届二轮复习 电化学基础 作业全国通用 4Word文档下载推荐.docx
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C.曲线b记录的容器中正极反应是O2+4e-+2H2O==4OH-
D.在弱酸性溶液中,生铁能发生吸氧腐蚀
6、Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是
A.负极反应式为Mg-2e-=Mg2+
B.正极反应式为Ag++e-=Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
7、锌−空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。
下列说法正确的是()
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:
Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)42-
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
8、金属(M)–空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。
该类电池放电的总反应方程式为:
4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。
已知:
电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。
下列说法不正确的是
A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面
B.比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池,Al–空气电池的理论比能量最高
C.M–空气电池放电过程的正极反应式:
4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n
D.在Mg–空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
9、验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
①
②
③
在Fe表面生成蓝色沉淀
试管内无明显变化
试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是()
A.对比②③,可以判定Zn保护了FeB.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
D
10、最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。
示意图如图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:
①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+
该装置工作时,下列叙述错误的是
A.阴极的电极反应:
CO2+2H++2e-=CO+H2OB.协同转化总反应:
CO2+H2S=CO+H2O+S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性
11、我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。
将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:
3CO2+4Na
2Na2CO3+C。
下列说法错误的是
A.放电时,ClO4-向负极移动B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C.放电时,正极反应为:
3CO2+4e−=2CO32-+CD.充电时,正极反应为:
Na++e−=Na
12、一种可充电锂-空气电池如图所示。
当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。
下列说法正确的是
A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
D.充电时,电池总反应为Li2O2-x=2Li+(1-x/2)O2
13、全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:
16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。
A.电池工作时,正极可发生反应:
2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g
C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D.电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多
14、用石墨电极完成下列电解实验。
实验一
实验二
装置
a、d处试纸变蓝;
b处变红,局部褪色;
c处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生;
n处有气泡产生;
……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A.a、d处:
2H2O+2e-=H2↑+2OH-B.b处:
2Cl--2e-=Cl2↑
C.c处发生了反应:
Fe-2e-=Fe2+D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜
15、为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究
“2Fe3++2I-
2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。
实验如下:
(1)待实验I溶液颜色不再改变时,再进行实验II,目的是使实验I的反应达到。
(2)iii是ii的对比试验,目的是排除有ii中造成的影响。
(3)i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。
用化学平衡移动原理解释原因:
。
(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测i中Fe2+向Fe3+转化的原因:
外加Ag+使c(I-)降低,导致I-的还原性弱于Fe2+,用右图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。
①K闭合时,指针向右偏转,b作极。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U型管左管滴加0.01mol/LAgNO3溶液,产生的现象证实了其推测,该现象是。
(5)按照(4)的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了ii中Fe2+向Fe3+转化的原因,
①转化原因是。
②与(4)实验对比,不同的操作是。
(6)实验I中,还原性:
I->
Fe2+;
而实验II中,还原性:
Fe2+>
I-,将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是。
(1)化学平衡状态
(2)溶液稀释对颜色变化
(3)加入Ag+发生反应:
Ag++I-=AgI↓,c(I-)降低;
或增大c(Fe2+)平衡均逆向移动
(4)①正
②左管产生黄色沉淀,指针向左偏转。
(5)①Fe2+随浓度增大,还原性增强
,使Fe2+还原性强于I-
②向U型管右管中滴加1mol/L
FeSO4溶液。
(6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动方向
16、电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择(填字母序号)。
图1
图2
a.碳棒b.锌板c.铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因:
(2)图2中,钢闸门C做极。
用氯化钠溶液模拟海水进行实验,D为石墨块,则D上的电极反应式为,检测该电极反应产物的方法是。
图3图4
(3)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。
图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的极(填“正”或“负”)。
F电极上的电极反应式为。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气,使负极利用率降低,用化学用语解释其原因。
(4)乙醛酸(HOOC-CHO)是有机合成的重要中间体。
工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图4所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两级室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
N电极上的电极反应式为。
若有2molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛酸为mol。
(1)b锌等做原电池的负极,(失电子,Zn-2e-=Zn2+),不断遭受腐蚀,需定期拆换
(2)阴2Cl--2e-===Cl2↑
湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近,试纸变蓝,证明生成氯气(或取阳极附近溶液滴加淀粉、KI溶液,变蓝)
(3)①负ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-(2分)
②Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
(4)①HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O(2分)
②2(2分)
17、某小组设计不同实验方案比较Cu2+、Ag+的氧化性。
(1)方案1:
通过置换反应比较
向酸化的AgNO3溶液插入铜丝,析出黑色固体,溶液变蓝。
反应的离子方程式是,说明氧化性Ag+>Cu2+。
(2)方案2:
通过Cu2+、Ag+分别与同一物质反应进行比较
实验
试剂
编号及现象
试管
滴管
1.0mol·
L-1
KI溶液
L-1
AgNO3溶液
Ⅰ.产生黄色沉淀,溶液无色
CuSO4溶液
Ⅱ.产生白色沉淀A,溶液变黄
①经检验,Ⅰ中溶液不含I2,黄色沉淀是。
②经检验,Ⅱ中溶液含I2。
推测Cu2+做氧化剂,白色沉淀A是CuI。
确认A的实验如下:
a.检验滤液无I2。
溶液呈蓝色说明溶液含有(填离子符号)。
b.白色沉淀B是。
c.白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是,说明氧化性Ag+>Cu2+。
(3)分析方案2中Ag+未能氧化I-,但Cu2+氧化了I-的原因,设计实验如下:
编号
实验1
实验2
实验3
无明显变化
a中溶液较快变棕黄色,b中电上析出银;
电流计指针偏转
c中溶液较慢变浅黄色;
电流计指针偏转
(电极均为石墨,溶液浓度均为1mol/L,b、d中溶液pH≈4)
①a中溶液呈棕黄色的原因是(用电极反应式表示)。
②“实验3”不能说明Cu2+氧化了I-。
依据是空气中的氧气也有氧化作用,设计实验证实了该依据,实验方案及现象是。
③方案2中,Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-的原因:
(资料:
Ag++I-=AgI↓K1=1.2×
1016;
2Ag++2I-=2Ag↓+I2K2=8.7×
108)
答案
(1)
(2)①AgI②a.
