高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合
【化学】化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合含详细答案

【化学】化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合含详细答案一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.A 、B 是中学化学常见的化合物,它们各由两种元素组成;乙为元素R 组成的单质,它们之间存在如图所示关系.根据要求回答问题:()1如图三个反应中,属于氧化还原反应的有______个.()2若元素R 与氧同主族,下列事实能说明R 与氧的非金属性相对强弱的有______.A .还原性:22H R H O >B .酸性:22H R H O >C .稳定性:22H R H O < C .沸点:22H R H O <()3若化合物B 常温下为气体,其水溶液呈碱性(答题必须用具体物质表示). ①化合物B 的电子式为______;其水溶液呈碱性的原因是______(用离子方程式表示). ②化合物B 可与2O 组成燃料电池(氢氧化钾溶液为电解质溶液),其反应产物与反应Ⅲ相同.写出该电池负极的电极反应式______.③当1mol 的化合物B 分别参与反应Ⅱ、Ⅲ时,热效应为1H V 和2H V ,则反应Ⅰ的热化学方程式为______(注:反应条件相同、所有物质均为气体).【答案】3 A 、C 32NH H 0+4NH OH +-+3222NH 6e 6OH N 6H O ---+=+ ()()()()2212N g O g 2NO g H 0.8H H +==-V V V【解析】【分析】()1A 、B 是中学化学常见的化合物,它们各由两种元素组成,乙为元素R 组成的单质,反应Ⅰ、Ⅱ为有氧气参加的反应,应为氧化还原反应,反应Ⅲ由化合物A 、B 反应生成单质,也应为氧化还原反应;()2元素R 与氧同主族,则R 为硫元素,硫的非金属性弱于氧,根据元素周期律判断; ()3若化合物B 常温下为气体,其水溶液呈碱性,则B 为3NH ,根据转化关系可知,A 为NO ,乙为2N ,据此答题。
无锡高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合

无锡高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.W、X、Y、Z是四种原子序数依次增大的短周期元素,W、X两种元索可组成W2x和W2X2两种常见的无色液体化合物, Y2X2为淡黄色固体化合物,Z的原子序数是X的原子序数的两倍。
请回答下列问题:(1)Z元素的名称是___________ 。
(2)W、X、Y三种元素形成的化合物的电子式_____________(3)写出Y2X2中所含化学键有:___________。
(4)写出Y2X2和W2X反应的化学方程式:_______________(5)W2和X2是组成某种燃料电池的两种常见物质,如图所示,通人X2的电极是___(填“正极”或“负极”),写出通人W2的电极的电极反应式:________________【答案】硫离子键和共价键 2Na2O2 + 2H2O=4NaOH + O2↑正H2-2e-=2H+【解析】【分析】W、X两种元素可组成W2X和W2X2两种常见的无色液体化合物,故W为H元素;X为O 元素;Y2X2为淡黄色固体化合物,故Y为Na元素;Z的原子序数是X的原子序数的两倍,故Z为S元素,据此进行分析。
【详解】W、X两种元素可组成W2X和W2X2两种常见的无色液体化合物,故W为H元素;X为O 元素;Y2X2为淡黄色固体化合物,故Y为Na元素;Z的原子序数是X的原子序数的两倍,故Z为S元素;(1) Z元素的名称是S元素;(2)W、X、Y三种元素分别为H、O、Na,形成的化合物是NaOH,是离子化合物,其电子式为;(3) Y2X2为Na2O2,是离子化合物,所含化学键有离子键和共价键;(4) Y2X2为Na2O2,W2X为H2O,两者反应生成NaOH和O2,反应的化学方程式为2Na2O2 + 2H2O=4NaOH + O2↑;(5) X2为O2,氢氧燃料电池,负极通氢气,正极通氧气,发生还原反应,故通入O2的电极是正极;W 2为H 2,通H 2的极负极,负极发生氧化反应,故电极反应方程式为H 2-2e -=2H +。
【化学】化学二模试题分类汇编——化学反应与能量推断题综合及详细答案

【化学】化学二模试题分类汇编——化学反应与能量推断题综合及详细答案一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析)1.五氧化二钒常用作化学工业中的催化剂,广泛用于冶金、化工生产。
一种以粗钒(主要含有V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)为原料生产五氧化二钒的工艺流程如下:已知:①部分含钒物质的溶解情况:(VO2)2SO4易溶于水,VOSO4可溶于水,NH4VO3难溶于水。
②部分金属离子[c(M n+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物及氢氧化物溶解与pH的关系如下表:回答下列问题:(l)“研磨”的目的是___,“酸溶”时V2O5发生反应的化学方程式为____ 。
