5.氧化還原反應與電化學原理1.某反應體系只有六種粒子:MnO4-、SO42-、Mn2+、S2O82-(無色)、H2OA.圖中乙代表S2O82-,B.若溶液由無色變?yōu)樽霞t色,則反應已發(fā)生C.每消耗1mol乙時轉移4mol電子D.該反應為5S2O82-+2Mn2++8H2O===2MnO42.第33屆夏季奧運會于2024年7月在法國巴黎開幕。發(fā)令槍火藥中的藥粉含有氯酸鉀(KClO3)和紅磷(P)等物質,撞擊引發(fā)的有關化學反應有①5KClO3+6P===3P2O5+5KCl;②P2O5+3H2O===2H3PO4(產生煙霧)。設NA為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是(B)A.反應①中,氧化產物、還原產物的物質的量之比為5∶3B.反應①中,6.2gP完全反應轉移電子數目為NAC.H3PO4易溶于水的原因是磷酸與水存在分子內氫鍵D.1molH3PO4在水中電離產生的PO43-3.一種以鎳電極廢料(含Ni以及少量Al2O3,Fe2O3和不溶性雜質)為原料制備NiOOH的過程可表示為“酸浸”后溶液中的金屬離子除Ni2+外還有少量的Al3+和Fe2+等。下列說法錯誤的是(C)A.氧化性:Fe3+>Ni2+B.氧化過程的離子方程式:2Ni2++ClO-+4OH-===2NiOOH↓+Cl-+H2OC.除雜過程僅為過濾操作D.工業(yè)上可電解堿性Ni(OH)2懸濁液制備NiOOH,加入一定量的KCl有助于提高生產效率4.室溫下,某化學研究小組通過下列3組實驗探究H2O2溶液的性質。實驗實驗操作和現(xiàn)象Ⅰ向CrO3溶液中滴加少量0.1mol·L-1H2O2溶液,溶液變深藍色Ⅱ向2mL0.1mol·L-1H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,溶液迅速變黃,稍后產生氣體;再加入幾滴KSCN溶液,溶液變紅Ⅲ向2mL0.01mol·L-1NaOH溶液中滴加少量酚酞,溶液變紅,向其中滴加3~5滴0.01mol·L-1H2O2溶液,振蕩,溶液逐漸褪色已知:①Cr的最高價為+6價;CrO3與H2O2的反應為CrO3+2H2O2===2H2O+CrO5(深藍色)。②H2O2溶液呈弱酸性。根據實驗操作和現(xiàn)象,下列有關推論錯誤的是(D)A.實驗Ⅰ中溶液變深藍色,該反應為非氧化還原反應B.實驗Ⅱ中前一段溶液迅速變黃,體現(xiàn)了H2O2的氧化性C.實驗Ⅱ中稍后產生氣體,體現(xiàn)了生成的Fe3+對H2O2分解起催化作用D.實驗Ⅲ中溶液逐漸褪色,體現(xiàn)了H2O2的弱酸性5.硫化氫(H2S)是強烈的神經毒素,對黏膜有強烈的刺激作用?？蒲腥藛T設計了如圖裝置,借助太陽能將H2S再利用,變廢為寶。下列敘述正確的是(B)A.b電極發(fā)生氧化反應B.a電極區(qū)不可用NaOH溶液作電解質溶液C.H+的遷移方向為b電極→a電極D.每生成2gH2,負極區(qū)需消耗22.4LH2S6.庫侖測硫儀可測定煙氣中SO2的含量,其原理如圖所示。檢測前,電解質溶液中c(I3-)/c(I-)保持定值,電解池不工作。將aL含SO2、O2、N2的待測氣體通入電解池后,SO2溶解并將I3-還原,測硫儀便立即進行電解直到c(I3-)/c(I-)回到原定值。已知:電路中轉移1moleA.電解時,M接電源的負極B.檢測前后,電解池內溶液的pH保持不變C.若電解消耗的電量為b庫侖,則待測氣體中SO2的含量為32bafD.若待測氣體中O2能將部分I-氧化為I3-7.一種新型醌類()酸堿混合電池具有高能量密度和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。