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文档介绍
2017-2018学年福建省惠安惠南中学高二10月月考化学(理)试题(解析版)
泉州台商投资区惠南中学2017年 10月月考试卷 高二化学(理) 1. 未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列符合未来新能源标准的是( ) ①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能 A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ③⑤⑥⑦⑧ D. ③④⑤⑥⑦⑧ 【答案】C 【解析】试题分析:煤、石油、天然气是化石能源,能引起严重的空气污染,不是新能源.常见新能源有:太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等,这些能源对环境污染小,属于对环境友好型能源,故选C。 考点:考查新能源 2. 下列反应属于吸热反应的是( ) A. 石灰石在高温下的分解反应 B. 生石灰和水的反应 C. 盐酸与氢氧化钠溶液的反应 D. 木炭在氧气中燃烧 【答案】A 【解析】试题分析:A.石灰石在高温下的分解反应是吸热反应,A正确;B.生石灰和水生成氢氧化钙的反应是放热反应,B错误;C.盐酸与氢氧化钠溶液的反应是放热反应,C错误;D.木炭在氧气中燃烧是放热反应,D错误,答案选A。 考点:考查反应热判断 3. 对于化学反应中的能量变化,表述正确的是( ) A. 需要加热的化学反应都是吸热反应 B. 中和反应都是放热反应 C. 原电池是将电能转化为化学能的一种装置 D. 水力发电是将化学能转化为电能的过程 【答案】B 【解析】试题分析:A.需要加热的化学反应可能是吸热反应,也可能是放热反应,错误;B.中和反应产生水,反应都是放热反应,正确;C.原电池是将化学能转化为电能的一种装置,错误;D.水力发电是将机械能转化为电能的过程,错误。 考点:考查化学反应及能量转化关系正误判断的知识。 4. 某同学设计如下图所示原电池(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液,该电池工作时,下列 说法正确的是( ) A. 盐桥中的K+ 移向AgNO3溶液 B. 负极反应为:Ag –e— ==Ag+ C. 铜电极上发生还原反应 D. 在外电路中,电子由银电极流向铜电极 【答案】A 【解析】Cu比Ag活泼,Cu为负极,Ag为正极。A项,盐桥中K+向正极移动,移向AgNO3溶液,正确;B项,负极电极反应为Cu-2e- =Cu2+,错误;C项,Cu为负极,Cu电极上发生氧化反应,错误;D项,在外电路中,电子由负极Cu流向正极Ag,错误;答案选A。 5. 已知25℃、101 kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨,s)+O2(g)==CO2(g) ΔH=-393.51 kJ/mol C(金刚石,s)+O2(g)==CO2(g) ΔH=-395.41 kJ/mol 据此判断,下列说法中正确的是( ) A. 由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的低 B. 由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的高 C. 由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的低 D. 由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的高 【答案】A 【解析】由石墨、金刚石燃烧的热化学方程式①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.51kJ•mol-1,②C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.41kJ•mol-1,利用盖斯定律将①-②可得:C(石墨)=C(金刚石)△H=+1.9kJ•mol-1,则由石墨制备金刚石是吸热反应,石墨的能量低于金刚石,所以石墨比金刚石更高稳定,故A正确,故选A。 点睛:根据石墨、金刚石燃烧的热化学方程式,利用盖斯定律写出金刚石与石墨转化的热化学方程式,根据反应热比较金刚石与石墨的能量大小,物质具有的能量越低越稳定。 6. N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是( ) A. 1/2N2H4(g)+1/2O2(g)===1/2N2(g)+H2O(g) ΔH=+267 kJ·mol-1 B. N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH =-534 kJ·mol-1 C. N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH =-534 kJ·mol-1 D. N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH =-133.5 kJ·mol-1 【答案】B 【解析】1 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量=534kJ。A项,该反应为放热反应,ΔH0,错误;B项,正确;C项,H2O的聚集状态为气态,错误;D项,1molN2H4(g)燃烧放出534kJ热量,错误;答案选B。 点睛:书写热化学方程式的注意点:(1)热化学方程式不注明反应条件。(2)热化学方程式不标“↑”“↓”,但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。(3)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量,其ΔH必须与方程式及物质的聚集状态相对应。(4)放热反应的ΔH0,吸热反应的ΔH0。(5)ΔH的单位为kJ/mol。 7. 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为: H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH =-57.3kJ·mol-1。