2019高考化學 考點必練 專題15 電解池補差專練.doc

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考點十五 電解池補差專練 1．（2019屆浙江省嘉興市高三上學期9月份考試）下列說法正確的是 A． 煤的液化是物理變化 B． 天然氣為可再生能源 C． 食鹽溶于水會顯著放熱 D． 電解水的反應(yīng)中含有電轉(zhuǎn)化為化學能的過程 【答案】D 2．（2019屆內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰第二中學高三上學期第二次月考）下列裝置的線路接通后，經(jīng)過一段時間，溶液的pH明顯下降的是(　　) 【答案】D 【解析】A、電池總反應(yīng)是Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑，消耗H2SO4，c(H＋)降低，pH增大，A不符合題意；B、該裝置為電解池裝置，總反應(yīng)是Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑，消耗的H2O，c(OH－)增大，pH增大，B不符合題意；C、電解飽和食鹽水，總反應(yīng)是2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，c(OH－)增大，pH增大，C不符合題意；D、電解CuSO4溶液的總反應(yīng)式2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，溶液中c(H＋)增大，pH降低，D不符合題意。 3．（2019屆內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰第二中學高三上學期第二次月考）下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是 A． 用高錳酸鉀標準溶液滴定草酸：2MnO4－＋16H＋＋5C2O42－===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O B． Cl2與FeBr2溶液反應(yīng)，當n(Cl2):n(FeBr2)=1:1時，2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl- C． 惰性電極電解MgCl2溶液：2Cl?+2H2OCl2↑+2OH-+ H2↑ D． 向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至中性：H++SO42-+Ba2++OH- ===BaSO4↓+H2O 【答案】B 4．（2019屆福建省莆田第六中學高三9月月考）如圖所示進行電化學實驗，電極材料為銅和另一電極X，則以下說法中錯誤的是（ ） A． 銅電極上既可能發(fā)生反應(yīng):Cu-2e- =Cu2+,又可能發(fā)生 Cu2++2e- =Cu B． 該裝置既可實現(xiàn)化學能轉(zhuǎn)化成電能,又能實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化成化學能 C． X電極上既可能產(chǎn)生H2,又可能產(chǎn)生O2 D． 該裝置既可做電鍍銅的實驗,又可以研究精煉銅的原理 【答案】C 【解析】A. 該裝置若為鋅銅原電池，則銅電極上發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2e- =Cu；若該裝置為電解池，銅做陽極，發(fā)生反應(yīng):Cu-2e- =Cu2+, A正確；B. 該裝置若為原電池，可以實現(xiàn)化學能轉(zhuǎn)化成電能；若為電解池，可以實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化成化學能，B正確；C.產(chǎn)生H2的反應(yīng)為還原反應(yīng)，只能在原電池的正極或電解池的陰極發(fā)生；產(chǎn)生O2的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，只能在電解池的陽極發(fā)生，所以X電極上可能產(chǎn)生H2,就不可能產(chǎn)生O2；產(chǎn)生氧氣，就不能產(chǎn)生氫氣；C錯誤；D. X電極為鐵，做陰極，該裝置既可做電鍍銅的實驗；X電極為粗銅做陽極，又可以研究精煉銅的原理，D正確。 5．（2018屆陜西省西安市長安區(qū)高三教學質(zhì)量檢測）有關(guān)下列四個常用電化學裝置的敘述中，正確的是 A． 圖Ⅰ所示電池中，MnO2是催化劑 B． 圖Ⅱ所示電池放電過程中，硫酸濃度不斷增大 C． 圖Ⅲ所示裝置工作過程中，電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變 D． 