4．(2009·山东)Zn­MnO₂干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl₂­NH₄Cl混合溶液。

(1)该电池的负极材料是________。电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负

极”)。

(2)若ZnCl₂­NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu²⁺。会加速某电极的腐蚀，其主要原因是

______________________________________________________________________。

欲除去Cu²⁺，最好选用下列试剂中的________(填序号)。

a．NaOH　 b．Zn　 c．Fe　 d．NH₃·H₂O

(3)MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液。阴极的电极反应

式是________。若电解电路中通过2 mol电子，MnO₂的理论产量为________g。

解析：本题考查电化学原理。(1)由原电池原理可知，负极材料是Zn，电池工作时，

电子由负极经外电路流向正极。(2)在金属活泼性顺序表中，Cu排在Zn的后面，Cu²⁺

能将Zn氧化为Zn²⁺，从而使Zn电极受到腐蚀，利用反应Cu²⁺+Zn===Cu+Zn²⁺，

可用Zn除去Cu²⁺，另外几种试剂在除Cu²⁺时会引入杂质。(3)电解时阴极发生还原反

应，溶液中的H⁺在阴极得电子被还原。由关系式Mn²⁺―→MnO₂―→2e^－可得电路中通

过2 mol电子时，MnO₂的理论产量为87 g。

答案：(1)Zn(或锌)　正极

(2)锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀　b

(3)2H⁺+2e^－===H₂↑　87

考点3 电解原理的应用

3．(2009·广东)可用于电动汽车的铝­空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电

解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是　　　　　　　 (　)

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O₂+2H₂O+4e^－===4OH^－

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al+3OH^－－3e^－===Al(OH)₃↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

解析：B项，负极反应为Al－3e^－+4OH^－===[Al(OH)₄]^－，总反应为4Al+3O₂+4NaOH

+6H₂O===4Na[Al(OH)₄]，从总反应看，电池工作过程中电解液的pH增大，B、C不

正确；电池工作时，电子通过外电路由负极到正极，D项不正确。

答案：A

2．(2009·山东)金属铝的生产是以Al₂O₃为原料，在熔融状态下进行电解：

2Al₂O₃750-970℃通电，Na3AlF64Al+3O₂↑

请回答下列问题：

(1)冰晶石(Na₃AlF₆)的作用是_______________________________________________。

(2)电解生成的金属铝是在熔融液的________(填“上层”或“下层”)。

(3)阴极和阳极均由________材料做成；电解时不断消耗的电极是________(填“阳极”

或“阴极”)。

(4)铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思

想的是将回收铝做成________(填代号)。

a．冰晶石　 b．氧化铝　 c．铝锭　 d．硫酸铝

解析：本题考查工业中铝的冶炼原理。工业中利用电解Al₂O₃冶炼Al，因Al₂O₃熔点

高，通过加冰晶石降低其熔点，降低生产成本。电解时阳、阴极电极材料均为石墨，

因阳极生成O₂，高温下O₂将石墨氧化为CO₂，所以电解时阳极石墨需定期补充。

为充分利用能源，减少废弃物排放，可将回收铝做成铝锭。

答案：(1)降低Al₂O₃的熔化温度　(2)下层　(3)碳素(或石墨)　阳极　(4)c

考点2 原电池原理的应用--化学电源

1．向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。

向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到

的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g。则下列关

系不正确的是　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　(　)

A．c＝　 B．p＝m+　 C．n＝m+17Vc　 D.m<p<m

解析：着重考查“守恒法”和“极限法”等常用运算技巧。

设Mg、Al物质的量分别为x mol、y mol，根据题意写出物质之间的关系式：

Mg　-　H₂↑，　Al　-　H₂↑；

x mol　 x mol　 y mol　 1.5y mol

故x+1.5y＝①

H₂SO₄--H₂　--　2KOH--K₂SO₄

　 mol　 c·V·10^－3 mol

得：×2＝c·V×10^－3②

故A项正确。

沉淀为Mg(OH)₂和Al(OH)₃：

则n＝m+m(OH^－)＝m+(2x+3y)×17m+c·V·17×10^－3，故C错。

沉淀灼烧后得到固体为Al₂O₃和MgO，计算方法类似：p＝m+(x+1.5y)×16

m+，B项对。

MgO，p₁＝×40＝；若全部是Al，则Al→MgO，p₁＝×40＝；若全部是Al，

则Al→Al₂O₃，p₂＝××102＝m。当然实际应介于二者之间。

答案：C

15．常温下在密闭容器中通入2 mL某烷烃和13 mL O₂，点火爆炸后除掉生成的CO₂和H₂O，再通入6 mL O₂，再点火爆炸，此时O₂有剩余。求该烷烃的分子式和可能的结构简式。若其一卤代物有4种，命名此烷烃。