b.AgClc.
(3)①2I——2e—=I2②将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1mol/L
溶液,c中溶液较慢变浅黄,电流计指针偏转
(4)K1>K2,故
更易与
发生复分解反应,生成AgI。
2Cu2++4I-=2CuI+I2,生成了CuI沉淀,使得
的氧化性增强。
18.铅精矿可用于冶炼金属铅,其主要成分为PbS。
I.火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧,生成PbO和SO2。
(1)用铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式为。
(2)火法炼铅的废气中含低浓度SO2,可将废气通入过量氨水中进行处理,反应的离子方程式为
II.湿法炼铅在制备金属铅的同时,还可制得硫磺,相对于火法炼铅更为环保。
湿法炼铅的工艺流程如下:
①不同温度下PbCl2的溶解度如下表所示。
温度(℃)
20
40
60
80
100
溶解度(g)
1.00
1.42
1.94
2.88
3.20
②PbCl2为能溶于水的弱电解质,在Cl-浓度较大的溶液中,存在平衡:
PbCl2(aq)+2Cl-(aq)
PbCl42-(aq)
(3)浸取液中FeCl3的作用是。
(4)操作a为加适量水稀释并冷却,该操作有利于滤液1中PbCl2的析出,分析可能的原因是。
(5)将溶液3和滤液2分别置于右图所示电解装置的两个极室中,可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生。
①溶液3应置于(填“阴极室”或“阳极室”)中。
1简述滤液2电解后再生为FeCl3的原理:
2若铅精矿的质量为ag,铅浸出率为b,当电解池中通过cmol电子时,金属铅全部析出,铅精矿中PbS的质量分数的计算式为。
(1)2PbS+3O2
2PbO+2SO2
(2)2NH3·
H2O+SO2
2NH4++SO32-+H2O
(3)使Pb元素从难溶固体PbS转化成溶液中的PbCl4-,S元素转化成单质硫成为滤渣
(4)加水稀释使PbCl2(aq)+2Cl-(aq)
PbCl42-(aq)平衡向左移动;
温度降低PbCl2溶解度减小
(5)①阴极室
②阳极发生电极反应:
Fe2+-e-
Fe3+(或2Cl--2e-
Cl2;
Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,文字表述也可),使c(Fe3+)升高,同时Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动,使FeCl3再生
19、某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。
资料显示:
原电池装置中,负极反应物的还原性越强,或正极反应物的氧化性越强,原电池的电压越大。
(1)同学们利用下表中装置进行实验并记录。
电极A
溶液B
操作及现象
Ⅰ
Fe
pH=2
的H2SO4
连接装置后,石墨表面产生无色气泡;
电压表指针偏转
Ⅱ
Cu
的H2SO4
连接装置后,石墨表面无明显现象;
电压表指针偏转,记录读数为a
①同学们认为实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀,其正极反应式是。
②针对实验Ⅱ现象:
甲同学认为不可能发生析氢腐蚀,其判断依据是;
乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀,其正极的电极反应式是。
(2)同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验,探究实验Ⅱ指针偏转原因及影响O2氧化性因素。
Ⅲ
经煮沸的pH=2的H2SO4
溶液表面用煤油覆盖,连接装置后,电压表指针微微偏转,记录读数为b
Ⅳ
pH=2的H2SO4
在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置,电压表指针偏转,记录读数为c;
取出电极,向溶液中加入数滴浓Na2SO4溶液混合后,插入电极,保持O2通入,电压表读数仍为c
Ⅴ
pH=12的NaOH
在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置,电压表指针偏转,记录读数为d
1丙同学比较实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的电压表读数为:
c>a>b,请解释原因是
②丁同学对Ⅳ、Ⅴ进行比较,其目的是探究对O2氧化性的影响。
③实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是。
④为达到丁同学的目的,经讨论,同学们认为应改用右图装置对Ⅳ、Ⅴ重复进行实验,
其设计意图是;
重复实验时,记录电压表读数依次为c′、d′,且c′>d′,由此得出的结论是。
答案、
(1)①2H++2e-=H2↑
②在金属活动性顺序中,Cu在H后,Cu不能置换出H2
O2+4H++4e-=2H2O
(2)①O2浓度越大,其氧化性越强,使电压值增大
②溶液的酸碱性
③排除溶液中的Na+(或SO42-)对实验的可能干扰
④排除Cu在酸碱性不同的溶液中,其还原性不同对该实验结果的影响
溶液酸性越强,O2的氧化性越强(介质或环境的pH影响物质的氧化性)
20.某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验:
