高三化學(xué)總復(fù)習(xí)練習(xí)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量620

620[A層基礎(chǔ)練]1．(2018·上海青浦區(qū)一模)按如圖所示進行實驗，下列說法不正確的是()A．裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產(chǎn)生B．裝置甲、乙中的能量變化均為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C．裝置乙中的鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計，可觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．裝置乙中負極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－Zn2＋【解析】甲中發(fā)生的反應(yīng)為Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑，鋅片表面產(chǎn)生氣泡；乙中銅、鋅接觸放入稀硫酸中形成原電池，Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－H2↑，銅片表面產(chǎn)生氣泡，A正確；乙中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，但甲中未形成原電池，無化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化，B錯誤；乙中鋅、銅之間用導(dǎo)線連接電流計，形成原電池，Zn作負極，Cu作正極，導(dǎo)線中有電流產(chǎn)生，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C正確；乙中Zn作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn－2e－Zn2＋，D正確。【答案】B2．(2018·山東濰坊模擬)通過NO傳感器可監(jiān)測汽車排放的尾氣中NO含量，其工作原理如圖所示，下列說法正確的是()A．O2－向正極移動B．負極的電極反應(yīng)式為NO－2e－＋O2－NO2C．O2的電極反應(yīng)產(chǎn)物是H2OD．反應(yīng)消耗的NO與O2的物質(zhì)的量之比為1∶2【解析】根據(jù)工作原理圖知，Pt電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，作正極，NiO電極上NO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則NiO為負極；正極上電極反應(yīng)式為O2＋4e－2O2－，負極上電極反應(yīng)式為NO－2e－＋O2－NO2。由圖可知O2－移向NiO電極，即向負極移動，故A錯誤；NiO電極上NO失電子和O2－反應(yīng)生成二氧化氮，所以電極反應(yīng)式為NO＋O2－－2e－NO2，故B正確；正極上電極反應(yīng)式為O2＋4e－2O2－，故C錯誤；反應(yīng)消耗的NO與O2的物質(zhì)的量之比為2∶1，故D錯誤?！敬鸢浮緽3．(2018·廣東茂名一模)肼(N2H4)暴露在空氣中容易爆炸，但是以其為燃料的燃料電池是一種理想的電池，具有容量大、能量轉(zhuǎn)化效率高、產(chǎn)物無污染等特點，其工作原理如圖所示，下列敘述正確的是()A．電池工作時，正極附近的pH降低B．當(dāng)消耗1molO2時，有2molNa＋由甲槽向乙槽遷移C．負極反應(yīng)式為4OH－＋N2H4－4e－N2↑＋4H2OD．若去掉陽離子交換膜，電池也能正常工作【解析】電池工作時，O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－4OH－，由于生成OH－，溶液的pH增大，A錯誤；當(dāng)消耗1molO2時，電路中轉(zhuǎn)移4mol電子，生成4molOH－，為保持溶液呈電中性，應(yīng)有4molNa＋由甲槽向乙槽遷移，B錯誤；N2H4在負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則負極反應(yīng)式為4OH－＋N2H4－4e－N2↑＋4H2O，C正確；若去掉陽離子交換膜，正極產(chǎn)生的OH－直接向負極移動，不能產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，D錯誤。【答案】C4．(2018·福建廈門質(zhì)量檢測)鐵碳微電解技術(shù)是利用原電池原理處理酸性污水的一種工藝，裝置如圖。若上端開口關(guān)閉，可得到強還原性的H·(氫原子)；若上端開口打開，并鼓入空氣，可得到強氧化性的·OH(羥基自由基)。下列說法錯誤的是()A．無論是否鼓入空氣，負極的電極反應(yīng)式均為Fe－2e－Fe2＋B．不鼓入空氣時，正極的電極反應(yīng)式為H＋＋e－H·C．鼓入空氣時，每生成1mol·OH有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移D．