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全*品*高*考*网, 用后离不了!2016-2017学年河北省唐山市开滦二中高二(上)月考化学试卷(10月份)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共52分)
1.下列变化过程,属于放热反应的是( )
①液态水变成水蒸气 ②酸碱中和反应 ③浓H2SO4稀释 ④固体NaOH溶于水 ⑤H2在Cl2中燃烧 ⑥食物腐败.
A.②③④⑤⑥ B.②③④ C.②⑤⑥ D.①③⑤
2.下列有关放热反应、吸热反应的说法不正确的是( )
A.吸热反应的发生都需要加热,放热反应在常温下一定容易发生
B.若某反应正向进行时为放热反应,则该反应逆向进行时必为吸热反应
C.由“C(石墨)=C(金刚石)是吸热反应”可知石墨比金刚石稳定
D.不管是吸热反应还是放热反应,升高温度,反应速率均增大
3.已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量
B.该反应焓变为△H=+(a﹣b)kJ/mol
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1molA﹣A键和1molB﹣B键,放出a kJ能量
4.能源可划分为一级能源和二级能源,直接来自自然界的能源称为一级能源;需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源.氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取:2H2O(l)2H2(g)+O2(g),该反应需要吸收大量的热,下列叙述正确的是( )
A.水煤气是二级能源 B.水力是二级能源
C.天然气是二级能源 D.电能是一级能源
5.下列有关能量转换的说法不正确的是( )
A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程
D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
6.有X、Y、Z、W四种金属,当它们两两组成原电池的电极时,X均为正极;把这四种金属混合物放入足量的稀硫酸中,只有Y、Z溶解;在滤液中加入过量稀氢氧化钠溶液时,得到含Z的沉淀.则这四种金属的活动性由弱到强的顺序可能是( )
①X<W<Y<Z ②X<W<Z<Y ③W<Z<Y<X ④W<Y<Z<X.
A.①② B.① C.② D.③④
7.已知空气﹣锌电池的电极反应:锌片:Zn﹣2OH﹣﹣2e﹣═ZnO+H2O,石墨: O2+H2O+2e﹣═2OH﹣据次推断锌片是( )
A.负极,被氧化 B.负极,被还原 C.正极,被氧化 D.正极,被还原
8.通过以下反应均可获取H2.下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H1=+571.6kJ.mol﹣1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2=+131.3kJ.mol﹣1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H3=+206.1kJ.mol﹣l.
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应②为放热反应
C.反应③使用催化剂,△H3减小
D.反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H=+74.8 kJ.mol﹣1
9.化学能与热能、电能等能相互转化.关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( )
A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
B.铝热反应中,反应物的总能量比生成物的总能量低
C.图I所示的装置能将化学能转变为电能
D.图II所示的反应为吸热反应
10.已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)△H=﹣701.0kJ.mol﹣l;
2Hg(l)+O2 (g)═2HgO(s)△H=﹣181.6kJ•mol﹣1
则反应Zn(s)+HgO(s)═ZnO(s)+Hg (l)的△H为( )
A.+519.4 kJ•mol﹣1 B.+259.7 kJ•mol﹣1
C.﹣259.7 kJ•mol﹣1 D.﹣519.4 kJ•mol﹣l
11.下列描述中正确的是( )
A.已知:P4(白磷,s)═4P(红磷,s),△H<0,则白磷比红磷稳定
B.由S (s)+O2(g)═SO2(g) (g)△H=﹣296.8 kJ•mol﹣1可知硫的标准燃烧热为296.8 kJ•mol﹣1
C.OH﹣(aq)+H+(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3 kJ•mol﹣1,故1 mol醋酸与1 mol NaOH完全反应,放出的热量为57.3 kJ•mol﹣1
D.甲醇燃料电池中,通入甲醇的一极为负极
12.已知下列反应的能量变化示意图如下:
下列有关说法正确的是( )
A.1mol S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g),反应放出的热量<297.0kJ/mol
B.在相同条件下,SO3(g)比SO2(g)稳定
C.1mol SO2(g)和mol O2(g)生成1mol SO3(g)吸收98.7kJ/mol
D.S(s)与O2(g)反应生成SO3(g)的热化学方程式S(s)+O2(g)⇌SO3(g)﹣395.7kJ/mol
13.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的酸性( )
A.不变 B.先变小,后变大
C.逐渐变大 D.逐渐变小
14.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO.其过程如下:
mCeO2(m﹣x)CeO2•xCe+xO2
(m﹣x)CeO2•xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.图中△H1=△H2+△H3
D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH﹣﹣2e﹣=CO32﹣+2H2O
15.利用电解法可将Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是( )
A.电解时以纯铜作阳极
B.电解时阳极发生还原反应
C.纯铜连接电源负极,电极反应是Cu﹣2e﹣=Cu2+
D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属阳极泥
16.依据下列甲、乙、丙三图,判断下列叙述不正确的是( )
A.甲是原电池,乙是电镀装置
B.甲、乙装置中,锌极上均发生氧化反应
C.乙、丙装置中,阳极均发生氧化反应而溶解
D.丙装置中,铜电极的质量有增有减
17.铅蓄电池是常见的二次电池,目前汽车上使用的电瓶大多数是铅蓄电池.已知铅蓄电池的电解质溶液为硫酸溶液,其充、放电按下式进行:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(1),下列有关该电池的说法正确的是( )
A.放电时,溶液中H+向PbO2电极迁移
B.放电时,电路中转移0.2mol电子时Pb电极质量减小20.7g
C.充电时,电解质溶液的pH增大
D.充电时,阴极的电极反应式为:PbSO4+2H2O﹣2e﹣=PbO2+4H++SO42﹣
18.锂碘电池可用于心脏起搏器的电源.该电池反应为:2Li(s)+I2(s)═2LiI(s)△H<0
已知:4Li(s)+O2(g)═2Li2O(s)△H1=﹣324kJ•mol﹣1
4LiI(s)+O2(g)═2I2(s)+2Li2O(s)△H2=﹣114kJ•mol﹣1
下列结论中,不正确的是( )
A.电池反应2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)△H=﹣105kJ•mol﹣1
B.电池正极反应Li﹣e﹣=Li+
C.当有14gLi消耗时,理论上会释放2mol e﹣的电量
D.该电池放电完毕电池的总质量保持不变
19.用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是( )
A.用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片
B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片
C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D.用带火星的木条检验阳极产物
20.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法不正确的是( )
A.电池的电解质溶液为碱性溶液,阳离子向正极移动
