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高中化学竞赛专题考试
高中化学竞赛专题考试
氧化还原反应、电化学
（本卷共130分。考试时间3小时）
班级： 姓名：
1.008He4.003ONeBCNFLiBe6.9419.01210.8112.0114.0116.0019.0020.18ArAlSiPSClNaMg26.9828.0930.9732.0735.4539.9522.9924.31KrGeAsKCaScTiVFeCoNiCuZnGaSeCrMnBr39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.3969.7272.6174.9278.9679.9083.80AgCdInSn I XeSr RuRhPdSbTeRbYZr NbMo Tc85.4787.6288.9191.2292.9195.9498.91101.1102.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3RnPoAtHf TaW Re IrPt AuHgTl PbBiCsBaOs[210][222]-Lu178.5180.9183.9186.2190.2192.2195.1197.0200.6204.4207.2209.0[210][210]132.9137.3LaFrRaDbSgBhHsMt[223][226]Ac-LrRfH相对原子质量
一 选择题（每题只有1个正确选项，每题1.5分，共30分。）
1、医学专家提出人体中细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体与细胞膜构成了微型的生物原电池，有关该原电池的下列说法中，正确的是 （ ）
－
A.正极的电极反应可能是O2＋4e→2O2，且正极附近溶液的pH值升高。
－
B.正极的电极反应可能是O2＋2H2O＋4e→4OH，且正极附近溶液的pH值降低。
＋
C.负极反应主要是C6H12O6－12e→6CO＋12H，且负极附近溶液的pH值降低。
－
D.负极反应主要是C6H12O6＋12OH－12e→6CO2＋6H2O，且负极附近溶液pH值降低。 2在配平P4+CuSO4+H2O→Cu3P+H3PO4+ H2SO4时，H2O前面的化学计量数应为 （ ） A.60 B.70 C.85 D.96 3 在配平的下列反应中，
□H3AsO4(aq)+□Zn(s)+□H+(aq)+□H2O(aq)→□AsH3 (g) +□Zn(H2O)42+(aq)， H2O前面的系数为
A.8 B.12 C.16 D.20 4某温度下，将Cl2通入NaOH溶液，反应后得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合物。经测定ClO-与ClO3-的浓度之比为1:3，则Cl2与NaOH溶液反应时，被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为 A.21:5 B.11:3 C. 3:1 D.4:1
5．2003年2月1日，美国哥伦比亚号航天飞机在返回地面的途中坠毁，举世震惊。该航天飞机用铝粉和高氯酸铵(NH4C1O4)的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热，引发高氯酸铵反应，产生N2、Cl2、O2和H20并放出大量的热。下列对此反应的叙述中正确的是 ( )
A．上述反应瞬间产生大量的高温气体推动飞机飞行 B．在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用 C．其方程式可表示为2 NH4C1O4=N2↑+4H20+C12↑ +O2↑ D．上述反应中反应物的总能量小于生成物的总能量
6 三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的NO2。其反应原理为：
??HNCO HNCO＋NO2???N2＋CO2＋H2O C3N3(OH)3?下列说法中正确的是
A. C3N3(OH)3与HNCO为同一种物质 B. HNCO是一种很强的氧化剂 C . 反应中NO2是还原剂 D .1mol NO2在反应中转移4mol电子
7. 2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200oC左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。 电池总反应为：C2H5OH +3O22CO2 +3H2O， 电池示意如右图，下列说法不正确的是 ．．．A.a极为电池的负极
B.电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极
1
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C.电池正极的电极反应为：4H+ + O2 + 4e-== 2H2O
D.电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有6mol电子转移
8、据报道，美国正在研究用锌蓄电池取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大的特点，其电池反应为2Zn+O2==2ZnO其原料为锌粉、电解液和空气。则下列叙述正确的是（ ）。 A．锌为正极，空气进入负极 B．负极反应为Zn?2e?Zn
C．电解液肯定不是强酸 D．正极发生氧化反应
9．目前人们正研究开发一种高能电池——钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以Na+导电的β-Al2O3陶瓷作固体电解质，反应为：2Na＋xS
