2013年高考化学试题分类解析 -考点09电化学

考点9 电化学1.（2013北京理综7）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护拦表面涂漆C.汽水底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块【答案】A【解析】A、钢闸门连接电源的负极，为电解池的阴极，被保护，属于外加电流的阴极保护法，故正确；BC、是金属表面覆盖保护层，隔绝空气，故错误D、 镁比铁活泼，构成原电池，铁为正极，被保护，是牺牲阳极的阴极保护法，故错误。2.（2013北京理综9）用石墨电极电解CuCl2溶液（见右图）。下列分析正确的是A.a端是直流电源的负极B.通电使CuCl2发生电离C.阳极上发生的反应：Cu2+2e-=CuD.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体【答案】A【解析】A、由溶液中离子移动方向可知，U型管左侧电极是阴极，连接电 源的负极，a端是电源的负极，故正确；B、通电使CuCl2发生电解，不是电离，故错误；C、阳极发生氧化反应，Cl-在阳极放电2Cl-2e-=C12，故错误；D、Cl-发生氧化反应，在阳极放电生成C12，故D错误。3.（2013新课标卷11）“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三个铝离子C.正极反应为：NiCl2+2e=Ni+2ClD.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动解析：考察原电池原理。负极是液体金属Na，电极反应式为：Nae=Na;正极是Ni，电极反应式为NiCl2+2e=Ni+2Cl；总反应是2NaNiCl2=2NaClNi。所以A、C、D正确，B错误，选择B。ks5u4、（2013天津化学6）为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下：电池： Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) =2PbSO4(s) + 2H2O(l)电解池：2Al+3O2Al2O3+3H2电解过程中，以下判断正确的是 电池 电解池1 / 19AH+移向Pb电极H+移向Pb电极B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正极：PbO2+4H+2e=Pb2+2H2O阳极：2Al+3H2O-6e=Al2O3+6H+D【解析】该题考查原电池和电解池的基本知识。A选项H+离子在原电池中移向PbO2电极，错误。B选项每消耗3molPb，根据电子守恒生成lmolAl2O3，错误。C选项在原电池的正极电极反应是生成PbSO4，错误。D选项在原电池中Pb电极的质量由于生成PbSO4，质量增加，在电解池中，Pb阴极，质量不变，正确。答案：D5.（2013安徽理综10）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca =CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是A 正极反应式：Ca+2Cl- - 2e- = CaCl2B 放电过程中，Li+向负极移动C 没转移0.1mol电子，理论上生成20.7PbD 常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转10.【答案】D【解析】A、正极发生还原反应，故为，错误；B、放电过程为原电池，阳离子向正极移动，错误；C、每转移0.1mol电子，生成0.05molPb，为10.35g，错误；D常温下，电解质不能融化，不能形成原电池，故指针不偏转，正确。【考点定位】考查化学基本理论，设计电极判断、电极反应方程式的书写、离子流动方向以及简单计算。6.（2013新课标卷I10）银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器漫入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是A处理过程中银器一直保持恒重B银器为正极，Ag2S被还原生成单质银C该过程中总反应为2Al + 3Ag2S = 6Ag + A12S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 【考点】考查氧化还原和电化学知识。【解析】A错，银器放在铝制容器中，由于铝的活泼性大于银，故铝为负极，失电子，银为正极，银表面的Ag2S得电子，析出单质银附着在银器的表面，故银器质量增加； C错，Al2S3在溶液中不能存在，会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3； D错，黑色褪去是Ag2S转化为Ag而不是AgCl，从化合价变化也可推断，S被氧化，Ag肯定被还原。【答案】B ks5u7.（2013江苏化学9）Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大D.溶液中Cl向正极移动【参考答案】C【解析】本题是电化学基础的一条简单综合题，着力考查学生对原电池基础知识的理解能力。A.组成的原电池的负极被氧化，镁为负极，而非正极。B、C.双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为水，溶液PH值增大。D.溶液中Cl移动方向同外电路电子移动方向一致，应向负极方向移动。