电化学基础 练习题
一、选择题(每小题有一至两个正确答案)
1、用铜片、银片、Cu(NO3) 2溶液、AgNO 3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO 3 来源:Zxxk.Com]的U 形管) 构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ( )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极②正极反应为Ag +e =Ag③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO 3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A .①② B .②③
C .②④ D .③④
2、有如图所示的两个原电池装置,下列说法不正确的是( )
-+A .A 池中负极的电极反应为Mg -2e ===Mg2
B .Mg 在A 池中为负极,在B 池中为正极
C .B 池中电子的流向:Mg→Al
D .原电池工作一段时间后,A 池溶液的pH 会增大
3、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为Zn(s)+2MnO 2(s)+H 2O(l)===Zn(OH)2(s)+2MnO(OH)(s)下列说法错误的是( )
A .电池工作时,锌失去电子
B .电池正极的电极反应式为2MnO 2(s)+2H 2O(l)+2e ===2MnO(OH)(s)+2OH (aq)
C .电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D .外电路中每通过0.2mol 电子,锌的质量理论上减少6.5 g
4、生产铅蓄电池时,在两极板上的铅、锑合金栅架上均匀涂上膏状的PbSO 4,干燥后再安装,充电后即可使用,发生的反应是:2PbSO 4+2H 2O
电池的说法错误的是( )
A .需要定期补充硫酸
B .工作时铅是负极,PbO 2是正极
C .工作时负极上发生的反应是Pb -2e +SO 24===PbSO4 ----+-PbO 2+Pb +2H 2SO 4下列对铅蓄
D .工作时电解质溶液的密度减小[来源学+科+网Z+X+X+K]
5、图中x 、y 分别是直流电源的两极,通电后发现a 极板质量增
加,b 极板有无色无臭气体放出,符合a 极板 b 极板 x 电极 z 溶
液的是 ( )
A 、锌 石墨 负极 CuSO 4
B 、石墨 石墨 负极 NaOH
C 、银 铁 正极 AgNO 3
D 、铜 石墨 负极 CuCl 2
6、(2012·全国)①②③④ 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 ,①②相连时,外电路电流从②流向① ;①③相连时,③为正极,②④相连时,②有气泡逸出 ;③ ④ 相连时,③ 的质量减少 ,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是
A ①③②④ B ①③④② C ③④②① D ③①②④
7、一种甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的新型手机电池,可连续使用一个月,其电池反应为:2CH 3OH +3O 2+4OH ===2CO23+6H 2O ,则有关说法正确的是( ) --
A .放电时,CH 3OH 参与反应的电极为正极
B .放电时,负极的电极反应为CH 3OH +8OH -6e ===CO23+6H 2O ---
C .标准状况下,通入5.6 L O2并完全反应后,有0.5mol 电子转移
D .放电一段时间后,通入氧气的电极附近溶液的pH 降低
8、2012·海南]下列叙述错误的是( )
A .生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B .用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈 [来源学_科_网Z_X_X_K]
C .在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液
D .铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
9、(2013年·江苏)Mg-H 2O 2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是( )
A .Mg 电极是该电池的正极
B .H 2O 2 在石墨电极上发生氧化反应
C .石墨电极附近溶液的pH 增大
D .溶液中Cl -向正极移动
10、(2013. 海南)下图所示的电解池I 和II 中,a 、b 、c 和
d 均为Pt 电极。电解过程中,电极b 和d 上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是
11、(2013北京)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是
A. 水中的钢闸门连接电源的负极
C. 汽车底盘喷涂高分子膜 B. 金属护拦表面涂漆 D. 地下钢管连接镁块
12、(2013上海 )糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是( )
