知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

全钒液流电池充电时间短，续航能力强，其充放电原理为\(\rm{VO^{2+}+V^{3+}+H_{2}O}\) \(\rm{\underset{{充电}}{\overset{{放电}}{{\rightleftharpoons}}}}\) \(\rm{VO_{2}^{+}+V^{2+}+2H^{+}.}\)以此电池为电源，用石墨电极电解\(\rm{Na_{2}SO_{3}}\)溶液，可得到\(\rm{NaOH}\) 和\(\rm{H_{2}SO_{4}}\)示意图如下。下列说法错误的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

A．全钒液流电池放电时，正极的电极反应式为\(\rm{VO_{2}^{+}+2H^{+}+e^{-}=VO^{2+}+H_{2}O}\)

B．图中\(\rm{a}\)电极为阴极，\(\rm{N}\)物质是\(\rm{H_{2}}\)

C．全钒液流电池充电时，\(\rm{V^{3+}}\)被氧化为\(\rm{VO_{2}^{+}}\)

D．电解时，\(\rm{b}\)电极的反应式为\(\rm{SO_{3}^{2-}+H_{2}O-2e^{-}=SO_{4}^{2-}+2H^{+}}\)

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2．

锂硫电池放电时反应为\(\rm{2Li+S═Li_{2}S}\)，其装置如图所示。下列关于该电池的说法正确的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

A．\(\rm{Li}\)作正极

B．电池工作时\(\rm{Li}\)被还原

C．电子由\(\rm{S}\)经导线流向\(\rm{Li}\)

D．实现了化学能向电能的转化

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3．

如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和\(\rm{NaCl}\)溶液的\(\rm{U}\)型管中\(\rm{.}\)下列正确的是\(\rm{(}\)　　\(\rm{)}\)

A．\(\rm{K_{1}}\)闭合，铁棒上发生的反应为\(\rm{2H^{+}+2e→H_{2}↑}\)

B．\(\rm{K_{1}}\)闭合，石墨棒周围溶液\(\rm{pH}\)逐渐升高

C．\(\rm{K_{2}}\)闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法

D．\(\rm{K_{2}}\)闭合，电路中通过\(\rm{0.002N_{A}}\)个电子时，两极共产生\(\rm{0.001mol}\)气体

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4．燃煤造成的SO₂的大量排放已经给我们的生存环境造成了严重破坏，科学研究发现：一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收．
2CO（g）+SO₂（g）
催化剂
△
2CO₂ （g）十S（1）△H
（1）已知：2CO（g）十O₂ （g）=2CO₂ （g）△H₁=-566kJ/mol
S（1）+O₂（g）=SO₂（g）△H₂=-296kJ/mol，
则反应2CO（g）+SO₂（g）
催化剂
△
2CO₂（g）+S（1）△H=    ；
（2）燃煤烟气中硫的回收反应的平衡常数表达式K=    ．在温度和容积不变时，下列说法正确的是    （填字母序号）．
A．容器内压强不再改变时，反应达到平衡状态
B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快
C．当n（（CO）：n（SO₂）：n（CO₂）=2：1：2时，反应达到平衡状态
D．其他条件不变，使用不同催化剂，该反应平衡常数不变
（3）假设在容器中发生上述反应，下列能提高SO₂转化率的是    ；（填字母序号）．
A．选用更有效的催化剂      B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度      D．缩小容器的体积
（4）SO₂尾气处理的方法之一是将尾气直接通入NaOH溶液中．若将1mol SO₂气体通入1L2mol/L的NaOH溶液中，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为    ；
（5）尾气中的CO可以制成CO一空气燃料电池．CO一空气燃料电池中使用的电解质是掺杂Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-．该电池负极的电极反应式为    ；总反应式为    ．

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5．煤是一种重要的化工原料，人们将利用煤制取的水煤气、焦炭、甲醚等广泛用于工农业生产中．
（1）已知：

①C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^-1
②CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H=+41.3kJ•mol^-1
则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为    ，该反应在    （填“高温”、“低温”或“任何温度”）下有利于正向自发进行；
（2）有人利用炭还原法处理氮氧化物，发生反应C（s）+2NO（g）⇌N₂（g）+CO₂（g）．向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，在T₁℃时，不同时间测得各物质的浓度如下表所示：
时间（min）
浓度（mol/L） 0 10 20 30 40 50
NO 1.00 0.68 0.50 0.50 0.60 0.60
N₂ 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30
CO₂ 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30
①10～20min内，N₂的平均反应速率v（N₂）=    ；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是    （填字母序号）
A．通入一定量的NO
B．加入一定量的活性炭
C．加入合适的催化剂
D．适当缩小容器的体积
（3）研究表明：反应CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）平衡常数随温度的变化如下表所示：
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
若反应在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的浓度均为0.020mol•L^-1，在该条件下达到平衡时，CO的转化率为    ；
（4）用CO做燃料电池电解CuSO₄溶液、FeCl₃和FeCl₂混合液的示意图如图1所示，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极．工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同．
①乙中A极产生的气体在标准状况下的体积为    ；
②丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2所示，则图中③线表示的是    （填离子符号）的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要    mL5.0mol•L^-1 NaOH溶液．

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6．

（2016•宁波模拟）如图是一种蓄电池的示意图．被膜隔开的电解质分别为Na₂S₂和 NaBr₃，放电后变为Na₂S₄和NaBr．已知放电时Na⁺ 由乙池向甲池移动．下面对该装置工作过程中叙述正确的是（　　）

