原電池原理與電解原理實質(zhì)都是發(fā)生氧化還原反應(yīng).相關(guān)原理.計算及應(yīng)用仍符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律.物質(zhì)間的反應(yīng)大多數(shù)是氧化還原反應(yīng).氧化還原反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律及基本概念在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn).日常生活及科學(xué)研究中有非常重要的應(yīng)用.與很多知識綜合皆可構(gòu)成新穎命題. [解題策略] (1)近幾年高考命題的發(fā)展趨勢.氧化還原反應(yīng)除主要考查基本概念外.出現(xiàn)了將氧化還原反應(yīng)方程式的計算與物質(zhì)的分析推斷相綜合的趨勢.因此解題時.應(yīng)注重將氧化還原反應(yīng)的相關(guān)化學(xué)知識.按內(nèi)在聯(lián)系抽象歸納.并按此規(guī)律進(jìn)行推理和想像.解題過程中.應(yīng)從分析元素化合價有無變化或升降這一氧化還原反應(yīng)的特征入手.具體方法是:找變價.判類型.分升降.定其他.關(guān)于氧化性或還原性強(qiáng)弱的比較.必須看準(zhǔn)題目要求.正確運用氧化性或還原性強(qiáng)弱的比較規(guī)律.采用分析比較法解決.對于氧化還原反應(yīng)的計算.一般采用守恒法解.即依據(jù)氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等.列出守恒關(guān)系式求解. (2)近幾年高考試題.呈現(xiàn)出氧化還原反應(yīng)與STS問題情景相結(jié)合.氧化還原反應(yīng)的計算與物質(zhì)的分析推斷相綜合的趨勢.以及信息遷移.探討新問題情景的新型試題.STS教育重視理論聯(lián)系實際.關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)技術(shù).社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展.以促進(jìn)學(xué)生在知識和技能.過程和方法.情感.態(tài)度和價值觀等方面的全面發(fā)展.它仍是以后高考命題的熱點和亮點.今后高考命題會繼續(xù)涉及上述熱點.同時也會因氧化還原反應(yīng)涉及知識面廣.特別是與社會生活知識綜合在一起.會有推陳出新的綜合性題型出現(xiàn). [例1 ]將22.4L某氣態(tài)氮氧化合物與足量的灼熱銅粉完全反應(yīng)后.氣體體積11.2L(體積均在相同條件下測定).則該氮氧化合物的化學(xué)式為 A.NO2 B.N2O2 C.N2O D.N2O4 [例2 ]下列類型的反應(yīng).一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的是 A. 化合反應(yīng) B. 分解反應(yīng) C. 置換反應(yīng) D. 復(fù)分解反應(yīng) 解析:本題是考查氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系.考慮問題要注意一些特例.二氧化碳與水化合.碳酸氫銨分解.鹽酸與氫氧化鈉中和反應(yīng).這三個都是非氧化還原反應(yīng).沒有發(fā)生電子轉(zhuǎn)移.A.B.D錯誤.置換反應(yīng)中肯定有單質(zhì)參加.有單質(zhì)生成.一定屬于氧化還原反應(yīng).即一定有電子轉(zhuǎn)移.C項正確.答案為C. [例3]下列敘述正確的是 A.二氧化硫具有還原性.故可作漂白劑 B.鈉的金屬活性比鎂強(qiáng).故可用鈉與氯化鎂溶液反應(yīng)制鎂 C.濃硝酸中的硝酸見光分解.故有時在實驗室看到的濃硝酸呈黃色 D.Fe在氯氣中燃燒生成氯化鐵.故在與其他金屬反應(yīng)的產(chǎn)物中的Fe也顯+3價 [例4 ]下列推斷合理的是 A.明礬[KAl(SO4)2·12H2O]在水中能形成Al(OH)3膠體.可用作凈水劑 B.金剛石是自然界中硬度最大的物質(zhì).不可能與氧氣發(fā)生反應(yīng) C.濃H2SO4有強(qiáng)氧化性.不能與Cu發(fā)生劇烈反應(yīng) D.將SO2通入品紅溶液.溶液褪色后加熱恢復(fù)原色;將SO2通入溴水.溴水褪色后加熱也能恢復(fù)原色 解析:本題主要考查元素化合物的有關(guān)性質(zhì)和氧化還原反應(yīng)的關(guān)系.Al3+能水解生成Al(OH)3膠體.具有較大的表面積.可用作凈水劑 .A正確,金剛石雖然硬度大.但能夠與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng).生成二氧化碳.B錯誤,濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性可以和Cu在加熱條件下發(fā)生劇烈反應(yīng) .C錯誤,將SO2通入品紅溶液.溶液褪色.是生成了不穩(wěn)定的物質(zhì).受熱分解后又恢復(fù)原色.將SO2通入溴水.發(fā)生氧化還原反應(yīng).溴水褪色后加熱不能恢復(fù)原色.D錯誤.答案為A. [例5]物質(zhì)的量之比為2:5的鋅與稀硝酸反應(yīng).若硝酸被還原的產(chǎn)物為N2O.反應(yīng)結(jié)束后鋅沒有剩余.則該反應(yīng)中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是 ( ) A. 1:4 B.1:5 C. 2:3 D.2:5 解析:本題審題時注意問的是“該反應(yīng)中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比 .首先寫出反應(yīng)方程式.判斷出氧化劑和還原劑.特別注意硝酸只有一部分被還原.4Zn+10HNO3= 4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O.設(shè)4molZn參與反應(yīng).因Zn無剩余.則最終產(chǎn)物為4molZn(NO3)2.有8mol HNO3沒有參與氧化還原反應(yīng),根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有:2×n(Zn)=n(HNO3)×4.則n(HNO3)=2mol.即有2molHNO3被還原.則該反應(yīng)中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是1:4 .