A. 脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B. 脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e→Fe3+
C. 脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:2H 2O+O2+4e→4OH-
D. 含有1.12g 铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL (标准状况)
二、非选择题
13、已知电极材料:铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:CuCl 2溶液、Fe 2(SO4) 3溶液、硫酸。按要求回答下列问题:
(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?________。若能,请写出电极反应式,负极:_______________________________________, 正极:_____________________。(若不能,后两空不填)
(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池,要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极) 。
--+2+14、从SO 24、Cl 、H 、Cu 中选出合适的离子组成电解质,采用碳棒作电极对其水溶液
进行电解:
(1)若使电解质含量减少但水量不变,可采用的电解质是________(写化学式或反应式,下同) 。
(2)若使电解质和水量都减小,可采用的电解质是____,其阳极的电极反应为:_________________,其总反应方程式为:_____________________________。
(3)若两极分别放出H 2和O 2,可采用的电解质是__________________。
(4)若使两极分别放出气体,且体积比为1:1,可采用的电解质是________,其阴极电极反应为__________________________________________________。
15、电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a ;X 、Y 是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
若X 、Y 都是惰性电极,a 是饱和NaCl 溶液,实验开始时,同时
在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
①电解池中X 极上的电极反应式为__________。在X
极附近观察
到的现象是________________________________。
②Y 电极上的电极反应式为_______________________检验该电极反应产物的方法是。
16、飞船上使用的氢氧燃料电池的两个电极均由多孔性碳制成。通入的气体由空隙中逸出,并在电极表面放电,总反应式为:2H 2+O 2=2H 2O
(1)以KOH 溶液为电解质构成燃料电池,则负极通入________,电极反应式为__________________________,正极通入________,电极反应式为__________________
(2)如把KOH 溶液改为稀H 2SO 4作电解质则电极反应为负极________,正极________。
(3)如把KOH 溶液改为NaCl 溶液作电解质则电极反应为负极________,正极________。
(4)飞船上宇航员的生活用水由燃料电池供给。已知电池每发1度电能生成350 g H2O 。请根据反应:2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l) ΔH=-572 kJ/mol 计算能量转化率。
(5)该电池输出电压为1.2 V,要使标示电压1.2 V 、功率1.5 W的灯泡连续发光1 h,应消耗标准状况下的氢气体积为________L。
17、铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答:
(1)工业冶炼铝的化学方程式是______________________ _______________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是______________ _____________。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过) ,其工作原理如下图所示。
①该电解槽的阳极反应式是________________________ ______________。
②通电开始后,阴极附近溶液pH 会增大,请简述原因________________________。 ③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口________(填写“A”或“B”)导出。
1、C 解析:铜片、银片、Cu(NO3) 2溶液、AgNO 3溶液、盐桥构成一个原电池,Cu 作负极,Ag 作正极,其电极反应分别为负极:Cu -2e ===Cu2,正极:2Ag +2e ===2Ag,盐桥起-++-
到了传导离子、形成闭合回路的作用,电子的流向是由负极流向正极,电流的方向与电子的流向相反,因此C 正确。
