原电池原理与电解原理实质都是发生氧化还原反应.相关原理.计算及应用仍符合氧化还原反应规律.物质间的反应大多数是氧化还原反应.氧化还原反应的有关规律及基本概念在工农业生产.日常生活及科学研究中有非常重要的应用.与很多知识综合皆可构成新颖命题. [解题策略] (1)近几年高考命题的发展趋势.氧化还原反应除主要考查基本概念外.出现了将氧化还原反应方程式的计算与物质的分析推断相综合的趋势.因此解题时.应注重将氧化还原反应的相关化学知识.按内在联系抽象归纳.并按此规律进行推理和想像.解题过程中.应从分析元素化合价有无变化或升降这一氧化还原反应的特征入手.具体方法是:找变价.判类型.分升降.定其他.关于氧化性或还原性强弱的比较.必须看准题目要求.正确运用氧化性或还原性强弱的比较规律.采用分析比较法解决.对于氧化还原反应的计算.一般采用守恒法解.即依据氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等.列出守恒关系式求解. (2)近几年高考试题.呈现出氧化还原反应与STS问题情景相结合.氧化还原反应的计算与物质的分析推断相综合的趋势.以及信息迁移.探讨新问题情景的新型试题.STS教育重视理论联系实际.关注与化学有关的科学技术.社会经济和生态环境的协调发展.以促进学生在知识和技能.过程和方法.情感.态度和价值观等方面的全面发展.它仍是以后高考命题的热点和亮点.今后高考命题会继续涉及上述热点.同时也会因氧化还原反应涉及知识面广.特别是与社会生活知识综合在一起.会有推陈出新的综合性题型出现. [例1 ]将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后.气体体积11.2L(体积均在相同条件下测定).则该氮氧化合物的化学式为 A.NO2 B.N2O2 C.N2O D.N2O4 [例2 ]下列类型的反应.一定发生电子转移的是 A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应 解析:本题是考查氧化还原反应与四种基本反应类型的关系.考虑问题要注意一些特例.二氧化碳与水化合.碳酸氢铵分解.盐酸与氢氧化钠中和反应.这三个都是非氧化还原反应.没有发生电子转移.A.B.D错误.置换反应中肯定有单质参加.有单质生成.一定属于氧化还原反应.即一定有电子转移.C项正确.答案为C. [例3]下列叙述正确的是 A.二氧化硫具有还原性.故可作漂白剂 B.钠的金属活性比镁强.故可用钠与氯化镁溶液反应制镁 C.浓硝酸中的硝酸见光分解.故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色 D.Fe在氯气中燃烧生成氯化铁.故在与其他金属反应的产物中的Fe也显+3价 [例4 ]下列推断合理的是 A.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水中能形成Al(OH)3胶体.可用作净水剂 B.金刚石是自然界中硬度最大的物质.不可能与氧气发生反应 C.浓H2SO4有强氧化性.不能与Cu发生剧烈反应 D.将SO2通入品红溶液.溶液褪色后加热恢复原色;将SO2通入溴水.溴水褪色后加热也能恢复原色 解析:本题主要考查元素化合物的有关性质和氧化还原反应的关系.Al3+能水解生成Al(OH)3胶体.具有较大的表面积.可用作净水剂 .A正确,金刚石虽然硬度大.但能够与氧气发生氧化还原反应.生成二氧化碳.B错误,浓H2SO4具有强氧化性可以和Cu在加热条件下发生剧烈反应 .C错误,将SO2通入品红溶液.溶液褪色.是生成了不稳定的物质.受热分解后又恢复原色.将SO2通入溴水.发生氧化还原反应.溴水褪色后加热不能恢复原色.D错误.答案为A. [例5]物质的量之比为2:5的锌与稀硝酸反应.若硝酸被还原的产物为N2O.反应结束后锌没有剩余.则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 ( ) A. 1:4 B.1:5 C. 2:3 D.2:5 解析:本题审题时注意问的是“该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比 .首先写出反应方程式.判断出氧化剂和还原剂.特别注意硝酸只有一部分被还原.4Zn+10HNO3= 4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O.设4molZn参与反应.因Zn无剩余.则最终产物为4molZn(NO3)2.有8mol HNO3没有参与氧化还原反应,根据电子转移守恒有:2×n(Zn)=n(HNO3)×4.则n(HNO3)=2mol.即有2molHNO3被还原.则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是1:4 .答案A正确. [例6]含有a mol FeBr2的溶液中.通入x mol Cl2.下列各项为通Cl2过程中.溶液内发生反应的离子方程式.其中不正确的是 A.x=0.4a.2Fe2-+Cl2=2Fe3++2Cl- B.x=0.6a.2Br-+ Cl2=Br2+2Cl- C.x=a. 2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl- D.x=1.5a.2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl- [例7]在下列变化①大气固氮②硝酸银分解③实验室制取氨气中.