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电化学培优专题训练
2012期末考试电化学复习专题训练
1.以惰性电极电解CuSO4溶液。
一段时间后取出电极,加入9.8gCu(OH)2后溶液与电解前相同,则电解时电路中流过的电子为:
()
A.0.1molB.0.2molC.0.3molD.0.4mol
2.按右图的装置进行电解实验,A极是铜锌含金,B极为纯铜。
电解质
溶液中含有足量的Cu2+。
通电一段时间后,若A极恰好全部溶解,
此时B极质量增加7.68g,溶液质量增加0.03g,则A极合金中Cu、
Zn的原子个数比为:
()
A.4:
1B.3:
1C.2:
1D.5:
3
3.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:
2H2+O2===2H2O,下列有关说法正确的是:
()
A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为:
O2+2H2O+4e-===4OH-
C.每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
4.(2010·浙江理综,9)LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:
2Li++FeS+2e-===Li2S+Fe,有关该电池的下列说法中,正确的是:
()
A.LiAl在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B.该电池的电池反应式为:
2Li+FeS===Li2S+Fe
C.负极的电极反应式为:
Al-3e-===Al3+
D.充电时,阴极发生的电极反应式为:
Li2S+Fe-2e-===2Li++FeS
5.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2—。
下列对该燃料电池说法正确的是:
()
A.在熔融电解质中,O2—由负极移向正极B.电池的总反应是:
2C4H10+13O2→8CO2+10H2O
C.通入空气的一极是正极,电极反应为:
O2+2H2O+4e—=4OH—
D.通入丁烷的一极是负极,电极反应为:
C4H10+13O2—+26e—=4CO2+5H2O
6.(2010·绍兴模拟)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污
染,且镁原电池放电时压高而平稳,使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。
其中一种镁原电池的反应为:
xMg+Mo3S4
Mgx
Mo3S4,下列说法错误的是:
()
A.放电时,负极反应为Mg-2e-=Mg2+B.放电时,Mo3S4发生氧化反应
C.放电过程中Mg2+向正极迁移D.充电时,阳极反应为MgxMo3S4-2xe-=Mo3S4+xMg2+
7.(2010·三明模拟)镁—H2O2酸性电池采用海水作电解质(加入一定量酸),下列说法正确的
是:
()
A.电池总反应为Mg+H2O2+2H+=Mg2++2H2OB.负极反应为H2O2+2e-+2H+=2H2O
C.电池工作时,正极
周围海水的pH减少D.电池工作时,溶液中的H+向负极移动
8.(2010·合肥模拟)科学家P.Tatapudi等人首先使用在空气中电解水(酸性条件下)的方法,在阳极制得臭氧,阳极制得过氧化氢。
电解总方程式为3H2O+3O23H2O+O3,下列说法正确的是()
A.电解产物在应用中都只能作为氧化剂B.电解一段时间后,溶液pH不变
C.阳极的反应:
3H
2O—6e-=O3+6H+D.每生成1molO3转移电子数为3mol
9.芬兰籍华人科学家张霞昌研制的“超薄型软电池”或2009年中国科技创业大赛最高奖,被称
之为“软电池”的纸质电池总反应为:
Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。
下列说法正确的是:
()
A.该电池中Zn作负极,发生还原反应B.该电池反应中MnO2起催化作用
C.该电池工作时电流由Zn经导线流向MnO2
D.该电池正极反应式为:
2MnO2+2e—+2H2O=2MnOOH+2OH-
10.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液
为KOH溶液,其充、放电按下式进行:
Cd+2NiOOH+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是:
()
A.充电过程是化学能转化为电能的过程B.放电时负极附近溶液的碱性不变
C.放电时电解质溶液中的OH—向正极移动
D.充电时阳极反应:
Ni(OH)2-e—+OH—=NiOOH+H2O
11.下列四种装置中,溶液的体积均为250mL,开始时电解质溶液的浓度均为0.10mol·L-1,工作一段时间后,测得导线上均通过0.02mole-,若不考虑溶液体积的变化,则下列叙述正确的是:
()
A.溶液的浓度①=②=③=④B.溶液的pH值④>③>①>②
C.产生气体的总体积:
④>③>①>②D.电极上析出的固体的质量:
①>②>③>④
12.日本茨城大学研制了一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池(DDFC),该电池有较高的安全性。
电池总反应为:
CH3OCH3+3O2=2CO2+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
C.电池正极的电极反应为:
4H++O2+4e—=2H2O
D.电池工作时,1mol二甲醚被氧化时就有6mol电子转移
13.如图所示,a、b、c均为石墨电极,d为碳钢电极,
通电进行电解。
假设在电解过程中产生的气体全部
逸出,下列说法正确的是:
()
A.甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变
B.甲烧杯中a的电极反应式为4OH—―4e—=O2↑+2H2O
C.当电解一段时间后,将甲、乙两溶液混合,一定会产
生蓝色沉淀
D.当b极增重3.2g时,d极产生的气体为2.24L(标准状况)
14.如右图所示,a、b是多孔石墨电极,某同学按图示装置
进行如下实验:
