題目列表(包括答案和解析)
1.(2008年上海)取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙,兩根鉛筆芯作電極,接通直接電源,一段時間后,發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓,內(nèi)圓為白色,外圈呈淺紅色。則下列說法錯誤的是
( )
A.b電極是陰極
B.a(chǎn)電極與電源的正極相連接
C.電解過程中,水是氧化劑
D.b電極附近溶液的pH變小
[解析] 根據(jù)題意,a電極應產(chǎn)生Cl2,為陽極,與電源正極相連,則b為陰極。D項中b電極上H+放電,附近OH-濃度增大,pH變大。
[答案] D
14.(2009年天津理綜)氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質(zhì)穩(wěn)定。請回答:
(1)氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是
________________________________________________________________________,
在導線中電子流動方向為__________________________(用a、b表示)。
(2)負極反應式為___________________________________________________________。
(3)電極表面鍍鉑粉的原因為_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)該電池工作時,H2和O2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能。因此,大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下:
Ⅰ.2Li+H22LiH
Ⅱ.LiH+H2O===LiOH+H2↑
①反應Ⅰ中的還原劑是__________,反應Ⅱ中的氧化劑是____________。
②已知LiH固體密度為0.82 g/cm3,用鋰吸收224 L(標準狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為________。
③由②生成的LiH與H2O作用,放出的H2用作電池燃料,若能量轉化率為80%,則導線中通過電子的物質(zhì)的量為______mol。
[解析] (1)電池即是把化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置;在電池中電子是從負極經(jīng)導線流向正極,而氫氧燃料電池中通入H2的一極是負極,故電子由a流動到b。(2)H2在負極失電子,因為電解質(zhì)溶液是KOH溶液,故負極反應式為2H2+4OH--4e-===4H2O。(3)電極表面鍍鉑粉可以增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù),從而增大反應速率。(4)LiH中Li為+1價,H為-1價故反應Ⅰ中還原劑是Li,反應Ⅱ中氧化劑是H2O。由反應Ⅰ可知吸收標準狀況下224 L H2時生成160 g LiH,則生成的LiH的體積是,則生成的LiH體積與被吸收的H2的體積比為:=。由②生成的20 mol LiH與H2O反應,由反應Ⅱ可知生成20 mol H2,H2-2e-,能量轉化率為80%,則通過電子的物質(zhì)的量為20 mol×2×80%=32 mol。
[答案] (1)由化學能轉變?yōu)殡娔堋∮蒩到b
(2)2H2+4OH--4e-===4H2O或H2+2OH--2e-===2H2O
(3)增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù),加快電極反應速率
(4)①Li H2O、1/1 148或8.71×10-4、32
13.(2009年海南單科)Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應可表示為:4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2。
請回答下列問題:
(1)電池的負極材料為______________,發(fā)生的電極反應為________________;
(2)電池正極發(fā)生的電極反應為_______________________________________________;
(3)SOCl2易揮發(fā),實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中,實驗現(xiàn)象是__________________________________,反應的化學方程式為______________________________________;
(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行,原因是________________________
________________________________________________________________________。
[解析] (1)、(2)電池負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應。(3)由NaOH與SOCl2反應的產(chǎn)物為Na2SO3、NaCl可知,SOCl2與水反應生成H2SO3和HCl。(4)由于電池材料易與水、O2反應。
[答案] (1)鋰 Li-e-===Li+
(2)2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2
