【化学人】电化学II。

1．（08山东省淄博高三模拟）（18分）在用FeSO4溶液与NaOH溶液反应制备白色的Fe(OH)2时，出现了“白色沉淀迅速转变为灰绿色，最后逐渐变成红褐色”的实验现象，如何解释出现灰绿色的现象，探究小组的同学产生了不同的观点：
        ①灰绿色物质就是红褐色的氢氧化铁跟白色的氢氧化亚铁的简单混合物；
     ②灰绿色物质是铁的一种新的氢氧化物，但其中不含Fe3+离子。
    （1）验证观点①不正确的实验操作是：                                 ，
         验证观点②所需的试剂有：                                        。
    （2）某同学查阅资料后，得到Fe(OH)2如下信息：
资料名称     Fe(OH)2性质描述
《化学辞典》（顾翼东偏）；第637页。     与空气接触易被氧化，将细粉喷于空气中，则立即燃烧出火花
《大学普通化学（下册）》（傅鹰著）；第637页     此沉淀易被氧化成灰绿色的Fe3(OH)8
《普通化学教程》（下册）；第788页。     能强烈吸收O2，迅速变成棕色Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为灰绿色，其中含有Fe2+、Fe3+。
     阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色的现象的解释是：
                                                                              。
         探究小组的同学在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下4个实验方案：
         甲方案：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。
     乙方案：应用钢铁吸氧腐蚀的原理，设计电池制备Fe(OH)2。
     丙方案：按图实验，制备Fe(OH)2。
     丁方案：按图实验，制备Fe(OH)2。
（苯的作用是使电解质溶液隔绝空气）
     回答下列问题：
     ①在甲方案中，所用FeSO4样品通常部分被氧化，写出在配制FeSO4溶液时，其操作过程及反应的离子方程式：                                           。
②在乙方案中，正极的电极反应式是：                                     。你认为该方案是否可行？                   ，若不可行请说明理由（若可行，则该空不需回答）：                   。
③在丙方案中，当容器B、A中均加入试剂并塞好橡皮塞后，还需要进行的操作是                            。
④在丁方案中，在两电极之间的溶液中首先观察到白色沉淀。请写出b电极的电极反应式：                               。则其电解质溶液可以是下列三项中的              。
A．蒸馏水    B．NaC1溶液     C．NaOH溶液
答案（1）取红色和白色固体粉末混合均匀后，若混合物的颜色不为灰绿色，则证明观点不正确。（2分）盐酸或稀硫酸、KSCN溶液。（2分）
（2）Fe（OH）2 易被氧化成灰绿色的Fe3（OH）3 Fe2+、Fe3+（2分）。
①向盛有蒸馏水的烧杯中加入一定量的硫酸，再将样品置于其中，搅拌溶解；然后加入过量的还原铁粉，反应为：2Fe3++Fe=3Fe3+，搅拌、静置，上层清液即为所要配置的FeSO4溶液。（2分）
②O2+2H2O+4e-=4OH-（2分）
否（1分）产生的Fe（OH）2随即就被空气氧化为Fe（OH）3（2分）
③打开胶管夹C，使反应进行一段时间后关闭C（2分）
④2H++2e-=H2↑（1分） B（2分）


2．（08山东省沂水三中第二次诊断性）工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制得盐酸，流程复杂且造成能量浪费。有人设想利用原电池原理直接制备盐酸的同时，获取电能，假设这种想法可行，下列说法肯定错误的是             （   B   ）
     A．两极材料都用石墨，用稀盐酸做电解质溶液
     B．通入氢气的电极为原电池的阴极
     C．电解质溶液中的阳离子向通氯气的电极移动
     D．通氯气的电极反应为Cl2+2e—=2Cl—
3．（08山东省沂水三中第二次诊断性）（17分）“嫦娥一号”登月成功，实现了中国人“奔月”的梦想。
    （1）“嫦娥一号”使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是             
                                                 ；                         
                                      。（请写两条）
    （2）下列是298K时，氢气（H2）、碳（C）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）燃烧的热学化方程式：H2（g）+1/2O2（g）    H2O（l）；△H=－285.8kJ/mol
         C（g）+O2（g）=CO2（g）；△H=－393.5kJ/mol
         C8H18（l）+25/2O2（g）   8CO2（g）+9H2O（l）；△H=－5518kJ/mol
         CH4（g）+2O2（g）    CO2（g）+2H2O（l）；△H=890.3kJ/mol
         相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是           ，通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是         （保留1位小数）。
    （3）已知：H2（g）=H2（l）；△H=－0.92kJ/mol     O2（g）   O2（l）；△H=－6.84kJ/mol
         H2O（l）=H2O（g）；△H=44.0kJ/mol
       请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：                             。
         如果此次嫦娥一号所携带的燃料为45吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量           kJ（保留3位有效数字）。
    （4）氢气、氧气不仅燃烧时能释放热能，二者形成的原电池还能提供电能，美国的探月飞船“阿波罗号”使用的就是氢氧燃料电池，电解液为KOH溶液，其电池反应式为：负极：                          ； 正极：                         ；


