2023届高三化学二轮过关训练-原电池
一、单选题
1.(2022秋·辽宁盘锦·高三辽河油田第二高级中学校考期末)123 456 提出我国要在2030年实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和"。某科研小组用电化学方法将CO2转化为CO实现再利用,转化的基本原理如图所示。下列说法不正确的是
A.该装置能将化学能转化为电能
B.M上的电极反应方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+
C.工作一段时间后,N电极室中的溶液pH减小
D.当转化2molCO2时,有4molH+从左室穿过交换膜到达右室
2.(2023秋·新疆昌吉·高三奇台县第一中学校考期末)高铁电池是一种新型高能高容量电池,某高铁电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.M极电势高于N极电势
B.电池工作时,电子移动方向:M→A→N→M
C.N极的电极反应式为
D.电池工作一段时间后,正极区中pH变小
3.(2023秋·山西运城·高三康杰中学校考期末)化学与生产生活密切相关。下列有关说法不正确的是
A.家庭常用的锌锰碱性电池放电时,将化学能转化为电能
B.青铜比纯铜具有更高的硬度和更强的抗腐蚀性能
C.除去溶液中少量的,可选用固体
D.明矾是一种良好的净水剂,能够杀菌消毒净化水质
4.(2023春·四川眉山·高三校考阶段练习)M、N、P、E四种金属,已知:①M+N2+=N+M2+;②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中,M表面有大量气泡逸出;③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2++2e-=E,N-2e-=N2+。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是
A.P>M>N>E B.E>N>M>P C.P>N>M>E D.E>P>M>N
5.(2022秋·海南海口·高三校考期中)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意图如图所示。
该电池工作时,下列说法正确的是
A.电极(a)为正极
B.NH3在电极(a)上发生还原反应
C.电子由电极(a)经导线移动向电极(b)
D.K+向电极(a)移动
6.(2022秋·广东汕尾·高三统考期末)中国新能源汽车处于世界领先地位,某品牌电动汽车使用三元锂电池,总反应式为: 。下图是工作原理,隔膜只允许 X 离子通过,汽车加速时,电动机提供推动力,减速时,发电机将多余能量转化为电能储存。下列说法错误的是
A.减速时,电池充电;加速时,电池放电
B.加速时,电子的方向为:甲电极→电动机→乙电极
C.减速时,乙电极的反应为:
D.加速时,X 离子由甲经过隔膜向乙移动
7.(2023秋·天津北辰·高三天津市第四十七中学校考期末)下列叙述正确的是
A.铅酸蓄电池充电时,PbSO4在两电极上生成
B.煤的“气化”、煤的“液化”、煤的“干馏”都是化学变化
C.常温下,pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中,水电离的氢离子浓度相等
D.298 K时,反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>0
8.(2023秋·湖北·高三校联考期末)氢燃料电池汽车由于具备五大优势:零排放、零污染、无噪音、补充燃料快、续航能力强,而备受关注。某氢燃料电池汽车的结构如图所示:
下列说法不正确的是
A.电极A、B采用多孔电极材料的优点是能增大反应物接触面积
B.“电池”能将燃料电池产生的多余电能转化为化学能,以暂时存储起来
C.质子通过电解质溶液向电极B(通入O2的一极,下同)迁移
D.电极B的电极反应式为O2+4e +2H2O=4OH
9.(2023秋·广东广州·高三海珠外国语实验中学校考期末)下列实验操作和现象对应的结论正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 将铜片和铁片用导线连接插入浓硝酸中,铁片表面产生气泡 金属铜比铁活泼
B 常温下,测定同浓度NaA和NaB溶液的pH:NaA小于NaB 相同条件下,电离程度:HA小于HB
