河南省罗山高中2022届高三化学一轮复习2.2化学能转化为电能精盐时练2含解析新人教版必修2

2.2化学能转化为电能（2）1、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列叙述不正确的是（）A．放电时锌做负极B．充电时氢氧化铁被氧化C．充电时电池的正极和电源的正极相连D．放电时每转移3mole-，有2molFeO42—被还原【答案】D2、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）（）A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－＝NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和P【答案】D3、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钆（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2—。下列对燃料电池说法正确的是（）A．在熔融电解质中，O2—由负极移向正极B．电池的总反应是：2C4H10+13O28CO2+10H2OC．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e—=2O2—D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：2C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O【答案】C4、说明A1的金属活动性比Cu强的事实是（）A．以铝为阳极、铜为阴极电解硫酸铜溶液时，阳极铝溶解B．与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子C．常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化D．常温下将铝与铜用导线连接放入到稀盐酸中，铝为负极【答案】D5、锂钒氧化物电池的能量密度远远超过其它材料电池，其成本低，便于大量推广，且对环境无污染。电池总反应式为V2O5+xLi==LixV2O5。下列说法不正确的是()A．正极材料为锂，负极材料为V2O5B．向外供电时，锂离子在凝胶中向正极移动C．正极的电极反应式为：xLi++V2O5+xe—==LixV2O5D．负极的电极反应式为：xLi—xe—==xLi+【答案】A6、用铂电极电解下列溶液，当耗电量相同时，阴极和阳极上同时都有气体产生，且溶液的pH下降的是（）A．H2SO4B．CuSO4C．HClD．KCl10\n【答案】A7、甲烷燃料电池，分别选择H2SO4溶液和NaOH溶液做电解质溶液，下列有关说法正确的是A．总反应方程式式都为CH4＋2O2===CO2＋2H2OB．H2SO4和NaOH的物质的量都不变，但浓度都减小C．若用H2SO4溶液做电解质溶液，负极反应式为CH4－4e－＋H2O===CO2＋4H＋D．若用NaOH溶液做电解质溶液，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－【答案】D8、下列说法中，正确的是A．电解精炼钢时，粗铜中的金、银、锌等形成阳极泥而与铜分离B．易潮解的试剂都要用带磨口玻璃塞的广口瓶保存C．氨可将NO2转化成无毒的物质，是因为氨具有还原性D．用己知浓度的盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的氢氧化钠溶液时，若锥形瓶中原残留有少量蒸馏水，滴定结果将偏低【答案】C9、常温时，将500mlpH=5的CuSO4和K2SO4的混合溶液用石墨电极电解一段时间，测得溶液的pH变为2（假设溶液体积的变化忽略不计），若使溶液中的K2SO4、CuSO4都恢复到电解前的浓度，可采用的方法是A、向溶液中加入0.245gCu(OH)2B、向溶液中加0.31gCuSO4C、向溶液中加0.0025molH2SO4并加热D、向溶液中加0.2gCuO【答案】D10、Li-Al/FeS电池是一种正在开发的电动车用电池，该电池反应式为：2Al＋6Li+＋3FeS＝2Al3+＋3Li2S＋3Fe。有关该电池的下列说法中，正确的是A．作为二次电源，该电池在使用的过程中至少存在3种形式的能量转化B．Li-Al在电池中作为负极材料，负极的电极反应式为Li－e－=Li+C．该电池替代现在电动车广泛使用的铅蓄电池可以减少重金属的污染D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S＋Fe－2e－＝2Li++FeS【答案】AC11、有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3。电池的总反应为：2H2+O2==2H2O，负极反应为H2+CO32—－2e－=H2O+CO2。下列说法中正确的是：A．正极反应为4OH－－4e－=2H2O+O2↑B．放电时，电池中CO32－的物质的量将逐渐减少C．放电时CO32－向负极移动D．电路中的电子经正极、负极、熔融的K2CO3后再流回正极，形成闭合回路【答案】C12、观察图示装置，下列说法错误的是:（）A．