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文档介绍
吉林省吉林市第五十五中学2019-2020学年高二上学期期中考试化学试题
2019-2020学年度第一学期期中考试试题 高二化学 相关相对原子质量 H:1 C: 12 O:8 Ni:59 Cu: 64 Zn:65 Ag:108 第一卷(50分) 一、选择题(每题2分,共20分) 1.从海水中提取下列物质,可以不涉及化学变化的是( ) A. 镁 B. 氯化钠 C. 溴 D. 钾 【答案】B 【解析】 【详解】A.海水中含有MgCl2,先向海水中加入生石灰得到Mg(OH)2沉淀,经过滤、洗涤得到纯净的Mg(OH)2,然后用盐酸溶解获得MgCl2溶液,再将溶液蒸发浓缩获得氯化镁晶体,通过在HCl气氛中加热获得无水MgCl2,然后电解熔融的无水MgCl2获得金属Mg,发生了化学变化,A不符合题意; B.海水中含有NaCl,由于NaCl的溶解度受温度的影响变化不大,所以采用蒸发溶剂的方法获得NaCl,属于物理变化,B符合题意; C.海水中的溴元素以NaBr等化合物的形式存在,要通过氧化还原反应得到单质Br2,发生了化学变化,C不符合题意; D.海水中钾元素以KCl等化合物形式存在,先分离得到纯净的KCl,然后电解熔融的KCl,得到单质钾,发生了化学变化,D不符合题意; 故合理选项是B。 2.下列电池属于二次电池的是( ) A. 银锌纽扣电池 B. 氢氧燃料电池 C. 铅蓄电池 D. 锌锰干电池 【答案】C 【解析】 【详解】A.银锌纽扣电池的原料一次加入,不能反复使用,属于一次电池,A不符合题意; B.氢氧燃料电池属于燃料电池,不能充电反复使用,B不符合题意; C.铅蓄电池属于可充电电池,可以反复使用,是二次电池,C符合题意; D.锌锰干电池是一次电池,不能反复使用,是一次电池,D不符合题意; 故合理选项是C。 3.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方程式为:4Fe+3O2 +2xH2O===2Fe2O3·xH2O。右图为一放在水槽中的铁架,水位高度如右图所示。最容易生锈的铁架横杆是 A. ① B. ② C. ③ D. ④ 【答案】C 【解析】 此处铁生锈属于吸氧腐蚀。④处没有和电解质溶液接触,不能构成原电池,锈蚀速率较慢;①②③处已与电解质溶液接触,但①②处含O2较少,所以③处腐蚀最快。 4.判断强弱电解质的标准是( ) A 导电能力 B. 相对分子质量 C. 电离程度 D. 溶解度 【答案】C 【解析】 【详解】A.电解质的强弱与溶液的导电能力无关,溶液的导电性强弱取决于溶液中离子浓度的大小,离子浓度越大,导电性越强,如硫酸钡是强电解质,但它难溶于水,虽溶于水的部分能完全电离,而导电能力很弱,故A错误;B. 根据能否完全电离区分强电解质弱电解质,与相对分子质量没有关系,故B错误;C.强电解质是指在水溶液中能够完全电离的化合物,弱电解质是在水溶液中部分电离的化合物,故 C正确;D.硫酸钡是强电解质,但它难溶于水,乙酸易溶于水,但它是弱电解质, 所以电解质的强弱与溶解度无关,故D错误;答案:C。 【点睛】强电解质是指在水溶液中能够完全电离的化合物,一般的强酸、强碱和大部分盐类属于强电解质;弱电解质是指在水溶液里部分电离的电解质,包括弱酸、弱碱、水与少数盐。据此即可解答。 5.下列叙述中正确的是 A. 氯化钠可以在水分子的作用下电离成钠离子和氯离子 B. 硫酸钡难溶于水,所以硫酸钡属于弱电解质 C. 溶于水后能电离出氢离子的化合物都是酸 D. 二氧化碳溶于水,溶液能导电,故二氧化碳属于电解质 【答案】A 【解析】 A. 氯化钠是强电解质,故其可以在水分子的作用下电离成钠离子和氯离子,A正确;B. 硫酸钡虽然难溶于水,但其溶解的部分是完全电离的,所以硫酸钡属于强电解质,B不正确;C. 溶于水后能电离出氢离子的化合物不一定是酸,酸式盐在水溶液中也可以电离出氢离子,C错误;D. 二氧化碳溶于水,溶液能导电,因溶液中的离子是碳酸电离的、不是二氧化碳电离的,故二氧化碳属于非电解质,D不正确。本题选A。 点睛:电解质在水溶液中的电离都是在水分子的作用下完成的;电解质的强弱与其溶解度的大小无关,只与电离程度有关;不能仅根据某物质的水溶液的导电性判断其是否为电解质,还要看溶液中的离子是否为其本身电离的。 6.锌铜原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是( ) A. 正极反应为Zn-2e-==Zn2+ B. 电池反应为Zn+Cu2+==Zn2++Cu C. 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 D. 