高考化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量變化的推斷題綜合題試題-資料下載頁
2025-04-05 04:34本頁面
【正文】 為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2+，F(xiàn)e3+得電子被還原，應(yīng)為原電池正極反應(yīng)，正極材料為活潑性比Fe弱的金屬或非金屬材料如碳棒，電解質(zhì)溶液為含F(xiàn)e3+離子的溶液，如FeCl3或鐵鹽，溶液中Fe3+向正極移動(dòng)，故答案為：FeCl3或鐵鹽溶液；Fe—2e=Fe2+；正?！军c(diǎn)睛】在原電池中還原劑作負(fù)極，失去電子被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極得到電子被還原，發(fā)生還原反應(yīng)。14．如圖所示，是原電池的裝置圖。請(qǐng)回答：（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_____________；反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將_____（填“升高”“降低”或“基本不變”）。（2）若需將反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池裝置，則A（負(fù)極）極材料為____，B（正極）極材料為______，溶液C為_______。（3）CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下：電池總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，則c電極是____（填“正極”或“負(fù)極”），c電極的反應(yīng)方程式為______________。若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_____?！敬鸢浮?H＋＋2e－=H2↑ 升高 Cu 石墨 FeCl3溶液 負(fù)極 CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋ 【解析】【分析】【詳解】（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B極電極材料為Fe且作負(fù)極，A電極為正極，電極材料為較鐵不活潑的金屬或非金屬，發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)方程式為：2H＋＋2e－=H2↑；由原電池的總反應(yīng)可知，反應(yīng)一段時(shí)間后，溶液C的pH升高，答案為：2H＋＋2e－=H2↑；升高；（2）分析反應(yīng)Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，將其拆分為兩個(gè)半反應(yīng)，分別為：Cu2e－=Cu2+，2Fe3++2e－=2Fe2+，根據(jù)原電池原理，可知負(fù)極電極反應(yīng)式為：Cu2e－=Cu2+，正極的電極反應(yīng)式為：2Fe3++2e－=2Fe2+，正負(fù)極材料分別為：負(fù)極為Cu，正極為石墨（或Pt），含F(xiàn)e3+的溶液（如FeCl3溶液）作電解質(zhì)溶液，用導(dǎo)線連接正、負(fù)極，構(gòu)成閉合回路即可構(gòu)成原電池。答案為：Cu；石墨；FeCl3溶液；（3）根據(jù)燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖中電子流向可知，c電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)方程式為：CH3OH6e－+H2O=CO2+6H+，電極d為正極，O2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為：4H++4e－+O2=2H2O；1mol氧氣在反應(yīng)中得到4mol電子，若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為，答案為：負(fù)極；CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋；。15．“垃圾是放錯(cuò)了位置的資源”，應(yīng)該分類回收。某化學(xué)興趣小組擬采用如下處理方法回收廢電池中的資源。(1)堿性鋅錳干電池的電解質(zhì)為KOH，總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2O═2MnOOH+ Zn(OH)2，其正極的電極反應(yīng)式為_________。(2)銅帽溶解時(shí)加入H2O2的目的是___________________ （用化學(xué)方程式表示）。銅帽溶解完全后，可采用________ 方法除去溶液中過量的H2O2。(3)填充物中可以回收得到氯化銨，寫出氯化銨溶液中各離子濃度的大小順序______。(4)銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕如圖所示： 環(huán)境中的Cl﹣擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl， Cu2(OH)3Cl，則理論上消耗氧氣體積為______L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。【答案】MnO2+e+H2O=MnOOH+OH Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 加熱 c(Cl)c(NH)c(H＋)c(OH－) 【解析】【分析】在堿性鋅錳干電池中，電極為鋅和碳棒，電解質(zhì)為KOH，在負(fù)極：Zn2e +2OH =Zn(OH)2，在正極：2MnO2+2e+2H2O=2MnOOH+2OH，所以廢電池中，電池周圍被鋅筒包圍，中間有碳棒，碳棒上有銅帽，填充物為MnONH4Cl、MnOOH、 Zn(OH)2等。將它們分離后，銅帽加入足量稀硫酸和30%H2O2，發(fā)生反應(yīng)Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，溶解后加入鋅筒，發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2++Cu，然后過濾，得到海綿銅和含有Zn2+的濾液?！驹斀狻?1)堿性鋅錳干電池的電解質(zhì)為KOH，總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2O═2MnOOH+ Zn(OH)2，其正極的電極反應(yīng)式為MnO2+e+H2O=MnOOH+OH。答案為：MnO2+e+H2O=MnOOH+OH；(2)銅帽溶解時(shí)加入H2O2的目的，是將Cu氧化并最終轉(zhuǎn)化為CuSO4，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。因?yàn)镠2O2受熱后易分解生成氧氣和水，所以銅帽溶解完全后，可采用加熱方法除去溶液中過量的H2O2。答案為：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；加熱；(3)填充物中可以回收得到氯化銨，在氯化銨溶液中發(fā)生如下電離與水解：NH4Cl=NH4++Cl，NH+H2ONH3H2O + H+，H2OH++OH，所以各離子濃度的大小順序c(Cl)c(NH)c(H＋)c(OH－)。答案為：c(Cl)c(NH)c(H＋)c(OH－)；(4)銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，負(fù)極2Cu4e=2Cu2+，正極O2+4e+2H2O=4OH，環(huán)境中的Cl﹣擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2(OH)3Cl，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++3OH+Cl= Cu2(OH)3Cl↓，由此可得出關(guān)系式：2Cu——O2——Cu2(OH)3Cl， Cu2(OH)3Cl，則理論上消耗氧氣體積為=。答案為：。【點(diǎn)睛】在書寫電極反應(yīng)式時(shí)，可從總反應(yīng)中提取信息：價(jià)態(tài)變化的元素及對(duì)應(yīng)的物質(zhì)，由此便可確定正、負(fù)極反應(yīng)的主反應(yīng)物和主產(chǎn)物，同時(shí)關(guān)注電解質(zhì)的性質(zhì)。也可利用總反應(yīng)式減去另一電極反應(yīng)式。
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