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高一化学 第九、十讲 电化学 1 X、Y、Z、甲、乙、丙是由 C、N、O、H 两种元素形成的化合物，六种化合物可以排成下表，其中同一横行的分子中电子数相同，同一纵行的物质所含元素种类相同，其中 X、Y、甲在常温常压下为气体，Z、乙、丙在常温常压下为液体。下列说法不正确的是：A丙的稀溶液常用作用消毒剂,乙分子间有氢键存在 B离子半径 O2-N3-C Y 比 X 稳定，因为 Y 分子间有氢键 D甲可作用燃料，为了提高其利用率，可将甲设计成燃料电池，甲是负极，1mol 甲失去2mol 电子。2、氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能 30以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。下列说法不正确的是()A.图中 X、Y 分别是 Cl2、H2 B.图示中氢氧化钠质量分数 a大于 b C.燃料电池 B 中负极上发生的电极反应 H22e+2OH2H2O D理论上，燃料电池中消耗 1molY，电解池中能产生(标况下)22.4L X 气体 3右图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池的电极反应式为：负极：LixC6xe=C6xLi+（LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）正极：Li1xMnO2xLi+x e=LiMnO2（LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰）下列有关说法正确的是 A该电池的反应式为Li1xMnO2LixC6充 电放电LiMnO2C6 BK与M相接时，A是阳极，Li由B极区迁移到A极区 CK与N相接时，Li由A极区迁移到B极区 D在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化 4.下图装置是一种可充电电池示意图，装置的离子交换膜只允许 Na通过。已知充、放电的化学方程式为 2Na2S2NaBr3 Na2S43NaBr。下列说法正确的 ()A放电时，Na从右到左通过离子交换膜 隔膜 A B K M N 电源 Li+Li+放电 充电 B放电时，负极反应为 3NaBr2e=NaBr32Na C充电时，A 极应与直流电源正极相连接 D放电时，当有 0.1 mol Na通过离子交换膜时，B 极上有 0.15 mol NaBr 产生 5.一 种 光 化 学 电 池 的 结 构 如 右 图，当 光 照 在 表 面 涂 有 氯 化 银 的 银 片 时，AgCl(s)光Ag(s)+Cl(AgCl)，Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面，接着Cl(AgCl)+e-Cl(aq)，若将光源移除，电池会立即回复至初始状态。下列说法不正确的是 A.光照时，电流由 X 流向 Y B.光照时，Pt 电极发生的反应为：2Cl-2e-Cl2 C.光照时，Cl向 Pt 电极移动 D.光照时，电池总反应为：AgCl(s)+Cu(aq)光Ag(s)+Cu2(aq)+Cl 6.某储能电池的原理如右图所示，溶液中 c(H)=2.0 mol L1，阴离子为 SO42，a、b 均为惰性电极，充电过程中左槽溶液颜色由蓝色变为黄色。下列叙述正确的是()A当右槽溶液颜色由绿色变为紫色时，电池中能量转化形式为化学能转化为电能 B充电过程中，a 极的反应式为 VO2 e+H2O VO2+2H C储能电池 a、b 两极间的电解质溶液中通过电子的定向移动形成闭合回路 D放电时，当转移的电子数为 6.02 1023时，共有 1.0 mol H从右槽迁移进入左槽 7世博会中国馆、主题馆等建筑使用光伏并网发电，总功率达 4 兆瓦，是历届世博会之最。通过并网，上海市使用半导体照明（LED）。已知发出白光的 LED 是由 GaN芯片和钇铝石榴石（YAG，化学式：Y3Al5O12）芯片封装在一起做成的。下列有关叙述正确的是 A光伏电池是将化学能转变为电能 B图中 N 型半导体为正极，P 型半导体为负极 C电流从 a 流向 b DLED 中的 Ga 和 Y 都显3 价 8、2009 年 12 月 7 日长安汽车宣布，首款纯电动汽车车试生产正式下线。电动汽车电池有LiFePO4电池和高铁电池，已知 LiFePO4电池反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池的正极材料是 LiFePO4，负极材料是石墨，导电固体为电解质。