虚线框内接灵敏电流计，该装置可将化学能转化为电能B．虚线框中接直流电源，可能发生反应：Cu+H2SO4CuSO4+H2↑10\nC．虚线框内接直流电源，可能发生反应：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑D．生成2.24LH2时，一定转移0.2mol电子【答案】D13、用惰性电解电解CuSO4溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1molCu(OH)2，恰好反应时溶液浓度恢复至电解前。关于该电解过程的说法不正确的是A．生成Cu的物质的量是0.1molB．转移电子的物质的量是0.2molC．随着电解的进行溶液的pH减小D．阳极反应式是4OH-—4e-=2H2O+O2↑【答案】B【解析】B电解完CuSO4还有可能电解一段时间的水，故转移电子的物质的量是大于或等于0.2mol14、Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法错误的是()A．Mg电极是该电池的负极B．溶液中Cl－向石墨电极移动C．该装置中电子从Mg电极流向石墨电极D．H2O2在石墨电极上发生还原反应【答案】B【解析】15、高铁酸盐在能源、环境保护等有着广泛的用途，可以用电解法制高铁酸盐(已知高铁酸盐在酸性条件下不稳定)，总反应式为Fe＋2H2O＋2OH－3H2↑＋FeO。下列说法正确的是：A．铁为阳极，H2SO4为电解液B．阴极发生的电极反应为6H2O+6e－===3H2↑+6OH－C．阳极附近溶液pH变大10\nD．铁失去3mol电子可以在阴极得到33.6L氢气【答案】B16、下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：①电源的N端为极；②电极b上发生的电极反应为；③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积：；④电极c的质量变化是g；⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液；乙溶液；丙溶液；（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？【答案】（1）①正极②4OH－-4e－=2H2O+O2↑。③2.8L④16g⑤甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH－放电，H＋增多。丙不变，相当于电解水。（2）可以因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应【解析】（1）①乙中C电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu2＋+2e－=Cu，即C处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol。由方程式2H2+O22H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－-4e－=2H2O+O2↑。③转移0.5mol电子，则生成O2为0.5/4=0.125mol，标况下的体积为0.125×22.4=2.8L。④Cu2＋+2e－=Cu，转移0.5mol电子，则生成的m(Cu)=0.5/2×64=16g。⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。（2）铜全部析出，可以继续电解H2SO4，有电解液即可电解。17、某温度下将一定量密度为1.15g/cm3的NaCl溶液用石墨电极通直流电，设NaCl恰好完全反应，且无其它反应发生，得到的溶液中氧元素的质量分数为80%。（1）求电解后溶液中溶质与溶剂的物质的量之比，（2）求原NaCl溶液的物质的量浓度。【答案】⑴1：10⑵4.5mol/L10\n设：NaOH的物质的量为x，H2O的物质的量为y16x+16y/40x+18y=80%x/y=1/10NaOH的物质的量为1mol则反应前的水为11molC=1000×1.15×58.5÷(58.5+11×18)/58.5=4.5mol/L18、某学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中，铝片表面出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，产生的气体，具有可燃性，溶液温度迅速上升。若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。（1）铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是___________。(填序号)A．铝与Cl—反应，铝与SO42—不反应B．氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强C．硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化D．氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能E．