单元训练题十二 电化学.docx
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单元训练题十二电化学
单元训练题十二 电化学
可能用到的相对原子质量:
H:
1 O:
16 Cu:
64 Ag:
108
一、选择题
1、下列不可能属原电池反应的是()
A.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑B.NaOH+HCl=NaCl+H2O
C.Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4D.2H2+O2=2H2O
2、某学生设计一水果电池:
他把一铁钉和碳棒用导线连接好,然后将铁钉和碳棒平行插入一新鲜西红柿中,再在导线中接一个灵敏电流计。
据此下列叙述正确的是()
A.电流计指针不会发生偏转B.金属铁会被腐蚀
C.碳棒作负极D.铁表面有气体逸出
3、化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是()
A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:
2Cl--2e-=Cl2↑
B.氢氧燃料电池的负极反应式:
O2+2H2O+4e-=4OH-
C.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
D.钢铁发生电化腐蚀的正极反应式:
Fe-2e-=Fe2+
4、对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法。
下列有关说法中正确的是()
A.电解熔融NaOH可生成金属钠、O2以及H2
B.电解熔融CaCl2时,金属钙在阳极生成
C.可用电解饱和MgCl2溶液的方法获得金属镁
D.电解熔融Al2O3制备金属铝时,要加入冰晶石,使Al2O3在较低温度下熔解
5、某同学用如图所示装置进行铜的电解精炼实验(粗铜中有锌、铁、镍、银等杂质,部分导线未画出),下列说法正确的是()
A.a应与c相连接,b应与d相连接
B.电解一段时间,b与d两极析出物质的物质的量相等
C.电解一段时间,b极附近溶液的pH降低
D.电解过程中,Y装置中Cu2+的浓度始终不变
二、选择题
6、按如图所示装置进行下列不同的操作,其中不正确的是()
A.铁腐蚀的速度由大到小的顺序是:
只接通K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2
B.只接通K1,一段时间后,U形管中出现白色沉淀
C.只接通K2,U形管左、右两端液面均下降
D.先只接通K1,一段时间后,漏斗液面上升,然后再只接通K2,漏斗液面下降
7、如图所示,A、F为石墨电极,B、E为铁片电极。
则下列有关推断错误的是()
A.当打开K2,闭合K1时,装置①为原电池
B.当打开K1,闭合K2时,装置②为电解池
C.在U型管②中滴入酚酞试液,当打开K1闭合K2时,E极周围溶液显红色
D.在U型管①中滴入酚酞试液,当打开K2闭合K1时,B极周围溶液显红色
8、用铂电极电解CuSO4溶液,当阴极端发现有气体产生时,继续再通电一会,则加入下面哪种物质可能使电解后的溶液恢复成原来浓度和体积的是()
A.无水CuSO4 B.CuOC.Cu(OH)2 D.CuCO3
9、有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验:
①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,A极溶解;②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,电流由D→导线→C;③A、C相连后,同时浸入稀硫酸中,C极上产生大量气泡;④B、D相连后,同时浸入稀硫酸中,D极发生氧化反应。
据此判断四种金属的活动性顺序是()
A.A>B>C>D B.A>C>D>BC.C>A>B>D D.B>D>C>A
10、世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池,总功率达4兆瓦,是历届世博会之最。
下列有关叙述正确的是()
A.光伏电池是将太阳能转变为电能B.光伏电池是将化学能转变为电能
C.电流从a流向bD.图中N型半导体为正极,P型半导体为负极
11、如图所示,铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里,电流计中有电流通过,则下列说法正确的是()
A.锌片是负极
B.两个铜片上都发生氧化反应
C.石墨是阴极
D.两个番茄都形成原电池
12、下图是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH为电解质溶液,下列有关说法中不正确的是()
A.该能量转化系统中的水也是可以循环的
B.燃料电池系统产生的能量实际上来自于水
C.水电解系统中的阳极反应:
4OH--4e-=2H2O+O2↑
D.燃料电池放电时的负极反应:
H2-2e-+2OH-=2H2O
13、下图两个装置中,液体体积均为200mL,开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5mol/L,工作一段时间后,测得有0.02mol电子通过,若忽略溶液体积的变化,下列叙述正确的是()
