知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

2．电化学原理在生产生活中应用十分广泛．请回答下列问题：

（1）通过SO₂传感器可监测大气中SO₂的含量，其工作原理如图1所示．
①固体电解质中O^2-向    极移动（填“正”或“负”）．
②写出V₂O₅电极的电极反应式：    ．
（2）如图2所示装置I是一种可充电电池，装置Ⅱ是一种以石墨为电极的家用环保型消毒液发生器．装置I中离子交换膜只允许Na⁺通过，充放电的化学方程式为：2Na₂S₂+NaBr₃
放电
充电
Na₂S₄+3NaBr
①负极区电解质为：    （用化学式表示）
②家用环保型消毒液发生器发生反应的离子方程为    ．
③闭合开关K，当有0.04mol Na⁺通过离子交换膜时，a电极上析出的气体在标准状况下体积为    mL．
（3）如图3Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO₄^3-+2I^-+2H⁺⇌AsO₃^3-+I₂+H₂O”设计成的原电池装置，其中C₁、C₂均为碳棒．甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸或40%NaOH溶液，电流表指针都不发生偏转；乙组经思考后先添加了一种离子交换膜，然后向图Ⅱ烧杯右侧中逐滴加入适量浓盐酸或适量40%NaOH溶液，发现电流表指针都发生偏转．
①甲组电流表指针都不发生偏转的原因是    ．
②乙组添加的是    （填“阴”或“阳”）离子交换膜．

难度：中等

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3．锰及化合物可用于电池、制作坦克的钢甲等材料．
（1）Mn的最高价氧化物的化学式为    ，该氧化物属于    （填“酸性”或“碱性”）氧化物．
（2）工业上常用电解锰酸钾（K₂MnO₄）溶液的方法制备KMnO₄，阴极上的产物为    ，阳极的电极反应式为    ．
（3）以NaBH₄和H₂O₂为原料的燃料电池可用于空军通信卫星电源，该电池的负极材料为石墨，征集材料为MnO₂，电解质溶液显碱性．MnO₂的作用有两个，分别是作正极材料和    ，负极上的BH₄^-被氧化为BO₂^-，该电极的电极反应式为    ．
（4）实验室可用软锰矿（主要成分为MnO₂）制备KMnO₄，其原理如下：高温下，熔融的软锰矿与过量固体KOH反应在不断通入空气的情况下会反应生成K₂MnO₄（锰酸钾）；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K₂MnO₄转化为MnO₂和KMnO₄；再滤去沉淀MnO₂，浓缩滤液，得到深紫色的针状KMnO₄晶体．
①用软锰矿制备K₂MnO₄的化学方程式是    ．
②若用5g软锰矿（MnO₂的质量分数为70%）进行上述实验，则KMnO₄的理论产量为     g（精确到0.01，不考虑K₂MnO₄沉淀的循环利用）

难度：中等

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4．元素单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：
（1）按原子序数递增的顺序（稀有气体除外），以下说法正确的是    ．
a．原子半径和离子半径均减小    b．金属性减弱，非金属性增强
c．单质的熔点降低              d．氧化物对应的水合物碱性减弱，酸性增强
（2）原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为    ，氧化性最弱的简单阳离子是    ．
（3）已知：
化合物 MgO Al₂O₃ MgCl₂ AlCl₃
类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物
熔点/℃ 2800 2050 714 191
工业制镁时，电解MgCl₂而不电解MgO的原因是    ；制铝时，电解Al₂O₃而不电解AlCl₃的原因是    ．
（4）晶体硅（熔点1410℃）是良好的半导体材料．由粗硅制纯硅过程如下：
Si（粗）
Cl2
460℃
SiCl₄
蒸馏
SiCl₄（纯）
H2
1100℃
Si（纯）
写出SiCl₄的电子式：    ；在上述由SiCl₄制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式    ．
（5）下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P₂O₅干燥的是    ．
a．NH₃        b．HI        c．SO₂        d．CO₂
（6）KClO₃可用于实验室制O₂，若不加催化剂，400℃时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1：1．写出该反应的化学方程式：    ．

难度：中等

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5．铁、锰机器化合物可用于电池、制作坦克的钢甲等材料．
（1）1987年科学家制得了极不稳定的黑色固体FeSO₄，FeO₄中Fe的化合价为    ．
（2）Mn的最高价氧化物的化学式为    ，该氧化物属于    （填“酸性”或“碱性”）氧化物．
（3）工业上常用电解锰酸钾（K₂MnO₄）溶液的方法制备KMnO₄，阴极上的产物为    ，阳极的电极反应式为    ．
（4）已知：3Fe₂O₃（s）+CO（g）=2Fe₃O₄（s）+CO₂（g）△H=-46.97kJ•mol^-1；
Fe₃O₄（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO₂（g）△H=+19.3kJ•mol^-1；
则Fe₂O₃（s）+CO（g）=2FeO（s）+CO₂（g）△H=    kJ•mol^-1．

