17.(09海南卷15)(9分)

　　 Li-SOCl₂電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl₄-SOCl₂。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li+2SOCl₂ = 4LiCl +S +SO₂。

　　 請回答下列問題：

　　 (1)電池的負(fù)極材料為　　　　　　 ，發(fā)生的電極反應(yīng)為　　　　　　　　 ；

　　 (2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　 ；

(3)SOCl₂易揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)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，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是　　　　　　 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　 ；

　　 (4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行，原因是　　　　　　　　　　 。

答案：

(1)鋰　　　 (2分)

(2)(2分)

(3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成　 (3分)

(4)鋰是活潑金屬，易與、反應(yīng)；也可與水反應(yīng)(2分)

16. (09重慶卷26)(14分)工業(yè)上電解飽和食鹽能制取多種化工原料，其中部分原料可用于制備多晶硅。

(1)題26圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖，電解槽陽極產(chǎn)生的氣體是　　 ；NaOH溶液的出口為　　　 (填字母)；精制飽和食鹽水的進(jìn)口為　　　 (填字母)；干燥塔中應(yīng)使用的液體是　　　 。

(2)多晶硅主要采用SiHCl₃還原工藝生產(chǎn)，其副產(chǎn)物SiCl₄的綜合利用收到廣泛關(guān)注。

①SiCl₄可制氣相白炭黑(與光導(dǎo)纖維主要原料相同)，方法為高溫下SiCl₄與H₂和O₂反應(yīng)，產(chǎn)物有兩種，化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②SiCl₄可轉(zhuǎn)化為SiHCl₃而循環(huán)使用。一定條件下，在20L恒容密閉容器中的反應(yīng)：

　 3 SiCl₄(g)+2H₂(g)+Si(s)4SiHCl₃(g)

達(dá)平衡后，H₂與SiHCl₃物質(zhì)的量濃度分別為0.140mol/L和0.020mol/L，若H₂全部來源于離子交換膜法的電解產(chǎn)物，理論上需消耗純NaCl的質(zhì)量為　 kg。

(3)采用無膜電解槽電解飽和食鹽水，可制取氯酸鈉，同時(shí)生成氫氣，現(xiàn)制得氯酸鈉213.0kg，則生成氫氣　　　 (標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

答案：

(1)①氯氣；a；d；濃硫酸

(2)①SiCl₄+2H₂+O₂SiO₂+4HCl②0.35

(3)134.4

解析：

(1)電解飽和食鹽時(shí)陽極陰離子Cl^-、OH^-放電，Cl^-的放電能力強(qiáng)于OH^-，陽極發(fā)生的方程式為：2Cl^--2e^-===Cl₂↑；陰極：2H⁺+2e^-===H₂↑；總反應(yīng)為：2NaCl+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2NaOH。H₂、2NaOH在陰極，NaOH溶液的出口為a，Cl₂在陽極，精制飽和食鹽水從陽極進(jìn)入，選d；要干燥Cl₂需要用酸性干燥劑H₂SO₄或P₂O₅等，中性干燥劑無水CaCl₂。

(2)①SiCl₄與H₂和O₂反應(yīng)，產(chǎn)物有兩種，光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO₂，H、Cl元素必在另一產(chǎn)物中，H、Cl元素結(jié)合成HCl，然后配平即可。發(fā)生的化學(xué)方程式為：SiCl₄+2H₂+O₂SiO₂+4HCl。

②

由3 SiCl₄(g)+2H₂(g)+Si(s)4SiHCl₃(g)

起始量(mol)　　　　　　　　 n　　　　　　　　　　 0

變化量(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轉(zhuǎn)化為NaClO₃，失去電子數(shù)為6，H₂O轉(zhuǎn)化為H₂，得到的電子數(shù)為2，設(shè)產(chǎn)生的H₂體積為V，由得失電子守恒有：

