2019高考化学三轮冲刺大题提分大题精做10以电化学为主线串联反应原理综合题
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1、大题精做十 以电化学为主线串联反应原理精选大题1.(2018宁德模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型、高效的水处理剂,与水反应的化学方程式为4Na2FeO410H2O=4Fe(OH)33O28NaOH。电解制备Na2FeO4装置示意图如图所示。(1)a是电源的_(填“正”或“负”)极。电解时,石墨电极附近溶液的碱性_(填“增强”“减弱”或“不变”)。(2)铁电极的反应式为_。(3)维持一定的电流强度和电解温度,NaOH起始浓度对Na2FeO4浓度影响如图(电解液体积相同的情况下进行实验)。电解3.0h内,随NaOH起始浓度增大,Na2FeO4浓度变化趋势是_(填“增大”“不变”或“减小”
2、)。当NaOH起始浓度为16molL1,1.02.0h内生成Na2FeO4的速率是_molL1h1。A点与B点相比,nFe(OH)3A_B(填“”“”或“B,根据铁原子守恒,nFe(OH)3AB。(4)由题给反应知,洗涤剂最好选用碱性溶液来抑制FeO的水解。Fe(NO3)3、NH4Cl溶液中因Fe3、NH的水解溶液均显酸性;CH3COONa溶液因CH3COO的水解而显碱性,故C符合题意。(5)将3个已知的热化学方程式按顺序分别编号为、,根据盖斯定律,将3,得:2Fe(OH)3(s)3NaClO(aq)4NaOH(aq)=2Na2FeO4(aq)3NaCl(aq)5H2O(l)H(a3bc)kJ
3、mol1。【答案】(1)负增强(2) Fe8OH6e=FeO4H2O(3) 增大8(4) C(5) a3bc1.金属镓是广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属,化学性质与铝元素相似。(1)工业上提纯镓的方法很多,其中以电解精炼法为多。具体原理如下:以待提纯的粗镓(内含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以NaOH水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓在阳极溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。已知离子氧化性顺序为Zn2+Ga3+Fe2+Cu2+。电解精炼镓时阳极泥的成分是_。GaO在阴极放电的电极方程式是_。(2)工业上利用固态Ga与NH3高温条件下
4、合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时又有氢气生成。反应中每生成3mol H2时就会放出30.8 kJ热量。该反应的热化学方程式为_。一定条件下,加入一定量的Ga与NH3进行上述反应,下列叙述符合事实且可作为判断反应已达到平衡状态的标志的是_。A恒温恒压下,混合气体的密度不变B断裂3mol HH键,同时断裂2mol NH键C恒温恒压下达平衡后再加入2mol H2使平衡移动,NH3消耗速率等于原平衡时NH3的消耗速率D升高温度,氢气的生成速率先增大再减小【解析】(1)已知离子氧化性顺序为:Zn2+Ga3+Fe2+Cu2+,则电解精炼镓时阳极是Zn和Ga失去电子,而铁和铜变为阳极泥;综上所述,本题
5、答案是:Fe、Cu。GaO在阴极得到电子转化为金属单质,因此放电的电极方程式是:GaO+3e+2H2O=Ga+4OH;综上所述,本题答案是:GaO+3e+2H2O=Ga+4OH。(2)反应中每生成3molH2时就会放出30.8kJ热量,因此该反应的热化学方程式为:2Ga(s)+2NH3(g)=2GaN(s)+3H2(g) H=-30.8kJ/mol;综上所述,本题答案是:2Ga(s)+2NH3(g)=2GaN(s)+3H2(g) H=-30.8kJ/mol。A密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量是不变的,正反应体积增大,压强不变,因此容积变化,所以恒温恒压下,混合气体的密度不变
6、说明反应达到平衡状态,A正确;B断裂3molHH键,同时断裂6molNH键,说明反应达到平衡状态,B错误;C恒温恒压下达平衡,加入2molH2使平衡移动,由于平衡是等效的,因此NH3的消耗速率等于原平衡时NH3的消耗速率,C正确;D升高温度,氢气的生成速率先增大再减小,最后不变,D错误;综上所述,本题选AC。【答案】(1)Fe、Cu GaO+3e+2H2O=Ga+4OH(2)2Ga(s)+2NH3(g)=2GaN(s)+3H2(g) H=-30.8kJ/mol AC2研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。NOx主要来源于汽车尾气,可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。已知:N2(g)
7、O2(g)2NO(g)H180kJmol12CO(g)O2(g)2CO2(g)H564kJmol1(1)2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H_。(2)T时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(015min)中NO的物质的量随时间变化如图所示。已知:平衡时气体的分压气体的体积分数体系的总压强,T时达到平衡,此时体系的总压强为p=20MPa,则T时该反应的压力平衡常数Kp _;平衡后,若保持温度不变,再向容器中充入NO和CO2各0.3mol,平衡将_ (填“向左”、“向右”或“不”)移动。15 min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)
8、发生如上图所示的变化,则改变的条件可能是_(填序号) A增大CO浓度 B升温 C减小容器体积 D加入催化剂SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。已知:亚硫酸:Ka1=2.0102 Ka2=6.0107 (3)请通过计算证明,NaHSO3溶液显酸性的原因:_(4)如图示的电解装置,可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为_;若通入的NO体积为4.48L(标况下),则另外一个电极通入的SO2质量至少为_g。【解析】(1)由盖斯定律可知:N2(g)O2(g)2NO(g),2CO(g)O2(g)2CO2(g),得出:
9、H=(564180)kJmol1=744kJmol1;(2)2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)起始/mol: 0.4 0.4 0 0变化/mol: 0.2 0.2 0.2 0.1平衡/mol: 0.2 0.2 0.2 0.1p(NO)=p(CO)=p(CO2)= 20MPa0.20.2+0.2+0.2+0.1 = 407;p(N2)= 20MPa0.10.2+0.2+0.2+0.1 = 207Kp=p2(CO2)p(N2)p2(NO)p2(CO)=780=0.0875;根据的分析,化学平衡常数K=5,再向容器中充入NO和CO2各0.3mol,此时的浓度商为仍为5,因此平衡不移动;
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