B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH﹣﹣2e﹣=Fe(OH)2
C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH﹣﹣2e﹣═Ni2O3+3H2O
21.用如图所示装置处理含NO3﹣的酸性工业废水,某电极反应式为2NO3﹣+12H++10e﹣=N2+6H2O,则下列说法错误的( )
A.电源正极为A,电解过程中有气体放出
B.电解时H+从质子交换膜左侧向右侧移动
C.电解过程中,右侧电解液pH保持不变
D.电解池一侧生成5.6g N2,另一侧溶液质量减少l8g
22.一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH﹣﹣2e﹣═2H2O; NiO(OH)+H2O+e﹣═Ni(OH)2+OH﹣
当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )
A.NiO(OH) 2的氧化 B.NiO(OH)的还原
C.H2O的氧化 D.H2O的还原
23.研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源.该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电.关于该电池的下列说法不正确的是( )
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH﹣向正极移动
D.总反应为:2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
24.目前科学家已开发出一种新型燃料电池一固体氧化物电池,该电池用辛烷(C8H18)作燃料,电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子.下列说法正确的是( )
A.电池工作时,氧气发生氧化反应
B.电池负极的电极反应为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
C.电池负极的电极反应为:C8H18+25O2﹣﹣50e﹣=8CO2+9H2O
D.若消耗的O2为11.2 L(标准状况),则电池中有1 mol电子发生转移
25.某兴趣小组设计如下微型实验装置.实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是( )
A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H++2Cl﹣Cl2↑+H2↑
B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:Cl2+2e﹣=2Cl﹣
D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极
26.电解CuSO4溶液时,要求达到三点:(1)阳极质量减少;(2)阴极质量增加;(3)电解质溶液中c(Cu2+)不变,则可选用的电极是( )
A.纯铜作阳极,含Zn和Ag的铜合金作阴极
B.含Zn和Ag的铜合金作阳极,纯铜作阴极
C.用纯铁作阳极,纯铜作阴极
D.用石墨作阴极,纯铜作阳极
二、解答题(共5小题,满分48分)
27.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水.当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量的热.已知0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.652kJ的热量.
(1)此反应的热化学方程式为 .
(2)又已知H2O(g)═H2O(l),△H=﹣44kJ•mol﹣1则8g液态肼与足量液态双氧水反应生成液态水时放出的热量为 kJ.
(3)发射卫星可用气态肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气.已知:
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ•mol﹣1
N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534kJ•mol﹣1
气态肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 .
28.(1)某学生实验小组用50mL0.50mol•L﹣1的盐酸与50mL0.55mol•L﹣1的NaOH溶液在如图1所示的装置中进行中和反应反应热的测定
①图中装置缺少的一种仪器,该仪器名称为
②将反应混合液的 温度记为反应的终止温度.
③下列说法正确的是 .
A.小烧杯内残留有水,会使测得的反应热数值偏小
B.可用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验
C.烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯
D.酸、碱混合时,应把量筒中的溶液缓缓倒入烧杯的溶液中,以防液体外溅.
④如果用相同体积和相同浓度的氨水代替上述氢氧化钠溶液,进行上述实验,测得的中和热的数值
(填:“偏大”、“偏小”或“不变”)
(2)如图2装置A中Cu极板上发生的电极反应为 ,B中是浓度均为0.1mol/L的NaCl、CuSO4混合溶液,溶液体积为500ml,M、N均为石墨电极,当装置A中Zn棒质量减少6.5g时,N上质量增加 g.
29.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)银电极为电池的 极,发生的电极反应式为 ;X电极上发生的电极反应为 反应;(填“氧化”或“还原”)
(3)外电路中的电子 (填“流出”或“流向”)Ag电极.
(4)当有1.6g铜溶解时,银棒增重 g.
30.由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电.
(1)①该电池的电极反应式,正极为 ,负极为 .
②若以该电池为电源,用石墨作电极电解200mL含有如下离子的溶液.
离子
Cu2+
H+
Cl﹣
SO42﹣
c/mol/L
0.5
2
2
0.5
电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件下)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶液现象)阳极上收集到氧气的质量为 .
31.(1)用惰性电极电解CuSO4溶液(如图1的装置),该过程中电解池电极反应式为,阳极: ,阴极: .
(2)若电解池中装入足量溶液,当阴极增重3.2g时,停止通电,此时阳极产生气体的体积(标准状况)为 (假设气体全部逸出).
(3)欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的
A.CuSO4B.H2O C.CuO D.CuSO4•5H2O
(4)用Na2CO3熔融盐作电解质,CO、O2为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破.该电池示意图如图2:负极电极反应式为 ,为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环.A物质的化学式为 .
2016-2017学年河北省唐山市开滦二中高二(上)月考化学试卷(10月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共52分)
1.下列变化过程,属于放热反应的是( )
①液态水变成水蒸气 ②酸碱中和反应 ③浓H2SO4稀释 ④固体NaOH溶于水 ⑤H2在Cl2中燃烧 ⑥食物腐败.
A.②③④⑤⑥ B.②③④ C.②⑤⑥ D.①③⑤
【考点】吸热反应和放热反应.
【分析】常见的放热反应有:所有的物质燃烧、所有金属与酸或与水、所有中和反应、绝大多数化合反应、铝热反应;
常见的吸热反应有:绝大数分解反应、个别的化合反应(如C和CO2)、工业制水煤气、碳(一氧化碳、氢气等)还原金属氧化物、某些复分解(如铵盐和强碱).
【解答】解:①液态水变成水蒸气是物理变化,故①错误;
②酸碱中和反应是放热反应,故②正确;
③浓H2SO4稀释是物理变化,故③错误;
④固体NaOH溶于水是物理变化,故④错误;
⑤H2在Cl2中燃烧是放热反应,故⑤正确;
⑥食物腐败是缓慢氧化,是放热反应,故⑥正确.
故选C.
2.下列有关放热反应、吸热反应的说法不正确的是( )
A.吸热反应的发生都需要加热,放热反应在常温下一定容易发生
B.若某反应正向进行时为放热反应,则该反应逆向进行时必为吸热反应
C.由“C(石墨)=C(金刚石)是吸热反应”可知石墨比金刚石稳定
D.不管是吸热反应还是放热反应,升高温度,反应速率均增大
【考点】吸热反应和放热反应.
【分析】A.放热反应在常温下不一定很容易发生,吸热反应在常温下不一定不能发生;
B.根据正逆反应的焓变数值相等符号相反判断;
C.能量低的物质稳定;
D.升高温度,无论反应是吸热还是放热反应,反应速率都会加快.