圖Ⅳ所示電池工作過程中，電子由Zn極流向Ag2O極 【答案】D 6．（2018屆甘肅省靖遠縣高三第四次聯(lián)考）利用電化學原理還原CO2制取ZnC2O4的裝置如圖所示(電解液不參加反應(yīng))，下列說法正確的是 A． 可用H2SO4溶液作電解液 B． 陽離子交換膜的主要作用是増強導(dǎo)電性 C． Pb電極的電極反應(yīng)式是2CO2-2e-==C2O42- D． 工作電路中毎流過0.02mol電子，Zn電極質(zhì)量減重0.65g 【答案】D 【解析】分析：鋅在陽極失電子，發(fā)生Zn-2e-== Zn2+；Pb電極上二氧化碳得電子發(fā)生還原反應(yīng)：2CO2+2e-==C2O42-；金屬鋅可以和硫酸反應(yīng)，離子交換膜允許部分離子通過，根據(jù)電極反應(yīng)式并結(jié)合電子守恒來回答問題。 詳解：如果用硫酸溶液作電解液，溶液中氫離子會在正極得電子生成氫氣，影響2CO2+2e-==C2O42-反應(yīng)的發(fā)生，A錯誤；用陽離子交換膜把陽極室和陰極室隔開，它具有選擇透過性，只允許氫離子透過，其它離子難以透過，B錯誤；Pb電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，2CO2+2e-==C2O42-，C錯誤；鋅電極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn-2e-== Zn2+;當電路中毎流過0.02mol電子，消耗鋅的量為0.01mol，質(zhì)量為0.65g，D正確。 7．（2018屆山東省淄博市高三第二次模擬考試）某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，充電時Na2S4還原為Na2S。下列說法錯誤的是 A． 充電時，太陽能轉(zhuǎn)化為電能，又轉(zhuǎn)化為化學能 B． 放電時，a極的電極反應(yīng)式為：4S2--6e-=S42- C． 充電時，陽極的電極反應(yīng)式為：3I--2e-=I3- D． M是陰離子交換膜 【答案】D 8．（2018屆山東省師范大學附屬中學高三第十一次模擬）某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電，充電時Na2S4還原為Na2S。下列說法錯誤的是 A． 關(guān)閉K2打開K1時，該裝置實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為電能，又轉(zhuǎn)化為化學能 B． M是陽離子交換膜. C． 充電時，陽極的電極反應(yīng)式為：3I--2e-=I3- D． 放電時，b極區(qū)總離子濃度減小。 【答案】D 9．（2018屆安徽省宿州市高三第三次教學質(zhì)量檢測）下圖為光伏發(fā)電電解甲基肼[CH3－NH－NH2]制氫的裝置示意圖(電解池中交換膜僅阻止氣體通過，a、b極均為惰性電極)。下列敘述中正確的是 A． N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負極 B． 制氫裝置溶液中電子從a極流向b極 C． 工作時，產(chǎn)生的N2、H2體積比為1：3(同溫同壓) D． 工作時，a極的電極反應(yīng)式為CH3－NH－NH2+12OHˉ－10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O 【答案】D 【解析】a極發(fā)生氧化反應(yīng)，放出氮氣，所以a是陽極，則P型半導(dǎo)體為正極，故A錯誤；電解質(zhì)溶液中沒有電子流動，故B錯誤；根據(jù)陽極反應(yīng)式，CH3－NH－NH2+12OHˉ－10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O，生成1mol氮氣轉(zhuǎn)移10mol電子，生成1mol氫氣轉(zhuǎn)移2mol電子，根據(jù)得失電子守恒，產(chǎn)生的N2、H2體積比為1：5，故C錯誤；工作時，a極是陽極，電極反應(yīng)式為CH3－NH－NH2+12OHˉ－10eˉ=CO32-+N2↑+9H2O，故D正確。 10．（2018屆湖北省鄂州市高三下學期第三次模擬考試）世界水產(chǎn)養(yǎng)殖協(xié)會網(wǎng)介紹了一種利用電化學原理凈化魚池中水質(zhì)的方法，其裝置如圖所示。下列說法正確的是 A． X為電源負極 B． 若該裝置在高溫下進行，則凈化效率將降低 C． 若有1molNO3-被還原，則有6molH+通過質(zhì)子膜遷移至陰極區(qū) D． BOD為葡萄糖(C6H12O6)，則1mol葡萄糖被完全氧化時，理論上電極流出20 mol e- 【答案】B 11．