.(2014山东理综) ( http: / / www.21cnjy.com )(16分)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2C和AlC组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(1)钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。
若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为 。
(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为 mol。
(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有 。
a.KCl b.KClO3
c.MnO2 d.Mg
取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足 ( http: / / www.21cnjy.com )量稀硫酸,滴加KSCN溶液无明显现象, (填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是 (用离子方程式说明)。
解析:(1)电镀时,镀件应作阴极,与电源负极相连,在阴极上发生得电子的还原反应生成铝。由电解液的组成可知阴极电极反应式为4Al2C+3e-Al+7AlC;若用AlCl3水溶液作电解液,在阴极上H+得电子生成H2。
(2)铝与NaOH溶液反应的还原产物是H2,由化学方程式(或电子守恒)可知,每转移6 mol电子,生成3 mol H2。
(3)铝热反应需要Mg条和KClO3引发反应 ( http: / / www.21cnjy.com );滴加KSCN溶液无明显现象,说明溶液中无Fe3+,但是,固体溶于足量稀硫酸,由于Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3,生成的Fe2(SO4)3能与Fe反应生成FeSO4,所以不能说明固体中无Fe2O3。
答案:(1)负 4Al2C+3e-Al+7AlC H2
(2)3
(3)b、d 不能 Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+(或只写Fe+2Fe3+3Fe2+)
12.(2013山东理综)(16分)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 。
a.Fe2O3 b.NaCl
c.Cu2S d.Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O24CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是 ,当1 mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是 。
(3)下图为电解精炼银的示意图, (填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体产生,则生成该气体的电极反应式为 。
( http: / / www.21cnjy.com )
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用是 。
解析:(1)冶炼活泼金属(金属活动顺序中Al之前)时,一般采用电解法,所以答案为bd。
(2)在反应2Cu2S+2H2SO4+5O24CuSO4+2H2O中,Cu2S中铜元素化合价由+1价升高到CuSO4中+2价,硫元素化合价由-2价升高到CuSO4中+6价,Cu和S均被氧化,故Cu2S作还原剂。在该反应中氧元素化合价由O2中0价降低到-2价,1 mol O2得4 mol e-,即1 mol O2参加反应时,还原剂失电子物质的量为4 mol。CuSO4溶液中因Cu2+水解显酸性,故加入镁条时,可产生H2。
(3)电解精炼银时,粗银连接在电源正极上,作阳极,电极本身放电溶解,精银连接到电源负极上,作阴极。
由图可知,b极为电解池阴极,发生反应为Ag++e-Ag,若该电极产生红棕色气体即NO2,则应发生如下电极反应:N+2H++e-NO2↑+H2O。
(4)将银器浸于铝质容器的食盐水中并相互接触,则构成原电池,Al作负极,银器作正极,Ag2S得电子还原为单质银,食盐水主要是起到电解质溶液导电的作用。
答案:(1)bd
(2)Cu2S 4 H2
(3)a N+2H++e-NO2↑+H2O
(4)作电解质溶液(或导电)
13.(2013重庆理综)(18分)化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)催化反硝化法中,H2能将N还原为N2,25 ℃时,反应进行10 min,溶液的pH由7变为12。
①N2的结构式为 。
②上述反应离子方程式为 ,其平均反应速率v(N)为 mol·L-1·min-1。
③还原过程中可生成中间产物N,写出3种促进N水解的方法 。
(2)电化学降解N的原理如图所示。
①电源正极为 (填“A”或“B”),阴极反应式为 。
②若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为 g。
解析:(1)①N2的结构式为N≡N。
②由题意可得反应的离子方程式为
2N+5H2N2+2OH-+4H2O。
反应后pH=12,则c(OH-)=0.01 ( http: / / www.21cnjy.com )mol·L-1,Δc(OH-)=0.01 mol·L-1-10-7 mol·L-1≈0.01 mol·L-1
v(OH-)=
=0.001 mol·(L·min)-1,
v(N)=v(OH-)=0.001 mol·(L·min)-1
③促进N水解的方法有:加酸,升高温度,加水。
(2)图中N在Ag-Pt电极附近转化成N2,说明N在该极得电子,则Ag-Pt电极作阴极,B为负极,A为正极。阴极反应式为:
2N+6H2O+10e-N2↑+12OH-
②阳极反应为:4OH--4e-O2↑+2H2O,当转移2 mol电子时,左侧生成16 g O2,同时有2 mol H+向右侧移动,所以左侧溶液质量减少了16 g+2 g=18 g; 右侧生成5.6 g N2,同时质量又增加了2 mol H+,所以右侧溶液质量减少了3.6 g,两侧质量变化差为18 g-3.6 g=14.4 g。
答案:(1)①N≡N
②2N+5H2N2+2OH-+4H2O 0.001
③加酸,升高温度,加水
(2)①A 2N+6H2O+10e-N2↑+12OH-
②14.4
