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文档介绍
【化学】陕西省咸阳市西藏民族大学附属中学2019-2020学年高二上学期第二次月考试题(解析版)
陕西省咸阳市西藏民族大学附属中学2019-2020学年高二上学期第二次月考试题 可能用到的原子量:H: 1 C:12 O: 16 S : 32 Cl:35.5 Na:23 一、选择题 1.全球变暖给我们敲响了警钟,地球正面临巨大的挑战。下列说法不正确的是( ) A. 推广“低碳经济”,减少温室气体的排放 B. 推进小火力发电站的兴建,缓解地方用电困难,促进地方经济的快速发展 C. 推广“绿色自由”计划,吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油 D. 利用晶体硅制作的太阳能电池将太阳能直接转化为电能 【答案】B 【解析】 【详解】A. 推广“低碳经济”,减少温室气体的排放可以减缓温室效应,故A正确; B.推进小火力发电站的兴建,会增加二氧化碳的排放,加重温室效应,故B错误; C.吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油,可以减少二氧化碳的排放,减缓温室效应,故C正确; D.利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能,减少化石燃料的使用,可减少二氧化碳的排放,减缓温室效应,故D正确; 答案选B。 2.已知热化学方程式:SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) ΔH=-98.32 kJ·mol-1,在容器中充入2molSO2和1molO2充分反应,最终放出的热量为( ) A. 196.64 kJ B. 98.32 kJ C. <196.64 kJ D. >196.64 kJ 【答案】C 【解析】试题分析:因为SO2(g)+O2(g)SO3(g) △H=—98.32 kJ·mol-1可逆反应,所以充入2 mol SO2和1 mol O2,不能完全转化成2mol SO3(g),所以最终放出的热量<196.64 kJ;C项正确;答案选C。 3. 下列说法正确的是( ) A. 物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水 B. 不溶于水的物质溶解度为0 C. 绝对不溶解的物质是不存在的 D. 某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0 【答案】C 【解析】试题分析:绝对不溶的物质是不存在的,A、B错误,C正确;某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度小于1×10-5mol/L,D不正确,答案选C。 4. 用铁片与稀硫酸反应时,下列措施不能使反应速率加快的是( ) A. 加热 B. 不用铁片,改用铁粉 C. 滴加少量的CuSO4溶液 D. 不用稀硫酸,改用98%浓硫酸 【答案】D 【解析】 【详解】A.温度升高,加快反应速率,不符合题意,故A不选; B.改用铁粉,增大了接触面积,加快反应速率,不符合题意,故B不选; C.铁与硫酸铜反应,置换出铜覆盖在锌的表面,形成原电池,加快反应速率,不符合题意,故C不选; D.浓硫酸与铁常温下钝化,表面形成致密的氧化物薄膜,阻止反应的进一步进行,反应速率减慢,故D可选; 故选D。 5.下列各反应的化学方程式中,属于水解反应的是( ) A. H2O+ H2OH3O++OH- B. CO2+H2OH2CO3 C. HCO3-+OH- H2O+CO32- D. CO32-+ H2OHCO3- +OH- 【答案】D 【解析】 【分析】水解反应的实质是:弱离子和水电离出的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的过程,水解方程式用可逆号。 【详解】A.水是弱电解质,不是弱离子,水本身不能水解,电离为氢离子(实际是H3O+)和氢氧根离子,H2O+H2OH3O++OH-是水的电离方程式,故A错误; B.方程式表示二氧化碳与水反应生成碳酸,是化学方程式,不是水解方程式,故C错误; C.方程式表示碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根与水,故C错误; D.方程式表示碳酸根结合水电离氢离子生成碳酸氢根和氢氧根,是碳酸根的水解,故D正确; 故答案为D。 6. 化学电池可以直接将化学能转化为电能,化学电池的本质是( ) A. 化合价的升降 B. 电子的转移 C. 氧化还原反应 D. 电能的储存 【答案】C 【解析】试题分析:化学电池可以直接将化学能转化为电能,化学电池的本质是氧化还原反应,答案选C。 7.