河北省邢台市南和县第一中学2019-2020学年高二上学期第三次月考化学试题
化学试题
可能用到的相对原子质量:C:12 H:1 O:16 N:14 Na:23 Cu:64 Al:27
一、单选题(1-10题每小题2分,11-20题每小题3分,共50分)
1.物质的量浓度相同的下列物质的水溶液中,NH4+浓度最小的是( )
A. NH4Cl B. NH4HSO4 C. CH3COONH4 D. NH4HCO3
【答案】D
【解析】
【分析】
根据NH4+的水解程度判断。
【详解】A. NH4Cl为强酸弱碱盐,NH4+水解使溶液显弱酸性,NH4+浓度较大;
B. NH4HSO4电离后生成NH4+、H+和SO42-,H+抑制了NH4+水解,NH4+浓度最大;
C. CH3COONH4为弱酸弱碱盐,CH3COO-对NH4+水解起到促进作用,水解程度增大,导致NH4+浓度较小;
D. NH4HCO3为弱酸弱碱盐,NH4+与HCO3-发生双水解,使NH4+水解程度增大,导致NH4+浓度最小;
答案选D。
2.暖宝宝是市场上常见的热敷、止痛、消肿贴剂。它由原料层、明胶层、无纺布袋层三部分组成,其中原料是由铁、石墨、活性炭、无机盐等合成的聚合物,构成了原电池,其中铁作( )
A. 负极 B. 正极 C. 阴极 D. 阳极
【答案】A
【解析】
【分析】
原电池中,铁粉失电子,发生氧化反应。
【详解】原电池的原料是由铁、石墨、活性炭、无机盐等合成的聚合物,其中铁失电子,作负极,石墨作正极;
答案选A。
3.下列叙述不正确的是( )
A. 碳棒可以用作原电池的负极
B. 任何化学反应都能设计成原电池
C. 原电池是将化学能转化为电能的装置
D. 原电池中电流流向和电子流向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A. 氢氧燃料电池中碳棒作负极,因此碳棒可以用作原电池的负极,A项正确,不符合题意;
B. 只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池,B项错误,符合题意;
C. 原电池是将化学能转化为电能的装置,C项正确,不符合题意;
D. 原电池中电流由正极流向负极,电子从负极流向正极,因此原电池中电流流向和电子流向相反,D项正确,不符合题意;
答案选B。
4.下列描述与盐类水解无关的是( )
A. NH4Cl与ZnCl2溶液可作为焊接金属时的除锈剂
B 用NaHCO3与Al2(SO4)2两种溶液可做泡沫灭火器
C. 饱和食盐水能使甲基橙显黄色
D. 硫化钠浓溶液有臭鸡蛋气味
【答案】C
【解析】
【分析】
A. 铁锈的主要成分是氧化铁,可与酸反应;
B. HCO3-与Al3+发生双水解,生成CO2和Al(OH)3;
C. 酸性、碱性和中性溶液都能使甲基橙显黄色;
D. Na2S为强碱弱酸盐,S2-可发生水解生成H2S。
【详解】A. NH4+水解使溶液显弱酸性,可与铁锈反应达到除锈的目的,与盐的水解有关,A项错误;
B. HCO3-与Al3+发生双水解,生成CO2和Al(OH)3,利用该原理制作泡沫灭火器,与盐的水解有关,B项错误;
C. 甲基橙的显色范围的pH为3.1-4.4,当pH>4.4
时,溶液均为黄色,因此酸性、碱性和中性溶液都能使甲基橙显黄色,与盐类的水解无关,C项正确;
D. Na2S为强碱弱酸盐,S2-可发生水解生成H2S,H2S为具有臭鸡蛋气味的气体,与盐的水解有关,D项错误;
答案选C。
5.在如图所示的水果电池中,外电路上的电子从Y电极流向X电极。若X电极为铜,则Y电极不可能是( )
A. 铁 B. 石墨 C. 锌 D. 铝
【答案】B
【解析】
【分析】
外电路上的电子从Y电极流向X电极,说明Y电极为负极,X电极为正极。
【详解】在原电池中活泼金属作负极,若X电极为铜,那么如Y为金属电极,则活泼性强于铜,因此铜与铁、锌、铝均可形成原电池,且铜均作正极,如铜与石墨形成原电池,那么铜作负极,石墨作正极,与题干不相符;
答案选B。
6.pH值为3的CH3COOH和pH为11的NaOH溶液等体积混合,混合后溶液pH为( )
