时间:2017-07-27 10:40:11
1、填空题 （14分）碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
（1）用CO2 和H2 合成CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机。已知：
+
= 
?+ 2
△H = －725.5 kJ·mol－1
2H2 (g)+O2(g) = 2H2O(l)?△H = －565.6 kJ·mol－1，
请写出工业上用CO2 和H2 合成CH3OH(l)的热化学方程式：?；
（2）一种新型燃料电池，一极通入空气，一极通入CH3OH(g)，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。则在该熔融电解质中，O2－向?（填“正”或“负”)极移动，电池负极电极反应为：? ?；
（3）如图是一个电化学装置示意图。用CH3OH－空气燃料电池做此装置的电源。如果A是铂电极，B是石墨电极，C是CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入8 g CuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度和pH．则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为?；
（4）常温下0.01 mol·L－1的氨水中
= 1×10－ 6 ，则该溶液的pH为____，溶液中的溶质电离出的阳离子浓度约为?；将 pH = 4的盐酸溶液V1 L与 0.01 mol·L－1氨水V2 L混合，若混合溶液pH = 7，则V1和V2的关系为：V1??V2（填“>”、“<”或“=”）。
参考答案：（1）CO2(g) + 3H2(g)＝CH3OH(l) + H2O(l)?△H＝－122.9 kJ·mol－1（2分）
（2）负（2分），CH3OH－6e－+3O2－＝CO2 + 2H2O（2分）
（3）1.12 L（2分）
（4）10，10－4 mol·L－1 ； >?（每空2分）
本题解析：（1）写出反应方程式：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)，再根据盖斯定律有目标方程式等于②×-①，故ΔH=×(-565.5)-(725.5)=-122.75 KJ/mol；（2）在原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，燃料做负极，故负极反应为：CH3OH－6e－+3O2－＝CO2 + 2H2O；（3）电解后加入CuO能恢复到原来状态，说明生成物为Cu和O2，8gCuO为0.1mol，故生成0.05mol氧气，标况下体积为1.12L；（4）===10-6，故c(H+)=10-10mol/L，pH=10，c(HCl)<c(NH3·H2O)，现要呈中性，故有V1>V2。
本题难度：一般
2、选择题 在理论上不能用于设计原电池的化学反应是 （ ）
A．HCl ( aq ) + NaOH ( aq ) =" NaCl" ( aq ) + H2O ( l ) △H < 0
B．2CH3OH ( l ) +3O2 ( g ) = 2CO2 ( g ) + 4H2O ( l )△H < 0
C．4Fe (OH)2 ( s ) + 2H2O ( l ) + O2 ( g ) =" 4Fe" (OH)3( s )△H < 0
D．2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l )△H < 0
参考答案：A
本题解析：常温能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池，有元素化合价变化的反应为氧化还原反应，以此来解答。A中反应是中和反应，没有元素的化合价变化，不是氧化还原反应，因此不能用于设计原电池，故A符合题意；B反应CH3CH2OH（l）+3O2（g）＝2CO2（g）+3H2O中，C、O元素的化合价变化，属于氧化还原反应，能用于设计原电池，故B不符合题意；C反应Cu（OH）2（s）+2HCl（aq）=CuCl2（aq）+2H2O Fe (OH)2 ( s ) + 2H2O ( l ) + O2 ( g )＝4Fe (OH)3( s )中Fe、O元素的化合价变化，属于氧化还原反应，因此能用于设计原电池，故C不符合题意；D反应．2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l )中，H、O元素的化合价变化，属于氧化还原反应，能用于设计原电池，故D不符合题意，因此答案选A。
考点：考查原电池设计的有关判断
点评：该题是高考中的常见题型，属于基础性试题的考查，侧重对学生基础知识的巩固和训练。明确能自发进行的氧化还原反应能设计成原电池是解答本题的关键，准确判断出反应中有关元素的化合价变化是前提。