（2018屆江西省南昌市高三第二次模擬考試）下列裝置由甲、乙兩部分組成（如圖所示），甲是將廢水中乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學電源；乙是利用裝置甲模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2O72-廢水，電解過程中溶液發(fā)生反應(yīng)：Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O。當電池工作時，下列說法錯誤的是 A． 甲中H+透過質(zhì)子交換膜由左向右移動 B． 乙池中Fe棒應(yīng)與甲池中的M極相連 C． M極電極反應(yīng)式：H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+ D． 若溶液中減少了0.OlmolCr2O72-，則電路中至少轉(zhuǎn)移了0.06 mol電子 C．根據(jù)圖知，M電極上生成氫離子，甲是將廢水中乙二胺氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學電源，生成含有N元素的物質(zhì)是氮氣、生成含有C元素的物質(zhì)是二氧化碳，因此電極反應(yīng)式為H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+，C正確；D．Cr2O72-+6Fe2++14H+＝2Cr3++6Fe3++7H2O中以Fe元素計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)=6（3-2）=6，即消耗 1mol Cr2O72-，電路中至少轉(zhuǎn)移了6mol電子，所以溶液中減少了0.0lmolCr2O72-，則電路中至少轉(zhuǎn)移了0.06mol電子，D正確。 12．（2018屆四川省綿陽中學高三考前適應(yīng)性考試三）我國科研人員研制出一種室溫“可呼吸”Na－CO2電池。放電時該電池“吸入”CO2，充電時“呼出”CO2。吸入CO2時，其工作原理如右圖所示。吸收的全部CO2中，有23轉(zhuǎn)化為Na2CO3固體沉積在多壁碳納米管（MWCNT）電極表面。下列說法正確的是（ ） A． “吸入”CO2時，鈉箔為正極 B． “吸入”CO2時的正極反應(yīng)：4Na++ 3CO2+ 4e－= 2Na2CO3+ C C． “呼出”CO2時，Na+向多壁碳納米管電極移動 D． 標準狀況下，每“呼出”22.4 L CO2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.75 mol 【答案】B 13．（江蘇省啟東中學2018-2019高三年級上學期第一次月考）偏釩酸銨(NH4VO3)為白色或微黃色的晶體粉末,微溶于水和氨水,難溶于冷水。 （1）偏釩酸銨在常溫下穩(wěn)定,加熱時易分解。它在空氣中分解能得到V2O5,試寫出偏釩酸銨分解的化學方程式:___________, （2）五氧化二釩廣泛應(yīng)用于冶金、化工等行業(yè),工業(yè)上常用鋁熱反應(yīng)制取金屬釩,該反應(yīng)的化學方程式為________,生成1 mol V,需轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為____mol。 （3）釩電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的二次電池。某釩電池總反應(yīng)為VO2++V2++2H+VO2++V3++H2O。 ①放電時釩電池的負極反應(yīng)式為______________。 ②用該釩電池在鐵制品上鍍銅,鐵制品應(yīng)與電池的_____(填“正極”或“負極”)相連。若電鍍開始時兩電極質(zhì)量相等,電鍍一段時間后,兩電極質(zhì)量之差為128 g,此時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為___。 【答案】2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O3V2O5+10Al6V+5Al2O35V2+-e-V3+負極2 mol 【解析】（１）根據(jù)已知產(chǎn)物與原子守恒寫出反應(yīng)的化學方程式:2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O； （２）鋁熱反應(yīng)是金屬氧化物與金屬Al的反應(yīng),得到金屬單質(zhì)與Al2O3,化學方程式為3V2O5+10Al6V+5Al2O3,反應(yīng)中生成６ mol V轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為30 mol,所以生成1 mol V轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為5 mol。 （３）①由電池總反應(yīng)可知放電時的負極反應(yīng)為V2+-e-V3+; ②電鍍時鍍件與原電池的負極相連;電鍍時鐵制品的電極反應(yīng)為Cu2++2e-＝Cu,銅電極的電極反應(yīng)為Cu-2e-Cu2+,兩電極質(zhì)量之差為128 g,則鐵制品質(zhì)量增加64 g,銅電極質(zhì)量減少64 g,轉(zhuǎn)移2 mol電子。 14．（2019屆內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰第二中學高三上學期第二次月考）過氧化氫H2O2（氧的化合價為﹣1價），俗名雙氧水，醫(yī)療上利用它有殺菌消毒作用來清洗傷口。對于下列A～D涉及H2O2的反應(yīng)，填寫空白： A．Na2O2+2HCl===2NaCl+H2O2 B．Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O C．2H2O2===2H2O+O2 ↑ D．3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O （1）H2O2僅體現(xiàn)氧化性的反應(yīng)是_________（填代號）；H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是_________（填代號）。 （2）在稀硫酸中，KMnO4和H2O2能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 氧化反應(yīng)：H2O2﹣2e﹣===2H++O2↑ 還原反應(yīng)：MnO4－+5e﹣+8H+===Mn2++4H2O 寫出該氧化還原反應(yīng)的離子方程式：___________________。 （3）上面實驗中用到一定物質(zhì)的量濃度的稀硫酸，若配制1mol/L的稀硫酸溶液480mL，需用18mol/L濃H2SO4____mL，配制中需要用到的主要玻璃儀器是（填序號）______。A．100mL量筒 B．托盤天平 C．玻璃棒 D．100mL容量瓶 E．50mL 量筒 F．膠頭滴管 G．燒杯 H．500mL容量瓶 （4）下面操作造成所配稀硫酸溶液濃度偏高的是______________ A．溶解后溶液沒有冷卻到室溫就轉(zhuǎn)移 B．轉(zhuǎn)移時沒有洗滌燒杯、玻璃棒 C．向容量瓶加水定容時眼睛俯視液面 D．用量筒量取濃硫酸后洗滌量筒并把洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶 E．搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，又加蒸餾水至刻度線 （5）如圖是一種用電解原理來制備H2O2，并用產(chǎn)生的H2O2處理廢氨水的裝置。 ①為了不影響H2O2的產(chǎn)量，需要向廢氨水中加入適量HNO3調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，則所得溶液中c(NH4＋)________(填“>”“＜”或“＝”)c(NO3－)。 ②Ir－Ru惰性電極吸附O2生成H2O2，其電極反應(yīng)式為：______________________。 ③理論上電路中每轉(zhuǎn)移3 mol e－，最多可以處理廢氨水中溶質(zhì)(以NH3計)的質(zhì)量是________g。 【答案】D C2MnO4－+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑27.8CEFGHACD＜O2＋2H＋＋2e－===H2O217 D、H2O2只體現(xiàn)氧化性；符合題意的是D；既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的是C；（2）氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)目守恒，因此該反應(yīng)的離子方程式為2MnO4－+5H2O2+6H＋=2Mn2＋+8H2O+5O2↑；（3）稀釋前后溶質(zhì)物質(zhì)的量不變，實驗室沒有480mL的容量瓶，應(yīng)用500mL容量瓶，因此有50010－31=V(H2SO4)10－318，解得V(H2SO4)=27.8mL；配制時需要的儀器有量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、500mL容量瓶，即CEFGH；（4）根據(jù)c=n/V=m/MV，A、溶解后溶液沒有冷卻到室溫就轉(zhuǎn)移，定容后冷卻到室溫后，溶液體積減小，所配溶液濃度偏高，A符合題意；B、轉(zhuǎn)移時沒有洗滌燒杯和玻璃棒，造成容量瓶中溶質(zhì)的物質(zhì)的量或質(zhì)量減小，所配溶液濃度偏低，B不符合題意；C、定容時俯視液面，容量瓶中溶液的體積偏小，濃度偏高，C符合題意；D、