6×；V=134.4m³。

15.(09山東卷29)(12分)Zn-MnO₂干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液。

(1)該電池的負(fù)極材料是　　。電池工作時(shí)，電子流向　　(填“正極”或“負(fù)極”)。

(2)若ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu²⁺，會(huì)加速某電極的腐蝕，其主要原因是　　。欲除去Cu²⁺，最好選用下列試劑中的　　(填代號(hào))。

a.NaOH　　　　 b.Zn　　c.Fe　　　 d.NH₃·H₂O

(3)MnO₂的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO₄溶液。陰極的電極反應(yīng)式是

　　。若電解電路中通過2mol電子，MnO₂的理論產(chǎn)量為　　。

答案：

(1)Zn(或鋅) 正極

(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕 　b　

(3)2H⁺+2e-→H₂ ,87g

解析：

(1)負(fù)極上是失電子的一極 Zn失電子有負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。

(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。除雜的基本要求是不能引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)選Zn將Cu²⁺ 置換為單質(zhì)而除去。

(3)陰極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)， H⁺得電子生成氫氣。因?yàn)镸nSO₄-MnO₂-2 e-,通過2mol電子產(chǎn)生1molMnO₂，質(zhì)量為87g。

14.(09山東卷31)(8分)(化學(xué)－化學(xué)與技術(shù))

金屬鋁的生產(chǎn)是以Al₂O₃為原料，在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電解： 請回答下列問題：

(1)冰品石(Na₃AlF₆)的作用是　　。

(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的　　(填“上層”或“下層”)。

(3)陰極和陽極均由　　材料做成；電解時(shí)所消耗的電極是　　(填“陽極”或“陰極”)。

(4)鋁是高耗能產(chǎn)品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成　　(填代號(hào))。

a.冰品石　　b.氧化鋁　　c.鋁錠　　d.硫酸鋁

答案：

(1)降低Al₂O₃的熔化溫度

(2)下層　

(3)碳棒(或石墨)　 陽極

(4)c

解析：

(1)Al₂O₃的熔點(diǎn)很高，熔化得需要較多能量，加入助熔劑就可節(jié)約能量，降低熔化溫度

(2)由于冰晶石(Na₃AlF₆)與氧化鋁熔融物密度比鋁的小，所以鋁在熔融液的下層。

(3)電解時(shí)陽極的碳棒被生成的氧氣氧化。

(4)電解產(chǎn)生的鋁要盡量以單質(zhì)形式存在，所以將回收鋁做成鋁錠最好。

13.(09全國卷Ⅰ28)(15分)

下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和100g 10.00%的K₂SO₄溶液，電極均為石墨電極。

(1)　　 接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得丙中K₂SO₄濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：

①電源的N端為　　 極；

②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　　 ；

③列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積：　 　　　　　　　　　　　；

④電極c的質(zhì)量變化是　　　　　　　 g；

⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：

　 甲溶液　　　　　　　　　　　　　　 ；

　 乙溶液　　　　　　　　　　　　　　 ；

　 丙溶液　　　　　　　　　　　　　　 ；

(2)如果電解過程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？

答案：

(1)①正極　 ②4OH^－-4e^－=2H₂O + O₂↑。③2.8L　 ④16g　 ⑤甲增大，因?yàn)橄喈?dāng)于電解水；乙減小，OH^－放電， H⁺增多。丙不變，相當(dāng)于電解水。

(2)可以　 因?yàn)镃uSO₄溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠₂SO₄溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗�的電解反�?yīng)

解析：

(1)①乙中C電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu²⁺+2e^－=Cu，即C處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負(fù)極，N為正極。丙中為K₂SO₄，相當(dāng)于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為xg。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有，100×10%=(100-x)×10.47%，得x=4.5g，故為0.25mol。由方程式2H₂+O₂ 2H₂O可知，生成2molH₂O，轉(zhuǎn)移4mol電子，所以整個(gè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化0.5mol電子，而整個(gè)電路是串聯(lián)的，故每個(gè)燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。②甲中為NaOH，相當(dāng)于電解H₂O，陽極b處為陰離子OH^－放電，即4OH^－-4e^－=2H₂O + O₂↑。③轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成O₂為0.5/4=0.125mol，標(biāo)況下的體積為0.125×22.4=2.8L。④Cu²⁺+2e^－=Cu，轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。⑤甲中相當(dāng)于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大。乙中陰極為Cu²⁺放電，陽極為OH^－放電，所以H⁺增多，故pH減小。丙中為電解水，對于K₂SO₄而言，其pH幾乎不變。(2)銅全部析出，可以繼續(xù)電解H₂SO₄，有電解液即可電解。