(2)加入NaCIO溶液,含钒元素的粒子发生反应的离子方程式为___。
(3)向三颈烧瓶中加入NaOH溶液时实验装置如图所示,虚线框中最为合适的仪器是___(填标号),调节溶液的pH范围为___,滤渣b为___(写化学式)。
(4)实验显示,沉钒率的高低与温度有关,如图是沉钒率随温度的变化曲线,则沉钒时的加热方法为___。
温度高于80℃,沉钒率下降,其可能原因是____【答案】增大固体与酸溶液的接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O 2VO2++ClO-+H2O=2VO2++Cl-+2H+ D 4.7≤pH<7.8 Fe(OH)3、Al(OH) 水浴加热(热水浴) 温度高于80℃,NH4+水解程度增大成为主要因素,由于NH4+浓度减小,沉钒率下降【解析】【分析】粗钒(主要含有V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)经过研磨粉碎,加入硫酸进行酸浸,V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、Al2O3被硫酸溶解形成含有VO2+、VO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的浸出液,由于SiO2不与硫酸反应,经过滤后,得到的滤渣a为SiO2,滤液a为含有VO2+、VO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的滤液,向滤液a中加入具有强氧化性的NaClO溶液,将滤液中的VO2+、Fe2+氧化为VO2+、Fe3+,再加入氢氧化钠溶液,调节溶液pH值,将滤液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去,过滤后得到的滤渣b为Fe(OH)3、Al(OH)3、滤液b为主要含有VO2+的滤液,加入饱和氯化铵溶液,使VO2+转化为NH4VO3沉淀,对生成的NH4VO3沉淀高温煅烧,获得V2O5,据此分析解答。
高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合

高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.短周期元素X、Y、Z、W、R、T在周期表中的位置如图所示。
请按要求回答下列问题。
(1)R与W形成化合物的电子式为________________________。
(2)Y的氢化物与T的氢化物反应的生成物中含有的化学键为_________。
(3)X与Z形成的二元化合物中,所含电子数为18的分子的化学式为______。
(4)实验室制取T单质的离子方程式为______________________________。
(5)如图,a、b为多孔石墨电极(电极不参与反应),插入W的最高价氧化物对应水化物的溶液中,两端分别通入X单质和Z单质,发现电流计指针发生偏转。
①电池工作时,电子的移动方向为由_____到_____(填“a”或“b”)。
②该电池反应产物环保无污染,则该电池的总反应式为____________。
【答案】离子键、共价键 H2O2 MnO2+4H++2Cl-ΔMn2++Cl2↑+2H2O ab 2H2+O2=2H2O【解析】【分析】根据元素在周期表的位置可得,X为H元素,Y为N元素,Z为O元素,W为Na元素,R 为S元素,T为Cl元素,据此分析解答;【详解】(1) R为S元素,W为Na元素,R与W形成化合物为Na2S,电子式为;(2) Y为N元素,T为Cl元素,Y的氢化物与T的氢化物分别为NH3和HCl,反应的生成物为NH4Cl,属于含有共价键的离子化合物,其中含有的化学键为离子键、共价键;(3) X为H元素,Z为O元素,X与Z形成的二元化合物为H2O、H2O2,所含电子数为18的分子的化学式为H2O;(4) T为Cl元素,实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制取氯气,的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-ΔMn2++Cl2↑+2H2O;(5) W为Na元素,W的最高价氧化物对应水化物的溶液为氢氧化钠溶液,两端分别通入H2和O2,发现电流计指针发生偏转,说明该装置构成氢氧燃料电池。
化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合及答案解析

化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合及答案解析一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是Pb 和PbO 2,电解液为稀硫酸。
工作时该电池总反应式为:Pb (s )+PbO 2(s )+2H 2SO 4(aq ) 垐垐?噲垐?放电充电2PbSO 4(s )+2H 2O (l )。
根据上述情况判断:(1)放电时,电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)放电时,电解质溶液中阴离子移向_____极,电子从_____极流向____极。
(3)写出负极的电极方程式:_____________________________________。