本题难度：简单
3、选择题 如图为某种甲醇燃料电池示意图，工作时电子流方向如图所示。下列判断正确的是
A．X为氧气
B．电极A反应式：CH3OH-6e-+H2O = CO2+6H+
C．B电极附近溶液pH增大
D．电极材料活泼性：A＞B
参考答案：C
本题解析：由图可以看出A电极为负极，B电极为正极。所以X为燃料甲醇，Y 为O2。由于是在碱性电解质溶液中，所以电极A反应式：CH3OH-6e-+8OH- = CO32－+6H2O电极附近溶液的pH不断减小，在B电极发生反应：2O2+8e-+4H2O=8OH-，不断产生OH-离子，所以B电极附近溶液pH增大。由于是通入的气体发生氧化还原反应，所以与A、B两电极材料活泼性无关。终上所述，正确选项为C。
本题难度：简单
4、填空题 (12分)高氯酸钾广泛用于火箭及热电池业。实验室制取高氯酸钾的步骤为：称取一定质量的KCl、NaClO4溶解，然后混合，经冷却、过滤、滤出晶体用蒸馏水多次洗涤及真空干燥得到。
有关物质溶解度与温度的关系如下表：
（1）写出实验室制取高氯酸钾的化学方程式： ；用蒸馏水多次洗涤晶体的目的是： 。
（2）Fe和KClO4反应放出的热量能为熔融盐电池提供550-660℃的温度，使低熔点盐熔化导电，从而激活电池，这类电池称为热电池。Li/FeS2热电池工作时，Li转变为硫化锂，FeS2转变为铁，该电池工作时，电池总反应为： 。
（3）Fe和KClO4作为热电池加热材料的供热原理为：KClO4 (s)+4Fe(s)=" KCl" (s)+ 4FeO(s)，△H< 0。
①600℃时FeO可部分分解生成Fe3O4，写成有关的化学方程式： 。
②称取一定质量上述加热材料反应后的混合物（假定只含氯化钾一种钾盐）于烧杯中，用蒸馏水充分洗涤、过滤、干燥，固体质量减少了0.43g，在固体中继续加入过量的稀硫酸，微热让其充分反应，固体完全溶解得到的溶液中加入过量的NaOH溶液，经过滤、洗净、干燥，再在空气中充分灼烧得6.0 g棕色固体。求该加热材料反应前，铁和高氯酸钾的质量。（写出计算过程，结果保留2位有效数字） 。
参考答案：(12分)
（1）NaClO4+ KCl= KClO4↓+NaCl (2分)
尽可能除去溶解度较大的杂质 (2分)
（2）FeS2 +4Li="Fe" +2Li2S (2分)
（3）①4FeO====Fe3O4＋Fe (2分)
②m(Fe)=n(Fe)×56g·mol－1= 
×2×56g·mol－1=4.2g (2分)
m(KClO4)=n(KClO4)×138.5g·mol－1=n(KCl)×138.5g·mol－1=
×138.5g·mol－=0.80g (2分)
本题解析：（1）KCl、NaClO4溶解，因为KClO4的溶解度较小，所以KClO4以沉淀析出，所以反应的化学方程式为NaClO4+ KCl= KClO4↓+NaCl；因为KCl、NaClO4的溶解度较大，用蒸馏水多次洗涤晶体的目的是尽可能除去溶解度较大的杂质；
（2）Li/FeS2热电池工作时，Li转变为硫化锂，FeS2转变为铁，所以总反应是FeS2 +4Li="Fe" +2Li2S；
（3）①600℃时FeO可部分分解生成Fe3O4，Fe元素的化合价升高，同时Fe元素的化合价降低，生成Fe单质，则FeO分解的化学方程式为4FeO====Fe3O4＋Fe；
②根据题意，反应后的混合物为氧化亚铜和氯化钾，用蒸馏水充分洗涤、过滤、干燥，固体质量减少了0.43g，说明KCl的质量是0.43g；在固体中继续加入过量的稀硫酸，微热让其充分反应，固体完全溶解得到的溶液中加入过量的NaOH溶液，经过滤、洗净、干燥，再在空气中充分灼烧得6.0 g棕色固体，氧化亚铜与硫酸反应生成硫酸亚铁，再与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，在空气中氢氧化亚铁转化为氢氧化铁，灼烧后生成氧化铁，该红棕色固体是氧化铁，所以m(Fe)=n(Fe)×56g·mol－1= ×2×56g·mol－1=4.2g；m(KClO4)=n(KClO4)×138.5g·mol－1=n(KCl)×138.5g·mol－1=×138.5g·mol－=0.80g。
考点：考查对物质制备的分析，化学方程式的书写，物质化学性质的应用，质量计算
本题难度：困难
5、选择题 由铜、锌、稀硫酸组成的原电池中，下列说法错误的是（?）
A．锌是负极，其质量逐渐减少
B．氢离子在铜表面被还原，产生气泡
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．电子从锌片经导线流向铜片
参考答案：C
本题解析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。锌比铜活泼，据此可知锌是负极，铜是正极，氢离子在铜极得到电子生成氢气，所以选项C是错误的，答案选C。
点评：该题是高考中的常见题型，属于基础性试题的考查，该题的关键是明确原电池的工作原理，然后结合题意灵活运用即可。
本题难度：简单