C 向含有酚酞的溶液中加入少量固体,溶液红色变浅 溶液中存在水解平衡
D 向溶液中先加入2滴溶液,产生白色沉淀,再加入2滴溶液,产生黄色沉淀
A.A B.B C.C D.D
10.(2022秋·江苏·高三校联考期中)周期表中第二周期元素及其化合物广泛应用于材料领域。锂常用作电池的电极材料;可用作超导体材料;冠醚是一种环状碳的化合物,可用于识别与;用于蚀刻微电子材料中、等,还常用于与联合刻蚀玻璃材料,可由电解熔融氟化氢铵()制得,也可由与反应生成,锂—铜空气燃料电池容量高、成本低。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能,放电时发生反应:,下列说法不正确的是
A.通空气时,铜被腐蚀,表面产生
B.放电时,正极的电极反应式为
C.放电时,透过固体电解质向极移动
D.整个反应过程中,总反应为:
11.(2023·全国·高三专题练习)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置。利用微生物处理有机废水,可获得电能,同时实现海水淡化。现以溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含的溶液为例)。下列说法不正确的是
A.a极电极反应为
B.b极为正极
C.隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜
D.当电路中转移电子时,模拟海水理论上除盐
二、原理综合题
12.(2023秋·北京海淀·高三北京二十中校考期末)氢能是一种清洁能源,按照生产过程中的碳排放情况分为绿氢、蓝氢和灰氢。
(1)煤的气化制得灰氢: 。该反应的平衡常数表达式_______,其随温度升高的变化趋势是_______。
(2)热化学硫碘循环分解水制得绿氢,全程零碳排放。反应如下:
反应i:
反应ii:
反应iii:……
反应i~iii循环实现分解水: 。
写出反应ⅲ的热化学方程式_______。
(3)甲烷水蒸气催化重整制得蓝氢,步骤如下。
I.的制取:
①为提高的平衡转化率,可采取的措施有_______(写出两条即可)。
II.的富集:
②已知830℃时,该反应的平衡常数。在容积不变的的密闭容器中,将与混合加热到830℃,反应达平衡时的转化率为_______。
③提高的转化率有助于的富集,请你在下图中画出的转化率随温度、压强变化的趋势_______。
III.的处理。
④HEM燃料电池可用于清除或者是富集,其原理如下图所示,请你尝试用化学用语表达该燃料电池正极吸收的原理:_______。
13.(2023秋·天津河东·高三统考期末)Ⅰ、某小组同学用下列试剂研究将转化为。(已知:,)
(1)实验操作:所用试剂:溶液,溶液,溶液;向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液,充分振荡后, ___________(将操作补充完整)。
(2)实验现象:上述实验中,沉淀由白色变为___________色现象可证明转化为。
(3)分析及讨论
①该沉淀转化反应的离子方程式是___________。
②定量分析。由上述沉淀转化反应的化学平衡常数表达式可推导:___________(列式即可,不必计算结果)。
③同学们结合②中的分析方法,认为教材中的表述:“一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现”,可进一步表述为对于组成形式相同的沉淀,___________(填“小”或者“大”)的沉淀转化为___________(填“更小”或者“更大”)的沉淀容易实现。
Ⅱ、某同学设计如图实验装置研究溶液和溶液间的反应(a、b均为石墨)。
(4)当K闭合后,发现电流计指针偏转,b极附近溶液变蓝。
①b极发生的是___________(填“氧化”或“还原”)反应。
②a极上的电极反应式是___________。
(5)事实证明:溶液与的溶液混合只能得到沉淀,对比(4)中反应,从反应原理的角度解释产生该事实的可能原因是与之间发生沉淀反应比氧化还原反应的速率或限度___________(填“小”或者“大”)。
14.(2022秋·北京海淀·高三清华附中校考期末)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,氨的用途广泛。