【解答】解:A.放热反应在常温下不一定很容易发生,如碳与氧气的反应为放热反应,但须点燃,故A错误;
B.因为正逆反应的焓变数值相等符号相反,所以若某反应正向进行时为放热反应,则该反应逆向进行时必为吸热反应,故B正确;
C.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,能量越低越稳定,所以石墨稳定,故C正确;
D.温度升高,正逆反应速率都会加快,与反应吸热放热无关,故D正确.
故选A.
3.已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量
B.该反应焓变为△H=+(a﹣b)kJ/mol
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1molA﹣A键和1molB﹣B键,放出a kJ能量
【考点】反应热和焓变.
【分析】化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化依据图象分析,结合反应前后能量守恒可知,反应物能量之和小于生成物的能量之和,反应是吸热反应,反应过程中断裂化学键需要吸收能量,形成化学键放出热量;
【解答】解:A、形成化学键放出热量,每生成2mol AB放出bkJ热量,故A错误;
B、该反应焓变=断裂化学键吸收热量﹣形成化学键所放出热量,所以焓变为△H=+(a﹣b)kJ/mol;故B正确;
C、反应是吸热反应,依据能量守恒可知,反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,故C错误;
D、断裂1molA﹣A键和1molB﹣B键,吸收a kJ能量,故D错误;
故选B.
4.能源可划分为一级能源和二级能源,直接来自自然界的能源称为一级能源;需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源.氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取:2H2O(l)2H2(g)+O2(g),该反应需要吸收大量的热,下列叙述正确的是( )
A.水煤气是二级能源 B.水力是二级能源
C.天然气是二级能源 D.电能是一级能源
【考点】常见的能量转化形式.
【分析】根据能源的分类知识判断,自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源,需要依靠他能源的能量间接制取的能源称为二级能源.
【解答】解:A、水煤气不能从自然界直接获得,属于二级能源,故A正确;
B、水力是自然界中以现成形式提供的能源,为一级能源,故B错误;
C、天然气可以从自然界直接获得,为一级能源,C错误;
D、电能是通过物质燃烧放热转化成的,或是由风能、水能、核能等转化来的,为二级能源,故D错误.
故选:A.
5.下列有关能量转换的说法不正确的是( )
A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程
D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
【考点】常见的能量转化形式.
【分析】能量的形式有化学能、热能、化学能、太阳能等,从能量变化的角度进行分析.
【解答】解:A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程,故A正确;
B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能,故B正确;
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程,故C正确;
D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程,故D错误,
故选D.
6.有X、Y、Z、W四种金属,当它们两两组成原电池的电极时,X均为正极;把这四种金属混合物放入足量的稀硫酸中,只有Y、Z溶解;在滤液中加入过量稀氢氧化钠溶液时,得到含Z的沉淀.则这四种金属的活动性由弱到强的顺序可能是( )
①X<W<Y<Z ②X<W<Z<Y ③W<Z<Y<X ④W<Y<Z<X.
A.①② B.① C.② D.③④
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】金属越活泼,越易与酸反应;一般来说,作原电池负极的金属活动性较强;在滤液中加入过量稀氢氧化钠溶液时,得到含Z的沉淀,Z可能为Mg或Fe等,Y应为Al,以此解答该题.
【解答】解:有X、Y、Z、W四种金属,当它们两两组成原电池的电极时,X均为正极,由原电池的工作原理可知,金属活泼性强的作原电池的负极,则X最不活泼.把这四种金属混合物放入足量的稀硫酸中,只有Y、Z溶解;则W的活泼性比Y、Z弱,在滤液中加入过量稀氢氧化钠溶液时,得到含Z的沉淀,Z可能为Mg或Fe等,Y应为Al,则活泼性X<W<Y<Z 或X<W<Z<Y,
故选A.
7.已知空气﹣锌电池的电极反应:锌片:Zn﹣2OH﹣﹣2e﹣═ZnO+H2O,石墨: O2+H2O+2e﹣═2OH﹣据次推断锌片是( )
A.负极,被氧化 B.负极,被还原 C.正极,被氧化 D.正极,被还原
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】根据化合价变化判断氧化还原反应,原电池中较活泼的金属做负极,发生氧化反应.
【解答】解:根据化合价可知,电极反应中锌的化合价升高,被氧化,原电池中较活泼的金属做负极,发生氧化反应,则锌为原电池的负极,负极上锌失电子发生氧化反应而逐渐被溶解,
故选:A.
8.通过以下反应均可获取H2.下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H1=+571.6kJ.mol﹣1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H2=+131.3kJ.mol﹣1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H3=+206.1kJ.mol﹣l.
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应②为放热反应
C.反应③使用催化剂,△H3减小
D.反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H=+74.8 kJ.mol﹣1
【考点】反应热和焓变.
【分析】A.太阳光催化分解水制氢,太阳能转化为化学能;
B.反应②中△H>0;
C.催化剂不影响反应的焓变;
D.③﹣②得到CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).
【解答】解:A.太阳光催化分解水制氢,太阳能转化为化学能,没有使用电能,故A错误;
B.反应②中△H>0,为吸热反应,故B错误;
C.催化剂不影响反应的焓变,则反应③使用催化剂,△H3不变,故C错误;
D.③﹣②得到CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=(+206.1kJ.mol﹣l)﹣(+131.3kJ.mol﹣1)=+74.8 kJ.mol﹣1,故D正确;
故选D.
9.化学能与热能、电能等能相互转化.关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是( )
A.化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
B.铝热反应中,反应物的总能量比生成物的总能量低
C.图I所示的装置能将化学能转变为电能
D.图II所示的反应为吸热反应
【考点】常见的能量转化形式.
【分析】A.化学反应时断键要吸收能量,成键要放出能量;
B.铝热反应为放热反应;
C.图I所示的装置没形成闭合回路,不能形成原电池;
D.图II所示的反应,反应物的总能量大于生成物的总能量.
【解答】解:A.化学反应时断键要吸收能量,成键要放出能量,所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成,故A正确;
B.铝热反应为放热反应,所以反应物的总能量比生成物的总能量高,故B错误;
C.图I所示的装置没形成闭合回路,不能形成原电池,没有电流通过,所以不能把化学能转变为电能,故C错误;
D.图II所示的反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以该反应为放热反应,故D错误;
故选A.
10.已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)△H=﹣701.0kJ.mol﹣l;
2Hg(l)+O2 (g)═2HgO(s)△H=﹣181.6kJ•mol﹣1
则反应Zn(s)+HgO(s)═ZnO(s)+Hg (l)的△H为( )
A.+519.4 kJ•mol﹣1 B.+259.7 kJ•mol﹣1
C.﹣259.7 kJ•mol﹣1 D.﹣519.4 kJ•mol﹣l
【考点】有关反应热的计算;用盖斯定律进行有关反应热的计算.
