人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池测试题
展开这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池测试题,共19页。试卷主要包含了1 原电池 同步练习,04kJ/ml,46kJ/ml,76 kJ/ml等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是( )
A.AB.BC.CD.D
2.电子表和电子计算器的电源通常用微型银-锌电池,其电极分别为 Ag2O 和Zn, 电解质为 KOH 溶液,电极总反应为:Ag2O + H2O + Zn = Zn(OH)2 + 2Ag。 下列叙述正确的是( )
A.Zn是正极
B.Ag2O 电极上发生氧化反应
C.工作时正极区溶液的pH增大
D.工作时电子由 Ag2O 极经外电路流向Zn极
3.液流电池是一种将正负极的电解质溶液分开,各自循环的高性能蓄电池,由于存放电解质溶液的液罐和反应场所分离,液流电池能够突破传统电池的体积限制,具有电池容量高、循环使用寿命长的特点。下列有关液流电池的说法错误的是( )
A.放电时,电子由负极经外电路流向正极
B.放电时,正极发生还原反应
C.正负极电解质溶液的成分可能不同
D.液流电池能将化学能全部转化成电能
4.下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是( )
A.AB.BC.CD.D
5.如图所示,有关化学反应和能量变化的说法正确的是( )
A.铝热反应属于氧化还原反应,故能量变化不符合该图
B.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl品体反应能量变化如图所示
C.反应物总键能小于产物总键能的反应符合该图的能量变化
D.符合该能量变化的化学反应均可用于设计成原电池
6.我国科学家用特殊电极材料发明了一种新型碱性电池,既能吸收,又能实现丙三醇的相关转化,工作原理示意图如图。下列说法错误的是( )
A.离子交换膜为阴离子交换膜
B.放电时,A极为原电池的正极
C.放电时,B极反应式为
D.放电时,若A极产生CO和各1ml,则B极消耗1ml丙三醇
7.下列关于化学能与其它能量相互转化的说法不正确的是( )
A.化学反应过程中既发生物质变化,也发生能量变化
B.可逆反应的正反应若是放热反应,则其逆反应必然是吸热反应
C.图 所示装置不能将化学能转化为电能
D.图 所示的反应无需加热都能发生
8.如图为两个原电池装置图,由此判断下列说法错误的是( )
A.当两电池转移相同电子时,生成和消耗Ni的物质的量相同
B.两装置工作时,盐桥中的阴离子向负极移动,阳离子向正极移动
C.由此可判断能够发生2Cr3++3Ni=3Ni2++2Cr和Ni2++Sn=Sn2++Ni的反应
D.由此可判断Cr、Ni、Sn三种金属的还原性强弱顺序为:Cr>Ni>Sn
9.化学符号是连接宏观与微观的桥梁。下列离子方程式正确的是( )
A.向溶液中通入足量:
B.金属Na与水反应:
C.用氯化铁溶液刻蚀铜电路板:
D.向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡溶液至中性:
10.有A,B,C,D四块金属片,用导线两两相连插入稀硫酸中,可以组成各种原电池.若A和B相连时,A为负极;C与D相连时,C溶解,D上有氢气生成;A与C相连时,C为正极;B与D相连时,电子由D极经导线流向B极,则这四种金属的活泼性由强到弱的顺序为( )
A.A>B>C>DB.A>C>D>BC.C>A>D>BD.B>D>C>A
11.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法错误的是( )
A.工业上电解熔融Al2O3制备金属铝
B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.金属锌与稀硫酸反应制取氢气,粗锌比纯锌反应速率快
D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁
12.如图为某原电池简易装置,下列关于该装置的说法正确的是( )
A.该装置能实现电能和化学能的相互转化
B.溶液中铜离子向Fe电极移动
C.碳棒是正极
D.该装置的总反应为2Fe+3Cu2+=2Fe3++3Cu
13.在如图所示装置中,观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细,其中P为电解质溶液。由此判断M、N、P所代表的物质可能是( )
A.A B.B C.C D.D
14.银锌电池的充电和放电过程可以表示为Ag2O+Zn+H2O 2Ag+Zn(OH)2。此电池放电时,正极上发生反应的物质是( )
A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn
15.已知肼燃烧的化学方程式为N2H4+点燃__N2+2H2O。以硫酸为电解质溶液组成肼燃料电池,下列有关说法错误的是( )
A.以肼代替氢气的主要优点是肼易液化、易储存
B.正极反应式为
C.当参与反应时,必有向正极移动
D.电池工作过程中硫酸浓度逐渐减小
16.某兴趣小组设计的简易原电池装置如下图所示。该电池工作时,下列说法正确的是( )
A.锌片作正极B.碳棒上有气泡产生
C.可将电能转化为化学能D.电子由碳棒经滤纸流向锌片
二、综合题
17.原电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