在2mL NaCl溶液中加入1滴AgNO3溶液,有白色沉淀生成;再加入1滴KI溶液,沉淀转化为黄色,然后再加入1滴Na2S溶液,沉淀又转化为黑色(以上所用的溶液物质的量浓度均相同),下列表示各沉淀物溶解度由大到小的顺序正确的是( ) A. Ag2S 、 AgI 、 AgCl B. AgCl 、 AgI 、 Ag2S C. AgI 、 AgCl、 Ag2S D. AgCl 、 Ag2S 、 AgI 【答案】B 【解析】试题分析:一种沉淀容易转化为比它更难溶的沉淀,故溶解度由大到小的顺序正确的是AgCl AgI Ag2S,故B项正确。 8.在配制Fe2(SO4)3溶液时,为了防止水解,常常往溶液中加入少量的( ) A. NaOH B. H2SO4 C. KCl D. CH3COOH 【答案】B 【解析】 【详解】硫酸铁溶液中存在水解反应:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+; A、若加入NaOH,氢氧化钠能与硫酸铁反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钠,A不可行; B、加入稀硫酸,c(H+)增大,可以抑制硫酸铁水解,B可行; C、氯化钾不能抑制硫酸铁水解,且引入杂质,C不可行; D、醋酸可以抑制铁离子水解,但会引入杂质,D不可行; 答案选B。 9.相同温度下等物质的量浓度的下列溶液中,NH4+浓度最大的是( ) A. NH4HSO4 B. NH4HCO3 C. NH4Cl D. NH4HSO3 【答案】A 【解析】 【分析】根据铵根离子水解的影响角度来分析,如果含有对铵根离子水解起促进作用的离子,则铵根离子水解程度增大,铵根离子浓度减小,如果含有抑制铵根离子水解的离子,则铵根的水解程度减弱,铵根离子浓度增大,据此分析。 【详解】A.硫酸氢铵电离出来的氢离子对铵根的水解起抑制作用,导致铵根离子水解程度很小,铵根离子浓度增大; B.NH4HCO3中碳酸氢根离子水解显碱性,对铵根离子的水解起到促进作用,导致铵根离子水解程度大,铵根离子浓度减小; C.氯化铵中,铵根离子的水解不受氯离子的影响; D.NH4HSO3中HSO3-弱电离出的H+抑制了NH4+的水解,但抑制能力比NH4HSO4溶液中H+对NH4+的水解抑制能力弱,即NH4HSO4溶液中NH4+的浓度比NH4HSO3中NH4+的浓度大; 则由分析知溶液中NH4+的浓度由大到小的顺序为A>D>C>B,即NH4HSO4溶液中NH4+的浓度最大,故答案为A。 10.已知:Ksp(AgCl)=1.8×10—10,Ksp(AgI)=1.5×10—16 ,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10—12,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是 ( ) A. AgCl>AgI> Ag2CrO4 B. AgCl> Ag2CrO4>AgI C. Ag2CrO4>AgI>AgCl D. Ag2CrO4>AgCl>AgI 【答案】D 【解析】 【详解】AgCl饱和溶液中c(Ag+)=c(Cl-),c(Ag+)===×10-5(mol/L);AgI饱和溶液中c(Ag+)=c(I-),c(Ag+)===×10-8(mol/L);Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+)=2c(CrO42-),c(Ag+)===×10-4(mol/L);则三种难溶盐的饱和溶液中Ag+浓度大小顺序为:Ag2CrO4>AgCl>AgI,答案选D。 11.常温下,pH=10 的 X、Y 两种碱溶液各 1 mL,分别稀释至 100 mL,其 pH 与溶液体 积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是( ) A. 若 8<a<10,则 X、Y 都是弱碱 B. X、Y 两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等 C. 稀释后,X 溶液的碱性比 Y 溶液的碱性强 D. 分别完全中和 X、Y 这两种碱溶液时,消耗同浓度盐酸的体积 Vx>Vy 【答案】A 【解析】 【详解】A.由图可知,开始的pH相同,若8<a<10,则1mL的弱碱加水稀释到100mL,则pH会在原来基础上减一个小于2的值,说明X、Y中都存在电离平衡,是弱碱,故A正确; B.由图可知,开始的pH相同,两种碱溶液稀释后pH不同,则碱性强弱一定不同,所以物质的量浓度一定不相等,故B错误; C.稀释后X碱溶液pH小于Y溶液的,所以稀释后Y溶液碱性强,故C错误; D.pH=10的X、Y两种碱,c(X)<c(Y),相同体积、相同pH的X、Y,n(Y)>n(X),用相同浓度的盐酸中和时,碱的物质的量越大消耗酸体积越大,所以消耗相同浓度盐酸V(X)<V(Y),故D错误; 故答案为A。 12.常温下,盐酸与氨水混合后,所得溶液 pH=7,则此溶液中存在( ) A. 该溶液的溶质为 NH4Cl B. c(NH4+)+c(NH3·H2O)= c(Cl- ) C. c(NH4+)< c(Cl- ) D. c(NH4+ )+ c(OH-)=c(Cl- )+ c(H+) 【答案】D 【解析】 【详解】A.常温下,盐酸与氨水混合后,所得溶液 pH=7,则溶液中的溶质为NH4Cl和NH3·H2O,故A错误; B.