量筒洗滌后轉(zhuǎn)移到容量瓶中，容量瓶中的溶質(zhì)的質(zhì)量或物質(zhì)的量偏高，所配濃度偏高，D符合題意；E、定容后、搖勻再加蒸餾水，對溶液稀釋，濃度偏低，E不符合題意；綜上所述，符合題意的是ACD；（5）①根據(jù)溶液呈現(xiàn)電中性，即有c(NH4＋)＋c(H＋)=c(OH－)＋c(NO3－)，溶液的pH=5，有c(H＋)>c(OH－)，推出c(NO3－)>c(NH4＋)；②O2得到電子，轉(zhuǎn)化成H2O2，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2H＋＋2e－=H2O2；③根據(jù)題意，NH3中N轉(zhuǎn)化成N2，每轉(zhuǎn)移3mole－，消耗NH3的物質(zhì)的量為1mol，即處理NH3的質(zhì)量為17g。 15．（2019屆四川省成都市龍泉驛區(qū)第一中學校高三9月月考）二氧化錳在生活和化學實驗中有廣泛應(yīng)用。海底蘊藏著豐富的錳結(jié)核礦，其主要成分是MnO2。1991年由Allen等人研究，用硫酸淋洗后使用不同的方法可制備純凈的MnO2，其制備過程如下圖所示： (1)步驟Ⅰ中，試劑甲必須具有的性質(zhì)是________(填序號)。 A．堿性 B．穩(wěn)定性 C．氧化性 D．還原性 (2)用惰性材料作電極，電解硫酸錳溶液制二氧化錳，寫出陽極反應(yīng)式：_____________________。步驟Ⅲ中，以KClO3為氧化劑，當生成0.050 mol MnO2時，消耗0.10 molL－1的KClO3溶液200 mL，該反應(yīng)的離子方程式為__________________。 (3)用100 mL 12.0 molL－1的濃鹽酸與足量MnO2混合后，加熱，反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣在標準狀況下體積范圍為________________。工業(yè)上可以用實驗室制氯氣的殘余物質(zhì)溶液吸收氯氣，獲得Mn2O3，Mn2O3廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、印染工業(yè)等領(lǐng)域。請寫出該化學反應(yīng)的離子方程式：__________________。 (4)二氧化錳是實驗室制取氧氣的催化劑。下列是某同學設(shè)計實驗探究雙氧水分解實驗方案； 實驗 20.0 mL雙氧水溶液濃度 粉狀MnO2 溫度 待測數(shù)據(jù) Ⅰ 5% 2.0 g 20℃ Ⅱ 5% 1.0 g 20℃ Ⅲ 10% 1.0 g 20℃ Ⅳ ω 2.0 g 30℃ ①實驗Ⅱ和Ⅲ的結(jié)論是____________________________________________________。 ②利用實驗Ⅰ和Ⅳ探究溫度對化學反應(yīng)速率的影響，w＝________。本實驗待測數(shù)據(jù)是______。 【答案】DMn2＋－2e－＋2H2O===MnO2↓＋4H＋2ClO＋5Mn2＋＋4H2O===5MnO2＋Cl2↑＋8H＋V(Cl2)<6720 mL2Mn2＋＋Cl2＋3H2O===Mn2O3＋6H＋＋2Cl－其他條件不同，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快5%收集等體積氧氣所需要的時間 (4)①實驗Ⅱ和Ⅲ的雙氧水濃度不同，其它條件均相同，則通過實驗對比來探究濃度對化學反應(yīng)速率的影響； ②實驗Ⅰ和Ⅳ的對比實驗是探究溫度對化學反應(yīng)速率的影響的，則其它條件須控制相同，實驗Ⅰ中雙氧水的濃度為5%，故w＝5%；比較在不同條件下雙氧水的分解速率，可通過測定收集一定體積氣體所需要的時間或測定在相同時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積來比較不同條件下反應(yīng)的快慢。 16．（2019屆江蘇省常州一中高三第一學期期初）甲醇是一種重要化工原料，又是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。 (1)由甲醇、氧氣和NaOH溶液構(gòu)成的新型手機電池，可使手機連續(xù)使用一個月才充一次電。 ①該電池負極的電極反應(yīng)式為__________________。 ②若以該電池為電源，用石墨作電極電解200 mL含有如下離子的溶液。 離子 Cu2+ H+ Cl? SO42－ c/molL-1 0.5 2 2 0.5 電解一段時間后，當兩極收集到相同體積(相同條件下)的氣體時(忽略溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)陽極上收集到氧氣的質(zhì)量為____。 (2)電解水蒸氣和CO2產(chǎn)生合成氣(H2+CO)。