(1)一种新型燃料电池,它以多孔铂板为两个电极插入稀硫酸中,然后分别向两极通入氢气和氧气而获得电能。通入氢气的电极反应式为 。
(2)电子工业上常利用FeCl3溶液腐蚀铜板制作印刷电路,若将该反应原理设计成原电池,请写出原电池的正极反应 。
(3)常温下,将除去表面氧化膜的铝片、铜片插入浓HNO3中组成原电池装置如图甲所示,测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图乙所示,反应过程中有红棕色气体产生。
t1s前,原电池的负极是铝片,正极的电极反应式为 ,溶液中的H+向 (填“正”或“负”)极移动。t1s后,外电路中电子流动方向发生改变,其原因是 。
18.LiBH4为近年来储氢材料领域的研究热点。
(1)反应2LiBH4=2LiH+2B+3H2↑,生成22.4 L H2(标准状况)时,转移电子的物质的量为 ml。
(2)下图是2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图,则:
Mg(s)+2B(s)=MgB2(s) △H= 。
(3)采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料,并对Al-LiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究:
①如图为25℃水浴时每克不同配比的Al-LiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变化关系图。由图可知,下列说法正确的是 (填字母)。
a.25℃时,纯铝与水不反应
b.25℃时,纯LiBH4与水反应产生氢气
c.25℃时,Al-LiBH4复合材料中LiBH4含量越高,1000s内产生氢气的体积越大
②如图为25℃和75℃时,Al-LiBH4复合材料[ω(LiBH4)=25%]与水反应一定时间后产物的X-射线衍射图谱(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。
从图中分析,25℃时Al-LiBH4复合材料中与水完全反应的物质是 (填化学式),产生Al(OH)3的化学方程式为 。
(4)如图是直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池示意图。该电池工作时,正极附近溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”),负极的电极反应式为 。
19.硫是生物必须的营养元素之一,含硫化合物在自然界中广泛存在,循环关系如下图所示:
(1)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成 CuSO4溶液,向地下深层渗透遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝( CuS), 请用化学用语表示 ZnS 转变为 CuS 的过程 。
(2)火山喷发产生 H2S 在大气当中发生如下反应:
①2H2S(g)+O2(g) =2S(g) +2H2O(g) △H=﹣442.38kJ/ml
②S(g)+O2(g)=SO2(g) △ H=﹣297.04kJ/ml。
H2S(g)与 O2(g)反应产生 SO2(g)和 H2O(g)的热化学方程式是 。
(3)降低 SO2的排放量已经写入 2018 年政府工作报告, 化石燃料燃烧时会产生含 SO2的废气进入大气,污染环境,有多种方法可用于 SO2的脱除。
①NaClO 碱性溶液吸收法。工业上可用 NaClO 碱性溶液吸收 SO2。
i.反应离子方程式是 。
为了提高吸收效率,常用 Ni2O3作为催化剂。在反应过程中产生的四价镍和原子氧具有极强的氧化能力,可加快对 SO2的吸收。该催化过程的示意图如下图所示:
ii.过程 1 的离子方程式是 。
iii.Ca(ClO)2也可用于脱硫,且脱硫效果比 NaClO 更好,原因是 。
②电化学脱硫法。某种电化学脱硫法装置如下图所示,不仅可脱除烟气中的SO2还可以制得 H2SO4。
i.在阴极放电的物质是 。
ii.在阳极生成 SO3的电极反应式是 。
20.化学电源在生产生活中有着广泛的应用,请回答下列问题:
(1)根据构成原电池的本质判断,下列化学反应方程式正确且能设计成原电池_______
A. = B. =
C. = D. =
(2)为了探究化学反应中的能量变化,某同学设计了如图两个实验。有关实验现象,下列说法正确的是:_______。
A.图I中温度计的示数高于图II的示数
B.图I和图II中温度计的示数相等,且均高于室温
C.图I和图II的气泡均产生于锌棒表面
D.图II中产生气体的速度比I慢
(3)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成,用H2SO4作电解质溶液。放电时总反应为: =
①写出放电时正极的电极反应式: ;
②铅蓄电池放电时,负极质量将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。当外电路上有2ml电子通过时,溶液中消耗H2SO4的物质的量为 。
21.摩托罗拉公司开发了一种以甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可以连续使用一个月.已知该电池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH 2K2CO3+6H2O 请填空:
(1)放电时:负极的电极反应式为 .