【答案】增大 负 负 正 Pb -2e -+SO 4 2-=PbSO 4【解析】【分析】放电时,负极发生氧化反应,Pb 失去电子产生Pb 2+,Pb 2+与溶液中的SO 42-结合形成PbSO 4,反应消耗硫酸,硫酸的浓度减小,负极得到PbSO 4,正极上PbO 2获得电子变为Pb 2+,Pb 2+与溶液中的SO 42-结合形成PbSO 4,电子由负极经外电路流向正极,由此分析解答。
【详解】 (1)该电池总反应式为:Pb (s )+PbO 2(s )+2H 2SO 4(aq ) 垐垐?噲垐?放电充电2PbSO 4(s )+2H 2O (l )。
根据工作原理可知:在放电时Pb 发生氧化反应,失去电子变为Pb 2+,电极反应式为Pb -2e -=Pb 2+;正极上PbO 2获得电子变为Pb 2+,电极反应式为:PbO 2+4H ++SO 42-=PbSO 4+2H 2O ,反应消耗硫酸,使硫酸的浓度减小,溶液中c (H +)降低,所以溶液的pH 增大;(2)放电时,由于负极不断产生Pb 2+,使正电荷数目增大,所以电解质溶液中阴离子SO 42-移向负极,电子从负极Pb 极流向正极PbO 2极;(3)负极失去电子,发生氧化反应,负极的电极反应式:Pb +SO 42--2e -=PbSO 4。
高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合及答案

高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合及答案一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.从本质入手看物质及其能量的变化,可以让我们更加深入的去理解所学知识的内涵及外延应用。
对于《原电池》这部分知识也是如此,如图是原电池的基本构造模型:(1)若a和b的电极材料为Al或Mg。
①若c为稀NaOH溶液时,则a的电极材料为__,该极电极方程式为___。
②若c为稀H2SO4时,则a的电极材料为___,该极电极方程式为__。
(2)对于原电池的应用,以下说法正确的是__。
A.选择构成原电池两极材料时,必须选择活泼性不同的两种金属材料B.构成原电池时,负极材料的活泼性一定比正极材料的强C.构成原电池时,作为负极材料的金属受到保护D.从能量转化角度去看,如图的氧化还原反应能量变化曲线,则不能够设计原电池【答案】Al Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O Mg Mg-2e-=Mg2+ D【解析】【分析】(1)原电池中电极由负极经导线流向正极,所以a为负极发生氧化反应,b为正极发生还原反应。
【详解】(1)①若c为稀NaOH溶液时,电池总反应应为2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑,Al被氧化做负极,即a的电极材料为Al,该电极方程式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O;②若c为稀H2SO4时,Mg比Al活泼,所以电池总反应式为Mg+2H+=Mg2++H2↑,Mg被氧化做负极,即a的电极材料为Mg,电极方程式为:Mg-2e-=Mg2+;(2)A.构成原电池两极材料不一定选择活泼性不同的两种金属材料,可以是活泼性相同的Pt电极、也可以是非金属材料,如燃料原电池的两极材料常选择石墨电极,故A错误;B.碱性原电池中,作为负极的材料的活泼性不一定比正极材料的强,如Al-Mg-NaOH原电池中,活泼金属Mg作正极,Al作负极,故B错误;C.原电池中正极发生得到电子的还原反应,所以作为正极材料的金属受到保护,而负极材料的金属会加速腐蚀,故C错误;D.原电池中发生氧化还原反应,会以电能的形式放出能量,所以一般为放热的氧化还原反应,而图示反应为吸热反应,所以从能量转化角度看,一般不设计成原电池或不能够设计原电池,故D正确;综上所述选D。
高考化学化学反应与能量变化推断题综合题汇编附详细答案
高考化学化学反应与能量变化推断题综合题汇编附详细答案一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.A、B、C、D、 E、F六种物质的相互转化关系如下图所示(反应条件未标出),其中反应①是置换反应,B、C、F都是气态单质,且B为黄绿色:反应③中有水生成,反应②需要放电才能发生,A是—种极易溶于水的气体,A和D相遇有白烟生成。
(1)反应③的化学方程式为_______________________________________________。
(2)反应①中每生成1 molC,转移的电子数为_______________________________。
(3)A与D的水溶液恰好完全反应时,其生成物的水溶液呈性___________(填“酸”“碱”或“中’’),该水溶液中存在着如下关系,用粒子浓度符号填写:①c(H+)+_________=c(OH-)+_____________;②c(H+)=c(OH-)+_____________。
(4)元素X与组成B的元素同周期,X的单质既可与酸反应也可与碱反应且都生成H2,则①X的单质与碱反应的离子方程式____________________________________;②X、空气、海水可以组成新型海水标志灯的电池。