断开K2,闭合K1一段时间,观察到两只
玻璃管内都有气泡将电极包围,此时断开K1,闭合K2,
观察到电流计A的指针有偏转。
下列说法不正确的是:
()
A.断开K2,闭合K1一段时间,溶液的pH要变大
B.断开K1,闭合K2时,b极上的电极反应式为2H++2e—=H2↑
C.断开K2,闭合K1时,a极上的电极反应式为:
4OH—―4e—=O2↑+2H2O
D.断开K1,闭合K2时,OH-向b极移动
15.早在1807年化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠,
4NaOH(熔)
4Na+O2↑+2H2O;后来盖·吕萨克
用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠,反应原理为:
3Fe+4NaOH
Fe3O4+2H2↑+4Na↑。
下列有关说法正确的是:
A.电解熔融氢氧化钠制钠,阳极发生电极反应为:
2OH—-2e—=H2↑+O2↑
B.盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强
C.若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠,则两反应中转移的电子总数也相同
D.目前工业上常用电解熔融氯化钠法制钠(如图),电解槽中石墨极为阳极,铁为阴极
16.CuI是
一种不溶于水的白色固体,它可由反应:
2Cu2++4I-=2CuI↓+I2而得到。
现用铜片、石墨作电极,电解KI溶液制取CuI。
为确认反应情况,通电前在溶液中又加入了少量的酚酞试液和淀粉溶液。
电解一段时间后得到白色沉淀,同时阴极区溶液变红,阳极区溶液变蓝。
下列说法正确的是:
()
①铜片做阴极,石墨做阳极②铜片做阳极,石墨做阴极③阳极有氧气生成
④阴极有氢气生成⑤白色沉淀在阳极附近生成⑥白色沉淀在阴极附近生成
⑦阳极区溶液变蓝的原因是2Cu+4I――4e-=2CuI↓+I2碘遇淀粉变蓝
⑧阳极区溶液变蓝的原因是4OH――4e―=2H2O+O2↑O2将I-氧化为I2,碘遇淀粉变蓝
A.只有②④⑤⑦B.只有①④⑥⑦C.只有②③⑤⑧D.只有①③⑥⑧
17.(12分)
(1)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是:
。
A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>0B.2H2(g)+O2(g)=2H2O
(1)△H<0
C.NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O
(1)△H<0
(2)以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应设计一个原电池,其正极的电极反应式为
(3)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
现将你设计的原电池通过导线与下图中电解池相连,其中a为电解液,X和Y均为惰性电极,则:
1若a为CuSO4溶液,则电解时的化学反应方程式为。
通过一段时间后,向所得溶液中加入0.2molCuO粉末,恰好恢复电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子的物质的量为。
②若电解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400ml,当阳极产生的气体672mL(标准状况下)时,溶液的pH=(假设电解后溶液体积不变)。
18.Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。
该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4-SOCl2。
电池的总反应可表示为:
4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为,发生的电极反应为;
(2)电池正极发生的电极反应为;
(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。
如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是,
该反应的化学方程式为;
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是
。
19.(12分)下图是一个电化学过程的示意图,请回答下列问题:
(1)图中甲池是_________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)。
(2)A(石墨)电极的名称是_________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)。
(3)写出通入
的电极的电极反应式_________________________
(4)乙池中反应的化学方程式为______________________________
当乙池中B(Ag)极质量增加54g,甲池中理论上消耗O2的体积为______________L(标准状况),此时丙池中某电极析出1.6g某金属,则丙池中的某盐溶液可能是:
()
A.MgSO4B.CuSO4C.NaClD.AgNO3
20.(8分)工业上用MnO2和KOH为原料制取KMnO4,主要生产过程分两步进行:
第一步,将MnO2、KOH粉碎混合均匀,在空气中加热熔化并不断搅拌,制取K2MnO4;第二步,将K2MnO4的浓溶液进行电解,制取KMnO4。
(1)制取K2MnO4的化学方程式是。
(2)电解K2MnO4溶液时,两极发生的电极反应分别是:
阳极,
阴极,电解的总方程式。
21.(10分)工业上为了处理含有Cr2O72—酸性工业废水,采用下面的处理方法:
往工业废水加入适量NaCl,以Fe为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中铬的含量已低于排放标准。
请回答下列问题:
(1)两极发生反应的电极反应式:
阴极:
。
阳极:
。
(2)写出Cr2O72—变为Cr3+离子方程式:
。
(3)废水由酸性变为碱性的原因是。
(4)(填“能”或“不能”)改用石墨电极,原因是。
22.
