1、填空题  电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从废液中回收铜,重新获得FeCl3溶液,设计了下列实验步骤:

写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式:                  。
该反应在上图步骤   中发生。请根据上述反应设计一个原电池,在方框中画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液)。

参考答案：Fe+Cu2+=Fe2++Cu ①

粗铜,Cu-2e-=Cu2+

本题解析：根据题干信息可知废液应为FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液,加入的试剂a为Fe,发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,经①过滤后,滤渣是Fe与Cu的混合物,再加入过量的b(盐酸)发生反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,经②过滤后滤液主要是FeCl2溶液,将合并后的溶液中通入c(Cl2),发生主要反应为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。Fe+Cu2+=Fe2++Cu可以证明Fe比Cu还原性强,该反应在步骤①中发生。将Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计成原电池,Fe作负极,比Fe不活泼的Cu作正极即可,电解质溶液是含Cu2+的溶液。电解精炼铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极。

本题难度：一般

2、选择题  化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO3－的原理图所示。下列说法不正确的是：

A．A为电源正极
B．阳极反应式为：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑
C．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(Δm左－Δm右)为10.4克
D．阴极反应式为：2NO3－＋6H2O＋10e－＝N2↑＋12OH－

参考答案：C

本题解析：本题考查电解原理的应用，利用反应类型定极，由题给原理图知，Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，电极反应式为：2NO3－＋6H2O＋10e－＝N2↑＋12OH－，则B为负极，A为电源正极，Pt电极为电解池的阳极，电极反应式为：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑；A、根据题给原理图知，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，正确；B、阳极为溶液中的氢氧根放电，氢氧根来自水的电离，电极反应式为：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，正确；C、由阳极电极反应式知，转移2mol电子时，阳极区消耗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）＝14.4g，错误；D、阴极反应式为：2NO3－＋6H2O＋10e－＝N2↑＋12OH－，正确。

本题难度：一般

3、选择题  下图两个装置中溶液体积均为200mL，工作前电解质溶液的浓度均为0. 5mol/L，工作一段时间后，测得均有0.02mol电子通过。若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是

[? ]
A．产生气体体积①=②
B．①中阴极质量增加，②中正极质量减小
C．溶液的pH变化：①减小，②增大
D．电极反应式：①中阳极：4OH-=2H2O+O2↑+4e-，②中负极：2H++2e-=H2↑

参考答案：C

本题解析：

本题难度：一般

4、选择题  取一定体积、由等物质的量浓度的硫酸铜、硫酸铁组成的溶液，用石墨电极进行电解，电解时，阴极最先发生的反应为（　　）
A．Fe3++eˉ=Fe2+
B．2H++2eˉ=H2↑
C．Fe2++2eˉ=Fe
D．Cu2++2eˉ=Cu

参考答案：对硫酸铜、硫酸铁组成的溶液进行电解，根据电解规律：在阴极上是电解质中的铜离子和三价铁离子发生得电子的还原反应，但是铜离子的氧化性比铁离子弱，所以阴极最先发生的反应为Fe3++eˉ=Fe2+．
故选D．

本题解析：

本题难度：简单

5、填空题  （15分）甲醇是一种可再生能源，又是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上可用如下方法合成甲醇：

方法一	CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)
方法二	CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) H2O(g)

参考答案：（1）CH3OH(l) + O2(g)＝CO(g) + 2H2O(l) △H＝－442.8kJ?mol-1   （2分）
（2）①0.08mol/(L?min) （2分）     ＜（2分） ②100（2分）  ③ ＞（2分）
（3）①VO2＋—e—＋2H＋＝VO2＋＋H2O （2分）
②由绿色变为紫色（1分）    ③8.685×104C（2分）

本题解析：（1）已知：① 2CH3OH(l) + 3O2(g)2CO2(g) + 4H2O(g) △H＝－1275.6 kJ?mol-1，② 2CO(g) + O2(g)2CO2(g)  △H＝－566.0 kJ?mol-1，③H2O(l)＝H2O(g)  △H =" +" 44.0 kJ?mol-1，则根据盖斯定律可知（①—②—③×4）÷2即得到甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学反应方程式CH3OH(l) + O2(g)＝CO(g) + 2H2O(l) △H＝－442.8kJ?mol-1。
（2）①5分钟反应达平衡，此时CO的转化率为80%，则消耗CO是0.8mol，根据方程式CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)可知生成甲醇是0.8mol，浓度是0.4mol/L，因此前5分钟内甲醇的平均反应速率为0.4mol/L÷5min＝0.08mol/(L?min)；已知该反应在低温下能自发进行，由于正方应是体积减小的，即△S＜0，则根据△G＝△H—T·△S可知，该反应为放热反应，即△H＜0。
②消耗CO是0.8mol，则平衡时氢气和CO的物质的量分别是0.4mol和0.2mol，浓度分别是0.2mol/L和0.1mol/L，化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则在该温度下反应的平衡常数K＝。
③某时刻向该平衡体系中加入CO、H2、CH3OH各0.2mol后，瞬间CO、氢气和甲醇的浓度分别变为0.2mol/L、0.3mol/L、0.5mol/L，则此时浓度商＝＜100，因此平衡向正反应方向进行，所以将使ν正＞ν逆。
（3）①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，说明VO2＋转化为VO2＋，即V元素的化合价从+3价升高到+4价，则其电极反应式为VO2＋—e—＋2H＋＝VO2＋＋H2O。
②充电过程中，右槽中电极与电源负极相连，作阴极V3＋得到电子转化为V2＋，因此溶液颜色变化是由绿色变为紫色。
③4.8g甲醇的物质的量是4.8g÷32g/mol＝0.15mol，在反应中失去0.15mol×6＝0.9mol电子，所以电路中转移的电量的为9.65×l04C·mol-1×0.9mol＝8.685×104C。
考点：考查盖斯定律的应用、平衡状态计算、反应自发性以及电化学原理的应用

本题难度：困难