該電池工作示意圖如圖所示,下列說法錯誤的是(D)A.放電時,a極周圍溶液pH增大B.c為陰離子交換膜,d為陽離子交換膜C.充電時,中間室K2SO4溶液濃度減小(假設溶液體積保持不變)D.充電時b極電極反應式為+4e-+2K++2H2O===+2OH-8.某實驗小組要定量探究鐵銹蝕的因素,設計如圖所示實驗裝置,檢查氣密性,將5g鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶,t1時刻,加入2mL飽和氯化鈉溶液后,再將一支裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上,采集數據。下列說法錯誤的是(C)A.鐵發(fā)生銹蝕的反應是放熱反應B.t2~t3溫度降低是因為反應速率減慢了C.BC段壓強減小是因為鐵和氧氣直接反應生成了氧化鐵D.t3~t4壓強變大是因為發(fā)生了鐵的析氫腐蝕9.西北工業(yè)大學推出一種新型Zn-NO2電池,該電池能有效地捕獲NO2并將其轉化為NO2-。現(xiàn)利用Zn-NO2電池將產生的NO2-電解制氨A.c電極的電勢比d電極的電勢高B.當電路中轉移2mole-時,丙室溶液質量減少18gC.電解池的總反應式為2H++2NO2-+2H2O===2NH3+3OD.為增強丙中水的導電性,可以加入一定量的NaCl固體5.氧化還原反應與電化學原理1.C根據反應體系中的粒子可以判斷發(fā)生氧化還原反應,錳元素的價態(tài)為+7價和+2價,S2O82-中含過氧鍵,根據圖像可知,乙為反應物,甲為生成物,相同時間反應的物質的量之比為5∶2,由此推知,甲為MnO4-,乙為S2O82-。甲為高錳酸根離子,乙為S2O82-,A正確;高錳酸根離子為紫紅色,S2O82-為無色,若溶液由無色變?yōu)樽霞t色,則反應已發(fā)生,B正確;根據價態(tài)變化可知,每消耗1mol乙時轉移2mol電子,C錯誤;根據元素守恒和電子守恒,可以得到反應的離子方程式為5S2O2.B在反應①中,氧化產物為P2O5,還原產物為KCl,其物質的量之比為3∶5,A項錯誤;6.2gP物質的量為0.2mol,0.2molP完全反應時轉移1mol電子,B項正確;H3PO4分子和水分子之間存在分子間氫鍵,導致磷酸易溶于水,C項錯誤;磷酸是中強酸,在水中部分電離,D項錯誤。3.C鎳電極廢料(含Ni以及少量Al2O3、Fe2O3和不溶性雜質)經過稀硫酸“酸浸”后,得到Ni2+和少量的Al3+和Fe2+等,調節(jié)pH,將Al3+和Fe2+轉化為沉淀,再過濾除去不溶性雜質,則濾液中含有Ni2+,Ni2+經過KClO的氧化,得到NiOOH。“酸浸”后溶液中的金屬離子除Ni2+外還有少量的Al3+和Fe2+等,則發(fā)生反應:Ni+2Fe3+===2Fe2++Ni2+,則氧化性:Fe3+>Ni2+,A項正確;Ni2+經過KClO的氧化,得到NiOOH,反應的離子方程式為2Ni2++ClO-+4OH-===2NiOOH+Cl-+H2O,B項正確;除雜過程包括:調節(jié)pH,將Al3+和Fe2+轉化為沉淀,再過濾除去不溶性雜質,C項錯誤;電解堿性Ni(OH)2懸濁液制備NiOOH,陽極反應為Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH↓+H2O,若加入一定量的KCl,氯離子在陽極上失電子生成氯氣,氯氣在堿性條件下生成ClO-,ClO-將Ni(OH)2氧化為NiOOH,有助于提高生產效率,D項正確。