该种灯以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使X不断氧化而源源不断产生电流。
则该新型电池的正极的电极反应式为___________________________;原电池的总反应方程式为__________________________。
【答案】4NH3+5O24NO+6H2O 3.612×1024酸 c(NH4+) c(Cl-) c(NH3·H2O) 2Al +2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH- 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3【解析】【分析】B、C、F都是气态单质,且B为黄绿色,因此B是氯气。
高考化学化学反应与能量变化推断题综合题汇编附答案
高考化学化学反应与能量变化推断题综合题汇编附答案一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.A、B、C、D、 E、F六种物质的相互转化关系如下图所示(反应条件未标出),其中反应①是置换反应,B、C、F都是气态单质,且B为黄绿色:反应③中有水生成,反应②需要放电才能发生,A是—种极易溶于水的气体,A和D相遇有白烟生成。
(1)反应③的化学方程式为_______________________________________________。
(2)反应①中每生成1 molC,转移的电子数为_______________________________。
(3)A与D的水溶液恰好完全反应时,其生成物的水溶液呈性___________(填“酸”“碱”或“中’’),该水溶液中存在着如下关系,用粒子浓度符号填写:①c(H+)+_________=c(OH-)+_____________;②c(H+)=c(OH-)+_____________。
(4)元素X与组成B的元素同周期,X的单质既可与酸反应也可与碱反应且都生成H2,则①X的单质与碱反应的离子方程式____________________________________;②X、空气、海水可以组成新型海水标志灯的电池。
该种灯以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使X不断氧化而源源不断产生电流。
则该新型电池的正极的电极反应式为___________________________;原电池的总反应方程式为__________________________。
【答案】4NH3+5O24NO+6H2O 3.612×1024酸 c(NH4+) c(Cl-) c(NH3·H2O) 2Al +2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH- 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3【解析】【分析】B、C、F都是气态单质,且B为黄绿色,因此B是氯气。
高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量推断题综合附答案解析
高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量推断题综合附答案解析一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析)1.化学肥料在农业生产中有重要作用。
农业生产中,大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。
(1)普钙是磷肥,它的有效成分是________(写化学式)。
(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥,工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4),再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。
反应的化学方程式为______________、______________。
(3)农谚说的“粪和肥,肥料飞”指的是粪尿与草木灰搅和在一起会降低肥效。
请你说明其中的化学原理:________________________。
(4)合成氨是生产氮肥的重要环节。
合成氨生产简易流程示意图如下:从示意图可知其存在循环操作。
简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作?______。
【答案】Ca(H2PO4)2·H2O 2NH3+CO2H2NCOONH4 H2NCOONH4H2NCONH2+H2O 粪尿最终转化为铵盐,而草木灰的有效成分为K2CO3,K2CO3受潮后水解为KOH,显碱性,NH4+与OH-可发生反应生成NH3逸出而降低肥效从原因来讲,许多化学反应是可逆反应,转化率低;从结果来说,循环操作的主要目的在于充分利用原料、降低成本;从工艺设计来说,循环操作有利于连续化生产、减少工序;从环保角度来说,实现全封闭生产,控制废弃物排放【解析】【分析】(1)普钙的有效成分是磷酸二氢钙;(2)氨气和二氧化碳在加压、加热条件下反应生成氨基甲酸铵,氨基甲酸铵脱水生成尿素和水;(3)农谚说的“粪和肥,肥料飞”指的是粪尿与草木灰搅和在一起会降低肥效,粪尿最终转化为铵盐,而草木灰的有效成分为K2CO3,K2CO3受潮后水解为KOH,显碱性,NH4+与OH-可发生反应生成NH3逸出而降低肥效;(4)可从生产成本(原料的利用率)、生产原理、生产工艺以及环保等角度综合分析化工生产过程中设计循环操作的目的、作用。
