2015年全國高考化學模擬試題匯編：專題(5)化學能與電能(A卷)(含解析

1、專題五 化學能與電能（A卷）一、選擇題（每題5分，共50分）1.（2015金華十校4月聯(lián)考11）乙醛酸（HOOCCHO）是有機合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原理如圖所示。該裝置中陰、陽兩極為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應生成乙醛酸。下列說法不正確的是（ ）AN電極上的電極反應式：HOOCCOOH+2e+2H+=HOOCCHO+H2OB若有2 mol H+ 通過質(zhì)子交換膜并完全參與反應，則該裝置中生成的乙醛酸為1 molCM電極上的電極反應式為：2Cl2e=Cl2D乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應生成乙醛酸的化學方程式： Cl2+OHCCHO+

2、H2O = HOOCCHO+2HCl2.（2015安徽四校聯(lián)考10）鎂次氯酸鹽燃料電池的工作原理如圖，該電池反應為： Mg +ClO - +H2O = Mg（OH）2+ Cl-下列有關說法正確的是（ ）A.電池工作時，C溶液中的溶質(zhì)是MgCl2B. 電池工作時，正極a附近的PH將不斷增大C.負極反應式：ClO -2e - +H2O = Cl- + 2OH-D. b電極發(fā)生還原反應，每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成0.1mol Cl-3.（2015北京東城區(qū)高三綜合練習二9）下列說法正確的是（ ） A以銅作陰極、鐵作陽極、硫酸銅為電解液可完成鐵上鍍銅 B水的電離是吸熱過程，升高溫度，水的離子積

3、增大、減小pH C由反應,可得出C的非金屬性強于Si DpH=9的醋酸鈉溶液和pH=9的氨水中水的電離程度相同4.（2015清華附中理科綜合能力測試四8）下列敘述中正確的是（ ）A圖中正極附近溶液pH降低B圖中電子由Zn流向Cu，鹽橋中的Cl移向CuSO4溶液C圖正極反應是O22H2O4e = 4OHD圖中加入少量K3Fe(CN)6溶液，有藍色沉淀生成5.（2015福州一中第三次模擬訓練9）甲醇-空氣燃料電池（DMFC）是一種高效能、輕污染的車載電池，其工作原理如下圖。下列有關敘述正確的是（ ）AH+從正極區(qū)通過交換膜移向負極區(qū)B負極的電極反應式為：CH3OH(l) + H2O(l)6eCO2

4、(g) + 6H+Cd導出的是CO2D圖中b、c分別是O2、甲醇6.（2015廣東省肇慶市高考化學三模試卷3）研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2CaO作電解質(zhì)，利用圖示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦下列說法中正確的是（）A 將熔融CaF2-CaO換成Ca(NO3)2溶液也可以達到相同目的B 陽極的電極反應式為：C+2O2-4eCO2C 在制備金屬鈦前后，整套裝置中CaO的總量減少D 若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源，“+”接線柱應連接Pb電極7.（2015哈爾濱市第六中學模擬考試10）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和

5、鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關于該電池的下列說法不正確的是（ ）A水既是氧化劑又是溶劑 B放電時正極上有氫氣生成C放電時OH向正極移動 D總反應為：2Li2H2O = 2LiOHH28.（2015蘇錫常鎮(zhèn)四市高三教學調(diào)研二11）下列有關說法正確的是 A鐵片鍍鋅時，鐵片與外電源的正極相連B反應SO2(g) + 2H2S(g) 3S(s) + 2H2O(l)在常溫下能自發(fā)進行，則該反應的H0C0.1molL1的CH3COOH溶液加水稀釋，溶液的pH和其中水的電離程度均增大D在N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡體系中加入催化劑，N2的反應速率和轉(zhuǎn)化率均增大9.（

