2013高考化學(xué) 必考題型早知道 專題十一 化學(xué)能與電能 新人教版

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1、專題十一　化學(xué)能與電能 1.[2012·浙江理綜，10]以鉻酸鉀為原料，電化學(xué)法制備重鉻酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下： 下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．在陰極室，發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ B．在陽(yáng)極室，通電后溶液逐漸由黃色變?yōu)槌壬?，是因?yàn)殛?yáng)極區(qū)H＋濃度增大，使平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O向右移動(dòng) C．該制備過(guò)程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑ D．測(cè)定陽(yáng)極液中K和Cr的含量，若K與Cr的物質(zhì)的量之比(nK/nCr)為d，則此時(shí)鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為1－ 2. [2012·安徽理綜，11

2、]某興趣小組設(shè)計(jì)如下微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生：一段時(shí)間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是(　　) A．?dāng)嚅_K2，閉合K1時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式為：2H＋＋2Cl－Cl2↑＋H2↑ B．?dāng)嚅_K2，閉合K1時(shí)，石墨電極附近溶液變紅 C．?dāng)嚅_K1，閉合K2時(shí)，銅電極上的電極反應(yīng)式為：Cl2＋2e－===2Cl－ D．?dāng)嚅_K1，閉合K2時(shí)，石墨電極作正極 3．[2012·山東理綜，13]下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是(　　) A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重 B．圖b中，開關(guān)由M改置于N時(shí)，C

3、u－Zn合金的腐蝕速率減小 C．圖c中，接通開關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大 D．圖d中，Zn－MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的 4．[2012·福建理綜，9]將下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合，下列判斷正確的是(　　) A．Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng) B．電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動(dòng) C．片刻后甲池中c(SO)增大 D．片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色 5. [2012·北京理綜，12]人工光合作用能夠借助太陽(yáng)能，用CO2和H2O制備化學(xué)原料。下圖是通過(guò)人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．該過(guò)程是將太

4、陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程 B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生 C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強(qiáng) D．催化劑b表面的反應(yīng)是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH 6. [2012·大綱全國(guó)理綜，11]①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí)，外電路電流從②流向①：①③相連時(shí)，③為正極：②④相連時(shí)，②上有氣泡逸出：③④相連時(shí)，③的質(zhì)量減少，據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是(　　) A．①③②④　　　　　 B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 7. [2012·四川理綜，11]一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，

5、負(fù)極上的反應(yīng)為：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H＋向負(fù)極移動(dòng) B．若有0.4 mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48 L氧氣 C．電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 8．[2012·山東理綜，28]工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下： (1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的________吸收。 a．濃H2SO4 b．稀HNO3 c．

6、NaOH溶液 d．氨水 (2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說(shuō)明溶液中存在________(填離子符號(hào))，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2＋的方法是________(注明試劑、現(xiàn)象)。 (3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________ __________________________________________________________。 (4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說(shuō)法正確的是________。 a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b．粗銅接

7、電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng) c．溶液中Cu2＋向陽(yáng)極移動(dòng) d．利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬 (5)利用反應(yīng)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)式為________。 9. [2012·福建理綜，24] (1)電鍍時(shí)，鍍件與電源的________極連接。 (2)化學(xué)鍍的原理是利用化學(xué)反應(yīng)生成金屬單質(zhì)沉積在鍍件表面形成鍍層。 ①若用銅鹽進(jìn)行化學(xué)鍍銅，應(yīng)選用________(填“氧化劑”或“還原劑”)與之反應(yīng)。 ②某化學(xué)鍍銅的反應(yīng)速率隨鍍液pH變化如圖所示。 該鍍銅過(guò)程中，鍍液pH控制在12.5

8、左右。據(jù)圖中信息，給出使反應(yīng)停止的方法：________。 (3)酸浸法制取硫酸銅的流程示意圖如下： ①步驟(ⅰ)中Cu2(OH)2CO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________ __________________________________________________________。 ②步驟(ⅱ)所加試劑起調(diào)節(jié)pH作用的離子是________ (填離子符號(hào))。 ③在步驟(ⅲ)發(fā)生的反應(yīng)中，1 mol MnO2轉(zhuǎn)移2 mol電子，該反應(yīng)的離子方程式為________。 ④步驟(ⅳ)除去雜質(zhì)的化學(xué)方程式可表示為 3Fe3＋＋NH＋2SO＋6H2O===NH4

9、Fe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋ 過(guò)濾后母液的pH＝2.0，c(Fe3＋)＝a mol·L－1，c(NH)＝b mol·L－1，c(SO)＝d mol·L－1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________(用含a、b、d的代數(shù)式表示)。 10. [2012·重慶理綜，29]尿素[CO(NH2)2]是首個(gè)由無(wú)機(jī)物人工合成的有機(jī)物。 (1)工業(yè)上尿素由CO2和NH3在一定條件下合成，其反應(yīng)方程式為________。 (2)當(dāng)氨碳比＝4時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖1所示。 ①A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2)________B點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正(CO2)(填“大于”“小于”或“等于

