知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．
化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

\(\rm{(1)}\)下图为氢氧燃料电池的构造示意图，由此判断\(\rm{X}\)极为电池的极，\(\rm{OH}\)\(\rm{{\,\!}^{—}}\)向 \(\rm{(}\)填“正”或“负”\(\rm{)}\)极作定向移动，\(\rm{Y}\)极的电极反应方程式为，电路中每转移\(\rm{0.2mol}\)电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是 \(\rm{L}\)。

\(\rm{(2)}\)为了验证\(\rm{Fe^{3\;+}}\)与\(\rm{Cu^{2+}}\)氧化性强弱，设计一个装置，下列装置既能产生电流又能达到实验目的的是。

\(\rm{(3)}\)铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：\(\rm{2PbSO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\) \(\rm{+ 2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{\underset{充电}{\overset{放电}{⇌}}}\)\(\rm{Pb + PbO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\) \(\rm{+ 2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)

铅蓄电池放电时正极是 \(\rm{(}\)填物质化学式\(\rm{)}\)，该电极质量 \(\rm{(}\)填“增加”或“减少\(\rm{)}\)。若电解液体积为\(\rm{2L(}\)反应过程溶液体积变化忽略不计\(\rm{)}\)，放电过程中外电路中转移\(\rm{3mol}\)电子，则硫酸浓度由\(\rm{5mol/L}\)下降到 \(\rm{mol/L}\)。

难度：较难

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2．
如图所示，若电解\(\rm{5min}\)时铜电极质量增加\(\rm{2.16g}\)，试回答：
\(\rm{(1)}\)电源电极\(\rm{X}\)名称为 ______ ．
\(\rm{(2)}\)电解池中溶液\(\rm{pH}\)变化\(\rm{(}\)选填“增大”、“减小”、“不变”\(\rm{)}\)：\(\rm{C}\)池 ______ ．
\(\rm{(3)B}\)中阳极的电极反应式为 ______ ．
\(\rm{(4)A}\)中发生反应的离子方程式为 ______ ．

难度：较难

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3．
从\(\rm{H^{+}}\)、\(\rm{Na^{+}}\)、\(\rm{Cu^{2+}}\)、\(\rm{Cl^{-}}\)、\(\rm{SO_{4}^{2-}}\)五种离子中组成电解质，按下列要求进行电解：
\(\rm{(1)}\)以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则可采用的电解质是 ______ ；
\(\rm{(2)}\)以铂片为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则可采用的电解质是 ______ ；
\(\rm{(3}\)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水量都减少，进行电解，则可采用的电解质是 ______ ．

难度：较难

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4．
人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要\(\rm{.}\)在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染\(\rm{.}\)请根据题中提供的信息，回答下列问题：
\(\rm{(1)FeCl_{3}}\)溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生\(\rm{2FeCl_{3}+Cu═2FeCl_{2}+CuCl_{2}}\)，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ______ ，当线路中转移\(\rm{0.1mol}\)电子时，则被腐蚀铜的质量为 ______ \(\rm{g}\)．
\(\rm{(2)}\)蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池的作用\(\rm{.}\)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：\(\rm{Pb+PbO_{2}+2H_{2}SO_{4}═2PbSO_{4}+2H_{2}O.}\)则正极电极反应式为 ______
\(\rm{(3)}\)如图为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是\(\rm{KOH.}\)则\(\rm{X}\)极为电池的 ______ \(\rm{(}\)填“正”或“负”\(\rm{)}\)极，\(\rm{X}\)极的电极反应方程式为 ______ ．

难度：较难

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5．
铝及其化合物用途广泛．
\(\rm{(1)}\)铝元素的离子结构示意图为 ______ ．
\(\rm{(2)}\)下列实验能说明\(\rm{Al}\)的金属性\(\rm{(}\)原子失电子能力\(\rm{)}\)小于\(\rm{Na}\)的是 ______\(\rm{ .(}\)填序号\(\rm{)}\)
\(\rm{a.}\)分别将\(\rm{Na}\)和\(\rm{Al}\)同时放入冷水中
\(\rm{b.}\)测定等物质的量的\(\rm{Na}\)和\(\rm{Al}\)与酸反应生成\(\rm{H_{2}}\)的体积
\(\rm{c.}\)向\(\rm{Al(OH)_{3}}\)悬浊液中加入足量\(\rm{NaOH}\)溶液
\(\rm{d.}\)用\(\rm{pH}\)计测量\(\rm{NaCl}\)溶液与\(\rm{AlCl_{3}}\)溶液的\(\rm{pH}\)
\(\rm{(3)}\)工业上，用冰晶石作助熔剂、石墨作电极电解熔融氧化铝制铝，每生产\(\rm{1}\)吨\(\rm{Al}\)，阳极大约会损失\(\rm{0.6}\)吨的石墨，则石墨被氧化为 ______\(\rm{ (}\)填化学式\(\rm{)}\)．
\(\rm{(4)}\)碳在高温下与\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)反应生成\(\rm{Al_{4}C_{3}}\)固体与\(\rm{CO_{2}}\)，该反应每转移\(\rm{1mol}\)电子，吸热\(\rm{akJ}\)，该反应的热化学方程式为 ______ ．
\(\rm{(5)}\)室温下，往\(\rm{0.2mol⋅L^{-1}Al_{2}(}\) \(\rm{SO_{4})}\)溶液中逐滴加入\(\rm{1.0mol⋅L^{-1}}\) \(\rm{NaOH}\)溶液，实验测得溶液\(\rm{pH}\)随\(\rm{NaOH}\)溶液体积变化的曲线如图所示．
\(\rm{①a}\)点溶液呈酸性的原因是 ______\(\rm{ .(}\)用离子方程式表示\(\rm{)}\)
\(\rm{②c→d}\)时，\(\rm{Al}\)元素的主要存在形式是 ______\(\rm{ .(}\)填化学式\(\rm{)}\)
\(\rm{③}\)根据图中数据计算，\(\rm{Al(OH)_{3}}\)的\(\rm{K_{sp}≈ }\)______ ．

