鄭州備戰(zhàn)高考化學(xué)培優(yōu)-易錯-難題(含解析)之化學(xué)反應(yīng)與能量變化-資料下載頁
2025-04-05 02:47本頁面
【正文】 3②若通電一段時間后，(OH)2才能恰好恢復(fù)到電解前的濃度，則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__?！敬鸢浮控?fù) O2＋2CO2＋4e－=2CO32或2O2＋4CO2＋8e－=4CO32 ?L1 ?L1 1 2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋ BC 【解析】【分析】（1）根據(jù)燃料電池的電極反應(yīng)式進(jìn)行分析；（2）Ⅰ.電解200mL一定濃度的NaCl與CuSO4混合溶液，陽極發(fā)生2Cl2e=Cl2↑、4OH4e=O2↑+2H2O，陰極發(fā)生Cu2++2e=Cu、2H++2e=H2↑，結(jié)合圖可知，Ⅰ為陰極氣體體積與時間的關(guān)系，Ⅱ?yàn)殛枠O氣體體積與時間的關(guān)系。Ⅱ.乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽極，電極反應(yīng)為4OH4e═O2↑+H2O，Cu為陰極，電極反應(yīng)為Cu2++2e═Cu，電解的總反應(yīng)為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，結(jié)合反應(yīng)進(jìn)行分析。【詳解】（1）甲烷燃料電池中，負(fù)極上甲烷被氧化，電極方程式為CH4+4CO328e=5CO2+2H2O，正極發(fā)生的反應(yīng)是氧氣得電子的過程，電極反應(yīng)為：O2+2CO2+4e=2CO32，生成的CO32向負(fù)極移動；答案為負(fù)；O2＋2CO2＋4e－=2CO32或2O2＋4CO2＋8e－=4CO32；（2）Ⅰ.電解200mL一定濃度的NaCl與CuSO4混合溶液，陽極發(fā)生2Cl2e=Cl2↑、4OH4e=O2↑+2H2O，陰極發(fā)生Cu2++2e=Cu、2H++2e=H2↑，結(jié)合圖可知，Ⅰ為陰極氣體體積與時間的關(guān)系，Ⅱ?yàn)殛枠O氣體體積與時間的關(guān)系。①由圖可知，產(chǎn)生氯氣為224mL，則由2Cl2e=Cl2↑可知，n(NaCl)=2=，所以c(NaCl)==，由t2時生成氧氣為112mL，n(O2)==，+4=，根據(jù)電子守恒及Cu2++2e=Cu可知，n(CuSO4)==，所以c(CuSO4)==；②由t2時4OH4e=O2↑+2H2O～4H+，n(H+)=4=，則溶液的c(H+)==，因此pH=lg c(H+)==1；Ⅱ.乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽極，電極反應(yīng)為4OH4e═O2↑+H2O，Cu為陰極，電極反應(yīng)為Cu2++2e═Cu，電解的總反應(yīng)為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，故答案為：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；①取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、則生成Cu的物質(zhì)的量為=，2=，，根據(jù)電極方程式，電解過程中損失的元素有銅和氧，A、多加了H元素，錯誤；B、能夠補(bǔ)充銅和氧元素，正確；C、CuCO3與硫酸反應(yīng)放出二氧化碳，相當(dāng)于加入了氧化銅，正確；D．Cu2(OH)2CO3多加了H元素，錯誤；故選BC；② mol Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度，Cu(OH)2從組成上可看成CuO?H2O，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則知，析出的物質(zhì)是氧化銅和水，則陰極上析出氫氣和銅，=2 =，根據(jù)原子守恒知，=2 =，，故答案為：?！军c(diǎn)睛】本題考查電解原理及其計(jì)算，明確發(fā)生的電極反應(yīng)及圖圖象的對應(yīng)關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵。做題時注意電極的判斷和電極反應(yīng)的書寫，注意串聯(lián)電路中各電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等，利用反應(yīng)的方程式計(jì)算。15．: 2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O。設(shè)計(jì)如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1 molL－1，溶液的體積均為200 mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。回答下列問題：(1)此原電池的正極是石墨________(填“a”或“b”)，發(fā)生________反應(yīng)。(2)電池工作時，鹽橋中的SO42－移向________(填“甲”或“乙”)燒杯。