處理含有草酸(H2C2O4)的污水時，上端開口應(yīng)打開并鼓入空氣【解析】根據(jù)鐵碳微電解裝置示意圖可知，F(xiàn)e為原電池負極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe－2e－Fe2＋，故A正確；由題意可知上端開口關(guān)閉，可得到強還原性的H·，則不鼓入空氣時，正極的電極反應(yīng)式為H＋＋e－H·，故B正確；鼓入空氣時，正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H＋＋2e－2·OH，每生成1mol·OH有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，故C錯誤；處理含有草酸(H2C2O4)的污水時，因C2Oeq\o\al(2－,4)具有很強的還原性，與氧化劑作用易被氧化為CO2和H2O，則上端開口應(yīng)打開并鼓入空氣生成強氧化性的·OH，以氧化H2C2O4，處理污水，故D正確?！敬鸢浮緾5．(2017·河南畢業(yè)年級考前預(yù)測)我國科學(xué)家最近發(fā)明“可充電Na-CO2電池”，示意圖如圖。該電池的工作原理為4Na＋3CO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2Na2CO3＋C。下列說法錯誤的是()A．放電時，Na＋由鈉箔端向多壁碳納米管端移動B．放電時，正極的電極反應(yīng)式為3CO2＋4Na＋＋4e－2Na2CO3＋CC．該電池不宜在高溫下使用D．充電時，鈉箔與外接電源的正極相連【解析】放電時為原電池，鈉箔上Na失電子生成Na＋，故鈉箔為負極，多壁碳納米管為正極，原電池中陽離子向正極移動，即Na＋由鈉箔端向多壁碳納米管端移動，故A正確；放電時正極發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化碳得電子生成單質(zhì)碳，電極反應(yīng)式為4Na＋＋3CO2＋4e－2Na2CO3＋C，故B正確；鈉箔在高溫下易熔化，所以溫度不能過高，故C正確；充電時，鈉箔端將Na＋轉(zhuǎn)化為單質(zhì)鈉，發(fā)生還原反應(yīng)，作電解池的陰極，所以與外接電源的負極相連，故D錯誤?！敬鸢浮緿6．(2018·吉林長春第一次質(zhì)檢)甲醇-空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染的車載電池，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A．該裝置能將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．電流由乙電極經(jīng)導(dǎo)線流向甲電極C．負極的電極反應(yīng)式為CH3OH＋8OH－－6e－COeq\o\al(2－,3)＋6H2OD．b口通入空氣，c口通入甲醇【解析】甲醇-空氣燃料電池是一種新型化學(xué)電源，可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A錯誤。圖中H＋向乙電極遷移，則乙電極為正極，甲電極為負極，電流由正極經(jīng)導(dǎo)線流向負極，即由乙電極經(jīng)導(dǎo)線流向甲電極，B正確。由原理圖可知甲電極生成了H＋，故負極反應(yīng)式為CH3OH＋H2O－6e－CO2↑＋6H＋，C錯誤。b口通入CH3OH，CH3OH在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，c口通入空氣，其中O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)，D錯誤。【答案】B7．(2018·長沙一中模擬)原電池原理廣泛應(yīng)用于科技、生產(chǎn)和生活中，請回答以下問題：(1)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。肼—空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，產(chǎn)物無污染，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。肼—空氣燃料電池放電時：正極的電極反應(yīng)式是____________________；負極的電極反應(yīng)式是____________________。(2)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應(yīng)物，以HCl—NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池。試寫出該電池的正極反應(yīng)式：____________________________________________________________________________________________。(3)請運用原電池原理設(shè)計實驗，驗證I2、Fe3＋氧化性的強弱，請畫出實驗裝置圖并寫出電極反應(yīng)式。【解析】(1)肼燃燒的化學(xué)方程式為N2H4＋O2N2＋2H2O，由此可知電極反應(yīng)式分別為：正極：O2＋4e－＋2H2O4OH－；負極：N2H4－4e－＋4OH－N2↑＋4H2O。