盐酸与氨水混合后的溶液中存在的电荷守恒式为c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),溶液呈中性, 即c(H+)=c(OH-),则c(NH4+)=c(Cl-),c(NH4+)+c(NH3·H2O)> c(Cl- ),故B错误; C.盐酸与氨水混合后的溶液中存在的电荷守恒式为c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),溶液呈中性, 即c(H+)=c(OH-),则c(NH4+)=c(Cl-),故C错误; D.盐酸与氨水混合后的溶液中存在的电荷守恒式为c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),故D正确; 故答案为D。 13.在某一密闭容器中,充入一定量的HI气体,发生反应2HI(g) H2(g)+I2(g);△H>0,在t1时达到平衡,t2时加热升温并保温,到t3时又达到新平衡,符合这一变化的图像是( ) 【答案】A 【解析】试题解析:反应2HI(g)H2(g)+I2(g)△H>0,在t1时达到平衡,t2时加热升温并保温,则化学平衡向着正方向进行,所以碘单质的百分含量会升高,HI的百分含量会降低,只有A符合,答案选A。 14.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( ) A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B. 甲中铜片是正极,乙中铜片是负极 C. 两烧杯中溶液的pH均增大 D. 产生气泡的速度甲比乙慢 【答案】C 【解析】 【详解】A、甲是原电池,正极铜片上发生还原反应 2H++2e-=H2↑,铜片上有气体产生,乙装置中在锌片上发生反应 Zn+2H+=Zn2++H2↑,铜片上无气体产生,故A错误; B、甲装置是原电池,铜片做正极,乙不是原电池,故B错误; C、两烧杯中的氢离子发生反应,浓度减少,溶液pH增大,故C正确; D、原电池反应加快反应速率,故产生气泡的速度甲比乙快,故D错误; 综上所述,本题正确答案为C。 15.某原电池总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,下列能实现该反应的原电池是( ) 选项 A B C D 电极材料 Cu、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag 电解液 FeCl3 Fe(NO3)2 CuSO4 Fe2(SO4)3 【答案】D 【解析】 【分析】原电池总反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,反应中铜失去电子,铁离子得到电子,则铜是负极,比铜不活泼的金属或能导电的非金属作正极,含有铁离子的可溶性盐作电解质,据此解答。 【详解】A、金属锌比金属铜活泼,锌作负极,发生的反应为Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,A错误; B、金属铜和亚铁盐不反应,没有自发的氧化还原反应,B错误; C、锌比铁活泼,锌作负极,电池反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,C错误; D、铜比银活泼,金属铜做原电池的负极,电池反应为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,D正确; 答案选D。 16.一种新型的乙醇电池(DEFC)是用磺酸类质子溶剂作电解质,在 200℃左右时供电( 如 下 图 所 示 ), 比 甲 醇 电 池 效 率 高 出 32 倍 , 且 比 较 安 全 。 电 池 总 反 应 为C2H5OH+3O2==2CO2+3H2O。则下列说法正确的是( ) A. a 极为电池的正极 B. 电池正极的电极反应:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O C. 电池工作时电子由 b 极沿导线经灯泡再到 a 极 D. 溶液中 H+ 向 a 电极移动 【答案】B 【解析】 【分析】由质子的定向移动可知a为负极,b为正极,负极发生氧化反应,乙醇被氧化生成CO2和,电极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+,正极氧气得到电子被还原,电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O,结合电极反应解答该题。 【详解】A.根据质子移动方向知,a是负极,b是正极,故A错误; B.正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O,故B正确; C.a负极,b是正极,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,则电子从负极沿导线流向正极,故C错误; D.