- 电解池
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已知可逆反应：AsO43-+2I-+2H+⇌AsO33-+I2+H2O据此设计出如图所示的实验装置（装置中盐桥的作用是使整个装置形成一个闭合回路）．进行如下操作：
（Ⅰ）向（B）烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；
（Ⅱ）若改向（B）烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安表指针向前述相反方向偏转．
试回答下列问题：
（1）两次操作过程中微安表指针为什么会发生偏转？______
（2）两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？______
（3）（Ⅰ）操作过程中，C1棒发生的反应为______
（4）（Ⅱ）操作过程中，C2棒发生的反应为______．
正确答案
由图可知，该装置为原电池，（Ⅰ）发生AsO43-+2I-+2H+⇌AsO33-+I2+H2O，C1棒为负极，电极反应发生2I--2e-=I2；
（Ⅱ）发生AsO33-+I2+2OH-⇌AsO43-+2I-+H2O，C2棒为负极，电子由负极流向正极，
（1）因两次操作过程均能形成原电池，都是把化学能转化为电能，形成电流指针偏转，故答案为：两次操作过程均能形成原电池，都是把化学能转化为电能；
（2）因操作1中C1是负极，C2是正极；操作2中C1是正极，C2是负极，电子由负极流向正极，则指针偏转方向不同，
故答案为：操作1中C1是负极，C2是正极；操作2中C1是正极，C2是负极；
（3）C1棒为负极，电极反应发生2I--2e-=I2，故答案为：2I--2e-=I2；
（4）C2棒为负极，电极反应为AsO33-+H2O-2e-=AsO43-+2H+，故答案为：AsO33-+H2O-2e-=AsO43-+2H+．
（10分）图为一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，产生Al(OH)3白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线。试回答：
Ⅰ．A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比为1比_______；
Ⅱ．（B处溶液中存在的浓度最大的离子是_____________（填离子符号）；
Ⅲ．（铝铵矾是一种复盐，其主要化学成分为十二水硫酸铝铵NH4Al(SO4)2.12H2O，向该盐的浓溶液中逐滴加入浓NaOH溶液，将发生一系列变化，已知NH4＋与AlO2－在水溶液中不能大量共存，会发生如下反应：NH4＋＋AlO2－＋H2O＝Al(OH)3↓＋NH3↑。
试回答：
（1）写出硫酸铝铵在水溶液中电离的方程式： ；
（2）在逐滴加入NaOH溶液的过程中，产生的现象有：
①溶液中出现白色沉淀；②有刺激性气味的气体放出；③白色沉淀量逐渐增多；④白色沉淀完全消失：⑤白色沉淀逐渐减少。请排出以上各种现象由先到后出现的正确顺序（用序号回答） ；
（3）向含有0.01mol NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入5mol·L－1NaOH溶液，请在右图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。
正确答案
（10分）Ⅰ 3（2分）；Ⅱ Na+（2分）；
Ⅲ（1）NH4Al(SO4)2＝NH4＋＋Al3＋＋2SO42－ （2分）（2）①③②⑤④ （2分）
(3)
（2分）
试题分析：Ⅰ．根据反应式Al3+＋3OH－===Al(OH)3↓可知，A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比为1:3。
Ⅱ．B处溶液中恰好生成偏铝酸钠，由于AlO2－水解，浓度降低，所以存在的浓度最大的离子是钠离子。
Ⅲ．（1）硫酸铝铵在水溶液中电离的方程式是NH4Al(SO4)2＝NH4＋＋Al3＋＋2SO42－。
（2）根据溶液中的阳离子可知，在逐滴加入NaOH溶液的过程中，OH－首先和Al3＋反应生成氢氧化铝白色沉淀。由于NH4＋与AlO2－在水溶液中不能大量共存，会发生如下反应：NH4＋＋AlO2－＋H2O＝Al(OH)3↓＋NH3↑，所以当氢氧化铝不再发生变化时，OH－再和NH4＋反应生成氨水。最后加入的氢氧化钠溶解氢氧化铝生成偏铝酸钠。所以正确的实验现象依次是①③②⑤④。
（3）根据（2）中分析可知，正确的图像是
点评：该题综合性强，难度较大，试题贴近高考，灵活性强。该题再注重对基础知识考查和巩固的同时，更侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有助于培养学生的逻辑思维能力和抽象思维能力，提高学生的规范答题能力和应试能力。
在长期载人的太空飞行宇航器中，每个宇航员平均每天需要消耗0.9kgO2，呼出1.0kgCO2，为保持飞船内空气的成分稳定，科学家进行了大量的科学探索，有的科学家根据电化原理设计了飞船内空气更新实验系统，该系统结构示意图如下：
