2013高考化學 必考題型早知道 專題十一 化學能與電能 新人教版

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

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

3、u－Zn合金的腐蝕速率減小 C．圖c中，接通開關時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]將下圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是(　　) A．Cu電極上發(fā)生還原反應 B．電子沿Zn→a→b→Cu路徑流動 C．片刻后甲池中c(SO)增大 D．片刻后可觀察到濾紙b點變紅色 5. [2012·北京理綜，12]人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學原料。下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說法不正確的是(　　) A．該過程是將太

4、陽能轉化為化學能的過程 B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應，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 D．催化劑b表面的反應是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH 6. [2012·大綱全國理綜，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，外電路電流從②流向①：①③相連時，③為正極：②④相連時，②上有氣泡逸出：③④相連時，③的質量減少，據(jù)此判斷這四種金屬活動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計的酒精檢測儀，

5、負極上的反應為：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有關說法正確的是(　　) A．檢測時，電解質溶液中的H＋向負極移動 B．若有0.4 mol電子轉移，則在標準狀況下消耗4.48 L氧氣 C．電池反應的化學方程式為：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正極上發(fā)生的反應為：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，說明溶液中存在________(填離子符號)，檢驗溶液中還存在Fe2＋的方法是________(注明試劑、現(xiàn)象)。 (3)由泡銅冶煉粗銅的化學反應方程式為_______________ __________________________________________________________。 (4)以CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質)的電解精煉，下列說法正確的是________。 a．電能全部轉化為化學能 b．粗銅接

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

8、左右。據(jù)圖中信息，給出使反應停止的方法：________。 (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)生反應的化學方程式為__________ __________________________________________________________。 ②步驟(ⅱ)所加試劑起調節(jié)pH作用的離子是________ (填離子符號)。 ③在步驟(ⅲ)發(fā)生的反應中，1 mol MnO2轉移2 mol電子，該反應的離子方程式為________。 ④步驟(ⅳ)除去雜質的化學方程式可表示為 3Fe3＋＋NH＋2SO＋6H2O===NH4

9、Fe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋ 過濾后母液的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]是首個由無機物人工合成的有機物。 (1)工業(yè)上尿素由CO2和NH3在一定條件下合成，其反應方程式為________。 (2)當氨碳比＝4時，CO2的轉化率隨時間的變化關系如圖1所示。 ①A點的逆反應速率v逆(CO2)________B點的正反應速率v正(CO2)(填“大于”“小于”或“等于

10、”)。 ②NH3的平衡轉化率為________。 (3)人工腎臟可采用間接電化學方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素，原理如圖2所示。 ①電源的負極為________(填“A”或“B”)。 ②陽極室中發(fā)生的反應依次為________、________。 ③電解結束后，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(標準狀況)，則除去的尿素為________g(忽略氣體的溶解)。 專題十一　化學能與電能 解析 1.D 因放電順序H＋>K＋，故陰極電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；由于陽極的電極材料是惰性電極，故該電解池的陽極

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

12、(2－d) mol，故鉻酸鉀的轉化率為2－d，D項不正確。 2.D 由題意知，斷開K2，閉合K1時，兩極均有氣泡產(chǎn)生，則說明銅電極沒有參與反應，則銅電極一定作陰極，石墨電極作陽極，所以總反應的離子方程式應為2Cl－＋2H2O===Cl2↑＋H2↑＋2OH－，銅電極附近溶液變紅，故A、B項均錯誤；斷開K1，閉合K2時，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，所以此時石墨電極作正極，銅電極作負極，故C錯誤，D項正確。 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該減小，A項錯誤；圖b中，當開關置于N時，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項正確；圖c中，接通開關后，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項錯誤；圖d中，在放電時應該是MnO2發(fā)生還原反應，D項錯誤。 4. A 將裝置中K閉合，該裝置構成原電池，其中Zn電極上發(fā)生氧化反應，為負極，Cu電極上發(fā)生還原反應，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錯誤；該裝置工作過程中，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，故C錯誤；b接電源正極為陽極，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錯誤。 5. C 首先標化合價，看價變化，2→，CO2中C的化合價降低，得電子，由圖示裝置中電子轉移的方向可知催化劑a表面發(fā)生失電子的反應，催化劑b表面發(fā)生得電子的反應，所以在催化劑b表面發(fā)生的電極反應為CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH；在a表面H2O失電子生成O2，電極反應為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，由電極反應式可知a極附近酸性增強，b極附近酸性減弱，C錯誤。 6. B 由原電池原理判斷金屬活動性，外電路電流從②流向①，②為正極，金屬活動性①>②；①③相連，③為正極，金屬活動性①>③；②④相連，②上有氣泡(H2)逸出，②