(2)通入甲醇一端的电极是 极,电池在放电过程中溶液的pH将 (填“上升”、“下降”或“不变”).
(3)若在常温、常压下,1g CH3OH燃烧生成CO2和液态水时放出22.68kJ的热量,表示该反应的热化学方程式为 .
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.锌锰电池是化学能转化为电能,故A不符合题意;
B.冶炼金属钠是电解原理,是电能转化为化学能,故B符合题意;
C.太阳能电池是将光能转化为电能,故C不符合题意;
D.天然气燃烧是化学能转化为热能,故D不符合题意;
故答案为B
【分析】A.化学能转化为电能;
B.电能转化为化学能;
C.光能转化为电能;
D.燃烧是化学能转化为热能。
2.【答案】C
【解析】【解答】A、电池反应式 Ag2O + H2O + Zn = Zn(OH)2 + 2Ag 中,较活泼的金属锌失去电子发生氧化反应,所以锌作负极,氧化银得电子发生还原反应,所以氧化银作正极,故A不符合题意;
B、氧化银得电子发生还原反应,故B不符合题意;
C、原电池放电时,正极的电极反应式为:Ag2O + 2e- + H2O = 2Ag + 2OH-,溶液的pH增大,故C符合题意;
D、原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,所以该原电池放电时,电子从锌沿导线流向氧化银,故D不符合题意.
故答案为:C。
【分析】原电池电极名称判定的一种方法即为通过总反应元素化合价的升降变化来进行判定,化合价升高,发生氧化反应,为负极,反之w为正极。所以锌为负极,氧化银为正极。若题中问两极周围的情况,要通过电极反应进行判定,若问电解质溶液的变化则通过总反应进行判定,正极的电极反应式为:Ag2O + 2e- + H2O = 2Ag + 2OH- 生成氢氧根,所以正极周围pH变大。总反应消耗水,所以电解液浓度变大。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.原电池放电时,电子由负极经外电路流向正极,故A不符合题意;
B.原电池放电时,正极发生得电子的还原反应,故B不符合题意;
C.由题给信息可知,液流电池是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,则正负极电解质溶液的成分可能不同,故C不符合题意;
D.液流电池能将化学能部分转化成电能,部分转化为热能,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.原电池放电时,电子由负极经外电路流向正极;
B.原电池放电时,正极发生得电子的还原反应;
C.由题给信息可知,液流电池是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池;
D.电池能将化学能部分转化成电能,部分转化为热能。
4.【答案】A
【解析】【解答】A.普通锌锰电池是化学电源,把化学能转化为电能,故选A;
B.电解法冶炼金属钠,电能转化为化学能,故不选B ;
C.太阳能电池把太阳能转化为电能,故不选C;
D.风力发电把风能转化为电能,故不选D;
【分析】A.化学能转化为电能;
B.电能转化为化学能;
C.太阳能转化为电能;
D.风能转化为电能。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.铝热反应属于氧化还原反应,也属于放热反应,放热反应中反应物总能量高于生成物总能量,能量变化符合该图,A不符合题意;
B.二者的反应为吸热反应,反应物总能量低于生成物总能量,因此能量变化不能用图示表示,B不符合题意;
C.符合图示能量变化的反应为放热反应,反应物总键能小于生成物总键能的反应为放热反应,C符合题意;
