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专题10:电化学及其应用

【2015新课标Ⅰ卷理综化学】微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是

A.正极反应中有CO2生成
B.微生物促进了反应中电子的转移
C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
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【2015浙江理综化学】在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是

A.X是电源的负极
B.阴极的反应式是:H2O+2eˉ=H2+O2ˉ、CO2+2eˉ=CO+O2ˉ
C.总反应可表示为:H2O+CO2H2+CO+O2
D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1
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【2015天津理综化学】锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是

A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42)减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
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【2015四川理综化学】用下图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时,控制溶液PH为9~10,阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是

A.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式为:Cl+ 2OH-2e= ClO+ H2O
C.阴极的电极反应式为:2H2O + 2e= H2↑ + 2OH
D.除去CN的反应:2CN+ 5ClO+ 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl+ H2O
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【2015福建理综化学】某模拟"人工树叶”电化学实验装置如图所示,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.该装置工作时,H从b极区向a极区迁移
C.每生成1 mol O2,有44 gCO2被还原
D.a电极的反应为:3CO2+ 16H-18e= C3H8O+4H2O
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【2015江苏化学】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是

A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子
B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH-2e=2H2O
C.电池工作时,CO32向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e=2CO32
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【2015上海化学】研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是

A.d为石墨,铁片腐蚀加快
B.d为石墨,石墨上电极反应为:O2 + 2H2O + 4e → 4OH
C.d为锌块,铁片不易被腐蚀
D.d为锌块,铁片上电极反应为:2H+ + 2e → H2
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【2015上海化学】(本题共12分)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成下列填空:
(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式        
(2)离子交换膜的作用为:          
(3)精制饱和食盐水从图中       位置补充,氢氧化钠溶液从图中       位置流出。(选填“a”、“b”、“c”或“d”)
(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。
写出该反应的化学方程式      
(5)室温下,0.1 mol/L NaClO溶液的pH     0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH。(选填“大于”、“小于”或“等于”)。浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32–、CO32–、HSO3、HCO3 浓度从大到小的顺序为          
已知: H2SO3  Ki1=1.54×10-2  Ki2=1.02×10-7
HClO  Ki1=2.95×10-8
H2CO3  Ki1=4.3×10-7  Ki2=5.6×10-11

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【2015北京理综化学】研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HCO3-占95%,写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式:       
(2)在海洋循环中,通过下图所示的途径固碳。

①写出钙化作用的离子方程式:            
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O,用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:       +        ===(CH2O)x+x18O2+xH2O
(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础,测量溶解无机 碳,可采用如下方法:
①气提、吸收CO2,用N2从酸化后的还说中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下),将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。

②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为NaHCO3,再用xmol/LHCl溶液滴定,消耗ymlHCl溶液,海水中溶解无机碳的浓度=        mol/L。
(4)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。

①结合方程式简述提取CO2的原理:         
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是       

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【2015北京理综化学】为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe3++2I-2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下:

(1)待实验I溶液颜色不再改变时,再进行实验II,目的是使实验I的反应达到        
(2)iii是ii的对比试验,目的是排除有ii中         造成的影响。
(3)i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释原因:      
(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测i中Fe2+向Fe3+转化的原因:外加Ag+使c(I-)降低,导致I-的还原性弱于Fe2+,用下图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。

①K闭合时,指针向右偏转,b作       极。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO3溶液,产生的现象证实了其推测,该现象是        
(5)按照(4)的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了ii中Fe2+向Fe3+转化的原因,
①转化原因是       
②与(4)实验对比,不同的操作是      
(6)实验I中,还原性:I->Fe2+;而实验II中,还原性:Fe2+>I-,将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是         

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【2015海南化学】银是一种贵金属,古代常用于制造钱币及装饰器皿,现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题。
(1)久存的银制器皿表面会变黑,失去银白色的光泽,原因是         
(2)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向50mL0.018mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L-1的盐酸,混合后溶液中的Ag+的浓度为          mol·L-1,pH为         
(3)AgNO3溶液光照易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,其光照分解的化学方程式为         
(4)下图所示原电池正极的反应式为         

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【2015安徽理综化学】C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
(1)Si位于元素周期表第____周期第_____族。
(2)N的基态原子核外电子排布式为_____;Cu的基态原子最外层有___个电子。
(3)用“>”或“<”填空:

原子半径
电负性
熔点
沸点
Al_____Si
N____O
金刚石_____晶体硅
CH4____SiH4

(4)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。

0-t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是_____,溶液中的H+向___极移动,t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是______。

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【2015山东理综化学】(15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为__________溶液(填化学式),阳极电极反应式为__________,电解过程中Li+向_____电极迁移(填“A”或“B”)。

(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:

Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为_____________,铁渣中铁元素的化合价为___________,在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2的体积为1.344L(标准状况),则钴氧化物的化学式为__________。

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【2015重庆理综化学】我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第      周期。
(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为     
(3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是    

A.降低了反应的活化能 B.增大了反应的速率
C.降低了反应的焓变 D.增大了反应的平衡常数

(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为           
(5)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。

①腐蚀过程中,负极是       (填图中字母“a”或“b”或“c”);
②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈u2(OH)3Cl,其离子方程式为            
③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为     L(标准状况)。

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【2015新课标Ⅱ卷理综化学】酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉,MnO2,ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料,有关数据下表所示:
溶解度/(g/100g水)

化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10-17
10-17
10-39

回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为            ,电池反应的离子方程式为:     
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟,理论上消耗Zn     g。(已经F=96500C/mol)
(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通过____分离回收;滤渣的主要成分是MnO2、______和      ,欲从中得到较纯的MnO2,最简便的方法是          ,其原理是      
(4)用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需去除少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和H2O2溶解,铁变为_____,加碱调节至pH为       时,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱调节至pH为_____时,锌开始沉淀(假定Zn2浓度为0.1mol/L)。若上述过程不加H2O2后果是        ,原因是      

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