已知: kJ·mol
kJ·mol
(1)_______kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)
(2)目前工业合成氨的主要方法是Haber Bosch法:通常用以铁为主的催化剂在400~500℃和10~30MPa的条件下,由氮气和氢气直接合成氨。
①该反应放热,但仍选择较高温度,原因是_______。
②理论上,为了增大平衡时的转化率,可采取的措施是_______(写出1条)。
③将物质的量之比为1∶3的和充入2 L的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得平衡时数据如下:
物质
平衡时物质的量 0.2 0.6 0.2
该条件下的转化率为_______,平衡常数_______(可用分数表示)。
④若按以下浓度投料,其它反应条件与③相同,起始时反应进行的方向为_______(填“正向”、“逆向”或“无法判断”)。
物质
起始浓度(mol·L) 0.5 1.5 0.5
(3)图1是某压强下和按物质的量之比1∶3投料进行反应,反应混合物中的物质的量分数随温度的变化曲线。I是平衡时的曲线,II是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线,下列说法正确的是_______。
a.图中a点,容器内
b.图中b点,
c.400~530℃,II中的物质的量分数随温度升高而增大,原因是升高温度化学反应速率增大
(4)电化学气敏传感器可用于检测环境中的含量,其工作原理如图2所示。
①反应消耗的与的物质的量之比为_______。
②a极的电极反应式为_______。
15.(2023·重庆沙坪坝·重庆南开中学校考模拟预测)研究氮的氧化物(如:NO、、)和氮的氢化物都有广泛的用途,如:和可作为运载火箭的推进剂。
(1)已知: 。现将2mol 放入1L恒容密闭容器中,平衡体系中的体积分数()随温度的变化如图所示。
①d点v(正)_______v(逆)(填“>”“=”“<”)。
②a、b、c三点中平衡常数、、由小到大是_______。
③在时,的平衡转化率为_______;若平衡时的总压为100kPa,则该反应平衡常数_______(保留到小数点后1位)。
(2)NO氧化为的反应为:,该反应分如下两步进行:
Ⅰ. (较快)
Ⅱ. (较慢)
在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和,保持其它条件不变,控制反应温度分别为和,c(NO)随t(时间)的变化如图所示。
在反应时间相同时,条件下转化的NO量_______(填“大于”“等于”“小于”)条件下转化的NO量,其本质原因是_______(结合反应Ⅰ和Ⅱ的反应热进行分析)。
(3)肼除了可作火箭的推进剂外,还可用于新型环保电池中,电池工作原理如图所示。
①向_______移动(填“电极甲”或“电极乙”)。
②该电池的负极反应式为_______。
16.(2022秋·黑龙江牡丹江·高三牡丹江一中校考专题练习)二氧化碳的综合利用是实现碳达峰、碳中和的关键。
I.利用和合成甲醇,涉及的主要反应如下:
已知:a.
b.
c.
(1)计算_______。
(2)一定条件下,向密闭容器中充入物质的量之比为1:3的和发生上述反应,使用不同催化剂经相同反应时间,的转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图所示:
甲醇的选择性
①210-270℃间,在甲醇的选择性上,催化效果较好的是_______。
②210-270℃间,催化剂2条件下的转化率随温度的升高而增大,可能原因为_______。
II.工业上用和通过如下反应合成尿素:。t℃时,向容积恒定为的密闭容器中充入和发生反应。
(3)下列能说明反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.相同时间内,键断裂,同时有键形成
b.容器内气体总压强不再变化
c.
d.容器内气体的密度不再改变
(4)的物质的量随时间的变化如下表所示:
时间/min 0 30 70 80 100
1.6 l.0 0.8 0.8 0.8
的平衡转化率为_______;t°C时,该反应的平衡常数K=_______。
III.中科院研究所利用和甲酸(HCOOH)的相互转化设计并实现了一种可逆的水系金属二氧化碳电池,结构如图所示:
