题目内容

3．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料（C3H8O），下列说法正确的是（　　）
A．该装置将化学能转化为光能和电能
B．a电极的反应为：3CO2+18H+-18e-═C3H8O+5H2O
C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原
D．该装置工作时H+从b极区向a极区迁移

分析 A、该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能；
B、a与电源负极相连，所以a是负极阴极，电极反应式为：3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O；
C、电池总的方程式为：6CO2+8H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2C3H8O+9O2，即生成9mol的氧气，阴极有6mol的二氧化碳被还原，由此分析解答；
D、与电源正极相连的是电解池的阳极，负极相连的是电解池的阴极，a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动．

解答 解：A、该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，故A错误；
B、a与电源负极相连，所以a是阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O，故B错误；
C、电池总的方程式为：6CO2+8H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2C3H8O+9O2，即生成9mol的氧气，阴极有6mol的二氧化碳被还原，也就是1mol的氧气，阴极有$\frac{2}{3}$mol的二氧化碳被还原，所以被还原的二氧化碳为29.3g，故C错误；
D、a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H+从阳极b极区向阴极a极区迁移，故D正确；
故选D．

点评 本题考查电化学的相关知识，学生要清楚电解池的反应原理，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，以及离子的移动方向就可以迅速解题了，比较容易．

练习册系列答案
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13．X、Y、Z、M、R、W均为周期表中前四周期的元素．X的基态原子外围电子排布式为3s2；Y原子的L电子层的P能级上有一个空轨道；Z元素的基态原子最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子； M 的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；R是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素；W为过渡元素，它的基态原子外围电子排布成对电子数和未成对电子数相同且为最外层电子数的两倍．回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：
（1）W的基态原子的外围电子排布图为．其基态原子有7种能量不同的电子；
（2）R的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是HF分子中存在氢键．
（3）ZM3-空间构型为平面三角形，其中Z的杂化方式为sp2．
（4）W与YM易形成配合物W（YM）5，在W（YM）5中W的化合价为0；与YM分子互为等电子体的离子的化学式为CN-．
（5）W单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式，晶胞分别如下图A、B所示：
图B中原子堆积方式为面心立方密堆积，A、B中W原子的配位数之比为1：2．A、B晶胞的棱长分别为a cm和b cm，则A、B两种晶体的密度之比为b3：2a3．
（6）X和W组成的合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图甲（黑球代表W，白球代表X）．则该合金的化学式为FeMg2或Mg2Fe．
14．在生产生活中，卤族元素（F、Cl、Br、I）的单质及化合物用途广泛．
（1）溴元素在周期表中的位置为第四周期第ⅦA族．
（2）下列说法中正确的是BD．
A．CCl4和XeF2分子中各原子最外层均满足8e-结构
B．Cl2O5和Cl2O7都是酸性氧化物
C．氟非金属性强于氯，故氢氟酸的酸性强于盐酸
D．F-、Cl-、Br-、I-等离子的还原性逐渐增强
（3）已知：HCl的沸点是-85.0℃，HF的沸点是19.5℃．HF的电子式为；从HF、HCl混合气体中分离出HF的方法是冷凝．
（4）向NaClO浓溶液中加入Al2（SO4）3浓溶液，迅速生成大量白色沉淀，同时有无色气体产生．生成白色沉淀的离子方程式为3ClO-+Al3++3H2O=3HClO+Al（OH）3↓．无色气体的成分为O2、HCl．
（5）潮湿的氯气与碳酸钠粉末反应可用于制取氯的最低价氧化物，反应还同时生成两种盐，该反应的化学方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl．
（6）已知：还原性HSO3?＞I?，氧化性IO3?＞I2，在如图中画出向含3mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液的过程中，析出I2的物质的量与KIO3的物质的量之间关系的曲线．
11．石墨烯[如图（a）所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯[如图（b）所示]．

（1）图（a）中，1号C与相邻C形成σ键的个数为3．
（2）图（b）中，1号C的杂化方式是sp3，该C与相邻C形成的键角＜（填“＞”“＜”或“=”）  图（a）中1号C与相邻C形成的键角．
（3）若将图（b）所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有O、H（填元素符号）．
（4）石墨烯可转化为富勒烯（C60），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图（c）所示，M原子位于晶胞的棱上与内部．该材料的化学式为M3C60．
（5）碳的一种同素异形体--C60，又名足球烯，是一种高度对称的球碳分子．立方烷（分子式：C8H8，结构是立方体：（）是比C60约早20年合成出的一种对称型烃类分子，而现如今已合成出一种立方烷与C60的复合型分子晶体，该晶体的晶胞结构如图（d）所示，立方烷分子填充在原C60晶体的分子间空隙中．则该复合型分子晶体的组成用二者的分子式可表示为C8H8．C60

