高考化学知识点过关培优 易错 难题训练∶化学反应与能量变化含答案
一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析）
1．短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛。
(1)X元素在元素周期表中的位置________。
(2)X、Y、Z元素的简单气态氢化物中，稳定性最差的是________（用分子式表示）。 (3)Y、Z、W三种元素对应的离子中，半径由大到小的顺序____________（用离子符号表示）。
(4)某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中Z2-可以在固体介质NASICON中自由移动。则负极的反应式_______________。关于该电池的下列说法，正确的是_________。
A．工作时电极b作正极，Z2- 通过固体介质NASICON由电极b流向电极a B．工作时电流由电极a通过传感器流向电极b C．传感器中通过的电流越大，尾气中XZ的含量越高
(5)X2Z42-能被酸性KMnO4氧化，请填写相应的离子，并给予配平：
_____ ______+______MnO4- + ________H+ = ______CO2 + _______Mn2++______H2O
【答案】第二周期第ⅣA 族 CH4 r(N3-)>r(O2-)>r(Al3+) CO+O2- -2e-=CO2 AC 5 C2O42- 2 16 10 2 8 【解析】 【分析】
根据短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系，则X、Y、Z是第二周期的元素，W是第三周期的元素；同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，W是Al元素；根据相对位置，X、Y、Z分别是C、N、O。 【详解】
(1)X是C元素，在元素周期表中的位置是第二周期第ⅣA 族；
(2)同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性越强，气态氢化物越稳定，C、N、O元素的简单气态氢化物中，稳定性最差的是CH4；
(3)N、O、Al三种元素对应的离子，电子层数相同，质子数越多，半径越小，半径由大到小的顺序r(N3-)>r(O2-)>r(Al3+)；
(4)原电池负极发生氧化反应、正极发生还原反应，负极是一氧化碳失电子生成二氧化碳，负极反应式CO+O2--2e-=CO2；
A．b通入氧气，氧气发生还原反应，工作时电极b作正极，O2- 通过固体介质NASICON由电极b流向电极a，故A正确；
B．电流由正极流向负极，b是正极，工作时电流由电极b通过传感器流向电极a，故B错误；
C．CO的含量越高，失电子越多，传感器中通过的电流越大，故C正确；
(5)C2O42-被酸性KMnO4氧化为CO2，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒，相应的离子方程式是5C2O42-+2MnO4- +16H+ =10CO2 +2Mn2++8H2O。
2．某同学设计一个燃料电池(如图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理。
根据要求回答相关问题：
（1）甲装置中，通入氢气的电极为________(填“正极”或“负极”)，该极电极反应式为________；若将KOH溶液换成硫酸溶液，则正极电极反应式为__________________________。
（2）关于乙装置，下列说法正确的是________(填序号)； ①溶液中Na＋向C极移动
②从C极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后通入适量HCl可恢复到电解前电解质的浓度 ④若标准状况下Fe极产生2.24L气体，则溶液中转移0.2mol电子 该装置中发生的总反应的离子方程式为__________________________。
（3）乙装置中，X为阳离子交换膜，反应一段时间后交换膜左侧溶液中pH____(填“增大”、“减小”或“不变”)；若用饱和MgCl2溶液代替饱和氯化钠溶液，则该装置中发生的总反应______(填“改变”或“不变”)。
（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)，精铜电极上的电极反应式为_______________________________。
【答案】负极 H2-2e+2OH=2H2O O2+4e+4H=2H2O ②③ 2Cl+2H2O+H2↑+Cl2↑ 增大 改变 减小 Cu2++2e-=Cu 【解析】 【分析】
甲池为原电池，氧气发生还原反应，通入氧气的一极为正极，氢气发生还原反应，通入氢气的一极为负极；乙池中Fe电极与负极相连为阴极，石墨电极为阳极；丙池中精铜为阴极，粗铜为阳极。
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电解2OH-
【详解】
(1)氢氧燃料电池中氢气发生还原反应，所以通入氢气的一极为负极，电解质溶液为KOH溶液，所以电极方程式为H2-2e-+2OH-=2H2O；正极为通入氧气的一极，若电解质为硫酸，氧气得电子后会生成水，电极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O； (2)①C极为阳极，电解池中阳离子流向阴极，故错误；
②电解饱和食盐水时阳极上氯离子放电生成氯气，氯气可以使湿润的KI淀粉试纸变蓝，故正确；
③电解饱和食盐水阳极生成氯气，阴极生成氢气，所以反应一段时间后通入适量HCl可恢复到电解前电解质的浓度，故正确； ④电子不能在溶液中转移，故错误； 综上所述答案为②③；
乙装置中右侧阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，左侧阴极反应为水电离的氢离子放电：2H++2e-=H2↑，总反应为2Cl+2H2O
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电解2OH-+H2↑+Cl2↑；
(3)乙装置中右侧阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，左侧阴极反应为水电离的氢离子放电：2H++2e-=H2↑，水的电离平衡被破坏，电离出更多的氢氧根，X为阳离子交换膜，所以生成的OH-无法迁移到阳极，所以左侧溶液中pH增大；由于Mg2+会与OH-反应生成沉淀，所以总反应发生改变；
(4)丙池中阴极即精铜上发生反应：Cu2++2e-=Cu，而阳极即粗铜上由于由比铜活泼的金属杂质放电，所以转移相同电子数目时，阳极不能生成与阴极消耗的等量的铜离子，所以硫酸铜溶液浓度减小。 【点睛】
第2题第4个选项为易错点，学生要注意审题，电子并不能在溶液中进行专业，不要盲目计算，
3．依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
(1)电极X的材料是_______；电解质溶液Y是________； (2)银电极上发生的电极反应式为___________________； (3)外电路中的电子是从______→______； (4)当有1.6 g铜溶解时，银棒增重______g 。 【答案】Cu AgNO3 Ag++e- =Ag X(或Cu) Ag 5.4 【解析】
高考化学知识点过关培优 易错 难题训练∶化学反应与能量变化含答案