         总反应式：                                        。
    （5）若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO4组成的混合溶液，其中c（Na+）=3c（Cu2+）=0.3mol•L—1，取该混合液100mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到0.112L（标准状况）气体。（写出计算过程）
         ①若溶液体积仍为100mL，此时溶液的pH为多少？（不考虑硫酸铜水解）
         ②此时氢氧燃料电池中消耗H2和O2的质量各是多少？（保留2位小数）
答案（1）相同质量时，氢气放出的热量多（1分）；产物为水，无污染（1分）
    （2）H2（1分），4.4:1（1分）
    （3）H2O（l）+1/2O2（l）   H2O（g）；△H=－237.46kJ/mol（2分） 5.94×108（2分）
    （4）负极：2H2+4OH—－4e—   4H2O（1分）正极：O2+2H2O+4e—   4OH—（1分）
总反应式：2H2+O2    2H2O（1分）
    （5）（①3分；②3分）
     ①阴极反应为：Cu2++2e—=Cu     2H++2e—=H2↑
当阴极收集到氢气0.112L时，铜已反应完全，共转移电子0.03mol，
此时阳极2Cl—－2e—=Cl2↑反应恰好完全。
溶液中剩余的[OH—]=0.1mol/L，溶液PH=13。
②设消耗H2和O2的质量分别为x、y。
2H2       +      O2           2H2O     ~    4e—
4g            32g                      4mol
x              y                     0.03mol
解得：x=0.03g    y=0.24g
所以，消耗H2   0.03g；消耗O2 0.24g。


）
7. （08山东省潍坊一中高三4月模拟测试）目前科学家已经开发的便携式固体氧化物燃料电池，它以烷烃气体为燃料，每填充一次燃料，大约可连续几小时甚至几十小时输出50W的电力。这种电池一极通入空气，另一极通入烷烃气体，电解质是固态氧化物，该固体氧化物在熔融状态下能传导O2-，假设该烷烃使用的是甲烷，下列对该燃料电池叙述正确的是：
   A、在熔融电解质中，O2-由负极移向正极
   B、负极的电极反应方程式为：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O
   C、电路中每流过1mol电子，约有5.6L甲烷被完全氧化
   D、通甲烷的电极为电池正极
8．（08山东省威海市08质量检测）（8分）I．（1）已知298K时2C（s）+O2（g）=2CO(g)    △H1=－221.01kJ•mol－1
     C（s）+O2（g）=CO2(g)    △H2=－393.5kJ•mol－1
     则298K时CO(g)在O2(g)燃烧生成CO2(g) 的热化学反应方程式为：
                                                                             ；
   （2）一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，一极通入CO气体，另一极通入空气与CO2的混合气体，制得燃料电池。
     该电池工作时的负极反应式为：                                             ；
     熔融盐中CO32－的物质的量在工作时           （填“增大”、“减少”、“不变”）。
     II．如右图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚
酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D
为电解槽，其电极材料及电解质溶液见图。
    （1）关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向
c端移动，则电源a端为       极，通电一段时间后，
观察到滤纸d端出现的现象是：                    ；
    （2）已知C装置中溶液为Cu(NO3)2和X（NO3）3，且均为
0.1mol，打开K1，关闭K2，通电一段时间后，阴极析
出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如
图所示。则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是
                          ；D装置Cu极的电极反
应式为                          。
答案I．（1）CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ•mol－1
   （或2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) △H=－566.0kJ•mol－1）
   （2）CO+CO32－=2CO2+2e－；不变
II．（1）+（正极）变红
   （2）Cu2+>H+>X3+；Cu→Cu2++2e－


9．（08山东省威海市模拟）（13分）化学能的利用是化学研究
的重要方面，化学能的利用包括化
学能与热能、光能、电能的转化。
（1）化学能与光能的说法不正确的
是               （填编号）。
     A．化石能源是远古太阳能转化为化学能而储存下来的
     B．光能转化为化学能最重要的是植物的光合作用
     C．利用太阳能分解水制取氢气是光能转化为化学能的过程
     D．灯泡通电发光就是灯泡把化学能转化为光能的过程
    （2）化学能与热能
肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体。发射“神六”时用肼（N2H4）作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。
已知：N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）； △H= +67.7kJ/mol
         N2H4（g）+ O2（g）=N2（g）+2H2O（g）； △H=-534kJ/mol
则肼和NO2反应的热化学方程式为                                          
    （3）化学能与电能
①高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳
定的放电电压，高铁电池的总反映为3Zn+2K2FeO4+8H2O     3Zn(OH)2+
           2Fe(OH)3+4KOH
则放电时正极材料是           ，负极电极反应式为                    ，
放电时         极附近溶液的碱性增强。
②高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，工业上可先得高铁酸钠，制备高铁酸钠的两种方法的主要反应原理如下；
湿法制备——2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- = 2FeO42-+3Cl-+5H2O；
干法制备——2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
然后在低温下向高铁酸钠溶液中加入一定量的KOH，可析出高铁酸钾。
由以上信息可知：高铁酸钠溶解度比高铁酸钾       （填“大”或“小”），每生成1molNa2FeO4湿法和干法转移的电子数比为       ，K2FeO4可以和水反映生成铁的氢氧化物和氧气，则该反映的离子方程式为                        （不必配平）
答案    （1）D
    （2）2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H¬¬2O(g)；△H=－1135.7kJ/mol
    （3）①K2FeO4（1分）；Zn－2e－+2OH－=Zn(OH)2；正（1分）。
        ②大（1分）；3：5；FeO +H2O→Fe(OH)3+O2↑+OH－


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