电池工作时,溶液中 H+向正极,即b电极移动,故D错误; 故答案为A。 二、填空题 17.现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液,甲为 0.1 mol·L-1 的 NaOH 溶液, 乙为 0.1 mol·L-1 的 HCl 溶液,丙为 0.1 mol·L-1 的 CH3COOH 溶液,试回答下列问题: (1)甲溶液的 pH=_____。 (2)丙溶液中存在的电离平衡为_____(用电离方程式表示)。 (3)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的 c(OH-)的大小关系为 _____。 A. 甲=乙=丙 B. 甲=乙>丙 C.甲=乙<丙 D.无法判断 (4)某同学用甲溶液分别滴定 20.00 mL 乙溶液和 20.00 mL 丙溶液,得到如图所示两 条滴定曲线,请完成有关问题: ①甲溶液滴定丙溶液的曲线是_____(填“图 1”或“图 2”); ②a=_____mL。 (5)将等体积的甲溶液和丙溶液混合后,溶液呈_____(填“酸性”、“中性”或 “碱性”)。溶液中离子浓度大小顺序为_________。 【答案】(1). 13 (2). CH3COOHCH3COO-+H+、H2OOH-+H+ (3). C (4). 图2 (5). 20.00 (6). 碱 (7). c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) 【解析】 【分析】(1)0.1mol•L-1的NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol/L,根据Kw=c(H+)•c(OH-)计算溶液中c(H+),再根据pH=-lgc(H+)计算溶液的pH值; (2)溶液中存在电离平衡,应存在弱电解质; (3)酸或碱抑制水电离,含有弱根离子的盐促进水电离; (4)①乙酸为弱电解质,滴定终点时,溶液呈碱性; ②NaOH和乙酸恰好反应时,消耗20mlNaOH溶液,生成弱酸强碱盐,溶液呈碱性; (5)将等体积等浓度的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合后,恰好生成CH3COONa,CH3COO-水解使所得溶液显碱性,再结合电荷守恒判断离子浓度大小。 【详解】(1)0.1mol•L-1的NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol/L,故溶液中c(H+)=mol/L=10-13mol/L,故该溶液的pH=-lg10-13=13; (2)0.1mol•L-1的CH3COOH溶液中存在溶剂水、水为弱电解质,溶质乙酸为弱电解质,存在电离平衡为CH3COOHCH3COO-+H+、H2OOH-+H+; (3)酸或碱抑制水电离,含有弱根离子的盐促进水电离,乙酸是弱电解质,氢氧化钠、氯化氢是强电解质,所以相同物质的量浓度的乙酸和盐酸和氢氧化钠,盐酸中水电离出的氢氧根离子浓度小于醋酸,相同物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠对水电离抑制程度相等,盐酸中水电离出的氢氧根离子浓度等于氢氧化钠溶液中水的电离,所以水电离出氢氧根离子浓度大小顺序是:丙>甲=乙,故答案为C; (4)①醋酸为弱电解质,滴定过程中pH变化较盐酸缓慢,滴定终点时溶液呈碱性,则滴定醋酸溶液的曲线是图2; ②滴定终点时n(CH3COOH)=n(NaOH),则a=20.00mL,反应生成了醋酸钠,醋酸根离子发生水解,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,溶液显示碱性pH>7; (5)将等体积等浓度的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合后,恰好生成CH3COONa,CH3COO-水解使所得溶液显碱性,即c(OH-)>c(H+ );,溶液中存在的电荷守恒式为c(CH3COO-)+ c(OH-)=c(Na+)+c(H+);,则c(CH3COO-)<c(Na+),故所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。 18.已知下列物质在 20 ℃下的 Ksp 如下,试回答下列问题: 化学式 AgCl AgBr AgI Ag2S Ag2CrO4 颜色 白色 浅黄色 黄色 黑色 红色 Ksp 2.0×10-10 5.4×10-13 8.3×10-17 2.0×10-48 2.0×10-12 (1)20 ℃时,上述五种银盐饱和溶液中,Ag+物质的量浓度由大到小的顺序是_______(用化学式表示)。 (2)向等浓度的 KCl 和 KBr 的混合溶液中逐渐加入 AgNO3 溶液,当两种沉淀共存时,=__________。 (3)测定水中 Cl-含量时,常用 Ag+进行滴定,滴定时,应加入的指示剂是_____。 A.KBr B.KI C.K2S D.K2CrO4 【答案】(1). Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S (2). 37×102 (3). D 【解析】 【分析】(1)AgCl、AgBr、AgI饱和溶液中c(Ag+)=,Ag2S、Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+)=; (2)向浓度均为0.1mol/L的KCl和KBr混合溶液中加入足量AgNO3溶液,当两种沉淀共存时,==; (3)测定水体中氯化物含量,常用标准硝酸银法进行滴定,滴定时应加入的指示剂与银离子反应在氯离子反应后。 【详解】(1)AgCl、AgBr、AgI饱和溶液中c(Ag+)=,根据这三种银盐溶度积常数知,c(Ag+):AgCl>AgBr>AgI,AgCl溶液中c(Ag+)≈1.4×10-5 mol/L,AgBr溶液中c(Ag+)≈0.7×10-6mol/L,AgI溶液中c(Ag+)≈0.9×10-8mol/L,Ag2S、Ag2CrO4 饱和溶液中c(Ag+)=,根据溶度积常数知,Ag2CrO4 溶液中c(Ag+)=≈1.6×10-4mol/L,Ag2S溶液中c(Ag+)≈1.6×10-16mol/L,所以上述五种银盐饱和溶液中,c(Ag+)由大到小的顺序是:Ag2CrO4>AgCl>AgBr>AgI>Ag2S; (2)向浓度均为0.1mol/L的KCl和KBr混合溶液中加入足量AgNO3溶液,当两种沉淀共存时====3.7×102; (3)测定水体中氯化物含量,常用标准硝酸银法进行滴定,滴定时应加入的指示剂与银离子反应在氯离子反应后,根据(1)知,应该加入K2CrO4,故答案为:D。 19.常温下有四种溶液:①NaHSO3、②NaHCO3、③FeCl2、④NaOH (1)上述溶液中,不能发生水解的是_____(填序号)。 (2)写出①溶液中的物料守恒关系_________________。 (3)写出②溶液中的电荷守恒关系_________________。 (4)对③的溶液加热蒸干、灼烧后,最终得到的物质为_____(填化学式),配置③溶 液时需要加稍过量铁粉,其目的是______________;还需要 加稍过量的盐酸,其目的是_____________。 (5)pH 均为 10 的②和④溶液中由水电离出的 OH-的浓度分别为_____和_____。 【答案】(1). ④ (2). c(Na+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3) (3). c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-) (4). Fe2O3 (5). 防止Fe2+被氧化 (6). 抑制Fe2+水解 (7). 1×10-4mol/L (8). 1×10-10mol/L 【解析】 【分析】(1)溶液中存在弱酸根离子或弱碱阳离子会水解; (2) ①NaHSO3溶液Na与S的原子数目比为1:1,S元素的存在形式包括H2SO3、HSO3-和SO32-; (3) NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO3-、CO32-、OH-,且溶液是电中性的; (4) FeCl2的溶液中存在Fe2+的水解,且加热促进水解,水解生成的Fe(OH)2 在空气中极易氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3能受热分解;配置FeCl2溶液需要抑制Fe2+的水解,同时防Fe2+的氧化; (5) NaOH溶液中水的电离受抑制,而NaHCO3溶液促进水的电离。 【详解】(1) ①NaHSO3和②NaHCO3是强碱弱酸盐,③FeCl2是强酸弱碱盐,在水溶液中存在水解,而④NaOH是强碱,在溶液中只电离,不存在水解,故答案为④; (2) ①NaHSO3溶液中n(Na+):n(c)=1:1,S元素的存在形式包括H2SO3、HSO3-和SO32-,则存在的物料守恒式为c(Na+)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3); (3) NaHCO3溶液中存在着Na+、H+、HCO3-、CO32-、OH-,存在的电荷守恒式为:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-); (4) FeCl2的溶液中存在Fe2+的水解,且加热促进水解,水解生成的Fe(OH)2在空气中极易氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3能受热分解,则对FeCl2的溶液加热蒸干、灼烧后,最终得到的物质为Fe2O3;配置FeCl2溶液时,为防止Fe2+被氧化需加入过量的铁粉,反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,还需要加入过量的盐酸,结合化学平衡原理解释加入盐酸的原因是Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+,加盐酸增加H+浓度,抑制Fe2+水解; (5)NaOH溶液中水的电离受抑制,而NaHCO3溶液促进水的电离,则pH 均为 10 的NaHCO3和NaOH溶液中由水电离出的 OH-的浓度分别为1×10-4mol/L和1×10-10mol/L。 