A. pH<7 B. pH> 7 C. pH=7 D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】pH值为3的CH3COOH溶液中c(H+)=10-3mol/L,因为CH3COOH部分电离,故CH3COOH的物质的量浓度c(CH3COOH)>10-3mol/L。pH为11的NaOH溶液中c(OH-)===10-3mol/L,因为NaOH完全电离,故NaOH的物质的量浓度c(NaOH) =10-3mol/L,因此,等体积的CH3COOH溶液与NaOH溶液中n(CH3COOH)>n(NaOH),由反应式CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O可知CH3COOH
过量,混合后溶液显酸性,所以混合后溶液pH<7。答案选A。
7.下列有关沉淀溶解平衡的说法正确的是( )
A. Ksp(AB)小于Ksp(CD),则AB的溶解度小于CD的溶解度
B. 在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,氯化银的Ksp增大
C. 在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入KI固体,AgCl沉淀不可能转化为AgI沉淀
D. 在碳酸钙的沉淀溶解平衡体系中,通入CO2气体,溶解平衡不移动
【答案】A
【解析】
【分析】
A. 由于AB与CD分子组成形式相同,因此Ksp越大,溶解度越大;
B. Ksp只与温度有关,与浓度无关;
C. 由于AgCl与AgI分子组成形式相同,因此Ksp越大,溶解度越大,溶解度大的难溶物能转化为溶解度小的难溶物;
D. CO2能与CO32-反应,促进了沉淀溶解平衡正向移动。
【详解】A. 由于AB与CD分子组成形式相同,因此Ksp越大,溶解度越大,Ksp(AB)小于Ksp(CD),说明AB的溶解度小于CD的溶解度,A项正确;
B. Ksp只与温度有关,与浓度无关,因此在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入蒸馏水,氯化银的Ksp不变,B项错误;
C. 由于AgCl与AgI分子组成形式相同,因此Ksp越大,溶解度越大,溶解度大的难溶物能转化为溶解度小的难溶物,因Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),因此在氯化银的沉淀溶解平衡体系中,加入KI固体,AgCl沉淀可能转化为AgI沉淀,C项错误;
D. CO2能与CO32-反应,促进了沉淀溶解平衡正向移动,D项错误;
答案选A。
8.下列说法正确的是( )
A. 难溶电解质的溶度积越小,则它的溶解度越小
B. 溶度积常数与温度有关,温度越高,溶度积越大
C. 任何物质在水中都存在沉淀溶解平衡,溶解度的大小用Ksp表示
D. 升高温度,某沉淀溶解平衡逆向移动,说明它的溶解度是减小的,Ksp也变小
【答案】D
【解析】
【分析】
A. 不同类型的电解质无法由溶度积比较溶解度的大小;
B. Ksp与温度有关,温度越高,Ksp不一定越大;
C. 难溶物不一定是电解质;
D. 升高温度,沉淀的溶解平衡正向移动,根据离子的浓度变化判断Ksp的变化。
【详解】A. 同类型的难溶电解质Ksp越小,溶解度越小,不同类型的电解质无法由溶度积比较溶解度的大小,A项错误;
B. Ksp与温度有关,温度越高,Ksp可能增大也可能减小,若正反应为放热反应,温度越高,Ksp越小,若正反应为吸热反应,升高温度,Ksp越大,B项错误;
C.只有难溶的电解质在水中存在溶解平衡,C项错误;
D. 升高温度,沉淀的溶解平衡正向移动,如某沉淀的溶解平衡时放热反应,升高温度,平衡逆向移动,说明它的溶解度减小,离子浓度减小,Ksp变小,D项正确;
答案选D。
【点睛】解答本题时容易误认为只要Ksp越大,其溶解度就会越大。其实溶解度不只与Ksp有关,还与难溶物化学式中的各离子配比有关。只有同类型的难溶物的Ksp大小才可用于比较其溶解度大小。
