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电化学带答案综述
1.(2015新课标Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是
A.正极反应中有CO2生成
B.微生物促进了反应中电子的转移
C.质子通过交换膜从负极区移向正极区
D.电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
1A
2.(2015四川)用右图所示装置除去含CN-、Cl-废水中的CN-时,控制溶液pH为9~10,阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体,下列说法不正确的是
A.用石墨作阳极,铁作阴极
B.阳极的电极反应式为:
Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O
C.阴极的电极反应式为:
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D.除去CN-的反应:
2CN-+5ClO-+2H+=N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
2D
3.(2015天津)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO42-)减小
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡
3C
4.(2015福建)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。
下列说法正确的是
A.该装置将化学能转化为光能和电能
B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移
C.每生成1molO2,有44gCO2被还原
D.a电极的反应为:
3CO2+16H+-18e-=C3H8O+4H2O
4B
5.(2015浙江)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O—CO2
混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,
基本原理如
图所示。
下列说法不正确的是
A.X是电源的负极
B.阴极的反应式是:
H2O+2eˉ=H2+O2ˉ
CO2+2eˉ=
CO+O2ˉ
C.总反应可表示为:
H2O+CO2
H2+CO+O2
D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1
5D
6.(2015江苏)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是
A.反应CH4+H2O
3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
B.电极A上H2参与的电极反应为:
H2+2OH--2e-=2H2O
C.电池工作时,CO32-向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为:
O2+2CO2+4e-=2CO32-
6D
7.(2015北京)在通风橱中进行下列实验:
下列说法中不正确的是:
A.Ⅰ种气体有无色变红棕色的化学方程式为:
2NO+O2=2NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
7C
8.(2015山东)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。
LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。
B极区电解液为__________溶液(填化学式),阳极电极反应式为,电解过程中Li+向_____电极迁移(填“A”或“B”)。
9.(2015新课标Ⅱ)酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉,MnO2,ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物
,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可以得到多种化工原
料。
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为,电池反应的离子方程式为。
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟,理论消耗Zng。
(已经F=96500C/mol)
(1)MnO2+e—+H+=MnOOH;Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH
(2)0.05g维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟,则通过的电量是150,因此通过电子的物质的量是
,锌在反应中失去2个电子,则理论消耗Zn的质量是
。
10.(2015重庆)如图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。
①腐蚀过程中,负极是(填图中字母“a”或“b”或“c”);
②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为;
③若生成4.29gCu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为L(标准状况)。
①c②2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2(OH)3Cl↓③0.448
11.(2015四川)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。
该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正极反应式是。
FeS2+4e-=Fe+2S2-
12.(2015北京)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)利用右图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。
①结合方程式简述提取CO2的原理。
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。
处理至合格的方法是。
①a室发生阳极反应:
4OH--4e-== O2+2H2O,c(OH-)下降,H2O
OH-+H+平衡右移,c(H+)增大,H+从a室进入b室,发生反应:
HCO3-+H+== CO2+H2O。
②中和法
13.(2014课标Ⅱ)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。
下列叙述错误的是
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4
Li1-xMn2O4+xLi
C.放电时,a极锂的化合价发生变化
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
13C
14.(2014大纲)右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)。
下列有关说法不正确的是
A.放电时正极反应为:
NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-
B.电池的电解液可为KOH溶液
C.充电时负极反应为:
MH+OH-→+H2O+M+e-
D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高
14C
15.(2014浙江)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种
主要电池类型。
NiMH中的M表示储氢金属或合金。
该电池在充电过程中的总反应方程式是:
Ni(OH)2+M=NiOOH+MH
已知:
6NiOOH+NH3+H2O+OH-=6Ni(OH)2+NO2-,下列说法正确的是
A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为:
NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+O
H
-
B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移
