十年化学竞赛题重组卷10（电化学）..doc

2001-2010年十年化学赛题重组卷10 氧化还原反应和电化学 【初赛要求】 电化学。氧化态。氧化还原的基本概念和反应的书写与配平。原电池。电极符号、电极反应、原电池符号、原电池反应。标准电极电势。用标准电极电势判断反应的方向及氧化剂与还原剂的强弱。电解池的电极符号与电极反应。电解与电镀。电化学腐蚀。常见化学电源。pH、络合剂、沉淀剂对氧化还原反应影响的定性说明。 ?Nernst方程及有关计算。原电池电动势的计算。pH对原电池的电动势、电极电势、氧化还原反应方向的影响。沉淀剂、络合剂对氧化还原反应方向的影响。用自由能计算电极电势和平衡常数或反之。 1997年第7题（15分） 回答如下几个问题 1．近期发现不需要外加能源、节约水源而能除去废水中的卤代烷（有碍于人类健康）的方法：把铁放在含卤代烷的废水中，经一段时间后卤代烷“消失”。例如废水中的一氯乙烷经14.9d后就检不出来了。目前认为反应中卤代烷（RCH2X）是氧化剂。写出反应式并说明（按原子）得失电子的关系。 Fe＋RCH2X＋H+＝Fe2+＋RH3＋X—（2分） 反应中1mol Fe失2mol电子，C得2mol电子。（1分） 2．电解NaCl—KCl—AlCl3熔体制铝比电解Al2O3—Na3AlF6制铝节省电能约30%。为什么现仍用后一种方法制铝？ 主要是生产无水AlCl3困难。制无水AlCl3的方法（反应式） （1）2Al＋3Cl2＝2AlCl3 (1分） （2）Al2O3＋3C＋3Cl2＝2AlCl3＋3CO (1分） 若据（1）法制无水AlCl3，无意义（因用Al制成AlCl3再电解制Al）。(1分） （2）法需Cl2，而制Cl2需电能。(1分） 3．NH4NO3热分解及和燃料油[以(CH2)n表示]反应的方程式及反应热分别为： NH4NO3＝N2O＋2H2O＋0.53 kJ/g NH4NO3 …………（1） NH4NO3＝N2＋1/2O2＋2H2O＋1.47 kJ/g NH4NO3 …………（2） 3nNH4NO3＋(CH2)n＝3nN2＋7nH2O＋nCO2＋4.29n kJ/g NH4NO3 ……（3） 试问：由以上三个热化学方程式可得出哪些新的热化学方程式? （2）式－（1）式：N2O＝N2＋1/2O2＋0.94 kJ/g NH4NO3或41.4 kJ/mol 这个热反应方程式是N2O分解热。（2分） （3）式－（2）式：(CH2)n＋3/2O2＝nCO2＋nH2O＋2.82 n kJ/g或676.8nkJ/mol 这个热反应方程式是 (CH2)n的燃烧热。（2分） 4．参照水溶液化学反应的知识回答下面的问题：在液态BrF3中用KBrF4滴定Br2PbF10，过程中出现电导最低点。写出有关反应式。 2KBrF4＋(BrF2)2PbF6＝K2PbF6＋4BrF3 （注：2BrF3＝BrF2+＋BrF4－ 故KBrF4相当于水溶液体系中的KOH，(BrF2)2PbF6相当于水体系中的质子酸）（4分） 1998年第2题 (15分) 100.0g无水氢氧化钾溶于100.0g水。在T温度下电解该溶液，电流强度I＝6.00安培，电解时间10.00小时。电解结束温度重新调至T，分离析出的KOH·2H2O固体后，测得剩余溶液的总质量为164.8g。已知不同温度下每100g溶液中无水氢氧化钾的质量为： 温度/oC 0 10 20 30 KOH/g 49.2 50.8 52.8 55.8 求温度T，给出计算过程，最后计算结果只要求两位有效数字。 注：法拉第常数F = 9.65X104 C/mol，相对原子质量：K 39.1 O16.0 H 1.01 10.00小时6.00安培总共提供电量Q＝It＝216×103C?相当于2.24mol电子?每电解1mol水需电子2个, 故有1.12mol水，即20.1g水被电解。 从剩余溶液的总质量（200g－164.8g）知，有35.2g物质离开溶液，其中有20.1g水被电解，由此可得出?结晶的KOH·2H2O的质量为15.1g?结晶的KOH的质量为(15.1g/92.10g/mol)·M(KOH)＝9.2g?结晶水的质量为(15.1g/92.10g/mol)×2M(H2O)＝5.9g?剩余的溶液的质量分数浓度为m(KOH)/[m(H2O)＋m(KOH)]＝55.1%(多保留1位有效数字)。 T＝[273＋20＋(55.1－52.8)/(55.8－52.8)×10] K＝301K（答：28oC） 2001年第12题（11分） 设计出燃料电池使汽油氧化