6、2015通揚泰淮四市三模11）下列有關說法正確的是A25時，在Mg(OH)2的懸濁液中加入少量的NH4Cl固體，c(Mg2)將減小解質(zhì)Li2O/Li2O2Li+電Li/Li+eB一定溫度下，反應“2HI(g) H2(g)+I2(g) DH0”能自發(fā)進行，則該反應DS0C向滴有酚酞的Na2CO3溶液中滴加BaCl2溶液，紅色逐漸褪去，說明BaCl2溶液顯酸性D右圖電池放電時的正極反應式：2Li+Li2O2+2e = 2Li2O10.（2015景德鎮(zhèn)市高三第三次質(zhì)檢考試12）Fe(CN)6可將氣態(tài)廢棄物中的硫化氫轉(zhuǎn)化為可利用的硫，自身還原為Fe(CN)6。工業(yè)上常采用如圖所示的電解裝置，通電電解，

7、然后通入H2S加以處理。下列說法不正確的是（ ）A.電解時陽極反應式為Fe(CN)6-eFe(CN)6B.電解時陰極反應式為2HCO+2 eH2+2COC.當電解過程中有22.4L標準狀況下的H2生成時，溶液中有32gS析出（溶解忽略不計）D.整個過程中需要不斷補充K4 Fe(CN)6與KHCO3二、非選擇題（共50分）11.（2015哈爾濱市第六中學模擬考試26）（15分）碘被稱為“智力元素”，科學合理地補充碘可防止碘缺乏病。碘酸鉀(KIO3)是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶于水。碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過氧化氫或碘化物作用均生成單質(zhì)碘。以碘為原料，通過電解制備碘酸鉀的實驗裝置如右圖

8、所示。請回答下列問題：（1）碘是 （填顏色）固體物質(zhì)，實驗室常用 方法來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。（2）寫出碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過氧化氫反應的離子方程式： （3）電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時發(fā)生反應：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，將該溶液加入陽極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。圖中的序號3應為 離子交換膜（填“陽”或“陰”）；電解時，陽極上發(fā)生反應的電極反應式為 。（4）教材中利用KI與空氣的反應來探究反應速率與溫度的關系,現(xiàn)有1molL的KI溶液、0.1molL的H2SO4溶液、淀粉溶液，則實驗時這幾種試劑的加入順序為：KI溶液、

9、 、 ；反應的離子方程式為 。（5）已知KII2KI3，將I2溶于KI溶液，在低溫條件下，可制得KI3H2O。該物質(zhì)作為食鹽加碘劑是否合適？_（填“是”或“否”），并說明理由_。為了提高加碘鹽（添加KI）的穩(wěn)定性，可加穩(wěn)定劑減少碘的損失。下列物質(zhì)中有可能作為穩(wěn)定劑的是_。ANa2S2O3BAlCl3CNa2CO3DNaNO212.（14分）（2015屆南京三模20）以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制取硫酸，其燒渣可用來煉鐵。（1）煅燒硫鐵礦時發(fā)生反應：FeS2O2Fe2O3SO2(未配平)。當產(chǎn)生448 L(標準狀況)SO2時，消耗O2的物質(zhì)的量為 。（2）Fe2O3用CO還原焙燒的過程中

10、，反應物、生成物和溫度之間的關系如圖所示。(圖中、III、四條曲線是四個化學反應平衡時的氣相組成對溫度作圖得到的；A、B、C、D四個區(qū)域分別是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe穩(wěn)定存在的區(qū)域)已知：3Fe2O3(s)CO(g)2Fe3O4(s)CO2(g)；H1a kJmol1Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)；H2b kJmol1FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)；H3c kJmol1 反應Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)的H_kJmol1（用含a、b、c的代數(shù)式表示）。 800 時，混合氣體中CO2體積分數(shù)為40%時，F(xiàn)e2O3用CO還原

11、焙燒反應的化學方程式為 。 據(jù)圖分析，下列說法正確的是 （填字母）。A溫度低于570 時，F(xiàn)e2O3還原焙燒的產(chǎn)物中不含F(xiàn)eOB溫度越高，F(xiàn)e2O3還原焙燒得到的固體物質(zhì)組成中Fe元素的質(zhì)量分數(shù)越高CFe2O3還原焙燒過程中及時除去CO2有利于提高Fe的產(chǎn)率（3）FeS2是Li/FeS2電池(示意圖如右圖)的正極活性物質(zhì)。 FeSO4、Na2S2O3、S及H2O在200 時以等物質(zhì)的量連續(xù)反應24 h后得到FeS2。寫出該反應的離子方程式： 。 Li/FeS2電池的負極是金屬Li，電解液是含鋰鹽的有機溶液。電池放電反應為FeS24LiFe4Li2S2。該反應可認為分兩步進行：第1步反應是FeS

