第四章化学反应与电能同步习题(含解析)2022-2023上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1

第四章 化学反应与电能 同步习题
一、单选题
1.生活中常见的金属防腐的方法很多。下列措施不能起到防腐的是
A.健身器材刷油漆
B.衣架和电线的外面包上一层塑料层
C.在轮船船身上装上一定数量的铜块
D.地下钢铁管道连接镁块
2.工业上常用三种方法制氢。(1)绿氢:电解水制氢气(添加NaOH溶液或稀硫酸增强导电性);(2)蓝氢:利用天然气在高温下与水蒸气反应[CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)];(3)灰氢:利用焦炭在高温下与水蒸气反应[C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)]。NA伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.制备蓝氢时,16gCH4与足量水蒸气反应可制备H2分子数为3NA
B.在常温常压下,制备44.8L“灰氢”时断裂极性键数为4NA
C.北京冬奥会利用“绿电”制绿氢,阳极产生amol气体时转移电子数为4aNA
D.制绿氢时,1L0.01mol·L-1NaOH溶液中水电离的OH-数为0.01NA
3.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.的弱酸溶液中含有数目小于
B.100g30%的福尔马林溶液中含有氧原子数目为
C.电解溶液,生成22.4L气体(标准状况下)时,共转移电子的数目为
D.104g环辛四烯()的分子中含有碳碳双键的数目为
4.劳动创造美好生活。下列关于劳动项目与所涉及的化学知识不相符的是
选项 劳动项目 化学知识
A 用明矾处理含有悬浮微粒的水 具有杀菌消毒作用
B 撒生石灰改良酸性土壤 生石灰能与酸性物质反应
C 将炒菜的铁锅洗净后擦干 电化学腐蚀需要电解质
D 用热的纯碱溶液去油污效果比较好 升高温度促进的水解
A.A B.B C.C D.D
5.化学与生产、生活、科技、环境等关系密切。下列说法错误的是
A.汽车尾气催化转化器可有效减少CO2的排放,实现“碳中和”
B.重庆素有雾都之称,雾是一种气溶胶,光束透过大雾可观察到丁达尔效应
C.稀土永磁材料是电子技术通讯中的重要材料,稀土元素均为金属元素
D.“深海勇士”号潜水艇使用的锂离子电池是一种二次电池
6.废旧铅蓄电池会导致铅污染,国内外对废蓄电池的湿法处理进行了广泛研究,RSR工艺回收铅是其成果之一,具体化工流程如图所示。
已知:(1)铅膏主要成分是PbO2、PbSO4。
(2)HBF4是强酸。
下列有关说法错误的是
A.副产品M为(NH4)2SO4
B.步骤④的离子方程式为PbCO3+2HBF4=Pb2++2BF+CO2↑+H2O
C.操作③所用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒
D.步骤⑤电解Pb(BF4)2溶液时,电路中转移0.5mol电子时阴极增重51.75g
7.利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2,装置如图所示。下列说法正确的是
A.a极反应:CH4+8e-+4O2-=CO2+2H2O
B.A、C膜均为阳离子交换膜,B膜为阴离子交换膜
C.该装置开始工作时即可得到产物H2和O2
D.a极上通入2.24L甲烷(标准状况),阳极室Ca2+减少0.8mol
8.我国科学家开发了一款高压无阳极配置可充电钠电池,其充电过程的原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,电子由b极经3A沸石分子筛膜流向a极
B.放电时,a极的电极反应式为Na++e-=Na
C.充电时,b极为阳极,发生还原反应
D.充电时,电路中每迁移2mol电子,理论上a极净增重46g
9.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.钠与水反应:
B.小苏打治疗胃酸过多:
C.氢氧化钠与醋酸反应:
D.电解饱和食盐水制备氯气:
10.根据反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4设计的双液原电池如图所示,电极I的材料为Fe ,电极Ⅱ的材料为石墨,下列说法中错误的是
A.B烧杯中溶液可使KSCN溶液显红色
B.电极Ⅰ上发生的电极反应式为Fe-3e-= Fe3+
C.盐桥的作用是形成闭合回路,且盐桥中阳离子向B烧杯中移动
D.该电池的优点是可避免氧化剂和还原剂直接接触,使能量利用率更高
11.羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为 CO2 和 H2O 的原电池-电解池组合装置(如下图所示),该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是
A.系统工作时,电流由 b 极经 III、II、I 室流向 a 极
B.d 极区苯酚被氧化的化学方程式为 C6H5OH+28·OH = 6 CO2↑+17 H2O
C.系统工作时,每转移 28mol e-消耗 1mol 苯酚