在外电路中,电流从负极流向正极 【答案】B 【解析】 A、该装置是原电池,较不活泼的金属铜作正极,正极上铜离子得电子发生还原反应,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,选项A错误;B、该原电池中,负极上锌失电子发生氧化反应,正极上铜离子得电子发生还原反应,所以电池反应式为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu,选项B正确;C、该原电池放电时,盐桥中阳离子向正极移动,所以K+移向CuSO4溶液,选项C错误;D、原电池放电时,在外电路中电子从负极沿导线流向正极,选项D错误;答案选B。 7.向蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是( ) A. c(H+)·c(OH-)乘积不变 B. c(H+)增加 C. c(OH-)降低 D. 水电离出的c(H+)增加 【答案】D 【解析】 【详解】A.在任何物质的稀溶液中都存在水的电离平衡,溶液中c(H+)·c(OH-)乘积不变,等于该温度下的水的离子积常数,A正确; B.向蒸馏水中加入少量盐酸后,HCl电离产生H+,使溶液中c(H+)增大,B正确; C.向蒸馏水中加入少量盐酸后,HCl电离产生H+,使溶液中c(H+)增大,由于溶液中存在水的电离平衡,c(H+)·c(OH-)乘积是个常数,c(H+)增大,则c(OH-)降低,C正确; D.盐酸电离产生H+,使溶液中c(H+)增大,对水的电离平衡起抑制作用,导致水电离产生的c(H+)减小,D错误; 故合理选项是D。 8.从海水中提镁,正确的方法是( ) A. 海水Mg(OH)2Mg B. 海水Mg(OH)2溶液MgCl2 Mg C. 海水Mg(OH)2MgO Mg D. 海水Mg(OH)2溶液MgCl2溶液 MgCl2 Mg 【答案】D 【解析】 【详解】海水中Mg元素以MgCl2的形式存在,从海水中提镁,首先向海水中加入石灰乳,发生反应:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2,反应产生的Mg(OH)2沉淀,过滤洗涤得纯净的Mg(OH)2,然后用盐酸溶解得到纯净的MgCl2溶液,蒸发浓缩、冷却结晶。得MgCl2晶体,然后在HCl气氛中加热得到无水MgCl2,然后电解熔融的MgCl2获得Mg、Cl2,故合理选项是D。 9.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( ) A. D>C>A>B B. D>A>B>C C. D>B>A>C D. B>A>D>C 【答案】B 【解析】 【分析】 原电池中较活泼的金属作负极,负极上失电子生成阳离子进入溶液而被腐蚀;金属和酸反应,较活泼的金属与酸反应较剧烈;金属之间的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,据此分析解答。 【详解】①将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,该装置构成了原电池,原电池中较活泼的金属作负极,负极上金属失电子生成金属阳离子进入溶液而被腐蚀,较不活泼的金属作正极而不易腐蚀,B不易腐蚀,所以金属活动性A>B; ②金属和酸反应,较活泼的金属与酸反应较剧烈,将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈,所以金属活动性D>A; ③金属之间的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,所以金属活动性:B>Cu; ④金属之间的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出,说明金属活动性:Cu>C。 所以它们的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C,故合理选项是B。 【点睛】本题考查了金属活泼性强弱的判断,金属活泼性强弱的判断方法有:原电池中的正负极材料、金属之间的置换反应、金属和酸反应置换出氢气的难易等。 10.对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是: ①锌片溶解了32.5g;②锌片增重了32.5g;③铜片上析出1gH2;④铜片上析出1mol H2; A. ①和③ B. ①和④ C. ②和③ D. ②和④ 【答案】A 【解析】 【详解】锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中,较活泼的金属锌作负极,较不活泼的金属铜作正极,正极材料是铜,溶液中氢离子得到电子生成氢气,电极反应2H++2e-=H2↑,锌作负极失电子生成锌离子,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,当导线中有1mol电子通过时,负极上Zn失电子而溶解,Zn片溶解的质量=65g/mol×=32.5g,正极上氢离子得电子发生还原反应,所以铜片上生成氢气的物质的量n(H2)==0.5mol,则反应产生氢气的质量是m(H2)=0.5mol×2g/mol=1g,所以正确的叙述为①③,故合理选项是A。 