分别进行的操作
i.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加酚酞
ii.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
铁片表面产生蓝色沉淀
(1)小组同学认为以上两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。
①实验i中的现象是。
②用化学用语解释实验i中的现象:
(2)查阅资料:
K3[Fe(CN)6]具有氧化性。
①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是。
②进行下列实验,在实验几分钟后的记录如下:
0.5mol·
K3[Fe(CN)6]溶液
iii.蒸馏水
iv.1.0mol·
L-1NaCl溶液
铁片表面产生大量蓝色沉淀
v.0.5mol·
L-1Na2SO4溶液
a.以上实验表明:
在条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。
b.为探究Cl-的存在对反应的影响,小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)
后再进行实验iii,发现铁片表面产生蓝色沉淀。
此补充实验表明Cl-的作用是。
(3)有同学认为上述实验仍不严谨。
为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ii结果的影
响,又利用
(2)中装置继续实验。
其中能证实以上影响确实存在的是(填字母序号)。
酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)
产生蓝色沉淀
酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)
铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)
铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2)
(4)综合以上实验分析,利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是
答案
21、某小组研究溶液中Fe2+与NO2−、NO3−的反应。
实验I
试剂试管
2ml
1mol·
L−1
FeSO4
溶液(pH=4)
L−1NaNO2溶液
(pH=8)
a.滴入1滴FeSO4溶液,溶液变黄色,继续滴加,溶液变为棕色。
2小时后,无明显变化
NaNO3溶液
(加NaOH溶液至pH=8)
b.持续滴加FeSO4溶液,无明显变化。
资料:
[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
(1)研究现象a中的黄色溶液。
①用______溶液检出溶液中含有Fe3+。
②甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2+。
乙认为O2不是主要原因,理由是______。
③进行实验Ⅱ,装置如下图。
左侧烧杯中的溶液只变为黄色,不变为棕色,右侧电极上产生无色气泡,经检验该气体为NO。
产生NO的电极反应式是_____。
实验Ⅱ的目的是____
(2)研究现象a中的棕色溶液。
①综合实验Ⅰ和实验Ⅱ,提出假设:
现象a中溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2+或Fe3+发生了反应。
进行实验Ⅲ,证实溶液呈棕色只是因为Fe2+与NO发生了反应。
实验Ⅲ的操作和现象是____
②加热实验Ⅰ中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,溶液中有红褐色沉淀生成。
解释产生红褐色沉淀的原因是______。
(3)研究酸性条件下,溶液中Fe2+与NO2−、NO3−的反应。
序号
操作
ⅰ
取1mol·
L−1的NaNO2溶液,加醋酸至pH=3,加入1mol·
L−1FeSO4溶液
溶液立即变为棕色
ⅱ
L−1的NaNO3溶液,加醋酸至pH=3,加入1mol·
ⅲ
分别取0.5mL1mol·
L−1的NaNO3溶液与1mol·
L−1的FeSO4溶液,混合,小心加入0.5mL浓硫酸
液体分为两层,稍后,在两层液体界面上出现棕色环
①ⅰ中溶液变为棕色的离子方程式是______、
②ⅲ中出现棕色的原因是______。
实验结论:
本实验条件下,溶液中NO2−、NO3−的氧化性与溶液的酸碱性等
答案
(1)①KSCN②两个实验过程均有O2,但NaNO3溶液中无明显变化
③NO2−+e−+H2O==NO↑+2OH−证实Fe2+被NO2−氧化生成Fe3+
(2)①将NO通入FeSO4溶液中,溶液由浅绿色变黄色最后变棕色,将NO通入Fe2(SO4)3溶液中,无明显变化
②棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成Fe2+,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀
(3)①Fe2++NO2−+2CH3COOH==Fe3++NO↑+H2O+2CH3COO−Fe2++NO==[Fe(NO)]2+
②两层液体界面上H+、NO3−与Fe2+反应,生成棕色的[Fe(NO)]2+
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