(3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為甲_____________________；乙____________________。(4)若不考慮溶液的體積變化， molL－1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為________mol。Ⅱ.次磷酸鈷(II)[Co(H2PO2)2]廣泛用于化學(xué)鍍鈷，以金屬鈷和次磷酸鈉為原料，采用四室電滲析槽電解法制備，原理如圖。(5)A、B、C均為離子交換膜，其中為陽離子交換膜的是____________。(6)陽極的電極反應(yīng)式為________________。(7)電解一段時間后，陰極室溶液的pH______(填“增大”“減小”或“不變”)。(8)用Co(H2PO2)2溶液化學(xué)鍍鈷是在強(qiáng)堿性條件下通過發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的同時會生成HPO32－，其離子方程式為__________?！敬鸢浮縜 還原 乙 MnO4－＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O 5Fe2＋－5e－=5Fe3＋ A C Co－2e－=Co2+ 增大 Co2++ H2 PO2－+3OH－ =Co+ HPO32－+ 2H2O 【解析】【分析】I. (1)根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可知，KMnO4作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)；(2)電池工作時，SO42向負(fù)極移動；(3)甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnO4＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O；乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe2＋－5e－=5Fe3＋；(4)溶液中的MnSO4濃度由1 molL－ mol L－1，由于溶液的體積未變， molL－1 L＝ mol，根據(jù)得失電子守恒計(jì)算；Ⅱ.(5)以金屬鈷和次磷酸鈉為原料，采用四室3個離子透過膜電滲析槽電解法制備次磷酸鈷[Co(H2PO2)2]，由圖可知，負(fù)極上Co失去電子生成Co2+，通過膜A進(jìn)入產(chǎn)品室，Na+通過膜C進(jìn)入陰極室；(6)Co為陽極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Co2e=Co2+； (7)陰極室NaOH溶液中H2O(或H+)得到電子生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O+2e=2OH+H2↑(或2H++2e=H2↑，促進(jìn)水的電離生成NaOH)；(8)強(qiáng)堿性條件下，Co(H2PO2)2自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Co和HPO32，據(jù)此寫反應(yīng)d離子方程式?！驹斀狻縄. (1)根據(jù)題目提供的總反應(yīng)方程式可知，KMnO4作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，故石墨a是正極，故答案為：a；還原；(2)電池工作時，SO42向負(fù)極移動，即向乙燒杯移動，故答案為：乙；(3)甲燒杯中的電極反應(yīng)式為MnO4＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O；乙燒杯中的電極反應(yīng)式為5Fe2＋－5e－=5Fe3＋，故答案為：MnO4－＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O；5Fe2＋－5e－=5Fe3＋；(4)溶液中的MnSO4濃度由1 molL－ mol L－1，由于溶液的體積未變， molL－1 L＝ mol， mol5＝ mol，故答案為：；Ⅱ.(5)以金屬鈷和次磷酸鈉為原料，采用四室3個離子透過膜電滲析槽電解法制備次磷酸鈷[Co(H2PO2)2]，由圖可知，負(fù)極上Co失去電子生成Co2+，通過膜A進(jìn)入產(chǎn)品室，Na+通過膜C進(jìn)入陰極室，故答案為：AC；(6)Co為陽極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Co2e=Co2+，故答案為：Co2e=Co2+； (7)陰極室NaOH溶液中H2O(或H+)得到電子生成H2，電極反應(yīng)式為2H2O+2e=2OH+H2↑(或2H++2e=H2↑，促進(jìn)水的電離生成NaOH)，使溶液中c(OH)增大，pH增大，故答案為：增大；(8)強(qiáng)堿性條件下，Co(H2PO2)2自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Co和HPO32，反應(yīng)d離子方程式為Co2++ H2 PO2－+3OH－ =Co+ HPO32－+ 2H2O，故答案為：Co2++ H2 PO2－+3OH－ =Co+ HPO32－+ 2H2O。
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