D.a 电极的电极反应式:7H2O + Cr2O + 6 e-=2 Cr(OH)3 + 8 OH-
二、填空题
12.2015年4月6日,国际顶级学术刊物《Nature》在线发表了美国斯坦福大学学者、台湾学者和中国湖南大学鲁兵安等合作的论文《快速充放电铝离子电池》,在铝电池研究上取得了重大突破,大大提高充电速度,延长电池寿命,循环7500次没有明显衰减。该电池分别以金属铝和三维的石墨泡沫作为电池的两极,并使用不可燃的离子液体电解质AlCl3/[EMIm]Cl,该离子液体在合适的配比下,在电池充放电过程中主要存在两种阴离子AlCl和Al2Cl。在电池的放电/充电过程中,两电极上会分别发生铝的溶解/电沉积(通电析出),以及阴离子AlCl在石墨中的脱出/插入,当阴离子插入石墨的层间时(形成Cn[AlCl4])其所带电荷以电子形式放出。
(1)铝和石墨分别是上述电池的什么极?铝:_______、石墨:_______;
(2)写出充电时铝电极上的电极反应式:_______;
(3)写出放电时石墨电极上的电极反应式:_______
13.汽车尾气中含有、等有害气体。
(l)能形成酸雨,写出转化为的化学方程式:___________。
(2)通过传感器可监测汽车尾气中的含量,其工作原理如图所示:
①电极上发生的是反应___________(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子的流动方向是从___________电极流出(填或);电极上的电极反应式为___________。
14.硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿(PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下:
已知:(ⅰ)PbCl2(s)+2Cl-(aq) (aq) △H>0
(ⅱ)Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5
(ⅲ)Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、7.04
(1)步骤Ⅰ中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的离子方程式为_____________________,步骤Ⅰ中另一个反应是H2O2与FeCl2、盐酸反应生成FeCl3,实现FeCl3的重复利用,其离子方程式为__________,加入盐酸的另一个目的是为了控制pH在0.5~1.0,原因是_____________________________。
(2)用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因___________________________。
(3)写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式__________________________________。
(4)滤液3是_______________。
(5)铅蓄电池的电解液是稀硫酸(22%~28%),充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb,铅蓄电池充电时阴极的电极反应式为________________________________。
15.蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下:NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。
(1)此蓄电池在充电时,电池负极应与外加电源的________极连接,电极反应式为_______________。
(2)以铜为电极,用此蓄电池作电源,电解以下溶液,开始阶段发生反应:
Cu+2H2O===Cu(OH)2+H2↑的有________。
A.稀硫酸 B.NaOH溶液
C.Na2SO4溶液 D.CuSO4溶液 E.NaCl溶液
(3)假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极),工作一段时间后,蓄电池内部消耗了0.36 g水,则:电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N,则金属N的相对原子质量R的计算公式为R=________(用含a、x的代数式表示)。
(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4-8e-+4===5CO2+2H2O,则正极的电极反应式为__________________________________________。
16.写出相应的离子反应方程式
(1)泡沫灭火器的原理:_____________________________________________________
(2)盐碱地(含较多Na2CO3、NaCl)不利于植物生长,盐碱地产生碱性的原因:______________________;农业上用石膏降低其碱性的反应原理:____________________。
