2013年高考分类解析---理综（化学）非选择题部分（10.电化学基础） 备注：2013年高考化学或者理科综合（化学）试题统计及顺序 （共15套，31地区） 1、（1套）大纲版全国卷 （广西） 2、（1套，9地区）新课标全国卷I(内蒙古、宁夏；黑龙江、吉林、河南、河北、山西、陕西、湖南、江西） 3、（1套，7地区）新课标全国卷II（西藏，新疆；青海、甘肃、贵州、云南、辽宁） 4、（4套，4地区）4个直辖市各一套：北京、天津、上海、重庆 5、（8套,8地区）自主命题省份：浙江,山东，四川，福建，广东，安徽,江苏，海南。 26.（14分） NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1) NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式:_ . (2)汽车发动机工作时会引发N2和02反应，其能量变化示意图如下:
写出该反应的热化学方程式: _ . ②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是_ .。 （3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOX的排放。 ①当尾气中空气不足时，NOX在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_ . ② 当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO <2oCaO <38SrO<56BaO.原因是 .，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强。 通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。 ②写出NiO电极的电极反应式: . 【答案】 （1）3NO2+2H2O=2HNO3+NO； （2）①、N2(g)+O2（g）=2NO(g) △H=+183KJ/mol； ②、增大； （3）①、2NO+2CO
N2+2CO2 ②、由Mg、Ca、Sr、Ba的质子数可知，它们均处于第ⅡA族，同一主族自上而下，原子半径增大； （4）①、还原； ②、NO+O2--2e-=NO2； 【KS5U解析】（1）NO2与H2O反应生成HNO3与NO； （2）①、△H=945kJ/mol+498kJ/mol-2×630KJ/mol=+183KJ/mol； ②、该反应正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应移动，化学平衡常数增大； （3）①、NO被CO还原N2，CO被氧化为CO2； ②、由Mg、Ca、Sr、Ba的质子数可知，它们均处于第ⅡA族，同一主族自上而下，原子半径增大，金属性增强； （4）①、由工作原理示意图可知，O2在Pt电极发生还原反应生成O2-； ②、在O2-参加反应下，NO在NiO电极发生氧化反应生成NO2。 【试源】2013年高考理综化学试题（北京） 9．（18分）FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。ks5u Ⅰ．经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：
①检验装置的气密性； ②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成； ④…… ⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的H2赶尽Cl2，将收集器密封。请回答下列问题： （1）装置A中反应的化学方程式为 。 （2）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是 。 （3）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号） 。 （4）装置B中冷水浴的作用为 ；装置C的名称为 ；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂： 。 （5）在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。 Ⅱ．该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。 （6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为 。 （7）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为 。 （8）综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点： ①H2S的原子利用率为100%；② 。 【答案】见解析。 【解析】（1）A中反应的化学方程式
（2）要使沉积的FeCl3进入收集器，根据FeCl3加热易升华的性质，第④的操作应该是：在沉积的的FeCl3固体下方加热。 （3）为防止FeCl3潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl2，⑤用干燥的N2赶尽Cl2， （4）B 中的冷水作用为是冷却FeCl3使其沉积，便于收集产品；装置C的名称为干燥管， 装置D中FeCl2全部反应完后，因为失去吸收Cl2的作用而失效，检验FeCl2是否失效就是检验二价铁离子，最好用
，也可以用酸性高锰酸钾溶液检验。 （5）
，吸收的是氯气，不用考虑防倒吸 （6）
（7）阳极的电极反应：
（8）该实验的另一个优点是FeCl3可以循环利用。 【试源】2013年高考理综化学试题（天津） 11．(14分)化学在环境保护中趁着十分重要的作用，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。
 (1) 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。 ①N2的结构式为 。 ②上述反应离子方程式为 ，其平均反应速率v(NO3—)为 mol ?L—1 ?min—1 ③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 。 (2)电化学降解NO3—的原理如题11图所示。①电源正极为 (填“A”或“B”)， 阴极反应式为 。 ②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 g。 【答案】11.（1）①N≡N ②2NO3-+5H2
N2+2OH-+4H2O 0.001 ③加酸，升高温度，加水（2）①A， 2NO3-+6H2O+10e-＝N2+12OH- ②14.4 【解析】（1）①N2分子中氮原子间通过氮氮三键结合，因此其结构式为N≡N；②利用溶液pH变化可知有OH-生成，再结合原子守恒可写出反应的离子方程式；利用离子方程式知v(NO3-)＝v(OH-)＝(10-2-10-7)/10＝0.001mol/(L·min)；③水解是吸热反应，NO2-水解使溶液中c(OH-)变大，因此可促进NO2-水解的措施有加热、加水或加酸等。（2）①由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极；在阴极反应是NO3-得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有OH-生成；②转移2mol电子时，阳极（阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+）消耗1mol水，产生2molH+进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极室中放出0.2molN2（5.6g），同时有2molH+（2g）进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差（△m左-△m右）＝18g-3.6g＝14.4g。 【试源】2013年高考理综化学试题（重庆） 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。 ①下列收集Cl2的正确装置时 。