Na2Sx，以下说法正确的是
2?A．放电时，钠作负极，硫作正极 B．放电时，钠极发生还原反应 C．充电时，钠极与外电源的正极相连，硫极与外电源的负极相连
－
D．充电时，阴极发生的反应是：Sx2－2e＝xS
θ10. 下列电对中，E值最小的是：
A: Ag+/Ag； B: AgCl/Ag； C: AgBr/Ag； D: AgI/Ag θθθ11. E(Cu2+/Cu+)=0.158V，E(Cu+/Cu)=0.522V，则反应 2 Cu+ Cu2+ + Cu的K为：
A: 6.93×10-7 B: 1.98×1012 C: 1.4×106 D: 4.8×10-13 12. 下列都是常见的氧化剂，其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是： A: K2Cr2O7 B: PbO2 C: O2 D: FeCl3
13. 下列电极反应中，有关离子浓度减小时，电极电势增大的是：
A: Sn4+ + 2e- = Sn2+ B: Cl2+2e- = 2Cl- C: Fe - 2e- = Fe2+ D: 2H+ + 2e- = H2
14. 下列电极反应,其它条件不变时,将有关离子浓度减半,电极电势增大的是( )
A. Cu2++2e-=Cu B. I2+2e-=2I- C. Fe3+ +e-=Fe2+ D. Sn4++2e-=Sn2+ 15. 当溶液中增加〔H+〕时,氧化能力不增强的氧化剂是( )
A. NO3- B. Cr2O72- C. O2 D. AgCl
16. 对于银锌电池:(-)Zn│Zn2+(1mol·L-1)‖Ag+(1mol·L-1)│Ag(+),已知E°Zn2+/Zn=-0.76V, E°Ag+/Ag=0.799V,该电池的标准电动势是( )
A. 1.180V B. 0.076V C. 0.038V D. 1.56V
17. 原电池 (-)Pt│Fe2+(1mol·L-1),Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1),I2│Pt (+) 电动势为( )
已知:E°Fe3+/Fe2+=0.77V , E°I/I=0.535V
A. 0.358V B. 0.239V C. 0.532V D. 0.412V 18. 电池反应为:2Fe2+(1mol·L-1)+I2=2Fe3+(0.0001mol·L-1)+2I- (0.0001mol·L-1)原电池符号正确的是( )
A.(-)Fe│Fe2+(1mol·L-1),Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1),I2│Pt(+) B.(-)Pt│Fe2+(1mol·L-1),Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1)│I2(s)(+) C.(-)Pt│Fe2+(1mol·L-1),Fe3+(0.0001mol·L-1)‖I-(0.0001mol·L-1),I2│Pt(+) D.(-)Pt│I2,I-(0.0001mol·L-1)‖Fe2+(1mol·L-1),Fe3+(0.0001mol·L-1)│Pt(+) 19. 元素电势图
EA°: 1.15 1.29
┌———ClO2——┐ 1.19 ┃ 1.21 ┃ 1.64 ClO4-————ClO3-——————HClO2————HClO 判断发生歧化反应倾向最大的物质是( )
A. ClO4- B. ClO3- C. HClO2 D. ClO2
20. 利用EA°:
1.21 1.645 1.63 ClO3-————HClO2——————HClO————Cl2求 E°ClO3-/Cl2的计算式正确的是( )
A. E°ClO3-/Cl2=(5×1.21+3×1.645+1×1.63)/9 B. E°ClO3-/Cl2=(2×1.21+2×1.645+1×1.63)/5 C. E°ClO3-/Cl2=(1.21+1.645+1.63)/3 D. E°ClO3-/Cl2=(2×1.21+2×1.645+1×1.63)/3
2
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二 填空题、计算题、简答题。（共100分） 21、（10分）配平下列离子氧化–还原反应
－
（1） A n + Bx- → Ay + B m
（2） Cl2 + OH → ClO?n + Cl+ H2O
－
－
?（3） BiO3 + Mn2 + H → Bi3 + MnO?4 + H2O
＋
＋
＋
2 （4） VO?+ CO2↑+ H2O 2 + H2C2O4·2H2O + H→ VO
＋
＋
2+（5）MnO?4 + C3H7OH → Mn + C2H5COOH（酸性介质） 2+
22、（5分）有一原电池：Zn(s) | Zn2+(aq)‖MnO? (aq)，Mn(aq) | Pt 4若pH =2.00，c(MnO4)=0.12mol·L1， c(Mn2+)=0.001mol·L1， c(Zn2+)=0.015mol·L1， T=298K。
－
－
－
?（1）计算两电极的电极电势：
（2）计算该电池的电动势。
00（已知：298K时，E(MnO?/Mn2?)= 1.512 V ； E(Zn2?/Zn)= – 0.762 V）
4
－－－－
23、（5分）在含有1.0 mol·L1 的 Fe3+ 和 1.0 mol·L1的Fe2+的溶液中加入KCN(s)有[Fe(CN)6]3，[Fe(CN)6]4 配
－－－
离子生成。当系统中c (CN) =1.0 mol·L-1 ，c ([ Fe (CN)6]3- = c ([ Fe (CN)6]4 = 1.0 mol·L1时，计算E(Fe3+/ Fe2+)。