C.充电过程中阴极的电极反应式:
H2O+M+e-=MH+OH-,H2O中的H被M还原
D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
15A
16.(2014天津)已知:
锂离子电池的总反应为:
LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2
锂硫电池的总反应为:
2Li+SLi2S
有关上述两种电池说法正确的是
A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移
B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应
C.理论上两种电池的比能量相同
D.右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
16B
17.(2014福建)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。
下列说法正确的是
A.正极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01mole-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子
17D
18.(2014广东)某同学组装了图4所示的电化学装置电极I为Al,其他电极均为Cu,则
A.电流方向:
电极Ⅳ→A→电极I
B.电极I发生还原反应
C.电极Ⅱ逐渐溶解
D.电极Ⅲ的电极反应:
Cu2++2e- = Cu
18A
19.(2014上海)如右图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。
下列分析正确的是
A.K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-→H2↑
B.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极保护法
D.K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001mol气体
19B
20.(2014海南)以石墨为电极,电解KI溶液(含有少量的酚酞和淀粉),下列说法错误的是
A.阴极附近溶液呈红色B.阴极逸出气体
C.阳极附近溶液呈蓝色D.溶液的pH变小
20D
21.(2014海南,化学与技术,双选)下列有关叙述正确的是
A.碱性锌锰电池中,MnO2是催化剂
B.银锌纽扣电池工作时,Ag2O被还原为Ag
C.放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大
D.电镀时,待镀的金属制品表面发生还原反应
21BD
22.(2014新课标Ⅰ)可以通过电解的方法制备次磷酸(H3PO2,一元弱酸,具有强还原性)。
工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式
②分析产品室可得到H3PO2的原因
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2,将“四室电渗
析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳
极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室,
其缺点是产生杂质。
该杂质产生的原因是。
(4)①2H2O-4e-=O2↑+4H+;②阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成)
③ PO43-;H3PO2或H2PO2-被氧化。
23.(2014新课标Ⅱ)铅及其化合物可用于蓄电池,耐酸设备及X射线防护材料等。
回答下列问题:
(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为:
PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。
阳极发生的电极反应式,阴极观察到的现象是。
若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式,这样做的主要缺点是。
PbO+ClO-=PbO2+Cl-;Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+;石墨上包上铜镀层;Pb2++2e-=Pb↓;不能有效利用Pb2+
24.(2014新课标Ⅱ,化学与技术)将海水淡化和与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。
一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺提取其他产品。
回答下列问题:
(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方程式__________________________。
MgCl2=Mg+Cl2↑;Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
25.(2014北京)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。
某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1mol/L的FeCl2溶液,研究废液再生机理。
记录如下(a、b、c代表电压数值):
序号
电压/V
阳极现象
检验阳极产物
I
x≥a
电极附近出现黄色,有气泡产生
有Fe3+、有Cl2
II
a>x≥b
电极附近出现黄色,无气泡产生
有Fe3+、无Cl2
III
b>x>0
无明显变化
无Fe3+、无Cl2
(1)用KSCN检验出Fe3+的现象是_______________________。
(2)I中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。
写出有关反应:
____________________________________________________。
(3)由II推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有_________性。
(4)II中虽未检验出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。
电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:
序号
电压/V
阳极现象
检验阳极产物
IV
a>x≥c
无明显变化
有Cl2
V
c>x≥b
无明显变化
无Cl2
①NaCl的浓度是_________mol/L
②IV中检测Cl2的实验方法______________________________________________。
③与II对比,得出的结论(写出两点):
_____________________________________________。
(1)溶液变红
(2)2Cl--2e-=Cl2Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+(3)还原(4)①0.2
②取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝
③通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立;
通过控制电压,验证了Fe2+先于Cl-放电
6.(2014天津)元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
已知:
化合物
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
类型
离子化合物
离子化合物
离子化合物
共价化合物
熔点/℃
2800
2050
714
191
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是:
________________________________。
制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是:
________________________________。
MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本。
AlCl3是共价化合物,熔融态难导电
27.