2、C 解析:判断原电池正负极,除考虑活泼性还要注意电解质溶液对正负极的影响。对于稀硫酸来说,镁是比铝更活泼的金属;但对于氢氧化钠溶液来说,铝是比镁更活泼的金属,所以A 池中镁是负极,B 池中铝是负极,B 对;A 池中电极反应为Mg -2e ===Mg2,A -+对;B 池中电子流向为Al→Mg,C 项错。A 池中正极2H +2e ===H2↑,随着反应进行,c(H) 减少,pH 增大,D 对。
3、C 解析:根据题意,该电池的负极材料是锌。电池工作时,锌本身失去电子而发生氧化反应,失去的电子通过外电路移向另一极(正极) 。在该电极上,MnO 2获得电子发生还原反应MnO(OH):2MnO 2+2e ―→2MnO(OH)。从元素守恒的角度来看,右侧还多2个氢。在碱性溶液中不出现H ,故正极反应为2MnO 2+2H 2O +2e ===2MnO(OH)+2OH 。反应中,失去0.2mol ,消耗掉0.1mol 锌,质量为6.5 g。[来源:Z。xx 。k.Com]+-+-+--
4、A 解析:铅蓄电池在工作时相当于原电池,发生氧化反应的物质是负极,发生还原反应的物质是正极,所以Pb 是负极,PbO 2是正极。在工作时,负极发生的反应是铅失去电子生成Pb 2,Pb 2与溶液中的SO 24反应生成PbSO 4沉淀。放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫++-
酸相等。在电池制备时,PbSO 4的量是一定的,制成膏状的PbSO 4干燥后安装,说明H 2SO 4不用补充。放电时,H 2SO 4被消耗,溶液中的H 2SO 4的物质的量浓度减小,所以溶液的密度也随之减小。
5、A 解析: 根据两电极质量的变化可判断出阴阳极。质量增加的一定是阴极。a 极质量增加,a 为阴极,即x 极为负极,且电解液需有不活泼金属的阳离子,所以只能从A 、D 中选。在b 极板上有无色无臭气体放出,D 不符合(放出Cl 2),所以只有A 正确。
6、B 解析:由题意知:①②③④ 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 ,①②相连时,外电路电流从②流向①,则①大于②;①③相连时,③为正极,则①大于③;②④相连时,②有气泡逸出 ,则④大于②;③④相连时,③质量减少,则③大于④,答案:①③④②。
7、B 解析:从电池反应可知,CH 3OH 为原电池的负极,A 选项错误;正极反应为:O 2+2H 2O +4e ===4OH,标准状况下,5.6 L O2为0.25mol ,转移电子数为1mol ,C 选项错误;从正极反应可以看出,正极附近溶液OH 的浓度增大,pH 升高,D 选项错误。
8、C 解析:生铁中含有碳,构成原电池加快了腐蚀速率,故A 选项正确;用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈,是因为构成的原电池中Fe 作负极,加快了腐蚀速率,故B 选项正---
确;在铁制品上镀铜时,镀件应为阴极,故C 选项错;铁管上镶嵌锌块,构成的原电池中Fe 作正极,受到保护,故D 选项正确。
9、
答案:C
10、D
解析:题意表明b 、d 没有气体逸出,所电解的盐溶液中金属元素,应该在金属活动顺序表中(H )以后,只有D 符合题意。
11、A 、钢闸门连接电源的负极,为电解池的阴极,被保护,属于外加电流的阴极保护法,故正确;BC 、是金属表面覆盖保护层,隔绝空气,故错误D 、 镁比铁活泼,构成原电池,铁为正极,被保护,是牺牲阳极的阴极保护法,故错误。
答案:A
12、解析:在脱氧过程中,由铁、碳做电极,氯化钠溶液做电解质溶液形成原电池,发生吸氧腐蚀,该过程为放热反应;在脱氧过程中,碳做正极,铁做负极,失电子发生氧化反应生成Fe 2+;在脱氧过程中,Fe 失电子氧化为Fe 2+,Fe 2+最终还是被氧气氧化为Fe 3+,由电子守恒知消耗氧化剂氧气的体积(标况下)V(O2) =22.4L·mol -1×(3×1.12g/56g·mol -1)/4=336mL 。 答案:D
13、(1)二者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀
-++-+(2)能 Cu -2e ===Cu2 2Fe 3+2e ===2Fe2
(3)
解析:(1)当Cu 、Al 导线连接时,接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。
(2)因为Fe 2(SO4) 3能与Cu 发生反应:Fe 2(SO4) 3+Cu===2FeSO4+CuSO 4,因此根据给出条件
-+可以设计成原电池,其负极为Cu ,反应为Cu -2e ===Cu2,正极为石墨,电极反应为2Fe 3
+-++2e ===2Fe2。
(3)因为反应为Fe +H 2SO 4===FeSO4+H 2↑,所以负极为Fe ,正极可为Cu 、Ag 或石墨,电解质溶液为稀硫酸,即可画装置图。
14、(1)CuCl2、HCl
(2)CuSO4 4OH -4e ===2H2O +O 2↑ --
电解
2Cu SO 4+2H 2O \s\up15(电解(电解) =====2Cu +2H 2SO 4+O 2↑
(3)H2SO 4
(4)HCl 2H +2e ===H2↑
解析:首先明确,上述离子可组成的电解质有:CuSO 4、CuCl 2、HCl 、H 2SO 4四种。其次,在熟练掌握离子放电顺序的基础上要明确电解的类型:如CuCl 2、HCl 是电解电解质型,电
电解电解
解方程式:CuCl 2\s\up15(电解(电解) =====Cu +Cl 2↑、2HCl \s\up15(电解(电解) =====H 2↑