8、（2013浙江理综11）电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6OH=IO3+5I+3H2O下列说法不正确的是A右侧发生的电极方程式：2H2O+2e=H2+2OHB电解结束时，右侧溶液中含有IO3C电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O=KIO3+3H2D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变【解析】电解的电极反应为：阳极 2I2e= I2 左侧溶液变蓝色3I2+6OH=IO3+5I+3H2O 一段时间后，蓝色变浅 阴离子交换膜 向右侧移动阴极 2H2O+2e=H2+2OH 右侧放出氢气如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜：电极反应为：阳极 2I2e= I2 多余K+ 通过阳离子交换膜迁移至阴极 阴极 2H2O+2e=H2+2OH 保证两边溶液呈电中性9（2013海南化学4）Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2AgCl+ Mg = Mg2+ 2Ag +2Cl-。有关该电池的说法正确的是AMg为电池的正极B负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-C不能被KCl 溶液激活D可用于海上应急照明供电答案D解析：根据氧化还原判断，Mg为还原剂是负极、失电子，所以A、B都错，C是指电解质溶液可用KCl 溶液代替。10（2013海南化学12）下图所示的电解池I和II中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd。符合上述实验结果的盐溶液是选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2 (SO4)3DCuSO4AgNO3答案D解析：题意表明b、d没有气体逸出，所电解的盐溶液中金属元素，应该在金属活动顺序表中（H）以后，只有D符合题意。11、（2013广西理综9）电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O726Fe214H2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以Cr(OH)3形式除去，下列说法不正确的是 A.阳极反应为Fe2eFe2 B.电解过程中溶液pH不会变化C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D.电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O72被还原【答案】B【解析】根据电解原理，该电解法的阳极反应为Fe2eFe2，阴极反应为2H+2eH2，生成的亚铁离子被溶液中的Cr2O72氧化：Cr2O726Fe214H2Cr36Fe37H2O，电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O72被还原。无论阴极消耗还是氧化过程中，氢离子浓度减小，随着溶液中的酸性下降，Fe3的水解平衡右移，生成Fe(OH)3沉淀。12.（2013上海化学8）糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是A.脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期B.脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe-3eFe3+C.脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为：2H2O+O2+4e4OH-D.含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336mL（标准状况）【答案】D【解析】根据题意铁作为电池负极（Fe-2e-=Fe2-） 碳作原电池正极（2H2O+O2+4e=4OH）因此BC错误，脱氧过程是放热反应，A项错误，D项生成的Fe2-继续被O2氧化13.（2013北京理综8）下列解释事实的方程式不准确的是A.用浓盐酸检验氨：NH3+HCl=NH4ClB.碳酸钠溶液显碱性：CO2-3+H2OHCO-3+OH-C.钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe-3e-=Fe3+D.长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色固体：Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O【答案】C【解析】A、盐酸具有挥发性，挥发出的HCl与氨气反应生成氯化铵，冒白烟，故正确；B、碳酸钠是强碱弱酸盐，溶液中存在CO2-3水解平衡：CO2-3+H2OHCO-3+OH-，使溶液呈碱性，故正确；C、钢铁发生吸氧腐蚀，铁作负极被氧化，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故错误；D、石灰水与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，故正确。14.（2013福建理综11）某科学家利用二氧化铈（CeO2）在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下：下列说法不正确的是A该过程中CeO2没有消耗B该过程实现了太阳能向化学能的转化C右图中H1=H2+H3D以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为 CO+4OH2e=CO32+2H2O【知识点】盖斯定律，化学反应中的能量变化，电极反应式的书写【答案】C 【解析】A 项，我们把两个反应相叠加就可以得到，所以CeO2 没有消耗；B 项，该反应实现了太阳能向化学能的转化；C 项，根据所给的关系可知H3=-（H2+H1）；D 项，碱性燃料电池的总反应为2CO+4OH+O2=2CO32+2H2O， 负极反应是CO+4OH2e=CO32+2H2O， 正极反应是O2+2H2O4e=4OH。15.