高考化学总复习第二部分专题六化学能与电能的转化检测.doc
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1、1 / 15【2019【2019 最新最新】精选高考化学总复习第二部分专题六化学能与电能的转化精选高考化学总复习第二部分专题六化学能与电能的转化检测检测A 组 20142018 年浙江真题题组考点一 原电池原理及其应用以下为教师用书专用(89)8.(2015 浙江 1 月学考,12,2 分)如图是铜锌原电池示意图。当该原电池工作时,下列描述不正确的是( ) A.溶液逐渐变蓝B.锌片逐渐溶解C.铜片上有气泡产生D.电流计指针发生偏转答案 A 该铜锌原电池中,Zn 是负极,电极反应式为 Zn-2e- Zn2+,故锌片逐渐溶解,B 正确;Cu 是正极,电极反应式为 2H+2e- H2,故铜片上有气泡
2、产生,C 正确;电子由 Zn 经导线流向 Cu,电流计指针发生偏转,D 正确;该原电池工作过程中,溶液颜色不变,A 错误。9.(2014 浙江 1 月学考,14,2 分)如图为铜锌原电池示意图,下列说法不正确的是( )A.该原电池中,铜为正极B.该原电池中,电子由铜片经过导线流入锌片C.该原电池工作一段时间后,溶液的酸性减弱D.该原电池工作一段时间后,锌片质量减小2 / 15答案 B 该铜锌原电池工作时,电子由负极(锌片)流出,经过导线流入正极(铜片)。B 组 20142018 年全国真题题组考点一 原电池原理及其应用以下为教师用书专用(56)5.(2014 北京理综,8,6 分)下列电池工作
3、时,O2 在正极放电的是 ( )A.锌锰电池B.氢燃料电 池C.铅蓄电 池D.镍镉电池答案 B 氢燃料电池中,负极上 H2 放电,正极上 O2 放电,A、C、D 中均不存在 O2放电,故选 B。6.(2015 课标,26,14 分)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2 和 NH4Cl 等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生 MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:溶解度/(g/100 g 水)温度/ 化合物 020406080100NH4Cl29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3ZnCl2
4、343395452488541614 化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3 Ksp近似值10-1710-1710-39回答下列问题:(1)该电池的正极反应式为 ,电池反应的离子方程式为 。 (2)维持电流强度为 0.5 A,电池工作 5 分钟,理论上消耗锌 g。(已知 F=96 500 Cmol-1) 3 / 15(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有 ZnCl2 和 NH4Cl,二者可通过 分离回收;滤渣的主要成分是 MnO2、 和 ,欲从中得到较纯的 MnO2,最简便的方法为 ,其原理是 。 (4)用废电池的锌皮制备 ZnSO47H2O 的过程中,需除去锌皮中的少
5、量杂质铁,其方法是:加稀 H2SO4 和 H2O2 溶解,铁变为 ,加碱调节至 pH 为 时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于 110-5 molL-1 时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至 pH 为 时,锌开始沉淀(假定 Zn2+浓度为 0.1 molL-1)。若上述过程不加 H2O2 后果是 ,原因是 。 答案 (14 分)(1)MnO2+H+e- MnOOH2MnO2+Zn+2H+ 2MnOOH+Zn2+(每空 1 分,共 2 分)注:式中 Zn2+可写为 Zn(NH3、Zn(NH3)2Cl2 等,H+可写为 N(2)0.05(2 分)(3)加热浓缩、冷却结晶 碳粉 MnOOH 空气中加
6、热碳粉转变为 CO2,MnOOH 氧化为 MnO2(每空 1 分,共 5 分)(4)Fe3+ 2.7 6 Zn2+和 Fe2+分离不开 Fe(OH)2 和 Zn(OH)2 的 Ksp 相近(每空 1分,共 5 分)解析 (1)该电池为酸性锌锰干电池,电极反应式为负极:Zn-2e- Zn2+,正极:2MnO2+2e-+2H+ 2MnOOH。(2)电量 Q=It=0.5 A560 s=150 C,则 m(Zn)=65 gmol-1=0.05 g。(3)由表格中信息可知,ZnCl2 的溶解度受温度影响较大,NH4Cl的溶解度受温度影响较小,故可通过加热浓缩、冷却结晶的方法分离。(4)KspFe(OH
7、)3=c(Fe3+)c3(OH-)=110-5c3(OH-)=110-39,c(OH-)=10-11.3molL-1,pOH=11.3,则 pH=2.7。KspZn(OH)2=c(Zn2+)c2(OH-)4 / 15=0.1c2(OH-)=110-17,c(OH-)=10-8 molL-1,pOH=8,则 pH=6。因 Zn(OH)2 和Fe(OH)2 的 Ksp 接近,若不用 H2O2 将 Fe2+氧化为 Fe3+,沉淀 Zn2+时,Fe2+也可转化为 Fe(OH)2 沉淀,而使制得的 ZnSO47H2O 不纯净。考点二 电解原理及其应用以下为教师用书专用(615)6.(2017 海南单科,
8、10,4 分)一种电化学制备 NH3 的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输 H+。下列叙述错误的是( )A.Pd 电极 b 为阴极B.阴极的反应式为:N2+6H+6e- 2NH3C.H+由阳极向阴极迁移D.陶瓷可以隔离 N2 和 H2答案 A Pd 电极 b 上氢气失去电子,该电极为阳极,故 A 错误;电解池中阴极上发生还原反应,则阴极反应式为 N2+6H+6e- 2NH3,故 B 正确;电解池中,H+由阳极向阴极迁移,故 C 正确;由图可知,氮气与氢气不直接接触,陶瓷可以隔离 N2 和 H2,故 D正确。7.(2016 北京理综,12,6 分)用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置
