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題目列表(包括答案和解析)

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17.(09海南卷15)(9分)

　　 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　　　　　　　　　　。

答案：

(1)鋰　　　 (2分)

(2)(2分)

(3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成　 (3分)

(4)鋰是活潑金屬，易與、反應；也可與水反應(2分)

試題詳情

16. (09重慶卷26)(14分)工業(yè)上電解飽和食鹽能制取多種化工原料，其中部分原料可用于制備多晶硅。

(1)題26圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖，電解槽陽極產(chǎn)生的氣體是　　；NaOH溶液的出口為　　　 (填字母)；精制飽和食鹽水的進口為　　　 (填字母)；干燥塔中應使用的液體是　　　。

(2)多晶硅主要采用SiHCl₃還原工藝生產(chǎn)，其副產(chǎn)物SiCl₄的綜合利用收到廣泛關(guān)注。

①SiCl₄可制氣相白炭黑(與光導纖維主要原料相同)，方法為高溫下SiCl₄與H₂和O₂反應，產(chǎn)物有兩種，化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。

②SiCl₄可轉(zhuǎn)化為SiHCl₃而循環(huán)使用。一定條件下，在20L恒容密閉容器中的反應：

　 3 SiCl₄(g)+2H₂(g)+Si(s)4SiHCl₃(g)

達平衡后，H₂與SiHCl₃物質(zhì)的量濃度分別為0.140mol/L和0.020mol/L，若H₂全部來源于離子交換膜法的電解產(chǎn)物，理論上需消耗純NaCl的質(zhì)量為　 kg。

(3)采用無膜電解槽電解飽和食鹽水，可制取氯酸鈉，同時生成氫氣，現(xiàn)制得氯酸鈉213.0kg，則生成氫氣　　　 (標準狀況)。

答案：

(1)①氯氣；a；d；濃硫酸

(2)①SiCl₄+2H₂+O₂SiO₂+4HCl②0.35

(3)134.4

解析：

(1)電解飽和食鹽時陽極陰離子Cl^-、OH^-放電，Cl^-的放電能力強于OH^-，陽極發(fā)生的方程式為：2Cl^--2e^-===Cl₂↑；陰極：2H⁺+2e^-===H₂↑；總反應為：2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH。H₂、2NaOH在陰極，NaOH溶液的出口為a，Cl₂在陽極，精制飽和食鹽水從陽極進入，選d；要干燥Cl₂需要用酸性干燥劑H₂SO₄或P₂O₅等，中性干燥劑無水CaCl₂。

(2)①SiCl₄與H₂和O₂反應，產(chǎn)物有兩種，光導纖維的主要成分是SiO₂，H、Cl元素必在另一產(chǎn)物中，H、Cl元素結(jié)合成HCl，然后配平即可。發(fā)生的化學方程式為：SiCl₄+2H₂+O₂SiO₂+4HCl。

②

由3 SiCl₄(g)+2H₂(g)+Si(s)4SiHCl₃(g)

起始量(mol)　　　　　　　　 n　　　　　　　　　　 0

變化量(mol)　　 3x　　　　 2x　　　 x　　　　　 4x

平衡量(mol)　　　　　　　　 n-2x　　　　　　　　4x

4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，n-2x=0.140mol/L20L=2.8mol，n=3.0mol，由2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH，(2×58.5)g：1mol=m(NaCl)g：3mol；m(NaCl)=351g=0.351kg。

(3)由NaCl轉(zhuǎn)化為NaClO₃，失去電子數(shù)為6，H₂O轉(zhuǎn)化為H₂，得到的電子數(shù)為2，設產(chǎn)生的H₂體積為V，由得失電子守恒有：

6×；V=134.4m³。

試題詳情

15.(09山東卷29)(12分)Zn-MnO₂干電池應用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液。

(1)該電池的負極材料是　　。電池工作時，電子流向　　(填“正極”或“負極”)。

(2)若ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu²⁺，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是　　。欲除去Cu²⁺，最好選用下列試劑中的　　(填代號)。

a.NaOH　　　　 b.Zn　　c.Fe　　　 d.NH₃·H₂O

(3)MnO₂的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO₄溶液。陰極的電極反應式是

　　。若電解電路中通過2mol電子，MnO₂的理論產(chǎn)量為　　。

答案：

(1)Zn(或鋅) 正極

(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕　b　

(3)2H⁺+2e-→H₂ ,87g

解析：

(1)負極上是失電子的一極 Zn失電子有負極經(jīng)外電路流向正極。

(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。除雜的基本要求是不能引入新雜質(zhì)，所以應選Zn將Cu²⁺置換為單質(zhì)而除去。

(3)陰極上得電子，發(fā)生還原反應， H⁺得電子生成氫氣。因為MnSO₄-MnO₂-2 e-,通過2mol電子產(chǎn)生1molMnO₂，質(zhì)量為87g。

試題詳情

14.(09山東卷31)(8分)(化學－化學與技術(shù))