高铁酸钾锌电池反应：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH 下列有关电动汽车电池说法正确的是（）A高铁电池放电时每转移 3mol 电子，正极有 1 mol K2FeO4被氧化 B高铁电池放电时电池内部 FeO42-向正极移动 CLiFePO4电池充电过程中，电池正极材料的质量保持不变 DLiFePO4电池放电时电池正极反应为：FePO4+Li+e-LiFePO4 9直接 NaBH4/H2O2燃料电池（DBFC）的结构如图，有关该电池的说法正确的是（）A电极 B 是负极，材料中包含 MnO2层，MnO2可起催化作用 B电池负极区的电极反应为：BH4-+8OH-8e-=BO2-+6H2O C放电过程中，Na+从正极区向负极区迁移 D在电池反应中，每消耗 1L 6 mol/LH2O2溶液，理论上流过电路中的电子为 6NA个 10以惰性电极电解一定浓度的 CuSO4溶液，一段时间后取出电极，加入 9.8 g Cu(OH)2后溶液与电解前相同，则电解时电路中流过的电子为（）A0.1mol B0.2mol C0.3mol D0.4mol 11 镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH 溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2O放电充电Cd(OH)2+2Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是（）A充电时阳极反应：Ni(OH)2 e+OH-=NiOOH+H2O B充电过程是化学能转化为电能的过程 C放电时负极附近溶液的碱性不变 D放电时电解质溶液中的 OH-向正极移动 12 右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆在2TiO纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：22TiO/STiO/Sh（激发态）+-22TiO/STiO/S+e 3I+2e3I 2232TiO/S3I2TiO/S+I 下列关于该电池叙述错误的是：A电池工作时，是将太阳能转化为电能 B电池工作时，I离子在镀铂导电玻璃电极上放电 C电池中镀铂导电玻璃为正极 D电池的电解质溶液中 I-和 I3-的浓度不会减少 13右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 A该系统中只存在 3 种形式的能量转化 B装置 Y 中负极的电极反应式为：22O+2H O+4e4OH C装置 X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D装置 X、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化 14、如图所示装置可用于制备 N2O5，则 N2O5在电解池的 区生成，其电极反应式为 。15 以水煤气燃料和熔融碳酸盐（650）为介质设计的燃料电池（MCFS）寿命超过 40000小时，上世纪的 3060 年代在荷兰得到广泛的发展。其工作原理如下图所示。请回答下列问题：A 电极为发生_（填“氧化”或“还原”）反应，B 电极发生的电极反应式为_；电池总反应为_ 16.（1）早在 1807 年化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠，4NaOH(熔)4Na+O2+2H2O；后来盖 吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠，反应原理为：3Fe(s)4NaOH(l)Fe3O4(s)2H2(g)十 4Na（g）。据此，回答下列问题：电解熔融氢氧化钠制钠，阳极发生电极反应为_；盖 吕萨克法制钠的化学原理是_；若戴维法与盖 吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数之比为_。（2）某含 0.02molNaCl 与 0.02molCuSO4的混合溶液 200mL，常温下在恒定电压和电流的情况下进行电解，当 40s 时，阴极开始产生气体，100s 时电解结束，此时两极产生的气体体积理论上相同，请在下图中画出阴阳两极产生气体的体积（已换成标准状况下的体积）与时间的关系图。并计算电解结束时，消耗水的质量为 ；（体积的变化忽略不计）17高氯酸铵是一种无色晶体，可用作火箭推进剂，高氯酸铵炸药的配合剂，也可用于制造烟火、人工防冰雹的药剂等。还可作为分析试剂等。高氯酸铵的部分性质如下：密度 1.95g/cm3。溶于水、丙酮。微溶于醇。属强氧化剂。受剧热或猛烈撞击能引起爆炸，与有机物或可燃物研磨也会发生爆炸。试回答下列问题：（1）高氯酸铵与有机物或可燃物研磨发生爆炸的原因是_，该物质爆炸受热或撞击发生爆炸的可能原因_。（2）用氯酸钠制备高氯酸铵的流程可简略表示如下：（a）氯酸钠电解制备高氯酸钠的阴极反应是_。（b）第一步趁热过滤得到的晶体主要是_，可判断 70左右时氯化钠的溶解度_（填“大于”“小于”）高氯酸铵的溶解度。（c）上述生产过程控制结晶时温度很重要，你认为若高氯酸钠溶液加入氯化铵晶体不采用趁热过滤会造成的后果是_。（3）有人提出了一种制备高氯酸铵的方法，其流程可表示如下：（a）写出上述流程中过量氯气通入氢氧化钠中所发生反应的离子方程式_；（b）电解次氯酸生成氯酸时阳极的电极反应式_；（c）与（2）中制取高氯酸铵的方法相比较，这种方法的主要优点是_。（4）电解得到的高氯酸钠中氯酸钠的质量浓度为 3.22g/L。高氯酸钠原料中氯酸盐杂质量过大会影响产品高氯酸铵的稳定性，生产要求高氯酸钠原料中氯酸盐的质量分数0.02%。有人欲利用盐酸、双氧水来除去高氯酸钠溶液中的氯酸钠。查文献知，在酸性介质中，H2O2可跟 NaClO3发生氧化还原反应，反应中生成二氧化氯和氧气。写出上述实验中反应的化学方程式并标电子转移方向和数目_，指出该反应中的还原产物_。18、（1）能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，右图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。