較高溫度下(700～1 000℃)，在SOEC兩側(cè)電極上施加一定的直流電壓，H2O和CO2在氫電極發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生O2—，O2—穿過致密的固體氧化物電解質(zhì)層到達氧電極，在氧電極發(fā)生氧化反應(yīng)得到純O2。由圖可知A為直流電源的____(填“正極”或“負極”)，請寫出以H2O為原料生成H2的電極反應(yīng)式：________。 【答案】CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O3.2g負極H2O+2e-=H2↑+O2- (2)氧離子在陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，陽極與電源的正極相連，則由圖可知B是正極，因此A是負極。氫氣在陰極生成同時產(chǎn)生氧離子，則以H2O為原料生成H2的電極反應(yīng)式為H2O+2e-＝H2↑+O2-。 17．（云南省通海二中2019屆高三9月月考）為探究原電池和電解池的工作原理，某研究性小組分別用如圖所示裝置進行實驗。 (1)甲裝置中，a電極的反應(yīng)式為________________________________________。 (2)乙裝置中，陰極區(qū)產(chǎn)物為_________________________。 (3)丙裝置是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器。外接電源a為_____________(填“正”或“負”)極，該裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_______________________。 (4)若甲裝置作為乙裝置的電源，一段時間后，甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為____________(不考慮氣體的溶解)。 【答案】H2-2e-+2OH-=2H2O氫氧化鈉和氫氣負 2NaCl+2H2O=通電2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3:4 （4）若甲裝置作為乙裝置的電源，因此滿足電子轉(zhuǎn)移守恒。每消耗2mol氫氣同時消耗1mol氧氣，轉(zhuǎn)移4mol電子。而在乙裝置中可以產(chǎn)生2mol氫氣和2mol氯氣，所以一段時間后，甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為3:4。 18．（山東省濟寧市第一中學2018—2019學年度第一學期高三年級收心考試）鉻是一種具有戰(zhàn)略意義的金屬，它具有多種價態(tài)，單質(zhì)鉻熔點為 1857 ℃。 (1)工業(yè)上以鉻鐵礦［主要成分是 Fe(CrO2)2］為原料冶煉鉻的流程如圖所示： ①Fe(CrO2)2中各元素化合價均為整數(shù)，則鉻為_____價。 ②高溫氧化時反應(yīng)的化學方程式為 ____。 ③操作 a 由兩種均發(fā)生了化學反應(yīng)的過程構(gòu)成的，其內(nèi)容分別是_____、鋁熱反應(yīng)。 (2)Cr(OH)3 是兩性氫氧化物，寫出其分別與 NaOH、稀鹽酸反應(yīng)時生成的兩種鹽的化學式_____。 (3)鉻元素能形成含氧酸及含氧酸鹽，初始濃度為 1molL?1 的鉻酸(H2CrO4)溶液中，測得所有含鉻元素的微粒及濃度分別為： c(CrO42-)=0.0005 molL-1、c(HCrO4-)=0.1055 molL-1、c(Cr2O72-)=a molL-1。 ①a＝ ____。 ②KHCrO4 溶液中，c(H＋)_____c(OH－) (填“＞”、“＜”或“＝”)。 (4)某工廠采用電解法處理含 Cr2O72-的廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極，槽內(nèi)盛放含鉻廢水，Cr2O72-被還原成為 Cr3+，Cr3+在陰極區(qū)生成 Cr(OH)3 沉淀除去，工作原理 ①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式 ____。 ②電解裝置中的隔膜為 ____ (填陰或陽)離子交換膜。 ③寫出 Cr2O72－被還原為 Cr3＋的離子方程式_____。 