②将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 。 ③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：电解食盐水制备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。 答案：（1）C；HClO和ClO—；取少量新制氯水和ＣＣｌ４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 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。Ａ没有排气管不能用于收集气体；Ｂ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；Ｄ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Cl2、HClO和ClO—。比较Cl２和Br２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CCl４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。
【试源】2013年高考理综化学试题（广东） 27．（15分） 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： （1）LiCoO2中，Co元素的化合价为 。 （2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 。 （3）“酸浸”一般在80℃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 。 （4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 。 （5）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）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，可回收到的金属化合物有 （填化学式）。 【答案】27.（15分） （1）+3 （2）2Al + 2OH- + 6H2O = 2Al(OH)- 4 + 3H2↑ (3)2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2
Li2SO4 + 2CoSO4 + O2↑+ 4H2O 2H2O2
2H2O + O2↑ ;有氯气生成，污染较大。 (4) CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3 ↓+ (NH4)2SO4 +CO2↑+ H2O (5) Li1-xCoO2 + LixC6 = LiCoO2 + 6C (6)Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4 【解析】本题属于难题，不过仍然逃不脱“负-fu-富，阳-yang-氧”的口诀，反应式还是要进行“（+）+（-）=总反应式子，考虑酸碱性”的写法。详见答案。 【试源】2013年高考化学试题新课标Ⅰ卷 36.[化学——选修2：化学与技术]（15） 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： 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 _______ 。 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） 【答案】 （1）①Zn；NH4Cl； MnO2＋e－＋NH4＋===MnOOH＋NH3 （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； ①3MnO42－＋2CO2===2MnO4－＋MnO2＋2CO32－； ②H2； 【试源】2013年高考化学试题新课标Ⅱ卷 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K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气 ①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_________ ②常温下，不能与M单质发生反应的是_________（填序号）ks5u
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 ①高温热分解法 已知：H2S(g)==H2+1/2S2(g) 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 mol·L-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：___________ ②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_______________________。 【答案】（1）①
②b、e （2）①
温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的进间缩短（或其它合理答案） ②增大反应物接触面积，使反应更反分 H2S + 2FeCl3 = 2FeCl2 + S↓ + 2HCl 2Fe2＋ + 2H＋
2Fe3＋ + H2↑ 【解析】本题考查元素推断、原子结构、化学平衡的影响因素及计算、电化学等化学反应原理的知识，同时考查学生的图表分析能力。 （1）R为+4价，位于第3周期，应为Si元素，同理M为Al元素。常温下铝与Fe2O3不反应，与Na2CO3也不反应；（2）①K=
=
=
。温度越高，反应速率越快，反应物的转化率越高，与平衡转化率差距越小，所以离得近。②FeCl3具有强氧化性，能够氧化H2S：2FeCl3＋H2S＝2FeCl2＋S＋2HCl。该逆流原理与浓硫酸中SO3的吸收相类似，气体从下端通入，液体从上端喷，可以增大气液接触面积，反应充分。从图可知电解过程中从左池通入的Fe2(生成Fe3(（阳极反应），循环使用；而另一电极产生的则为H2（阴极反应）。故电解总的离子方程式为：2Fe2+＋2H＋
2Fe3+＋H2↑。 【试源】2013年高考理综化学试题（福建） 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 a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3 （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 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。 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。 【试源】2013年高考理综化学试题（山东）

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