【分析】根据盖斯定律,利用已知方程式进行叠加,构造出目标反应式,关键在于设计反应过程,注意:(1)当反应式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以某数. (2)反应式进行加减运算时,△H也同样要进行加减运算,且要带“+”、“﹣”符号,即把△H看作一个整体进行运算.
【解答】解:已知:①2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)△H=﹣701.0kJ•mol﹣1
②2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)△H=﹣181.6kJ•mol﹣1
根据盖斯定律,①﹣②得2Zn(s)+2HgO(s)=2ZnO(s)+2Hg(l),△H=﹣519.4kJ•mol﹣1.
即Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l),△H=﹣259.7kJ•mol﹣1.
故选:C.
11.下列描述中正确的是( )
A.已知:P4(白磷,s)═4P(红磷,s),△H<0,则白磷比红磷稳定
B.由S (s)+O2(g)═SO2(g) (g)△H=﹣296.8 kJ•mol﹣1可知硫的标准燃烧热为296.8 kJ•mol﹣1
C.OH﹣(aq)+H+(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3 kJ•mol﹣1,故1 mol醋酸与1 mol NaOH完全反应,放出的热量为57.3 kJ•mol﹣1
D.甲醇燃料电池中,通入甲醇的一极为负极
【考点】反应热和焓变.
【分析】A.物质具有的能量越低,越稳定;
B.标准燃烧热是在标准状况下测定的数据;
C.醋酸电离吸热;
D.原电池中失电子的一极为负极.
【解答】解:A.已知:P4(白磷,s)═4P(红磷,s),△H<0,白磷的能量比红磷高,则红磷比白磷稳定,故A错误;
B.标准燃烧热是在标准状况下测定的数据,热化学方程式中的反应热的数据一般是在25℃条件下测定的,所以硫的标准燃烧热不是296.8 kJ•mol﹣1,故B错误;
C.OH﹣(aq)+H+(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3 kJ•mol﹣1,由于醋酸电离吸热,则1 mol醋酸与1 mol NaOH完全反应,放出的热量小于57.3 kJ,故C错误;
D.原电池中失电子的一极为负极,甲醇燃料电池中,甲醇失电子,所以通入甲醇的一极为负极,故D正确.
故选D.
12.已知下列反应的能量变化示意图如下:
下列有关说法正确的是( )
A.1mol S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g),反应放出的热量<297.0kJ/mol
B.在相同条件下,SO3(g)比SO2(g)稳定
C.1mol SO2(g)和mol O2(g)生成1mol SO3(g)吸收98.7kJ/mol
D.S(s)与O2(g)反应生成SO3(g)的热化学方程式S(s)+O2(g)⇌SO3(g)﹣395.7kJ/mol
【考点】反应热和焓变.
【分析】A、相同量的 S(g)的能量大于S(s)的能量;
B、能量越高越不稳定;
C、依据图象分析可知反应放热;
D、依据图象根据盖斯定律分析计算,该反应为放热反应.
【解答】解:A、相同量的 S(g)的能量大于S(s)的能量,所以1mol S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g),反应放出的热量>297.0kJ/mol,故A错误;
B、能量越高越不稳定,由图象可知SO2(g)的能量大于SO3(g),所以SO3(g)比SO2(g)稳定,故B正确;
C、依据图象分析可知反应放热,所以1mol SO2(g)和mol O2(g)生成1mol SO3(g)放出98.7kJ/mol,故C错误;
D、已知 S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=﹣297.07kJ/mol,SO2(g)+ O2(g)=SO3(g)△H=﹣98.7kJ/mol,把两个方程相加得到 S(s)+O2(g)⇌SO3(g)△H=﹣395.7kJ/mol,故D错误;
故选B.
13.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的酸性( )
A.不变 B.先变小,后变大
C.逐渐变大 D.逐渐变小
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】锌、铜和稀硫酸构成原电池,锌易失电子发生氧化反应而作负极,铜作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,根据溶液中氢离子浓度变化确定溶液酸碱性变化.
【解答】锌、铜和稀硫酸构成原电池,锌易失电子发生氧化反应而作负极,铜作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,所以电池反应式为Zn+2H+=H2↑+Zn2+,随着反应的进行,氢离子浓度逐渐减小,则溶液的酸性逐渐减小,故选D.
14.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO.其过程如下:
mCeO2(m﹣x)CeO2•xCe+xO2
(m﹣x)CeO2•xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.图中△H1=△H2+△H3
D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH﹣﹣2e﹣=CO32﹣+2H2O
【考点】用盖斯定律进行有关反应热的计算.
【分析】A、根据题干反应方程式写出总反应:H2O+CO2→H2+CO+O2,反应中CeO2没有消耗;
B、该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO;
C、根据盖斯定律及图中转化关系进行分析;
D、原电池中负极失去电子发生氧化反应.
【解答】解:A、通过太阳能实现总反应H2O+CO2→H2+CO+O2可知:CeO2没有消耗,CeO2为催化剂,故A正确;
B、该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2
、CO,所以把太阳能转变成化学能,故B正确;
C、由图中转化关系及据盖斯定律可知:﹣△H1为正值,△H2+△H3为负值,则﹣△H1=△H2+△H3,故C错误;
D、CO在负极失电子生成CO2,在碱性条件下再与OH﹣生成CO32﹣,故负极反应式为:CO+4OH﹣﹣2e﹣=CO32﹣+2H2O,故D正确;
故选C.
15.利用电解法可将Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是( )
A.电解时以纯铜作阳极
B.电解时阳极发生还原反应
C.纯铜连接电源负极,电极反应是Cu﹣2e﹣=Cu2+
D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属阳极泥
【考点】电解原理.
【分析】电解法精炼铜时,粗铜作阳极,与电源的正极相连,纯铜作阴极,与电源的负极相连;Fe、Zn比Cu活泼,故Fe、Zn在阳极比Cu更容易失去电子,变成Fe2+、Zn2+进入溶液;在阴极,Fe2+、Zn2+比Cu2+难于得到电子,因此不能在阴极析出,最终留在溶液中;Cu比Ag、Au活泼,故Ag、Au在阳极比Cu难于失去电子,因此不能溶解进入溶液,最终以阳极泥的形式沉淀出来.
