山东省济南市天桥区届高三上学期化学练习《电化学基础》含答案Word格式文档下载.docx
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+2e-===Mn2O3+2NH3+H2O
3.相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是( )
4.①②③④四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上有气泡逸出;
③④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
5.有甲、乙两个电极,用导线连接一个电流计,放入盛有丙溶液的烧杯中,电极乙的质量增加,则装置中可能的情况是()
A.甲作负极,丙是硫酸铜溶液
B.甲作负极,丙是硫酸溶液
C.乙作负极,丙是硫酸铜溶液
D.乙作正极,丙是硫酸溶液
6.下列各组溶液电解一段时间后,再加入相关物质,溶液能恢复原状况的是( )
7.一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH--2e-===2H2O;
NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )
A.H2O的还原
B.NiO(OH)的还原
C.H2的氧化
D.Ni(OH)2的氧化
8.已知:
锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2
C+LiCoO2,锂硫电池的总反应为2Li+S
Li2S
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.如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
9.如图所示,X为单质硅,Y为金属铁,a为NaOH溶液,组装成一个原电池,下列说法正确的是( )
A.X为负极,电极反应式为Si-4e-===Si4+
B.X为正极,电极反应式为4H2O+4e-===4OH-+2H2↑
C.X为负极,电极反应式为Si+6OH--4e-===
+3H2O
D.Y为负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
10.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。
通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A.a为正极,b为负极;
NaClO和NaCl
B.a为负极,b为正极;
C.a为阳极,b为阴极;
HClO和NaCl
D.a为阴极,b为阳极;
11.用石墨电极电解某酸溶液时,在相同条件下,阴、阳两极收集到的气体的体积比是2∶1,则下列结论正确的是( )
A.阴极一定是H2,阳极一定是O2
B.该酸可能是HCl
C.电解后溶液的酸性减弱
D.阳极的电极反应式为2H++2e-===H2↑
12.用质量均为100g的铜棒做电极,电解硝酸银溶液,电解一段时间后,两个电极的质量差为28g,则阴极的质量为( )
A.128g
B.114g
C.119g
D.121.6g
13.下列关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)的叙述正确的是( )
A.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕黄色
C.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
14.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
15.下列说法正确的是( )
A.碱性锌锰电池是二次电池
B.铅蓄电池是一次电池
C.二次电池又叫蓄电池,它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D.燃料电池的活性物质大量储存在电池内部
二、填空题(共2小题,每小题10.0分,共20分)
16.根据电解规律,填空:
(1)用惰性电极电解氯化钾溶液。
①阴极反应式是________,阳极反应式是________。
②电解的化学方程式是___________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
③电解后溶液的pH变化是________;
欲使电解后的溶液复原,需加入的物质是________。
(2)在硫酸铜溶液中,插入两个电极进行电解。
①若两极均为Pt电极,则阳极反应式是________________________________________,
阴极反应式是______________________________________________________________,
电解的化学方程式是______________________________________________________。
②若两极均为铜片,则阳极反应式是________,阴极反应式是________,电解过程中溶液的浓度变化是________。
③若阳极为锌片,阴极为铜片,则阳极反应式是________,电解过程中两极的变化是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
17.肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。