分别向1 L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸; ③稀盐酸,恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,下列关系正确的是( ) A. ΔH1>ΔH2>ΔH3 B. ΔH1<ΔH2<ΔH3 C. ΔH1=ΔH2<ΔH3 D. ΔH1<ΔH2=ΔH3 【答案】D 【解析】试题分析:强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为:H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) ΔH = -57.3 kJ/mol,分别向1L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入:①浓H2SO4;②稀H2SO4;③稀盐酸,又浓硫酸溶于水放热,则恰好完全反应时的放出的热量为① > ② =" ③" ,所以ΔH1 < ΔH2 = ΔH3,选D。 考点:考查反应热大小比较 8. 下列与化学反应能量变化相关的说法不正确的是( ) A. 物质燃烧过程中的能量转化只存在化学能转化为热能的形式 B. 一个反应是吸热反应还是放热反应要看反应物和生成物具有总能量的相对大小 C. 化学键的断裂吸收能量,化学键的形成释放能量 D. 化学反应过程的能量变化除热能外,也可以是光能、电能等 【答案】A 【解析】A项,物质燃烧过程中的能量转化除了存在化学能转化为热能外,化学能还会转化成光能等,错误;B项,反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应,正确;C项,断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,正确;D项,化学反应过程的能量变化除热能外,也可以是光能、电能等,正确;答案选A。 9. 下列关于原电池的叙述中正确的是( ) A. 原电池能将化学能转变为电能 B. 原电池负极发生的电极反应是还原反应 C. 原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极 D. 原电池的电极只能由两种不同的金属构成 【答案】A 【解析】试题分析:原电池能将化学能转变为电能的装置,A正确;原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应,所以选项B、C不正确;原电池的电极也可以是由金属和非金属构成,D不正确,答案选A。 考点:考查原电池的有关判断 点评:本题属于高考中的常见题型,试题难易适中。主要是考查学生对原电池的熟练掌握程度、以及灵活运用知识解决实际问题的能力。 10. 电子计算器中所用的纽扣电池为银锌电池,其电极分别为Ag2O 和Zn ,电解质溶液为KOH溶液。电极反应式为:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2和Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。下列叙述中,正确的是( ) A. 电流由锌经外电路流向氧化银 B. 锌是负极,氧化银是正极 C. 工作时,负极区溶液pH增大,正极区pH减小 D. 溶液中OH-向正极移动,K+、H+向负极移动 【答案】B 【解析】根据电极反应式知,Zn发生失电子的氧化反应,Zn为负极,Ag2O发生得电子的还原反应,Ag2O为正极。A项,电流由正极(Ag2O)经外电路流向负极(Zn),错误;B项,正确;C项,负极区消耗OH-,溶液pH减小,正极区生成OH-,pH增大,错误;D项,OH-向负极移动,K+、H+向正极移动,错误;答案选B。 点睛:原电池中负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应;电子由负极经外电路流向正极;电流由正极经外电路流向负极;阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。 11. 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】由图可知,甲形成了原电池,其中锌为负极、铜为正极。,而乙不能形成原电池。A. 甲中铜片上有氢气生成,而乙中锌片上有氢气生成,A不正确;B. 乙中没有形成原电池, B不正确;C. 不论是否形成原电池,两烧杯中发生的反应是相同的,都是锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,溶液中的氢离子浓度都减小,所以两烧杯中溶液的pH均增大,C正确;D. 形成原电池可以加快化学反应速率,所以生成氢气的速率甲比乙快,D不正确。本题选C。 12. 已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是( ) A. 该反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1 B. 每生成2molAB(g)吸收bkJ C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D. 断裂1 mol A—A和1 mol B—B键,放出akJ能量 【答案】A 【解析】A项,1molA2(g)+1molB2(g)具有的总能量小于2molAB(g)具有的总能量,该反应为吸热反应,ΔH=+(a-b)kJ/mol,正确;B项,每生成2molAB(g)吸收(a-b)kJ能量,错误;C项,反应物的总能量低于生成物的总能量,错误;D 项,断裂化学键吸收能量,错误;答案选A。 13. 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连可以组成几个原电池。 若a、b相连时a为负极;c、d相连时电流由d到c;a、c相连时c极上产生大量气泡; b、d相连时电子由d到b,则四种金属的活动性顺序由强到弱为( ) A. b>d>c>a B. a>c>d>b C. c>a>b>d D. a>b>c>d 【答案】B 【解析】a、b相连时a为负极,活动性:ab;c、d相连时电流由d到c,d为正极,活动性:cd;a、c相连时c极上产生大量气泡,c电极上电极反应式为2H++2e-=H2↑,c为正极,活动性:ac;b、d相连时电子由d到b,d为负极,活动性db;则四种金属活动性由强到弱的顺序为a>c>d>b,答案选B。 点睛:原电池中一般活动性强的金属作负极,活动性弱的金属(或可导电的非金属)作正极。 14. 某金属能跟稀盐酸作用放出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属可能是( ) A. Mg B. Fe C. Al D. Cu 【答案】B 考点:考查金属性强弱等相关知识。 15. 铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是 ( ) A. 