【解答】解:A、电解法精炼铜时,粗铜作阳极,与电源的正极相连,故A错误;
B、电解时阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应,故B错误;
C、电解法精炼铜时,纯铜作阴极,与电源的负极相连,得电子发生还原反应,故C错误;
D、Cu比Ag、Au活泼,故Ag、Au在阳极比Cu难于失去电子,因此不能溶解进入溶液,最终以阳极泥的形式沉淀出来,故D正确,
故选:D.
16.依据下列甲、乙、丙三图,判断下列叙述不正确的是( )
A.甲是原电池,乙是电镀装置
B.甲、乙装置中,锌极上均发生氧化反应
C.乙、丙装置中,阳极均发生氧化反应而溶解
D.丙装置中,铜电极的质量有增有减
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】A、甲装置没有外加电源,属于原电池,乙装置存在外加电源,属于电解池;
B、在原电池的负极上发生氧化反应,在电解池的阴极上,发生还原反应;
C、在电解池的阳极上发生的是失电子的氧化反应,根据电极材料确定发生的反应;
D、丙装置中,粗铜电极发生氧化反应,质量减少;精铜上电解质溶液中的铜离子放电生成单质铜,质量增加.
【解答】解:A、甲装置没有外加电源,属于原电池,乙装置存在外加电源,属于电解池,可以在锌上镀铜,故A正确;
B、甲装置中,锌是负极,该电极上锌失电子发生氧化反应,乙装置中,锌极是阴极,该电极上发生还原反应,故B错误;
C、乙、丙装置中,阳极均是活泼的金属电极,该电极发生氧化反应而溶解,故C正确;
D、丙装置中,粗铜电极发生氧化反应,质量减少;精铜上电解质溶液中的铜离子放电生成单质铜,质量增加,所以铜电极的质量有增有减,故D正确.
故选B.
17.铅蓄电池是常见的二次电池,目前汽车上使用的电瓶大多数是铅蓄电池.已知铅蓄电池的电解质溶液为硫酸溶液,其充、放电按下式进行:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(1),下列有关该电池的说法正确的是( )
A.放电时,溶液中H+向PbO2电极迁移
B.放电时,电路中转移0.2mol电子时Pb电极质量减小20.7g
C.充电时,电解质溶液的pH增大
D.充电时,阴极的电极反应式为:PbSO4+2H2O﹣2e﹣=PbO2+4H++SO42﹣
【考点】常见化学电源的种类及其工作原理.
【分析】放电时,负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅,正极上PbO2得电子生成PbSO4;充电时,电池正极恢复原状时应作电解池阳极,充电时,阴极PbSO4上得电子发生还原反应生成Pb,结合原电池中离子移动分析.
【解答】解:根据电池总反应Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(1),可知,放电时,负极Pb失电子,正极PbO2得电子.
A.放电时,Pb失电子为负极,PbO2为正极,溶液中的H+向正极移动,故A正确;
B.放电时,Pb失电子为负极,生成铅离子和硫酸根离子结合生成硫酸铅,负极反应方程式为:Pb(s)+SO42﹣(aq)﹣2e﹣=PbSO4(s),负极质量会增加,故B错误;
C.充电时,生成硫酸,所以pH减小,故C错误;
D.充电时,阴极上PbSO4上得电子发生还原反应生成Pb,阴极反应方程式为:PbSO4+2H2O+2e﹣=PbO2+4H++SO42﹣,故D错误;
故选A.
18.锂碘电池可用于心脏起搏器的电源.该电池反应为:2Li(s)+I2(s)═2LiI(s)△H<0
已知:4Li(s)+O2(g)═2Li2O(s)△H1=﹣324kJ•mol﹣1
4LiI(s)+O2(g)═2I2(s)+2Li2O(s)△H2=﹣114kJ•mol﹣1
下列结论中,不正确的是( )
A.电池反应2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)△H=﹣105kJ•mol﹣1
B.电池正极反应Li﹣e﹣=Li+
C.当有14gLi消耗时,理论上会释放2mol e﹣的电量
D.该电池放电完毕电池的总质量保持不变
【考点】化学电源新型电池.
【分析】A.利用盖斯定律计算;
B.原电池正极上得电子发生还原反应;
C.根据锂和转移电子之间的关系式计算;
D.根据质量守恒定律分析.
【解答】解:A.4Li(s)+O2(g)═2Li2O(s)△H1=﹣32kJ•mol﹣1①,4LiI(s)+O2(g)═2I2(s)+2Li2O(s)△H2=﹣114kJ•mol﹣1②,将方程式得2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)△H==﹣105kJ/mol,故A正确;
B.原电池正极上电极反应式为:I2+2e﹣=2I﹣,故B错误;
C.当有14gLi消耗时,理论上会释放电子的物质的量==2mol,故C正确;
D.当发生化学反应时,反应前后遵循质量守恒定律,且这几种物质都是固体,所以质量不变,故D正确;
故选B.
19.用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是( )
A.用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片
B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片
C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D.用带火星的木条检验阳极产物
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】用电解法提取氯化铜废液中的铜时,铜应作阴极,阳极是铜或惰性电极,阴极的反应式为:Cu2++2e﹣═Cu,阳极反应式为:2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑.
【解答】解:A、用电解法提取氯化铜废液中的铜时,铜必需作阴极,这样可以达到回收铜的目的,故A错;
B、电解时阳极可用铜或惰性电极(碳棒),但铜应作阴极,故B正确;
C、阴极产物为铜,和氢氧化钠溶液不反应,故C错;
D、阳极产物为氯气,不能用带火星的木条检验,二者不反应,故D错.
故选B.
20.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法不正确的是( )
A.电池的电解质溶液为碱性溶液,阳离子向正极移动
B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH﹣﹣2e﹣=Fe(OH)2
C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH﹣﹣2e﹣═Ni2O3+3H2O
【考点】化学电源新型电池.
【分析】根据电池的总反应:Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极,发生氧化反应,为还原剂,失电子生成Fe2+,最终生成Fe(OH)2,Ni2O3作正极,发生还原反应,为氧化剂,得电子,最终生成Ni(OH)2,电池放电时,负极反应为Fe+2OH﹣﹣2e﹣=Fe(OH)2,则充电时,阴极发生Fe(OH)2+2e﹣=Fe+2OH﹣,阴极附近溶液的pH升高,电池充电时,阳极发生2Ni(OH)2+2OH﹣﹣2e﹣=Ni2O3+3H2O.
