2015电化学专题 （2015新课标2）二氧化氯（ClO 2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，答下列问題：（1）工业上可用KC1O 3与Na 2SO 3在H 2SO 4存在下制得ClO 2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为（2）实验室用NH 4Cl 、盐酸、NaClO 2(亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO 2：【答案】（3）①2ClO 2＋10I －＋8H ＋＝2Cl －＋5I 2＋4H 2O ②吸收残余的二氧化氯气体（避免碘的逸出）③淀粉溶液；溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变 ④0.02700 （4）d解：（1）KClO 3在H 2SO 4存在下与Na 2SO 3反应制得ClO 2，可知SO 32-被氧化成SO 42-，由电子、电荷守恒可知该离子反应为2ClO 3-+SO 32-+2H +═2ClO 2+SO 42-+H 2O ，氧化剂为KClO 3，还原剂为Na 2SO 3，由离子反应可知该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；（2）①由生产流程可知氯化铵在盐酸溶液中电解，阴极生成氢气，阳极生成NCl 3，电解方程式为NH 4Cl+2HCl=NCl 3+3H 2↑，故答案为：NH 4Cl+2HCl=NCl 3+3H 2↑；②在NCl 3溶液中加入NaClO 2，可生成ClO 2、NH 3和X ，溶液X 中大量存在的阴离子有Cl -、OH -，故答案为：Cl -、OH -；③a ．ClO 2易溶于水，不能利用饱和食盐水吸收氨气，故错误；b ．碱石灰不能吸收氨气，故错误；c ．浓硫酸可以吸收氨气，且不影响ClO 2，故正确；d ．ClO 2易溶于水，不能利用水吸收氨，故错误；故答案为：c ；（3）①由题目信息可知，ClO 2通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I -为I 2，自身被还原为Cl -，同时生成水，反应离子方程式为2ClO 2+10I -+8H +═2Cl -+5I 2+4H 2O ，故答案为：2ClO 2+10I -+8H +═2Cl -+5I 2+4H 2O ；②玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO 2气体（避免碘的逸出），故答案为：吸收残留的ClO 2气体（避免碘③V 中加入的指示剂通常为淀粉溶液，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色，故答案为：淀粉溶液；溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色；④含有Na 2S 2O 3物质的量为0.02 L×0.1mol/L=0.002 mol ，则：根据关系式：2ClO 2～5I 2～10Na 2S 2O 3，2 10n （ClO 2） 0.002mol所以n （ClO 2）=0.0004mol ，所以m （ClO 2）=0.004 mol×67.5g/mol=0.02700g ，故答案为：0.02700；（4）若要除去超标的亚氯酸盐，ac 均不能还原亚氯酸盐，b 中KI 具有还原性但氧化产物不适合饮用水使用，只有d 中Fe 2+将ClO 2-还原成Cl -，Fe 2+ 被氧化为铁离子，且铁离子水解生成胶体可净化饮用水，则最适宜的是d ，故答案为：d ．（2014新课标2）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列叙述错误的是（ C ）A ．a 为电池的正极B ．电池充电反应为LiMn 2O 4=Li 1-x Mn 2O 4+xLiC ．放电时，a 极锂的化合价发生变化D ．放电时，溶液中Li +从b 向a 迁移【解析】根据题给装置图判断，电极b 是原电池的负极，电极反应式为Li-e - =Li +，电极a 是原电池的正极，电极反应为LiMn 2O 4 +xLi +xe - =Li 1-x Mn 2O 4。
综上所述，a 是原电池的正极，A 正确；B 、根据正负极的电极反应可知，电池充电反应为LiMn 2O 4=Li 1-x Mn 2O 4+xLi ，B 正确；C 、放电时，a 极锰的化合价发生变化，Li 的化合价没有变化，C错误；D 、放电时，溶液中的Li +从b 向a 迁移，D 正确。
试题分析：A 、由图示可知：活动性b>a,所以b 是负极，a 是正极。
Li 失电子为负极，LiMn 2O 4得电子为正极，所以a 为电池的正极，正确；B 、充电时，Li +在阴极得电子，Li 1-x Mn 2O 4在阳极失电子，电池充电反应为LiMn 2O 4=Li 1-x Mn 2O 4+xLi ，因此选项B 正确；C 、放电时，a 为正极，正极上LiMn 2O 4中Mn 元素得电子，所以锂的化合价不变，错误；D 、放电时，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，溶液中阳离子向负电荷较多的正极移动，即溶液中Li +从b 向a 迁移，因此该选项正确。
（2014新课标2）铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及X 射线防护材料等。
回答下列问题：（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅在周期表的位置为 周期，第 族：PbO 2的酸性比CO 2的酸性 （填“强”或“弱”）。
（2）PbO 2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 。
（3）PbO 2可由PbO 与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为 ：PbO 2也可以通过石墨为电极，Pb(NO 3)2和Cu(NO 3)2的混合溶液为电解液电解制取。
阳极发生的电极反应式 ，阴极观察到的现象是 ：若电解液中不加入Cu(NO 3)2，阴极发生的电极反应式 ，这样做的主要缺点是 。