15、為正極，金屬活動性④>②，③④相連，③質量減少，則金屬活動性③>④，即金屬活動性順序為①>③>④>②，B正確。 7．C 結合題意，該電池總反應即是乙醇的氧化反應，不消耗H＋，故負極產(chǎn)生的H＋應向正極移動，A項錯誤；酸性溶液中，正極電極反應式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D項錯誤，轉移0.4 mol電子時，消耗O2 0.1 mol，即標準狀況下為2.24 L，B項錯誤；正極反應式與負極反應式相加可得電池反應為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，應該用堿性溶液吸收尾氣，c、d項正確。(2)溶液中加入KSCN溶液顯紅色，說明溶液中存在Fe3＋；若檢驗還存在Fe2＋，則可以加入酸性KMnO4溶液，如果溶液紫紅色褪去，則說明還含有Fe2＋。(3)根據(jù)流程圖可知，由泡銅冶煉粗銅的化學方程式是3Cu2O＋2Al6Cu＋Al2O3。(鋁熱法)(4)在電解精煉中，不可能存在能量的完全轉化，部分電能還可轉化為熱能等，a項錯誤；在電解池中，陽離子應該移向陰極，c項錯誤；b、d正確。 (5)根據(jù)所給的原電池反應可知，正極是氧氣發(fā)生

17、還原反應，即O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 9．答案：(1)負 (2)①還原劑 ②調節(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，待鍍件與電源的負極相連，溶液中的鍍層金屬離子得到電子在鍍件上析出。 (2)①由信息可知化學鍍是Cu2＋變成Cu，被還原應加入還原劑；②由圖可看出溶液pH低于9時，該化學鍍的反應速率為0，因此可調節(jié)溶液pH在8～9之間即可使反應停止。 (3)②抓住信息“提高pH”，所以加入NH4

18、HCO3的目的是與H＋反應，減小H＋濃度。NH4HCO3電離出的離子只有HCO與H＋反應。 ③溶液中具有還原性的只有Fe2＋，再根據(jù)1 mol MnO2反應轉移2 mol電子，即可寫出相應的離子方程式為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)所學知識不難寫出CO2和NH3合成CO(NH2)2的化

19、學方程式為：2NH3＋CO2CO(NH2)2＋H2O。 (2)①由CO2的轉化率隨時間變化圖可知在A點時反應還未達到平衡狀態(tài)，反應仍將繼續(xù)正向進行，故v逆(CO2)小于B點平衡時的化學反應速率。 ②設CO2的初始物質的量為a，則NH3的初始物質的量為4a 2NH3＋CO2CO(NH2)2＋H2O 起始/mol　 4a a 轉化/mol 1.2a 0.6a 平衡/mol 2.8a 0.4a 平衡時NH3轉化率為：×100%＝30%。 (3)根據(jù)電解池中陰離子在陽極放電和陽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、的負極，故陽極室中發(fā)生的反應依次為：2Cl－－2e－===Cl2↑，CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl； ③陰極反應為：6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑(或6H＋＋6e－===3H2↑) 陽極反應為：6Cl－－6e－===3Cl2↑ CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl 根據(jù)上述反應式可以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH－、H＋的數(shù)目相等，陽極室中反應產(chǎn)生的H＋通過質子交換膜進入陰極室與OH－恰好反應生成水，所以陰極室中電解前后溶液的pH不變；由上述反應式可以看出，轉移6 mol e－時，陰極產(chǎn)生3 mol H2，陽極產(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的物質的量也為0.12 mol，其質量為：m[CO(NH2)2]＝0.12 mol×60 g·mol－1＝7.2 g。