(1)(2014山东)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的
离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
钢制品应接电源的极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为。
若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为。
负;4Al2Cl7-+3e‾=Al+7AlCl4-;H2
(2)(2011广东)镀铝电解池中,金属铝为极,熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在,铝电极的主要电极反应式为
28.(2014安徽)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。
从胶头滴管中滴人几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。
t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了_______腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是。
(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:
假设一:
发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:
_________________________;
(4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。
请你再设计一个实验方案验证假设一,写出实验步骤和结论。
(1)②2.0 ③碳粉含量的影响
(2)吸氧; ;还原;2H2O+O2+4e‾=4OH- (或4H++O2+4e‾=2H2O)(3)反应放热,温度升高,体积膨胀
(4)实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)
①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)
②通入氩气排净瓶内空气;
③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化,检验Fe2+等)。
如果瓶内压强增大,假设一成立。
否则假设一不成立。
(本题属于开放性试题,合理答案均给分)
29.(2014四川)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。
某化学研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量头铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程(略)既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已略去)。
请回答下列问题:
(4)MnO2可作超级电容器材料。
用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是
。
(5)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。
碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是_______________。
(4)Mn2++2H2O-2e‾=MnO2+4H+(5)MnO2+H2O+e‾=MnO(OH)+OH-
30.(2014北京)(4)电解NO制备NH4NO3,其工作原理如右图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是_____________,说明理由。
NH3根据电子守恒,阳极得到的NO3—的量大于阴极得到的NH4+的量,所以需充入NH3(或从阴阳极电极反应式说明:
氨气;根据反应8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多)
31.(2014重庆)(4)一定条件下,题11图示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。
①导线中电子移动方向为。
(用A
、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为。
③该储氢装置的电流效率η=(η=×100%,计算结果保留小数点后1位)
①A→D ②C6H6+6H++6e-=C6H12 ③64.3%
32.(2014江苏)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
由硫化氢获得硫单质有多种方法。
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如右图所示的电解池的阳极区进行电解。
电解过程中阳极区发生如下反应:
S2--2e-=S(n-1)S+S2-=Sn2-
①写出电解时阴极的电极反应式________________________________。
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式
可写成_________________________。
①2H2O+2e‾=H2↑+2OH-②Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑
33.(2014福建)铁及其化合物与生产、生活关系密切。
(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是(填字母)。
(2)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成图19防腐示意图,
并作相应标注。
①吸氧腐蚀②B
34.(2014海南)锂锰电池的体积小,性能优良,是常用的一次电池。
该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。
回答下列问题:
(1)外电路的电流方向是由__________极流向__________极。
(填字母)
(2)电池正极反应式为________________________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?
__________(填“是”或“否”)原因是。
(1) ba
(2) MnO2+e‾+Li+=LiMnO2(3) 否电极Li是活泼金属,能与水反应
35.(2013江苏)Mg—H2O2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.H2O2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
36.(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.脱氧过程是吸热反映,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:
2H2O+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)
37.(2013海南)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为:
AgCl+Mg=Mg2++2Ag+2Cl-。
有关该电池的说法正确的是
A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-
C.不能被KCl溶液激活D.可用于海上应急照明供电
38.(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
选项
X
Y
A
MgSO4
CuSO4
B
AgNO3
Pb(NO3)2
C
FeSO4
Al2(SO4)3
D
CuSO4
AgNO3
39.(2013全国Ⅰ卷)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故根据电化学原理可进行如下处理:
在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器漫入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。
下列说法正确的是
A.处理过程中银器一直保持恒重
B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银
C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+A12S3
D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
40.(2013课标Ⅱ)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2
和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。
下列关于该电池的叙述错误的是
A.电池反应中有NaCl生成
B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C.正极反应为:
NiCl2+2e-=Ni+2Cl-
D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
41.(2013大纲)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O72+6Fe2++14H+
2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是
A.阳极反应为Fe-2e-
Fe2+
B.电解过程中溶液pH不会变化
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12mol电子,最多有1molCr2O72-被还原
42(2013安徽)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。
一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl—KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。
该电池总反应为:
PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。
下列有关说法正确的是
A.正极反应式:
Ca+2Cl-—2e-=CaCl2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.每转移0.1
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