特色专题新课标届高考化学总复习专题第9章 电化学基础.docx
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特色专题新课标届高考化学总复习专题第9章电化学基础
第九章 电化学基础
第28讲 原电池
一、选择题
1*用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U形管)构成—个原电池(如图)。
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-===Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A*①②B*②③
C*②④D*③④
2*有关下图所示原电池的叙述不正确的是( )
A*电子沿导线由Cu片流向Ag片
B*正极的电极反应是Ag++e-===Ag
C*Cu片上发生氧化反应,Ag片上发生还原反应
D*用该电池电解饱和食盐水,3*2gCu溶解时生成1*12LCl2
3*小明利用家中废旧材料制作了一个可使玩具扬声器发出声音的电池,装置如图。
下列有关该电池工作时的说法错误的是( )
A*铝罐将逐渐被腐蚀
B*电子流向为铝质汽水罐→导线→扬声器→导线→炭棒
C*食盐水中的Na+向炭棒移动
D*炭棒上发生的反应为:
2H++2e-===H2↑
4*下列反应不可用于设计原电池的是( )
A*Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
B*2CH3OH+3O2―→2CO2+4H2O
C*NaOH+HCl===NaCl+H2O
D*4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3
5*原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法中不正确的是( )
A*由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:
Al-3e-===Al3+
B*由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:
Al-3e-+4OH-===AlO
+2H2O
C*由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:
Cu-2e-===Cu2+
D*由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:
Cu-2e-===Cu2+
6*(辽宁铁岭一中期中卷)某原电池装置如图所示。
下列有关叙述正确的是( )
A*Fe作正极,发生氧化反应
B*负极反应:
2H++2e-===H2↑
C*工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl-)增大
D*工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变
7*(·安徽)某兴趣小组设计如下微型实验装置。
实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表A指针偏转。
下列有关描述正确的是( )
A*断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:
2H++2Cl-
Cl2↑+H2↑
B*断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C*断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:
Cl2+2e-===2Cl-
D*断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极
二、非选择题
8*在由铜片、锌片和200mL一定浓度的稀硫酸组成的原电池中,若锌片只发生电化学腐蚀,当在铜片上放出3*36L(标准状况)的H2时,硫酸恰好用完,请填空:
(1)正极的电极反应式为________________________________________________________________________;
负极的电极反应式为________________________________________________________________________;
(2)通过导线的电子的物质的量为 0*3mol ;
(3)原稀硫酸的物质的量浓度为 0*75mol/L 。
9*有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol/LH2SO4溶液中,乙同学将电极放入6mol/L的NaOH溶液中,如图所示。
请回答:
(1)写出甲池中正极的电极反应式:
________________________________________________________________________。
(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式:
负极________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出 Mg 活动性更强,而乙会判断出 Al 活动性更强(填写元素符号)。
10*为节省药品和时间,甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、硫酸铜溶液、直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器,进行巧妙构思,以“接力”的方式,设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列实验。
试填写下列空白:
(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜、锌不接触),小心向烧杯中加入稀硫酸,观察到的现象是 锌片表面有气泡产生,铜片表面没有气泡 ;甲同学设计思路是 在金属活动性顺序表中,锌排在氢前面,可以和稀硫酸反应,铜排在氢后面,不可以和稀硫酸反应 。
(2)乙同学接着甲的实验,向烧杯中滴加 CuSO4 溶液,进而观察到的现象是, 。
乙同学判断锌、铜金属活动性相对强弱所依据的原理是 在金属活动性顺序表中,锌排在铜的前面,可将铜从其盐溶液中置换出来,锌表面产生的铜与锌构成原电池的两极,使锌与稀硫酸的反应加快 。
(3)丙同学使用直流电源和石墨电极组装电解装置,向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂(作电解液)。
电解过程中所发生的化学方程式为 2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4 。