（1）管道①的作用是将飞船座舱中含CO2的空气通入“电化学CO2处理系统”的N极室，通过该电极反应可以使CO2不断被吸收，则N极为______极（填“正”或“负”），其电极反应为：______，其电极产物吸收CO2的离子方程式为______，在N极吸收CO2后形成的阴离子会通过隔膜进入M极室，与M极上产生的产物反应又生成CO2．从电解质溶液中释放出来，并保持系统内pH不变，该电极反应式为______，CO2逸出的离子方程式为______．
（2）管道②的作用是将处理后的空气混入“电解水系统产生的新鲜氧气”，然后通入飞船座舱内供宇航员呼吸．在电解水系统中，Y为______极（填“阴”或“阳”），X极的电极反应式______．
（3）逸出的CO2没有排出飞船外，而是通过管道③进入“CO2还原系统”，在该系统内，CO2跟H2在一定条件下反应，其产物有甲烷等气体，甲烷可作飞船的燃料．已知甲烷的热值为56kJ/g，则甲烷在足量氧气中燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式______．
正确答案
（1）含CO2的空气通入“电化学CO2处理系统”的N极室，N极上氧气得电子为正极，电极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-，吸收CO2的离子方程式为2OH-+CO2=CO32-+H2O，M极上氢起失去电子，该电极反应为H2+2e-=2H+，氢离子与碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，所以CO2逸出的离子方程式为2H++CO32-=CO2+H2O，
故答案为：正；2H2O+O2+4e-=4OH-；2OH-+CO2=CO32-+H2O；H2+2e-=2H+；2H++CO32-=CO2+H2O；
（2）由图可知，Y极上氢离子得到电子生成氢气，为阴极，而X极上氢氧根离子失去电子生成氧气，电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑（或2H2O-4e-=4H++O2↑），
故答案为：阴；4OH--4e-=2H2O+O2↑（或2H2O-4e-=4H++O2↑）；
（3）甲烷的热值为56kJ/g，则燃烧热为△H=-56kJ/mol×16g/mol=-896kJ/mol，注明物质的状态可知热化学反应方程式为CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-896kJ/mol，故答案为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-896kJ/mol．
将锌片和铜片插入某种电解质溶液中，如图所示装置．
（1）若电解质溶液是稀硫酸①锌片与铜片不用导线连接，现象是______，
反应的离子方程式______．
②若用导线把金属片连接起来，现象是______，
则发生氧化反应的是______极（填“锌”或“铜”）铜极发生的反应是______，该电池的总反应方程式是______
（2）若电解质溶液是硫酸铜溶液，用导线把金属片连接起来在导线中电子是由______极流向______极，电极反应式为负极____________，正极______，反应的化学方程式为______．
正确答案
（1）①锌片与铜片不用导线连接，该装置不能构成原电池，锌片和酸反应生成锌离子和氢气，铜片和酸不反应，所以看到的现象是：锌片上有气泡产生，铜片上无现象，反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑．
故答案为：锌片上有气泡产生，铜片上无现象；Zn+2H+=Zn2++H2↑．
②用导线把金属片连接起来，该装置构成了原电池，锌片失电子生成锌离子进入溶液，所以锌片逐渐溶解，发生氧化反应；电子从锌片沿导线流向铜片，铜片上氢离子得电子生成氢气，所以发生的电极反应式为2H++2e-H2↑，电池反应式为Zn+2H+=Zn2++H2↑．
故答案为：锌片逐渐溶解，铜片上有气泡生成；锌；2H++2e-H2↑；Zn+2H+=Zn2++H2↑．
（2）该装置构成了原电池，锌作负极铜作正极，锌片失电子生成锌离子进入溶液，铜离子得电子生成铜，所以电子从锌片沿导线流向铜片，所以电极反应式为：负极Zn-2e-=Zn2+；正极Cu2++2e-Cu；总反应式为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu．
故答案为：锌；铜；Zn-2e-=Zn2+；Cu2++2e-Cu；；Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu．
（10分）
汽车尾气中含有CO和氮氧化物。治理尾气的方法是在排气管上安一个催化转化器，可发生如下反应：2NO+2CO
（1）2NO（g）+2CO（g）
K= 。
（2）已知：CO（g）+
N2（g）+O2（g）="2" NO（g） △H="+180" kJ/mol
则反应2NO（g）+2CO（g）
（3）对于可逆反应2NO（g）+2CO（g）
①升高温度，平衡常数增大
②升高温度，逆反应速率降低
③在单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡
④反应达到平衡后，其他条件不变，缩小容器容积，平衡向生成N2和CO2的方向移动
（4）下列说法正确的是
①NO、CO、CO2均为酸性氧化物
②CO2的大量排放会导致温室效应，所以应尽量选用公共交通，提倡低碳
③汽车尾气中的氮氧化物主要是空气中的氮气与氧气在高温条件下生成的