已知：
24、（5分）在碱性溶液中，溴的电势图如下：
1.07V 0.54V 0. 45V －
?? BrO Br 1/2Br2 BrO 3 0.76V
问哪些离子能发生歧化反应？并写出有关的电极反应和歧化反应的离子反应方程式。
25、（8分）铅蓄电池相应的电池为：Pb，PbSO4 | H2SO4 | PbO2，PbSO4，Pb
（1）写出放电的反应方程式；
－＋＋
（2）计算电解质为1 mol·L1硫酸时的电池电压（pH = 0时的标准电位：Pb2/Pb为 – 0.13V，PbO2/Pb2
－
为1.46V；PbSO4的溶度积K sp = 2×108）。
（3）充电时发生什么反应？当用1A电流向电池充电10h，转换的PbSO4的质量是多少（PbSO4的摩尔质量
－
为303g·mol1）？
26. 按要求写出下列的反应方程式。（12分，每空2分）
（1）S2O在碱性条件下发生的歧化反应如下：S2O+OH-→S2-+S2O42-+ SO32-+H2O。该反应包含两个独立的歧化反应，它们的离子方程式分别为 、 。
如果这两个独立的歧化反应是等物质的量发生的，则按上述S2O的总歧化反应的配平的离子方程式为 。
（2）FeSO4溶液在pH＝2时暴露在空气中是比较稳定的。如在该溶液中加入氧化亚铁硫杆菌后，大部分Fe2+离子可迅速转化成Fe3+（Fe3+是浸出硫化矿物的良好的出剂）。这一反应是细菌浸出矿物的重要反应之一，该反应方
3
E(0Fe3?/Fe2?)=+0.769，
K0f,[Fe(CN)6]3?=4.1×1052，
K0f,[Fe(CN)6]4?=4.2×1045
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程式为： （3）在H2O2作用下可实现Fe(CN)63-与Fe(CN)64-之间的相互转化，在酸性溶液中H2O2可使Fe(CN)64-转化为Fe(CN)63-；在碱性溶液里H2O2可使Fe(CN)63-转化为Fe(CN)64-。写出以上相互转化的离子方程式。 ①酸性溶液中： ②碱性溶液中：
27.（10分）已知下列各标准电极电势：
?－?－??
φ Br2/Br = +1.07V φ NO3/HNO2 = +0.94V φ Co3?/Co2? = +1.82V φ O2/H2O = +1.23V
???
φ H?/H2 = 0 V φ HBrO/Br2 = +1.59V φ As/AsH3 = ?0.60V 根据各电对的电极电势，指出：
(1)最强的还原剂和最强的氧化剂是什么？
(2)哪些物质在水中不稳定？它们都发生什么变化？ (3) Br2能否发生歧化反应？说明原因。
?
(4)哪些E 与H?离子浓度无关？
－
(5)在pH =10的溶液中，Br2能否发生歧化？ （pBr2 = 1atm, 除H? 离子外，其他物种浓度均为1mol?dm3 )
28. （5分）通过计算说明：当溶液的pH = 6时，试判断在下面条件下
6Mn2? (aq) + 5Cr2O72(aq) + 22H? (aq)6MnO4(aq) + 10Cr3? (aq) + 11H2O(l)
－－－－－－
Mn2?(0.10mol?dm3)、Cr2O72(0.010mol?dm3)、MnO4 (0.0010 mol?dm3)、 Cr3?(0.0010 mol?dm3) 。 反应从什么方向达到平衡？
?－?－
已知：φ(MnO4/ Mn2?)= +1.507V φ (Cr2O72 /Cr3?)= +1.36V
?
29、（5分）在25℃和101.325 kPa下，向电解池通入0.04193 A的恒定电流，阴极（Pt，0.1 mol L1 HNO3）放出
??
氢气，阳极（Cu，0.1 mol L1 NaCl）得到Cu2+。用0.05115 mol L1的EDTA标准溶液滴定产生的Cu2+，消耗了53.12 mL。
（1） 计算从阴极放出的氢气的体积。
（2） 计算电解所需的时间(以小时为单位)。
30（5分）镅（Am）是一种用途广泛的錒系元素。241Am的放射性强度是镭的3倍，在我国各地商场里常常可见到241Am骨密度测定仪，检测人体是否缺钙；用241Am制作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警报警器（制作火警报警器的1片241Am我国批发价仅10元左右）。镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势（E?/V）如下，图中2.62是Am4+/Am3+的标准电极电势，-2.07是Am3+/Am的标准电极电势，等等。一般而言，发生自发的氧化还原反应的条件是氧化剂的标准电极电势大于还原剂的标准电极电势。
－
－
试判断金属镅溶于稀盐酸溶液后将以什么离子形态存在。简述理由。（提示：按要点有条理性的回答） 附：E?(H+/H2) = 0 V; E?(Cl2/Cl-) = 1.36 V；E?(O2/H2O) = 1.23 V。
?
31 (10 分) 最近我国有人报道，将0.1 mol L1的硫化钠溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳里，将蛋壳开口朝上，
?
部分浸入盛有0.1 mol L1的氯化铜溶液的烧杯中，在静置一周的过程中，蛋壳外表面逐渐出现金属铜，同时烧杯中的溶液渐渐褪色，并变得混浊。
???
（1）设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知φ(Cu2+/Cu)和φ(S/S2)分别为0.345 V和
4
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