电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe 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 【答案】C 【解析】A项,根据电池总反应,电池的电解液为碱性溶液,Fe发生失电子的氧化反应,Fe为负极;Ni2O3发生得电子的还原反应,Ni2O3为正极,正确;B项,放电时,负极反应为Fe-2e- +2OH- =Fe(OH)2,正确;C项,电池充电时的反应为Fe(OH)2+2Ni(OH)2=Fe+Ni2O3+3H2O,阴极电极反应为Fe(OH)2+2e- =Fe+2OH- ,阴极附近碱性增强,pH增大,错误;D项,充电时阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O,正确;答案选C。 点睛:二次电池放电时为原电池原理,充电时为电解原理。充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程,充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程。 16. 可以将反应Zn+Br2===ZnBr2设计成原电池,下列四个电极反应: ①Br2+2e-===2Br- ②2Br--2e-===Br2 ③Zn-2e-===Zn2+ ④Zn2++2e-===Zn 其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的是( ). A. ②和③ B. ②和① C. ③和① D. ④和① 【答案】A 【解析】试题分析:反应Zn+Br2=ZnBr2设计成蓄电池,放电时,锌失电子作负极,负极反应式为Zn-2e-=Zn2+;充电时,阳极上溴离子失电子发生氧化反应,电极反应式为2Br--2e-=Br2,②、③正确,答案选A。 考点:考查原电池和电解池原理。 17. 阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池反应为:2H2+O2=2H2O,电解液为KOH,反应保持在较高温度,使H2O蒸发,下列叙述正确的是( ) A. 此电池能发出蓝色火焰 B. 氢氧燃料电池的能量利用效率与直接燃烧氢气相同 C. 工作时,电解液的pH不断减小 D. 电极反应为:负极2H2+4OH--4e-=4H2O;正极O2+2H2O+4e -=4OH- 【答案】D ............... 18. 将铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2,即可产生电流,此装置称为甲烷燃料电池。下列叙述中正确的是( ) ①通入CH4的电极为正极; ②正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-; ③通入CH4的电极反应式为:CH4+2O2+4e-=CO2+2H2O; ④负极的电极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O; ⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动; ⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。 A. ①③⑤ B. ②④⑥ C. ④⑤⑥ D. ①②③ 【答案】B 【解析】试题分析:①甲烷燃料电池中甲烷失电子为负极,故错误;②碱性条件下,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,其电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故正确;③甲烷燃料电池负极是甲烷失电子,碱性条件下生成碳酸根离子,所以负极的电极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,故错误;④甲烷燃料电池负极是甲烷失电子,碱性条件下生成碳酸根离子,所以负极的电极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,故正确;⑤⑥原电池工作时,电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以⑤错误,⑥正确;故正确的有②④⑥;故选B。 考点:考查碱性甲烷电池的工作原理 19. 某原电池的电池反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,与此电池反应不符的原电池是( ) A. 铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池 B. 石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 C. 铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 D. 银片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 【答案】C 【解析】根据构成原电池的条件,以及电池反应式,Fe作负极,石墨或比铁弱的金属作正极,含有Fe3+的电解质溶液为电解质,因为锌比铁活泼,锌作负极,故C正确。 20. 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( ) A. 正极反应中有CO2生成 B. 微生物促进了反应中电子的转移 C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区 D. 电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 【答案】A 【解析】试题分析:首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极侧,有氧反应为正极侧。A、根据厌氧反应中碳元素的化合价的变化:葡萄糖分子中碳元素平均为0价,二氧化碳中碳元素的化合价为+4价,所以生成二氧化碳的反应为氧化反应,所以在负极生成,A正确;B、在微生物的作用下,该装置为原电池装置。原电池能加快氧化还原反应速率,故可以说微生物促进了电子的转移,B正确;C、原电池中阳离子向正极移动,即质子通过交换膜从负极区移向正极区,C正确;D、正极是氧气得到电子结合氢离子生成水,即O2+4e-+4H+=2H2O,D错误,答案选D。 【考点定位】本题主要是考查原电池原理 【名师点晴】该题是高频考点,侧重于电化学原理的应用。电化学包括原电池和电解池。原电池是将化学能转化为电能的装置,组成有正负极、电解质溶液、形成闭合回路,活动性强的电极为负极,发生氧化反应,活动性弱的电极为正极,正极上发生还原反应。电解池是将电能转化为化学能的装置。与外加电源正极连接的为阳极,与电源负极连接的为阴极。阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。若阳极是活性电极,则是电极本身失去电子,若电极是惰性电极,则电解质溶液(或熔融状态)阴离子发生还原反应。