(1)已知在101kPa时,32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧的热化学方程式是_______________________________________________
______________________。
(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,正极的反应式是__________________________________________________
______________________;
负极的反应式是_________________________________________________________________。
三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)
18.有甲、乙两位学生利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人都使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol·
L-1硫酸溶液中,乙同学将电极放入6mol·
L-1的氢氧化钠溶液中,如下图所示。
(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________________________________________。
(3)写出乙池中总反应的离子方程式_______________________________________。
(4)如果甲与乙同学均认为“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________活动性更强,而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。
(5)由此实验,可得到如下哪些结论正确( )
A.利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
B.镁的金属性不一定比铝的金属性强
C.该实验说明金属活动顺序已过时,已没有实用价值
D.该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析
(6)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序判断原电池中的正负极”这种做法________(可靠或不可靠)。
如不可靠,请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案________________(如可靠,此空可不填)。
19.某同学用如图所示做水果电池的实验,测得数据如下表所示:
请回答以下问题:
(1)实验⑥中负极的电极反应式为 。
(2)实验①、⑤中电流方向相反的原因是 。
(3)影响水果电池电压的因素有 、 。
(4)若在实验中发光二极管不亮,该同学用铜、锌作电极,用菠萝作介质,并将多个此电池串联起来,再接发光二极管,这样做 。
(填“合理”或“不合理”)
答案
1.【答案】D
【解析】由图中变化可知,一开始通电,阴极就有固体析出,且通过0.2mol电子后,质量不再增加,根据得失电子守恒:
3Cu2+~6e-~2X3+,若0.1molCu2+完全放电正好得0.2mol电子,若0.1molX3+完全放电正好得0.3mol电子,而H+放电生成气体,据此离子放电顺序是Cu2+先放电,再是H+放电,X3+在溶液中不放电,选D。
2.【答案】A
【解析】根据总反应可知,Zn失去电子,发生氧化反应,作负极,Zn-2e-===Zn2+,碳棒为正极,B、C正确;
MnO2发生还原反应,得到电子,作正极:
+2e-===Mn2O3+2NH3+H2O,正极反应也可用总反应式减去负极反应式得到,A错误、D正确。
3.【答案】C
【解析】在A中,能构成原电池,铁作负极,腐蚀加快;
在B中,食盐水提供电解质溶液环境,铁炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁作负极,碳作正极,铁易被腐蚀;
在C中,铜镀层将铁球覆盖,使铁被保护,不易被腐蚀;
在D中,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作负、正极,形成原电池,铁易被腐蚀。
4.【答案】B
【解析】①②相连时,外电路电流从②流向①,说明①为负极;
①③相连时,①为负极;
②④相连时,②上有气泡,说明④为负极;
③④相连时,③的质量减少,说明③为负极。
原电池中,负极金属的活动性一般强于正极金属的活动性,综上可知金属活动性顺序是①③④②,B正确。
5.【答案】A
【解析】在该原电池中,电极乙的质量增加,可判断乙为原电池的正极,甲为原电池的负极,电解质溶液为硫酸铜溶液,不可能是硫酸。
6.【答案】B
7.【答案】D
【解析】与外电源正极连接的应为充电电池的阳极,阳极反应为Ni(OH)2+OH--e-===NiO(OH)+H2O,Ni(OH)2被氧化。
8.【答案】B
【解析】在原电池内部,阳离子应移向正极,A错误;
比能量是参与电极反应的单位质量的负极材料所释放的电量,锂离子电池负极材料为LixC,锂硫电池负极材料为Li,它们等质量时,转移电子的物质的量不相等,C错误;
左边装置已经是放完电的电池,右为尚未放电的锂硫电池,应为锂硫电池给锂离子电池充电,D错误;
二次电池充电过程为电解的过程,Li+得电子还原成Li,发生还原反应,作阴极,B正确。
9.【答案】C
【解析】由硅、铁、NaOH溶液组成原电池时,存在反应为Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑,所以Si为负极:
