高考化学三轮冲刺专题提升练习卷电化学综合(2021年整理)

2018年高考化学三轮冲刺专题提升练习卷电化学综合
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电化学综合
1．【2017天津卷】某混合物浆液含有Al(OH）3、MnO2和少量Na2CrO4,。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用.回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅰ．固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）
（1）反应①所加试剂NaOH的电子式为_________。

B→C的反应条件为__________，C→Al 的制备方法称为______________.
（2)该小组探究反应②发生的条件.D与浓盐酸混合，不加热,无变化,加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。

由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）___________.
a．温度 b．Cl−的浓度 c．溶液的酸度
（3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·x H2O 的液态化合物，放热4。

28 kJ，该反应的热化学方程式为__________.
Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用
(4）用惰性电极电解时，2
CrO-能从浆液中分离出来的原因是__________,分离后含铬元素
4
的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式)。

【答案】（14分)（1）加热（或煅烧) 电解法(2）ac
（3）2Cl2（g)+ TiO2（s）+2C（s）===TiCl4（l）+2CO（g) ΔH=−85.6 kJ·mol−1
(4)在直流电场作用下，2
CrO-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液
4
24
CrO -和272Cr O - NaOH 和H 2 2．CO 、SO 2是主要的大气污染气体，利用化学反应原理是治理污染的重要方法。

I 、甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张。

利用CO 可以合成甲醇. （1） 已知:CO(g ）＋1/2O 2(g ）=CO 2（g) △H 1=－283.0kJ·mol －1
H 2(g)＋1/2O 2（g)=H 2O （l ） △H 2=－285。

8kJ·mol －1
CH 3OH （g ）＋3/2 O 2（g)=CO 2(g ）＋2H 2O （l) △H 3=－764.5kJ·mol －1
则CO （g)＋2H 2（g)=CH 3OH （g ） △H=____________kJ·mol －1
（2）一定条件下,在容积为2L 的密闭容器中充入1mol CO 与2 mol H 2合成甲醇 平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。

①在2 min 时测得容器内甲醇的浓度为0.25 mol·L －1
，则0－2 min 内CO 的平均反应速率为____mol·L －1
·min －1
，H 2的转化率为____。

②由图判断P 1_______P 2(填“＞” 、“〈” 或“=” ),理由是____________________________________ ③该甲醇合成反应在A 点的平衡常数K=____
④下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO 转化率的是____。

（填写相 应字母) A 、使用高效催化剂 b 、降低反应温度 c 、增大体系压强 D 、不断将CH 3OH 从反应混合物中分离出来
Ⅱ、某学习小组以SO 2为原料,采用电化学方法制取硫酸。

（3)原电池法:
该小组设计的原电池原理如右图所示。

该电池中右侧为________极，写出该电池负极的电极反应式 ____.
（4)电解法:
该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液，然后电解该溶液制得了硫酸。

原理如右图所示.
写出开始电解时阳极的电极反应式____________________
【答案】—90.1 0.125 50% 〈甲醇的合成反应是气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强转化率提高 48 C 正 SO2-2e—+2H2O= SO42—+4H+ HSO3—-2e-+H2O= SO42-+3H+ 3．（1)已知： 2SO 2（g）+O2(g)2SO3(g) △H=-XkJ/mol；
2NO(g）+O 2（g)2NO2(g) △H=—YkJ/mol。

则反应NO(g）+SO 2(g)SO3（g）+NO(g）的△H=______ kJ/mol。

（2）甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出热量222.5kJ，则甲烷燃烧的热化学方程式为____________。

（3）以KOH溶液为电解质溶液，依据(2）中反应设计一个原电池，其负极反应式为_______；
以H2SO4溶液为电解质溶液，将甲烷燃料电池中的甲烷改为C2H5OH,其负极反应式为_________。

（4)以上述甲烷燃料电池为电源，用铂电极电解1LCu （NO 3）2和KNO 3混合溶液，通电一段时间,两极均产生11.2L （标准状况）气体。

则电解后溶液的pH 为______(电解过程中溶液体积不变），原混合溶液中Cu 2+
的物质的量浓度为___________,假设电解过程中能量利用率为80％，在甲烷燃料电池中消耗的甲烷在标准状况下的体积为________L 。