掌握好阴离子、阳离子的放电顺序、清楚在闭合回路中电子转移数目相等是本题的关键。特别是要注意溶液的酸碱性,有无质子交换膜等。 21. 用50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题: (1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________________________ (2)环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替?_______(填“能”或“不能”), 其原因是 ____________________________。 (3)实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55 mol/L的原因是___________________________。 实验中若改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的氢氧化钠溶液进行反应, 与上述实验相比,所放出的热量________________(填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热_________(填“相等”“不相等”)。 (4)已知在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量,则上述反应的热化学方程式为:___________________________。 【答案】 (1). 减少热量损失 (2). 不能 (3). 铁会和盐酸反应,铁导热性好,热量损失较大 (4). 为了确保盐酸完全被中和 (5). 不相等 (6). 相等 (7). NaOH(aq)+HCl(aq)= NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol 【解析】试题分析:(1)中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是:减少实验过程中的热量损失; (2)铁质搅拌棒的导热性好,易传热,散发热量,会使测出的温度偏低,所得中和热的测定值比理论值偏低; (3)因盐酸易挥发,会导致热量散失,则用过量的氢氧化钠保证盐酸反应完全,以盐酸的量为准进行准确计算;反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,并若用60mL 0.50mol/L的盐酸与50mL 0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但是中和热的均是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关; (4)在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量,满足此反应的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O △H=-57.3kJ/mol。 考点:中和热测定实验的探究 22. 在火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2,当它们混合时,即产生大量的氮气和水蒸气,并放出大量的热。已知0.4 mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64 kJ的热量。 (1) 写出肼和H2O2反应的热化学方程式:______________________。 (2)已知H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ/mol,则16 g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时,放出的热量是_________________________。 (3)上述反应应用于火箭推进器,除释放出大量热量和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是______________________________________。 【答案】 (1). N2H4(l)+2 H2O2(l)== N2(g)+4H2O(g) △H=-641.6 kJ ▪mol-1 (2). 408.8 kJ (3). 生成物是氮气和水,对环境无污染 【解析】试题分析:本题考查热化学方程式的书写,反应热的计算。 (1)1mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出=641.6kJ的热量,热化学方程式为N2H4(l)+2 H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-641.6 kJ ▪mol-1。 (2)n(N2H4)==0.5mol,0.5mol液态肼与足量双氧水反应生成0.5mol氮气和2molH2O(g)时放出的热量为641.6kJ/mol0.5mol=320.8kJ,2molH2O(g)转化成2molH2O(l)放出的热量为44kJ/mol2mol=88kJ,16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时放出的热量为320.8kJ+88kJ=408.8kJ。 (3)上述反应应用于火箭推进器,除释放出大量热量和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是生成物是氮气和水,对环境无污染。 23. 右图是铜锌原电池装置。其电池的总反应是:Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)。请回答以下问题: (1)R的名称是___________,R中的阳离子移向_______(填A或B)中的溶液 (2)电极Y的材料是________,B中的电解质溶液是________________。 (3)X为原电池的______极,其电极反应式是____________________________。 【答案】 (1). 盐桥 (2). A (3). Zn或锌 (4). ZnSO4溶液或硫酸锌溶液 (5). 正 (6). Cu2+ +2e-= Cu 【解析】试题分析:本题考查铜锌原电池的工作原理,电极反应式的书写。由装置图中电子的流向判断Y为负极,X为正极。 (1)R为盐桥,R中的阳离子向正极移动即向X电极移动,R中的阳离子移向A中的溶液。 (2)电池中Zn发生失电子的氧化反应,Zn为负极,电极Y的材料为Zn;B中的电解质溶液为ZnSO4溶液。 (3)X为原电池的正极,A中溶液为硫酸铜溶液,其电极反应式为Cu2++2e-=Cu。 