4.D實驗Ⅰ中發(fā)生反應CrO3+2H2O2===2H2O+CrO5(深藍色),溶液變深藍色,Cr最高價為+6價,則CrO5中Cr元素也是+6價,該反應中沒有元素化合價發(fā)生變化,屬于非氧化還原反應,故A正確;實驗Ⅱ中,少量Fe2+被氧化為Fe3+溶液變?yōu)辄S色,H2O2中O元素化合價降低,體現(xiàn)了H2O2氧化性,故B正確;實驗Ⅱ中,少量Fe2+被氧化為Fe3+,Fe3+遇到KSCN溶液變紅,過量H2O2在Fe3+的催化作用下分解產生了氧氣,故C正確;實驗Ⅲ滴加的幾滴H2O2溶液量很少,不足以將NaOH溶液耗盡,可以表明溶液褪色的原因為H2O2有氧化作用,將酚酞氧化而使溶液褪色,不能體現(xiàn)H2O2的弱酸性,故D錯誤。5.B根據工作原理圖分析可知,b電極上H+獲得電子生成氫氣,則b作正極,電極反應式為2H++2e-===H2↑,因此a作負極,Fe2+失去電子,電極反應為Fe2+-e-===Fe3+。b作正極,電極反應式為2H++2e-===H2↑,則b電極發(fā)生還原反應,A錯誤;a電極反應為Fe2+-e-===Fe3+,若用NaOH溶液作電解質溶液則生成Fe(OH)2、Fe(OH)3覆蓋在電極a上,阻止反應繼續(xù)進行,B正確;H+的遷移方向為a電極→b電極,C錯誤;題干未告知H2S所處的狀態(tài)是否為標準狀況,故無法計算每生成2gH2,負極區(qū)需消耗H2S的體積,D錯誤。6.C由于通入SO2氣體以后可以把I3-還原,當打破I-和I3-平衡以后,測硫儀便立即進行電解,將I-氧化為I3-(失去電子),故與M極相連的Pt為陽極,與N極相連的Pt為陰極,所以M接電源的正極,故A錯誤;檢測前,發(fā)生反應SO23I-+SO42-+4H+,產生H+,電解時,要消耗H+產生氫氣,pH要發(fā)生變化,故B錯誤;根據反應過程關系:S~SO2~I3-~2e-,若電解消耗電量為b庫侖,設SO2的含量為xmol,12e-=xbf,解得x=b2fmol,64·b2fa=32baf(g·L-1),故C正確;待測氣體中O2能將部分I-氧化為I3-,對于反應:SO2+I3-7.D圖像顯示,放電時a極二氧化錳發(fā)生還原反應生成錳離子,所以a極為原電池的正極,則b極為原電池的負極;放電時,a極為原電池的正極,a極電極反應式為MnO2+2e-+4H+===Mn2++2H2O,氫離子濃度減小,所以周圍溶液pH增大,故A正確;放電時陽離子移向正極,陰離子移向負極,則硫酸根離子通過c離子交換膜進入中間室,c為陰離子交換膜,鉀離子通過d離子交換膜進入中間室,則d為陽離子交換膜,故B正確;充電時,a極為電解池的陽極,b極為電解池的陰極,c為陰離子交換膜,d為陽離子交換膜,則中間室硫酸根離子經c離子交換膜進入a電極室,鉀離子經d離子交換膜進入b電極室,所以中間室K2SO4溶液濃度減小(假設溶液體積保持不變),故C正確;放電時,b極為原電池的負極,b極電極反應式為-2ne-===+2nK+,則充電時b極電極反應式為+2ne-+2nK+===,故D錯誤。8.C由溫度曲線可知,鐵發(fā)生銹蝕的反應是放熱反應,溫度升高,A正確;t2~t3溫度降低是因為裝置中氧氣被消耗,導致鐵被銹蝕的反應速率減慢,B正確;BC段壓強減小是因為鐵在氧氣、水共同作用下反應生成了鐵銹,鐵銹主要成分為氧化鐵,C錯誤;t3~t4壓強變大是因為注射器中的鹽酸被壓入三頸燒瓶中,鹽酸和鐵反應生成氫氣,發(fā)生了鐵的析氫腐蝕,D正確。9.B由圖可知,左池為原電池,Zn電極為原電池負極,b電極為原電池正極,則與原電池相連的右池為電解池,與原電池負極相連的c極為電解池陰極,與原電池正極相連的d極為電解池陽極。c為陰極,d為陽極,c電極的電勢比d電極的電勢低,A錯誤;丙室中陽極上水失電子產生氧氣,電極反應式為2H2O-