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6．
铁及其化合物在国民经济的发展中起着重要作用．
\(\rm{(1)}\)已知：\(\rm{4Fe(s)+3O_{2}(g)=2Fe_{2}O_{3}(s)\triangle H=-1641.0kJ⋅mol^{-1}}\)
\(\rm{C(}\)石墨\(\rm{)+ \dfrac {1}{2}O_{2}(g)=CO(g)\triangle H=-110.5kJ⋅mol^{-1}}\)
则\(\rm{Fe_{2}O_{3}(s)+3C(}\)石墨\(\rm{)=2Fe(s)+3CO(g)}\)的\(\rm{\triangle H=}\) ______ \(\rm{kJ⋅mol^{-1}}\)．
\(\rm{(2)}\)将\(\rm{NaCl}\)溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区\(\rm{(a)}\)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色 \(\rm{(b)}\)，如图所示\(\rm{.}\)液滴中心是 ______ 区\(\rm{(}\)填“正极”或“负极”\(\rm{)}\)，其电极反应式为 ______ \(\rm{.}\)为减缓钢铁的腐蚀，可与锌块相连，该方法称为 ______ ．
\(\rm{(3)}\)铁钛合金是一种不锈钢材料，某同学在探究该合金的性质时，往含有\(\rm{TiO^{2+}}\)、\(\rm{Fe^{3+}}\)溶液中加入铁屑至溶液显紫色，该过程中发生的反应有：
\(\rm{①2TiO^{2+}(}\)无色\(\rm{)+Fe+4H^{+}=2Ti^{3+}(}\)紫色\(\rm{)+Fe^{2+}+2H_{2}O}\)
\(\rm{②Ti^{3+}(}\)紫色\(\rm{)+Fe^{3+}+H_{2}O=TiO^{2+}(}\)无色\(\rm{)+Fe^{2+}+2H^{+}}\)
\(\rm{③}\) ______ ．

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7．
如图\(\rm{1}\)所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中\(\rm{X}\)为阳离子交换膜\(\rm{.}\)请按要求回答相关问题：

\(\rm{(1)}\)甲烷燃料电池正极反应式是 ______ ；
\(\rm{(2)}\)石墨\(\rm{(C)}\)极的电极反应式为 ______ ；
\(\rm{(3)}\)若在标准状况下，有\(\rm{2.24L}\)氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体体积为 ______ \(\rm{L}\)，丙装置中阴极析出铜的质量为 ______ \(\rm{g}\)；
\(\rm{(4)}\)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取\(\rm{Fe(OH)_{2}}\)的实验装置\(\rm{(}\)如图\(\rm{2}\)所示\(\rm{)}\)，用于制\(\rm{Fe(OH)_{2}}\)，使用硫酸钠作电解质溶液，阳极选用 ______ 作电极．
\(\rm{(5)}\)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置的阳极泥中含有 ______ ，反应一段时间后，硫酸铜溶液浓度将 ______ \(\rm{(}\)填“增大”、“减小”或“不变”\(\rm{.)}\)

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8．
\(\rm{NH_{3}}\)经一系列反应可以得到\(\rm{HNO_{3}}\)和\(\rm{NH_{4}NO_{3}}\)，如图\(\rm{1}\)所示．

\(\rm{(1)}\)Ⅰ中，\(\rm{NH_{3}}\)和\(\rm{O_{2}}\)在催化剂作用下反应，其化学方程式是 ______ ．
\(\rm{(2)}\)Ⅱ中，\(\rm{2NO(g)+O_{2}(g)⇌2N0_{2}(g).}\)在其它条件相同时，分别测得\(\rm{NO}\)的平衡转化率在不同压强\(\rm{(p_{1},p_{2})}\)下随温度变化的曲线\(\rm{(}\)如图\(\rm{2)}\)．
\(\rm{①}\)比较\(\rm{p_{1}}\)，\(\rm{p_{2}}\)的大小关系： ______
\(\rm{②}\)随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是 ______ ．
\(\rm{(3)}\)Ⅲ中，降低温度，将\(\rm{NO_{2}(g)}\)转化为\(\rm{N_{2}O_{4}(l)}\)，再制备浓硝酸．
\(\rm{①}\)已知：\(\rm{2NO_{2}(g)⇌N_{2}O_{4}(g)\triangle H_{1}}\)
\(\rm{2NO_{2}(g)⇌N_{2}O_{4}(l)\triangle H_{2}}\)
图\(\rm{3}\)中能量变化示意图中，正确的是\(\rm{(}\)选填字母\(\rm{)}\) ______ ．