二、选择题(每题3分,共30分) 11.25 ℃时,0.01 mol/L的HCl溶液中水电离出的H+的浓度是( ) A. 1×10-10 mol/L B. 1×10-2 mol/L C. 1×10-7 mol/L D. 1×10-12 mol/L 【答案】D 【解析】 【详解】在任何物质的水溶液中存在水的电离平衡:H2OH++OH-,向水中加入盐酸,c(HCl)=c(H+)=0.01 mol/L,由于室温下水的离子积常数Kw= c(H+)·c(OH-)=1×10-14,所以溶液中c(OH-)=(1×10-14÷0.01)mol/L=1×10-12mol/L,水电离产生的c(H+)=c(OH-),所以溶液中水电离出的H+的浓度是1×10-12mol/L,故合理选项是D。 12.某学生欲完成2HCl+2Ag=2AgCl+H2↑反应,设计了下列四个实验,你认为可行的是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由于在金属活动性顺序表中,金属活动性Ag< H,所以Ag不能与盐酸发生置换反应,若发生该反应,就要设计为电解池,Ag与电池的正极连接,为电解池的阳极,电解质溶液为盐酸,故合理选项是C。 13.下列描述中,不符合生产实际的是( ) A. 电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铜作阳极 B. 电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极 C. 电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极 D. 在镀件上电镀锌,用锌作阳极 【答案】A 【解析】 【详解】A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,应该用惰性电极石墨作阳极,A错误; B.电解法精炼粗铜,用粗铜作阳极,用纯铜作阴极,用含有Cu2+的溶液为电解质溶液,B正确; C.电解饱和食盐水制烧碱,用石墨作阳极,用涂镍碳钢网作阴极,C正确; D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极,镀件作阴极,含有Zn2+的溶液为电解质溶液,D正确; 故合理选项是A。 14.以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(合Zn、Ag、Pt、Au 等杂质) 的电解精炼,下列说法正确的是 A. 电能全部转化为化学能 B. 反应溶液中Cu2+向阳极移动 C. 粗铜接电源正极,发生氧化反应 D. 利用阳极泥可回收Zn、Ag、Pt、Au 等金属 【答案】C 【解析】 A. 电能不能全部转化为化学能,还转化为热能等,故A错误;B. 反应溶液中阳离子移向阴极,Cu2+向阴极移动,故B错误;C. 粗铜接电源正极,发生氧化反应,故C正确;D. 利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等不活泼金属,不能回收比铜活泼的金属Zn,故D错误。故选C。 点睛:解答本题容易错选选项D,粗铜中的杂质Zn比铜活泼,在Cu之前被氧化为Zn2+进入溶液,所以得到的阳极泥不含有Zn。 15.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如图,电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是( ) A. 石墨电极上产生氢气 B. 铜电极发生还原反应 C. 铜电极接直流电源的负极 D. 当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成 【答案】A 【解析】 【详解】A、电解总反应:2Cu+H2OCu2O+H2↑,金属铜失电子,说明金属铜一定作阳极,石墨做阴极,在阴极上是溶液中的氢离子得电子,产生氢气,故A正确; B、铜电极本身失电子,发生氧化反应,故B错误; C、铜电极是电解池的阳极,接直流电源的正极,故C错误; D、反应2Cu+H2OCu2O+H2↑中,若失电子的物质的量为2mol,则生成氧化亚铜1mol,所以当有0.1mol电子转移时,有0.05molCu2O生成,故D错误。 故选A。 【点睛】根据电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑可以知道金属铜为阳极材料,在阳极发生失电子的氧化反应,在阴极上是氢离子发生得到的电子的还原反应。 16. 用惰性电极电解饱和NaCl溶液。