(09海南卷15) Li-SOCl2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LiAlCl4-SOCl2.电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +S——青夏教育精英家教网—

题目列表(包括答案和解析)

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17.(09海南卷15)(9分)

　　 Li-SOCl₂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LiAlCl₄-SOCl₂。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)电池正极发生的电极反应为　　　　　　　　　　；

(3)SOCl₂易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl₂中，实验现象是　　　　　　，反应的化学方程式为　　　　　　；

　　 (4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是　　　　　　　　　　。

答案：

(1)锂　　　 (2分)

(2)(2分)

(3)出现白雾，有刺激性气体生成　 (3分)

(4)锂是活泼金属，易与、反应；也可与水反应(2分)

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16. (09重庆卷26)(14分)工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。

(1)题26图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是　　；NaOH溶液的出口为　　　 (填字母)；精制饱和食盐水的进口为　　　 (填字母)；干燥塔中应使用的液体是　　　。

(2)多晶硅主要采用SiHCl₃还原工艺生产，其副产物SiCl₄的综合利用收到广泛关注。

①SiCl₄可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同)，方法为高温下SiCl₄与H₂和O₂反应，产物有两种，化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。

②SiCl₄可转化为SiHCl₃而循环使用。一定条件下，在20L恒容密闭容器中的反应：

　 3 SiCl₄(g)+2H₂(g)+Si(s)4SiHCl₃(g)

达平衡后，H₂与SiHCl₃物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H₂全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为　 kg。

(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0kg，则生成氢气　　　 (标准状况)。

答案：

(1)①氯气；a；d；浓硫酸

(2)①SiCl₄+2H₂+O₂SiO₂+4HCl②0.35

(3)134.4

解析：

(1)电解饱和食盐时阳极阴离子Cl^-、OH^-放电，Cl^-的放电能力强于OH^-，阳极发生的方程式为：2Cl^--2e^-===Cl₂↑；阴极：2H⁺+2e^-===H₂↑；总反应为：2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH。H₂、2NaOH在阴极，NaOH溶液的出口为a，Cl₂在阳极，精制饱和食盐水从阳极进入，选d；要干燥Cl₂需要用酸性干燥剂H₂SO₄或P₂O₅等，中性干燥剂无水CaCl₂。

(2)①SiCl₄与H₂和O₂反应，产物有两种，光导纤维的主要成分是SiO₂，H、Cl元素必在另一产物中，H、Cl元素结合成HCl，然后配平即可。发生的化学方程式为：SiCl₄+2H₂+O₂SiO₂+4HCl。

②

由3 SiCl₄(g)+2H₂(g)+Si(s)4SiHCl₃(g)

起始量(mol)　　　　　　　　 n　　　　　　　　　　 0

变化量(mol)　　 3x　　　　 2x　　　 x　　　　　 4x

平衡量(mol)　　　　　　　　 n-2x　　　　　　　　4x

4x=0.020mol/L×20L=0.4mol，n-2x=0.140mol/L20L=2.8mol，n=3.0mol，由2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH，(2×58.5)g：1mol=m(NaCl)g：3mol；m(NaCl)=351g=0.351kg。

(3)由NaCl转化为NaClO₃，失去电子数为6，H₂O转化为H₂，得到的电子数为2，设产生的H₂体积为V，由得失电子守恒有：

6×；V=134.4m³。

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15.(09山东卷29)(12分)Zn-MnO₂干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液。

(1)该电池的负极材料是　　。电池工作时，电子流向　　(填“正极”或“负极”)。

(2)若ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu²⁺，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是　　。欲除去Cu²⁺，最好选用下列试剂中的　　(填代号)。

a.NaOH　　　　 b.Zn　　c.Fe　　　 d.NH₃·H₂O

(3)MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液。阴极的电极反应式是

　　。若电解电路中通过2mol电子，MnO₂的理论产量为　　。

答案：

(1)Zn(或锌) 正极

(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀　b　

(3)2H⁺+2e-→H₂ ,87g

解析：

(1)负极上是失电子的一极 Zn失电子有负极经外电路流向正极。

(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu²⁺置换为单质而除去。

(3)阴极上得电子，发生还原反应， H⁺得电子生成氢气。因为MnSO₄-MnO₂-2 e-,通过2mol电子产生1molMnO₂，质量为87g。

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14.(09山东卷31)(8分)(化学－化学与技术)