D.是否可设计为原电池,与反应过程中放热或吸热无关,可设计成原电池的反应为氧化还原反应,而氧化还原反应可以是吸热反应或放热反应,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.铝热反应为氧化还原反应,也为放热反应;
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应;
C.根据图示能量大小分析;
D.是否可设计为原电池与放热或吸热无关;
6.【答案】D
【解析】【解答】A.根据分析,离子交换膜为阴离子交换膜,A不符合题意;
B.根据分析,放电时,A极为原电池的正极,B不符合题意;
C.根据分析,B电极的电极反应式符合题意,C不符合题意;
D.根据A电极的电极反应式:CO2+3H2O+4e-=CO+H2+4OH-,若A极产生CO和各1ml,则电路中转移电子的物质的量为4ml,B极消耗2ml丙三醇,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.阴离子通过阴离子交换膜向负极移动;
B.根据化合价的变化判断;
C.根据正极得电子发生还原反应;
D.根据电极反应式分析计算。
7.【答案】D
【解析】【解答】A. 化学反应过程中既发生物质变化,也发生能量变化,A不符合题意;
B. 可逆反应的正反应若是放热反应,则其逆反应必然是吸热反应,B不符合题意;
C. 图 所示装置没有盐桥,无法构成闭合回路,不能将化学能转化为电能,C不符合题意;
D. 图 所示的反应为放热反应,但并不是所有的放热反应都无需加热,如燃烧反应等,D不符合题意;
故答案为:D。
【分析】反应是吸热还是放热,与反应条件无关。
8.【答案】C
【解析】【解答】解:A.两个原电池中Ni对应的离子为Ni2+,则当两电池转移相同电子时,生成和消耗Ni的物质的量相同,故A正确;
B.原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故B正确;
C.两个电解池发生的反应分别为2Cr+3Ni2+=3Ni+2Cr3+和Ni+Sn2+=Sn+Ni2+,故C错误;
D.原电池负极较为活泼,由原电池正极可知由此可判断Cr、Ni、Sn三种金属的还原性强弱顺序为:Cr>Ni>Sn,故D正确.
故选C.
【分析】原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,由原电池正负极可知金属活泼性为Cr>Ni>Sn,结合电极材料和电解质溶液判断反应的可能性.
9.【答案】D
【解析】【解答】A.氯化钙和二氧化碳不发生反应,不能生成HCl,A错误;
B.钠与水发生反应,方程式未配平,B错误;
C.Cu不能置换出Fe,错误;
D. 向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡溶液至中性,生成硫酸钡沉淀,氢离子和氢氧根离子生成水,D正确。
故答案为:
【分析】本题主要考查常见化学反应的离子方程式。
A.氯化钙和二氧化碳不发生反应;
B.钠与水:;
C.三价铁转化为二价铁:2Fe3++ Cu=2Fe2+ + Cu2+;
D.生成硫酸钡沉淀,氢离子和氢氧根离子生成水。
10.【答案】B
【解析】【解答】解:原电池中,若A、B相连时,A为负极,说明活泼性A>B,C、D相连,D上有气泡逸出,说明D做原电池的正极,C是负极,所以活泼性时C>D,A、C相连时C为正极,所以活泼性是A>C,B、D相连,电子由D极经导线流向B极,B为正极,所以活泼性是D>B,总上可知金属的活泼性顺序是:A>C>D>B.
故选B.
【分析】在原电池中,负极金属的活泼性强于正极金属的活泼性,据此来判断各个原电池中金属的活泼性情况.