【答案】＋34Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3===2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2灼燒使 Cr(OH)3 分解NaCrO2、CrCl30.447＞2H＋+2e－===H2↑ (或 2H2O+2e－===2OH－+H2 ↑) (1 分)陽Cr2O2－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O （2）參考氫氧化鋁和酸、堿的反應(yīng)，Cr(OH)3＋3HCl=CrCl3＋3H2O，Cr(OH)3＋NaOH=NaCrO2＋2H2O，和氫氧化鈉、鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物是NaCrO2、CrCl3； （3）根據(jù)鉻元素守恒，則有c(CrO42-)＋c(HCrO4-)＋2c(Cr2O72-)=0.1，解得a=0.447molL-1，H2CrO4完全電離，因此HCrO4-只發(fā)生電離，溶液顯酸性，即c(H＋)＞c(OH-)； （4）①根據(jù)信息，生成Cr3＋與陰極區(qū)生成OH-反應(yīng)，因此陰極上是水電離產(chǎn)生H＋放電，即陰極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e-=H2↑，或是2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-，陽極電極反應(yīng)式為Fe－2e-=Fe2＋； ②Cr3+在陰極區(qū)生成 Cr(OH)3 ，因此電解裝置中的隔膜為陽離子交換膜； ③Fe2＋被氧化，化合價由＋2價→＋3價，化合價升高1價，Cr2O72－中Cr的化合價由＋6價→＋3價，化合價降低3價，因此離子反應(yīng)方程式為6Fe2++Cr2O72－+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。 19．（2019屆四川省綿陽市江油中學高三9月月考）納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注，下述為制取Cu2O的兩種方法: 方法a:用炭粉在高溫條件下還原CuO 方法b:電解法，反應(yīng)為2Cu+H2O Cu2O+H2↑ （1）已知:①2Cu(s) + O2 (g)=Cu2O(s) △H1= akJ/mol ②C(s)+ O2 (g)=CO(g) △H2= bkJ/mol ③Cu(s)+ O2 (g)= CuO(s) △H3= ckJ/mol 則方法a中反應(yīng)的熱化學方程式是:_________________。 （2）方法b是用肼燃料電池為電源，通過離子交換膜電解法控制電解液中OH-的濃度而制備納米Cu2O裝置如圖所示: ①如圖裝置中D電極應(yīng)連______電極。(填“A”或“B”) ②該離子交換膜為______離子交換膜(填“陰”或“陽”)，該電解池的B極反應(yīng)式為:____________________________________________。 ③C極反應(yīng)式為:____________________________。 （3）在相同體積的恒容密閉容器中，用以上方法制得的兩種Cu2O分別進行催化分解水的實驗:2H2O2H2(g)+O2(g)△H>0，水蒸氣的濃度隨時間t變化如表所示: 根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析: ①催化劑的效率:實驗①_______實驗②(填“>”或“<”)； ②通過實驗①、③分析,T1______T2(填“>”或“<”)； ③實驗①、②、③的化學平衡常數(shù)K1、K2、K3的大小關(guān)系為:_________。 【答案】2CuO(s)+ C(s)= Cu2O(s)+ CO(g) ΔH = (a+b-2c) kJ?mol-1B陰2Cu - 2e- + 2OH- =Cu2O + H2ON2H4 - 4e- + 4OH- =N2 ↑+ 4 H2O＜＜K1=K2v（Ⅲ）>v（Ⅱ） C+2NON2+CO2 ＞ 0.5625 陽極 2HSO3-+2e－+2H＋==S2O42-+2H2O ②從圖1看出CO、NO百分含量沒明顯變化的原因是尚未達到催化劑工作溫度（或尚未達到反應(yīng)的溫度）。 根據(jù)圖象中，達平衡用到的時間，可以知道反應(yīng)速率是：υ（Ⅰ）＞υ（Ⅲ）＞υ（Ⅱ）； （2）由題設(shè)信息及表中數(shù)據(jù)可知C、NO、A、B反應(yīng)的化學計量比為0.03:0.06:0.03:0.03=1:2:1:1，且C被氧化，結(jié)合原子守恒可推出生成物為N2和CO2，則反應(yīng)方程式為： C+2NON2+CO2； 反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，溫度升高壓強增大； Kp=cN2c(CO2)c2(NO)=0.030.030.042 =0.5625； （3）由HSO3-到S2O42-，硫元素的化合價降低，可知該電極反應(yīng)得電子，在電解池的陰極附近發(fā)生，B極為陽極，A極為陰極，電解池的陰極室中溶液的pH在4~7之間，為酸性環(huán)境，因此陰極附近電極反應(yīng)式為2 HSO3-+2e-+2H+= S2O42-+2H2O。