(5)放电时,正极上的电极反应为_______;若电池工作时产生a库仑的电量,则理论上消耗锌的质量为_______g。(已知:转移1mol电子所产生的电量为96500库仑)
三、工业流程题
17.(2023·全国·高三专题练习)三氧化二砷(As2O3)可用于治疗急性早幼粒细胞白血病。利用某酸性含砷废水(含H3AsO3、H2SO4)可提取As2O3,其工艺流程如图甲所示。
已知:①为两性氧化物;②易溶于过量的溶液中;③溶液在加热过程中会失水生成。
回答下列问题:
(1)中砷元素的化合价为_______。
(2)“焙烧”操作中,参与反应的化学方程式为_______。
(3)“碱浸”的目的是_______,滤渣Y的主要成分是_______(填化学式)。
(4)“氧化”操作的目的是_______(用离子方程式表示)。
(5)“还原、加热”过程中制得,则消耗标准状况下气体X的体积为_______L。
(6)砷酸钠()可用作可逆电池,装置如图乙所示,其反应原理为。为探究溶液对氧化性的影响,测得输出电压与溶液的变化关系如图丙所示。则a点时,盐桥中_______(填“向左”“向右”或“不”)移动,c点时,负极的电极反应式为_______。
18.(2023秋·辽宁朝阳·高三凌源市实验中学校考阶段练习)LiCoO2是锂离子电池的正极材料,一种利用钴渣(主要成分Co2O3,含少量Al2O3、CuO、CdO等杂质)制备LiCoO2的工艺流程如下:
(1)基态Co2+核外价电子的轨道表示式为_______。
(2)“酸浸”时通入SO2的目的是将Co3+还原为Co2+,写出Co2O3反应生成Co2+的离子方程式_______。
(3)已知常温下,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,欲使“除铝”后溶液中c(Al3+)=1.0×10-6 mol/L,则应调节溶液的pH为_______。
(4)“转化”时反应生成碱式碳酸钴的离子方程式为_______;写出由碱式碳酸钴制备LiCoO2的化学方程式_______。
(5)某锂离子电池的正极材料是LiCoO2,电池的工作原理如图所示:
①放电时,电极a的电极反应式为_______。
②当电路中通过0.4mol电子时,发生迁移的Li+的质量为_______。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【分析】由图可知,该装置为原电池,右侧二氧化碳中的+4价碳得到电子变为+2价碳,为正极,则左侧为负极,以此解题。
【详解】A.由图可知,该装置为原电池,能将化学能转化为电能,A正确;
B.M为电池的负极,在紫外光的作用下,水失去电子发生氧化反应生成O2,电极反应方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,B正确;
C.N为电池正极,电极反应式为CO2+2H++2e-═CO+H2O,当外电路转移4mol电子时,有4molH+从左室穿过交换膜到达右室,然后被CO2消耗,但溶液中水的量增加,因此N电极室的溶液pH增大,C错误;
D.电极反应式为CO2+2H++2e-═CO+H2O,当转化2molCO2时,外电路转移4mol电子,有4molH+从左室穿过交换膜到达右室,D正确;
答案选C。
2.C
【分析】由图可知,M电极为原电池的负极,碱性条件下铁失去电子发生氧化反应生成氢氧化亚铁,N电极为正极,水分子作用下高铁酸根离子得到电子发生还原反应生成氢氧化铁和氢氧根离子。
【详解】A.由分析可知,M极为负极,N极为正极,则负极M极电势低于正极N极电势,故A错误;
B.由分析可知,M极为负极,N极为正极,原电池工作时,电子由负极经过外电路流向正极,不经过电解质溶液,则电子移动方向为M→A→N,故B错误;
C.由图可知,N电极为正极,水分子作用下高铁酸根离子得到电子发生还原反应生成氢氧化铁和氢氧根离子,电极反应式为,故C正确;
D.由图可知,N电极为正极,水分子作用下高铁酸根离子得到电子发生还原反应生成氢氧化铁和氢氧根离子,电极反应式为,放电生成氢氧根离子,正极区溶液pH变大,故D错误;
故选C。
3.D
【详解】A.家庭常用的锌锰碱性电池为原电池,放电时,将化学能转化为电能,故A正确;
B.合金比纯金属具有更优良的物理、化学和机械性能,故青铜比纯铜具有更高的硬度和更强的抗腐蚀性能,故B正确;