观察到的实验现象主要有 阳极产生无色气泡,阴极表面产生红色固体 。
(4)请你再单独设计一个简单的实验(仪器、试剂任选),探究和证实铜、锌元素金属活动性相对强弱(简要说明操作) 取两块相同的铁片,分别放入盛有ZnSO4和CuSO4溶液的两支试管中,观察铁片表面的变化(其他合理答案也可以) 。
11*Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质,可通过下列方法制备:
在KOH溶液中加入适量AgNO3溶液,生成Ag2O沉淀,保持反应温度为80℃,边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中,反应完全后,过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。
反应方程式为2AgNO3+4KOH+K2S2O8
Ag2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O。
回答下列问题:
(1)上述制备过程中,检验洗涤是否完全的方法是 取少许最后一次洗涤滤液,滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,若不出现白色浑浊,表示已洗涤完全(或取少许最后一次洗涤滤液,滴入1~2滴酚酞溶液,若溶液不显红色,表示已洗涤完全) 。
(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极的Zn转化为K2Zn(OH)4,写出该电池反应方程式:
Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O 2K2Zn(OH)4+2Ag 。
(3)准确称取上述制备的样品(设仅含Ag2O2和Ag2O)2*588g,在一定的条件下完全分解为Ag和O2,得到224*0mLO2(标准状况下)。
计算样品中Ag2O2的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)。
第29讲 化学电源
一、选择题
1*电瓶车所用电池一般为铅蓄电池,这是一种典型的可充电电池,电池总反应式为:
Pb+PbO2+4H++2SO
2PbSO4+2H2O,则下列说法正确的是( )
A*电子流动方向由A到B
B*放电时:
正极反应是Pb-2e-+SO
===PbSO4
C*充电时:
铅蓄电池的负极应与充电器电源的正极相连
D*充电时:
阳极反应是PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+SO
+4H+
2*以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示,关于该电池的叙述正确的是( )
A*该电池的a极为负极
B*电池的负极反应为:
C6H12O6-24e-+6H2O===6CO2↑+24H+
C*放电过程中,H+从正极区向负极区迁移
D*在电池反应中,每消耗1molO2,理论上能生成CO2气体33*6L(标准状况下)
3*(绍兴一模)航天器中常使用可充电电池,构造示意图如图(氢化物电极为储氢金属,可看做H2直接参加反应)。
白天太阳能帆板发电,将一部分电量储存在镍氢电池里,夜晚镍氢电池供电。
下列说法正确的是( )
A*在使用过程中此电池要不断补充水
B*放电时NiOOH在电极上发生氧化反应
C*充电时阴极区电解质溶液pH升高
D*充电时阴极反应为Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O
4*燃料电池能量利用率可高达80%,下列有关的说法错误的是( )
A*燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质
B*氢氧燃料电池常用于航天飞行器,产物为水经过处理之后可供宇航员使用
C*乙醇燃料电池的电解质常用KOH,负极反应为C2H5OH-12e-===2CO2↑+3H2O
D*H2SO4作电解质,甲烷燃料电池的正极反应为O2+4H++4e-===2H2O
5*LiFePO4新型锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。
已知该电池放电时的电极反应式为:
正极FePO4+Li++e-===LiFePO4,负极Li-e-===Li+。
下列说法中正确的是( )
A*充电时的总反应为FePO4+Li===LiFePO4
B*充电时,与外接电源的正极相连的电极发生氧化反应
C*放电时电池内部Li+向负极移动
D*放电时,在正极上是Li+得电子被还原
6*工业上利用氢气在氯气中燃烧,所得产物再溶于水的方法制得盐酸,流程复杂且造成能量浪费。
有人设想利用原电池原理直接制备盐酸的同时,获取电能,假设这种想法可行,下列说法肯定错误的是( )
A*两极材料都用石墨,用稀盐酸做电解质溶液
B*通入氢气的电极为原电池的阴极
C*电解质溶液中的阳离子向通氯气的电极移动
D*通氯气的电极反应为Cl2+2e-===2Cl-
7*目前市场上主流手机所配的电池基本上都是锂离子电池。
它的负极材料是金属锂和碳的复合材料,组成为C6Li,其中碳作为金属锂的载体,电解质为一种能传导Li+的有机导体或高分子材料。
这种锂离子电池的电池反应式为:
0*45Li+Li0*55CoO2
LiCoO2。
下列说法不正确的是( )
A*放电时电池内部Li+向负极移动
B*该电池不能选用水做溶剂
C*放电时,正极的电极反应式:
0*45Li++Li0*55CoO2+0*45e-===LiCoO2
D*充电时,外接电源的正极与电池上标注“+”的电极连接
二、非选择题
8*下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:
(1)M电极的材料是 铁 ,电极名称是 阴极 ,N的电极反应式为________________________________________________________________________,
加入乙醇的铂电极的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银10*8g时,甲池中理论上消耗氧气为 5*6 L(标准状况下)。
9*已知反应AsO
+2I-+H+AsO
+I2+H2O是可逆反应,设计如图装置,进行下述操作:
(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸,发现微安培表指针偏转;
(Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液,发现微安培表指针向前述相反方向偏转。
试回答:
(1)两次操作过程中指针为什么会发生偏转?
答:
两次操作均发生原电池反应,所以微安表指针会发生偏转 。
(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反?