9、现象a、d 处试纸变蓝; b 处变红,局部褪 色;c 处无明显变 化两个石墨电极附近有气泡产生;n 处有气泡产生下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )A.a、d 处:2H2O+2e- H2+2OH-B.b 处:2Cl-2e- Cl25 / 15C.c 处发生了反应:Fe-2e- Fe2+D.根据实验一的原理,实验二中 m 处能析出铜答案 B 根据实验一的实验现象可判断出 c 作阳极,d 作阴极,a、d 处的电极反应均为 2H2O+2e- H2+2OH-,c 处的电极反应为 Fe-2e- Fe2+,由于 Fe2+的颜色较浅,短时间观察不到明显的现象。“b 处变红”说明有 H+生成,则发生了电
10、极反应2H2O-4e- 4H+O2;“局部褪色”说明在该电极上 Cl-放电生成了 Cl2,反应为2Cl-2e- Cl2。实验二中每个铜珠的左侧作阳极,右侧作阴极,其中右边的铜珠的左侧铜放电变成铜离子,铜离子移动到 m 处,在 m 处放电变成铜析出。8.(2015 福建理综,11,6 分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将 H2O 和 CO2 转化为 O2 和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从 b 极区向 a 极区迁移C.每生成 1 mol O2,有 44 g CO2 被还原D.a 电极的反应为:3CO2+18
11、H+-18e- C3H8O+5H2O答案 B 由模拟“人工树叶”电化学实验装置可知,该装置将光能和电能转化为化学能,故 A 错误;在电解池内部,阳离子向阴极迁移,故 H+从 b 极区向 a 极区迁移,B 正确;阴极上:3CO2C3H8O18e-,阳极上:2H2OO24e-,根据得失电子守恒可知,当阳极生成 1 mol O2 时,阴极被还原的 CO2 的质量为44 g/mol29.3 g,故 C 错误;a 电极的反应为 3CO2+18H+18e- C3H8O+5H2O,故 D 错误。9.(2014 广东理综,11,4 分)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极为 Al,其他均为 Cu,则( )A
12、.电流方向:电极A电极B.电极发生还原反应6 / 15C.电极逐渐溶解D.电极的电极反应:Cu2+2e- Cu答案 A 由图示可分析出该图中为原电池的负极,为电解池的阴极,电流由电极A电极,A 正确。Al 极发生氧化反应,B 错误。电极发生的电极反应为Cu2+2e- Cu,电极上有 Cu 生成,C 错误。电极的电极反应为 Cu-2e- Cu2+,D 错误。10.(2014 上海单科,12,3 分)如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl 溶液的U 形管中。下列分析正确的是( )A.K1 闭合,铁棒上发生的反应为 2H+2e H2B.K1 闭合,石墨棒周围溶液 pH 逐渐升高C.K2 闭合
13、,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法D.K2 闭合,电路中通过 0.002NA 个电子时,两极共产生 0.001 mol 气体答案 B K1 闭合,该装置为原电池,铁棒为负极,发生的反应为 Fe-2e Fe2+,石墨棒为正极,发生的反应为 O2+4e+2H2O 4OH-,石墨棒周围溶液的 pH 逐渐升高,所以 B正确;K2 闭合则为电解池装置,铁棒为阴极,不会被腐蚀,但不属于牺牲阳极的阴极保护法,电路中通过 0.002NA 个电子时,两极产生氢气和氯气共为 0.002 mol。11.(2014 天津理综,6,6 分)已知:锂离子电池的总反应为:LixC+Li1-xCoO2 C+LiCoO
14、2锂硫电池的总反应为:2Li+S Li2S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7 / 15D.下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电答案 B A 项,在原电池内部,阳离子应移向正极;二次电池的充电过程为电解过程,阴极发生还原反应,B 项正确;C 项,比能量是指这种电池单位质量或单位体积所能输出的电能,当二者质量相同时,转移电子的物质的量不相等,即比能量不同;D 项,应为锂硫电池给锂离子充电,还应将锂硫电池的锂电极连接锂离子电池的石墨电极,硫电极连接 LiCoO2 电极。12.(2015 上海单科
15、,五,12 分)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。完成下列填空:27.写出电解饱和食盐水的离子方程式: 。 28.离子交换膜的作用为: 、 。 29.精制饱和食盐水从图中 位置补充,氢氧化钠溶液从图中 位置流出。(选填“a”“b”“c”或“d”) 30.KClO3 可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂 ClO2,还生成 CO2和 KHSO4 等物质。写出该反应的化学方程式: 。 31.室温下,0.1 mol/L NaClO 溶液的 pH 0.1 mol/
16、L Na2SO3 溶液的pH。(选填“大于”“小于”或“等于”) 浓度均为 0.1 mol/L 的 Na2SO3 和 Na2CO3 的混合溶液中,S、C、HS、HC 浓度从大到小的顺序为 。 已知:H2SO3 =1.5410-2 =1.0210-78 / 15HClO Ki=2.9510-8H2CO3=4.310-7=5.610-11答案 27.2H2O+2Cl- Cl2+2OH-+H228.能得到纯度更高的氢氧化钠溶液 避免 Cl2 与 H2 反应(合理即给分)29.a d30.2KClO3+2H2SO4+H2C2O4 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O31.大于 SCHCHS解析
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- 高考 化学 复习 第二 部分 专题 化学能 电能 转化 检测
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