20.I.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__________填化学式);电解质溶液 Y 是______填化学式)。 (2)银电极发生______填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式为_________;X 电极反应式为_____。 II. 高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放 电电压。高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。 请回答下列问题: (1)已知放电时负极反应为 Zn-2e-+2OH- ===Zn(OH)2,则正极反应 为_____________。 (2)放电时,_____(填“正”或“负”)极附近溶液的 pH 升高。 (3)高铁电池充电时,电池的负极与电源的_____(填“正极”或“负极”),充 电时与电池负极相连的电极反应为__________。 III.近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和 水分子通过。其工作原理的示意图如下: 请回答下列问题: (1)该燃料电池的总反应为_________。 (2)Pt(a)电极是电池的_____(填“正”或“负”)极,电极反应式为:__________; Pt(b)电极反应式为___________。 【答案】(1). Cu (2). AgNO3 (3). 还原 (4). Ag++e=Ag (5). Cu-2e-=Cu2+ (6). FeO42-+4H2O+3e- = Fe(OH)3+5OH- (7). 正 (8). 负 (9). Zn(OH)2+2e-= Zn+2OH- (10). 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O (11). 负 (12). CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+ (13). O2+4H++4e-═2H2O 【解析】 【分析】I. 由反应方程式可知,该原电池的电极反应式为:正极:2Ag++2e-═2Ag,负极:Cu-2e-═Cu2+,所以X极的材料应为Cu,电解质溶液Y应为AgNO3溶液,外电路中的电子从Cu极流向Ag极; II. (1) 放电时,该电池是原电池,原电池正极上得电子化合价降低而发生还原反应; (2)根据电极反应式确定pH 升高的电极。 (3)高铁电池充电时,为电解池,负极与电池的负极相连,为电解池的阴极,发生还原反应; III. (1) 原电池反应的实质为氧化还原反应,甲醇被氧化生成二氧化碳和水; (2) 该原电池中质子交换膜只允许质子和水分子通过,说明电解质溶液为酸性溶液,燃料电池中,通入燃料电极为负极,负极上失电子发生氧化反应,通入氧化剂的电极为正极,正极上得电子发生还原反应。 【详解】I. (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,Ag+在正极上得电子被还原,电解质溶液为AgNO3溶液 ; (2) 正极为活泼性较Cu弱的Ag,Ag+在正极上得电子被还原,发生还原反应,电极反应为Ag++e=Ag,X为负极,铜失电子发生氧化反应,电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+; II. (1) 放电时,该电池是原电池,负极反应为 Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2,则正极上发生还原反应,电极反应式为FeO42-+4H2O+3e- = Fe(OH)3+5OH-; (2) 放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-,生成氢氧根离子,碱性要增强,即正极附近溶液的 pH升高; (3)高铁电池充电时为电解池,负极与电池的负极相连,为电解池的阴极,发生氧化反应,电极反应式为Zn(OH)2+2e-= Zn+2OH-; III. (1) 原电池反应的实质为氧化还原反应,甲醇被氧化生成二氧化碳和水,电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O; (2) 该原电池中质子交换膜只允许质子和水分子通过,说明电解质溶液为酸性溶液,燃料电池中,通入燃料的电极为负极,负极上失电子发生氧化反应,电解方程式为CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+,通入氧化剂的电极为正极,正极上得电子发生还原反应,电极方程式为O2+4H++4e-═2H2O。查看更多