10、”)。 ②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為________。 (3)人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如圖2所示。 ①電源的負(fù)極為________(填“A”或“B”)。 ②陽(yáng)極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為________、________。 ③電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比將________；若兩極共收集到氣體13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則除去的尿素為________g(忽略氣體的溶解)。 專題十一　化學(xué)能與電能 解析 1.D 因放電順序H＋>K＋，故陰極電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；由于陽(yáng)極的電極材料是惰性電極，故該電解池的陽(yáng)極

11、電極反應(yīng)式為：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于反應(yīng)生成了H＋，增大了H＋的濃度，故平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O正向移動(dòng)，溶液顏色由黃色變?yōu)槌壬?，故A、B項(xiàng)正確；將上述反應(yīng)式合并可知C項(xiàng)正確；由總反應(yīng)方程式4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑和電解裝置可知，電解過(guò)程中陽(yáng)極室的K＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極室，從而生成KOH?，F(xiàn)設(shè)K2CrO4的起始物質(zhì)的量為1 mol，轉(zhuǎn)化的K2CrO4的物質(zhì)的量為x，根據(jù)電解方程式可知生成的KOH的物質(zhì)的量為x，陽(yáng)極室剩余K＋物質(zhì)的量為2 mol－x，陽(yáng)極室中Cr的物質(zhì)的量為1 mol，由題意得：＝d，解得x＝

12、(2－d) mol，故鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為2－d，D項(xiàng)不正確。 2.D 由題意知，斷開K2，閉合K1時(shí)，兩極均有氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明銅電極沒有參與反應(yīng)，則銅電極一定作陰極，石墨電極作陽(yáng)極，所以總反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為2Cl－＋2H2O===Cl2↑＋H2↑＋2OH－，銅電極附近溶液變紅，故A、B項(xiàng)均錯(cuò)誤；斷開K1，閉合K2時(shí)，氯氣在石墨電極上得到電子生成Cl－，氫氣在銅電極上失去電子生成氫離子，所以此時(shí)石墨電極作正極，銅電極作負(fù)極，故C錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。 3. B 圖a中，燒杯底端的海水中含氧量比較少，故鐵棒發(fā)生吸氧腐蝕的速率應(yīng)該減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖b中，當(dāng)開關(guān)置于N時(shí)，左邊的鋅與合金形成了原電池，

13、并且合金作正極，合金的腐蝕速率減小，B項(xiàng)正確；圖c中，接通開關(guān)后，形成原電池，生成氫氣的速率增大，但是氫氣是在Pt電極上放出的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖d中，在放電時(shí)應(yīng)該是MnO2發(fā)生還原反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4. A 將裝置中K閉合，該裝置構(gòu)成原電池，其中Zn電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，Cu電極上發(fā)生還原反應(yīng)，為正極，故A正確；電子沿Zn→a，在a上溶液中的H＋得到電子，在b上溶液中的OH－失去電子，電子不能直接由a→b，故B錯(cuò)誤；該裝置工作過(guò)程中，甲乙兩燒杯中的SO的濃度都不改變，只是鹽橋中的Cl－和K＋分別向甲、乙兩燒杯中移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；b接電源正極為陽(yáng)極，在此極溶液中的OH－失去電子，c(OH－)

14、減小，c(H＋)增大，b處濾紙不能變紅色，故D錯(cuò)誤。 5. C 首先標(biāo)化合價(jià)，看價(jià)變化，2→，CO2中C的化合價(jià)降低，得電子，由圖示裝置中電子轉(zhuǎn)移的方向可知催化劑a表面發(fā)生失電子的反應(yīng)，催化劑b表面發(fā)生得電子的反應(yīng)，所以在催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)為CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH；在a表面H2O失電子生成O2，電極反應(yīng)為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，由電極反應(yīng)式可知a極附近酸性增強(qiáng)，b極附近酸性減弱，C錯(cuò)誤。 6. B 由原電池原理判斷金屬活動(dòng)性，外電路電流從②流向①，②為正極，金屬活動(dòng)性①>②；①③相連，③為正極，金屬活動(dòng)性①>③；②④相連，②上有氣泡(H2)逸出，②

15、為正極，金屬活動(dòng)性④>②，③④相連，③質(zhì)量減少，則金屬活動(dòng)性③>④，即金屬活動(dòng)性順序?yàn)棰?③>④>②，B正確。 7．C 結(jié)合題意，該電池總反應(yīng)即是乙醇的氧化反應(yīng)，不消耗H＋，故負(fù)極產(chǎn)生的H＋應(yīng)向正極移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；酸性溶液中，正極電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D項(xiàng)錯(cuò)誤，轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)，消耗O2 0.1 mol，即標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24 L，B項(xiàng)錯(cuò)誤；正極反應(yīng)式與負(fù)極反應(yīng)式相加可得電池反應(yīng)為CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，C正確。 8. 答案：(1)cd (2)Fe3＋ 取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色(3)3Cu2O＋2Al