答案A正確. [例6]含有a mol FeBr2的溶液中.通入x mol Cl2.下列各項為通Cl2過程中.溶液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式.其中不正確的是 A.x=0.4a.2Fe2-+Cl2=2Fe3++2Cl- B.x=0.6a.2Br-+ Cl2=Br2+2Cl- C.x=a. 2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl- D.x=1.5a.2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl- [例7]在下列變化①大氣固氮②硝酸銀分解③實驗室制取氨氣中.按氮元素被氧化.被還原.既不被氧化又不被還原的順序排列.正確的是 A.①②③ B.②①③ C.③②① D.③①② 解析:本題考查了學(xué)生對元素及其化合物中知識的掌握以及對氧化還原反應(yīng)的理解.大氣固氮是將大氣中游離態(tài)的N轉(zhuǎn)變?yōu)镹2.N被氧化,硝酸銀的分解則是+5價的N價態(tài)下降變?yōu)镹的氧化物.N被還原,實驗室中氨氣的制備是銨鹽與堿共熱的復(fù)分解反應(yīng).N 的價態(tài)不變.答案為A. [例8]常溫下.往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液.可發(fā)生如下兩個反應(yīng):2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,2Fe3++H2O2=2Fe2++O2+H+下列說法正確的是 A.H2O2的氧化氫比Fe3+強(qiáng).其還原性比Fe2+弱 B.在H2O2分解過程中.溶液的pH逐漸下降 C.在H2O2分解過程中. Fe2+和Fe3+的總量保持不變 D.H2O2生產(chǎn)過程要嚴(yán)格避免混入Fe2+ 解析:本題考查氧化還原反應(yīng)先后順序.根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律.可知氧化性.還原性的強(qiáng)弱:由2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.H2O2的氧化性>Fe3+的氧化性.由2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+H+.H2O2的還原性>Fe2+的還原性.A錯,2H2O2=2H2O+O2↑.分解過程中.Fe2+作催化劑.溶液pH值不變.B錯.D對.答案為CD. [例9]過氧化氫是重要的氧化劑.還原劑.它的水溶液又稱為雙氧水.常用作消毒.殺菌.漂白等.某化學(xué)興趣小組取一定量的過氧化氫溶液.準(zhǔn)確測定了過氧化氫的含量.并探究了過氧化氫的性質(zhì). Ⅰ.測定過氧化的含量 請?zhí)顚懴铝锌瞻? 用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定被測試樣.其反應(yīng)的離子方程式如下.請將相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)及化學(xué)式填寫在方框里. (2) 滴定時.將高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液注入 滴定管中. 解析: (1)錳由+7價降低至+2價.氧由-1價升高至0價.得出所缺部分為氧氣.根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒.配平化學(xué)方程式得:2MnO4- +5H2O2+ 6H+=2Mn2+ +8H2O+ 5O2↑. (2)由于高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液具有強(qiáng)氧化性.只能使用玻璃制作的酸式滴定管.不能使用有膠管的堿式滴定管. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(16分)I、用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+2H2O(g)     △H=" -574" kJ·mol-l 
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)       △H=" -1160" kJ·mol-l
③H2O(g)=H2O(1)    △H=-44.0 kJ·mol-l
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式____   。
II、開發(fā)新能源和三廢處理都是可持續(xù)發(fā)展的重要方面。
(1)由碳的氧化物贏接合成乙醇燃料已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)。如采取以CO和H2為原料合成乙醇,化學(xué)反應(yīng)方程式:2CO(g)+4H2(g)-CH3CH2OH(g)+H2O(g);若密閉容器中充有10 mol CO與20mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成乙醇:CO的轉(zhuǎn)化率(a)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①若A、B兩點表示在某時刻達(dá)到的平衡狀態(tài),此時在A點時容器的體積為10L,則該溫度下的平衡常數(shù):K=____     ;
②若A、C兩點都表示達(dá)到的平衡狀態(tài),則白反應(yīng)開始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時間tA    tC(填 “>”、“<”或“=”)。
(2)日前工業(yè)上也可以用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)   CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,若將6mo1 CO2和8mol H2充入2L的密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如右圖所示(實線)。
①若改變某一實驗條件再進(jìn)行兩次實驗,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示,曲線I對應(yīng)的實驗條件改變可能是       ,曲線II對應(yīng)的實驗條件改變可能是____  
②請在答題卷圖中繪出甲醇的物質(zhì)的量隨時間變化曲線。

