2011化学一轮复习同步：6.3_化学能转化为电能——电池(鲁科版)精读.ppt

14.（9分）下图所示转化关系中，B、C、F都是单 质，其中C是紫红色固体，F是银白色固体，B是 空气的主要成分之一；化合物G是常用的耐火材 料，D溶液中加入氯化钡溶液，产生白色沉淀。 试回答下列问题： （1）反应①~④中，属于置换反应的是 （填序 号）。 （2）写出反应①的化学方程式： 。 （3）生成等物质的量的B时，反应①和③消耗的A、 G的物质的量之比为 。 （4）用C、F作两电极，并用导线相连： ①两电极同时插入稀H2SO4中，F上的电极反应式为 。 ②两电极同时插入浓HNO3中，F上的电极反应式为 。 答案 （1）④ （2）2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4 （3）3∶1 （4）①Al Al3++3e- ② +2H++e- NO2↑+H2O 15.（8分）新型高能钠-硫电池以熔融的钠、硫为电极，以导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为：2Na+xS Na2Sx。 （1）放电时Na发生 反应，S作 极。 （2）充电时Na所在电极与直流电源的 极相连。 （3）放电时负极反应为 ； 充电时阳极反应为 。 放电 充电 （4）用此电池作电源电解饱和NaCl溶液，当阳极产生33.6 L（标准状况）气体时，消耗金属Na的质量为 g。 解析 该题考查化学“两池”（原电池、电解池）的原理及应用，以新的科技成果即新型高能钠-硫电池为背景，要求考生学会应用原电池的原理解释新问题、新现象。主要考查对知识的应用能力、计算能力、推理能力等。 解答本题要仔细审题，寻找突破口——“电池放电时为原电池”，根据原电池的知识，失电子，发生氧化反应的电极是负极；得电子，发生还原反应的电极是正极。（1）Na作负极，S作正极。负极反应为Na Na++e-；（2）“充电时为电解池”，根据电解的知识，阳极失电子，发生氧化反应；阴极得电子，发生还原反应。因此Na所在的电极是阴极，与直流电源的负极相连，S所在的电极是阳极，与直流电源的正极相连，阳极反应式为S xS+2xe- 。（4）电解饱和NaCl溶液阳极产生的气体是Cl2，由2Cl- Cl2+2e-，又2Na 2Na++2e-，可列式求得Na的质量为69克。 答案 （1）氧化 正 （2）负 （3）Na Na++e- S xS+2xe- （4）69 16.（12分）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 （1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： 。 （2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。 正极反应： ； 负极反应： 。 （3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10 mol/L，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤： 。 氢氧化物开始 沉淀时的pH 氢氧化物沉淀 完全时的pH Fe3+ 1.9 3.2 Fe2+ 7.0 9.0 Cu2+ 4.7 6.7 提供的药品：Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu 4 某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。 有关反应的化学方程式： ； 。 劣质不锈钢腐蚀的实验现象： 。 解析 （1）该反应是FeCl3氧化金属铜，其离子方程 式为2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+。 （2）将（1）中反应设计成原电池必须是Cu作负极， 选择比铜不活泼的金属或碳棒为正极，FeCl3溶液作 电解质溶液，装置图如右图： 正极：2Fe3++2e- 2Fe2+， 负极：Cu Cu2++2e-。 （3）根据表中给出的数据可知，把Cu2+中混有的Fe2+、 Fe3+除掉的方法是将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH到 3.2~4.7，Fe3+以Fe OH 3的形式沉淀，过滤除去。根据 除杂原则，去杂不能加杂，选择氧化剂为Cl2,并加入 CuO调节溶液的pH。 （4）根据题给条件，此不锈钢在盐溶液中腐蚀明 显，可选择的药品为CuO、浓硫酸，先用水稀释浓硫 酸，再用H2SO4与CuO反应生成CuSO4溶液，不锈钢 与CuSO4溶液反应在不锈钢的表面有紫红色的物质生 成，即可验证劣质不锈钢易被腐蚀。 答案 （1）2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+ 2 装置图 2Fe3++2e- 2Fe2+ Cu Cu2++2e- 3 ①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+;②加入CuO调节溶液的pH至3.2~4.7;③过滤［除去Fe OH 3］