无锡高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量推断题综合
无锡高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量推断题综合一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析)1.五氧化二钒常用作化学工业中的催化剂,广泛用于冶金、化工生产。
一种以粗钒(主要含有V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)为原料生产五氧化二钒的工艺流程如下:已知:①部分含钒物质的溶解情况:(VO2)2SO4易溶于水,VOSO4可溶于水,NH4VO3难溶于水。
②部分金属离子[c(M n+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物及氢氧化物溶解与pH的关系如下表:回答下列问题:(l)“研磨”的目的是___,“酸溶”时V2O5发生反应的化学方程式为____ 。
(2)加入NaCIO溶液,含钒元素的粒子发生反应的离子方程式为___。
(3)向三颈烧瓶中加入NaOH溶液时实验装置如图所示,虚线框中最为合适的仪器是___(填标号),调节溶液的pH范围为___,滤渣b为___(写化学式)。
(4)实验显示,沉钒率的高低与温度有关,如图是沉钒率随温度的变化曲线,则沉钒时的加热方法为___。
温度高于80℃,沉钒率下降,其可能原因是____【答案】增大固体与酸溶液的接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率V2O5+H2SO4=(VO2)2SO4+H2O 2VO2++ClO-+H2O=2VO2++Cl-+2H+ D 4.7≤pH<7.8 Fe(OH)3、Al(OH) 水浴加热(热水浴) 温度高于80℃,NH4+水解程度增大成为主要因素,由于NH4+浓度减小,沉钒率下降【解析】【分析】粗钒(主要含有V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)经过研磨粉碎,加入硫酸进行酸浸,V2O5、V2O4,还有少量Fe3O4、Al2O3被硫酸溶解形成含有VO2+、VO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的浸出液,由于SiO2不与硫酸反应,经过滤后,得到的滤渣a为SiO2,滤液a为含有VO2+、VO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+的滤液,向滤液a中加入具有强氧化性的NaClO溶液,将滤液中的VO2+、Fe2+氧化为VO2+、Fe3+,再加入氢氧化钠溶液,调节溶液pH值,将滤液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去,过滤后得到的滤渣b为Fe(OH)3、Al(OH)3、滤液b为主要含有VO2+的滤液,加入饱和氯化铵溶液,使VO2+转化为NH4VO3沉淀,对生成的NH4VO3沉淀高温煅烧,获得V2O5,据此分析解答。
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高考化学二模试题分类汇编——化学反应与能量变化推断题综合一、化学反应与能量变化练习题(含详细答案解析)1.短周期元素X、Y、Z、W、R、T在周期表中的位置如图所示。
请按要求回答下列问题。
(1)R与W形成化合物的电子式为________________________。
(2)Y的氢化物与T的氢化物反应的生成物中含有的化学键为_________。
(3)X与Z形成的二元化合物中,所含电子数为18的分子的化学式为______。
(4)实验室制取T单质的离子方程式为______________________________。
(5)如图,a、b为多孔石墨电极(电极不参与反应),插入W的最高价氧化物对应水化物的溶液中,两端分别通入X单质和Z单质,发现电流计指针发生偏转。
①电池工作时,电子的移动方向为由_____到_____(填“a”或“b”)。
②该电池反应产物环保无污染,则该电池的总反应式为____________。
【答案】离子键、共价键 H2O2 MnO2+4H++2Cl-ΔMn2++Cl2↑+2H2O ab 2H2+O2=2H2O【解析】【分析】根据元素在周期表的位置可得,X为H元素,Y为N元素,Z为O元素,W为Na元素,R 为S元素,T为Cl元素,据此分析解答;【详解】(1) R为S元素,W为Na元素,R与W形成化合物为Na2S,电子式为;(2) Y为N元素,T为Cl元素,Y的氢化物与T的氢化物分别为NH3和HCl,反应的生成物为NH4Cl,属于含有共价键的离子化合物,其中含有的化学键为离子键、共价键;(3) X为H元素,Z为O元素,X与Z形成的二元化合物为H2O、H2O2,所含电子数为18的分子的化学式为H2O;(4) T为Cl元素,实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下制取氯气,的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-ΔMn2++Cl2↑+2H2O;(5) W为Na元素,W的最高价氧化物对应水化物的溶液为氢氧化钠溶液,两端分别通入H2和O2,发现电流计指针发生偏转,说明该装置构成氢氧燃料电池。