12. (09天津卷10)(14分)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。

下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，

性質(zhì)穩(wěn)定，請回答：

(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是　　　，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)?u>　　　

　　　(用a、b 表示)。

(2)負(fù)極反應(yīng)式為　　　　。

(3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)?u>　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)該電池工作時(shí)，H₂和O₂連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ.2Li+H₂2LIH

Ⅱ.LiH+H₂O==LiOH+H₂↑

①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是　　　，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是　　　。

②已知LiH固體密度為0.82g/cm³。用鋰吸收224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H₂，生成的LiH體積與被吸收的H₂體積比為　　　　。

③由②生成的LiH與H₂O作用，放出的H₂用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為　　　　　 　mol。

答案：

(1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?由a到b

(2)或

(3)增大電極單位面積吸附、分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率

(4)①　

②或

③32

解析：本題考查電化學(xué)知識(shí)。

(1)原電池的實(shí)質(zhì)為化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能�？偡磻�(yīng)為2H₂ + O₂ =2H₂O，其中H₂從零價(jià)升至+1價(jià)，失去電子，即電子從a流向b。

(2)負(fù)極為失去電子的一極，即H₂失電子生成H⁺，由于溶液是堿性的，故電極反應(yīng)式左右應(yīng)各加上OH^－。

(3)鉑粉的接觸面積大，可以加快反應(yīng)速率。

(4)I.Li從零價(jià)升至+1價(jià)，作還原劑。

II.H₂O的H從+1降至H₂中的零價(jià)，作氧化劑。由反應(yīng)I，當(dāng)吸收10molH₂時(shí)，則生成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，實(shí)際參加反應(yīng)的H₂為20×80%=1.6mol，1molH₂轉(zhuǎn)化成1molH₂O，轉(zhuǎn)移2mol電子，所以1.6molH₂可轉(zhuǎn)移3.2mol的電子。

11. (09上海理綜11)茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長效、穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、Pt-Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中

①鋁合金是陽極　 ②鋁合金是負(fù)極

③海水是電解液　 ④鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng)

A．②③　 　　　　　　　 B．②④　 　　　　　　　　

C．①②　　　　　　　　　　 D．①④

答案：A

10．(09上海卷13)右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是

A．生鐵塊中的碳是原電池的正極

B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?/p>

C．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：

D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕

答案：B

9．(09北京卷6)下列敘述不正確的是

A．鐵表面鍍鋅，鐵作陽極

B．船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕

C．鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：

D．工業(yè)上電解飽和和食鹽水的陽極反應(yīng)：

答案：A

8．(09廣東化學(xué)14)可用于電動(dòng)汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是

A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O₂+2H₂O+4e^－＝4OH^－

B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al+3OH^－－3e^-＝Al(OH)₃↓

C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過程中電解液的pH保持不變

D．電池工作時(shí)，電子通過外電路從正極流向負(fù)極

答案：A

解析：

電解質(zhì)溶液顯堿性或中性， 該燃料電極的正極發(fā)生反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^－＝4OH^－，A對；

鋁作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)應(yīng)該是鋁失去電子變?yōu)殇X離子，在氫氧化鈉的溶液中鋁離子繼續(xù)與過量的堿反應(yīng)生成偏鋁酸根，因此負(fù)極反應(yīng)為：Al+4OH^－－3e＝AlO₂^--+ 2H₂O，B錯(cuò)；

該電池在堿性條件下消耗了堿，反應(yīng)式為4Al+3O₂+4OH^－= 4AlO₂^--+ 2H₂O溶液PH降低，C錯(cuò)；

電池工作時(shí)，電子從負(fù)極出來經(jīng)過外電路流到正極，D錯(cuò).