9.25℃时,某溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-13mol/L,该溶液中一定不能大量共存的离子组是( )
A. NH4+、Fe3+、SO42-、Cl- B. CO32-、PO43-、K+、Na+
C. HPO42-、Na+、HCO3-、K+ D. Na+、SO42-、NO3-、Cl-
【答案】C
【解析】
【分析】
溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-13mol/L的溶液可以是酸溶液,也可以是碱溶液。
【详解】A. 若溶液为碱性溶液,NH4+和Fe3+均可以与OH-发生复分解反应而不能共存,但在酸性溶液中NH4+、Fe3+、SO42-、Cl-均可大量共存,A项错误;
B. 若溶液为酸性溶液,CO32-和PO43-均可以与H+发生复分解反应而不能共存,但在碱性溶液中CO32-、PO43-、K+、Na+均可大量共存,B项错误;
C. 若溶液为酸性溶液,HPO42-和HCO3-均可以与H+发生复分解反应而不能共存,若溶液为碱性溶液,HPO42-和HCO3-均可以与OH-
发生复分解反应而不能共存,因此不论溶液为酸性还是碱性,均不能大量共存,C项正确;
D. Na+、SO42-、NO3-、Cl-在酸性和碱性溶液中均可大量共存,D项错误;
答案选C。
【点睛】判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色(有色离子在无色溶液中不能大量共存)、二性(①在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子不能大量存在;②在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子不能大量存在)、三特殊(①AlO与HCO不能大量共存:②“NO+H+”组合具有强氧化性,与S2-、Fe2+、I-、SO等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存;③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存)、四反应(离子不能大量共存的常见类型有复分解反应型、氧化还原反应型、水解相互促进型和络合反应型4种)。
10.能表示人喝水时胃液的pH变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
人的胃中胃酸的主要成分是盐酸,为强电解质,喝水相当于将盐酸稀释,据此分析。
【详解】人的胃中胃酸的主要成分是盐酸,为强电解质,喝水相当于将盐酸稀释,无论人喝多少水将盐酸稀释多少倍,盐酸始终体现酸性,pH始终小于7;
答案选A。
【点睛】解答本题时要注意酸、碱溶液无限稀释时,pH只能约等于或接近于7,酸pH不能大于7,碱的pH不能小于7。
11. 配制下列溶液时常需加入少量括号内的物质,其中不是为了抑制离子水解的是
A. FeSO4(Fe) B. SnCl2(HCl) C. FeCl3(HCl) D.
NaAlO2(NaOH)
【答案】A
【解析】
【详解】A.FeSO4溶液中加入铁屑是防止Fe2+被氧化,与水解无关,A选;
B.SnCl2是强酸弱碱盐,在溶液中发生水解导致溶液变浑浊,加入HCl是为了抑制Sn2+水解,B不选;
C.FeCl3是强酸弱碱盐,在溶液中发生水解导致溶液变浑浊,加入HCl是为了抑制Fe3+水解,C不选;
D.偏氯酸钠是强碱弱酸盐,为了抑制偏铝酸根离子的水解,往往加入NaOH,D不选;
答案选A。
12.100℃时,盐酸与氨水混合,所得溶液pH=7,则此溶液中的关系正确的是( )
A. c(NH4+)=c(Cl-) B. c(NH4+)
c(Cl-) D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【分析】
100℃时,水的离子积大于10-14,当溶液pH=7时,溶液显碱性,即c(OH-) > c(H+),再根据电荷守恒分析判断。