C.FeCl3水解生成氢氧化铁和盐酸,CuO能与盐酸反应,加入CuO可促进FeCl3水解生成氢氧化铁沉淀而除去,故C正确;
D.明矾溶于水电离产生的铝离子水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体,可用于净水,不能用来杀菌消毒,故D错误;
故选:D。
4.A
【详解】①,M是还原剂、N是还原产物,所以M的还原性大于N;②M、P用导线连接放入稀硫酸中,M表面有大量气泡逸出,说明M是正极,则还原性P大于M;③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为,,说明N是负极,N的还原性大于E,则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是;
答案选A。
5.C
【分析】在a极,NH3反应之后生成N2,失去电子,电子通过导线流向正极让氧气得到电子,即a为负极、b为正极,在内部,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,形成闭合回路。
【详解】A.电极a为负极,A错误;
B.NH3在电极(a)上失去电子,发生氧化反应,B错误;
C.氨气失去的电子通过导线由电极(a)经导线移动向电极(b),氧气在电极(b)得到电子,C正确;
D.在原电池内部,阳离子向正极移动,即K+向电极(b)移动,D错误;
故选C。
6.C
【分析】放电过程中得电子结合a个Li+生成,电极反应式为+aLi++ae-=,LiaC6失电子生成6C和aLi+,电极反应式为LiaC6-ae-=aLi++6C。充电时失去a个Li生成,电极反应式为-ae-=+aLi+,6C得到ae-生成LiaC6,电极反应式为6C+ae-+aLi+= LiaC6。
【详解】A.减速时发电机将多余的能量转化为电能储存,减速时电池充电,加速时电动机提供推动力,电池放电,A正确;
B.加速时LiaC6放电,电子从甲电极经过电动机到乙电极,B正确;
C.减速时,乙电极的反应为-ae-=+aLi+,C错误;
D.加速时,乙电极为正极,X离子为Li+,Li+由甲经过隔膜向乙移动,D正确;
故答案选C。
7.B
【详解】A.铅酸蓄电池充电时,PbSO4在阳极发生氧化反应生成PbO2,PbSO4阴极发生还原反应生成Pb,所以铅酸蓄电池充电时,PbSO4在两电极上均消耗,故A错;
B.煤的“气化”是将在一定条件下将煤转化为可燃性气体,煤的“液化”是在一定条件下将煤转化为液体燃料,煤的“干馏”是指在一定条件下将煤转化为焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物,都是属于化学变化,故B正确;
C.升高温度盐酸与氯化铵溶液中的氢离子浓度均增大,但由于氯化铵为强酸弱碱盐,升高温度会促进铵根离子的水解,溶液中的氢离子浓度增大,即水电离的氢离子浓度增大,常温下,pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中,升温后水电离的氢离子浓度盐酸小于氯化铵溶液,故C错;
D.298K时,反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)的,常温下能自发进行,则,,故D错;
故选B。
8.D
【分析】氢燃料电池中氢气失去电子生成氢离子,故电极A为负极,电极B为正极。
【详解】A.多孔电极材料表面积大,吸附性强,能增大反应物接触面积,正确;
B.汽车行驶过程中,燃料电池产生的电能转化为电能,当汽车处于怠速等过程中,“电池”能将燃料电池产生的多余电能以化学能形式暂时储存起来,正确;
C.电极B通入氧气,发生还原反应,为正极,质子为阳离子,向原电池正极移动,正确;
D.电解质溶液为酸性溶液,电极反应应为4H++O2+4e =2H2O,错误。
故选D。
9.B
【详解】A.铁遇浓硝酸钝化,铜可与浓硝酸反应生成二氧化氮,因此铜作负极,发生氧化反应,铁作正极,发生还原反应,则正极上有二氧化氮生成,并不是因为金属铜比铁活泼,故A错误;
B.常温下,测定同浓度NaA和NaB溶液的pH:NaA小于NaB,说明A-水解程度更大,根据越弱越水解可知,相同条件下,电离程度:HA小于HB,故B正确;
C.碳酸根离子与钡离子反应生成沉淀,使碳酸根离子的水解平衡逆向移动,OH-浓度减小,溶液颜色变浅,故C错误;
D.硝酸银溶液是过量的,加入溶液,I-可与过量的Ag+产生黄色沉淀,故不能证明,故D错误;