【解答】解:A.反应后产物有氢氧化物,可得电解液为碱性溶液,放电时阳离子向正极移动,故A正确;
B.根据总反应Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极,发生氧化反应,为还原剂,失电子生成Fe2+,碱性电解质中最终生成Fe(OH)2,负极反应为:Fe+2OH﹣﹣2e﹣=Fe(OH)2,故B正确;
C.充电可以看作是放电的逆过程,即阴极为原来的负极,所以电池放电时,负极反应为:Fe+2OH﹣﹣2e﹣=Fe(OH)2,所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)2+2e﹣=Fe+2OH﹣,因此电池充电过程中阴极附近溶液的pH会升高,故C错误;
D.充电时,阴极发生Fe(OH)2+2e﹣=Fe+2OH﹣,阳极发生2Ni(OH)2+2OH﹣﹣2e﹣=Ni2O3+3H2O,故D正确;
故选C.
21.用如图所示装置处理含NO3﹣的酸性工业废水,某电极反应式为2NO3﹣+12H++10e﹣=N2+6H2O,则下列说法错误的( )
A.电源正极为A,电解过程中有气体放出
B.电解时H+从质子交换膜左侧向右侧移动
C.电解过程中,右侧电解液pH保持不变
D.电解池一侧生成5.6g N2,另一侧溶液质量减少l8g
【考点】原电池和电解池的工作原理;电解原理.
【分析】据电极反应式为2NO3﹣+12H++10e﹣=N2+6H2O,可知,该反应为还原反应,为阴极反应式,废水在B极反应,说明B为阴极;A为阳极,氢氧根离子在阳极放电生成氧气和氢离子,据电子守恒和原子守恒解答.
【解答】解:A、A为阳极,氢氧根离子在阳极放电生成氧气,故A正确;
B、A为阳极,水电离出来的氢氧根离子在阳极放电生成氢离子,氢离子从质子交换膜左侧向右侧移动,故B正确;
C、阳极电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=O2+2H2O,阴极电极反应式为2NO3﹣+12H++10e﹣=N2+6H2O,转移20mol电子时,阳极生成20mol氢离子,而阴极反应24mol氢离子,氢离子浓度减小,pH增大,故C错误;
D、据电极反应式,阳极电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=O2+2H2O,阴极电极反应式为2NO3﹣+12H++10e﹣=N2+6H2O,电解池阴极生成5.6g N2,转移电子物质的量为:×10=2mol;每有2mol水电解转移4mol电子,则阳极被电解的水的质量为1mol×18g/mol=18g,故D正确;
故选C.
22.一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH﹣﹣2e﹣═2H2O; NiO(OH)+H2O+e﹣═Ni(OH)2+OH﹣
当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )
A.NiO(OH) 2的氧化 B.NiO(OH)的还原
C.H2O的氧化 D.H2O的还原
【考点】电解原理.
【分析】根据电池放电时的电极反应为H2+2OH﹣﹣2e﹣═2H2O; NiO(OH)+H2O+e﹣═Ni(OH)2+OH﹣结合为电池充电时,为电解池的工作原理,与外电源正极连接的电极是阳极发生的反应是失电子的氧化反应分析.
【解答】解:为电池充电时,为电解池的工作原理,与外电源正极连接的电极是阳极,该极上发生的反应是失电子的氧化反应,元素的化合价会升高,即Ni(OH)2的氧化反应.
故选A.
23.研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源.该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电.关于该电池的下列说法不正确的是( )
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH﹣向正极移动
D.总反应为:2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】锂水电池中,自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气的过程,根据原电池的工作原理以及电极反应特点和规律来回答.
【解答】解:A、金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气,该反应中,水是氧化剂,在电池中还可以担当溶剂,故A正确;
B、放电时正极上是水中的氢离子得电子,所以会有氢气生成,故B正确;
C、原电池中,阴离子移向原电池的负极,即放电时OH﹣向负极移动,故C错误;
D、锂水电池中,自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气,即总反应为:2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,故D正确.
故选C.
24.目前科学家已开发出一种新型燃料电池一固体氧化物电池,该电池用辛烷(C8H18)作燃料,电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子.下列说法正确的是( )
A.电池工作时,氧气发生氧化反应
B.电池负极的电极反应为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
C.电池负极的电极反应为:C8H18+25O2﹣﹣50e﹣=8CO2+9H2O
D.若消耗的O2为11.2 L(标准状况),则电池中有1 mol电子发生转移
【考点】化学电源新型电池.
【分析】该燃料电池中,辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2﹣﹣50e﹣=8CO2+9H2O,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e﹣=2O2﹣,再结合物质之间的反应来分析解答.
【解答】解:A.该电池工作时,正极上氧气得电子发生还原反应,故A错误;
B.负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2﹣﹣50e﹣=8CO2+9H2O,故B错误;
C.负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2﹣﹣50e﹣=8CO2+9H2O,故C正确;
D.标况下11.2L氧气的物质的量为0.5mol,根据O2+4e﹣=2O 2﹣知,当消耗0.5mol氧气转移电子的物质的量为氧气的4倍,所以转移电子的物质的量为2mol,故D错误;
故选C.
25.某兴趣小组设计如下微型实验装置.实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是( )
A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H++2Cl﹣Cl2↑+H2↑
B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:Cl2+2e﹣=2Cl﹣
D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】A、断开K2,闭合K1时,是电解池装置,两极均有气泡产生,说明两极产生的气体分别是氢气和氯气,因此活泼金属Cu不能做阳极;
B、断开K2,闭合K1时,是电解池装置,两极均有气泡产生,石墨做阳极,溶液中氯离子离子失电子发生氧化反应,铜做阴极,氢离子得到电子发生还原反应,依据水的电离平衡,氢氧根离子浓度增大;
C、断开K1,闭合K2时,发现电流表指针偏转,证明是原电池反应,形成氢氯燃料电池,铜做负极氢气失电子发生氧化反应;
D、断开K1,闭合K2时,发现电流表指针偏转,证明是原电池反应,石墨做原电池正极;
【解答】解:A、断开K2,闭合K1时,是电解池装置,电解饱和食盐水的总反应的离子方程式为2H2O+2Cl﹣Cl2↑+H2↑+2OH﹣;故A错误;
B、断开K2,闭合K1时,是电解池装置,两极均有气泡产生,说明两极产生的气体分别是氢气和氯气,因此活泼金属Cu不能做阳极,Cu做阴极,石墨做阳极,阳极上(石墨电极上)氯离子离子失电子发生氧化反应,阴极上(Cu电极上)氢离子得到电子发生还原反应,依据水的电离平衡,氢氧根离子浓度增大酚酞变红;故B错误;
C、断开K1,闭合K2时,发现电流表指针偏转,证明是原电池反应,形成氢氯燃料电池,据上述分析可知,Cu电极上产生了氢气,石墨电极上产生了氯气,因此铜做负极发生氧化反应,氢气失电子生成氢离子的反应;故C错误;
D、断开K1,闭合K2时,发现电流表指针偏转,证明是原电池反应,形成氢氯燃料电池,石墨电极上产生的是氯气,做原电池正极;故D正确;
故选D.