生成氯化铝溶于水，而生成硫酸铝不溶于水（2）铝片表面出现的暗红色物质是。（3）放出的气体是________，请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是。（4）某同学通过其它的实验操作，也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快，他采取的措施可能是_____________________。A．用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中B．把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后，取出洗涤，再投入硫酸铜溶液中C．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，再投入铝片D．向硫酸铜溶液中加入氯化钠固体，再投入铝片（5）除去氧化铝的铝片与镁片为电极，在X电解质溶液中构成原电池列表如下：选项铝电极电解质负极反应正极反应A负极NaOH2Al—6e—+8OH—=2AlO2—+4H2O6H2O+6e—=6OH—+3H2↑B负极稀盐酸2Al—6e—=2Al3+6H++6e—=3H2↑C正极浓硝酸Mg+2e—=Mg2+2NO3—+4H+—4e—=2NO2↑+2H2O其中正确的是____(填序号)由此推知金属作电极不仅与本身性质相关而且与__有关。【答案】(1)D(2分)(2)Cu(1分)(3)H2(1分)；①随着反应进行生成铝离子浓度增大，水解程度增大，产生H+的浓度增大，②该反应放热，升高温度反应加快，③铜与铝构成原电池，加快铝溶解。(3分)(4)A、B、D(3分)(5)A(1分)，电解质性质（合理解答同样给分）19、如图所示接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：10\n（1）U型管可观察到，写出有关反应的化学方程式。（2）在小烧杯a、b中分别有什么现象产生。（3）如果小烧杯中有0.508g碘析出，问烧杯C中负极的质量减轻克【答案】（1）两极上均有气体产生，U型管右边酚酞溶液变红，气体分别导入到a、b两只小烧杯中。2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑（2）a烧杯中有气泡，溶液显蓝色，b烧杯中有气泡，溶液颜色不变。（3）0.13克20、下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题下（1）M电极的材料是，电极名称是，N的电极反应式为，加入乙醇的铂电极的电极反应式为。（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为L（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的pH为。（3）若在常温常压下，1gC2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量，表示该反应的热化学方程式为。【答案】（1）铁（1分）阴极（1分）4OH—－4e—2H2O+O2↑（2分）C2H5OH－12e+16OH—=2CO32—+11H2O（2分）（2）0.224（2分）1（2分）（3）C2H5OH（l）+3O2（g）2CO2（g）+3H2O（l）△H=－1366.7kJ/mol（2分）21、某课外活动小组同学用右图装置进行实验，试回答下列问题。（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为。（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为，10\n总反应的离子方程式为。有关上述实验，下列说法正确的是（填序号）。①溶液中Na+向A极移动②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度④若标准状况下B极产生2.24L气体，则溶液中转移0.2mol电子（3）该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图9装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。图9①该电解槽的阳极反应式为。此时通过阴离子交换膜的离子数（填“大于”或“小于”或“等于”）一通过阳离子交换膜的离子数。②制得的氢氧化钾溶液从出口（填写“A”、“B”、“C”、“D”）导出。③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因。④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为。【答案】（1）Fe－2e=Fe2+（2）2H++2e-=H2↑　　2Cl-+2H2O电解2OH-+H2↑+Cl2↑　　　②（3）①4OH--4e-=2H2O+O2↑，<　　　　②D　③H+放电，促进水的电离，OH-浓度增大　　④O2+2H2O+4e-=4OH22、士兵在野外加热食物时通常采用“无焰食物加热器”，其主要化学成分为镁粉、铁粉、氯化钠粉术，使用时加入水与其中的镁反应放出热量。