(3)出現(xiàn)白霧,有刺激性氣體生成 SOCl2+H2O===2HCl↑+SO2↑
(4)鋰是活潑金屬,易與H2O、O2反應;SOCl2也可與水反應
12.鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象,某實驗小組,為研究鐵生銹的條件,設計了以下快速、易行的方法:
首先檢查制氧裝置的氣密性,然后按上圖所示連接好裝置,點燃酒精燈給藥品加熱,持續(xù)3分鐘左右,觀察到的實驗現(xiàn)象為:①直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗,發(fā)生銹蝕;②干燥管中干燥的鐵絲表面依然光亮,沒有發(fā)生銹蝕;③燒杯中潮濕的鐵絲表面稍有變暗。
試回答以下問題:
(1)由于與金屬接觸的介質(zhì)不同,金屬腐蝕分成不同類型,本實驗中鐵生銹屬于____________。能表示其原理的反應方程式為______________________________________。
(2)儀器A的名稱為______________,其中裝的藥品可以是________,其作用是______________。
(3)由實驗可知,該類鐵生銹的條件為________________________________________
________________________________________________________________________。
決定鐵生銹快慢的一個重要因素是______________。
[解析] 鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池,發(fā)生電化學腐蝕。此實驗在直形管中的現(xiàn)象說明,潮濕是鐵生銹的必須前提,而沒有涉及潮濕程度對生銹快慢的影響,直形管實驗與燒杯實驗的對比,則說明O2濃度是影響生銹快慢的一個重要因素。
[答案] (1)電化學腐蝕 負極:2Fe-4e-===2Fe2+
正極:O2+4e-+2H2O===4OH-
(2)球形干燥管 堿石灰(或CaCl2等) 干燥O2
(3)①與O2接觸;②與水接觸 氧氣濃度
11.鐵及鐵的化合物應用廣泛,如FeCl3可用做催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。
(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式是
________________________________________________________________________。
(2)若將(1)中的反應設計成原電池,請畫出原電池的裝置圖,標出正、負極,并寫出電極反應式。
正極反應________________,負極反應__________________。
(3)腐蝕銅板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10 mol·L-1,請參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品,簡述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實驗步驟_______________
________________________________________________________________________。
|
氫氧化物開始沉淀時的pH |
氫氧化物沉淀完全時的pH |
Fe3+ |
1.9 7.0 4.7 |
3.2 9.0 6.7 |
Fe2+ |
||
Cu2+ |
||
提供的藥品:Cl2 濃H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu |
(4)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢,但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選),設計最佳實驗,驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。
有關反應的化學方程式____________________________________________________
________________________________________________________________________。
劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象________________________________________________。
[解析] (1)該反應是FeCl3氧化金屬銅,離子方程式為2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
(2)將(1)中反應設計成原電池必須是Cu作負極,選擇比銅不活潑的金屬或碳棒為正極,F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液。裝置圖如右圖所示:
正極:2Fe3++2e-===2Fe2+
負極:Cu-2e-===Cu2+
(3)根據(jù)表給出的數(shù)據(jù)可知,把Cu2+中混有的Fe2+、Fe3+除掉的方法是將Fe2+氧化為Fe3+,調(diào)節(jié)溶液的pH到3.2-4.7,F(xiàn)e3+以Fe(OH)3的形式沉淀,過濾除去,根據(jù)除雜原則,去雜不能加雜,選擇氧化劑為Cl2,加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH。
