时间:2017-08-26 01:54:18
1、填空题 （18分）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
（1）V2O5是接触法制硫酸的催化剂。? ’?
①已知25℃．10lkPa时：
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（1）=2H2SO4（1）?△H = -457kJ·mol-l
SO3（g）+H2O（1）=H2SO4（1） △H= -130kJ·mol-l
?则反应2SO2（g）+O2（g）? 2SO3（g）的△H=?kJ·mol-l。使用V2O5作催化剂后该反应逆反应的活化能?（填“增大”、“不变”或“减小”）。
②SO2水溶液可与SeO2反应得到硫酸，当有79gSe生成时，转移电子的物质的量为?mol，此反应的化学方程式是?。
（2）全钒液流电池的结构如图所示，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H+和SO42－。电池放电时，负极的电极反应为：
V2+－e一=V3+。
①电池放电时的总反应方程式为?。
充电时，电极M应接电源的?极。
②若电池初始时左、右两槽内均以VOSO4和H2SO4的混合液为电解液，使用前需先充电激活，充电过程阴极区的反应分两步完成：第一步VO2+转化为V3+；第二步V3+转化为V2+。则第一步反应过程中阴极区溶液n（H+）?（填“增大”、“不变”或“减小”），阳极的电极反应式为：?。
参考答案：（18分）
（1）①—197（2分）?减小（2分）
② 4（2分）? 2SO2+SeO2+2H2O=2H2SO4+Se（2分）
（2）①VO2++V2++2H+=VO2++V3++H2O（3分） 正极（2分）
②减小（2分） VO2++ H2O—e?= VO2++2H+（3分）
本题解析：（1）①根据盖斯定律，2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）的△H= -457kJ·mol-l—2×（-130kJ·mol-l）=—197 kJ·mol-l；使用催化剂，降低活化能，使反应速率加快。
②Se元素由+4价降低为0，所以当有79gSe生成时，转移转移电子的物质的量为：79g÷79g/mol×4=4mol；根据氧化还原反应规律，SO2、SeO2、H2O反应生成H2SO4和Se，配平可得化学方程式：2SO2+SeO2+2H2O=2H2SO4+Se
（2）①根据电池结构图，正极上VO2+得电子生成VO2+，所以放电时的总反应方程式为：VO2++V2++2H+=VO2++V3++H2O；电极M为电池的正极，充电时应接电源的正极。
②第一步VO2+转化为V3+的电解方程式为：VO2++4H++2e?= V3++2H2O，消耗了H+，所以阴极区溶液n（H+）减小；阳极上VO2+失电子生成VO2+，所以电极方程式为：VO2++ H2O—e?= VO2++2H+。
本题难度：一般
2、选择题 如图，有关零排放车载燃料电池叙述正确的是（?）
A．正极通入H2，发生还原反应
B．负极通入H2，发生还原反应
C．导电离子为质子，且在电池内部由正极定向移向负极
D．总反应式为2H2+O2 = 2H2O
参考答案：D
本题解析：在燃料电池中，通入燃料H2的电极为负极。负极发生氧化反应。通入空气或氧气的电极为正极，正极发生还原反应。在电解质溶液中，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，由于是酸性介质，所以导电离子质子向负电荷较多的正极移动。该燃料电池的总反应式为2H2+O2 = 2H2O。因此正确选项为D。
本题难度：一般
3、选择题 用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水（含Cl-、Br-、Na+、Mg2+）的装置如下图所示（a、b为石墨电极）．下列说法中，正确的是（ ）
A．电池工作时，正极反应式为：O2+2H2O+4e-═4OH-
B．电解时，a电极周围首先放电的是Br-而不是Cl-，说明当其他条件相同时前者的还原性强于后者
C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
D．忽略能量损耗，当电池中消耗0.02gH2时，b极周围会产生0.04gH2
参考答案：B
本题解析：
本题难度：简单
4、填空题 （13分）（1）将锌、铜用导线连接后浸入2mol/L的稀硫酸中，正极电极反应式为_________________，发生 反应（填氧化或还原）；电子从 经外电路到 （填锌或铜），溶液中H+ 向 移动（填正极或负极）。
（2）根据反应2Fe3+ + Cu = 2Fe2++Cu2+ 设计原电池，所需负极材料为 ，溶液中Fe3+向 （填“负极”或“正极”）迁移，负极反应式为 ；正极反应式为 。
参考答案：（1）2H++2e-=H2↑ 还原 锌 铜 正极
（2）Cu、正、 Cu-2e-=Cu2+ 2Fe3+ +2e- = 2Fe2+
本题解析：（1）将锌、铜用导线连接后浸入2mol/L的稀硫酸中形成原电池，该原电池中锌是负极，发生氧化反应，铜是正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；外电路上，电子从负极沿导线到正极，即电子是从锌经外电路到铜；溶液中H+ 向正极移动。（2）根据反应2Fe3+ + Cu = 2Fe2++Cu2+ 设计原电池，铜的化合价由0价升高为+2价，发生氧化反应，作原电池的负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；电解质溶液中阳离子Fe3+向正极迁移，在正极上发生还原反应，电极反应式为2Fe3+ +2e- = 2Fe2+。
考点：考查原电池原理、电极方程式书写。
本题难度：一般
5、选择题 15．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和K3[Fe(CN)6]试液混合溶液的培养皿中(如图所示平面图)，经过一段时间后，下列说法中正确的是
A．Ⅰ附近溶液pH降低
B．Ⅱ附近很快出现蓝色沉淀
C．Ⅲ附近产生黄绿色气体
D．Ⅳ附近很快生成铁锈
参考答案：B
本题解析：第一个图示是电解池，铁做阳极，铁失电子生成亚铁离子，锌做阴极，在阴极上，2H++2e-=H2↑，破坏了锌片附近水的电离平衡，使得OH-浓度增大，所以Ⅰ附近溶液pH增大，；K3［Fe（CN）6］叫赤血盐,［Fe（CN）6］3-是络离子相对稳定,一般的化学反应不会破坏， ［Fe（CN）6］3- + Fe2+ ="==" Fe［Fe（CN）6］-,后一种物质的钾盐是颜色特别深的蓝色沉淀,叫做普鲁士蓝，因此Ⅱ附近出现蓝色沉淀；第二个图示是原电池，锌做负极，锌失电子形成锌离子，无黄绿色气体生成，同时Fe被保护起来，不会迅速生锈。
考点：电解池、原电池
点评：本题有一定难度，但是关键是要弄清楚原电池和电解池的差别，再进一步进行判断。
本题难度：一般