【详解】100℃时,水的离子积大于10-14,当溶液pH=7时,溶液显碱性,即c(OH-) > c(H+),根据电荷守恒有c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-),因此c(NH4+)>c(Cl-);
答案选C。
【点睛】解答本题时掌握Kw只与温度有关没温度升高,Kw增大是关键。
13.将0.1mol/L的下列物质的水溶液,从常温加热到100℃,溶液的pH几乎不变的是(不考虑水的蒸发)( )
A. 硫酸铵 B. 氢氧化钠 C. 氯化钠 D. 硫酸
【答案】D
【解析】
【分析】
弱电解质的电离和盐类的水解均为吸热反应,升高温度促进了弱电解质的电离和盐的水解,导致溶液中水的离子积常数增大,根据H+的浓度来判断pH的变化。
【详解】A.硫酸铵为强酸弱碱盐,NH4+水解使溶液显弱酸性,升高温度促进了NH4+的水解,使H+浓度增大,pH减小,A项错误;
B. 氢氧化钠为强碱,升高温度OH-浓度不变,但升高温度时水的离子积变大,溶液中NaOH电离出的OH-浓度远大于水电离出的OH-浓度,因此溶液中OH-浓度几乎不变,H+浓度变大,pH减小,B项错误;
C. 氯化钠为强酸强碱盐,水溶液为中性,在水中完全电离,升高温度促进了电离,水的离子积增大,H+增大,pH减小,C项错误;
D. 硫酸是强酸,在水溶液中完全电离,升高温度,硫酸电离出的H+浓度远大于水电离出的H+浓度,H+浓度几乎不变,pH几乎不变,D项正确;
答案选D。
14.在如图所示装置中,观察到电流计指针偏转,M棒变细,N棒变粗,其中P为电解质溶液。由此判断M、N、P所代表的物质不可能是( )
M
N
P
A
Zn
Cu
稀硫酸
B
Fe
Cu
硫酸铜溶液
C
Zn
Ag
硝酸银溶液
D
Zn
Fe
硝酸铜溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【分析】
由装置图可知,该装置为原电池,M棒变细,N棒变粗,说明M为原电池的负极,N
为原电池的正极,据此分析判断。
【详解】A. M为Zn,N为Cu,电解质溶液为稀硫酸时,Zn为负极,逐渐变细,Cu为正极,由于电解质溶液为稀硫酸,所以在Cu棒表面会产生大量的气泡,A项错误,符合题意;
B. M为Fe,N为Cu,电解质溶液为硫酸铜时,Fe为负极,逐渐变细,Cu为正极,由于电解质溶液为硫酸铜,所以Cu2+得到电子生成Cu,附着在铜棒表面,使铜棒变粗,B项正确,不符合题意;
C. M为Zn,N为Ag,电解质溶液为硝酸银时,Zn为负极,逐渐变细,Ag为正极,由于电解质溶液为硝酸银,所以Ag得到电子生成Ag,附着在银棒表面,使银棒变粗,C项正确,不符合题意;
D. M为Zn,N为Fe,电解质溶液为硝酸铜时,Zn为负极,逐渐变细,Fe为正极,由于电解质溶液为硝酸铜,所以在Cu2+得到电子生成Cu,附着在铁棒表面,使铁棒变粗,D项正确,不符合题意;
答案选A。
【点睛】解答本题难点是正负极和现象的判断,一般来说:
15.利用电解法电解熔融的化合物制备金属,其中化合物选用不正确的是( )
A. 氯化镁 B. 氯化钠 C. 氯化钾 D. 氯化铝
【答案】D
【解析】
【分析】
冶炼活泼金属用电解法,K、Ca、Na、Mg用电解熔融的氯化物的方法冶炼,Al用电解熔融的氧化物的方法冶炼。
【详解】Al用电解熔融的氧化物的方法冶炼,因此冶炼金属时化合物选用不正确的是氯化铝;
答案选D。
16.下列关于电解池的叙述中不正确的是( )
A. 与电源正极相连的是电解池的阳极
B. 电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极
C. 电解质溶液导电过程是物理变化
D. 电解池和原电池中均发生氧化还原反应
【答案】C
【解析】
【详解】A. 与电源正极相连的是电解池的阳极,A项正确,不符合题意;
B. 电解池中电子从电源的负极沿导线流入阴极,B项正确,不符合题意;
C. 电解质溶液导电是阴阳离子在两个电极发生氧化还原反应的过程,属于化学变化,C项错误,符合题意;
D. 电解池和原电池中均发生氧化还原反应,D项正确,不符合题意;