(4)根據(jù)題給條件,此不銹鋼在鹽溶液中腐蝕明顯,可選擇的藥品為CuO、濃H2SO4,先用水稀釋濃H2SO4再用H2SO4與CuO反應生成CuSO4溶液,不銹鋼與CuSO4溶液反應,在不銹鋼的表面有紫紅色物質(zhì)生成,即可驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。
[答案] (1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
(2)裝置圖如下
正極反應:Fe3++e-===Fe2+(或2Fe3++2e-===2Fe2+)
負極反應:Cu===Cu2++2e-(或Cu-2e-===Cu2+)
(3)①通入足量氯氣將Fe2+氧化成Fe3+;
②加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2-4.7;
③過濾[除去Fe(OH)3]
(4)CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
CuSO4+Fe===FeSO4+Cu
不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成
21.(12分)蛇紋石礦可以看做MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實驗步驟如下圖所示
(1)蛇紋石加鹽酸溶解后,溶液里除了Mg2+外,還含有的金屬離子是________________。
氫氧化物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
開始沉淀pH |
1.5 |
3.3 |
9.4 |
(2)進行Ⅰ操作時,控制溶液pH=7-8(有關氫氧化物沉淀的pH見上表)
Ca(OH)2不能過量,若Ca(OH)2過量可能會導致______溶解、________沉淀。
(3)從沉淀混合物A中提取紅色氧化物作顏料,先向沉淀物A中加入________(填入物質(zhì)的化學式),然后____________________(依次填寫實驗操作名稱)。
(4)物質(zhì)循環(huán)使用,能節(jié)約資源。上述實驗中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)是____________________(填寫物質(zhì)化學式)。
(5)現(xiàn)設計一個實驗,確定產(chǎn)品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、b、c的值,請完善下列實驗步驟(可用試劑:濃硫酸、堿石灰):
①樣品稱量、诟邷胤纸狻、踎_______________________________________________
④____________________________、軲gO稱量
(6)18.2 g產(chǎn)品完全分解后,產(chǎn)生6.6 g CO2和8.0 g MgO,由此可知,產(chǎn)品的化學式中:a=____________________,b=________________,c=______________。
[解析] (1)四種氧化物中只有SiO2不溶于鹽酸。MgO+2HCl===MgCl2+H2O;Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O。
(2)由沉淀表可知控制pH=7-8時,F(xiàn)e3+、Al3+均與Ca(OH)2生成Fe(OH)3、Al(OH)3。若Ca(OH)2過量,堿性增強,pH>9.4時,Mg2+會變?yōu)镸g(OH)2沉淀,而又會發(fā)生Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O使Al(OH)3溶解。
(3)沉淀物A為Fe(OH)3與Al(OH)3,由其性質(zhì)可知,要分離出紅色氧化物顏料為Fe2O3,則需加過量NaOH,將Al(OH)3溶解,然后依據(jù)固液分離和固體灼燒的方法回答,發(fā)生2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O反應而得。
(4)Ⅱ中生成的沉淀B為CaCO3,高溫煅燒可生成CO2,2Mg(HCO3)2Mg2(OH)2CO3+3CO2↑+H2O也產(chǎn)生CO2,可循環(huán)利用。
(5)見答案
(6)據(jù)元素守恒可知:n(CO2)=n(MgCO3)==0.15 mol。鎂元素守恒可知:n[Mg(OH)2]=n(MgO)-n(MgCO3)=-0.15 mol=0.05 mol。根據(jù)前后質(zhì)量守恒可求n(H2O)=0.15 mol,則a∶b∶c=3∶1∶3,即為最小整數(shù)比,可得。
[答案] (1)Fe3+、Al3+
(2)Al(OH)3 Mg(OH)2
(3)NaOH或Ca(OH)2 過濾、洗滌、灼燒
(4)CaCO3或CO2
(5)③用濃硫酸吸收水蒸氣 ④稱量堿石灰吸收CO2前后的質(zhì)量 (6)3 1 3
20.(12分)粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進行如下實驗:
①取適量A進行鋁熱反應,產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成;
②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L-1鹽酸中,得溶液C;
③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應,放出1.12 L(標況)氣體,同時生成溶液D,還殘留有固體物質(zhì)B;
④用KSCN溶液檢驗時,溶液D不變色。
請?zhí)羁眨?/p>