金属铝的生产是以Al₂O₃为原料，在熔融状态下进行电解：请回答下列问题：

(1)冰品石(Na₃AlF₆)的作用是　　。

(2)电解生成的金属铝是在熔融液的　　(填“上层”或“下层”)。

(3)阴极和阳极均由　　材料做成；电解时所消耗的电极是　　(填“阳极”或“阴极”)。

(4)铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成　　(填代号)。

a.冰品石　　b.氧化铝　　c.铝锭　　d.硫酸铝

答案：

(1)降低Al₂O₃的熔化温度

(2)下层　

(3)碳棒(或石墨)　阳极

(4)c

解析：

(1)Al₂O₃的熔点很高，熔化得需要较多能量，加入助熔剂就可节约能量，降低熔化温度

(2)由于冰晶石(Na₃AlF₆)与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层。

(3)电解时阳极的碳棒被生成的氧气氧化。

(4)电解产生的铝要尽量以单质形式存在，所以将回收铝做成铝锭最好。

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13.(09全国卷Ⅰ28)(15分)

下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和100g 10.00%的K₂SO₄溶液，电极均为石墨电极。

(1)　　接通电源，经过一段时间后，测得丙中K₂SO₄浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：

①电源的N端为　　极；

②电极b上发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　　；

③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积：　　　　　　　　　　　　；

④电极c的质量变化是　　　　　　　 g；

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：

　甲溶液　　　　　　　　　　　　　　；

　乙溶液　　　　　　　　　　　　　　；

　丙溶液　　　　　　　　　　　　　　；

(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？

答案：

(1)①正极　 ②4OH^－-4e^－=2H₂O + O₂↑。③2.8L　 ④16g　 ⑤甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH^－放电， H⁺增多。丙不变，相当于电解水。

(2)可以　因为CuSO₄溶液已转变为H₂SO₄溶液，反应也就变为水的电解反应

解析：

(1)①乙中C电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu²⁺+2e^－=Cu，即C处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K₂SO₄，相当于电解水，设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有，100×10%=(100-x)×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol。由方程式2H₂+O₂ 2H₂O可知，生成2molH₂O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中为NaOH，相当于电解H₂O，阳极b处为阴离子OH^－放电，即4OH^－-4e^－=2H₂O + O₂↑。③转移0.5mol电子，则生成O₂为0.5/4=0.125mol，标况下的体积为0.125×22.4=2.8L。④Cu²⁺+2e^－=Cu，转移0.5mol电子，则生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu²⁺放电，阳极为OH^－放电，所以H⁺增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K₂SO₄而言，其pH几乎不变。(2)铜全部析出，可以继续电解H₂SO₄，有电解液即可电解。

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12. (09天津卷10)(14分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，

性质稳定，请回答：

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　，在导线中电子流动方向为　　　

　　　(用a、b 表示)。

(2)负极反应式为　　　　。

(3)电极表面镀铂粉的原因为　　　　　　　　　　　　　　。

(4)该电池工作时，H₂和O₂连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：

Ⅰ.2Li+H₂2LIH

Ⅱ.LiH+H₂O==LiOH+H₂↑

①反应Ⅰ中的还原剂是　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　。

②已知LiH固体密度为0.82g/cm³。用锂吸收224L(标准状况)H₂，生成的LiH体积与被吸收的H₂体积比为　　　　。

③由②生成的LiH与H₂O作用，放出的H₂用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为　　　　　　mol。

答案：

(1)由化学能转变为电能　由a到b

(2)或

(3)增大电极单位面积吸附、分子数，加快电极反应速率

(4)①　

②或

③32

解析：本题考查电化学知识。

(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H₂ + O₂ =2H₂O，其中H₂从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。

(2)负极为失去电子的一极，即H₂失电子生成H⁺，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH^－。

(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。

(4)I.Li从零价升至+1价，作还原剂。

II.H₂O的H从+1降至H₂中的零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH₂时，则生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10^-3L=192.68×10^-3L。V(LiH)/v(H₂)= 192.68×10^-3L/224L=8.71×10^-4。20mol LiH可生成20mol H₂，实际参加反应的H₂为20×80%=1.6mol，1molH₂转化成1molH₂O，转移2mol电子，所以1.6molH₂可转移3.2mol的电子。