下列有关的说法中,正确的是 A. 在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠 B. 若在阳极附近滴入KI溶液,溶液呈棕色 C. 用阳离子交换膜电解,可防止C12进入阳极室 D. ,将电解后的溶液转移到烧杯中,搅拌后溶液呈中性 【答案】B 【解析】 试题分析:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,A、根据电解原理,阳极应是阴离子失电子,Cl-先放电,即2Cl--2e-=Cl2↑,阴极应是阳离子得电子,根据阳离子放电顺序,应是2H++2e-=H2↑,故错误;B、阳极上产生Cl2,Cl2+2I-=2Cl-+I2,溶液显棕色,故正确;C、阳离子交换薄膜,防止OH-进入阳极区,与Cl2反应,故错误;D、根据总电极反应式,溶液显碱性,故错误。 考点:考查电解饱和食盐水等知识。 17. 我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定,该城市整个夏季酸雨的pH平均为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( ) A. 此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B. 发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2O+O2+4e-=4OH- C. 在化学腐蚀过程中有氢气产生 D. 发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe-2e-=Fe2+ 【答案】B 【解析】 在弱酸性环境中铁发生的析氢腐蚀,故正极为2H++2e-=H2↑,B错误 18.图中烧杯中盛的是天然水,铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是 A. ⑤>②>①>③>④ B. ⑤>②>③>④>① C. ④>③>②>①>⑤ D. ④>③>⑤>②>① 【答案】C 【解析】 认真观察装置图,分析各图中发生反应的原理,然后才能比较铁腐蚀的速率快慢。④是电解池装置,在④池中Fe是阳极,铁失去电子,铁腐蚀最快。②③⑤是原电池装置,在②③池中Fe是负极,腐蚀较快(比④慢) ,其中铜的金属性弱于锡,故③腐蚀较快。在⑤池中Fe是正极,腐蚀较慢(比①②慢)。综上所述,铁被腐蚀的速率由快到慢为④>③>②>①>⑤,答案选C。 19.已知25℃时,下列酸电离常数:醋酸(CH3COOH):1.75×10-5、氢氰酸(HCN): 4.93×10-10、氢氟酸(HF):7.2×10-4、甲酸(HCOOH): 1.77×10-4,物质的量浓度均为0.1mol•L-1的上述溶液,酸性最强的是( ) A. 醋酸 B. 氢氰酸 C. 氢氟酸 D. 甲酸 【答案】C 【解析】 试题分析:电离常数越大,酸性越强,故C项正确。 考点:本题考查电离平衡常数。 20.将1 L含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液,用惰性电极电解一段时间后,在一电极上析出19.2 g Cu。此时,在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)( ) A. 6.72 L B. 13.44 L C. 3.36 L D. 5.6 L 【答案】D 【解析】 【详解】n(Cu)==0.3mol,阴极发生Cu2++2e-=Cu,由于Cu是+2价的金属,所以阴极得到0.6mol电子,阳极发生:2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2 O,则生成n(Cl2)=0.2mol,转移电子0.4mol,则生成O2转移电子0.2mol,生成氧气0.2mol÷4=0.05mol,所以阳极共生成气体的物质的量是0.2mol+0.05mol=0.25mol,其在标准状况下气体体积为:22.4L/mol×0.25mol=5.6L,故合理选项是D。 第二卷(50分) 21.下表是几种常见弱酸的电离常数(25 ℃)。 酸 电离常数K CH3COOH 1.75×10-5 H2CO3 K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 H2S K1=1.3×10-7 K2=7.1×10-15 H3PO4 K1=7.1×10-3 K2=6.3×10-8 K3=4.2×10-13 回答下列问题: (1)当温度升高时,K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)在相同温度时,各弱酸K值不同,那么K值的大小与酸性的相对强弱有何关系?________________。 (3)若把CH3COOH、H2CO3、HCO3-、H2S、HS-、H3PO4、H2PO4-、HPO42-都看作酸,其中酸性最强的是________,最弱的是________。 (4)多元弱酸是分步电离的,每一步都有相应的电离常数。对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律,此规律是_____________,产生此规律的原因是___________。 【答案】 (1). 增大 (2). K值越大,电离出的氢离子浓度越大,酸性越强 (3). H3PO4 (4). HS- (5). K1≥K2≥K3 (6). 上一级产生的H+对下一级电离有抑制作用 【解析】 【分析】 (1)弱电解质电离是吸热的,升高温度促进电离; (2)同一温度下,酸的电离常数越大其酸性越强; (3)同一温度下,酸的电离常数越大其酸性越强,根据酸的电离常数确定酸性强弱; (4)根据外界条件对电离平衡的影响分析解答。 【详解】(1)弱酸的电离是吸热的,升高温度促进弱酸电离,所以电离平衡常数增大; (2)同一温度下,酸的电离常数越大其电离程度越大,电离出的氢离子浓度越大,酸性越强; (3)同一温度下,酸电离常数越大其酸性越强,根据酸的电离常数知,酸性最强的是H3PO4,最弱的是HS-; (4)通过多元弱酸H2CO3、H2S、H3PO4的电离平衡常数进行研究,发现它们之间存在数量上的规律:同一多元弱酸的电离常数差别很大,对于同一种多元弱酸的电离平衡常数K1、K2、K3等之间存在着数量上的规律,此规律是K1≥K2≥K3,产生此规律的原因是上一级产生的H+对下一级电离有抑制作用。 【点睛】本题考查弱电解质的电离,明确酸性强弱与电离程度、电离平衡常数的关系是解本题关键,注意对表中数据的分析和应用。 22.海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,主要以碘化物形式存在。有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质,他们将海带灼烧成灰,用水浸泡一段时间(碘化物充分溶解在水中),得到海带灰悬浊液,然后按以下实验流程提取单质碘:(已知:2I-+Cl2=2Cl-+I2) (1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:①______,③ _____。 (2)过程②中充入适量Cl2的目的是(用方程式解释)_________________,把溶液中的I-转化成I2。 (3)操作③中所用的有机试剂可以是______________(只填一种)。 (4)操作过程③可以分解为如下几步: A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中; B.把50mL碘水和15mL有机溶剂加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞; C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液; D.倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正; E.旋开活塞,用烧杯接收溶液; F.从分液漏斗上口倒出上层液体; G.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准; H.静置、分层。 过程③正确操作步骤的顺序是:(填编号字母)_______→________→________→A→H→________→E→F。 【答案】 (1). 过滤 (2). 萃取、分液 (3). 2I-+Cl2=2Cl-+I2 (4). 苯(或四氯化碳) (5). C (6). B (7). D (8). G 【解析】 【分析】 以海带为原料获得少量碘单质:将海带在坩埚中灼烧得到海带灰,将海带灰浸泡得到海带灰悬浊液,然后采用过滤的方法将残渣和溶液分离,得到含有碘化钾的溶液,向水溶液中通入足量Cl2,发生反应为2I-+Cl2=2Cl-+I2,向含有碘单质的溶液中加入萃取剂四氯化碳萃取蒸馏得到碘单质。 【详解】(1)操作①是将溶液和不溶性固体分离的方法是过滤,操作③是从碘水中获取碘单质采用萃取、分液的方法; (2)过程②通入适量的Cl2可以将I-氧化生成的I2,反应方程式为:2I-+Cl2=2Cl-+I2; (3)操作③利用I2容易溶于有机溶剂,而在水中溶解度不大,水与有机溶剂互不相容,将含有碘的水溶液进行分离,使用的有机物可以是苯或四氯化碳中任意一种; (4)其实验步骤是检漏、加药品、振荡、放置、静置、打开玻璃塞、旋开活塞、倒出液体,所以其操作顺序是CBDAHGEF。 【点睛】本题考查海水资源的综合利用,涉及物质分离提纯方法、萃取剂的选取标准、分离操作步骤等知识点,明确物质的性质是解题关键,知道实验操作步骤及目的,知道萃取剂的选取方法,掌握过滤、萃取、蒸馏等操作是解答本题的基础。 