电解
+Cl 2↑;H 2SO 4是电解水型,电解方程式:2H 2O \s\up15(电解(电解) =====2H 2↑+O 2↑;CuSO 4
电解
是放O 2生酸型,电解方程式:2CuSO 4+2H 2O \s\up15(电解(电解) =====2Cu +2H 2SO 4+O 2↑,其阳极电极反应式为:4OH -4e ===O2↑+2H 2O 。
15、①2H +2e ===H2↑ 放出气体,溶液变红
--②2Cl -2e ===Cl2↑把湿润的KI 淀粉试纸放在Y 电极附近,试纸变蓝色
16、(1)H2 2H 2+4OH -4e -=4H 2O O 2 O 2+2H 2O +4e =4OH
(2)2H2-4e =4H O 2+4H +4e =2H 2O
(3)2H2-4e =4H O 2+2H 2O +4e =4OH
(4)64.73% (5)0.654
解析:根据原电池的反应原理,氢氧燃料电池总反应式为2H 2+O 2=2H 2O ,因负极氧化,正极还原,即H 2被氧化,通入H 2的电极为负极;O 2被还原,即通入O 2的电极为正极,在
+--碱性溶液中H 2失去电子生成的H 要与OH 反应,在酸性溶液中O 2得电子生成的O 2要与
+--H 反应,中性溶液中O 2要与H 2O 反应。每生成350 gH2O 放出的能量为(350 g/18 g·mol
-1)×(572 kJ·mol 1/2)=5561.1kJ 能量转化率=(3.6×103 kJ/5561.11 kJ)×100%=64.73% 发光1
-h 消耗的电能:1.5 W×3600 s=5400 J;生成m(H2O) =(5.4 kJ×36 g)÷(572 kJ·mol 1×64.73%),
---V(H2) =(5.4 kJ×36 g×22.4 L·mol 1)÷(572 kJ·mol 1×64.73%×18 g·mol 1) =0.654 L。
通电
17、(1)2Al2O 3\s\up15(通电(通电) =====4Al +3O 2↑
(2)2Al+2OH +2H 2O===2AlO2+3H 2↑
(3)①4OH -4e ===2H2O +O 2↑ ②H 放电,促进水的电离,OH 浓度增大 ③B 解析:(1)金属铝的冶炼是电解熔融Al 2O 3。(2)铝与强碱反应放出氢气生成偏铝酸盐。(3)结合题中给出的信息提示进行解题。①溶液中存在阴离子为OH 和含氧酸根,应是OH 先放电。②溶液中存在阳离子为K 和H ,应是H 先放电。在阴极由于H 放电,H 不断减少,水电离平衡向正方向移动,OH 浓度增大,pH 增大。③K 可通过阳离子交换膜流向B 口,B 口的OH 不断增多,但无法通过阳离子交换膜,故氢氧化钾溶液从B 口导出。 --++++++----+----+---++----+---+-
电化学基础 练习题
一、选择题(每小题有一至两个正确答案)
1、用铜片、银片、Cu(NO3) 2溶液、AgNO 3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO 3 来源:Zxxk.Com]的U 形管) 构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ( )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极②正极反应为Ag +e =Ag③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO 3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A .①② B .②③
C .②④ D .③④
2、有如图所示的两个原电池装置,下列说法不正确的是( )
-+A .A 池中负极的电极反应为Mg -2e ===Mg2
B .Mg 在A 池中为负极,在B 池中为正极
C .B 池中电子的流向:Mg→Al
D .原电池工作一段时间后,A 池溶液的pH 会增大
3、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为Zn(s)+2MnO 2(s)+H 2O(l)===Zn(OH)2(s)+2MnO(OH)(s)下列说法错误的是( )
A .电池工作时,锌失去电子
B .电池正极的电极反应式为2MnO 2(s)+2H 2O(l)+2e ===2MnO(OH)(s)+2OH (aq)
C .电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D .外电路中每通过0.2mol 电子,锌的质量理论上减少6.5 g
4、生产铅蓄电池时,在两极板上的铅、锑合金栅架上均匀涂上膏状的PbSO 4,干燥后再安装,充电后即可使用,发生的反应是:2PbSO 4+2H 2O
电池的说法错误的是( )
A .需要定期补充硫酸
B .工作时铅是负极,PbO 2是正极
C .工作时负极上发生的反应是Pb -2e +SO 24===PbSO4 ----+-PbO 2+Pb +2H 2SO 4下列对铅蓄
D .工作时电解质溶液的密度减小[来源学+科+网Z+X+X+K]
5、图中x 、y 分别是直流电源的两极,通电后发现a 极板质量增
加,b 极板有无色无臭气体放出,符合a 极板 b 极板 x 电极 z 溶
液的是 ( )
A 、锌 石墨 负极 CuSO 4
B 、石墨 石墨 负极 NaOH
C 、银 铁 正极 AgNO 3
D 、铜 石墨 负极 CuCl 2