（6）碳的另一种同素异形体--石墨，其晶体结构如图（e）所示，虚线勾勒出的是其晶胞．则石墨晶胞含碳原子个数为4个．已知石墨的密度为ρg．cm-3，C-C键长为rcm，阿伏伽德罗常数的值为NA，计算石墨晶体的层间距为$\frac{\sqrt{3}}{16}$ρNAr2cm．
18．Ⅰ．今有a．盐酸，b．硫酸，c．醋酸三种酸，用酸的序号填写下列空白：
（1）在同体积，同pH的三种酸中，分别加入足量的NaHCO3粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是c＞b=a．
（2）在同体积、同浓度的三种酸中，分别加入足量的NaHCO3粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是b＞a=c．
（3）物质的量浓度为0.1mol/L的三种酸溶液的pH由大到小的顺序是c＞a＞b；如
果取等体积的0.1mol/L的三种酸溶液，用0.1mol/L的NaOH溶液中和，当恰好完全反应时，消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是b＞c=a．
Ⅱ．浓度均为0.1mol．L-1的溶液：①HNO3②H2SO4 ③CH3COOH ④Ba（OH）2 ⑤NaOH ⑥CH3COONa ⑦KCl ⑧NH4C1⑨NH3．H2O⑩NaHCO3；溶液的PH由小到大的顺序是：）②＜①＜③＜⑧＜⑦＜⑥＜⑩＜⑨＜⑤＜④ （填编号）．
（5）25℃时，pH=5的硫酸溶液中由水电离出的c（H+）是pH=3的盐酸中由水离出的c（H+）100倍．
8．煤炭中以FeS2形式存在的硫，在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应，有关反应的离子方程式依次为：
①2FeS2+7O2+2H2O $\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$ 4H++2Fe2++4SO42-；
②4Fe2++O2+4H+ $\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$ 4Fe3++2H2O；
③FeS2+2Fe3+ $\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$ 3Fe2++2S；
④2S+3O2+2H2O $\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$ 4H++2SO${\;}_{4}^{2-}$．
已知：FeS2中的铁元素为+2价．回答下列问题：
（1）根据质量守恒定律和电荷守恒定律，将上述①②离子方程式补充完整．
（2）反应③的还原剂是FeS2，反应④的还原产物是SO42-．
（3）观察上述反应，FeS2最终转化为FeSO4和H2SO4从煤炭中分离出来．
15．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①[Ne]3s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p5．则下列有关比较中不正确的是（　　）
A．最高正化合价：③＞②＞①B．原子半径：②＞①＞③
C．电负性：③＞①＞②D．第一电离能：③＞②＞①
12．X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大．XY2是形成酸雨的主要气体之一；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2+的3d轨道有9个电子．请回答下列问题：
（1）R基态原子的电子排布式是[Ar]3d104s1；
（2）Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是Cl．
（3）XY2-的立体构型是V形；
（4）Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是2：1．
（5）将R单质的粉末加入X气态氢化物的浓溶液中，不断鼓入空气充分反应，得到深蓝色的[R（NH3）4]（OH）2溶液，该反应的离子方程式是8NH3+2Cu+O2+2H2O=2[Cu（NH3）4]2++4OH-；；1mol[R（NH3）4]2+中含有的σ键的数目是16mol．
13．下列有关化学实验原理、操作以及现象预测和结论的叙述正确的是
（　　）
A．利用图1完成“用煤油来萃取溴水中的Br2”，充分振荡后静置，上层变橙红色，下层几乎无色
B．实验室制取纯净Cl2，可用图2装置除去Cl2中的HCl气体杂质
C．图3中，若A、B、C分别为浓硫酸、Na2SO3固体、石蕊溶液，则C中溶液先变红后褪色
D．图4中，若A为浓氨水，B为生石灰，C硝酸银稀溶液，实验中可看到C中先变浑浊后变澄清，说明AgOH具有两性

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