化学选修2：化学与技术（15）（2013新课标卷36）锌锰电池（俗称干电池）在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造图如图（a）所示。回答下列问题：（1） 普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH 该电池中，负极材料主要是_，电解质的主要成分是_，正极发生的主要反应是_ 。 与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是_ 。（2） 图（b）表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺（不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属）。（3）图（b）中产物的化学式分别为A_，B_。 操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中，绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体，该反应的离子方程式为_ 。 采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D，则阴极处得到的主要物质是_。（填化学式） 参考答案：（1）Zn；NH4Cl； MnO2eNH4=MnOOHNH3（2）碱性电池不容易发生电解质溶液泄漏，因为消耗的负极改装在电池的内部； 碱性电池使用寿命长，因为金属材料在碱性电解质比在酸性电解质的稳定性好；（3）ZnCl2; NH4Cl； 3MnO422CO2=2MnO4MnO22CO32；H2；16.（2013新课标卷I27）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）,导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源 （部分条件未给出） 回答下列问题： LiCoO2 中，Co元素的化合价为_。 写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。 “酸浸”一般在80 oC下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_;可用盐酸代替H2SO4和H2O2 的混合液，但缺点是_。 写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。 充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式_。 = 6 * GB2 * MERGEFORMAT 上述工艺中“放电处理”有利于锂在正极的回收。其原因是_。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有_(填化学式） 【答案】（1）+3；（2）2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2 （4）CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2 （5）Li1-xCoO2+ LixC6= LiCoO2+6C （6）Li+从负极脱出，经电解液向正极移动并进入正极材料中；Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4 17（2013山东理综28）（12分）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 aFe2O3 bNaCl cCu2S dAl2O3（2）辉铜矿（Cu2S）可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2 H2O，该反应的还原剂是 ，当1mol O2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为 mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是 （3）右图为电解精炼银的示意图， （填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为 （4）为处理银器表面的黑斑（Ag2S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用为 解析：解析：（1）NaCl与Al2O3冶炼需要用电解法，Fe2O3与Cu2S可以用热还原法，所以为b、d。（2）在该反应中，Cu元素化合价由+1升高到+2，S元素由-2升高到+6，Cu2S做还原剂，当有1molO2参与反应转移的电子为4mol，由于Cu2+水解呈酸性，加入镁条时，镁与H+反应生成了氢气。（3）电解精炼时，不纯金属做阳极，这里就是a极；b电极是阴极，发生还原反应，生成了红棕色气体是NO，遇空气氧化生成的NO2，电极反应：NO3-+3e-4H+NO+2H2O。或NO3-+e-2H+NO2+H2O（4）做电解质溶液，形成原电池。答案：（1）bd（2）Cu2S；4；氢气（3）a；NO3-+3e-4H+NO+2H2O（4）做电解质溶液，形成原电池。ks5u18.（2013重庆理综29）(14分)化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝化法中，H2能将NO3还原为N2。25时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。N2的结构式为 上述反应的离子方程式为，其平均反应速率(NO3)为 molL1/min还原过程中可生成中间产物NO2，写出3种促进NO2水解的方法 电化学降解NO3的原理如题29图所示。NO3H2O HPt电极Ag-Pt电极直流电源质子交换膜题29图AB电源正极为 （填A或B），阴极反应式为 若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(m左m右)为 克 解析：以环境保护为背景考察化学理论，是平衡理论和电化学理论的综合。 （1）氮气的结构式为：NN，根据产物分析首先要书写催化反硝化法方程式：2NO35H2 N22OH4H2O，然后才能计算反应速率，根据PH值，C(OH)=0.01molL1，(NO3)=0.01/10=0.001 molL1/min根据NO2H2OHNO2OH要促使平衡正向移动，可以加酸、加水或升高温度等方法。（2）要实现2NO36H2O10eN212OH；该反应应该阴极中进行，Ag不能作阳极，否则会失去电子，所以Pt是阳极，A是正极；AgPt是阴极，在阳极的反应式为：2H2O4e=4HO2；两级的质量差实际上阳极消耗水的质量和阴极析出N2的质量之差和质子交换膜进入H的质量之差，根据电子守恒原理，H2O2e；N210H10e；左边是阳极，减重18g，右边减重5.6g2g=3.6g，m左m右=18g.3.6g=14.4g.参考答案：NN 2NO35H2 N22OH4H2O，0.001加酸，升高温度，加水A，2NO36H2O10eN212OH14.4不很明显的电化学（综合考查）1.（2013江苏化学11）下列有关说法正确的是A.反应NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的H0B.电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极C.CH3COOH 溶液加水稀释后，溶液中 的值减小D.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2 固体，CO32水解程度减小，溶液的pH 减小【参考答案】AC【解析】本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题，着力考查学生对用熵变焓变判断反应方向，水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。A.本反应前后气体变固体，熵变小于零，只有在焓变小于零时自发。内容来源于选修四P34P36中化学方向的判断。B.精炼铜时，粗铜铜作阳极，被氧化，纯铜作阴极，被还原。内容来源于选修四P81。C.越稀越电离，醋酸与醋酸根离子浓度比减小。内容来源于选修四P41。D.Na2CO3溶液加少量Ca(OH)2固体，抑制碳酸根离子水解，但pH值随着Ca(OH)2固体的加入而增大。2、（2013浙江理综7）下列说法不正确的是A多孔碳可用氢氧燃料电池的电极材料BpH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断C科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的P元素DCH3CHCH2和CO2反应生成可降解聚合物 OCHCH2OC n，该反应符合绿O CH3 O色化学的原则【解析】A选项：氢氧燃料电池要求电极必须多孔具有很强的吸附能力，并具一定的催化作用，同时增大气固的接触面积，提高反应速率。C选项：As和P同主族。甲基环氧乙烷与二氧化碳在一定条件下反应生成聚碳酸酯，原子利用率达到100%，生成的聚碳酸酯易降解生成无毒无害物质，所以此反应符合绿色化学原则。B选项：pH计可用于酸碱中和滴定终点的判断。3.（15分）（2013新课标卷I28）ks5u二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源，由合成气（组成为H2、CO、和少量CO2）直接制备二甲醚，其中主要过程包括以下四个反应： CO(g）+ 2H2(g) = CH3OH(g) H1=-90.1 kJmol-1 CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) H2=-49.0 kJmol-1 水煤气变换反应： CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) H3=-41.1 kJmol-1 二甲醚合成反应： 2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) H4=-24.5 kJmol-1 Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是 （以化学方程式表示） 分析二甲醚合成反应对于CO转化率的影响。 由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为 。有研究者在催化剂（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3），压强为5.0MPa的条件下由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_。 二甲醚直接燃料电池具有启动快，效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃烧燃料电池（5.93kWhkg-1），若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_。 一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_个电子的电量；该电池理论输出电压1.20V，能量密度E=_（列式计算，能量密度=电池输出电能/燃料质量，1kWh=3.6105J ） 【答案】（1）Al2O3（铝土矿）+2NaOH=2NaAlO2+H2O；NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3； (2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应平衡向右移，CO转化率增大，生成的H2O通过水煤气反应消耗部分CO （3）2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)；H=-204.7kJ/mol；该反应分子数减小，压强升高平衡右移，CO和H2的转化率增大，CH3OCH3产率增加，压强升高使CO和H2的浓度增加，反应速率增大。 