（5）实验室可利用NaOH溶液吸收CO2，标准状况下2.24LCO2气体被1.5 L 0.1 mol/L NaOH溶液全部吸收（不考虑CO2溶于水），生成NaCO3的物质的量为 mol。
正确答案
（1）
（2）-746（2分）
（3）③④（2分）
（4）②③（2分）
（5）0.05（2分）
略
（1）铜板上铁铆钉处容易生锈，称为______腐蚀，被腐蚀的金属是______；原电池的正极电极反应式是______．
（2）如图所示的铜-锌原电池中，理论上应观察到的现象是：铜片上：______，此时原电池的负极电极反应式是______．
正确答案
（1）铜板上铁铆钉处容易生锈，是因为金属铁、铜、潮湿的空气形成了原电池，其中活泼金属铁发生了吸氧腐蚀的结果，在该原电池的正极上是氧气得电子的过程，
故答案为：电化学（或吸氧）；铁；O2 +4e-+2H2O=4OH-；
（2）在铜、锌、硫酸原电池中，活泼金属锌做负极，发生失电子的氧化反应，即Zn-2e=Zn2+，金属铜作正极，正极上是氢离子发生得电子得还原反应，即2H++2e-→H2↑，有气泡产生，故答案为：有气泡产生；Zn-2e=Zn2+．
如图是三个原电池的装置图．
（1）在甲装置中，作为负极的物质是______，在正极上发生的变化可表示为：2H++2e-═H2↑；如果在正极转移了0.2mole-，则在正极可产生标准状况下H2的体积约为______L，负极转移电子的物质的量为______mol．
（2）在乙、丙装置中，Fe均为负极，C、Ag分别为正极；由此可知，在原电池中，一般是用______的物质作为负极．
正确答案
（1）甲装置中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，正负极上得失电子数相等，所以当正极转移了0.2mol电子，负极转移电子的物质的量为0.2mol，根据转移电子相等得：
生成氢气体积=
故答案为：Zn；2.24；0.2；
（2）在乙、丙装置中，Fe均为负极，C、Ag分别为正极；由此可知，在原电池中，一般是用元素的金属性较强物质作负极，
故答案为：元素的金属性较强．
如图示实验中，把四根洁净的金属条A、B、C、D轮流放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧．在每次轮流实验时，记录了电压表指针的移动方向和电压表的读数（如右表）．
（1）______金属可能是最强的还原剂；
（2）______金属不能从硫酸铜溶液中置换铜．
正确答案
A-Cu连接时，电子从A→Cu，所以A的金属性大于铜；
B--Cu连接时，电子从Cu→B，所以铜的金属性大于B；
C--Cu连接时，电子从C→Cu，所以C的金属性大于铜；
D--Cu连接时，电子从D→Cu，所以D的金属性大于铜；
（1）金属的金属性越强，电压表的读数越大，连接 C--Cu时，电压表的读数最大，所以C的金属性最强，其还原性最强；
故答案为：C．
（2）根据上面分析知，铜的金属性大于B，所以B金属不能从硫酸铜溶液中置换铜．
故答案为：B．
原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献．
（1）现有如下两个反应：A．NaOH+HCl=NaCl+H2O，B．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑判断能否设计成原电池A．______B．______．（填“能”或“不能”）
（2）由铜片、锌片和足量稀H2SO4组成的原电池中，若锌片只发生原电池腐蚀，一段时间后某电极产生3.36L标准状况下的气体．
①负极是______（填“锌”或“铜”），发生______反应（填“氧化”或“还原”）；
②正极的电极反应式为______；
③产生这些气体共需转移电子______mol．
正确答案
（1）反应A．NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化还原反应，不能设计成原电池，反应B．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑是氧化还原反应，能设计成原电池，故答案为：不能；能；
（2）①Zn、Cu、硫酸构成的原电池中，活泼金属锌做负极，发生氧化反应，故答案为：锌；氧化；
②Zn、Cu、硫酸构成的原电池中，金属铜做正极，正极反应是：2H++2e-→H2↑，故答案为：2H++2e-→H2↑；
③根据电极反应：2H++2e-→H2↑，产生3.36L即0.15mol标准状况下的氢气，转移电子数为：0.3mol，故答案为：0.3．
请根据反应 Fe+CuSO4=Fe SO4+Cu，设计原电池，完成以下问题．负极：______，其电极反应式为：______
正极：______，其电极反应式为：______电解质溶液：______，电池的离子反应式为：______．
正确答案
根据金属活动性顺序表知，铁比铜活泼，结合原电池原理知，铁作负极，铜作正极，负极上电极材料失电子变成离子进入溶液，发生氧化反应；正极上，溶液中铜离子得电子生成铜单质，反应还原反应；根据反应方程式知，电解质溶液是硫酸铜，两个电极反应方程式相加得得电池反应方程式．
故答案为：Fe；Fe-2e-=Fe2+；Cu； Cu2++2e-=Cu；CuSO4；Fe+Cu2+=Fe2++Cu；
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