答案选C。
17.用石墨作电极,电解1mol/L的下列物质的溶液,溶液的pH保持不变的是( )
A. HCl B. NaOH C. Na2SO4 D. NaCl
【答案】C
【解析】
【分析】
用石墨作电极,电解溶液时,通电一段时间后溶液的pH不变,说明电解质溶液中H+和OH-浓度不变,因此溶液中的电解质不是使酸、碱和氢之后的含氧酸盐或氢之前的氯化物、溴化物等。
【详解】A. 电解HCl溶液时,阳极上Cl-放电,阴极上H+放电,导致溶液中H+浓度减小,溶液的pH增大,A项错误;
B. 电解NaOH溶液时,阳极上OH-放电,阴极上H+放电,导致溶液中OH-浓度增大,溶液的pH增大,B项错误;
C. 电解Na2SO4溶液时,阳极上OH-放电,阴极上H+放电,相当于电解水,溶液的pH不变,C项正确;
D.电解NaCl溶液时,阳极上Cl-放电,阴极上H+放电,导致溶液中H+浓度减小,溶液的pH增大,D项错误;
答案选C。
18.碘可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。该电池反应为:2Li+I2=2LiI,下列说法正确的是( )
A. Li做负极,被还原 B. I2做正极,被氧化
C. H2O作电解质 D. 电子由Li电极流出
【答案】D
【解析】
【分析】
根据总反应可知,Li失去电子生成Li+,发生氧化反应,I2得到电子生成I-,发生还原反应,据此判断。
【详解】Li失去电子生成Li+,发生氧化反应,说明Li作负极,被氧化,I2得到电子生成I-,发生还原反应,说明I2作正极,被还原,电子从负极流向正极,即从Li流出,Li可与水反应,因此电解质不是水;
答案选D。
19.电解某溶液时,某一电极上有一种刺激性气味的气体产生,下列有关此电解反应的说法正确的是( )
A. 若另一极上也有气体产生,一定是氢气
B. 产生这种气体电极可能是阴极
C. 产生刺激性气味气体电极发生还原反应
D. 不能判断哪一极是正极
【答案】A
【解析】
【分析】
阴极只能是H2一种气体,且在阳极生成,是发生氧化反应得到的产物。
【详解】A. 某一电极上有一种刺激性气味的气体产生,若另一极也产生气体,那么只可能是H2一种气体,A项正确;
B. 若另一极也产生气体,那么只可能是H2一种气体, 且H2在阴极上产生,说明产生刺激性气味的气体的一极为阳极,B项错误;
C.阳极发生氧化反应,因此产生刺激性气味气体电极发生氧化反应,C项错误;
D.根据分析可知生成刺激性气味的气体的一极为阳极,另一极为阴极,D项错误;
答案选A。
20.下列有关电池的说法不正确的是( )
A. 手机上用的锂离子电池属于二次电池
B. 锌锰干电池中,锰是正极,锌是负极
C. 甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D. 铅蓄电池中,正极板上覆盖的是PbO2
【答案】B
【解析】
【详解】A. 手机上用的锂离子电池属于可充电电池,是二次电池,A项正确,不符合题意;
B. 锌锰干电池中,锌是负极,二氧化锰是正极,B项错误,符合题意;
C. 甲醇燃料电池的原理为原电池,是将化学能转化为电能的装置,C项正确,不符合题意;
D. 铅蓄电池中,铅作负极,二氧化铅作正极,D项正确,不符合题意;
答案选B。
二、填空题(每空2分,共50分)
21.现有下列离子:SO32-、Al3+、NH4+、Na+、SO42-、Fe3+、HCO3-、Br-、ClO-等离子,请按要求填空:
(1)在水溶液中,该离子水解呈碱性的是___。
(2)在水溶液中,该离子水解呈酸性的是___。
(3)不能在酸性较强的溶液里大量存在,也不能在碱性较强的溶液中大量存在的离子有___。
(4)既能在酸性较强的溶液里大量存在,又能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有___。
【答案】 (1). SO32-、HCO3-、ClO- (2). Al3+、NH4+、Fe3+ (3). HCO3- (4). Na+、SO42-、Br-
【解析】
【分析】