4.（2013广东理综33）（17分）化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。（1） 在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。 列收集Cl2的正确装置时 。将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 。设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中， 。（2） 能量之间可以相互转化：点解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。 完成原电池的装置示意图（见图15），并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。 铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极 。 甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ，其原因是 。（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选 作阳极。33、解析：（1）Cl2是有刺激性气味、密度比空气大、有毒的黄绿色气体，在制备和收集Cl2时必须有尾气吸收装置。没有排气管不能用于收集气体；用于收集密度比空气小的气体；C用以收集密度比空气大的气体，且有尾气吸收装置；吸收氯气不能收集。氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸为弱酸部分电离，所以有氧化性的含氯粒子是Cl、HClO和ClO。比较Cl和Br的氧化性，可以利用置换反应。所以其具体操作是：取少量新制氯水和CCl于试管中，用胶头滴管向试管中滴加NaBr溶液，振荡静置，溶液下层呈橙色。（2）由题给试剂，结合原电池的形成条件可知可以组合的原电池可以是：锌铜、锌铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动方向可知左边为负极（活泼金属）、右边为正极（不活泼金属），则组装的原电池可以如下： 由所给的电极材料可知，当铜片做电极时，铜片一定是正极，则负极是活泼的金属（失电子发生氧化反应），反应的现象是电极逐渐溶解。以Zn和Cu做电极为例，如果不用盐桥则Zn与CuSO4反应，置换出的Cu附着在Zn表面，阻碍了Zn与CuSO4的接触，不能提供稳定电流。（3）根据牺牲阳极的阴极保护法，可知被保护的金属作阴极，即Zn作为阳极。答案：（1）C；Cl、HClO和ClO；取少量新制氯水和于试管中，用胶头滴管向试管中滴加NaBr溶液，振荡静置，溶液下层呈橙色（2）(装置图如下)；电极逐渐溶解；甲；可以避免活泼金属如Zn和CuSO4的接触，从而提供稳定电流（3）Zn命题意图：化学实验、元素化合物与化学反应原理5.（2013福建理综23）（16分）利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气，既廉价又环保。（1）工业上可用组成为K2OM2O32RO2nH2O的无机材料纯化制取的氢气已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质量数之和为27，则R的原子结构示意图为_常温下，不能与M单质发生反应的是_（填序号）a.CuSO4溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸 d.NaOH e.Na2CO3固体（2）利用H2S废气制取氢气来的方法有多种高温热分解法已知：H2S(g)=H2+1/2S2(g) ks5u在恒温密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c molL-1测定H2S的转化率，结果见右图。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985时H2S按上述反应分解的平衡常数K=_；说明温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：_电化学法该法制氢过程的示意图如右。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是_；反应池中发生反应的化学方程式为_。反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为_。【知识点】物质结构和元素周期律，元素化合物性质，化学平衡常数以及电化学反应等知识。【答案】（1） b、e（2）温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短（或其他合理条件）增大反应物接触面积，使反应更充分【解析】（1）根据可知M、R 的化合价分别是+3、+4 价，再结合二者的质子数之和为27，可推知X是Al、Y是Si，则Si 的原子结构示意图为。Al 和Fe2O3 发生铝热反应的条件是高温，也不和Na2CO3 固体反应；（2）根据图像可知，985 时，H2S的平衡转化率为40%，我们根据三段式计算出化学平衡常数：由图可知，当温度升高时，达到平衡的时间缩短了，也就是说升高温度加快了化学反应速率；采用气、液逆流的方式进行，其目的是增大了气、液的接触面积，增大了化学反应速率，使反应更容易进行。根据反应池的结构，可知：参加反应的物质是H2S和2FeCl3 ，生成物是S 单质，说此反应为氧化还原反应，所以生成的物质还有FeCl2，即方程式为从反应池流出的溶液中含有Fe2+ ，经过电解池也变回了Fe3+ ，同时还有H2 生成，故电解反应方程式为 希望对大家有所帮助，多谢您的浏览！