故选B。
10.B
【详解】A.放电过程为,可知通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,故A正确;
B.根据电池反应式知,正极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-,故B错误;
C.放电时,阳离子向正极移动,则Li+透过固体电解质向Cu极移动,故C正确;
D.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时Cu2O转化为Cu,则整个反应过程中,铜相当于催化剂,氧化剂为O2,总反应为:,故D正确;
故选:B。
11.D
【分析】据图可知a极上CH3COOˉ转化为CO2和H+,C元素被氧化,所以a极为该原电池的负极,则b极为正极。
【详解】A.a极为负极,CH3COOˉ失电子被氧化成CO2和H+,结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+,故A正确;
B.由以上分析可知b极为正极,故B正确;
C.为了实现海水的淡化,模拟海水中的氯离子需要移向负极,即a极,则隔膜1为阴离子交换膜,钠离子需要移向正极,即b极,则隔膜2为阳离子交换膜,故C正确;
D.当电路中转移1mol电子时,根据电荷守恒可知,海水中会有1molClˉ移向负极,同时有1molNa+移向正极,即除去1molNaCl,质量为58.5g,则转移电子时,模拟海水理论上除盐,故D错误;
故选:D。
12.(1) 升高温度,平衡正向移动,平衡常数变大
(2)
(3) 增大水蒸气浓度、升高温度 80% 正极氧气得到电子发生还原生成氢氧根离子,氢氧根离子和二氧化碳反应生成碳酸根离子
【详解】(1)平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值,则由化学方程式可知,平衡常数表达式;反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数变大;
(2)反应i~iii循环实现分解水;已知:
反应i:
反应ii:
反应iiii:
由盖斯定律可知,反应iiii-2×i-ii得反应:,则反应ⅲ的热化学方程式;
(3)①反应为吸热的气体分子数增加的反应,为提高的平衡转化率,可采取的措施有增大水蒸气浓度、升高温度等。
②已知830℃时,该反应的平衡常数。在容积不变的的密闭容器中,将与混合加热到830℃;
反应为气体分子数不变的反应,则,a=1.6mol,的转化率为;
③反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,一氧化碳平衡转化率下降;图示为:
;
反应为气体分子数不变的反应,增大压强,平衡不移动,一氧化碳的平衡转化率不变,图示为:
;
④由图可知,正极氧气得到电子发生还原生成氢氧根离子,,氢氧根离子和二氧化碳反应生成碳酸根离子,二氧化碳在正极被吸收。
13.(1)再向其中加入4滴0.1mo/LKI溶液
(2)黄
(3) AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq) 小 更小
(4) 氧化 Ag-+e-=Ag
(5)Ag+与 I-之间发生沉淀反应比氧化还原反应的速率或限度大
【详解】(1)Ksp(AgCl)=1.8×10-10>Ksp(AgI)=8.5×10-17,将AgCl转化为AgI,向盛有2mL 0.1mol/L NaCl溶液的试管中先滴加硝酸银溶液生成氯化银沉淀,在滴入碘化钾溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,实现沉淀转化,向盛有2mL 0.1mol/L NaCl溶液的试管中,滴加2滴0.1mol/LAgNO3溶液,充分振荡后,再向其中加入4滴0.1mo/LKI溶液。
(2)向盛有2mL 0.1mol/L NaCl溶液的试管中先滴加硝酸银溶液生成氯化银沉淀,在滴入碘化钾溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,转化为。
(3)①沉淀转化反应是氯化银转化为碘化银,反应的离子方程式:AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq);
②AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq),平衡常数K=;
③一般来说,溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀容易实现,可进一步表述为:对于组成形式相同的沉淀,Ksp小的沉淀转化为Ksp更小的沉淀容易实现。
(4)①D当K闭合后,发现电流计指针偏转, b极附近溶液变蓝,I遇到淀粉变蓝色,则b极附近I-转化为I2,发生氧化反应;
②b极发生氧化反应,则b极为负极,则a极为正极,a极上的电极反应式为Ag-+e-=Ag。
(5)根据实验现象可知,Ag-与I-之间发生沉淀反应比氧化还原反应的速率或限度大,因此AgNO3溶液与KI溶液混合只能得到AgI沉淀,而不能发生氧化还原反应。
14.(1)
(2) 较高温度时反应速率较快,同时较高温度时催化剂的活性高 增大压强、适当增大氮气的浓度、分离液态氨气 33.3% 正向
(3)ac
(4) 3:4
【详解】(1)根据盖斯定律可知反应合成氨反应可由,则= kJ·mol-1,故答案为:;
(2)①该反应虽为放热反应,但高温条件能大大加快反应速率,同时催化剂在较高温度条件下活性最大,对速率的促进作用更大,故答案为:较高温度时反应速率较快,同时较高温度时催化剂的活性高;
②理论上,为了增大平衡时的转化率,需使平衡正向移动, 可采取增大压强、适当增大氮气的浓度、将产物氨气液化分离等措施提高氢气的转化率,故答案为:增大压强、适当增大氮气的浓度、分离液态氨气;
③由表中数据可知平衡时氨气的物质的量0.2mol,结合反应可知消耗的氢气为0.3mol,则氢气的转化率=;平衡常数K=,故答案为:33.3%;;
④此时Qc= ,反应正向进行,故答案为:正向;
(3)和按物质的量之比1∶3投料进行反应,设起始时两者物质的量分别为1mol、3mol,设氮气的消耗量为xmol,列三段式得:
由图1可得:n(NH3)%=,x=,此时容器中,故a正确;
图中b点氨气的物质的量分数小于同条件下平衡时氨气的物质的量分数,可知b点反应未平衡,反应向正向进行,,故b错误;
400~530℃,II中各点氨气的物质的量分数均小于平衡时物质的量分数,可知反应均未到达平衡状态,且都向正向进行,随温度的升高,反应速率加快,因此相同时间内的氨气的物质的量分数随温度升高而增大,故c正确;
故答案为:ac;
(4)①1mol氧气得4mol电子,1mol氨气生成氮气失3mol电子,根据得失电子守恒可知反应消耗的与的物质的量之比为3:4,故答案为:3:4;
②a电极氨气失电子生成氮气,电极反应为:,故答案为:;
15.(1) > 25% 26.7kPa
(2) 小于 升高温度有利于Ⅰ逆向移动,减小,浓度降低的影响大于温度对反应Ⅱ速率的影响
(3) 电极甲
【详解】(1)①由图可知,d点四氧化二氮的体积分数大于d点对应温度平衡时的体积分数,说明反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率,故答案为:>;
②该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数增大,由图可知,a、b、c三点温度依次增大,则平衡常数越大的大小顺序为,故答案为:;
③由图可知,温度为达到平衡时,四氧化二氮的体积分数为60%,设四氧化二氮的转化率为a,由题意可建立如下三段式:
由三段式数据可得:×100%=60%,解得a=0.25,则四氧化二氮的转化率为25%,反应平衡常数,故答案为:25%;26.7 kPa;
(2)一氧化氮与氧气的为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,一氧化二氮的浓度减小,由图可知,在相同时间内,条件下一氧化氮浓度大于条件下一氧化氮浓度,说明升高温度有利于反应Ⅰ逆向移动,二氧化二氮浓度减小的影响大于了温度对反应Ⅱ速率的影响,故答案为:升高温度有利于Ⅰ逆向移动,减小,浓度降低的影响大于温度对反应Ⅱ速率的影响;
(3)由图可知,通入氧气的电极乙为环保电池的正极,电极甲为负极;
①由分析可知,电极甲为负极,电池工作时,阴离子氧离子向负极电极甲移动,故答案为:电极甲;
②由图可知,通入氧气的电极乙为环保电池的正极,电极甲为负极,联氨在氧离子作用下做负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水,电极反应式为,故答案为:。