试用平衡移动原理解释此现象。
答:
两次操作,电极相反,电子流向相反,因而指针偏转方向相反 。
(3)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的反应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的反应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
10*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LiAlCl4SOCl2。
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 锂 ,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 出现白雾,有刺激性气体生成 ,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 锂是活泼金属,易与H2O、O2反应,SOCl2也可与水反应 。
11*氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 化学能转化为电能 ,在导线中电子流动方向为由 a到b (用a、b表示)。
(2)负极反应式为________________________________________________________________________。
(3)电极表面镀铂粉的原因为 增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加速电极反应速率 。
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。
因此,大量安全储氢是关键技术之一。
金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ*2Li+H2===2LiH
Ⅱ*LiH+H2O===LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是 Li ,反应Ⅱ中的氧化剂是 H2O 。
②已知LiH固体密度为0*82g/cm3。
用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 8*71×10-4 。
③由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为 32 mol。
第30讲 电解池
一、选择题
1*在水中加入等物质的量的Ag+、Ba2+、SO
、NO
、Cl-、Na+,用惰性材料作电极进行电解,通电片刻后停止,下列说法不正确的是( )
A*电解的实质是:
阳极:
2Cl--2e-===Cl2↑;阴极:
Ag++e-===Ag
B*电解的实质是:
阳极:
4OH--4e-===2H2O+O2↑;阴极:
2H++2e-===H2↑
C*要恢复成电解前的溶液可以加水
D*电解产物中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
2*(·北京)用石墨电极电解CuCl2溶液(如图)。
下列分析正确的是( )
A*a端是直流电源的负极
B*通电使CuCl2发生电离
C*阳极上发生的反应:
Cu2++2e-===Cu
D*通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体
3*如下图所示的装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。
将电源接通后,向(乙)中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色。
则以下说法正确的是( )
A*电源B极是正极
B*(甲)、(乙)装置的C、D、E、F电极均有单质生成,其物质的量之比为1∶2∶3∶2
C*欲用(丙)装置给铜镀银,G应该是Ag,电镀液是AgNO3溶液
D*装置(丁)中X极附近红褐色变浅,说明氢氧化铁胶粒带负电荷
4*(·天津)为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。
反应原理如下:
电池:
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)+2H2O(l)
电解池:
2Al+3H2O
Al2O3+3H2↑,电解过程中,以下判断正确的是( )
电池
电解池
A
H+移向Pb电极
H+移向Pb电极
B
每消耗3molPb
生成2molAl2O3
C
正极:
PbO2+4H+
+2e-===Pb2++2H2O
阳极:
2Al+3H2O-6e-
===Al2O3+6H+
D
5*科学家发现,一种将电解池与燃料电池相结合的氯碱工业新工艺(如下图)可以节能30%以上。
其中电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
下列说法不正确的是( )
A*图中X、Y分别是Cl2、H2
B*燃料电池B中正极发生的电极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-
C*图中氢氧化钠溶液质量分数a%>b%
D*该工艺的节能原因之一是利用了氯碱工业的副产品H2
二、非选择题
6*(·潮州高三模拟)如图为相互串联的甲、乙两个电解池,试回答:
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置,A极是______,材料是 精铜 ,电极反应为 Cu2++2e- Cu ;B极是 阳极 ,材料是 粗铜 ,主要电极反应为 Cu-2e- Cu2+ ,电解质溶液为 CuSO4溶液 。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液,开始一段时间后, 极附近呈红色。
(3)若此时甲槽阴极增重12*8g,则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积为 4*48L 。
(4)常温下若乙槽剩余液体为400mL,则电解后得到碱液的物质的量浓度为 1mol/L 。
第31讲 金属的腐蚀与防护
一、选择题
1*(2014房山区一模)下列说法正确的是( )
A*纯银器表面在空气中主要因电化学腐蚀渐渐变暗
B*将海水中钢铁闸门与电源的负极相连,可防止闸门被腐蚀
C*铝制品的耐腐蚀性强,说明铝的化学性质不活泼
D*铁门上的铜铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:
Fe-3e-===Fe3+
2*铜板上的铁铆钉的腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,不正确的是( )
A*此过程中电子从Fe移向Cu
B*负极的电极反应式为:
Fe-3e-===Fe3+
C*此过程中铜并不被腐蚀
D*此过程还涉及反应:
4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
3*(2014奉贤区二模)某课外活动小组,为研究金属腐蚀和防护的原理,做了以下实验:
剪下一块镀锌铁片,放入锥形瓶中,并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞试液,按如图所示装置进行实验,过一段时间后观察。
下列现象不可能出现的是( )
A*金属片截口变红
B*B中导气管里形成一段水柱
C*B中导气管产生气泡
D*锌被腐蚀
4*下图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。
下列有关描述错误的是( )
A*生铁块中的碳是原电池的正极
B*红墨水柱两边的液面变为左低右高
C*两试管中相同的电极反应式是Fe-2e-===Fe2+
D*a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
5*下列装置或操作能达到实验目的的是( )
A*①防止铁钉生锈
B*②构成铜锌原电池
C*③构成铜银原电池
D*④验证NaCl溶液(含酚酞)电解产物
6*(·枣庄二模)下列关于电化学知识说法正确的是( )
A*电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液,在阴极上依次析出Cu、Fe、Al
B*电解CuSO4溶液一段时间后,加入适量Cu(OH)2可以使溶液恢复至原状态
C*铅蓄电池在充电时,连接电源正极发生的电极反应为:
PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+SO
+4H+
D*因为二氧化碳普遍存在,所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主
二、非选择题
7*镁、铝、铁是重要的金属,在工业生产中用途广泛。
(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为________________________________________________________________________
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