6、(2012·全国)①②③④ 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 ,①②相连时,外电路电流从②流向① ;①③相连时,③为正极,②④相连时,②有气泡逸出 ;③ ④ 相连时,③ 的质量减少 ,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是
A ①③②④ B ①③④② C ③④②① D ③①②④
7、一种甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的新型手机电池,可连续使用一个月,其电池反应为:2CH 3OH +3O 2+4OH ===2CO23+6H 2O ,则有关说法正确的是( ) --
A .放电时,CH 3OH 参与反应的电极为正极
B .放电时,负极的电极反应为CH 3OH +8OH -6e ===CO23+6H 2O ---
C .标准状况下,通入5.6 L O2并完全反应后,有0.5mol 电子转移
D .放电一段时间后,通入氧气的电极附近溶液的pH 降低
8、2012·海南]下列叙述错误的是( )
A .生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B .用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈 [来源学_科_网Z_X_X_K]
C .在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液
D .铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
9、(2013年·江苏)Mg-H 2O 2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是( )
A .Mg 电极是该电池的正极
B .H 2O 2 在石墨电极上发生氧化反应
C .石墨电极附近溶液的pH 增大
D .溶液中Cl -向正极移动
10、(2013. 海南)下图所示的电解池I 和II 中,a 、b 、c 和
d 均为Pt 电极。电解过程中,电极b 和d 上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是
11、(2013北京)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是
A. 水中的钢闸门连接电源的负极
C. 汽车底盘喷涂高分子膜 B. 金属护拦表面涂漆 D. 地下钢管连接镁块
12、(2013上海 )糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是( )
A. 脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B. 脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e→Fe3+
C. 脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:2H 2O+O2+4e→4OH-
D. 含有1.12g 铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL (标准状况)
二、非选择题
13、已知电极材料:铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:CuCl 2溶液、Fe 2(SO4) 3溶液、硫酸。按要求回答下列问题:
(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?________。若能,请写出电极反应式,负极:_______________________________________, 正极:_____________________。(若不能,后两空不填)
(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池,要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极) 。
--+2+14、从SO 24、Cl 、H 、Cu 中选出合适的离子组成电解质,采用碳棒作电极对其水溶液
进行电解:
(1)若使电解质含量减少但水量不变,可采用的电解质是________(写化学式或反应式,下同) 。
(2)若使电解质和水量都减小,可采用的电解质是____,其阳极的电极反应为:_________________,其总反应方程式为:_____________________________。
(3)若两极分别放出H 2和O 2,可采用的电解质是__________________。
(4)若使两极分别放出气体,且体积比为1:1,可采用的电解质是________,其阴极电极反应为__________________________________________________。
15、电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a ;X 、Y 是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
若X 、Y 都是惰性电极,a 是饱和NaCl 溶液,实验开始时,同时
在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
①电解池中X 极上的电极反应式为__________。在X