(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。
已知在101kPa时,32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是。
(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。
肼—空气燃料电池放电时:
正极的电极反应式是。
负极的电极反应式是。
(3)下图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应是。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化128g,则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气L(假设空气中氧气体积含量为20%)
(4)传统制备肼的方法,是以NaClO氧化NH3,制得肼的稀溶液。
该反应的离子方程式是
。
23.(10分)如下图所示,p、q为直流电源两极,A为+2价金属单质X制成,B、C、D为铂电极,接通电源,金属X沉积于B极,同时C、D产生气泡。
试回答:
(1)p为极,A极发生了反应。
(2)C为极,试管里收集到;D为极,试管里收集到。
(3)C极的电极方程式是。
(4)在电解过程中,测得了C、D两极上产生的气体的实验数据如下:
时间(min)
1
2
3
4
5
阴极生成气体体积(cm3)
6
12
20
29
39
阳极生成气体体积(cm3)
2
4
7
11
16
时间(min)
6
7
8
9
10
阴极生成气体体积(cm3)
49
59
69
79
89
阳极生成气体体积(cm3)
21
26
31
36
41
仔细分析以上实验数据,请说出可能的原因是。
(5)当反应进行一段时间后,A、B电极附近溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)当电路中通过0.004mol电子时,B电极上沉积金属X为0.128g,则此金属的摩尔质量为。
24.(2009·山东理综,29)Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是_______。
电池工作时,电子流向_______(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是
_______________________________________________________________________。
欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的________(填代号)。
a.NaOHb.Znc.Fed.NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。
阴极的电极反应式是_______________________。
若电解电路中通过2mol电子,MnO2的理论产量为___________g。
25.(2010·全国Ⅱ,29)右图是一个用铂丝作电极,电解稀的
MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时
溶液呈红色。
(指示剂的pH变色范围:
6.8~8.0,酸色—红色,碱色—黄色)回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的
是(填编号);
①A管溶液由红变黄;②B管溶液由红变黄;③A管溶液不变色;④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生反应的反应式:
__________________________________________;
(3)写出B管中发生反应的反应式:
__________________________________________;
(4)检验a管中气体的方法是________________________________________________;
(5)检验b管中气体的方法是________________________________________________;
(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_______________。
26.某课外活动小组设计了如下图所示的装置,调节滑动变阻器,控制电流强度适中的情况下用其进行缓慢电解NaCl溶液及相关实验(此时,打开止水夹a,关闭止水夹b)。
由于粗心,实验并未达到预期目的,但也看到了令人很高兴的现象(阳离子交换膜只允许阳离子和水通过)。
请帮助他们分析并回答下列问题:
(1)写出B装置中的电极反应:
阴极:
______________________________________;
阳极:
______________________________________。
(2)观察到A装置中的现象是:
①___________________________________________________________________;
②___________________________________________________________________;
③___________________________________________________________________。
(3)当观察到A装置中的现象后,他们关闭止水夹a,打开止水夹b。
再观察C装置,若无现象,请说明理由;若有现象,请写出有关反应的化学方程式(是离子反应的写离子方程式):
___________________________________________________________________。
(4)若想达到电解NaCl溶液的目的,应如何改进装置,请提出你的意见:
_______________________________________________________________________。
27.(创新探究)某校化学兴趣小组为了探究原电池工作原理,进行如下系列实验,请分析实验结果后回答相应问题。
(1)实验一中铜片、锌片表面均有红色物质析出,电流计指针偏转,但较短时间内电流即明显减小。
实验结束时测得锌片减少了3.94g,铜片增重了3.84g,则该原电池的工作效率是
(指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率)。
(2)实验二中刚将铜、锌片插入溶液中时电流计指针有偏转,但立即就归零了。
为什么锌失去的电子不能持续通过导线流向铜极给Cu2+?