①电池工作时,通入燃料的一极为负极,则如图所示,a为负极,b为正极,电流从正极流向负极,则电子由a到b;②装置构成氢氧燃料电池,电池反应产物只有水,环保无污染,则该电池的总反应式为2H2+O2=2H2O。
2.A、B、C 三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B中Sn极的电极反应式为__________,Sn极附近溶液的 pH(填“增大”、“减小”或“不变”) __________。
②C中总反应离子方程式为__________,比较 A、B、C 中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是__________。
【答案】2H++2e-=H2↑增大 Zn+2H+=Zn2++H2↑ B>A>C【解析】【分析】①B中形成Sn-Fe原电池,Fe比Sn活泼,则Sn为正极发生还原反应;②C中形成Zn-Fe原电池,总反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑,电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率,金属作原电池正极时得到保护。
【详解】①B中形成Sn-Fe原电池,由于Fe比Sn活泼,所以Sn为正极,溶液中的H+在Sn上获得电子,发生还原反应,电极反应式为:2H++2e-=H2↑;由于氢离子不断消耗,所以Sn附近溶液中c(H+)减小,溶液的pH值增大;②锌比铁活泼,锌为原电池负极,被腐蚀,负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极:2H++2e-=H2↑,总反应方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑。
A发生化学腐蚀,B发生电化学腐蚀,C中发生电化学腐蚀,由于锌比铁活泼,所以铁作原电池的正极而被保护,电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率,所以由快到慢的顺序是B>A>C。
【点睛】本题考查了原电池的工作原理和电极反应式的书写以及金属的活泼性。
一般情况下,在原电池反应中,活动性强的电极在负极,失去电子,发生氧化反应;但也有例外。
如Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,活动性弱的Al为负极,活动性强的Mg为正极。
知道金属腐蚀快慢的判断规律为:电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。
3.某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。
(1)图2是图1所示装置的示意图,在图2的小括号内填写正极材料的化学式_________;在方括号内用箭头表示出电子流动的方向___________。
(2)正极反应式为_____________________,负极反应式为__________________。
(3)按图1装置实验,约8min时才看到导管中液柱上升,下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是________。
a.用纯氧气代替具支试管内的空气b.将食盐水浸泡过的铁钉表面撒上铁粉和碳粉的混合物c.用毛细尖嘴管代替玻璃导管,并向试管的水中滴加少量红墨水【答案】C O2+2H2O+e-=4OH- Fe-2e-=Fe abc【解析】【分析】(1)铁钉的吸氧腐蚀中,碳作正极,铁作负极;(2)负极上铁失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应;(3)要使现象更快、更清晰,可采取增大反应速率等方法。
【详解】(1)在食盐水中,铁钉发生吸氧腐蚀,活动性较强的铁作负极,其中含有的活动性弱的杂质碳作正极,正极的化学式为C;电子从负极Fe沿导线流向正极C,其图象为;(2)该装置中,负极上铁失电子发生氧化反应,负极的电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+;正极C 上O2得电子发生还原反应,正极的电极反应式为:2H2O+O2+4e-=4OH-;(3)a.用纯氧气代替具支试管内的空气,氧气的浓度增大,反应速率加快,a正确;b.用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物,增大反应物的接触面积,反应速率加快,b正确;c.用毛细尖嘴管代替玻璃导管,并向试管的水中滴加少量红墨水,改变相同的压强即改变相同的体积,毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管,且红墨水现象更明显,c正确;故合理选项是abc。
4.根据如图所示电化学实验装置图,回答有关问题。