12、22Li2LiFeS22，則第2步正極的電極反應式為 。13. （2015通揚泰淮四市三模20）近幾年來關于氮污染的治理倍受關注。（1）三效催化劑是最為常見的汽車尾氣催化劑，能同時實現(xiàn)汽車尾氣中的CO、CxHy、NOx三種成分的凈化，其催化劑表面物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關系如圖1所示，化合物X可借助傅里葉紅外光譜圖（如圖2所示）確定。 圖1 圖2在圖示的轉(zhuǎn)化中，被還原的元素是 ，X的化學式為 。SCR技術可使NOx與NH3的直接反應，實現(xiàn)無害轉(zhuǎn)化。當NO與NO2的物質(zhì)的量之比為4:1時，寫出發(fā)生反應的化學方程式： 。（2）加入過量次氯酸鈉可使廢水中NH4+ 完全轉(zhuǎn)化為N2，而本身被還原為NaCl。電源含CN

13、廢水氣體甲NaOH溶液陰離子交換膜PtN2OH寫出上述反應的離子方程式： 。若處理廢水產(chǎn)生了0.448 L N2(標準狀況)，則需消耗濃度為0.5 molL1的次氯酸鈉的體積為 mL。（3）某工業(yè)廢水中含有毒性較大的CN，可用電解法將其轉(zhuǎn)變?yōu)镹2，裝置如右圖所示。氣體甲是 (寫化學式)，電解池中生成N2的電極反應式為 。答案和解析1.【答案】B【命題立意】本題考查原電池的應用【解析】其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應生成乙醛酸，說明M極上乙二醛被氧化，故失去電子，則N極上的電極反應為HOOCCOOH+2e+2H+=HOOCCHO+H2O，A正確；2 mol H+ 通過質(zhì)子交換膜，說明轉(zhuǎn)移2mol電子

14、，生成的乙醛酸為2mol，B錯誤；M電極上的電極反應式為：2Cl2e=Cl2，C正確；乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應生成乙醛酸的化學方程式Cl2+OHCCHO+ H2O = HOOCCHO+2HCl，D正確。2.【答案】B【命題立意】本題考查電化學知識。【解析】根據(jù)反應方程式知鎂作負極而溶解，并與OH-反應剛好生成氫氧化鎂沉淀，因此C溶液的溶質(zhì)是鹽酸鹽，A錯誤；根據(jù)ClO -Cl- + OH-知a電極是正極，反應是ClO-+2e-+H2O=Cl- +2OH-，B正確；C錯誤，應該是Mg-2e- +2OH-= Mg（OH）2；b電極是負極，發(fā)生氧化反應，D錯誤。3.【答案】B【命題立意】本題考查基本理

15、論?！窘馕觥胯F上鍍銅應以鐵作陰極、銅作陽極，含有Cu2+的溶液作電鍍液，A錯誤；水的電離過程是吸熱過程，升高溫度，促進水的電離，平衡向右移動，c(H+)、c(OH-)均增大，Kw增大，pH減小，B正確；C與二氧化硅生成硅和一氧化碳只能得出高溫下碳的還原性強于硅，C錯誤；醋酸鈉促進水的電離、一水合氨抑制水的電離，D錯誤。4.【答案】D【命題立意】本題旨在考查原電池原理?！窘馕觥緼圖中正極反應為Cu2+ + 2e- = Cu，溶液中銅離子濃度減小，水解產(chǎn)生的氫離子濃度減小，溶液pH增大，故A錯誤；B圖中鋅為原電池的負極，銅為原電池的逐漸，電子由Zn流向Cu，鹽橋中的Cl移向ZnSO4溶液，故B錯誤