24. 锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+ 通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。回答下列问题: (1)外电路的电流方向是由__________极流向__________极。(填字母) (2)电池正极反应式为________________________________________。 (3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?__________(填“是”或“否”)原因是_______________。 (4)MnO2可与KOH和KClO4在高温条件下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为______________________________________,K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为______________。 【答案】 (1). b (2). a (3). Li++ MnO2 + e-== LiMnO2 (4). 否 (5). Li会与水反应,会腐蚀金属锂 (6). 4MnO2+8 KOH+KClO4==4K2MnO4+KCl+4H2O (7). 2:1 【解析】试题分析:(1)外电路的电流方向是由正极b流向负极a。(2)在电池正极b上发生的电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2; (3)由于负极材料Li是活泼的金属,能够与水发生反应,所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式:3MnO2+KClO3 +6KOH= 3K2MnO4+KCl+3H2O; K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2.根据化合价升降总数等于电子转移的数目可知:每转移2mol的电子,产生1mol的MnO2、2mol KMnO4。所以生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1. 考点:考查原电池电极的判断、电极反应式的书写、反应条件的选择、化学方程式的书写及氧化产物与含有产物 的物质的量的关系的计算的知识。 25. 熔融盐燃料电池因具有高效率而受重视。可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气作为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式。 阳极反应式:2CO+2CO32-=4CO2+4e- 阴极反应式:___________________________________。 【答案】O2+4 e-+2CO2==2CO32- 【解析】试题分析:本题考查熔融盐燃料电池电极反应式的书写。该燃料电池的电池总反应为2CO+O2=2CO2,将电池总反应减去阳极反应式(消去CO),得阴极反应式为O2+4e-+2CO2=2 CO32-。 26. 据报道,最近摩托罗拉(MOTOROLA)公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍,可连续使用1个月充电一次。假定放电过程中,甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32- (1)该电池反应的总离子方程式为____________________________________________。 (2)甲醇在______极发生反应(填正或负),电池在放电过程中溶液的pH将______(填降低或上升、不变);若有16克甲醇蒸气被完全氧化,产生的电能电解足量的CuSO4溶液,(假设整个过程中能量利用率为80%),则将产生标准状况下的O2________升。 (3)最近,又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆)固体,它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。 ①电池的负极反应式为____________________________________________。 ②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向____________极移动(填正或负)。 【答案】 (1). 2CH3OH+3O2+4OH-==2CO32-+6H2O (2). 负 (3). 降低 (4). 13.44 (5). C4H10+13O2--26e- == 4CO2 +5H2O (6). 负 【解析】试题分析:本题考查甲醇燃料电池和烃燃料电池的工作原理,有关电化学的计算。 (1)放电过程中甲醇氧化生成的CO2被强碱液充分吸收生成CO32-,电池反应的总离子方程式为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O。 (2)甲醇发生失电子的氧化反应,甲醇在负极发生反应。电池在放电过程中消耗OH-且生成H2O,所以放电过程中溶液的pH将降低。甲醇发生的电极反应为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,电解CuSO4溶液时生成O2的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,根据电子守恒,680%=4,解得V(O2)=13.44L。 (3)①电池总反应为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O;由于固体电解质在高温下能传导O2-,电池的正极反应式为O2+4e-=2O2-;负极反应式由电池总反应减去正极反应式(消去O2),负极反应式为2C4H10-52e-+26O2-=8CO2+10H2O,进一步化简为C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O。 ②O2-为阴离子,应向负极移动。 点睛:燃料电池电极反应式的书写要点:(1) 燃料电池的电池总反应一般与燃烧反应一致,碱性溶液中补上OH-将CO2转化为CO32-。(2)熟记不同电解质中正极的电极反应式:酸性溶液中,O2+4e-+4H+=2H2O;碱性溶液中,O2+4e-+2H2O=4OH-;熔融氧化物中,O2+4e-=2O2-;熔融碳酸盐中,O2+4e-+2CO2=2CO32-。(3)负极反应式由电池总反应减去正极反应式(消去O2)得到。(4)酸性溶液中不出现OH-、CO32-;碱性溶液中不出现H+、CO2。查看更多