23.依据氧化还原反应:Fe(s)+Cu2+(aq)=Fe2+(aq)+Cu(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)铜电极为电池的________极,发生的电极反应为_______________;X电极上发生的电极反应为__________________。 (3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。 【答案】 (1). Fe (2). CuSO4 (3). 正 (4). Cu2++2e-=Cu (5). Fe-2e-=Fe2+ (6). Fe (7). Cu 【解析】 【分析】 根据原电池工作原理、结合反应方程式和装置图分析解答 【详解】(1)含有盐桥的原电池中,电极材料和相对应的电解质溶液具有相同的金属元素,所以X电极材料为Fe,Y电解质溶液为CuSO4溶液; (2)根据电池反应式知,Fe元素化合价由0价变为+2价,则Fe作负极,所以Cu作正极,正极Cu电极反应式为Cu2++2e-=Cu、X电极为负极,负极反应式为Fe-2e-=Fe2+; (3)放电时,电子从负极Fe沿导线流向正极Cu。 【点睛】本题考查了原电池原理,明确原电池中元素化合价升降与正负极判断的关系是解本题关键,在外电路中电子由负极流向正极,在内电路中,阳离子向正极定向移动,阴离子向负极区域定向移动,一般情况下活泼的金属为负极,不活泼的金属为正极,但也有例外,如Al、Mg与NaOH溶液构成的原电池中,活动性弱的Al为负极,活动性强的Mg则为正极,要结合电解质溶液具体情况具体分析。 24.铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)。根据上述情况判断: (1)放电时,电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)放电时,电解质溶液中阴离子移向_____极,电子从_____极流向____极。 (3)写出负极的电极方程式:_____________________________________。 【答案】 (1). 增大 (2). 负 (3). 负 (4). 正 (5). Pb -2e-+SO4 2-=PbSO4 【解析】 【分析】 放电时,负极发生氧化反应,Pb失去电子产生Pb2+,Pb2+与溶液中的SO42-结合形成PbSO4,反应消耗硫酸,硫酸的浓度减小,负极得到PbSO4,正极上PbO2获得电子变为Pb2+,Pb2+与溶液中的SO42-结合形成PbSO4,电子由负极经外电路流向正极,由此分析解答。 【详解】(1)该电池总反应式为:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)。根据工作原理可知:在放电时Pb发生氧化反应,失去电子变为Pb2+,电极反应式为Pb-2e-=Pb2+;正极上PbO2获得电子变为Pb2+,电极反应式为:PbO2+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,反应消耗硫酸,使硫酸的浓度减小,溶液中c(H+)降低,所以溶液的pH增大; (2)放电时,由于负极不断产生Pb2+,使正电荷数目增大,所以电解质溶液中阴离子SO42-移向负极,电子从负极Pb极流向正极PbO2极; (3)负极失去电子,发生氧化反应,负极的电极反应式:Pb+SO42--2e-=PbSO4。 【点睛】本题考查了原电池工作原理,要会根据电池反应及元素化合价变化判断电池的正负极,并书写正负极电极反应式。注意:负极上生成难溶性的硫酸铅导致负极质量增加,正极上也产生难溶性的硫酸铅导致正极质量也增加,而溶液的酸性会减弱。 25.某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。 (1)图2是图1所示装置的示意图,在图2的小括号内填写正极材料的化学式_________;在方括号内用箭头表示出电子流动的方向___________。 (2)正极反应式为_____________________,负极反应式为__________________。 (3)按图1装置实验,约8 min时才看到导管中液柱上升,下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是________。 a.用纯氧气代替具支试管内的空气 b.将食盐水浸泡过的铁钉表面撒上铁粉和碳粉的混合物 c.用毛细尖嘴管代替玻璃导管,并向试管的水中滴加少量红墨水 【答案】 (1). C (2). (3). O2 +2H2O+e-=4OH- (4). Fe-2e-=Fe (5). abc 【解析】 【分析】 (1)铁钉的吸氧腐蚀中,碳作正极,铁作负极; (2)负极上铁失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应; (3)要使现象更快、更清晰,可采取增大反应速率等方法。 