(3)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的正极电极反应式: ________________。
(4)以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应方程式:____________________________________________
17.化学电源在日常生活和工业生产中有着重要的应用。如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
(1)甲烷燃料电池负极反应式为_______,石墨(C)极的电极反应式为_______。
(2)乙装置所用饱和氯化钠溶液由粗盐水精制而成。精制时为除去食盐水中的和,要加入的试剂及顺序为:先加_______,再加_______。
(3)若在标准状况下,有氧气参加反应,则理论上通过乙装置中X交换膜的电量为_______C(法拉第常数),一段时间后丙装置中_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)若以该电池为电源,用石墨作电极电解的溶液,电解一段时间后,两极收集到相同体积(相同条件)的气体,则整个电解过程转移电子的数目是_______。
18.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池,其电极材料分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应式为Zn+2OH 2e ===Zn(OH)2,Ag2O+H2O+2e ===2Ag+2OH 。
根据上述反应信息,完成下列题目。
(1)判断下列叙述中正确的是________(填字母)。
A.在使用过程中,电解质KOH不断被消耗
B.使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C.Zn是负极,Ag2O是正极
D.Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应
(2)写出电池的总反应式:_____________________。
(3)使用时,负极区的c(OH )_______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),正极区的c(OH )_______,电解质溶液的c(OH )________。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A项、健身器材刷油漆为外加防护膜的保护法,油漆可以隔绝空气,起到金属防腐作用,故A错误;
B项、衣架和电线的外面包上一层塑料层为外加防护膜的保护法,塑料层可以隔绝空气,起到金属防腐作用,故B错误;
C项、在轮船船身上装上一定数量的铜块,铁比铜活泼,铁做负极,原电池反应加快了铁的腐蚀,不能起到金属防腐作用,故C正确;
D、地下钢铁管道连接镁块,金属镁比铁活泼,镁做负极,铁做正极被保护,该方法属于牺牲阳极的阴极保护法,能起到金属防腐作用,故D错误;
故选C。
【点睛】在轮船船身上装上一定数量的铜块构成原电池,由于铁的活泼性强于铜,所以铁作负极,失电子,更容易受腐蚀是解答关键。
2.C
【详解】A.16gCH4的物质的量为1mol,甲烷与足量水蒸气反应为可逆反应,反应不能进行完全,故制备H2分子数小于3NA,故A错误;
B.在常温常压下,44.8L“灰氢”的物质的量小于2mol,则制备44.8L“灰氢”时断裂极性键数小于4NA,故B错误;
C.电解水制氢气,阳极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,产生的气体为氧气,当产生amol氧时转移电子数为4aNA,故C正确;
D.NaOH溶液中水的电离受到抑制,溶液中的H+等于水电离出的OH-,则1L0.01mol·L-1NaOH溶液中水电离的OH-数为110-12NA,故D错误;
答案选C。
3.D
【详解】A.pH=3的溶液中c(H+)=10-3mol/L,故1000L溶液中数目等于,A错误;
B.100g30%的福尔马林溶液中甲醛的质量为30g,物质的量为1mol,含有氧原子数目为,但是水中还含有氧原子,溶液中含有氧原子数目大于1mol,B错误;
C.电解溶液发生反应,生成1mol氢气、1mol氯气共2mol气体时转移2mol电子,故生成22.4L气体(标准状况下)即1mol时,共转移电子的数目为,C错误;
D.104g环辛四烯的物质的量为1mol,1个中含有4个碳碳双键,故1mol环辛四烯()的分子中含有碳碳双键的数目为,D正确;
故选D。
4.A
【详解】A.用明矾处理含有悬浮微粒的水,是水解生成氢氧化铝胶体吸附悬浮颗粒,不具有杀菌消毒作用,故A符合题意;
B.生石灰能与酸性物质反应生成盐,因此撒生石灰改良酸性土壤,故B不符合题意;
C.电化学腐蚀需要电解质,而将炒菜的铁锅洗净后擦干,避免有电解质的存在,因此不能发生电化学腐蚀,故C不符合题意;
D.升高温度,对的水解平衡正向移动,促进水解,水解程度增大,碱性更强,因此用热的纯碱溶液去油污效果比较好,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
5.A
【详解】A.汽车尾气催化转化器可将氮氧化物和一氧化碳转变为氮气和二氧化碳,不能有效减少二氧化碳的排放,不能实现“碳中和”,A错误;