A．放电过程，甲池发生氧化反应

B．放电过程，电池反应：2S₂^2-+Br₃^-=S₄^2-+3Br^-

C．充电过程，乙池为阳极室

D．充电过程，当阳极室阴离子增加了2mol，整个电路中电子转移2mol

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7．镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由NiO₂、Fe和碳粉涂在铝箔上制成．放电过程中产生Ni（OH）₂和Fe（OH）₂，Fe（OH）₂最终氧化、脱水生成氧化铁．由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行回收研究．
已知：①．NiCl₂易溶于水，Fe³⁺不能氧化Ni²⁺．
②某温度下一些金属氢氧化物的K_sp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示：
M（OH）_n K_sp pH
开始沉淀沉淀完全
Al（OH）₃ 2.0×10^-32 3.8 -
Fe（OH）₃ 4.0×10^-38 1.9 3.2
Fe（OH）₂ 8.0×10^-16 6.95 9.95
Ni（OH）₂ 6.5×10^-18 5.9 8.9
回答下列问题：
（1）该电池的负极材料是    ，正极反应式为    ，
（2）若电池输出电压为3V，给2W灯泡供电，当电池消耗0.02gFe，理论上电池工作    min（小数点后保留2位）．（已知F=96500C/mol）
（3）将电池电极材料用盐酸溶解后加入适量双氧水，其目的是    ．过滤，在滤液中慢慢加入NiO固体，则开始析出沉淀时的离子方程式是    和    ．若将两种杂质阳离子都沉淀析出，pH应控制在    （离子浓度小于或等于1×10^-5mol/L为完全沉淀，lg2=0.3、lg3=0.5）；设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案    ．
（4）将加入NiO过滤后的溶液加入Na₂C₂O₄，得到NiC₂O₄•2H₂O和滤液A，A的主要成分是    ；电解滤液A，在阴极产生气体B    （填分子式）；在阳极产生气体C    （填分子式）．将NiC₂O₄•2H₂O加入到电解后的溶液，再通入电解时某电解产生的气体，即可得到回收产品Ni（OH）₃，所通入气体为    （填“B”、“C”）极气体，判断依据是    ．

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8．碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关．
（1）C、CO、CO₂在实际生产中有如下应用：
a．2C+SiO₂
高温
.
电炉
Si+2CO
b.3CO+Fe₂O₃
高温
.

2Fe+3CO₂
c．C+H₂O
高温
.

CO+H₂
d．CO₂+CH₄
催化剂
CH₃COOH
上述反应中，理论原子利用率最高的是    ．
（2）有机物加氢反应中镍是常用的催化剂．但H₂中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO₂，为弄清该方法对催化剂的影响，查得资料如下：

则：①不用通入O₂氧化的方法除去CO的原因是    ．
②SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=    ．
（3）汽车尾气中含大量CO和氮氧化物（NO_x）等有毒气体，可以通过排气管内壁活性炭涂层、排气管内催化剂装置进行处理．

①活性炭处理NO的反应：C（s）+2NO（g）⇌N₂（g）+CO₂ （g）△H=-a kJ•mol^-1（a＞0）
若使NO更加有效的转化为无毒尾气排放，以下措施理论上可行的是：    ．
a．增加排气管长度                b．增大尾气排放口
c．添加合适的催化剂              d．升高排气管温度
②在排气管上添加三元催化转化装置，CO能与氮氧化物（NO_x）反应生成无毒尾气，其化学方程式是    ．
（4）利用CO₂与H₂反应可合成二甲醚（CH₃OCH₃）．以KOH为电解质溶液，组成二甲醚--空气燃料电池，该电池工作时其负极反应式是    ．
（5）电解CO制备CH₄和W，工作原理如图5所示，生成物W是    ，其原理用电解总离子方程式解释是    ．

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9．下列说法正确的是（　　）

A．反应CaCO₃（s）═CaO（s）+CO₂（g）在常温下不能自发进行，则该反应的△H＜0

B．0．lmol•L^一1CH₃COOH溶液加水稀释后，溶液中

c(CH3COO-)

c(CH3COOH)

的值减小

C．铅蓄电池在放电过程中，负极质量增加，正极质量减少

D．锅炉中沉积的CaSO₄和BaSO₄都可用饱和Na₂CO₃溶液浸泡，再将不溶物用稀盐酸溶解除去

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10．（1）下列反应中，属于放热反应的是    ，属于吸热反应的是    ．
①煅烧石灰石　②木炭燃烧　③炸药爆炸　④酸碱中和　⑤生石灰与水作用制熟石灰　⑥食物因氧化而腐败
（2）用铜、银与硝酸银设计一个原电池，此电池的负极是    ，负极的电极反应式是    ．
（3）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25g，铜表面析出了氢气    L（标准状况），导线中通过    mol电子．
（4）某化学反应，设反应物的总能量为E₁，生成物的总能量为E₂，若E₁＞E₂，则该反应为    热反应，该反应过程可以看成    ．
中和反应都是    热反应，其实质是（用化学语言填空）    ．

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时间（min）浓度（mol/L）	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N₂	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO₂	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

M（OH）_n	K_sp	pH
M（OH）_n	K_sp	开始沉淀	沉淀完全
Al（OH）₃	2.0×10^-32	3.8	-
Fe（OH）₃	4.0×10^-38	1.9	3.2
Fe（OH）₂	8.0×10^-16	6.95	9.95
Ni（OH）₂	6.5×10^-18	5.9	8.9

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1