题目内容

（1）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是            。(填字母)
A．C(s)+CO2(g)="2CO(g)" △H>0
B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1) △H<0
C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(1)△H<0
（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据（1）中所选反应设计一个原电池，     其正极的电极反应式为：                。
（3）利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。 若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于     （填M或者N）处，此时溶液中的阴离子向         极(填X或铁)移动。若X为锌，开光K置于M处，该电化学防护法称为：            。

（1）C；（2）O2+2H2O+4e-  =  4OH-；（3）N；X ；牺牲阳极的阴极保护法

解析试题分析：（1）根据原电池原理和题给信息知，能设计成原电池的反应必须是放热的氧化还原反应，A为吸热反应，B为复分解反应，C为放热的氧化还原反应，所以C符合原电池设计原理的要求，选C；
（2）将反应2CO（g）+O2（g）=2CO2（l）△H＜0，设计成原电池，该电池为燃料电池。依据原电池原理：负极区发生氧化反应，正极区发生还原反应知，燃料CO在负极区反应，助燃剂O2在正极区参加反应，结合以KOH溶液为电解质溶液，其正极电极反应式为：O2+2H2O+4e-  =  4OH-；
（3）装置图X为碳棒，若减缓铁的腐蚀，在原电池中铁做正极，电解池中铁做阴极；若置于M处形成原电池，铁做原电池负极被腐蚀，所以K应放置N处，形成电解池，铁做阴极被保护，溶液中阴离子移向阳极碳棒X；若X为锌，开光K置于M处，形成原电池，铁做原电池的正极被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
考点：考查原电池、电解池原理的分析应用

练习册系列答案
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氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　　　　，在导线中电子流动方向为        　　　　　（用a、b 表示）。
（2）负极反应式为　　　　　　　　。
（3）电极表面镀铂粉的原因为　　　　　                      。
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li+H22LiH
Ⅱ.LiH+H2O=LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　。
②由LiH与H2O作用，放出的224L（标准状况）H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为　　　    　mol。

如图所示，甲、乙两池的电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：

（1）把化学能转化为电能的装置是         （填“甲”或“乙”）。
（2）①若两池中均盛有CuSO4溶液，反应一段时间后，有红色物质析出的是甲池中的      棒，乙池中的         棒。
②乙池中碳极上电极反应式是                               。
（3）若两池中均盛有饱和NaCl溶液，
①写出乙池中总反应的化学方程式为                            ，
②若将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳极附近，发现试纸变       ，发生此现象的离子方程式为                                    ；若往乙池中滴入酚酞试液，         （填铁或碳）棒附近呈现红色。
③若乙池中通过0.02mol 电子后停止实验，反应后池中溶液体积是200mL，溶液混匀后的c(OH-)为              。

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛．研究铁及其化合物的应用意义重大．
I．水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关．
（1）自来水厂常用高铁酸钠（Na2FeO4）改善水质．简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理　                                                       　．
（2）碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血．工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Al（OH）3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
 
回答下列问题：
①写出反应I中主要发生的氧化还原反应的离子方程式　                       　．
②加入少量NaHCO3的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为　            　．
③在实际生产中，反应II常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若通入5.6L O2（标准状况），则相当于节约NaNO2的质量为　    　g．
④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe（OH）]2+离子，可部分水解生成[Fe2（OH）4]2+聚合离子．该水解反应的离子方程式为　                                     　．
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料．已知磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+．试写出该电池充电时的阳极反应式　                                                    　．

第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。

(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，甲电
极周围溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应_________。

(2)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为
2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，阴极的电极反应式是_____________________。
用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1 mol H2被消耗时，Cu2O的理论产量为______g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，该方法叫 ________。

工业上生产氯气常用电解槽中电解饱和食盐水，为了避免电解产物之间发生反应，常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分。下图（左图）为电解槽的示意图。

