发布时间 : 星期一 文章电化学高考复习含解析更新完毕开始阅读
?(2)①由图知NO3得电子转化为N2,故B为负极,则A为正极,阴极的电极反应式
?为:2NO3+6H2O+10e
-
-
N2↑+12OH,由电极反应式可知,通过2 mol电子,溶液减少的质量为5.6 g(N2),同时有2 mol +--H通过质子交换膜进入右侧,故右侧溶液减少3.6 g。②正极发生的反应为4OH-4eO2↑
+
+2H2O,每通过2 mol电子,生成16 g O2,同时有2 mol H通过质子交换膜进入右侧,使左侧溶液质量减少18 g,故两侧溶液减少的质量差为14.4 g。 答案:(1)①
? ②2NO3+5H2
N2+2OH+4H2O 0.001 ③加酸,升高温度,加水
-
-
?(2)①A 2NO3+6H2O+10e
-
N2↑+12OH
②14.4
11.(2012年重庆理综,29,14分)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 。 (2)当氨碳比
n?NH3?n?CO2?=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如图1所示。
①A点的逆反应速率v逆(CO2) B点的正反应速率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②NH3的平衡转化率为 。
(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图2。
①电源的负极为 (填“A”或“B”)。 ②阳极室中发生的反应依次
为 、
。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将 ;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为 g(忽略气体的溶解)。
13
解析:(1)根据原子守恒可写出反应方程式: CO2+2NH3
CO(NH2)2+H2O。
(2)由图像可知A点时反应仍向正向进行,所以A点v逆(CO2)小于B点v正(CO2)。 根据反应:
CO2 + 2NH3起始量 1 mol 4 mol 转化量 0.6 mol 1.2 mol 所以NH3的平衡转化率为:
-
CO(NH2)2+H2O
1.2mol×100%=30%。 4mol(3)左侧由2Cl→Cl2发生氧化反应,连电源正极,所以电源负极为B。阳极首先发生反
--应:2Cl-2eCl2↑。生成Cl2将尿素氧化:CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl。
+-+
阴极区发生反应为:2H+2eH2↑,但由质子交换膜可知阳极生成H向阴极移动,最终使阴极室溶液的pH不变。根据CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl,可知,当有3 mol Cl2参加反应时,阳极上生成2 mol气体,阴极上生成3 mol H2。即:共生成5 mol气体,13.44 L(标准状况)混合气体为0.6 mol。推出参加反应的Cl2为0.36 mol。由:CO(NH2)2～3Cl2,知n[CO(NH2)2]=0.12 mol,m[CO(NH2)2]=0.12 mol×60 g/mol=7.2 g。 答案:(1)2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O
(2)①小于 ②30% (3)①B
--②2Cl-2eCl2↑ CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl ③不变 7.2
12.(2010年大纲全国理综Ⅱ,29,15分)如图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.8～8.0,酸色—红色,碱色—黄色)
回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 (填编号); ①A管溶液由红变黄; ②B管溶液由红变黄; ③A管溶液不变色; ④B管溶液不变色;
(2)写出A管中发生反应的反应式:
;
14
(3)写出B管中发生反应的反应
式: ;
(4)检验a管中气体的方法是
;
(5)检验b管中气体的方法是
;
(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是 。
+-解析:A与电源负极相连,为阴极,B与电源正极相连,为阳极,溶液中H、OH分别在A、B两极
上放电,反应式为:
+---A极:2H+2eH2↑(或2H2O+2e2OH+H2↑) --B极:4OH-4eO2↑+2H2O
-+
则A极附近会产生OH(水电离出来的),B极附近会产生H(水电离出来的),所以A管溶液由
?红变黄,B管溶液不变色;同时Mg向A极移动,与产生的OH生成Mg(OH)2 沉淀,SO24向阳极
2+
-
(B极)移动,相当于生成H2SO4,当把电解液倒入烧杯中时,H2SO4与Mg(OH)2混合,Mg(OH)2会溶解。
答案:(1)①④
+---(2)2H+2eH2↑(或2H2O+2e2OH+H2↑), 2+-Mg+2OHMg(OH)2↓
---+
(3)4OH-4e2H2O+O2↑(写2H2O-4e4H+O2↑也可)
(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰 (5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃 (6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解) 考点三 金属的腐蚀与防护
1.(2013年北京理综,7,6分)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )
A.水中的钢闸门连接电源的负极 B.金属护栏表面涂漆 C.汽车底盘喷涂高分子膜 D.地下钢管连接镁块
解析:水中的钢闸门连接电源的负极,为阴极,从而得以保护,A正确;金属护栏表面涂漆是隔绝金属护栏与空气接触,减缓金属护栏的腐蚀,B错误;汽车底盘喷涂高分子膜也是隔绝与空气的接触,C错误;地下钢管连接镁块,形成了原电池,属于牺牲阳极的阴极保护法,D错误。 答案:A
2.(2012年山东理综,13,4分)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
15
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时,Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大 D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
解析:图a中,铁棒发生电化学腐蚀,越靠近底端的部分与O2接触少,腐蚀程度越轻,A错误。图b中,开关连接M、N时均构成原电池,但置于M时,是Cu-Zn合金中的Zn被腐蚀;而置于N时,Zn棒和Cu-Zn合金构成原电池时,保护了有铜的这一极(Cu-Zn合金),B正确。图c中接通开关时构成原电池,Zn腐蚀速率增大,但是H2在Pt电极上放出,C错误。图d中,酸性干电
+
池的放电主要是由NH4Cl产生的H的氧化作用引起的。 答案:B
3.(2012年海南化学,10,4分)下列叙述错误的是( ) A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱 B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C.在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液 D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
解析:A中构成Fe—C原电池抗腐蚀能力减弱;在铁制品上镀铜时,镀件应为阴极,铜作阳极,C项符合题意;铁管上镶嵌锌块,构成的原电池中Fe作正极,受到保护。 答案:C
4.(2011年浙江理综,10,6分)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是( )
A.液滴中的Cl由a区向b区迁移
--B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e4OH
2+-C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe由a区向b区迁移,与b区的OH形成
Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈
D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应
-2+
为:Cu-2eCu
解析:液滴下氧气含量比边缘少,则形成原电池时边缘处(b)为正极,中心(a)为负极,(b)电极
---2+2++-反应为O2+4e+2H2O4OH,(a)电极反应为Fe-2eFe,所以Fe、Na移向(b)区,Cl移向
(a)区,所以A项错误,B项正确;Fe因发生氧化反应而被腐蚀,C项错误;铜和铁形成原电
-2+
池,Fe为负极,电极反应为Fe-2eFe,D项错误。 答案:B
5.(2010年上海综合能力测试,11,3分)铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质,某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如图所示)。数天后,他观察到的现象是( )
-
16