下面是在室温下对泼产品的两个探究实验：【实验I】向加有等量水的三个相同隔热容器中分别加入下列各组物质，结果参见下图l。①镁条、铁粉、氯化钠粉末；10\n②将镁条剪成100份、铁粉、氯化钠粉末；③镁粉、铁粉、氯化钠粉末。【实验2】向加有100mL水的多个相同隔热容器中分别加入由镁粉、铁粉及不同量的氯化钠粉末组成的混合物，不断搅拌，第15min时记录温度升高的幅度，参见上图2。请同答下列问题：（1）实验l证实了该反应的反应速率与有关。（2）实验2中当的用量大于时，实验就无须再做的原因是（填字母）。A．加入更多的不再增加反应速率B．加入反而会降低反应速率C．已达到沸点不再有温度变化D．需要加人更多的铁粉来提高温度（3）如果在实验2中加入了的，则第时混合物的温度最接近于（填字母）。A．34℃B．42℃C．50℃D．62℃（4）铁粉、能使反应速率加快的原因是。【答案】（1）镁的表面积（1分）（2）C（2分）（3）D（2分）（4）镁粉、铁粉与的水溶液构成了原电池（2分）23、如图，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A，B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。根据图示分析回答：（1）外电源的正、负极分别是R为，S为。（2）A附近溶液的现象是，B附近发生的电极反应式为。（3）滤纸上的紫色点向哪方移动。（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，主要因为，有关的反应式为。10\n【答案】1）负极；正极（2）由无色变为红色；4OH--4e-=2H2O+O2。（3）B端移动（4）氢气和氧气在碱性环境下发生的是电池反应（类似燃烧电池），消耗了氢气和氧气。两极反应的方程式分别为：（-）2H2+4OH--4e-=4H2O（+）O2+2H2O+4e-=4OH-【解析】1）C、D产生气体的体积是不相同的，C中产生气体约为D中气体的2倍，由此可以判断C端的气体是氢气，D端产生的气体是氧气，所以确定M电极是阴极，N电极是阳极，故R为负极而S端是正极。（2）A附近的变化是变为红色，因为D端放氧气，N端为阳极，而A端为阴极，吸引阳离子，阳离子放电2H+-2e-=H2。因为，电解破坏了水的电离平衡，所以，此处OH-浓度增大，溶液显红色。而在B端发生OH-放电，其反应为：4OH--4e-=2H2O+O2。（3）因为B端是阳极，所以MnO4-离子向B端移动，而显示紫色。（4）氢气和氧气在碱性环境下发生的是电池反应（类似燃烧电池），消耗了氢气和氧气。两极反应的方程式分别为：（-）2H2+4OH--4e-=4H2O（+）O2+2H2O+4e-=4OH-24、A、B、C、D是四种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A与C，B与D分别是同主族元素；已知B、D二元素原子核中质子数之和是A、C二元素原子核中质子数之和的2倍；四种元素形成的单质中有两种是气体；两种是固体。请回答以下问题：（1）写出由A、B两元素形成的原子个数比为1∶1的化合物为__________，此化合物能使酸性KMnO4溶液褪色，体现该化合物具有性。（2）D的最高价氧化物对应水化物是一种重要的工业产品。下列关于此化合物描述不准确的是（）A．其浓溶液具有强氧化性，能与大多数金属单质反应B．其稀溶液具有吸水性，能净化多种气体C．该物质具有脱水性，在乙烯的实验室制备中有直接体现D．该物质可用铁或者铝容器运输（3）用A元素的单质与B元素的单质可制成新型的化学电源，已在宇宙飞船中使用。其构造如下图所示。两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。10\n则a是极，电极反应式为____________________，b是极，电极反应式为__________________【答案】（1）H2O2还原（2）B（3）负极H2+2OH-—2e-=2H2O正极O2+2H2O+4e-=4OH-【解析】根据题意，A为氢元素，B为O元素，C为Na元素，D为S元素（1）氢氧元素1：1形成的化合物为H2O2，和酸性KMnO4溶液反应显还原性。（2）D的最高价氧化物对应水化物为H2SO4。（3）构成的是氢氧燃料电池25、⑴今有2H2+O22H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是，正极通的应是，电极反应式为负极：，正极：。⑵若把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式为负极：，正极：。⑴和⑵的电解质不同，反应进行后，其溶液的pH个有什么变化。⑶若把H2改为CH4，用KOH作电解质，则电极反应式为负极：，正极。【答案】⑴H2、O2；负极：2H2+4OH-－4e-=4H2O，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-；⑵负极：2H2－4e-=4H+，正极：O2+4H++4e-=2H2O；pH变小；pH变大；⑶负极：CH4＋１０OH-－８e-=CO32-+７H2O，正极：２O2+４H2O+８e-=８OH-。10