（1）这种阳离子交换膜，只允许溶液中的            通过。（填下列微粒的编号）
①H2  ②Cl2  ③H+ ④Cl－  ⑤Na+ ⑥OH－
（2）写出在电解过程中发生的电极方程式阳极：                             。
（3）已知某电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10kg，每小时能收集到标况下的氢气896L，而且两边的水不能自由流通。则理论上计算，电解后流出的氢氧化钠溶液的质量分数为                             。
（4）某化学课外兴趣小组设计了用电解法制取乙醇钠的工业方法，所用的电解槽如上右图所示，设计要求：①所用的交换膜不能让分子自由通过；②电解过程中消耗的原料是氢氧化钠和乙醇。回答下列问题：
①写出在电解过程中发生的电极方程式
阴极：                                      。
②最后从乙醇钠的乙醇溶液中分离得到纯净乙醇钠固体的方法是：           。

高铁酸钾（K2FeO4）是铁的一种重要化合物，具有极强的氧化性。
（1）将适量K2FeO4溶解于pH=4.74的溶液中，配制成c(FeO42－)=1.0×10－3mol·L－的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO42－)随时间变化的结果如图1所示。
该实验的目的是_______________________；FeO42－发生反应的△H____________0（填“＞”“＜”或“＝”）
（2）将适量K2FeO4分别溶解于pH=4.74、7.00、11.50的水溶液中，配制成c(FeO42－)=1.0×10－3 mol·L－的试样，静置，考察不同初始pH的水溶液对K2FeO4某种性质的影响，其变化图像见图2，800min时，在pH=11.50的溶液中，K2FeO4的浓度比在pH=4.74的溶液中高，主要原因是______________。
（3）电解法是工业上制备K2FeO4的一种方法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极溶液中加入KOH，即在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K2FeO4），说明           。电解时阳极发生反应生成FeO42－，该电极反应式为______________。
（4）与MnO2—Zn电池类似，K2FeO4—Zn也可以组成高铁电池，K2FeO4在电池中作正极材料，其电极反应式为FeO42－+3eˉ+4H2O→Fe(OH)3+5OHˉ，则该电池总反应的离子方程式为_______________。图3为高铁酸钾电池和高能碱性电池放电曲线，由此可得出的高铁酸钾电池的优点有_______________________、________________________。

由软锰矿（主要成分为MnO2)制备KMnO4的实验流程可表示如下：

(1)操作Ⅱ的名称是____________。
(2)可循环利用的物质____________(填化学式）。
(3)反应②的产物中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是______。
(4)反应②中“酸化”时不能选择下列酸中的______(填字母序号）
A．稀盐酸    B．稀硫酸     C．稀醋酸
(5)电解猛酸钾溶液也可以得到高锰酸钾，其阴极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，如下图，b作____________极，电解池的阳极反应式是____________；若电解过程中收集到2.24L H2(标准状况），则得到高锰酸 钾____________克。(提示：阴离子放电顺序MnO42->OH-）


CuCl2溶液中的铜主要以Cu(H2O)42+、CuCl42-形式存在，它们间有如下转化关系：Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl-CuCl42-(黄色)+4H2O；电解不同浓度的CuCl2溶液，均可看做Cu2+、Cl-直接放电。下图为电解浓度较大CuCl2溶液的装置，实验开始后，观察到丙中的KI-淀粉溶液慢慢变蓝。回答下列问题：

（1）甲电极的电极反应式为_________________。
（2）丙中溶液变蓝是乙电极产物与KI反应导致的，该反应的化学方程式为___。
（3）随电解的不断进行，U型管中溶液的颜色变化为__________；
A．由黄色变为浅蓝色    B．由蓝色变为浅黄色
溶液颜色变化的原因是_________________。
（4）当电解到一定程度，甲电极附近出现蓝色Cu(OH)2絮状物。经测甲电极附近溶液的pH＝a，此时甲电极附近溶液中c(Cu2+)＝______ mol·L-1。（已知：Cu(OH)2的Ksp＝2.2×10-20）
（5）电解较长时间后，丙中溶液的蓝色又会褪去，这是因为乙电极产物进一步将I2氧化为IO3-，该反应的离子方程式为_____________。

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