【答案】
2
Y X - CH 4（g ）+2O 2（g)=CO 2（g)+2H 2O(l) ΔH=−890kJ/mol CH 4+10OH −−8e −
= 23CO -+7H 2O C 2H 5OH −12e −
+3H 2O=2CO 2+12H +
0 0.5mol/L 7
4．开发新能源是解决环境污染的重要举措，其中甲醇、乙醇、甲烷都是优质的清洁燃料，可
制作燃料电池.
（1)已知：①C 2H 5OH （l ）＋3O 2（g ）＝2CO 2(g ）＋3H 2O(g ） ΔH 1＝－1366.8kJ/mol x.k.。

w ②2CO（g ）＋O 2（g ）＝2CO 2（g) ΔH 2＝－566.0kJ/mol ③H 2O(g ）＝H 2O （l) ΔH 3＝－44 kJ/mol 。

乙醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：______________________。

（2）可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池。

如下图1，用Pt 作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气。

①写出燃料电池负极的电极反应式_________________。

②若利用该燃料电池提供电源，与图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜,则铁件应是_______极(填“A”或“B"）;当铁件的质量增重6。

4g 时，燃料电池中消耗氧气的标准状况下体积为________L 。

（3）某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后如上图2作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解
实验若每个电池甲烷通入量为 1 L(标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量表达式为_____________（法拉第常数F ＝9.65×l04
C/ mol)，最多能产生的氯气体积为_____L(标准状况）。

(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是：通电将Co 2+在阳极氧化成Co 3+
，生成的Co 3+
将甲醇氧化成CO 2和H +
(用石墨烯除去Co 2+
），现用如图3所示装置模拟上述过程，则Co
2+
在阳极的电极反应式为________________________除去甲醇的离子方程式为______________________________。

【答案】 C 2H 5OH （l ）＋2O 2(g)＝2CO （g)＋3H 2O(l ） ΔH 1＝－932.8kJ/mol CH 3OH －6e －
+ 8OH
－
＝CO 32－
＋6H 2O B 1。

12
4 Co 2+
－e
－
＝Co 3+(或6Co 2+－6e －＝6Co 3+） 6Co 3++CH 3OH+H 2O ＝6Co 2++CO 2↑+6H +
5．氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。

回答下列问题:
(1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_________（至少答出两点)。

但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：____________。

（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源.电解法制取有广泛用途的Na 2FeO 4，同时获得氢气：
Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑，工作原理如图1所示.装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42−，镍电极有气泡产生.若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。

已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

①电解一段时间后，c（OH−）降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室"）.
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______.
③c（ Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c（Na2FeO4)
低于最高值的原因:_____________.
【答案】（1）污染小；可再生；来源广;资源丰富;燃烧热值高；H2+2OH—-2e-=2H2O （5)①阳极室②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低
③M点：c(OH-）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢（或N点:c（OH-）过高，铁电极上有氢氧
化铁生成,使Na2FeO4产率降低)。

6．连二亚硫酸钠（）俗称保险粉，是一种强还原剂，工业上可通过吸收大气污染物（含有、NO等）制取，同时还可得到产品,工艺流程图如下(Ce为铈元素）：
请回答下列问题：
（1）装置Ⅰ中可生成。

常温下溶液呈酸性的原因是_____________。

（2）装置Ⅱ中酸性条件下,NO被氧化为时,氧化产物与还原产物的物质的量之比
为_______________。

(3)装置Ⅲ中阴极上的电极反应式为_______________。

若装置Ⅳ中的浓度为
11.5g·，要使1该溶液中的完全转化为,至少向装置Ⅳ中通入标准状
况下的____________L.
（4）在空气中容易被氧化,其反应方程式可能为：
①；
②。

请设计实验证明氧化时一定有反应②发生____________。

（5）一空气质子交换膜燃料电池原理示意图如下:
质子的流动方向为____________(“从A到B"或“从B到A”），负极的电极反应式为____________________。