(2)寫此電極反應(yīng)式時要注意電解質(zhì)溶液顯酸性，與電極產(chǎn)物NH3反應(yīng)，即N2＋8H＋＋6e－2NHeq\o\al(＋,4)。(3)驗證I2和Fe3＋的氧化性強弱可根據(jù)反應(yīng)2I－＋2Fe3＋2Fe2＋＋I2來進行判斷，溶液中可加入少量淀粉溶液，若淀粉溶液變藍證明生成了I2?！敬鸢浮?1)O2＋2H2O＋4e－4OH－N2H4＋4OH－－4e－N2↑＋4H2O(2)N2＋8H＋＋6e－2NHeq\o\al(＋,4)(3)負極：2I－－2e－I2正極：2Fe3＋＋2e－2Fe2＋8．(2018·北京西城一模)為探究Ag＋與Fe3＋氧化性的相關(guān)問題，某小組同學(xué)進行如下實驗：已知：相關(guān)物質(zhì)的溶解度(20℃)AgCl：1.5×10－4gAg2SO4：0.796g(1)甲同學(xué)的實驗如下：注：經(jīng)檢驗黑色固體為Ag①白色沉淀的化學(xué)式是________。②甲同學(xué)得出Ag＋氧化了Fe2＋的依據(jù)是________________________________________________________________________________________________________。(2)乙同學(xué)為探究Ag＋和Fe2＋反應(yīng)的程度，進行實驗Ⅱ。a．按下圖連接裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng))，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏移。偏移的方向表明：電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向銀。放置一段時間后，指針偏移減小。b．隨后向甲燒杯中逐滴加入濃Fe2(SO4)3溶液，發(fā)現(xiàn)電壓表指針的變化依次為：偏移減小→回到零點→逆向偏移。①a中甲燒杯里的電極反應(yīng)式是______________。②b中電壓表指針逆向偏移后，銀為________(填“正”或“負”)極。③由實驗得出Ag＋和Fe2＋反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)分析溶液中的離子可知只能生成白色微溶于水的Ag2SO4沉淀，F(xiàn)e2＋生成Fe3＋，所以化合價降低的只能是Ag＋，黑色固體是單質(zhì)銀(注意金屬只有在形成晶體時，才能表現(xiàn)出金屬光澤)；(2)由電子流向可知a中石墨為負極，F(xiàn)e2＋失電子生成Fe3＋，Ag為正極，Ag＋得電子生成Ag，則Ag＋的氧化性大于Fe3＋；b中Ag為負極失電子生成Ag＋，石墨為正極，F(xiàn)e3＋得電子生成Fe2＋，則Fe3＋的氧化性大于Ag＋，分析可知Fe3＋、Ag＋的氧化性強弱與其濃度大小有關(guān)。【答案】(1)①Ag2SO4②有黑色固體(Ag)生成，加入KSCN溶液后變紅(2)①Fe2＋－e－Fe3＋②負③Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag[B層提升練]9．(2018·安徽合肥一模)某種甲烷燃料電池采用鉑作電極，電池中質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，電池總反應(yīng)為CH4＋2O2CO2＋2H2O。下列有關(guān)說法正確的是()A．電子由a極流出經(jīng)過負載流向b極B．電解質(zhì)溶液中H＋移向a極C．每轉(zhuǎn)移1mole－，消耗1.6gCH4D．b極上的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－4OH－【解析】由圖可知，空氣(O2)通入Pt(b)電極，CH4通入Pt(a)電極，則Pt(a)為負極，Pt(b)為正極，故電子由a極流出經(jīng)負載流向b極，A正確；原電池中，陽離子向正極移動，則H＋移向b極，B錯誤；CH4在負極發(fā)生的反應(yīng)為CH4＋2H2O－8e－CO2＋8H＋，則轉(zhuǎn)移1mole－時消耗eq\f(1,8)molCH4，質(zhì)量為2g，C錯誤；該電池的電解液呈酸性，則b極的電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－2H2O，D錯誤?！敬鸢浮緼10．(2017·安徽安慶二模)新一代全固體鋰離子電池使用硫化物固體電解質(zhì)，利用薄層成膜技術(shù)和加壓成型技術(shù)，提高了材料顆粒間的離子傳導(dǎo)能力，從而實現(xiàn)了無需機械加壓的充、放電。電池的工作原理為LiMO2＋nCLi1－xMO2＋LixCn(M可以是Co、Ni、Fe等)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．電池放電時，負極發(fā)生的反應(yīng)為nC＋xLi＋＋xe－LixCnB．充電時，a端接電源的負極，b端接電源的正極C．電池充電時Li＋自左向右移動D．電池工作時，固體電解質(zhì)因熔融而導(dǎo)電【解析】電池放電時，負極發(fā)生的反應(yīng)為失電子的氧化反應(yīng)，故A錯誤；可充電電池充電時，原來的負極連接電源的負極，正極連接電源的正極，故B正確；電池充電時相當(dāng)于電解池，Li＋向陰極移動，即自右向左移動，故C錯誤；鋰離子電池利用薄層成膜技術(shù)和加壓成型技術(shù)，提高了材料顆粒間的離子傳導(dǎo)性，使得硫化物固體不需要在熔融狀態(tài)下即可導(dǎo)電，故D錯誤?！