11.【答案】D
【解析】【解答】A.铝是活泼性较强的金属,工业上用电解熔融Al2O3制备金属铝,A不符合题意;
B.在海轮外壳上镶入锌块,形成原电池,锌作负极被腐蚀,可减缓船体的腐蚀速率,B不符合题意;
C.金属锌与稀硫酸反应制取氢气,粗锌构成了原电池,反应速率加快,C不符合题意;
D.镁是活泼性较强的金属,应该电解熔融MgCl2制取金属镁,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、Al2O3是离子化合物,可以电解制备铝单质;
B、构成Zn-Fe原电池,铁做正极,可以被保护;
C、粗锌内含有不活泼金属或C等,可以构成原电池;
D、MgCl2Mg+Cl2↑。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.该装置为原电池装置,能实现化学能转化电能,不能相互转化,A说法不符合题意;
B.原电池内部,溶液中铜离子向正电极,即碳电极移动,B说法不符合题意;
C.分析可知,碳棒是正极,C说法符合题意;
D.该装置中,铁失电子生成亚铁离子,总反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu,D说法不符合题意;
答案为C。
【分析】Fe可与硫酸铜发生氧化还原反应,Fe、C的活泼性不同,形成闭合回路,为原电池装置,Fe失电子,作负极,C电极上铜离子得电子,生成铜,作正极。
13.【答案】C
【解析】【解答】A.锌做负极,溶解变细,即M变细,A不符合题意;
B.锌做负极,失电子溶解变细,M电极生成氢气不会变粗,B不符合题意;
C.锌做负极,溶解N电极变细,银作正极,溶液中银离子得到电子析出铜,M变粗,C符合题意;
D.Fe做负极,失电子发生氧化反应变细,铜做正极,正极上铁离子得电子生成亚铁离子,N极不变,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】构成原电池的条件包括:电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成;电解质存在;两电极之间有导线连接,形成闭合回路。
14.【答案】C
【解析】【解答】Ag2O+Zn+H2O 2Ag+Zn(OH)2中,放电时,Ag2O中的Ag+得到电子生成Ag,发生还原反应,则正极上发生反应的物质是Ag2O,
故答案为:C。
【分析】通过标注元素的化合价,利用放电时,正极发生还原反应,化合价降低找出正极反应物。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.肼的熔点和沸点均比氢气的高,易液化、易储存,A不符合题意;
B.电解质溶液是酸性的,所以正极的电极反应式应为,B符合题意;
C.当参与反应时,电路中转移电子数为4 ml,故必有向正极移动,C不符合题意;
D.电池工作过程中向正极移动,根据总反应可知,物质的量不变,但由于生成水,故硫酸浓度逐渐减小,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.肼的熔点和沸点均比氢气的高;
B.电解质溶液是酸性的,不能出现;
C.电路中转移电子数与溶液中离子移动所带电荷数相等;
D.电池工作过程中生成水。
16.【答案】B
【解析】【解答】A.由分析可知,该原电池装置中,锌片做负极,A不符合题意;
B.由分析可知,碳棒上的电极反应为:2H++2e-=H2↑,故可观察到碳棒上有气泡产生,B符合题意;
C.该装置为原电池装置,反应过程中将化学能转化为电能,C不符合题意;
D.在原电池中,电子由负极经导线,流向正极,因此电子的流向为由锌片经导线流向碳棒,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】该装置为原电池中,其中锌片做负极,发生失电子的氧化反应,其电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;碳棒做正极,发生得电子的还原反应,其电极反应式为:2H++2e-=H2↑;据此结合选项进行分析。
17.【答案】(1)H2-2e-=2H+
(2)Fe3++e-=Fe2+
(3)2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O;正;Al在浓硝酸中钝化,形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应,此时Cu变成了负极