Si-4e-+6OH-===
+3H2O;
铁为正极:
4H2O+4e-===4OH-+2H2↑,C正确。
10.【答案】B
【解析】有关反应有2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,阳极生成Cl2,阴极生成NaOH,为使二者充分作用,根据气体特点,Cl2应在下端产生,从而推知电源b为正极,a为负极,消毒液的主要成分是NaCl、NaClO。
B正确。
11.【答案】A
【解析】酸溶液中H+在阴极得电子,发生还原反应:
2H++2e-===H2↑,D错误;
阴、阳两极收集到气体体积比是2∶1,可知另一电极一定是O2,A正确;
该酸为含氧酸,不能是氢卤酸,B错误;
实质是电解水,酸性增强,C错误。
12.【答案】D
【解析】用铜作电极电解硝酸银溶液时,阳极上铜失电子发生氧化反应,电极反应:
Cu-2e-===Cu2+,阴极上银离子得电子生成银,电极反应式为Ag++e-===Ag,设阴极析出银的质量为x,阳极溶解铜的质量为y,根据电子守恒得x/108=2y/64,两个电极质量差为溶解铜的质量和析出银的质量之和,所以x+y=28,解得x=21.6,y=6.4。
所以阳极上金属质量=100g-6.4g=93.6g,阴极上金属质量=100g+21.6g=121.6g,选D。
13.【答案】B
【解析】电解食盐水时发生的反应:
阳极:
2Cl--2e-===Cl2↑
阴极:
2H++2e-===H2↑
总反应:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
对照分析选项,C错误;
阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后发生反应:
Cl2+2I-===I2+2Cl-,溶液呈棕黄色,B正确;
阴极附近产生大量的OH-,滴加酚酞后变红色,A错误;
电解后生成NaOH,溶液呈碱性,D错误。
14.【答案】B
【解析】电解氯化钠溶液时,阳极是氯离子失电子生成氯气的过程,阴极是氢离子得电子生成氢气的过程,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,所以一定要让氯气在d电极产生,所以d电极是阳极,c电极是阴极,即a为负极,b为正极,氯气和氢氧化钠反应生成的是氯化钠和次氯酸钠。
15.【答案】C
【解析】碱性锌锰电池,也就是常用的干电池,是一次电池,A错误;
铅蓄电池放电完后,再充电又可恢复供电,是二次电池,B错误;
燃料电池的燃料、助燃剂都外接于电池,不是一次性充入电池内部。
16.【答案】
(1)①2H++2e-===H2↑ 2Cl--2e-===Cl2↑
②2KCl+2H2O
2KOH+H2↑+Cl2↑
③增大 HCl气体
(2)①4OH--4e-===2H2O+O2↑2Cu2++4e-===2Cu 2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4 ②Cu-2e-===Cu2+ Cu2++2e-===Cu 不变 ③Zn-2e-===Zn2+ 阳极锌片不断溶解,阴极铜片质量不断增加
【解析】电解池电极反应式及电解总反应式书写技巧
(1)先判断出阴、阳极;
再看阳极材料。
(若为除Pt、Au外的金属,则先氧化溶解)
(2)再依据阴、阳离子的放电顺序书写电极反应式;
最后写电解总反应式。
(注意溶液中H+和OH-)。
提醒:
注意判断阳极溶解生成的阳离子是否和电解质中的阴离子发生反应。
17.【答案】
(1)N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)
ΔH=-624kJ·
mol-1
(2)O2+4e-+2H2O===4OH- N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O
【解析】
(2)对于肼空气燃料电池,正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,用总反应减去正极的反应式即为负极的电极反应式。
18.【答案】
(1)2H++2e-===H2↑
(2)2Al+8OH--6e-===2AlO+4H2O
(3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
(4)Mg Al
(5)AD
(6)不可靠;
将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液,构成原电池,利用电流计测定电流的方向,从而判断电子流动方向,再确定原电池正负极
【解析】甲同学依据的化学反应原理是Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑,乙同学依据的化学反应原理是2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。
由于铝与碱的反应是一个特例,不可作为判断金属性强弱的依据。
判断原电池的正极、负极要依据实验事实。
19.【答案】
(1)Al-3e-
Al3+
(2)实验①中锌比铜活泼,锌作负极,实验⑤中铝比锌活泼,锌作正极,两实验中电流方向相反
(3)水果品种;
电极材料
(4)合理
【解析】实验⑥中电极是铝比锌与铝活泼,铝为负极,反应式为Al-3e-
Al3+;
实验①中锌比铜活泼,锌为负极,实验⑤中铝比锌活泼,锌为正极,两实验中电流方向相反;
由实验①和⑤可知,水果电池的电压与水果的品种及电极材料有关。
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