该合金储氢后，含 1mol La 的合金可吸附 H2的数目为 。在碱性介质上述合金储氢材料被用作可充电电池负极，则电池工作负极反应（2）以稀硫酸性介质，惰性电极作电极材料，并不断向电解质溶液中通入空气进行电解可得 O3与 H2O2，写出两极反应 阳极反应_;阴极反应_（3）在碱性介质中以惰性电极电解 K2MnO4可制备 KMnO4 阳极反应_;阴极反应_(4)燃煤烟气脱硫方法有多种。方法之一以亚硫酸钠吸收燃煤烟气得3NaHSO溶液，再惰性电极电解3NaHSO溶液制 H2SO4，用惰性电极电解3NaHSO溶液的装置如右图所示。阳极区放出的气体的成分为。（填化学式）1919、碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶 于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质 碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题：(1)碘是 (填颜色)固体物质，实验室常用 方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；阴极上观察到的实验现象是 。(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有 I。请设计一个检验电解液中是否有 I的实验方案，并按要求填写下表。要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。实验方法 实验现象及结论 (4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：步骤的操作名称是 ，步骤的操作名称是 。步骤洗涤晶体的目的是 。20、Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在 KOH 加入适量 AgNO3 溶液,生成 Ag2O 沉淀，保持反应温度为 80，边搅拌边将一定量 K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为 2AgNO34KOHK2S2O8 Ag2O22KNO3K2SO42H2O 回答下列问题：（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是 (2)银锌碱性电池的电解质溶液为 KOH 溶液，电池放电时正极的 Ag2O2 转化为 Ag，负极的 Zn 转化为 K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：。(3)准确称取上述制备的样品（设 Ag2O2仅含和 Ag2O）2.558g，在一定的条件下完全分解为 Ag 和 O2，得到 224.0mLO2（标准状况下）。计算样品中 Ag2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。参考答案 15 氧化（1 分）O22CO24e-=2CO32-(电极反应 2 分)CO+H2+O2=CO2+H2O（3 分）16.（14 分）（1）4OH2e=2H2O+O2（2 分）利用钠的沸点较低，使平衡正向移动；（2 分）1:2（2 分）（2）（2 分）；0.72g（3 分）；（3 分）17（1）高氯酸铵具有较强氧化物，研磨时高氯酸铵可跟有机物反应生成气体产物 受热或撞击时高氯酸铵可发生分解反应生成气体产物（2）（a）2H2O2e-=H2+2OH-（b）氯化钠 小于 （c）高氯酸铵损耗量增加（3）（a）Cl2（过量）+NaOH=HClO+NaCl （b）HClO+2H2O4e-=5H+ClO3-（c）既减少了复杂的分离提纯操作，又提高了产品纯度（4）2NaClO3+2HCl+H2O2=2NaCl+ClO2+O2+H2O 19（1）紫黑色 升华（2）23222(663)IeIIOHeIOH O或有气泡产生（3）实验方法 实验现象及结论 取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝。如果不变蓝，说明无I。（如果 变蓝，说明有I。）（4）冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质 解析：（2）阳极发生氧化反应失电子23222(663)IeIIOHeIOH O或。阴极区加入氢氧化钾溶液，电解氢氧化钾实质是电解水。（3）考查 I-的检验此题借助与碘单质遇淀粉变蓝色这一特性，要设法将碘离子转化为碘单质。（4）考查实验的基本操作。要求考生对整个流程分析透彻。20、(1)取少许最后一次洗涤滤液，滴入 12 滴 Ba(NO3)2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全（或取少许最后一次洗涤滤液，滴入 12 滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全）(2)Ag2O22Zn4KOH2H2O2K2Zn(OH)42Ag(3)n(O2)224mL/22.4LmL11000mL L11.000102 mol 设样品中 Ag2O2的物质的量为 x,Ag2O 的物质的量量为 y 248gmol1 x 232 gmol1 y 2.588 g x1/2 y 1.000102 mol x9.500103 mol y1.000103 mol w(Ag2O2)0.91。