B.雾是一种气溶胶,光束通过大雾可观察到丁达尔效应,B正确;
C.稀土永磁材料是电子技术通讯中的重要材料,稀土元素均为金属元素,C正确;
D.“深海勇士”号潜水艇使用的锂离子电池是一种可充电、放电的二次电池,D正确;
答案选A。
6.B
【分析】铅膏主要成分是、,向浆液中加入和(NH4)2CO3,具有氧化性,将氧化,生成硫酸铅,再加入碳酸氨发生反应,生成和,则副产品M为;碳酸铅加入生成Pb(BF4)2和二氧化碳气体,电解Pb(BF4)2溶液得到铅单质;
【详解】A. 由分析可知,副产品M为(NH4)2SO4,A正确;
B.是强酸,与反应的离子方程式为,B错误;
C.操作③为过滤,所用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;
D.电解Pb(BF4)2溶液时,阴极电极反应式为,电路中转移0.5mol电子时,生成0.25molPb,则阴极增重的质量为,D正确。
故选B。
7.B
【分析】CH4燃料原电池中,甲烷失电子发生氧化反应生成CO2,所以通入燃料CH4的a极为负极,通入氧化剂氧气的b极为原电池的正极,电池总反应为:CH4+2O2=CO2+2H2O;根据电池中移动的O2-可知电解质为熔融的金属氧化物,与电源的正极相连接的c极为电解池的阳极,在阳极为氯离子放电,则电极反应为:2Cl--2e-═Cl2↑,电解池中阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,则A膜应为阳离子交换膜,阴极d极附近氢离子放电生成氢气,破坏水的电离平衡,氢氧根离子浓度增大,结合钠离子生成氢氧化钠,则C膜也应为阳离子交换膜,原料室中的H2PO向阳极室移动,通过B膜进入产品室,则B膜为阴离子交换膜。
【详解】A. a极反应:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O,故A错误;
B. 由分析可知:A、C膜均为阳离子交换膜,B膜为阴离子交换膜,故B正确;
C. 与电源的正极相连接的c极为电解池的阳极,在阳极为氯离子放电,则电极反应为:2Cl--2e-═Cl2↑,该装置开始工作时即可得到产物H2和Cl2,故C错误;
D. 左侧为原电池,右侧为电解池,构成闭合回路,原电池释放的电子,等于电解池通过的电子,a极上通入标况下2.24L甲烷,n(CH4)=0.1mol,1molCH4~1molCO2~8mole-,根据电荷守恒电解液中离子移动与电子相当,阴离子向阳极移动,原料室H2PO4-向阳极室移动,通过B膜进入产品室减少0.8mol,阳极室Ca2+减少0.4mol,故D错误;
故选B。
8.D
【分析】由图可知,放电时,a极为负极,电极反应式为Na-e-=Na+,b极为正极,电极反应式为Na++e-=Na,充电时,b极为阳极,电极反应式为Na-e-=Na+,a极为阴极,电极反应式为Na++e-=Na,据此作答。
【详解】A.放电时,电子不经过电解质,故A错误;
B.放电时,a极为负极,电极反应式为Na-e-=Na+,故B错误;
C.充电时,b极为阳极,阳极失去电子发生氧化反应,故C错误;
D.充电时,a极为阴极,电极反应式为Na++e-=Na,电路中每迁移2mol电子,理论上a极净增重46g,故D正确;
故答案选D。
9.B
【详解】A.原子不守恒,电子不守恒,离子方程式应该为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,A错误;
B.小苏打NaHCO3与胃酸HCl反应产生NaCl、H2O、CO2,反应的离子方程式为:,B正确;
C.醋酸是弱酸,主要以电解质分子存在,应该写化学式,离子方程式应该为:CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O,C错误;
D.NaOH是可溶性强电解质,以离子形式存在。电解饱和食盐水,反应产生NaOH、H2、Cl2,反应的离子方程式应该为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,D错误;
故合理选项是B。
10.B
【详解】在反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4中Fe失电子发生氧化反应,电极I的材料Fe为负极 ,Fe3+得电子发生还原反应,电极Ⅱ的材料石墨为正极,B烧杯中的溶液为Fe2(SO4)3溶液;
A.B烧杯中的溶液为Fe2(SO4)3溶液,Fe3+可使KSCN溶液显红色,A正确;
B.电极Ⅰ上发生的电极反应式为Fe-2e-= Fe2+,B错误;
C.盐桥的作用是形成闭合回路,平衡电荷,盐桥中阳离子向B烧杯中移动,阴离子向A烧杯中移动,C正确;
D.设计成双液原电池,可避免氧化剂[Fe2(SO4)3]和还原剂(Fe)直接接触,避免Fe与Fe2(SO4)3直接反应,使能量利用率更高,D正确;
答案选B。
11.C
【分析】设计了一种能将苯酚氧化为 CO2 和 H2O 的原电池-电解池组合装置;由图可知,左侧为原电池,a极六价铬转化为三价铬发生还原反应,为正极,则b为负极;右侧为电解池,c为阴极、d为阳极;
【详解】A.由分析可知,a为正极,b为负极,系统工作时,内电路电流由 b 极经 III、II、I 室流向 a 极,A正确;
