知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1． \(\rm{MnO_{2}}\)是重要化学物质，某学习小组设计了将粗\(\rm{MnO_{2}(}\)含有较多的\(\rm{MnO}\)、\(\rm{MnCO_{3})}\)样品转化为纯\(\rm{MnO_{2}}\)实验，其流程如下：按要求回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)第\(\rm{②}\)步操作中，氧化性强弱顺序：\(\rm{ClO}\)\(\rm{\rlap{_{3}}{^{-}}}\)________\(\rm{MnO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(}\)填“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)}\)，当\(\rm{NaClO}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)转移\(\rm{2 mol}\)电子时，生成的氧化产物的物质的量为________\(\rm{mol}\)。\(\rm{NaClO}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)在常温下能够与盐酸反应生成氯气，该反应的离子方程式为__________________________________________________________。
\(\rm{(2)}\)第\(\rm{④}\)步操作中，最终得到的固体除\(\rm{NaClO}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)外，还一定含有下列物质中的________\(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)。
\(\rm{a.NaCl}\)　 \(\rm{b.NaClO}\)　　
\(\rm{c.NaClO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)　　 \(\rm{d.NaOH}\)
\(\rm{(3)MnO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)是碱性锌锰电池的正极材料，则碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是_______________________________________________。
\(\rm{(4)}\)为得到纯净的\(\rm{MnO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)，须将过滤后的\(\rm{MnO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)合并后进行洗涤，判断是否洗涤干净可选用的试剂是________________________________________\(\rm{(}\)填写一组即可\(\rm{)}\)。工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰，该反应的阳极反应式为_____________________________________________\(\rm{\_}\)。

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2．短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛．
X Y Z
W
（1）X元素在元素周期表中的位置 ______ ．
（2）X、Y、Z元素的氢化物均有两种或两种以上，其中一定条件下，液态YH₃与液态H₂Z可以发生类似方式电离，则液态YH₃中阴离子的电子式为 ______ ．
（3）超细WY粉末被应用于大规模集成电路领域．其制作原理为W₂Z₃、Y₂、X在高温下反应生成两种化合物，这两种化合物均由两种元素组成，且原子个数比均为1：1；其反应的化学方程式为 ______ ．
（4）以W为材料制成的容器在空气中具有自我保护作用，这种容器 ______ （填“能”或“不能”）用来腌制咸菜，原因是 ______ ．
（5）某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇-氧化钠，其中Z^2-可以在固体介质NASICON中自由移动．则负极的反应式 ______ ．关于该电池的下列说法，正确的是 ______ ．
A．工作时电极b作正极，Z^2-通过固体介质NASICON由电极b流向电极a
B．工作时电流由电极a通过传感器流向电极b
C．传感器中通过的电流越大，尾气中XZ的含量越高
（6）由元素X与元素Z组成的某种阴离子具有还原性，能被酸性KMnO₄氧化，请填写相应的离子，并给予配平：
□ ______ +□MnO₄^-+□H⁺═□CO₂+□Mn²⁺+□H₂O．

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3．
常见铅蓄电池是二次电池，其电极材料分别为\(\rm{Pb}\)和\(\rm{PbO_{2}}\)，电解液为稀\(\rm{H_{2}SO_{4}}\)溶液，工作时的总反应式为\(\rm{Pb+PbO_{2}+2H_{2}SO_{4}}\) \(\rm{\underset{{充电}}{\overset{{放电}}{{\rightleftharpoons}}}2PbSO_{4}+2H_{2}O.}\)请依据上述情况判断：
\(\rm{(1)}\)铅蓄电池的负极材料是 ______ ．
\(\rm{(2)}\)写出放电时正极反应是 ______ ．
\(\rm{(3)}\)充电式阴极的电极反应式为 ______ ．
\(\rm{(4)}\)放电时，电解质溶液中阴离子移向 ______ 极\(\rm{.}\)

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4．
常用小轿车\(\rm{(}\)燃油汽车\(\rm{)}\)中的动力和能量与化学反应息息相关．
\(\rm{(1)}\)用\(\rm{C_{8}H_{18}}\)代表汽油分子，写出汽油完全燃烧的化学方程式 ______ ．
\(\rm{(2)}\)关于汽油在气缸中燃烧反应的叙述正确的是 ______ \(\rm{(}\)写字母\(\rm{)}\)
A.汽油具有的总能量高于生成物二氧化碳和水具有的总能量
B.汤油燃烧过程中，化学能转化为热能
C.断裂汽油和氧气分子中化学键吸收的能量小于生成碳氧化物和水中化学键放出的能量
D.汽车尾气中含\(\rm{NO}\)的原因是汽油中含有氮元素，燃烧后生成\(\rm{NO}\)
\(\rm{(3)}\)汽车中的电瓶为铅酸电池，\(\rm{Pb+PbO_{2}+2H_{2}SO_{4} \underset{{放电}}{\overset{{充电}}{{\rightleftharpoons}}}2PbSO_{4}+2H_{2}O_{2}}\)，已知\(\rm{PbSO_{4}}\)难溶于水，下列说法正确的是 ______ \(\rm{(}\)写字母\(\rm{)}\)
A.放电时，负极的电极反应式为：\(\rm{Pb-2e^{-}=Pb^{2+}}\)
B.放电时，正极得电子的物质是\(\rm{PbO_{2}}\)
C.放电时，理论上每消耗\(\rm{20.7g}\)铅，外电路中转移的电子为\(\rm{0.4mol}\)
D.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
\(\rm{(4)}\)研究氢氧燃料电池中，\(\rm{H_{2}}\)所在的电极为 ______ 极\(\rm{(}\)填“正”或“负”\(\rm{)}\)，电极反应式为 ______ ；氢氧燃料电池的优点有 ______ \(\rm{(}\)至少说出\(\rm{2}\)条\(\rm{)}\)．