\(\rm{②N_{2}O_{4}}\)与\(\rm{O_{2}}\)、\(\rm{H_{2}O}\)化合的化学方程式是 ______ ．
\(\rm{(4)}\)Ⅳ中，电解\(\rm{NO}\)制备\(\rm{NH_{4}NO_{3}}\)，其工作原理如图\(\rm{4}\)所示，为使电解产物全部转化为\(\rm{NH_{4}NO_{3}}\)，需补充物质\(\rm{A}\)，\(\rm{A}\)是 ______ ，说明理由： ______ ．

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9．

热电厂用碱式硫酸铝\(\rm{[Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{⋅Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{]}\)吸收烟气中低浓度的二氧化硫。具体过程如下：
\(\rm{(1)}\)碱式硫酸铝溶液的制备
往\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)溶液中加入一定量\(\rm{CaO}\)粉末和蒸馏水，可生成碱式硫酸铝\(\rm{(}\)络合物，易溶于水\(\rm{)}\)，同时析出生石膏沉淀\(\rm{[CaSO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{·2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O]}\)，反应的化学方程式为_____________________。
\(\rm{(2)SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)的吸收与解吸。吸收液中碱式硫酸铝活性组分\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)对\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)具有强大亲和力，化学反应为：\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{·Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{(aq)+3SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)}\)\(\rm{⇌ }\)\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{·Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{(aq)}\) \(\rm{\triangle H < 0}\)。工业流程如下图所示：

\(\rm{①}\) 高温烟气可使脱硫液温度升高，不利于\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)的吸收。生产中常控制脱硫液在恒温\(\rm{40～60}\)\(\rm{{\,\!}^{o}}\)\(\rm{C}\)，试分析原因__________________________。
\(\rm{②}\) 研究发现，\(\rm{I}\)中含碱式硫酸铝的溶液与\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)结合的方式有\(\rm{2}\)种：其一是与溶液中的水结合。其二是与碱式硫酸铝中的活性\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)结合，通过酸度计测定不同参数的吸收液的\(\rm{pH}\)变化，结果如下图所示：

据此判断初始阶段，\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)的结合方式是___________。比较\(\rm{x}\)、\(\rm{y}\)、\(\rm{z}\)的大小顺序________。
\(\rm{③ III}\)中得到再生的碱式硫酸铝溶液，其\(\rm{n(Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{)}\)：\(\rm{n[Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{]}\)比值相对\(\rm{I}\)中有所下降，请用化学方程式加以解释：_____________________________。
\(\rm{(3)}\)解吸得到较纯的\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)，可用于原电池法生产硫酸。

\(\rm{①}\) 电极\(\rm{b}\)周围溶液\(\rm{pH}\)_____\(\rm{(}\)填“变大”、“变小”或“不变”\(\rm{)}\)

\(\rm{②}\) 电极\(\rm{a}\)的电极反应式是_____。

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10．
请按要求写出相应的方程式。

\(\rm{⑴}\)将含\(\rm{SO_{2}}\)的废气通入含\(\rm{Fe^{2+}(}\)催化剂\(\rm{)}\)的溶液中，常温下可使\(\rm{SO_{2}}\)转化为\(\rm{SO^{2-}_{4}}\)，其总反应为\(\rm{2SO_{2}+O_{2}+2H_{2}O=2H_{2}SO_{4}}\)。上述总反应分两步进行，第一步反应的离子方程式为\(\rm{4Fe^{2+}+O_{2}+4H^{+}=4Fe^{3+}+2H_{2}O}\)，写出第二步反应的离子方程式：________。

\(\rm{⑵pH=3.6}\)时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝\(\rm{[Al_{2}(SO_{4})}\)\(\rm{{\,\!}_{x}}\)\(\rm{(OH)}\)_{6－2\(\rm{x}\)}\(\rm{]}\)溶液。若溶液的\(\rm{pH}\)偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，用化学方程式表示其原因：________。

\(\rm{⑶ClO_{2}}\)是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产\(\rm{ClO_{2}}\)工艺原理示意图如下：

\(\rm{①}\)写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式：________。

\(\rm{②}\)写出\(\rm{ClO_{2}}\)发生器中的化学方程式，并标出电子转移的方向及数目：________。

\(\rm{③ClO_{2}}\)能将电镀废水中的\(\rm{CN^{-}}\)离子氧化成两种无毒气体，自身被还原成\(\rm{Cl^{-}}\)。写出该反应的离子方程式________。

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