按氮元素被氧化.被还原.既不被氧化又不被还原的顺序排列.正确的是 A.①②③ B.②①③ C.③②① D.③①② 解析:本题考查了学生对元素及其化合物中知识的掌握以及对氧化还原反应的理解.大气固氮是将大气中游离态的N转变为N2.N被氧化,硝酸银的分解则是+5价的N价态下降变为N的氧化物.N被还原,实验室中氨气的制备是铵盐与碱共热的复分解反应.N 的价态不变.答案为A. [例8]常温下.往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液.可发生如下两个反应:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,2Fe3++H2O2=2Fe2++O2+H+下列说法正确的是 A.H2O2的氧化氢比Fe3+强.其还原性比Fe2+弱 B.在H2O2分解过程中.溶液的pH逐渐下降 C.在H2O2分解过程中. Fe2+和Fe3+的总量保持不变 D.H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+ 解析:本题考查氧化还原反应先后顺序.根据氧化还原反应的规律.可知氧化性.还原性的强弱:由2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.H2O2的氧化性>Fe3+的氧化性.由2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+H+.H2O2的还原性>Fe2+的还原性.A错,2H2O2=2H2O+O2↑.分解过程中.Fe2+作催化剂.溶液pH值不变.B错.D对.答案为CD. [例9]过氧化氢是重要的氧化剂.还原剂.它的水溶液又称为双氧水.常用作消毒.杀菌.漂白等.某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液.准确测定了过氧化氢的含量.并探究了过氧化氢的性质. Ⅰ.测定过氧化的含量 请填写下列空白: 用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样.其反应的离子方程式如下.请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里. (2) 滴定时.将高锰酸钾标准溶液注入 滴定管中. 解析: (1)锰由+7价降低至+2价.氧由-1价升高至0价.得出所缺部分为氧气.根据电子转移守恒.配平化学方程式得:2MnO4- +5H2O2+ 6H+=2Mn2+ +8H2O+ 5O2↑. (2)由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性.只能使用玻璃制作的酸式滴定管.不能使用有胶管的碱式滴定管. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(16分)I、用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+2H2O(g)     △H=" -574" kJ·mol-l 
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)       △H=" -1160" kJ·mol-l
③H2O(g)=H2O(1)    △H=-44.0 kJ·mol-l
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式____   
II、开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
(1)由碳的氧化物赢接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇,化学反应方程式:2CO(g)+4H2(g)-CH3CH2OH(g)+H2O(g);若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成乙醇:CO的转化率(a)与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数:K=____     
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则白反应开始到达平衡状态所需的时间tA    tC(填 “>”、“<”或“=”)。
(2)日前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)   CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,若将6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示(实线)。
①若改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变可能是       ,曲线II对应的实验条件改变可能是____  
②请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。