SO32-水解使溶液显若碱性,只能与H+反应生成弱电解质,即只能在碱性溶液中共存;
Al3+水解使溶液显酸性,只能与OH-反应生成弱电解质,即只能在酸性溶液中共存;
NH4+水解使溶液显酸性,只能与OH-反应生成弱电解质,即只能在酸性溶液中共存;
Na+不水解,既能酸性溶液中存在,也能在碱性溶液中存在;
SO42-不水解,既能在酸性溶液中存在,也能在碱性溶液中存在
Fe3+水解使溶液显酸性,只能与OH-反应生成弱电解质,即只能在酸性溶液中共存;
HCO3-水解使溶液显碱性,能与H+结合生成CO2和H2O,也能和OH-结合生成CO32-和H2O;
Br-不水解,既能在酸性溶液中存在,也能在碱性溶液中存在;
ClO-水解使溶液显碱性,只能与H+反应生成弱电解质,即只能在碱性溶液中共存;
【详解】根据分析可知:在水溶液中,该离子水解呈碱性的是SO32-、HCO3-、ClO-;在水溶液中,该离子水解呈酸性的是Al3+、NH4+、Fe3+;不能在酸性较强的溶液里大量存在,也不能在碱性较强的溶液中大量存在的离子有HCO3-;既能在酸性较强的溶液里大量存在,又能在碱性较强的溶液里大量存在的离子有Na+、SO42-、Br-。
22.(1)实验室在配制硫酸亚铁溶液时,常加入少量的___,目的是防止Fe2+水解,还要加入少量的___,目的是___。
(2)氯化铝溶液蒸干灼烧后得到的固体物质是___,原因是___。
(3)若要制取无水氯化镁,需要将水合氯化镁(MgCl2·6H2O)晶体在___加热蒸干,原因是___。
【答案】 (1). 稀硫酸 (2). 铁粉 (3). 防止Fe2+被氧化 (4). Al2O3 (5). Al3+水解生成Al(OH)3和HCl,加热蒸干时HCl挥发,剩下Al(OH)3,再灼烧时Al(OH)3分解生成Al2O3 (6). 干燥的HCl气流中 (7). 在干燥的HCl气流中,抑制了Mg2+的水解,且带走了MgCl2·6H2O受热产生的水蒸气,得到无水氯化镁
【解析】
【分析】
(1)Fe2+水解使溶液显弱酸性,还容易被氧化为Fe3+;
(2)Al3+水解生成Al(OH)3,灼烧时Al(OH)3发生分解;
(3)Mg2+容易发生水解,在酸性条件下可抑制其水解;
【详解】(1)Fe2+水解使溶液显弱酸性,为了防止Fe2+水解,配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的硫酸;Fe2+容易被氧化生成Fe3+,在配制溶液时可加入少量的铁粉,可以防止Fe2+被氧化为Fe3+;
(2)Al3+水解生成Al(OH)3,灼烧时Al(OH)3分解生成Al2O3;
(3)Mg2+容易发生水解,在干燥的HCl气流中,抑制了Mg2+的水解,且带走了MgCl2·6H2O受热产生的水蒸气,得到无水氯化镁;
23.写出下列原电池和电解池的电极反应式。
(1)CH3OH燃料电池,电解质为KOH:负极:____;正极:____。
(2)CH4燃料电池,电解质为熔融Na2CO3:负极:____;正极:____。
(3)电解Na2SO4溶液:阴极:____;阳极:____。
(4)电解NaCl溶液:阴极:____;阳极:____。
【答案】 (1). 2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O (2). 3O2+6H2O+12e-=12OH- (3). CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O (4). 2O2+4e-+CO2=CO32- (5). 2H++2e-=H2↑ (6). 4OH--4e-=2H2O+O2↑ (7). 2H++2e-=H2↑ (8). 2Cl--2e-=Cl2↑
【解析】
【分析】
(1)甲醇燃料电池中,燃料甲醇作负极,失电子发生氧化反应生成CO32-,O2作正极,得到电子,生成OH-;
(2)CH4燃料电池中,燃料甲烷作负极,失电子发生氧化反应生成CO2,O2作正极,得电子,发生还原反应生成CO32-;
(3)电解Na2SO4溶液相当于电解水,阴极H+得电子生成H2,阳极OH-失电子生成O2和水;