16、；C圖中電解質(zhì)溶液酸性較強，發(fā)生析氫腐蝕，正極反應是2H+ + 2e- = H2，故C錯誤；D圖中負極反應為Fe - 2e- = Fe2+，加入少量K3Fe(CN)6溶液，有藍色沉淀生成，故D正確。5.【答案】B【命題立意】本題旨在考查電化學知識的應用【解析】A原電池工作時，陽離子移向原電池的正極，故A錯誤； B負極甲醇失電子被氧化，電極方程式為CH3OH（l）+H2O（l）-6e-=CO2（g）+6H+，故B正確； C乙為燃料電池的正極，導入的為空氣，氧氣在正極被還原生成水，導出的為氮氣和水蒸汽，故C錯誤； D圖中b、c分別是甲醇、O2，故D錯誤 6.【答案】B；【命題立意】本題考查電化學原

17、理；【解析】A項，將熔融CaF2-CaO換成Ca(NO3)2溶液，則電解過程中陰極上H+放電產(chǎn)生H2，沒有鈣生成，錯誤；B項，陽極失電子發(fā)生氧化反應，由圖示微粒流向可知，電極反應為：C+2O2-4eCO2，正確；C項，陰極上電極反應式為：2Ca2+4e2Ca，鈣還原二氧化鈦制取金屬鈦的方程式為：2Ca+TiO2 一定條件Ti+2CaO，整套裝置中CaO質(zhì)量不變，錯誤；D項，“+”接線柱應連接原電池正極，鉛蓄電池正極材料為PbO2，錯誤；7.【答案】D【命題立意】本題旨在考查原電池原理的應用、化學電源。【解析】A金屬鋰和水反應生成氫氧化鋰和氫氣，該反應中水是氧化劑，在電池中水還作溶劑，故A正確；

18、B放電時正極上是水中的氫離子得電子生成氫氣，故B正確；C原電池中，陰離子移向原電池的負極，即放電時OH-向負極移動，故C錯誤；D鋰水電池的電池反應為2Li2H2O = 2LiOHH2，故D正確。8BC【命題立意】本題考查化學基本反應原理。難度中等?！窘馕觥緼項，鐵片鍍鋅，鍍層金屬鋅為陽極，鍍件鐵為陰極，錯誤；B項，該反應是熵減反應，能自發(fā)，說明是放熱反應，正確；C項，加水稀釋，c(H)減小，pH增大，c(OH)增大，c(OH)均來自水的電離，水的電離程度增大，正確；D項，催化劑不影響平衡的移動，轉(zhuǎn)化率不變，錯誤。9BD 【命題立意】本題考查化學基本原理。難度中等?！窘馕觥緼項，NH4Cl水解顯

19、酸性，可將Mg(OH)2溶解，生成Mg2，c(Mg2)增大，錯誤；B項，吸熱反應若能自發(fā)，則一定是熵增反應，正確；C項，CO32 + H2OHCO3 + OH，加入Ba2后，與CO32 反應，促使平衡逆向移動，則堿性減弱，錯誤；D項，由圖知，電子從Li流向右側，右側得電子，化合價降低，則應為Li2O2轉(zhuǎn)化成Li2O，O由1價生成2價，正確。10.【答案】D 【命題立意】本題考查電解原理應用?！窘馕觥筷枠O發(fā)生失電子的氧化反應，F(xiàn)e(CN)6-eFe(CN)6，A正確；陰極發(fā)生得電子的還原反應，2HCO3+ 2e = 2CO32+ H2，B正確；涉及硫化氫轉(zhuǎn)化為硫的總反應：2Fe(CN)63+ 2

20、CO32+ H2S = 2Fe(CN)64+ 2HCO3+ S，根據(jù)H2S知22.4L標準狀況下的H2生成時，溶液中有32gS析出，C正確；從方程式可見K4 Fe(CN)6與KHCO3并沒有損失，只是轉(zhuǎn)化了，理論上是不需要補充的，D錯誤。11.【答案】（1）紫黑色（1分） 升華（1分）（2）2IO3-+2H+5H2O2=I2+5O2+6H2O（2分）（3）陰（1分） I-+6OH- -6e-= IO3-+3H2O（2分） （4）淀粉溶液（1分），0.1mol/LH2SO 4溶液（1分） 4H+ +4I-+O2=2I2+2H2O（2分）（5）否（1分），KI3在受熱（或潮濕）條件下產(chǎn)生I2和KI