________________________________________________________________________。
(3)实验三中盐桥中的K+流向溶液(填ZnSO4或CuSO4),如果Zn的消耗速率
为1×10-3mol/s,则K+的迁移速率为mol/s。
与实验一比较,实验三原电池
的工作效率大大提高,原因是_______________________________________________。
(4)你根据实验一、二、三可得出的结论是__________________________
(写出两点即可)。
(5)实验四中,调节低压电源的电压到6V,并把其正、负极分别与上图装置中的两个碳电极相连接;接通电源,图示中的“+”连接到电源的正极上,“-”连接到电源的负极上,电解氢氧化钾溶液制取氢气、氧气,且制得的氢气与氧气的体积比为2∶1,去掉电源,该装置就成为一只氢氧燃料电池,用带有一小灯泡的导线连接a、b,灯泡即可发亮。
下列说法错误的是。
A.在电解KOH溶液制备H2和O2时,KOH的作用是增强溶液的导电性,一段时间后其浓度增大
B.当作为氢氧燃料电池时,c极发生氧化反应,d极发生还原反应
C.当作为氢氧燃料电池时,电解质溶液中的OH-向着d极移动
D.如将KOH溶液换成稀H2SO4,且作为氢氧燃料电池时,c极的电极反应为:
O2+2H2O+4e-===4OH-
28、
参考答案:
1-5DBDBB6-10BACDD11-16BDBBDA
17、
(1)B;
(2)O2+2H2O+4e==4OH-
(3)①2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4;0.4mol②1
18.(12分)
(1)锂(2分)Li―e—=Li+(2分)
(2)2SOCl2+4e—=4Cl-+S+SO2(2分)
(3)出现白雾,有刺激性气体生成(2分)SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑(2分)
(4)锂是活泼金属,易与H2O、O2反应;SOCl2也可与水反应(2分)
20.(8分)
(1)2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O(2分)
(2)2MnO42—―2e—=2MnO4—(2分)2H++2e—=H2(2分)
2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2(2分)
21.(12分)答案:
⑴阳极:
Fe―2e-=Fe2+(2分),阴极:
2H++2e-=H2↑(2分)
⑵Cr2O72—+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O(2分)
⑶H+不断在阴极上得电子成为H2而析出,且Cr2O72-与Fe2+的反应也在消耗H+,使得溶液酸性变为中性,再由中性变为碱性。
Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓,Fe3++OH-=Fe(OH)3↓(2分)
⑷不能(2分)。
若改用石墨电极,阴极产物为Cl2,而不是Fe2+,没有Fe2+的还原作用,
Cr2O72-就不能变为Cr3+,也就不能转化成Cr(OH)3沉淀而被除去(2分)。
22.(12分)
答案:
(1)N2H4
(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O
(1);△H=―624kJ/mol(2分)
(2)O2+2H2O+4e-=4OH-(2分);N2H4+4OH-―4e-=4H2O+N2↑(2分)
(3)①Cu2++2e-=Cu(2分)②112(2分)
(4)ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O(2分)
【解析】
(1)注意32克N2H4为1mol,注意△H应与方程式的计量数相对应,如N2H4
(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O
(1);△H=-624kJ/mol
(2)肼—空气燃料电池,电解质溶液是KOH溶液。
故电极反应为:
(正极)O2+2H2O+4e-=4OH-,(负极)N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑
(3)①此图为电解装置,铜片为阳极,锌片为阴极。
锌片上发生的电极反应是Cu2++2e-=Cu
②铜片减少128g,即转移电子4mol根据O2+2H2O+4e-=4OH-计算得,需要氧气1mol,转化为空气则需要112L。
(4)依据氧化还原反应的规律,得到ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O24.(14分)
23.【答案】
(1)正(1分)氧化(1分)
(2)阳(1分) 氧气(1分) 阴(1分) 氢气(1分)
(3)4OH-―→O2↑+2H2O+4e- (2分)(4)氧溶解(2分)
(5)不变(2分) (6)64g/mol(2分)
【解析】
(1)接通电源,X沉积于B极,说明B为阴极,则A为阳极,故
(1)中q为负极,p为正极,A上发生氧化反应。
(2)H2SO4电解池中,C为阳极,C试管内得O2,D为阴极,此试管内得H2。
(4)C、D两极所得O2、H2体积应该为1∶2,但实验数据由1∶3随时间变化而增大,到达10分钟时约为1∶2,因为开始O2溶解的原因。
(5)A极:
X―→X2++2e-。
B极:
X2++2e-―→X,两极附近pH不变。
(6)设X的摩尔质量为M,则
X2++2e- ―→ X
2M
0.004mol0.128g,得M=64g/mol
24.
(1)Zn(或锌) 正极
(2)锌与还原出来的Cu构成锌铜原电池而加快锌的腐蚀 b
(3)2H++2e-===H2↑ 87
25.
(1)①④
(2)2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===2OH-+H2↑) M
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