B.d 极区为阳极区,苯酚被氧化发生氧化反应和羟基自由基(·OH)反应生成二氧化碳和水,化学方程式为 C6H5OH+28·OH = 6CO2↑+17H2O,B正确;
C.苯酚被氧化发生氧化反应生成二氧化碳和水,根据电子守恒可知,C6H5OH~28e-,故系统工作时,每转移 28mol e-时,d极、b极各消耗1mol 苯酚,共消耗2mol苯酚,C错误;
D.a 电极为正极,发生还原反应,电极反应式:7H2O + Cr2O + 6e-=2 Cr(OH)3 + 8OH-,D正确。
故选C。
12. 负极 正极 4Al2Cl+3e- =Al+7AlCl Cn[AlCl4]+ne- = Cn+ AlCl
【解析】略
13. 氧化
【详解】(1) 和 H2O 反应生成 HNO3 和 NO,反应的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,反应生成的 NO 再遇到空气中的 O2 发生反应:2NO+O2=2NO2,多次循环后能完全转化为 HNO3,可得到总反应的化学方程式为:4+O2+2H2O=4HNO3,则 转化为 HNO3 的化学方程式为:3+H2O=2HNO3+NO
(2) ①根据图示可知 NiO 电极上 NO 失电子和 O2 离子反应生成 NO2,其中 NO 发生氧化反应。故答案为:氧化
②该装置为原电池装置,NiO 电极上 NO 失电子和 O2 离子反应生成 NO2,发生氧化反应,则 NiO 电极为负极,Pt 电极上 O2 得到电子,发生还原则 Pt 电极是正极,在外电路中,电子是从负极 NiO 电极流出,经外电路回到极 Pt 电极上, NiO 电极的电极反应式为:。故答案为:NiO、
14.(1) PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 抑制Fe3+、Pb2+的水解
(2)用冰水浴使反应PbCl2(s)+2Cl-(aq) (aq)逆向移动,使不断转化为PbCl2晶体而析出。
(3)PbCl2(s)+(aq) PbSO4(s) +2Cl-(aq)
(4)盐酸
(5)PbSO4(s) +2e-=Pb+
【分析】本题学生易错的地方是氧化还原反应方程式的书写,氧化还原反应方程式书写是,注意找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,本题(1)出现淡黄色沉淀,即S,PbS中S显-2价,PbS作还原剂,加入FeCl3,Fe3+具有强氧化性,能把-2价S氧化成S,Pb的化合价不变化,因此离子方程式为:PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2↓+2Fe2++S↓。
【详解】(1)铁离子具有氧化性,能氧化硫离子生成单质S,因此FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的离子方程式为PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S;双氧水具有氧化性能氧化亚铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;由于铁离子、铅离子均易水解溶液显酸性,因此加入盐酸的另一目的是控制pH,抑制Fe3+、Pb2+的水解,防止产生氢氧化物沉淀。
(2)根据反应PbCl2(s)+2Cl-(aq)(aq) △H>0可知该反应是吸热反应,用冰水浴温度降低有利于使反应PbCl2(s)+2Cl-(aq) (aq)逆向移动,使不断转化为PbCl2晶体而析出。
(3)硫酸铅的溶解度小于氯化铅,因此PbCl2晶体与硫酸根离子结合即转化为PbSO4沉淀,反应的离子方程式为PbCl2(s)+(aq) PbSO4(s) +2Cl-(aq)。
(4)根据原子守恒,在生成硫酸铅的同时还有盐酸生成,所以滤液3是盐酸。
(5)铅蓄电池充电时阴极是硫酸铅得到电子转化为铅单质,则阴极的电极反应式为PbSO4(s) +2e-=Pb+。
【点睛】考查物质制备工艺流程图的分析与应用。
15. 负 Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH- B、C、E 50ax O2+2CO2+4e-===2CO32- (或2O2+4CO2+8e-===4 CO32-)
【详解】(1)此蓄电池在充电时,电池阴极应与外加电源的负极连接,发生氢氧化亚铁得电子的还原反应,其电极反应式为Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-。
(2)以铜为电极,用此蓄电池作电源,则阳极铜失去电子,根据总电极方程式可知阴极是氢离子得到电子,铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜沉淀,稀硫酸溶液显酸性,不能生成氢氧化铜,A错误;氢氧化钠溶液显碱性,阴极氢离子放电,可以产生氢氧化铜,B正确;铜电极电解硫酸钠溶液,阴极氢离子放电,破坏水的电离平衡,产生氢氧化铜,C正确;铜电极电解硫酸铜溶液,开始阴极铜离子放电,D错误;铜电极电解氯化钠溶液,阴极氢离子放电,破坏水的电离平衡,产生氢氧化铜,E正确。答案选B、C、E;