III、用MnO2制KMnO4的工藝流程如圖:電解池中兩極材料均為碳棒,在水或酸性溶液中K2MnO4發(fā)生歧化而變成MnO2和KMnO4

①寫出240℃熔融時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式              ,投料時必須滿足n(KOH):n(MnO2              。
②陽極的電極反應(yīng)為                   
③B物質(zhì)是          (填化學(xué)式),可以循環(huán)使用的物質(zhì)是           (填化學(xué)式)。

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(14分)請根據(jù)所學(xué)的電化學(xué)原理,解決以下問題。
(1)依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s) 設(shè)計的雙液原電池,可以提供穩(wěn)定的電流。裝置如圖所示,其中鹽橋中裝有瓊脂—飽和KCl溶液。

回答下列問題:
①電極X的材料和電解質(zhì)溶液Y分別為               ;
②鹽橋中K+移向            (填A(yù)或B);
③銀電極發(fā)生的電極反應(yīng)為                            。
(2)下圖表示一個電解池,裝有電解液a ;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題:

①若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,        (填X或Y)電極附近先變紅色, X極上的電極反應(yīng)式為                     。
②若要在鐵制品上鍍一定厚度的Cu層,Y電極反應(yīng)式為            
③若X、Y都是鉑電極,電解某金屬M的氯化物(MCl2)溶液,當(dāng)收集到1.12 L氯氣時(標(biāo)準(zhǔn)狀況),陰極增重3.2 g。該金屬的相對原子質(zhì)量是           

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(14分)請根據(jù)所學(xué)的電化學(xué)原理,解決以下問題。

(1)依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq) + Cu(s) = Cu2+(aq) + 2Ag(s) 設(shè)計的雙液原電池,可以提供穩(wěn)定的電流。裝置如圖所示,其中鹽橋中裝有瓊脂—飽和KCl溶液。

回答下列問題:

① 電極X的材料和電解質(zhì)溶液Y分別為                ;

② 鹽橋中K+移向             (填A(yù)或B);

③ 銀電極發(fā)生的電極反應(yīng)為                            

(2)下圖表示一個電解池,裝有電解液a ;X、Y是兩塊電極板,通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題:

①若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,         (填X或Y)電極附近先變紅色, X極上的電極反應(yīng)式為                      。

② 若要在鐵制品上鍍一定厚度的Cu層,Y電極反應(yīng)式為            

③ 若X、Y都是鉑電極,電解某金屬M的氯化物(MCl2)溶液,當(dāng)收集到1.12 L氯氣時(標(biāo)準(zhǔn)狀況),陰極增重3.2 g。該金屬的相對原子質(zhì)量是            ;

 