16、Al2O3＋6Cu (4)bd (5)4H＋＋O2＋4e－===2H2O 解析：(1)觀察流程圖可知，氣體A是SO2，應(yīng)該用堿性溶液吸收尾氣，c、d項(xiàng)正確。(2)溶液中加入KSCN溶液顯紅色，說(shuō)明溶液中存在Fe3＋；若檢驗(yàn)還存在Fe2＋，則可以加入酸性KMnO4溶液，如果溶液紫紅色褪去，則說(shuō)明還含有Fe2＋。(3)根據(jù)流程圖可知，由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)方程式是3Cu2O＋2Al6Cu＋Al2O3。(鋁熱法)(4)在電解精煉中，不可能存在能量的完全轉(zhuǎn)化，部分電能還可轉(zhuǎn)化為熱能等，a項(xiàng)錯(cuò)誤；在電解池中，陽(yáng)離子應(yīng)該移向陰極，c項(xiàng)錯(cuò)誤；b、d正確。 (5)根據(jù)所給的原電池反應(yīng)可知，正極是氧氣發(fā)生

17、還原反應(yīng)，即O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 9．答案：(1)負(fù) (2)①還原劑 ②調(diào)節(jié)溶液pH在8～9之間 (3)①Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O ②HCO ③MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O ④ 解析：(1)電鍍時(shí)，待鍍件與電源的負(fù)極相連，溶液中的鍍層金屬離子得到電子在鍍件上析出。 (2)①由信息可知化學(xué)鍍是Cu2＋變成Cu，被還原應(yīng)加入還原劑；②由圖可看出溶液pH低于9時(shí)，該化學(xué)鍍的反應(yīng)速率為0，因此可調(diào)節(jié)溶液pH在8～9之間即可使反應(yīng)停止。 (3)②抓住信息“提高pH”，所以加入NH4

18、HCO3的目的是與H＋反應(yīng)，減小H＋濃度。NH4HCO3電離出的離子只有HCO與H＋反應(yīng)。 ③溶液中具有還原性的只有Fe2＋，再根據(jù)1 mol MnO2反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol電子，即可寫出相應(yīng)的離子方程式為MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。 ④依據(jù)K＝即可求解。 10. 答案：(1)2NH3＋CO2CO(NH2)2＋H2O (2)①小于 ②30% (3)①B ②6Cl－－6e－===3Cl2↑ CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl ③不變 7.2 解析：(1)根據(jù)所學(xué)知識(shí)不難寫出CO2和NH3合成CO(NH2)2的化

19、學(xué)方程式為：2NH3＋CO2CO(NH2)2＋H2O。 (2)①由CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化圖可知在A點(diǎn)時(shí)反應(yīng)還未達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)仍將繼續(xù)正向進(jìn)行，故v逆(CO2)小于B點(diǎn)平衡時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率。 ②設(shè)CO2的初始物質(zhì)的量為a，則NH3的初始物質(zhì)的量為4a 2NH3＋CO2CO(NH2)2＋H2O 起始/mol　 4a a 轉(zhuǎn)化/mol 1.2a 0.6a 平衡/mol 2.8a 0.4a 平衡時(shí)NH3轉(zhuǎn)化率為：×100%＝30%。 (3)根據(jù)電解池中陰離子在陽(yáng)極放電和陽(yáng)離子在陰極放電的規(guī)律和本題圖中的電極產(chǎn)物H2和Cl2可以判斷出A為電源的正極，B為電源

20、的負(fù)極，故陽(yáng)極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為：2Cl－－2e－===Cl2↑，CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl； ③陰極反應(yīng)為：6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑(或6H＋＋6e－===3H2↑) 陽(yáng)極反應(yīng)為：6Cl－－6e－===3Cl2↑ CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl 根據(jù)上述反應(yīng)式可以看出在陰、陽(yáng)極上產(chǎn)生的OH－、H＋的數(shù)目相等，陽(yáng)極室中反應(yīng)產(chǎn)生的H＋通過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室與OH－恰好反應(yīng)生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變；由上述反應(yīng)式可以看出，轉(zhuǎn)移6 mol e－時(shí)，陰極產(chǎn)生3 mol H2，陽(yáng)極產(chǎn)生1 mol N2和1 mol CO2，故電解收集到的13.44 L氣體中V(N2)＝V(CO2)＝＝2.688 L，即n(N2)＝n(CO2)＝0.12 mol 根據(jù)方程式CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl可知生成0.12 mol N2所消耗的CO(NH2)2的物質(zhì)的量也為0.12 mol，其質(zhì)量為：m[CO(NH2)2]＝0.12 mol×60 g·mol－1＝7.2 g。