(3)假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极),工作一段时间后,蓄电池内部消耗了0.36 g水,即0.02 mol水,根据方程式可知反应中转移0.02 mol电子。电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N,则根据电子得失守恒可知,金属N的相对原子质量R的计算公式为R==50ax。
(4)已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4-8e-+4===5CO2+2H2O,则正极是氧气得到电子,根据负极反应式可知,正极电极反应式为2O2+4CO2+8e-===4。
【点睛】本题考查原电池原理的应用,在进行电化学的有关计算时,必须准确判断出电极产物,这主要是依据离子的放电顺序进行判断。最后还需要通过电子的得失守恒进行计算。
16. Al3++3HCO3-===Al(OH)3+3CO2 CO32-+H2OHCO3-+OH- CO32- (aq)+CaSO4(s)=CaCO3(s)+SO42- (aq) O2+2H2O+4e-===4OH- 2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+
【详解】(1)泡沫灭火器的原理是利用硫酸铝和碳酸氢钠发生双水解产生大量二氧化碳:Al3++3HCO3-===Al(OH)3+3CO2;(2)碳酸钠水解显碱性,故不利于作物生长,加入石膏,会和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,降低了碳酸根离子浓度,所以其土壤碱性降低,有关离子反应方程式为:CO32-+H2OHCO3-+OH-;农业上用石膏降低其碱性的反应原理:CO32- (aq)+CaSO4(s)=CaCO3(s)+SO42- (aq);(3)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的正极氧气得电子产生氢氧根离子,反应的电极反应式: O2+2H2O+4e-=4OH-;(4)以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极铝失电子产生氧化铝,电极反应方程式为:2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+。
17.(1)
(2) 溶液 Na2CO3溶液
(3) 减小
(4)
【解析】(1)
燃料电池负极发生氧化反应,甲烷燃料电池负极中CH4发生氧化反应,根据装置分析,电解质溶液为碱性,甲烷燃料电池负极反应式为;石墨(C)极为电解池阳极,发生氧化反应,电解饱和NaCl溶液,阳极Cl-转化为Cl2,石墨(C)极的电极反应式为。故答案为:;;
(2)
精制时为除去食盐水中的和,要加入的试剂及顺序为:先加溶液除去,再加Na2CO3溶液,除去和过量的。故答案为:溶液;Na2CO3溶液;
(3)
若在标准状况下,有氧气参加反应,n(O2)==0.1mol,Pt电极发生反应为:O2+4e-+2H2O═4OH-,转移0.4mole-,则理论上通过乙装置中X交换膜的电量为 =(法拉第常数),一段时间后丙装置中阴极发生还原反应:Cu2++2e-═Cu,丙装置中减小(填“增大”“减小”或“不变”)。故答案为:;减小;
(4)
电解CuSO4溶液,阳极反应为:2H2O-4e-═O2↑+4H+,阴极反应为:Cu2++2e-═Cu,200mL 0.5mol/L的CuSO4溶液中含有n(Cu2+)=0.1mol,电解一段时间后,两极收集到相同体积(相同条件)的气体,电解初期只有阳极产生气体,当Cu2+电解完毕阴极发生反应:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,电解完0.1molCu2+转移电子数为0.2mol,此时阳极产生n(O2)=0.05mol,设继续转移xmole-,则有0.05+=,可得x=0.2,所以两极收集到相同体积(相同条件)的气体,则整个电解过程转移的电子的数目是n(e-)=0.2mol+0.2mol=0.4mol,则整个电解过程转移电子的数目是。故答案为:。
18. C Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 减小 增大 不变。
【详解】考查原电池的工作原理,(1)A、电池反应式为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag ,既没有OH-消耗,也没有OH-生成,因此电解质KOH没有被消耗,故A错误;B、失电子的一极为负极,即Zn为负极,得电子的一极为正极,即Ag2O为正极,电子从负极经外电路流向正极,故B错误;C、根据B选项的分析,故C正确;D、负极上失去电子,发生氧化反应,正极上得到电子,发生还原反应,故D错误;(2)正负极得失电子数目守恒,因此两式相加得到:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag; (3)根据负极电极反应式,OH-在负极上被消耗,即c(OH-)在负极减小,OH-在正极上生成,即c(OH-)在正极区域增大,消耗OH-的物质的量等于生成OH-的物质的量,电解质溶液中c(OH-)不变。
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