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5．
蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置\(\rm{.}\)有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：
\(\rm{NiO_{2}+Fe+2H_{2}O=Fe(OH)_{2}+Ni(OH)_{2}}\)
\(\rm{(1)}\)金属镍在元素周期表中的位置是 ______ ．
\(\rm{(2)}\)此蓄电池放电时，该电池发生氧化反应的物质是 ______ \(\rm{(}\)城序号\(\rm{)}\)．
A.\(\rm{NiO_{2}}\) \(\rm{B.Fe}\) \(\rm{C.Fe(OH)_{2}}\)D.\(\rm{Ni(OH)_{2}}\)
\(\rm{(3)}\)此蓄留电池充电时，阳极的电极反应式是 ______ ．
\(\rm{(4)}\)用该蓄电池电解含有\(\rm{0.2molNaCl}\)的混合溶液\(\rm{100mL}\)，假如电路中转移了\(\rm{0.1mo}\)电子，且电解池的电极均为惰性电极\(\rm{.}\)阳极产生的气体在标准状况下的体积是 ______ ；将电解后的溶液加水稀释至\(\rm{1L}\)，此时溶液的\(\rm{pH=}\) ______ ．
\(\rm{(5)}\)该电池电极材料对环境有危害\(\rm{.}\)在对电池进行回收处理过程中遇到以下问题：己知：常温下\(\rm{K_{sp}[Fe(OH)_{3}]=1.0×10^{-38}}\)，\(\rm{K_{sp}[Ni(OH)_{2}]=1.0×10^{-15}.}\)某溶液中含有\(\rm{0.1mol/L}\)的\(\rm{Ni^{2+}}\)和\(\rm{0.1mol/LFe^{3+}}\)，当逐滴加入\(\rm{NaOH}\)溶液\(\rm{(}\)忽略溶液体积改变\(\rm{)}\)，
\(\rm{①}\)先沉淀的离子是 ______ ．
\(\rm{②}\)要想使\(\rm{Fe^{3+}}\)沉淀完全，\(\rm{Ni^{2+}}\)不沉淀，溶液的\(\rm{pH}\)需控制的范围是 ______ ．

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6．
氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．

\(\rm{(1)}\)氢气燃烧热值高\(\rm{.}\)实验测得，在常温常压下，\(\rm{1gH_{2}}\)完全燃烧生成液态水，放出\(\rm{142.9kJ}\)热量\(\rm{.}\)则\(\rm{H_{2}}\)燃烧的热化学方程式为 ______ ．
\(\rm{(2)}\)氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景\(\rm{.}\)现用氢氧燃料电池进行如图\(\rm{1}\)所示实验：
\(\rm{①}\)氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为 ______ ．
\(\rm{②}\)如图\(\rm{1}\)装置中，某一铜电极的质量减轻\(\rm{3.2g}\)，则\(\rm{a}\)极上消耗的\(\rm{O_{2}}\)在标准状况下的体积为 ______ L.
\(\rm{(3)}\)氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：\(\rm{N_{2}(g)+3H_{2}(g)⇌2NH_{3}(g)\triangle H=-92.4kJ/mol}\)．
\(\rm{①}\)当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件\(\rm{(}\)不改变\(\rm{N_{2}}\)、\(\rm{H_{2}}\)和\(\rm{NH_{3}}\)的量\(\rm{)}\)，反应速率与时间的关系如图\(\rm{2}\)所示\(\rm{.}\)图中\(\rm{t_{1}}\)时引起平衡移动的条件可能是 ______ \(\rm{.}\)其中表示平衡混合物中\(\rm{NH_{3}}\)的含量最高的一段时间是 ______ ．
\(\rm{②}\)温度为\(\rm{T℃}\)时，将\(\rm{2a molH_{2}}\)和\(\rm{a molN_{2}}\)放入\(\rm{0.5L}\)密闭容器中，充分反应后测得\(\rm{N_{2}}\)的转化率为\(\rm{50\%.}\)则反应的平衡常数为 ______ ．

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7．
已知铅蓄电池的工作原理为\(\rm{Pb+PbO_{2}+2H_{2}SO_{4} \underset{{充电}}{\overset{{放电}}{{\rightleftharpoons}}}2PbSO_{4}+2H_{2}O}\)，现设计如图\(\rm{1}\)所示装置进行电解\(\rm{(}\)电解液足量\(\rm{)}\)，测得当铅蓄电池中转移\(\rm{0.4mol}\)电子时铁电极的质量减小\(\rm{11.2g.}\)请回答下列问题：