【解析】【解答】解:(1)酸性条件下,氢气在负极失电子失去氢离子,则负极的电极方程式:H2-2e-=2H+;故答案为:H2-2e-=2H+;(2)FeCl3溶液与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的化学方程式为:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极,氯化铁在正极上发生还原反应,电极反应式为Fe3++e-=Fe2+,故答案为:Fe3++e-=Fe2+;(3)0-t1时,Al为负极,氧化得到氧化铝,Cu为正极,正极上硝酸根放电生成二氧化氮,正极电极反应式为:2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O,溶液中阳离子向正极移动,即溶液中的H+向正极移动;随着反应进行,Al在浓硝酸中钝化,形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应,此时Cu变成了负极,Al为正极,因此外电路中电子流动方向发生改变,故答案为:2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O;正;Al在浓硝酸中钝化,形成的氧化膜阻止了Al的进一步反应,此时Cu变成了负极。
【分析】(1)关于原电池的题目,核心在于判断正负极,掌握正向正、负向负的电荷移动原理,结合核心产物与溶液环境,书写电极反应式,根据电极反应式进行计算;
(2)正极反应为还原反应, Fe3++e-=Fe2+ ;
(3)结合总反应方程式及核心产物,综合溶液环境,利用电荷守恒原理,正极反应式 2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O 。
18.【答案】(1)2
(2)-93 kJ·ml-1
(3)ab;LiBH4;2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑
(4)增大;BH4--8e-+8OH-=BO2-+6H2O
【解析】【解答】(1)LiBH4中氢元素化合价为-1价,生成1ml氢气转移电子2ml;
(2)能量由上到下分别为1、2、3、4,则该反应的焓变为-(1+3-2-4)= -93 kJ·ml-1;
(3)①a、图中当全为铝时气体为0,故纯铝与水不反应,故正确;
b、f线代表纯LiBH4与水反应产生氢气,故正确;
c、当材料含LiBH4为25%时(d线),产生氢气的量最多,故不正确;
故答案为:ab;
②由图得出反应后已没有LiBH4,但存在大量铝,故其完全反应,与水完全反应的物质是LiBH4;铝部分反应(有氢氧化铝等铝的产物),反应化学方程式为2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑;
(4)右室双氧水得到电子为正极,电极反应式为H2O2+2e-=2OH-,故该极碱性增强,负极为BH4--8e-+8OH-=BO2-+6H2O。
【分析】(1) 根据氧化还原反应得失电子的情况,即可计算出电子的物质的量
(2)根据盖斯定律找出关系即可
(3)考查的是看图获取信息的能力
(4)考查的是电解池原理以及电极方程式
19.【答案】(1)ZnS(s) +Cu2+ (aq) Zn2+(aq)+CuS
(2)2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H=﹣1036.46kJ/ml
(3)ClO-+SO2+2OH- =Cl-+SO42-+H2O;Ni2O3+ClO- =2NiO2 +Cl-;Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行;O2 ;SO2 - 2e- +SO42-= 2SO3
【解析】【解答】(1)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成 CuSO4溶液,向地下深层渗透遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝(CuS), ZnS 转变为 CuS 的化学方程式为ZnS(s) +Cu2+ (aq) Zn2+(aq)+CuS。
(2) 已知:①2H2S(g)+O2(g) =2S(g) +2H2O(g) △H=﹣442.38kJ/ml;②S(g)+O2(g)=SO2(g) △ H=﹣297.04kJ/ml。根据盖斯定律,由①+② 2可得2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g),故△H=(﹣442.38kJ/ml)+(﹣297.04kJ/ml) 2=﹣1036.46kJ/ml,所以,H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和 H2O(g)的热化学方程式是2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) △H=﹣1036.46kJ/ml。
(3)①NaClO 碱性溶液吸收法。工业上可用 NaClO 碱性溶液吸收SO2. NaClO 碱性具有强氧化性,可以把SO2氧化为SO42-。
i.反应离子方程式是ClO-+SO2+2OH- =Cl-+SO42-+H2O。由催化过程的示意图可知,过程1中, Ni2O3与ClO- 反应生成具有强氧化性的NiO2 ,过程2中,NiO2与ClO-反应生成具有强氧化性的O原子。
ii.过程 1 的离子方程式是Ni2O3+ClO- =2NiO2 +Cl-。
iii.Ca(ClO)2也可用于脱硫,且脱硫效果比 NaClO 更好,原因是Ca2+与SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行。