【答案】 HSO 3—在溶液中存在电离平衡和水解平衡:HSO3-SO32-+H+,HSO3-+H2O H2SO3+OH-，由于HSO3-的电离程度大于水解程度，故溶液中的c（H+)＞c（OH—),溶液呈酸性 1：3 2HSO3-+2e—+2H+=S2O42-+2H2O 2。

8 取少量固体溶于水中，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明是②（或取少量固体溶于水中，若闻到刺激性气味，则证明是②）从A到B SO2—2e— +2H2O=SO42-+4H+
7．电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的Cr(VI)是主要污染物，可采用多种方法处理将其除去。

查阅资料可知:
①在酸性环境下，Cr（VI)通常以Cr2O72-的形式存在,Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+
②Cr2O72-的氧化能力强于CrO42—
③常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：
阳离子
Fe3
+
Fe2
+
Cr3
+
开始沉淀的
pH
1.
9
7。

4。

3
沉淀完全的
pH
3。

2
9。

5。

6
I．腐蚀电池法
(1）向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原Cr（VI)。

下列关于焦炭的说法正确的是________（填字母序号）.
a．作原电池的正极 b．在反应中作还原剂 c．表面可能有气泡产生
II．电解还原法
向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr（OH)3和Fe(OH）3沉淀生成排出,从而使废水中铬含量低于排放标准。

装置如右图所示.
（2）A极连接电源的________极，A极上的电极反应式是________。

(3）电解开始时,B极上主要发生的电极反应为2H++2e-=H2↑，此外还有少量Cr2O72—在B极
上直接放电，该反应的电极反应式为________。

(4）电解过程中，溶液的pH不同时，通电时间（t)与溶液中Cr元素去除率的关系如右图所示。

①由图知,电解还原法应采取的最佳pH范围为________。

a．2 ~ 4 b．4 ~ 6 c．6 ～ 10
②解释曲线I和曲线IV去除率低的原因：________.
【答案】 ac 正 Fe – 2e—Fe2+ Cr2O72- + 6e- + 14H+ 2Cr3+ + 7 H2O b 曲线I 的pH较小，此时Cr（IV)被还原生成的Cr3+难以生成Cr(OH）3沉淀，仍以Cr3+存在于溶液中，导致去除率较低；曲线IV的pH较大,铬元素主要以CrO42—存在，其氧化能力弱于Cr2O72-,Cr（IV)难以被还原继而生成沉淀,导致去除率较低
8．金属镁可用于制造合金、储氢材料、镁电池等。

已知: C（s）+ 1
2
O2（g)=CO(g) △H=-110.5kJ/mol；
Mg(g)+ 1
2
O2(g）=MgO（s）△H=-732。

7kJ/mol.
(1）一种制备镁的反应为MgO（s）+C(s)=Mg(g）+CO（g），该反应的△H=____________。

（2)一种用水氯镁石（主要成分为MgC12·6H2O) 制各金属镁工艺的关键流程如下：
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①为探究MgCl2·6H2O“一段脱水"的合理温度范围，某科研小组将MgCl2·H2O在不同温度
下分解，测得残留固体物质的X-射线衔射谱图如下图所示(X—射线衔射可用于判断某晶态物质是否存在）.
测得E中Mg元素质量分数为60.0%，则E 的化学式为_____.“一段脱水”的目的是制备MgC12·2H2O,温度不高于180℃的原因是_______________。

②若电解时电解槽中有水分,则生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应，使阴极表面产生MgO
钝化膜,降低电解效率。

生成MgO的化学方程式为_________________。

③该工艺中，可以循环使用的物质有_______________。

（3)Mg2Ni是一种储氢材料。

2.14gMg2Ni在一定条件下能吸收0。

896LH2 (标准状况下）生成X，X的化学式为______________.
（4）“镁-次氯酸盐"燃料电池的装置如图所示,该电池反应的总反应方程式为__________。

【答案】 +622。

2kJ/mol MgO 若温度太高，MgCl2转化为MgOHC1或MgO 2MgOHC1+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑ HC1、Cl2 Mg2NiH4 Mg+C1O—+H2O==Mg(OH）2+C1-
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