III、用MnO2制KMnO4的工艺流程如图:电解池中两极材料均为碳棒,在水或酸性溶液中K2MnO4发生歧化而变成MnO2和KMnO4

①写出240℃熔融时发生反应的化学方程式              ,投料时必须满足n(KOH):n(MnO2              
②阳极的电极反应为                   
③B物质是          (填化学式),可以循环使用的物质是           (填化学式)。

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(14分)请根据所学的电化学原理,解决以下问题。
(1)依据氧化还原反应:2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s) 设计的双液原电池,可以提供稳定的电流。装置如图所示,其中盐桥中装有琼脂—饱和KCl溶液。

回答下列问题:
①电极X的材料和电解质溶液Y分别为               
②盐桥中K+移向            (填A或B);
③银电极发生的电极反应为                            
(2)下图表示一个电解池,装有电解液a ;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:

①若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,        (填X或Y)电极附近先变红色, X极上的电极反应式为                     
②若要在铁制品上镀一定厚度的Cu层,Y电极反应式为            
③若X、Y都是铂电极,电解某金属M的氯化物(MCl2)溶液,当收集到1.12 L氯气时(标准状况),阴极增重3.2 g。该金属的相对原子质量是           

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(14分)请根据所学的电化学原理,解决以下问题。

(1)依据氧化还原反应:2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s) 设计的双液原电池,可以提供稳定的电流。装置如图所示,其中盐桥中装有琼脂—饱和KCl溶液。

回答下列问题:

① 电极X的材料和电解质溶液Y分别为                

② 盐桥中K+移向             (填A或B);

③ 银电极发生的电极反应为                            

(2)下图表示一个电解池,装有电解液a ;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:

①若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,         (填X或Y)电极附近先变红色, X极上的电极反应式为                     

② 若要在铁制品上镀一定厚度的Cu层,Y电极反应式为            

③ 若X、Y都是铂电极,电解某金属M的氯化物(MCl2)溶液,当收集到1.12 L氯气时(标准状况),阴极增重3.2 g。该金属的相对原子质量是            

 

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某学生利用如图1所示实验装置探究盐桥式原电池的工作原理.
按照实验步骤依次回答下列问题:
(1)导线中电子流向为
由a到b(或a→b)
由a到b(或a→b)
(用a、b 表示).
(2)写出装置中锌电极上的电极反应式:
Zn-2e-=Zn2+
Zn-2e-=Zn2+

(3)若装置中铜电极的质量增加0.64g,则导线中转移的电子数目为
1.204×1022
1.204×1022

(4)装置中盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl的饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的K+、Cl-的移动方向表述正确的是
B
B

A.盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动
B.盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动
C.盐桥中的K+、Cl-都向右侧烧杯移动
D.盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动
(5)若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2+,会加速Zn电极的腐蚀、还可能导致电流在较短时间内衰减.欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的
B
B
(填代号).
A.NaOH            B.Zn         C.Fe              D.H2SO4
(6)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的
吸氧
吸氧
腐蚀.为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的
极(填“正”或“负”)相连.钢铁在呈中性的潮湿环境下的腐蚀比呈酸性时缓慢,在碱性潮湿环境下的腐蚀更缓慢,试从化学平衡角度解释碱性时比中性时更缓慢原因
O2+4e-+2H2O=4OH-碱性较强时,OH-浓度较大,根据平衡移动原理,抑制了上述电极反应的发生,所以腐蚀缓慢
O2+4e-+2H2O=4OH-碱性较强时,OH-浓度较大,根据平衡移动原理,抑制了上述电极反应的发生,所以腐蚀缓慢
(写出电极反应式及必要的文字叙述).
(7)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图2所示的电解装置制取,电解总反应为:2Cu+H2O
 电解 
.
 
Cu2O+H2,阴极的电极反应式是
2H++2e-=H2
2H++2e-=H2
.若用铅酸蓄电池作为电源进行电解,当蓄电池中有0.2mol H+被消耗时,Cu2O的理论产量为
7.2
7.2
g.

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碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)  ΔH1= +489.0 kJ/mol
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)   ΔH2=+172.5 kJ/mol
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为                                        
②氯化钯(PdCl2)溶液常被应用于检测空气中微量CO。PdCl2被还原成单质,反应的化学方程式为                                                
(2)将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入C3H8和O2构成丙烷燃料电池。
①负极电极反应式是:                                            
②某同学利用丙烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是          (填序号)

A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H++2e=H2
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g)+H2O(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
CO2
1
650
2
4
1.6
5
2
900
1
2
0.4
3
3
900
1
2
0.4
1
 
①该反应的正反应为          (填“吸”或“放”)热反应;
②实验2中,平衡常数K=          
③实验3跟实验2相比,改变的条件可能是                (答一种情况即可);
(4)将2.4g碳在足量氧气中燃烧,所得气体通入100mL 3.0mol/L的氢氧化钠溶液中,完全吸收后,溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序                   

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