②ⅰ由电化学脱硫法装置示意图可知,该装置为电解池,烟气经催化氧化后,部分二氧化硫被氧化为三氧化硫,所得气体通入该装置,在阴极上,氧气得到电子被还原为硫酸根离子,电极反应式为O2+4e- + 2SO3= 2SO42-;
ⅱ在阳极上,二氧化硫失去电子被氧化为三氧化硫,电极反应式为2SO2 - 4e- +2SO42-= 4SO3,三氧化硫经氮气导出与水反应生成硫酸,这样,不仅可脱除烟气中的SO2还可以制得 H2SO4。i.在阴极放电的物质是O2。ii.在阳极生成 SO3的电极反应式是SO2 - 2e- +SO42-= 2SO3。
【分析】(1)根据沉淀的转化书写反应的离子方程式;
(2)根据盖斯定律计算反应热,从而写出热化学方程式;
(3)①ⅰClO-具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写离子方程式;
ⅱ过程1中ClO-将Ni2O3氧化成NiO2,据此写出反应的离子方程式;
ⅲCa2+能与SO42-结合成微溶的CaSO4,有利于反应的进行;
②ⅰ在该电解池中,O2在阴极得电子;
ⅱSO2在阳极失电子,被氧化成SO3,据此写出电极反应式;
20.【答案】(1)D
(2)A
(3) = ;增大;2ml
【解析】【解答】(1)A.自发进行的氧化还原反应在理论上可以设计成原电池: = 是复分解反应,不是氧化还原反应,故A不正确;
B. = 中的电荷不守恒,离子方程式不正确,故B不正确;
C. = 不是氧化还原反应,故C不正确;
D. = 是自发进行的氧化还原反应,可以设计成原电池,故D正确:
故答案为:D。
(2)A.图I中发生的是锌的化学腐蚀,图Ⅱ形成铜-锌原电池,图I主要将化学能转化为热能,而图Ⅱ主要将化学能转化为电能,则图I中温度计的示数高于图Ⅱ的示数,故A正确;
B.由A中分析可知,图I和图Ⅱ中温度计的示数不相等,但均高于室温,故B不正确;
C.图Ⅱ中铜为正极,铜棒的表面有气泡产生,故C不正确;
D.利用原电池反应可以使金属与酸的反应速率加快,故图Ⅱ中产生气体的速率比I快,故D不正确。
故答案为:A。
(3)①依据放电时总反应为 = ,正极上 得电子发生还原反应,生成难溶于水的 ,故正极反应式为 = 。
②依据放电时总反应为 = ,负极上Pb失电子发生氧化反应,产生的 结合 生成难溶于水的 ,故负极质量将增大;根据总反应,当外电路上有2ml电子通过时,溶液中消耗 的物质的量为2ml。
【分析】
21.【答案】(1)CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣═CO32﹣+6H2O
(2)负;下降
(3)CH3OH(l)+ O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣725.76 kJ/ml
【解析】【解答】解:(1)原电池放电时,甲醇失电子被氧化,应为电池负极反应,其电极反应式为:2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32﹣+6H2O,故答案为:CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O;
(2.)燃料电池中,通入燃料的一极为负极,则通入甲醇一端的电极是负极,电池在放电过程中消耗氢氧根离子,所以溶液的pH下降;故答案为:负;下降;
(3.)在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则1ml甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热725.8KJ,所以甲醇燃烧的热化学方程式为:CH3OH(l)+ O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣725.8 kJ•ml﹣1;故答案为:CH3OH(l)+ O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣725.8 kJ•ml﹣1.
【分析】(1)原电池中负极上燃料失电子,碱性条件下,CH3OH反应生成碳酸根离子;
(2.)原电池中负极上燃料失电子,反应时氢氧根离子浓度减小;
(3.)在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则可以求出1ml甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,再写出热化学方程式.A.普通锌锰电池
B.冶炼金属钠
C.太阳能电池
D.天然气燃烧
A.普通锌锰电池
B.冶炼金属钠
C.太阳能电池
D.风力发电
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸
B
铜
锌
稀盐酸
C
银
锌
AgNO3溶液
D
铜
铁
Fe(NO3)3溶液
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