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)

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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。

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:

;V=134.4m3。

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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。

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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。

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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。

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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)

(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 

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。

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11. (09上海理綜11)茫茫黑夜中,航標燈為航海員指明了方向。航標燈的電源必須長效、穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、Pt-Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中

鋁合金是陽極  ②鋁合金是負極

③海水是電解液  ④鋁合金電極發(fā)生還原反應

A.②③          B.②④          

C.①②           D.①④

答案:A

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10.(09上海卷13)右圖裝置中,U型管內(nèi)為紅墨水,a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液,各加入生鐵塊,放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是

A.生鐵塊中的碳是原電池的正極

B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?/p>

C.兩試管中相同的電極反應式是:

D.a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕,b試管中發(fā)生了析氫腐蝕

答案:B

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9.(09北京卷6)下列敘述不正確的是

A.鐵表面鍍鋅,鐵作陽極

B.船底鑲嵌鋅塊,鋅作負極,以防船體被腐蝕

C.鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應:

D.工業(yè)上電解飽和和食鹽水的陽極反應:

答案:A

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8.(09廣東化學14)可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是

A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應都為:O2+2H2O+4e=4OH

B.以NaOH溶液為電解液時,負極反應為:Al+3OH-3e-=Al(OH)3

C.以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變

D.電池工作時,電子通過外電路從正極流向負極

答案:A

解析:

電解質(zhì)溶液顯堿性或中性, 該燃料電極的正極發(fā)生反應為:O2+2H2O+4e=4OH,A對;

鋁作負極,負極反應應該是鋁失去電子變?yōu)殇X離子,在氫氧化鈉的溶液中鋁離子繼續(xù)與過量的堿反應生成偏鋁酸根,因此負極反應為:Al+4OH-3e=AlO2--+ 2H2O,B錯;

該電池在堿性條件下消耗了堿,反應式為4Al+3O2+4OH= 4AlO2--+ 2H2O溶液PH降低,C錯;

電池工作時,電子從負極出來經(jīng)過外電路流到正極,D錯.

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