（4）PbO 2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a 点为样品失重 4.0%（-×100%a 样品起始质量点固体质量样品起始质量）的残留固体，若a 点固体表示为PbO x 或mPbO 2·nPbO ，列式计算x 值和m:n 值 。
【答案】（1）六ⅣA 弱（2）PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O（3）PbO+ClO—= PbO2+Cl—Pb2++2H2O - 2e—= PbO2↓+ 4H+石墨上包上铜镀层Pb2++2e—=Pb↓ 不能有效利用Pb2+（4）根据PbO2 PbOx +22x-O2↑，有22x-×32=239 4.0%⨯，x=239 4.0%16⨯-2=1.4 ，根据mPbO2·nPbO，21.4m nm n+=+，nm=6.04.0=32【解析】碳在元素周期表中的位置是第二周期，IV A族，由图中所给的信息“铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层（相当于比C的周期数大4）”，所以铅在元素周期表的位置为第六周期，IV A族；由于同主族元素随着核电荷数的逐渐增大，元素的非金属性逐渐减弱，所以PbO2的酸性比CO2的酸性要弱；（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，则该黄色色气体是Cl2，（则意味着该反应为氧化还原反应），所以反应的方程式为PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O；（3）由题目提供的信息可知，PbO与次氯酸钠溶液反应属于氧化还原反应，Pb化合价升高，Cl元素化合价降低，故离子方程式为PbO+ClO—= PbO2+Cl—；（4）电解池的阳极发生失电子反应（氧化反应），因为Pb2+→PbO2属于氧化反应，所以发生的电极反应为Pb2++2H2O - 2e—= PbO2↓+ 4H+；由于Cu2+的放电能力强于Pb2+，故阴极上的电极反应为Cu2++2e—=Cu，则阴极产生的现象是石墨上包上铜镀层；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为Pb2++2e—=Pb↓，这样一来就不能有效利用Pb2+。
（5）样品失重的原因是生成了氧气，根据PbO2PbOx +22x-O2↑，有22x-×32=239 4.0%⨯，x=239 4.0%16⨯-2=1.4 ，根据mPbO2·nPbO，21.4m nm n+=+，nm=6.04.0=32。
（2013新课标2）“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（ B ）A. 电池反应中有NaCl生成B. 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C. 正极反应为：NiCl2 + 2e－= Ni + 2Cl－D. 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动解：A．负极上电极反应式为：Na-e-=Na+，正极上电极反应式为：NiCl2+2e-=Ni+2Cl-，所以该原电池中有氯化钠生成，故A正确；B．根据正负极电极反应式知，金属钠还原NiCl2，故B错误；C．正极上得电子发生还原反应，电极反应式为：NiCl2+2e-=Ni+2Cl-，故C正确；D．原电池放电时，阳离子向正极移动，钠离子在负极产生，向正极移动，所以钠离子通过钠离子导体在两电极间移动，故D正确；（2012新课标2）由黄铜矿（主要成分是CuFeS2）炼制精铜的工艺流程示意图如下：（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000°C左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物，该过程中两个主要反应的化学方程式分别是_________________，________________________反射炉内生成炉渣的主要成分是_____________；（2）冰铜（Cu2S和FeS互相熔合而成）含Cu量为20%~50%。
转炉中，将冰铜加熔剂（石英砂）在1200°C左右吹入空气进行吹炼。
冰铜中的Cu2S被氧化成Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是__________________________；_________________________ （3）粗铜的电解精炼如右图所示。
在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极____（填图中的字母）；在电极d 上发生的电极反应式为______________________；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为________。
答案：(1)2CuFeS 2＋O 2Cu 2 S＋2FeS＋SO 22FeS＋3O 22FeO＋2SO 2FeSiO 3(2)2Cu 2 S＋3O 22Cu 2 O＋2SO 22Cu 2 O＋Cu 2 S6Cu＋SO 2↑(3)c Cu 2＋＋2e－=Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe 2＋的形式进入电解液中(1)抓住信息黄铜矿先与空气中的氧气反应生成Cu和FeS，然后FeS又与氧气反应生成低价氧化物FeO和SO 2，配平即可；炉渣为FeO和SiO 2反应生成的FeSiO 3；(2)依据信息第一个反应为Cu 2 S与氧气反应生成Cu 2 O，依据元素守恒和得失电子守恒可知还应生成SO 2；第二个反应Cu 2 S与Cu 2 O反应生成Cu，依据元素守恒可知还应生成SO 2；(3)电解精炼铜，粗铜为阳极，接电源正极，所以c为阳极、d为阴极，d发生得电子的反应Cu 2＋＋2e－=Cu；Au、Ag排在金属活动顺序Cu的后面，不能失电子以单质的形式存在阳极泥中，Fe排在Cu之前，在阳极失电子，发生反应Fe－2e－=Fe 2＋，但Fe 2＋在阴极不能得电子，故以Fe 2＋的形式存在溶液中。