金屬鋁的生產(chǎn)是以Al₂O₃為原料，在熔融狀態(tài)下進行電解：請回答下列問題：

(1)冰品石(Na₃AlF₆)的作用是　　。

(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的　　(填“上層”或“下層”)。

(3)陰極和陽極均由　　材料做成；電解時所消耗的電極是　　(填“陽極”或“陰極”)。

(4)鋁是高耗能產(chǎn)品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成　　(填代號)。

a.冰品石　　b.氧化鋁　　c.鋁錠　　d.硫酸鋁

答案：

(1)降低Al₂O₃的熔化溫度

(2)下層　

(3)碳棒(或石墨)　陽極

(4)c

解析：

(1)Al₂O₃的熔點很高，熔化得需要較多能量，加入助熔劑就可節(jié)約能量，降低熔化溫度

(2)由于冰晶石(Na₃AlF₆)與氧化鋁熔融物密度比鋁的小，所以鋁在熔融液的下層。

(3)電解時陽極的碳棒被生成的氧氣氧化。

(4)電解產(chǎn)生的鋁要盡量以單質(zhì)形式存在，所以將回收鋁做成鋁錠最好。

試題詳情

13.(09全國卷Ⅰ28)(15分)

下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和100g 10.00%的K₂SO₄溶液，電極均為石墨電極。

(1)　　接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K₂SO₄濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：

①電源的N端為　　極；

②電極b上發(fā)生的電極反應為　　　　　　　　　　　　　；

③列式計算電極b上生成的氣體在標準狀態(tài)下的體積：　　　　　　　　　　　　；

④電極c的質(zhì)量變化是　　　　　　　 g；

⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：

　甲溶液　　　　　　　　　　　　　　；

　乙溶液　　　　　　　　　　　　　　；

　丙溶液　　　　　　　　　　　　　　；

(2)如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？

答案：

(1)①正極　 ②4OH^－-4e^－=2H₂O + O₂↑。③2.8L　 ④16g　 ⑤甲增大，因為相當于電解水；乙減小，OH^－放電， H⁺增多。丙不變，相當于電解水。

(2)可以　因為CuSO₄溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠₂SO₄溶液，反應也就變?yōu)樗碾娊夥磻?/p>

解析：

(1)①乙中C電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應為：Cu²⁺+2e^－=Cu，即C處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負極，N為正極。丙中為K₂SO₄，相當于電解水，設電解的水的質(zhì)量為xg。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有，100×10%=(100-x)×10.47%，得x=4.5g，故為0.25mol。由方程式2H₂+O₂ 2H₂O可知，生成2molH₂O，轉(zhuǎn)移4mol電子，所以整個反應中轉(zhuǎn)化0.5mol電子，而整個電路是串聯(lián)的，故每個燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。②甲中為NaOH，相當于電解H₂O，陽極b處為陰離子OH^－放電，即4OH^－-4e^－=2H₂O + O₂↑。③轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成O₂為0.5/4=0.125mol，標況下的體積為0.125×22.4=2.8L。④Cu²⁺+2e^－=Cu，轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。⑤甲中相當于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大。乙中陰極為Cu²⁺放電，陽極為OH^－放電，所以H⁺增多，故pH減小。丙中為電解水，對于K₂SO₄而言，其pH幾乎不變。(2)銅全部析出，可以繼續(xù)電解H₂SO₄，有電解液即可電解。

試題詳情

12. (09天津卷10)(14分)氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。

下圖為電池示意圖，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(zhuǎn)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(guān)鍵技術(shù)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0.82g/cm³。用鋰吸收224L(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(zhuǎn)化率為80%，則導線中通過電子的物質(zhì)的量為　　　　　　mol。

答案：

(1)由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?由a到b

(2)或

(3)增大電極單位面積吸附、分子數(shù)，加快電極反應速率

(4)①　

②或

③32

解析：本題考查電化學知識。

(1)原電池的實質(zhì)為化學能轉(zhuǎn)化成電能�？偡磻獮�2H₂ + O₂ =2H₂O，其中H₂從零價升至+1價，失去電子，即電子從a流向b。

(2)負極為失去電子的一極，即H₂失電子生成H⁺，由于溶液是堿性的，故電極反應式左右應各加上OH^－。

(3)鉑粉的接觸面積大，可以加快反應速率。

(4)I.Li從零價升至+1價，作還原劑。

II.H₂O的H從+1降至H₂中的零價，作氧化劑。由反應I，當吸收10molH₂時，則生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10^-3L=192.68×10^-3L。V(LiH)/v(H₂)= 192.68×10^-3L/224L=8.71×10^-4。20mol LiH可生成20mol H₂，實際參加反應的H₂為20×80%=1.6mol，1molH₂轉(zhuǎn)化成1molH₂O，轉(zhuǎn)移2mol電子，所以1.6molH₂可轉(zhuǎn)移3.2mol的電子。