【详解】(1)在食盐水中,铁钉发生吸氧腐蚀,活动性较强的铁作负极,其中含有的活动性弱的杂质碳作正极,正极的化学式为C;电子从负极Fe沿导线流向正极C,其图象为; (2)该装置中,负极上铁失电子发生氧化反应,负极的电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+;正极C上O2得电子发生还原反应,正极的电极反应式为:2H2O+O2+4e-=4OH-; (3)a.用纯氧气代替具支试管内的空气,氧气的浓度增大,反应速率加快,a正确; b.用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物,增大反应物的接触面积,反应速率加快,b正确; c.用毛细尖嘴管代替玻璃导管,并向试管的水中滴加少量红墨水,改变相同的压强即改变相同的体积,毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管,且红墨水现象更明显,c正确; 故合理选项是abc。 26.如图中,甲是电解饱和食盐水,乙是铜的电解精炼,丙是电镀,回答: 甲 乙 丙 (1)b极上的电极反应式为__,甲电池的总反应化学方程式是__。 (2)在粗铜的电解过程中,图中c电极的材料是__(填“粗铜板”或“纯铜板”);在d电极上发生的电极反应为__;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质,则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是__,电解一段时间后,电解液中的金属离子有__。 (3)如果要在铁制品上镀镍(二价金属),则e电极的材料是__(填“铁制品”或“镍块”,下同),f电极的材料是__。 (4)若e电极的质量变化118 g,则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为__。 【答案】 (1). 2H++2e﹣===H2↑ (2). 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ (3). 粗铜板 (4). Cu2++2e﹣===Cu (5). Au、Ag (6). Cu2+、Fe2+ (7). 铁制品 (8). 镍块 (9). 44.8L 【解析】 【详解】(1)甲电解饱和食盐水,M为正极,则a为阳极发生氧化反应,b为阴极发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑,电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠,总反应化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,故答案为:2H++2e-=H2↑;2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑; (2)用电解法进行粗铜提纯时,粗铜应作阳极,精铜作阴极,该装置中M为原电池的正极,N为原电池的负极,所以c为电解池的阳极,d为电解池的阴极,电解时,以硫酸铜溶液为电解液,溶液中的Cu2+得到电子在阴极上发生还原反应,即Cu2++2e-=Cu;作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液,所以Fe发生Fe-2e-═Fe2+反应,以Fe2+的形式进入溶液中;比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子,以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”,则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是Au、Ag,电解一段时间后,电解液中的金属离子有Cu2+、Fe2+,故答案为:粗铜板;Cu2++2e-=Cu;Au、Ag;Cu2+、Fe2+; (3)要在铁制品上镀镍(二价金属),则铁作阴极与电源负极N相连即f极,镍为阳极与电源正极M相连即e极,故答案为:铁制品;镍块; (4)若e电极的质量变化118g,根据转移电子数相等,Ni~2e-~Cl2,则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为×22.4L/mol=44.8L,故答案为:44.8L。 【点睛】本题考查了电解原理及其应用。掌握电解的基本原理和电极方程式的书写是解题的关键。本题的易错点为(2),粗铜的电解精炼过程中,阳极上比铜活泼的金属也要放电,活泼性比铜弱的形成阳极泥。 查看更多