16.(1)
(2) 催化剂Ⅰ 升高温度,催化剂活性增大,反应速率加快,相同反应时间转化率增大
(3)bd
(4) 25
(5)
【详解】(1)根据盖斯定律,方程式,
(2)根据图中曲线,使用催化剂Ⅰ,甲醇的选择性较高;升高温度,催化剂Ⅱ活性增大,反应速率加快,在相同反应时间反应增多,转化率增大。
(3)对于反应:
a.相同时间内,键断裂,同时有键形成,都表示正反应速率,不能判断反应达平衡状态,a错误;
b. 容积恒定的容器中,反应前后气体分子数不相等,压强是变量,当容器内气体总压强不再变化,反应达平衡状态,b正确
c.,c错误;
d.根据,是变量,密度是变量,当容器内气体的密度不再改变,反应达平衡状态,d正确。故选bd。
(4)根据三段式,,
(5)放电时,正极上,电极反应为:,根据反应:,列式计算,。
17.(1)
(2)
(3) 将转化为,与分离
(4)
(5)448
(6) 向左
【分析】酸性含砷废水(含H3AsO3、H2SO4)加入Na2S和FeSO4得到As2S3和FeS沉淀,过滤将沉淀和滤液分离;As2S3和FeS在空气中焙烧得到As2O3、Fe2O3以及SO2,加入NaOH溶液溶解焙烧产物,As2O3反应生成Na3AsO3形成溶液,过滤得到的滤渣Y为Fe2O3,加入双氧水将Na3AsO3氧化得到Na3AsO4,通入二氧化硫和稀硫酸将Na3AsO4还原得到As2O3。
【详解】(1)由化合价代数和为0可知,亚砷酸中砷元素为+3价,故答案为:+3;
(2)由分析可知,硫化砷在空气中煅烧生成三氧化二砷和二氧化硫,反应的化学方程式为2As2S3+9O22As2O3+6SO2,故答案为:2As2S3+9O22As2O3+6SO2;
(3)由分析可知,碱浸的目的是将As2O3转化为Na3AsO3,与Fe2O3分离,滤渣Y为氧化铁,故答案为:将As2O3转化为Na3AsO3,与Fe2O3分离;Fe2O3;
(4)加入过氧化氢溶液氧化操作的目的是亚砷酸钠与过氧化氢溶液反应生成砷酸钠和水,反应的离子方程式为+H2O2=+H2O,故答案为:+H2O2=+H2O;
(5)由分析可知,向砷酸钠溶液中加入稀硫酸酸化得到砷酸,通入二氧化硫气体将砷酸还原为亚砷酸,亚砷酸受热分解生成三氧化二砷,由得失电子数目守恒可知,二者关系为AsO43-~SO2,生成1.98kg三氧化二砷时,根据砷元素守恒,反应消耗标准状况下二氧化硫的体积为
×2×22.4L/mol=448L,故答案为:448;
(6)由图可知,a点时,溶液pH为0,平衡向正反应方向移动,甲池中石墨电极为原电池的正极,乙池中石墨电极为负极,则盐桥中钾离子向左侧甲池移动;c点时,溶液pH减小,平衡向逆反应方向移动,乙池中石墨电极为正极,甲池中石墨电极为负极,在水分子作用下,亚砷酸根在负极失去电子发生氧化反应生成砷酸根离子,电极反应式为+H2O-2e-=+2H+,故答案为:向左;+H2O-2e-=+2H+。
18.(1)
(2)
(3)5
(4)
(5) 2.8g
【分析】钴渣酸浸后通二氧化硫将其还原为二价钴,然后调节溶液pH值使铝离子完全沉淀,过滤,滤液中加碳酸钠得到碱式碳酸钴粗品。将粗品再次溶于稀硫酸同时加硫化钠溶液,使Cd、Cu转化为硫化物沉淀除去;过滤得硫酸钴溶液,在溶液中加碳酸氢钠生成碱式碳酸钴,最后加碳酸锂空气中高温灼烧得到,据此分析解答。
【详解】(1)基态Co2+核外价电子排布式为,轨道表示式 ,故答案为:;
(2)Co2O3反应生成Co2+,1mol Co2O3得2mol电子,SO2被氧化为硫酸根离子,1mol SO2失2mol电子,根据得失电子守恒及元素守恒得到反应得离子方程式:,故答案为:;
(3)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33, “除铝”后溶液中c(Al3+)=1.0×10-6 mol/L,则,此时的 mol/L,pH值为5,故答案为:5;
(4)“转化”时钴离子与碳酸根反应生成碱式碳酸钴和碳酸氢根离子,反应离子方程式为:;碱式碳酸钴与碳酸锂空气混合在900℃高温条件下反应生成和二氧化碳,根据得失电子守恒及元素守恒得反应方程式:,故答案为:;;
(5)①由图中信息可知放电时锂离子流向a电极,a为正极,电极反应式为:;②由电极反应可知当电路中通过0.4mol电子时溶液中转移0.4mol锂离子,发生迁移的Li+的质量为:0.4mol ×7g/mol=2.8g,故答案为:;2.8g