26.电解CuSO4溶液时,要求达到三点:(1)阳极质量减少;(2)阴极质量增加;(3)电解质溶液中c(Cu2+)不变,则可选用的电极是( )
A.纯铜作阳极,含Zn和Ag的铜合金作阴极
B.含Zn和Ag的铜合金作阳极,纯铜作阴极
C.用纯铁作阳极,纯铜作阴极
D.用石墨作阴极,纯铜作阳极
【考点】电解原理.
【分析】电解CuSO4溶液时,要求达到三点(1)阳极质量减少;(2)阴极质量增加;(3)电解质溶液中c(Cu2+)不变,则该装置是电镀池,铜作阳极、其它金属作阴极,电解质溶液为硫酸铜溶液,据此分析解答.
【解答】解:电解CuSO4溶液时,要求达到三点(1)阳极质量减少;(2)阴极质量增加;(3)电解质溶液中c(Cu2+)不变,则该装置是电镀池,铜作阳极、其它金属作阴极,
A.纯铜作阳极、含Zn和Ag的铜合金作阴极,符合题目要求,故A正确;
B.根据A知,要实现题干要求,纯铜作阳极、含Zn和Ag的铜合金作阴极,故B错误;
C.纯铜作阴极、纯铁作阳极时,阳极质量减少、阴极质量增加,但溶液中铜离子浓度减小,所以不符合题目,故C错误;
D.用石墨作阴极,纯铜作阳极,符合题目要求,故D正确;
故选AD.
二、解答题(共5小题,满分48分)
27.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水.当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量的热.已知0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.652kJ的热量.
(1)此反应的热化学方程式为 N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.63kJ/mol .
(2)又已知H2O(g)═H2O(l),△H=﹣44kJ•mol﹣1则8g液态肼与足量液态双氧水反应生成液态水时放出的热量为 204.4 kJ.
(3)发射卫星可用气态肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气.已知:
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ•mol﹣1
N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534kJ•mol﹣1
气态肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=﹣1135.7 kJ/mol .
【考点】热化学方程式.
【分析】(1)强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水.当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量的热,依据题干条件结合化学方程式计算对应量的焓变,标注物质聚集状态写出热化学方程式;
(2)①N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(g)△H=﹣641.63 kJ/mol
②H2O(l)=H2O(g);△H=+44kJ/mol
依据盖斯定律①﹣②×4得到:N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(l)△H=﹣817.63kJ/mol,依据热化学方程式可知32g肼反应放热817.63KJ,则8g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是204.4KJ;
(3))①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534kJ/mol
依据盖斯定律计算②×2﹣①得到:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l).
【解答】解:(1)0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.652kJ的热量,1mol液态肼和过氧化氢反应放热641.63 KJ;反应的热化学方程式为:
N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(g)△H=﹣641.63 kJ/mol
故答案为:N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(g)△H=﹣641.63 kJ/mol
(2)①N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(g)△H=﹣641.63 kJ/mol
②H2O(l)=H2O(g);△H=+44kJ/mol
依据盖斯定律①﹣②×4得到:N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4 H2O(l)△H=﹣817.63kJ/mol,依据热化学方程式可知32g肼反应放热817.63KJ,则8g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是204.4KJ;
故答案为:204.4;
(3)①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=﹣534kJ/mol
依据盖斯定律计算②×2﹣①得到:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l),△H=﹣1135.7 kJ/mol;
故答案为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=﹣1135.7 kJ/mol.
28.(1)某学生实验小组用50mL0.50mol•L﹣1的盐酸与50mL0.55mol•L﹣1的NaOH溶液在如图1所示的装置中进行中和反应反应热的测定
①图中装置缺少的一种仪器,该仪器名称为 环形玻璃搅拌棒
②将反应混合液的 最高 温度记为反应的终止温度.
③下列说法正确的是 A .
A.小烧杯内残留有水,会使测得的反应热数值偏小
B.可用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验
C.烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯
D.酸、碱混合时,应把量筒中的溶液缓缓倒入烧杯的溶液中,以防液体外溅.
④如果用相同体积和相同浓度的氨水代替上述氢氧化钠溶液,进行上述实验,测得的中和热的数值 偏小
(填:“偏大”、“偏小”或“不变”)
(2)如图2装置A中Cu极板上发生的电极反应为 2H++2e﹣=H2↑ ,B中是浓度均为0.1mol/L的NaCl、CuSO4混合溶液,溶液体积为500ml,M、N均为石墨电极,当装置A中Zn棒质量减少6.5g时,N上质量增加 3.2 g.
【考点】中和热的测定;原电池和电解池的工作原理.
【分析】(1)①根据量热计的构造来判断该装置的缺少仪器;
②中和反应完全进行时,放出热量最多,此时温度最高,所以最高温度为恰好中和时的温度;
③A.导致混合液体积增大,混合液的温度减小;
B.醋酸为弱电解质,电离吸热;
C.烧杯间填满碎纸条的作用保温;
D.中和热测定应迅速,防止热量散失;
④弱电解质电离需要吸收热量;
(2)依据图中A电极及电解液可知存在自发的氧化还原反应,A为原电池,Cu电极上氢离子得到电子发生还原反应;根据转移电子相等及溶液中铜离子的物质的量计算N上质量增加量.
【解答】解:(1)①根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;故答案为:环形玻璃搅拌棒;
②中和反应完全进行时,放出热量最多,此时温度最高,所以最高温度为恰好中和时的温度;
故答案为:最高;
③
A.小烧杯内残留有水,会导致混合液的体积变大,混合液温度降低,温度差减小,测得的反应热数值偏小,故A正确;
B.醋酸为弱电解质,电离吸热,测得的中和热数值偏小,故B错误;
C.烧杯间填满碎纸条的作用保温,故C错误;
D.中和热测定应迅速,防止热量散失,故D错误;
故选:A;
④用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,因为一水合氨为弱电解质,电离需要吸收部分热量,所以测得的中和热数值小于实际数值,
故答案为:偏小;
(2)依据图中A电极及电解液可知存在自发的氧化还原反应,A为原电池,Cu电极上氢离子得到电子发生还原反应,电极反应式为:2H++2e﹣=H2↑;
A中Zn棒质量减少6.5g时,则转移电子物质的量为×2=0.2mol;
B中是浓度均为0.1mol/L的NaCl、CuSO4混合溶液,含有铜离子的物质的量为0.1mol/L×0.5L=0.05mol,转移电子数0.05mol×2=0.1mol,小于0.2mol,则N极铜离子全部放到,且部分氢离子放电,生成铜的质量m=0.05mol×64g/mol=3.2g;
故答案为:2H++2e﹣=H2↑; 3.2.