解析：设烷烃的分子式为C_nH_2n+2，反应消耗的O₂为a mL

C_nH_2n+2+O₂nCO₂+(n+1)H₂O

1　　　

2 　　　　a

1∶2＝∶a　 　a＝3n+1

根据题意：由13<a<19

得13<3n+1<19，

解得：4<n<6

因为n为正整数，所以n＝5，分子式为C₅H₁₂。

答案：该烷烃的分子式为C₅H₁₂

可能的结构简式：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃、C(CH₃)₄、(CH₃)₂CHCH₂CH₃。

若其一卤代物有4种，则烷烃名称为2?甲基丁烷。

14．已知某种燃料含有碳、氢、氧3种元素。为了测定这种燃

料中碳和氢两种元素的质量比，可将气态燃料放入足量的　

氧气中燃烧，并使产生的气体全部通入如图所示的装置，

得到如下表所列的实验结果(假设产生的气体完全被吸收)

根据实验数据求：

(1)实验完毕后，生成物中的水的质量为________g，

假设广口瓶里生成一种正盐，其质量为________g；

(2)生成的水中氢元素的质量为________g；

(3)生成的二氧化碳中碳元素的质量为________g；

(4)该燃料中碳元素与氢元素的质量比为________；

(5)已知这种燃料的每个分子中含有一个氧原子，

则该燃料的分子式为________，结构简式为________。

解析：(1)m(H₂O)＝102.9 g－101.1 g＝1.8 g

m(CO₂)＝314.2 g－312.0 g＝2.2 g

则n(CaCO₃)＝n(CO₂)＝0.05 mol

m(CaCO₃)＝5 g

(2)m(H)＝m(H₂O)×＝1.8 g×＝0.2 g

(3)m(C)＝m(CO₂)×＝2.2 g×＝0.6 g

(4)m(C)∶m(H)＝0.6 g∶0.2 g＝3∶1

(5)该燃料分子中C、H的原子个数比为：

n(C)∶n(H)＝∶＝1∶4

据碳四价的原则知，当有机物分子中的碳氢原子个数比为1∶4时，分子中只能含CH₄，而不能为CH₄的整数倍，又因为每个分子中含有一个氧原子，则该燃料的分子式为CH₄O，结构简式为CH₃OH。

答案：(1)1.8　5　(2)0.2　(3)0.6　(4)3∶1　(5)CH₄O　CH₃OH

13．完成下列各题：

(1)乙烷(CH₃CH₃)可认为是甲基(-CH₃)取代了甲烷中的1个氢原子生成的，丙烷

(CH₃CH₂CH₃)可认为是甲基取代了乙烷中的1个氢原子生成的，依次类推。请结合甲烷

的结构特点分析：丙烷分子中的3个碳原子能在一条直线上吗？正丁烷H₃CH₂CH₂CH₃)

的4个碳原子最可能的构型是怎样的？________________________________________________________________________。

(2)键线结构式是以线表示共价键，每个折点和线端点处表示一个碳原子，并省略书写

氢原子的一种表示有机化合物结构的方式，如异丁烷要表示为“”

，请分析这一表示方式的要领，试用键线结构式写出戊烷(C₅H₁₂)的

同分异构体________、________、________。

解析：(1)由于甲烷为空间正四面体结构，4个氢原子均位于正四面体的4个顶点，故甲

基(-CH₃)中各化学键的夹角类似于甲烷中的C-H键键角。当形成丙烷时，甲基取代了

乙烷分子中的1个氢原子，新形成的C-C键与乙烷中的C-C键的夹角类似于甲烷中的

C-H键之间的夹角，此问题也可理解成2个甲基(-CH₃)同时分别取代了甲烷分子中的2

个氢原子而形成丙烷，故3个碳原子的相对位置是“　　　 ”字状。同理可推知，正丁

烷的4个

碳原子应呈锯齿状“”排列。

(2)戊烷的3种同分异构体的结构简式分别为：

结合键线结构式的表示方式分别写作。

答案：(1)不能；呈锯齿状

(2)　

12．在烷烃同系物中，有一类是由等“碎片”组成的，且数量众多。现在请你写出由上述“碎片”组成的、相对分子质量最小的、属于直链烷烃的结构简式，并用系统命名法给其中一个命名。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

11．有下列各组物质：

(1)________组两物质互为同位素。

(2)________组两物质互为同素异形体。

(3)________组两物质互为同系物。

(4)________组两物质互为同分异构体。

(5)________组两物质是同一物质。

答案：(1)B　(2)A　(3)C　(4)　 D　(5)E、F

10．在通常状况下，37.0 g由气态烷烃组成的混合物完全燃烧消耗4.25 mol O₂，则此混

合物可能组成的方式最多有(　)

A．3种　　 B.4种　　 C.5种　　 D.6种

解析：由烷烃通式C_nH_2n+2燃烧，可计算出混合物中烃分子的平均碳

原子数为n+＝4.25

n＝2.5，由于气态烷烃的碳原子数小于4，故有4种组合，即CH₄与C₃H₈，CH₄与

C₄H₁₀，C₂H₆与C₃H₈，C₂H₆与C₄H₁₀。

答案：B