(1)若只闭合S 1,该装置属于_______,能量转化形式为_______,锌极作_______极。
(2)若只闭合S 2,该装置属于_______,能量转化形式为_______,锌极上的电极反应式为_______。
(3)若只闭合S 3,该装置属于_______,铜极作_______极,锌极上的电极反应式为_______,总反应的化学方程式为_______。
【答案】原电池 化学能转化为电能 负 电解池 电能转化为化学能 -2+Zn-2e =Zn 电解池 阳 2+-2H +2e =H 2442通电Cu+H SO CuSO +H ↑ 【解析】【分析】原电池是将化学能转化为电能,较活泼金属作负极,发生氧化反应,正极发生还原反应;电解池是将电能转化为化学能,需要外接电源,与电源正极相连的为阳极,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,据此解答。
【详解】(1)若只闭合S 1,没有外接电源,则Zn 、Cu 、稀硫酸构成原电池,该装置将化学能转化为电能,较活泼的锌作负极。
答案为:原电池;化学能转化为电能;负。
(2)若只闭合S 2,装置中有外接电源,该装置为电解池,将电能转为化学能,与电源正极相连的锌极作阳极,发生氧化反应,电极反应为Zn-2e -=Zn 2+。
答案为:电解池;电能转化为化学能;Zn-2e -=Zn 2+。
(3)若只闭合S 3,该装置为电解池,与电源正极相连的铜极作阳极,电极反应式为:Cu-2e -=Cu 2+;锌为阴极,电极反应式为:2H ++2e -=H 2↑,总反应式为:Cu+H 2SO 4通电 CuSO 4+H 2↑。
答案为:电解池;阳;2H ++2e -=H 2↑;Cu+H 2SO 4通电 CuSO 4+H 2↑。
【点睛】有外接电源的是电解池,没有外接电源的是原电池,原电池里负极发生氧化反应,电解池里阳极发生氧化反应。
5.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:(1)电极X的材料是_______;电解质溶液Y是________;(2)银电极上发生的电极反应式为___________________;(3)外电路中的电子是从______→______;(4)当有1.6 g铜溶解时,银棒增重______g 。
【答案】Cu AgNO3 Ag++e- =Ag X(或Cu) Ag 5.4【解析】【分析】(1)根据电池反应式知,Cu失电子发生氧化反应,作负极,Ag作正极,电解质溶液为含有银离子的可溶性银盐溶液;(2)银电极上是溶液中的Ag+得到电子发生还原反应;(3)外电路中的电子是从负极经导线流向正极;(4)先计算Cu的物质的量,根据反应方程式计算出正极产生Ag的质量,即正极增加的质量。
【详解】(1)根据电池反应式知,Cu失电子发生氧化反应,Cu作负极,则Ag作正极,所以X为Cu,电解质溶液为AgNO3溶液;(2)银电极为正极,正极上Ag+得到电子发生还原反应,正极的电极反应式为:Ag++e-=Ag;(3)外电路中的电子是从负极Cu经导线流向正极Ag;(4)反应消耗1.6 g铜的物质的量为n(Cu)=m 1.6gM64g/mol=0.025 mol,根据反应方程式2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)可知:每反应消耗1 mol Cu,正极上产生2 mol Ag,则0.025 mol Cu反应,在正极上产生0.05 mol Ag,该Ag的质量为m(Ag)=0.05 mol×108 g/mol=5.4 g,即正极银棒增重5.4 g。
【点睛】本题考查原电池原理,明确元素化合价变化与正负极的关系是解本题关键,计算正极增加的质量时,既可以根据反应方程式计算,也可以根据同一闭合回路中电子转移数目相等计算。
6.甲醇(CH3OH)是一种无色有刺激性气味的液体,在生活中有重要用途,同时也是一种重要的化工原料。
(1)甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气、KOH 溶液(电解质溶液)构成,则下列说法正确的是___。
(已知甲醇在空气中燃烧生成CO 2和H 2O )A .电池放电时通入空气的电极为负极B .电池放电时负极的电极反应式为CH 3OH-6e -=CO 2↑+2H 2OC .电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱D .电池放电时每消耗6.4gCH 3OH 转移1.2mol 电子(2)写出甲醇燃料电池在酸性条件下负极的电极反应式:___。
【答案】CD CH 3OH+H 2O-6e -=CO 2↑+6H +【解析】【分析】【详解】(1) A. 通甲醇的电极为负极,通空气的电极为正极,A 项错误;B. 在碱性电解质溶液中负极的电极反应式为2332CH OH+8OH 6e =CO +6H O ----,B 项错误;C. 在放电过程中,OH -参与电极反应,不断被消耗,导致电解质溶液碱性减弱,C 项正确;D. 电池放电时每消耗6.4gCH 3OH ,即0.2molCH 3OH ,转移电子数60.2mol=1.2mol ⨯,D 项正确;故答案选CD ;(2)甲醇燃料电池中,在酸性条件下甲醇在负极失电子生成CO 2,电极反应式为CH 3OH+H 2O-6e -=CO 2↑+6H +,故答案为:CH 3OH+H 2O-6e -=CO 2↑+6H +。