题目内容
9．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动．
（1）如上图Ⅰ为某实验小组依据氧化还原反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu（用离子方程式表示）
设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中通过0.2mol电子；
（2）其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极发生的电极反应为2H++2e-=H2↑
，这是由于NH4Cl溶液显酸性（填“酸性”、“碱性”或“中性”）．用吸管吸出铁片附近的溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，然后滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，溶液颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设：“溶液中的+3价铁被氧化为更高价态．”如果+3价铁被氧化为FeO42-，写出发生反应的离子方程式2Fe3++3Cl2+8H2O=2FeO42-+6Cl-+16H+
（3）其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨连成的∩形装置如图Ⅱ所示，一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液，现象是溶液变红，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；乙装置中石墨①为阴（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）极．
分析 （1）图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e-=Fe2+，石墨为正极，发生Cu2++2e-=Cu；
（2）NH4Cl在溶液中水解显酸性，酸性溶液中，正极上氢离子得电子；铁离子被氯气氧化为FeO42-；
（3）若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲装置为铁的吸氧腐蚀，乙为电解池装置．
解答 解：（1）图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e-=Fe2-，石墨为正极，发生Cu2++2e-=Cu，总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu；一段时间后，两电极质量相差12g，
则Fe+Cu2+═Fe2++Cu 两极质量差△m 转移电子
56g 64g 56g+64g=120g 2mol
12g n
n=0.2mol；
故答案为：Fe+Cu2+═Fe2++Cu；0.2；
（2）其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，NH4Cl在溶液中水解显酸性，酸性溶液中，正极上氢离子得电子，则石墨电极发生的电极反应为2H++2e-=H2↑；铁离子被氯气氧化为FeO42-，其反应的离子方程式为：2Fe3++3Cl2+8H2O=2FeO42-+6Cl-+16H+；
故答案为：2H++2e-=H2↑；酸性；2Fe3++3Cl2+8H2O=2FeO42-+6Cl-+16H+；
（3）若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，正极发生 O2+2H2O+4e-═4OH-，呈碱性，滴加酚酞，溶液变红，则乙装置与铜相连的石墨为阳极，与铁相连的石墨为阴极；
故答案为：溶液变红； O2+2H2O+4e-═4OH-；阴．
点评 本题综合考查原电池和电解池知识，侧重于电化学知识的综合运用的考查，题目难度中等，注意把握电极反应方程式的书写和电子守恒在计算中的应用为解答该题的关键．
| A． | K1闭合，铁棒上发生的反应为2H++2e-═H2↑ | |
| B． | K1闭合，石墨棒周围溶液的pH逐渐降低 | |
| C． | K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法 | |
| D． | K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.002 mol气体 |
| A． | 标准状况下，22.4 L H2O含有的分子数为 NA | |
| B． | 28g N2和N4组成的混合气体中含有的原子数为2 NA | |
| C． | 1 mol•L-1A1Cl3溶液中含有的Cl-数目为3 NA | |
| D． | 2.3 g Na与足量水反应，转移的电子数目为0.2 NA |
| A． | 0.1mol•L-1（NH4）2Fe（SO4）2溶液中；c（NH4+）+c（NH3•H2O）+c（Fe2+）=0.3mol•L-1 | |
| B． | 常温下，pH=6的NaHSO3溶液中：c（SO32-）-c（H2SO3）=9.9×10-7mol•L-1 | |
| C． | NH4HSO3溶液中滴加NaOH至溶液恰好呈中性：c（Na+）＞c（SO42-）=c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+） | |
| D． | 等浓度、等体积的Na2CO3和NaHCO3混合：$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$＞$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$ |
| A． | 反应中消耗的Zn的质量为97.5 g | B． | 气体A中SO2和H2的体积比为1：4 | ||
| C． | 反应中被还原的元素只有一种 | D． | 反应中共转移电子3 mol |
汽车尾气中的主要污染物是NO和CO．为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：（1）已知：2NO（g）+2CO（g）?2CO2（g）+N2（g）△H=-746.5KJ/mol（条件为使用催化剂）
2C （s）+O2（g）?2CO（g）△H=-221.0KJ/mol
C （s）+O2（g）?CO2（g）△H=-393.5KJ/mol
则N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol-1．
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
| 时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| C（NO）10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
| C（CO）10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
A．4.20 B．4.00 C．3.50 D．2.50
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如图所示：
| 实验 编号 | T/°C | NO初始浓 度/10-3mol•L-1 | CO初始浓 度/10-3mol•L-1 | 催化剂的比 表面积/m2•g-1 |
| ① | 350 | 1.20 | 5.80 | 124 |
| ② | 280 | 1.20 | 5.80 | 124 |
| ③ | 280 | 1.20 | 5.80 | 82 |
（4）将不同物质的量的H2O（g）和CO（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：H2O（g）+CO（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
| 实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所 需时间/min | ||
| H2O | CO | CO | H2 | |||
| ① | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
| ② | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
| ③ | 900 | a | b | c | d | t |
②若a=2，b=1，则c=0.6，达平衡时实验组②中H2O（g）和实验组③中CO的转化率的关系为：α2 （H2O）=α3 （CO）（填“＜”、“＞”或“=”）．
（5）CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准，该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇（Y2O3）和氧化锆（ZrO2）晶体，能传导O2-．
①负极的电极反应式为CO+2O2--2e-=CO32-．
②以上述电池为电源，通过导线连接成图一．若X、Y为石墨，a为2L 0.1mol/L KCl溶液，写出电解总反应的离子方程式2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2OH-．电解一段时间后，取25mL上述电解后的溶液，滴加0.04mol/L醋酸得到图二曲线（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）．根据图二计算，上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为2.8g．
| A． | 海水中含有丰富的碘元素，故碘被称为“海洋元素” | |
| B． | 溴化银是一种重要的感光材料，也可用于人工降雨 | |
| C． | 钠在盛有氯气的集气瓶中燃烧，火焰呈苍白色，产物为NaCl；铁在盛有氯气的集气瓶中燃烧，火焰呈棕黄色，产物为FeCl3 | |
| D． | 工业炼铁的设备是炼铁高炉，过程中加入石灰石的作用是除脉石（SiO2）造渣 |
| A． | Fe2O3与Al的反应属于吸热反应 | |
| B． | Fe2O3与NaN3反应，每消耗1molFe2O3产生9molN2 | |
| C． | Fe2O3与CO的反应属于置换反应 | |
| D． | 常温下K2FeO4在水中的溶解度比Na2FeO4的大 |
| 温度/℃ | 500 | 700 | 900 |
| K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
（2）反应①中的a大于 0（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）700℃时反应①达到平衡，要使得该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有（填序号）．
A．缩小反应器体积 B．通入CO2 C．升高温度到 900℃D．使用合适的催化剂
（4）如图图象符合反应①的是（填序号）（图中φ是混合物中CO的含量；T为温度）．
（5）反应③2Fe（s）+O2（g）═2FeO（s）△H3=2（a+b）kJ•mol-1．