敬鸢浮緽11．(2018·北京豐臺區(qū)期末)直接乙醇燃料電池(DEFC)具有很多優(yōu)點，引起了人們的研究興趣。現(xiàn)有以下三種乙醇燃料電池。(1)三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為________。(2)堿性乙醇燃料電池中，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________，使用空氣代替氧氣，電池工作過程中堿性會不斷降低，其原因是________________________________________________________________________。(3)酸性乙醇燃料電池中，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________，通過質(zhì)子交換膜的離子是________。(4)熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì)，電池工作時，COeq\o\al(2－,3)向電極________(填“a”或“b”)移動，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________。【解析】(1)燃料電池中通入燃料的一極為負極，通入氧氣或空氣的一極為正極，三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為氧氣。(2)堿性乙醇燃料電池中，電極a為負極，電極反應(yīng)式為C2H5OH＋16OH－－12e－2COeq\o\al(2－,3)＋11H2O，使用空氣代替氧氣，空氣中的CO2會與KOH溶液反應(yīng)，降低溶液的堿性，同時反應(yīng)中也會消耗KOH，所以電池工作過程中堿性會不斷降低。(3)酸性乙醇燃料電池中，電極b為正極，電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－2H2O；質(zhì)子交換膜能夠使質(zhì)子(H＋)通過。(4)根據(jù)圖示可知，a為負極，原電池中陰離子由正極向負極移動，所以COeq\o\al(2－,3)向電極a移動；電極b為正極，由圖示可知，CO2也參與了正極的反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－2COeq\o\al(2－,3)?！敬鸢浮?1)氧氣(2)C2H5OH＋16OH－－12e－2COeq\o\al(2－,3)＋11H2O空氣中的CO2會與KOH溶液反應(yīng)，降低溶液的堿性，同時反應(yīng)中也會消耗KOH(3)O2＋4H＋＋4e－2H2OH＋(4)aO2＋2CO2＋4e－2COeq\o\al(2－,3)[C層真題練]12．(雙選)(2016·海南化學(xué)，10，4分)某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解質(zhì)溶液。下列說法正確的是()A．Zn為電池的負極B．正極反應(yīng)式為2FeOeq\o\al(2－,4)＋10H＋＋6e－Fe2O3＋5H2OC．該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變D．電池工作時OH－向負極遷移【解析】在以K2FeO4和Zn為電極材料、KOH溶液為電解質(zhì)溶液的原電池中，Zn作負極，電極反應(yīng)式為3Zn＋6OH－－6e－3Zn(OH)2，A正確；K2FeO4作正極，電極反應(yīng)式為2FeOeq\o\al(2－,4)＋6e－＋8H2O2Fe(OH)3＋10OH－，B錯誤；該電池放電過程中，總反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，反應(yīng)中消耗水，且生成KOH，故電解質(zhì)溶液的濃度增大，C錯誤；電池工作時陰離子OH－向負極遷移，D正確。【答案】AD13．(2015·全國卷Ⅰ)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是()A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O【解析】C6O12O6中C的平均化合價為0價，二氧化碳中C的化合價為＋4價，所以生成二氧化碳的反應(yīng)為氧化反應(yīng)，故CO2在負極生成，A項錯誤；在微生物的作用下，該裝置為原電池裝置，反應(yīng)速率加快，所以微生物促進了反應(yīng)的發(fā)生，B項正確；質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子(即H＋)通過，原電池中陽離子向正極移動，C項正確；正極的電極反應(yīng)式為6O2＋24e－＋24H＋12H2O，負極的電極反應(yīng)式為C6H12O6－24e－＋6H2O6CO2＋24H＋，兩式相加得電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O，D項正確。【答案】A1