难度：中等

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6．

（2016•攀枝花模拟）利用食盐水制取ClO₂的工业流程如右图所示，
装置①中的反应：NaCl+3H₂O

电解

NaClO₃+3H₂↑，
装置②中的反应：2NaClO₃+4HCl

电解

2ClO₂+Cl₂↑+2NaCl+2H₂O．
下列关于该流程说法不正确的是（　　）

A．装置①中H₂是阴极产物

B．装置②的阴极电极反应式为2ClO₃^-+12H⁺+10e^-=Cl₂↑+6H₂O

C．该流程中Cl₂、NaCl都可以循环利用

D．为了使H₂完全转化为HCl，需要向装置③中补充Cl₂

难度：中等

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7．用电解法处理含有NH₄⁺的废水，使之变为N₂，其装置如图所示．下列说法不正确的是（　　）

A．直流电源中X为负极

B．阳极反应为2NH₄⁺-6e^-=N₂↑+8H⁺

C．阴极反应为2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-

D．当有6mol电子转移时，质子交换膜两侧电解质溶液质量变化差为32 g

难度：中等

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8． “低碳经济”时代，科学家利用“组合转化”等技术对CO₂进行综合利用．
（1）CO₂和H₂在一定条件下可以生成乙烯：
6H₂（g）+2CO₂（g）⇌CH₂═CH₂（g）+4H₂O（g）△H=a kJ•mol^-1
已知：H₂（g）的燃烧热为285.8kJ•mol^-1，CH₂=CH₂（g）的燃烧热为1411.0kJ•mol^-1，H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ•mol^-1，则a=    kJ•mol^-1．
（2）上述生成乙烯的反应中，温度对CO₂的平衡转化率及催化剂的催化效率影响如图1，下列有关说法不正确的是    （填序号）
①温度越高，催化剂的催化效率越高
②温发低于250℃时，随着温度升高，乙烯的产率增大
③M点平衡常数比N点平衡常数大
④N点正反应速率一定大于M点正反应速率
⑤增大压强可提高乙烯的体积分数
（3）2012年科学家根据光合作用原理研制出“人造树叶”．图2是“人造树叶”的电化学模拟实验装置图，该装置能将H₂O和CO₂转化为O₂和有机物C₃H₈O．阴极的电极反应式为：

难度：中等

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9．

（2016•四川模拟）ClO₂是高效杀菌消毒剂．用惰性电极电解NaC1O₃溶液制备高纯C1O₂的原理如下图所示．下列说法正确的是（　　）

A．电解过程中，Na⁺向阴极区移动

B．电解产生的O₂和ClO₂在相同条件下的体积比为1：1

C．阴极的电极反应式是ClO₃^-+H₂O+e^-=ClO₂↑+2OH^-

D．电解总反应的化学方程式是4NaClO₃+4H₂SO₄

电解

O₂↑+4ClO₂↑+4NaHSO₄+2H₂O

难度：中等

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10．研究化肥的合成、废水的处理等有现实的重要意义．
（1）硝酸铵的生产方法是采用硝酸与氨气化合，工业合成氨是一个放热反应，因此低温有利于提高原料的转化率，但实际生产中却采用400～500℃的高温，其原因是    ；工业生产中，以氨气为原料合成硝酸，写出工业生产硝酸的最后一步的化学方程式    ．
（2）甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同：

已知：CO+H₂O
高温
.

CO₂+H₂
①甲厂以焦炭和水为原料；
②乙厂以天然气和水为原料；
③丙厂以石脑油（主要成分为C₅H₁₂）和水为原料．
按工业有关规定，利用原料所制得的原料气H₂和CO₂的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气NH₃（换算成H₂的物质的量）和CO₂的物质的量之比，则对原料的利用率最高．据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？    ．
（3）将工厂废气中产生的SO₂通过下列流程如图1，可以转化为有应用价值的硫酸钙等．
①写出反应Ⅰ的化学方程式：    ．
②生产中，向反应Ⅱ的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质，目的是    ．
③检验经过反应Ⅲ得到的氨态氮肥中SO₄^2-所用试剂是    ．

（4）工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气．图2是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图．
①用溶液A吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是    ．
②用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是    ．

难度：中等

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化合物	MgO	Al₂O₃	MgCl₂	AlCl₃
类型	离子化合物	离子化合物	离子化合物	共价化合物
熔点/℃	2800	2050	714	191