\(\rm{(1)A}\)是铅蓄电池的 ______ \(\rm{(}\)填“正”或“负”\(\rm{)}\)极，铅蓄电池的正极反应式为 ______ ．
\(\rm{(2)Ag}\)电极上的反应式为 ______ ，析出的物质共 ______ \(\rm{g.}\)
\(\rm{(3)Cu}\)电极上的反应式为 ______ ，\(\rm{CuSO_{4}}\)溶液的浓度 ______ \(\rm{(}\)填“减小”、“增大”或“不变”\(\rm{)}\)．
\(\rm{(4)}\)如图\(\rm{2}\)表示电解时某个量\(\rm{(}\)纵坐标\(\rm{x)}\)随时间变化的曲线，这个量\(\rm{x}\)最有可能表示的是 ______ \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)．
\(\rm{a.}\)两个\(\rm{U}\)形管中析出的气体体积
\(\rm{b.}\)两个\(\rm{U}\)形管中阳极质量的减少量
\(\rm{c.}\)两个\(\rm{U}\)形管中阴极质量的增加量．

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8．
被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点\(\rm{.}\)右图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为\(\rm{KOH}\)溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒\(\rm{.}\)当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流\(\rm{.}\)试回答下列问题：
\(\rm{(1)}\)图中通过负载的电子流动方向 ______ \(\rm{(}\)填“向左”或“向右\(\rm{)}\)
\(\rm{(2)}\)写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式正极： ______ 负极： ______ 总反应： ______
\(\rm{(3)}\)为了获得氢气，除了充分利用太阳能外，工业上利用石油产品与水在高温、催化剂作用下制取氢气\(\rm{.}\)写出丙烷和\(\rm{H_{2}O}\)反应生成\(\rm{H_{2}}\)和\(\rm{CO}\)的化学方程式： ______
\(\rm{(4)}\)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，负极反应式为 ______ ，电池总离子反应方程式为 ______ ．

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9．铅蓄电池因电压稳定、使用方便、价格低廉，所以是生产、生活中最普通的二次电源．其电极材料分别是Pb和PbO₂，电解液为稀硫酸．该电池在放电过程产生的PbSO₄是难溶性的电解质．随着铅蓄电池的广泛应用，回收利用铅资源成为重要课题．请回答下列问题：
（1）电池充电时阳极反应式为 ______ ．
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作10min理论上消耗Pb的质量为 ______ g．（已知F=96500C/mol）
（3）回收铅蓄电池的电极填充物-铅膏（含PbO、PbO₂、PbSO₄）制备电绝缘材料三盐基硫酸铅（3PbO•PbSO₄•H₂O），其实验流程如下：

①PbO₂转化为PbCO₃的离子方程式是（请配平此离子方程式）：
______ PbO₂+ ______ SO₃^2-+ ______ CO₃^2-+ ______ = ______ PbCO₃+ ______ SO₄^2-+ ______ OH^-
②物质X可以循环利用，该物质是 ______ ；从滤液A可提取出一种含结晶水的钠盐副产品，其主要实验步骤依次为 ______ 、 ______ 、过滤、洗涤、干燥．最后一次过滤之后需要洗涤，检验三盐基硫酸铅是否洗净的方法是 ______ ．
③流程中不直接利用H₂SO₄溶液与PbO、PbCO₃反应制取PbSO₄，原因可能是 ______ ．
④若取铅膏的质量为78g，步骤I中PbO₂和PbSO₄全部转化为PbCO₃，步骤Ⅱ中共收集到5.6LCO₂（标准状态），步骤Ⅲ中获得90.9g PbSO₄，则铅膏中PbO的质量分数为 ______ （假设流程中原料无损失）．

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10．化学电源在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．请回答下列问题：
（1）锌锰电池是最早使用的干电池，两极材料分别是锌和石墨棒，电池内部充的是糊状的MnO₂和NH₄Cl，该电池的负极材料是： ______ ，由于使用寿命短，易腐蚀用电器，电解质更换为KOH，电极反应产物为Zn（OH）₂和MnO（OH），试写出碱性锌锰干电池的负极反应式： ______
（2）铅蓄电池是使用广泛的充电电池，其电极材料分别是Pb和PbO₂，电解液为稀硫酸．工作时该电池总反应式为Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O根据上述情况判断：
①正极材料是 ______ ；负极的电极反应式： ______ ．
②工作时，电解质溶液的密度 ______ （填“增大”“减小”或“不变”），电解质溶液中的阴离
子移向 ______ 极，电流由 ______ 极流向 ______ 极（填电极材料的化学式）．
③当铅蓄电池向外电路提供1mol 电子时，理论上负极板的质量增加 ______ g．
（3）锂离子电池是一种高能电池，可用于心脏起搏器．该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl₄SOCl₂．电池的总反应可表示为4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂↑．
请回答下列问题：
①电池的负极材料为 ______ ，发生的电极反应为： ______
②组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是： ______ ．

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