(1)①中引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是____________________,產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________。
(2)②中所發(fā)生的各反應的化學方程式是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)③中所發(fā)生的各反應的離子方程式是______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若溶液D的體積仍視為0.15 L,則該溶液中c(Mg2+)為________,c(Fe2+)為________。
[答案] (1)加少量KClO3,插上Mg條并將其點燃 Fe
(2)Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O MgO+2HCl===MgCl2+H2O
(3)Fe+2H+===Fe2++H2↑ Fe+2Fe3+===3Fe2+
(4)0.67 mol·L-1 2.3 mol·L-1
19.(10分)已知:2Fe3++2I-===2Fe2++I2,2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。
(1)含有1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入2 mol Cl2,此時被氧化的離子是________,被氧化的離子的物質(zhì)的量分別是______________。
(2)如果向原溶液中通入3 mol Cl2,則被氧化的離子是______________,其對應的氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量分別是__________________________________________________________。
(3)若向含a mol FeI2和b mol FeBr2的溶液中通入c mol Cl2,當I-、Fe2+、Br-完全被氧化時,c為________(用含a、b的代數(shù)式表示)。
[解析] (1)混合溶液中可被Cl2氧化的離子,n(I-)=2 mol,n(Fe2+)=3 mol,n(Br-)=4 mol,由于n(Cl2)=2 mol,顯然不能將溶液中具有還原性的離子都氧化,則要按I->Fe2+>Br-來進行,被氧化的離子的物質(zhì)的量按得失電子守恒計算;
(2)原理、方法與(1)同;(3)根據(jù)得失電子守恒2n(Cl2)=3n(FeI2)+3n(FeBr2)
得n(Cl2)=
即c==1.5(a+b)
[答案] (1)I-、Fe2+ 2 mol、2 mol
(2)I-、Fe2+、Br- 1 mol、3 mol、0.5 mol (3)1.5(a+b)
18.(12分)室溫下,單質(zhì)A、B、C分別為固體、黃綠色氣體、無色氣體。在合適反應條件下,它們可以按下圖進行反應。又知E溶液是無色的,請回答:
(1)A是________,B是________,C是________。(請?zhí)罨瘜W式)
(2)反應①的化學方程式為:____________________________________________。
(3)反應③的化學方程式為:____________________________________________。
(4)反應④的化學方程式為:____________________________________________。
[解析] B為黃綠色氣體,則B為Cl2,C為無色氣體,且能與Cl2反應,產(chǎn)物為E,E溶于水后又能和固體A反應,重新生成無色氣體C,初步推測C為H2,E為HCl,A為金屬單質(zhì)。F為金屬氯化物。據(jù)F+BD。而D是A和Cl2反應得到的金屬氯化物,推斷A為變價金屬(Fe或Cu),結合A與鹽酸反應能制取H2,故A為Fe,B為Cl2,C為H2,其他物質(zhì)依次可推出。
[答案] (1)Fe Cl2 H2
(2)2Fe+3Cl22FeCl3
(3)Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
(4)2FeCl2+Cl2===2FeCl3
17.(6分)某地污水中含有Zn2+、Hg2+、Fe3+、Cu2+4種陽離子。甲、乙、丙三位同學設計的從該污水中回收金屬銅的方案如下圖所示:(提示:Zn(OH)2溶于NaOH溶液)。
甲 +NaOH溶液,過濾①△②+H2,△③
乙 △②+H2,△③
丙 +過量鐵粉,過濾①+稀鹽酸,過濾②
△③++H2,△④
(1)三種實驗方案中能制得純凈銅的方案是________。
(2)在能制得純凈銅的方案中,會導致環(huán)境污染的操作步驟是________,污染原因是________________________________________________________________________,
改進方法是__________________________________________________________。
[解析] 甲方案污水中加NaOH所得溶液中存在Cu2+、Fe3+、Hg2+的氫氧化物,加熱分解后得到Fe2O3、CuO,用H2還原后制得的Cu不純凈,且產(chǎn)生汞蒸氣污染環(huán)境。
乙方案加入過量鐵粉所得殘渣中會殘留鐵,直接加熱,還原所制得的銅不純,同時產(chǎn)生Hg的污染。
只有丙方案以上兩個方面均考慮到了,制得的銅是純凈的,但丙方案中會產(chǎn)生汞蒸氣,有毒,污染環(huán)境,應增加冷凝裝置加以回收、利用。
[答案] (1)丙 (2)③ Hg揮發(fā)變成蒸氣,Hg蒸氣有毒 加上冷凝裝置,將氣態(tài)Hg變成液態(tài)Hg而回收
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com