极附近观察
到的现象是________________________________。
②Y 电极上的电极反应式为_______________________检验该电极反应产物的方法是。
16、飞船上使用的氢氧燃料电池的两个电极均由多孔性碳制成。通入的气体由空隙中逸出,并在电极表面放电,总反应式为:2H 2+O 2=2H 2O
(1)以KOH 溶液为电解质构成燃料电池,则负极通入________,电极反应式为__________________________,正极通入________,电极反应式为__________________
(2)如把KOH 溶液改为稀H 2SO 4作电解质则电极反应为负极________,正极________。
(3)如把KOH 溶液改为NaCl 溶液作电解质则电极反应为负极________,正极________。
(4)飞船上宇航员的生活用水由燃料电池供给。已知电池每发1度电能生成350 g H2O 。请根据反应:2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(l) ΔH=-572 kJ/mol 计算能量转化率。
(5)该电池输出电压为1.2 V,要使标示电压1.2 V 、功率1.5 W的灯泡连续发光1 h,应消耗标准状况下的氢气体积为________L。
17、铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答:
(1)工业冶炼铝的化学方程式是______________________ _______________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是______________ _____________。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过) ,其工作原理如下图所示。
①该电解槽的阳极反应式是________________________ ______________。
②通电开始后,阴极附近溶液pH 会增大,请简述原因________________________。 ③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口________(填写“A”或“B”)导出。
1、C 解析:铜片、银片、Cu(NO3) 2溶液、AgNO 3溶液、盐桥构成一个原电池,Cu 作负极,Ag 作正极,其电极反应分别为负极:Cu -2e ===Cu2,正极:2Ag +2e ===2Ag,盐桥起-++-
到了传导离子、形成闭合回路的作用,电子的流向是由负极流向正极,电流的方向与电子的流向相反,因此C 正确。
2、C 解析:判断原电池正负极,除考虑活泼性还要注意电解质溶液对正负极的影响。对于稀硫酸来说,镁是比铝更活泼的金属;但对于氢氧化钠溶液来说,铝是比镁更活泼的金属,所以A 池中镁是负极,B 池中铝是负极,B 对;A 池中电极反应为Mg -2e ===Mg2,A -+对;B 池中电子流向为Al→Mg,C 项错。A 池中正极2H +2e ===H2↑,随着反应进行,c(H) 减少,pH 增大,D 对。
3、C 解析:根据题意,该电池的负极材料是锌。电池工作时,锌本身失去电子而发生氧化反应,失去的电子通过外电路移向另一极(正极) 。在该电极上,MnO 2获得电子发生还原反应MnO(OH):2MnO 2+2e ―→2MnO(OH)。从元素守恒的角度来看,右侧还多2个氢。在碱性溶液中不出现H ,故正极反应为2MnO 2+2H 2O +2e ===2MnO(OH)+2OH 。反应中,失去0.2mol ,消耗掉0.1mol 锌,质量为6.5 g。[来源:Z。xx 。k.Com]+-+-+--
4、A 解析:铅蓄电池在工作时相当于原电池,发生氧化反应的物质是负极,发生还原反应的物质是正极,所以Pb 是负极,PbO 2是正极。在工作时,负极发生的反应是铅失去电子生成Pb 2,Pb 2与溶液中的SO 24反应生成PbSO 4沉淀。放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫++-
酸相等。在电池制备时,PbSO 4的量是一定的,制成膏状的PbSO 4干燥后安装,说明H 2SO 4不用补充。放电时,H 2SO 4被消耗,溶液中的H 2SO 4的物质的量浓度减小,所以溶液的密度也随之减小。
5、A 解析: 根据两电极质量的变化可判断出阴阳极。质量增加的一定是阴极。a 极质量增加,a 为阴极,即x 极为负极,且电解液需有不活泼金属的阳离子,所以只能从A 、D 中选。在b 极板上有无色无臭气体放出,D 不符合(放出Cl 2),所以只有A 正确。
6、B 解析:由题意知:①②③④ 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 ,①②相连时,外电路电流从②流向①,则①大于②;①③相连时,③为正极,则①大于③;②④相连时,②有气泡逸出 ,则④大于②;③④相连时,③质量减少,则③大于④,答案:①③④②。
7、B 解析:从电池反应可知,CH 3OH 为原电池的负极,A 选项错误;正极反应为:O 2+2H 2O +4e ===4OH,标准状况下,5.6 L O2为0.25mol ,转移电子数为1mol ,C 选项错误;从正极反应可以看出,正极附近溶液OH 的浓度增大,pH 升高,D 选项错误。
8、C 解析:生铁中含有碳,构成原电池加快了腐蚀速率,故A 选项正确;用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈,是因为构成的原电池中Fe 作负极,加快了腐蚀速率,故B 选项正---