21、，KI被氧氣氧化，I2易升華，使平衡逆向移動，導致碘元素損失。（1分），AC（2分），【命題立意】本題旨在考查碘及化合物的性質(zhì)，氧化還原反應，離子方程式、電極方程式的書寫?！窘馕觥浚?）根據(jù)碘單質(zhì)的物理性質(zhì)作答。碘是紫黑色固體物質(zhì)，實驗室常用升華方法來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。（2）根據(jù)題給信息知碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過氧化氫反應，IO3-被還原為單質(zhì)碘，則H2O2被氧化生成氧氣，反應的離子方程式：2IO3-+2H+5H2O2=I2+5O2+6H2O。（3）根據(jù)題給信息知電解法制備KIO3，陽極上I-在堿性條件下失電子發(fā)生氧化反應生成IO3-，電極反應式為I-+6OH- -6e-= IO3-

22、+3H2O，而I在陰極區(qū)，則離子交換膜應允許I通過，圖中的序號3應為陰離子交換膜。（4）該實驗的原理是利用KI與空氣中的氧氣在酸性條件下反應生成單質(zhì)碘，碘遇淀粉溶液變藍；根據(jù)顏色變化的快慢探究反應速率與溫度的關系。實驗時試劑的加入順序為：KI溶液、淀粉溶液、0.1mol/LH2SO 4溶液；反應的離子方程式為4H+ +4I-+O2=2I2+2H2O。（5）KI3H2O不適合作為食鹽加碘劑，理由是KI3在受熱（或潮濕）條件下產(chǎn)生I2和KI，KI被氧氣氧化，I2易升華，使平衡逆向移動，導致碘元素損失。為了提高加碘鹽（添加KI）的穩(wěn)定性，可加還原性比KI強Na2S2O3作穩(wěn)定劑；酸性條件下KI易被空

23、氣中的氧氣氧化，還可用水解呈堿性的Na2CO3作穩(wěn)定劑，減少碘的損失，選AC。12【答案】（1）27.5 mol(2分)（2） (a2b6c)/3(2分) Fe2O3CO2FeOCO2(3分) ac(3分)（3） Fe2S2OSH2OFeS22HSO(2分) FeS2e2S2Fe(2分)【命題立意】本題考查化學原理綜合知識。難度中等。【解析】（1）FeS2中鐵元素由+2價升高到+3價，硫元素由1價升高到+4價，F(xiàn)eS2共升高11價，O2共降低22=4價，配平得4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2，根據(jù)“11O28SO2”知，生成20 mol SO2時，消耗O2為1120/8

24、=27.5mol。（2）Fe3O4、FeO均為中間產(chǎn)物，要消去，可通過“式(1)+式(2)2+式(3)6/6”，得目標反應。由圖可知，“800、CO2體積分數(shù)為40%”時，在C區(qū)，此時為FeO的穩(wěn)定區(qū)域，故產(chǎn)物為FeO。a項，由圖可知，F(xiàn)eO在C區(qū)穩(wěn)定，對應的溫度高于570，正確；b項，F(xiàn)e%含量由高到低為：FeFeOFe3O4Fe2O3，對于反應II知，升高溫度時，CO2%減小，即升溫平衡逆向移動，F(xiàn)eO轉(zhuǎn)化成Fe3O4，F(xiàn)e%減小，所以含量不僅與T有關，還與CO氣體的比例有關，錯誤；c項，分離CO2可使四個反應的平衡均正向移動，有利于Fe含量的增加，正確。（3）反應物為等物質(zhì)的量Fe2、S2O32 、S、H2O，生成物FeS2，可寫出：Fe2S2OSH2O FeS2，由原子守恒知，生成物中還有2個H、1個S、4個O，正好構成2個H和1個SO42 。(Na2S2O3為硫代硫酸鈉，即硫代替了Na2SO4中的氧，可認為Na2S2O3中1個硫原子顯2價，1個