29.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 Cu ;电解质溶液Y是 AgNO3 ;
(2)银电极为电池的 正 极,发生的电极反应式为 Ag++e﹣=Ag ;X电极上发生的电极反应为 氧化反应 反应;(填“氧化”或“还原”)
(3)外电路中的电子 流向 (填“流出”或“流向”)Ag电极.
(4)当有1.6g铜溶解时,银棒增重 5.4 g.
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】(1)根据电池反应式知,失电子化合价升高的金属作负极,不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极,得电子的化合价降低的可溶性反应物作电解质溶液,据此设计原电池;
(2)原电池中,易失电子的电极铜为负极,银作正极,正极上得电子发生还原反应;负极发生氧化反应;
(3)电子从负极沿导线流向正极;
(4)根据总的电极反应式得:Cu~~2Ag.
【解答】解:(1)由反应“2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)”可知,在反应中,Cu被氧化,失电子,应为原电池的负极,所以X电极材料是Cu,Ag+在正极上得电子被还原,电解质溶液为AgNO3 ,
故答案为:Cu;AgNO3 ;
(2)正极为活泼性较Cu弱的Ag,Ag+在正极上得电子被还原,电极反应为Ag++e=Ag,X电极是铜电极发生氧化反应生成铜离子,
故答案为:正; Ag++e﹣=Ag;氧化反应;
(3)电子从负极Cu沿导线流向正极Ag,故答案为:流向;
(4)根据总的电极反应式得:
Cu~~~~~2Ag
64g 216g
1.6g m
所以,解之得m=5.4g,故答案为:5.4.
30.由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电.
(1)①该电池的电极反应式,正极为 3O2+6H2O﹣12e﹣=12OH﹣ ,负极为 2CH4O+16OH﹣﹣12e﹣=2CO32﹣+12H2O .
②若以该电池为电源,用石墨作电极电解200mL含有如下离子的溶液.
离子
Cu2+
H+
Cl﹣
SO42﹣
c/mol/L
0.5
2
2
0.5
电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件下)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶液现象)阳极上收集到氧气的质量为 0.1mol .
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】①甲醇燃料电池中正极上氧气得电子生成二氧化碳,甲醇在负极失电子,碱溶液中生成碳酸盐;
②电解原理:阴极上显示铜离子得电子,然后是氢离子得电子产生氢气,在阳极上是氯离子失电子的反应,产生氯气,然后是氢氧根离子失电子产生氧气,一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时,根据电子守恒计算阳极上收集到氧气的物质的量.
【解答】解:①燃料电池,电池的一个电极通 入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是氢氧化钠溶液,根据原电池原理,正极电极反应是O2得到电子生成氢氧根离子﹣:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,负极电极反应:CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O;
故答案为:3O2+6H2O﹣12e﹣=12OH﹣;2CH4O+16OH﹣﹣12e﹣=2CO32﹣+12H2O;
②阴极上显示铜离子得电子,Cu2++2e﹣=Cu,200mL0.5mol/L的铜离子得电子物质的量是0.2mol,然后是2H++2e﹣=H2↑,在阳极上是0.4mol氯离子失电子的反应,产生氯气0.2mol,2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑,转移电子是0.4mol,然后是氢氧根离子失电子产生氧气,4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时,假设产生氧气的物质的量是x,在阳极上产生气体是(0.2+x)mol,根据电子守恒,得到0.4+4x=0.2+2(0.2+x),解得x=0.1mol,即阳极上收集到氧气的物质的量为0.1mol.
故答案为:0.1mol.
31.(1)用惰性电极电解CuSO4溶液(如图1的装置),该过程中电解池电极反应式为,阳极: 4OH﹣=O2↑+2H2O+4e﹣ ,阴极: 2Cu2++4e﹣=2Cu .
(2)若电解池中装入足量溶液,当阴极增重3.2g时,停止通电,此时阳极产生气体的体积(标准状况)为 0.56L (假设气体全部逸出).
(3)欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的 C
A.CuSO4B.H2O C.CuO D.CuSO4•5H2O
(4)用Na2CO3熔融盐作电解质,CO、O2为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破.该电池示意图如图2:负极电极反应式为 2CO﹣4e﹣+2CO32﹣=4CO2 ,为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环.A物质的化学式为 CO2 .
【考点】电解原理.
【分析】(1)用惰性电极电解硫酸铜溶液时,CuSO4溶液存在的阴离子为:SO42﹣、OH﹣,OH﹣离子的放电能力大于SO42﹣ 离子的放电能力,所以OH﹣离子放电生成氧气;
溶液中存在的阳离子是Cu2+、H+,Cu2+离子的放电能力大于H+离子的放电能力,所以Cu2+离子放电生成Cu;
(2)根据析出铜的质量计算转移电子数,根据两极转移电子数相等计算产生氧气的体积;
(3)根据析出的物质向溶液中加入它们形成的化合物即可;
(4)燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,正极上氧化剂得电子发生还原反应;将两个方程式相加即得一氧化碳燃烧方程式;根据电极反应分析即可.
【解答】解:(1)用惰性电极电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电,电极反应式为:4OH﹣=O2↑+2H2O+4e﹣;阴极上铜离子放电,电极反应式为:2Cu2++4e﹣=2Cu,
故答案为:4OH﹣=O2↑+2H2O+4e﹣;2Cu2++4e﹣=2Cu;
(2)阴极增重3.2g,应为铜的质量,n==0.05 mol,
转移的电子为0.05mol×2=0.1mol,根据两电极转移的电子数目相等,则阳极转移的电子也为0.1mol,在阳极上生成氧气的物质的量为=0.025mol,放出气体在标准状况下的体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L;
故答案为:0.56L;
(3)从溶液中析出的物质是氧气和铜,因为稀硫酸和氧气和铜都不反应,但和氧化铜反应,氧气和铜反应生成氧化铜,所以向溶液中加入氧化铜即可,
故答案为:C;
(4)该燃料电池的总反应为:2CO+O2=2CO2,通入氧气和CO2的混合气体一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为:O2+4e﹣+2CO2=2CO32﹣,通入CO的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为:2CO﹣4e﹣+2CO32﹣=4CO2,由电极反应可知电池工作时参加循环的物质为CO2,
故答案为:2CO﹣4e﹣+2CO32﹣=4CO2;CO2.