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某學(xué)生利用如圖1所示實驗裝置探究鹽橋式原電池的工作原理.
按照實驗步驟依次回答下列問題:
(1)導(dǎo)線中電子流向為
由a到b(或a→b)
由a到b(或a→b)
(用a、b 表示).
(2)寫出裝置中鋅電極上的電極反應(yīng)式:
Zn-2e-=Zn2+
Zn-2e-=Zn2+
;
(3)若裝置中銅電極的質(zhì)量增加0.64g,則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為
1.204×1022
1.204×1022
;
(4)裝置中鹽橋中除添加瓊脂外,還要添加KCl的飽和溶液,電池工作時,對鹽橋中的K+、Cl-的移動方向表述正確的是
B
B

A.鹽橋中的K+向左側(cè)燒杯移動、Cl-向右側(cè)燒杯移動
B.鹽橋中的K+向右側(cè)燒杯移動、Cl-向左側(cè)燒杯移動
C.鹽橋中的K+、Cl-都向右側(cè)燒杯移動
D.鹽橋中的K+、Cl-幾乎都不移動
(5)若ZnSO4溶液中含有雜質(zhì)Cu2+,會加速Zn電極的腐蝕、還可能導(dǎo)致電流在較短時間內(nèi)衰減.欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的
B
B
(填代號).
A.NaOH            B.Zn         C.Fe              D.H2SO4
(6)遠(yuǎn)洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的
吸氧
吸氧
腐蝕.為防止這種腐蝕,通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連,或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的
負(fù)
負(fù)
極(填“正”或“負(fù)”)相連.鋼鐵在呈中性的潮濕環(huán)境下的腐蝕比呈酸性時緩慢,在堿性潮濕環(huán)境下的腐蝕更緩慢,試從化學(xué)平衡角度解釋堿性時比中性時更緩慢原因
O2+4e-+2H2O=4OH-堿性較強(qiáng)時,OH-濃度較大,根據(jù)平衡移動原理,抑制了上述電極反應(yīng)的發(fā)生,所以腐蝕緩慢
O2+4e-+2H2O=4OH-堿性較強(qiáng)時,OH-濃度較大,根據(jù)平衡移動原理,抑制了上述電極反應(yīng)的發(fā)生,所以腐蝕緩慢
(寫出電極反應(yīng)式及必要的文字?jǐn)⑹觯?br />(7)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料,可通過如圖2所示的電解裝置制取,電解總反應(yīng)為:2Cu+H2O
 電解 
.
 
Cu2O+H2,陰極的電極反應(yīng)式是
2H++2e-=H2
2H++2e-=H2
.若用鉛酸蓄電池作為電源進(jìn)行電解,當(dāng)蓄電池中有0.2mol H+被消耗時,Cu2O的理論產(chǎn)量為
7.2
7.2
g.

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碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一種理想,更是一種值得期待的新的生活方式。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等。
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)  ΔH1= +489.0 kJ/mol
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)   ΔH2=+172.5 kJ/mol
則CO還原Fe2O3的熱化學(xué)方程式為                                        ;
②氯化鈀(PdCl2)溶液常被應(yīng)用于檢測空氣中微量CO。PdCl2被還原成單質(zhì),反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                                
(2)將兩個石墨電極插入KOH溶液中,向兩極分別通入C3H8和O2構(gòu)成丙烷燃料電池。
①負(fù)極電極反應(yīng)式是:                                            ;
②某同學(xué)利用丙烷燃料電池設(shè)計了一種電解法制取Fe(OH)2的實驗裝置(如下圖所示),通電后,溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀,且較長時間不變色。下列說法中正確的是          (填序號)

A.電源中的a一定為正極,b一定為負(fù)極
B.可以用NaCl溶液作為電解液
C.A、B兩端都必須用鐵作電極
D.陰極發(fā)生的反應(yīng)是:2H++2e=H2
(3)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng):CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):

實驗組
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達(dá)到平衡所需時間/min
H2O
CO
CO2
1
650
2
4
1.6
5
2
900
1
2
0.4
3
3
900
1
2
0.4
1
 
①該反應(yīng)的正反應(yīng)為          (填“吸”或“放”)熱反應(yīng);
②實驗2中,平衡常數(shù)K=          ;
③實驗3跟實驗2相比,改變的條件可能是                (答一種情況即可);
(4)將2.4g碳在足量氧氣中燃燒,所得氣體通入100mL 3.0mol/L的氫氧化鈉溶液中,完全吸收后,溶液中所含離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序                   

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