(4)电解NaCl溶液,阴极上H+得到电子生成H2,阳极上Cl-失去电子生成Cl2。
【详解】(1)甲醇燃料电池中,燃料甲醇作负极,失电子发生氧化反应生成CO32-,电极反应为:2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O,O2作正极,得到电子,生成OH-,电极反应为:3O2+6H2O+12e-=12OH-;
(2)CH4燃料电池中,燃料甲烷作负极,失电子发生氧化反应生成CO2,电极反应为:CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O,O2作正极,得电子,发生还原反应生成CO32-,电极反应为:2O2+4e-+CO2=CO32-;
(3)电解Na2SO4溶液相当于电解水,阴极H+得电子生成H2,电极反应为:2H++2e-=H2↑,阳极OH-失电子生成O2和水,电极反应为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(4)电解NaCl溶液,阴极上H+得到电子生成H2,电极反应为:2H++2e-=H2↑,阳极上Cl-失去电子生成Cl2,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑。
【点睛】本题的难点是电极反应的书写。书写电极反应时应注意:
24.如图所示,A、B、C三个装置中的烧杯分别盛有足量的CuSO4溶液。
(1)A、B、C三个装置中属于原电池的是___(填字母,下同),属于电解池的是___。
(2)A池中Cu电极上发生的是___(填“氧化”或“还原”)反应。
(3)B池中C是___极,Pt极发生的反应的电极反应式为___。
(4)C池反应过程中,CuSO4溶液的物质的量浓度___(填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 (1). A (2). BC (3). 还原 (4). 阴 (5). 4OH--4e-=2H2O+O2↑ (6). 不变
【解析】
【分析】
(1)根据装置图判断原电池和电解池;
(2)A池为原电池,硫酸铜溶液为电解质溶液,则活泼金属作负极,即Zn为负极,失去电子,发生氧化反应;Cu作正极,发生还原反应;
(3)B池为电解池,与电源正极连接的是阳极,原电源负极相连接的是阴极,因此Pt为阳极,C为阴极,阳极上OH-失去电子发生氧化反应,阴极上Cu2+得到电子发生还原反应;
(4)C池为电解池,阳极是铜,阴极是锌,阳极上Cu-2e-=Cu2+,阴极上Cu2++2e-=Cu。
【详解】(1)由装置图可知A装置为原电池,B和C装置为电解池;
(2)A池中Cu作正极,发生还原反应;
(3)B池为电解池,其中Pt为阳极,C为阴极,阳极上OH-
失去电子发生氧化反应,电极反应为:4OH--4e-=2H20+O2↑;
(4)C池为电解池,阳极是铜,阴极是锌,阳极上Cu-2e-=Cu2+,阴极上Cu2++2e-=Cu,阴极上析出的铜与阳极上溶解得铜相等,因此CuSO4溶液的物质的量浓度不变。
【点睛】解答本题时要注意原电池和电解池的区别,根据二者的结构特征判断原电池的正负极和电解池的阴阳极。
原电池
电解池
定义
将化学能转变成电能的装置
将电能转变成化学能的装置
形成
条件
①活泼性不同的两电极(连接)
②电解质溶液(电极插入其中并与电解质溶液或其中溶解的其他物质自发反应)
③形成闭合回路
④自发的氧化还原反应
①两电极分别接直流电源的正、负极
②两电极插入电解质溶液
③形成闭合回路
电极
名称
负极:较活泼金属
正极:较不活泼金属(或能导电的非金属)
阳极:与电源正极相连的极
阴极:与电源负极相连的极
电极
反应
负极:金属失电子,发生氧化反应
正极:溶液中的阳离子得电子,发生还原反应
阳极:氧化反应、溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子
阴极:还原反应,溶液中的阳离子得电子
电子
流向
负极正极
电源负极阴极
电源正极阳极