确;在铁制品上镀铜时,镀件应为阴极,故C 选项错;铁管上镶嵌锌块,构成的原电池中Fe 作正极,受到保护,故D 选项正确。
9、
答案:C
10、D
解析:题意表明b 、d 没有气体逸出,所电解的盐溶液中金属元素,应该在金属活动顺序表中(H )以后,只有D 符合题意。
11、A 、钢闸门连接电源的负极,为电解池的阴极,被保护,属于外加电流的阴极保护法,故正确;BC 、是金属表面覆盖保护层,隔绝空气,故错误D 、 镁比铁活泼,构成原电池,铁为正极,被保护,是牺牲阳极的阴极保护法,故错误。
答案:A
12、解析:在脱氧过程中,由铁、碳做电极,氯化钠溶液做电解质溶液形成原电池,发生吸氧腐蚀,该过程为放热反应;在脱氧过程中,碳做正极,铁做负极,失电子发生氧化反应生成Fe 2+;在脱氧过程中,Fe 失电子氧化为Fe 2+,Fe 2+最终还是被氧气氧化为Fe 3+,由电子守恒知消耗氧化剂氧气的体积(标况下)V(O2) =22.4L·mol -1×(3×1.12g/56g·mol -1)/4=336mL 。 答案:D
13、(1)二者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀
-++-+(2)能 Cu -2e ===Cu2 2Fe 3+2e ===2Fe2
(3)
解析:(1)当Cu 、Al 导线连接时,接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。
(2)因为Fe 2(SO4) 3能与Cu 发生反应:Fe 2(SO4) 3+Cu===2FeSO4+CuSO 4,因此根据给出条件
-+可以设计成原电池,其负极为Cu ,反应为Cu -2e ===Cu2,正极为石墨,电极反应为2Fe 3
+-++2e ===2Fe2。
(3)因为反应为Fe +H 2SO 4===FeSO4+H 2↑,所以负极为Fe ,正极可为Cu 、Ag 或石墨,电解质溶液为稀硫酸,即可画装置图。
14、(1)CuCl2、HCl
(2)CuSO4 4OH -4e ===2H2O +O 2↑ --
电解
2Cu SO 4+2H 2O \s\up15(电解(电解) =====2Cu +2H 2SO 4+O 2↑
(3)H2SO 4
(4)HCl 2H +2e ===H2↑
解析:首先明确,上述离子可组成的电解质有:CuSO 4、CuCl 2、HCl 、H 2SO 4四种。其次,在熟练掌握离子放电顺序的基础上要明确电解的类型:如CuCl 2、HCl 是电解电解质型,电
电解电解
解方程式:CuCl 2\s\up15(电解(电解) =====Cu +Cl 2↑、2HCl \s\up15(电解(电解) =====H 2↑
电解
+Cl 2↑;H 2SO 4是电解水型,电解方程式:2H 2O \s\up15(电解(电解) =====2H 2↑+O 2↑;CuSO 4
电解
是放O 2生酸型,电解方程式:2CuSO 4+2H 2O \s\up15(电解(电解) =====2Cu +2H 2SO 4+O 2↑,其阳极电极反应式为:4OH -4e ===O2↑+2H 2O 。
15、①2H +2e ===H2↑ 放出气体,溶液变红
--②2Cl -2e ===Cl2↑把湿润的KI 淀粉试纸放在Y 电极附近,试纸变蓝色
16、(1)H2 2H 2+4OH -4e -=4H 2O O 2 O 2+2H 2O +4e =4OH
(2)2H2-4e =4H O 2+4H +4e =2H 2O
(3)2H2-4e =4H O 2+2H 2O +4e =4OH
(4)64.73% (5)0.654
解析:根据原电池的反应原理,氢氧燃料电池总反应式为2H 2+O 2=2H 2O ,因负极氧化,正极还原,即H 2被氧化,通入H 2的电极为负极;O 2被还原,即通入O 2的电极为正极,在
+--碱性溶液中H 2失去电子生成的H 要与OH 反应,在酸性溶液中O 2得电子生成的O 2要与
+--H 反应,中性溶液中O 2要与H 2O 反应。每生成350 gH2O 放出的能量为(350 g/18 g·mol
-1)×(572 kJ·mol 1/2)=5561.1kJ 能量转化率=(3.6×103 kJ/5561.11 kJ)×100%=64.73% 发光1
-h 消耗的电能:1.5 W×3600 s=5400 J;生成m(H2O) =(5.4 kJ×36 g)÷(572 kJ·mol 1×64.73%),
---V(H2) =(5.4 kJ×36 g×22.4 L·mol 1)÷(572 kJ·mol 1×64.73%×18 g·mol 1) =0.654 L。
通电
17、(1)2Al2O 3\s\up15(通电(通电) =====4Al +3O 2↑
(2)2Al+2OH +2H 2O===2AlO2+3H 2↑
(3)①4OH -4e ===2H2O +O 2↑ ②H 放电,促进水的电离,OH 浓度增大 ③B 解析:(1)金属铝的冶炼是电解熔融Al 2O 3。(2)铝与强碱反应放出氢气生成偏铝酸盐。(3)结合题中给出的信息提示进行解题。①溶液中存在阴离子为OH 和含氧酸根,应是OH 先放电。②溶液中存在阳离子为K 和H ,应是H 先放电。在阴极由于H 放电,H 不断减少,水电离平衡向正方向移动,OH 浓度增大,pH 增大。③K 可通过阳离子交换膜流向B 口,B 口的OH 不断增多,但无法通过阳离子交换膜,故氢氧化钾溶液从B 口导出。 --++++++----+----+---++----+---+-