A.产生气体体积2①=②
B.①中阴极质量增加,②中正极质量减小
C.电极反应式:
①中阳极:
4OH--4e-=2H2O+O2↑②中负极:
2H++2e-=H2↑
D.溶液的pH变化:
①减小,②增大
三、选择题
14、铅蓄电池的工作原理为:
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不正确的是()
A.K闭合时,d电极反应式:
PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-
B.当电路中转移0.2mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol
C.K闭合时,Ⅱ中SO42-向c电极迁移
D.K闭合一段时间后,Ⅱ可单独作为原电池,d电极为正极
15、某原电池构造如图所示。
下列有关叙述正确的是()
A.在外电路中,电子由银电极流向铜电极
B.取出盐桥后,电流计的指针仍发生偏转
C.外电路中每通过0.1mol电子,铜的质量理论上减小6.4g
D.原电池的总反应式为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
16、根据下图,可判断出下列离子方程式中错误的是()
A.2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(aq)+Cd(s)
B.Co2+(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq)
C.2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2+(aq)
D.2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2+(aq)
17、如下图所示,下列关于实验现象的描述正确的是()
a电极
b电极
X溶液
实验现象
A
石墨
石墨
CuCl2
a电极质量增加,b电极放出无色气体
B
Fe
石墨
KNO3
a电极质量增加,b电极放出无色气体
C
Fe
Cu
CuSO4
a电极质量增加,b电极质量减少
D
石墨
石墨
HCl
a电极放出无色气体,b电极放出无色气体
18、下列有关电化学的示意图中正确的是()
显示提示
1、B B项是中和反应,不是氧化还原反应,没有电子转移。
2、B 金属铁作负极,所以会被腐蚀。
3、A 电解饱和食盐水时,阳极上是Cl-失电子,所以电极反应式为:
2Cl--2e-=Cl2↑。
4、D 电解熔融的氧化铝时,加入冰晶石的作用是做助熔剂,降低氧化铝的熔点。
8、B 在电解过程中溶液中析出了铜和氧气,而且其原子数目之比正好是1∶1,所以仅加氧化铜是正确选项。
9、B ①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,A极溶解,活动性A>B;②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,电流由D→导线→C,所以电子由C→导线→D,活动性C>D;③A、C相连后,同时浸入稀硫酸中,C极上产生大量气泡,活动性A>C;④B、D相连后,同时浸入稀硫酸中,D极发生氧化反应,活动性D>B。
所以四种金属的活动性顺序是A>C>D>B。
12、B 燃料电池系统产生的能量来源于所发生的化学反应,所以选B。
15、D 原电池中铜作负极,银作正极,AgNO3中的Ag+在正极得电子,总反应式为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2。
四、非选择题
19、(6分)下列四种装置,①盛200mL0.005mol/L硫酸铜溶液 ②盛200mL0.01mol/L硫酸 ③盛200mL氯化锌溶液 ④盛200mL氯化钾溶液。
(1)上述四种装置中,为电解池的是__________(用编号回答)。
(2)用离子方程式回答:
通电装置④中的总反应是____________,溶液中可能发生的副反应是__________。
(3)工作一段时间后,测得导线上均通过0.002mol电子,则上述四种装置中溶液pH最小的是__________(用编号回答,盐的水解和溶液体积变化忽略不计)。
(4)若将装置④中的外加电源拆去,用导线将两个连接,则Fe极上发生的反应是__________,C极上发生的反应是__________。
20、(8分)钢铁工业是国家工业的基础。
请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题。
(1)工业上用热还原法炼铁,写出由CO还原赤铁矿(主要成分为Fe2O3)的化学方程式:
____________________。
(2)铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈(Fe2O3·xH2O),反应的化学方程式:
____________________。
(3)生产中可用盐酸来除铁锈。
现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式____________________。
(4)下列装置可防止铁棒被腐蚀的是____________________。
(5)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。
装置示意图如下:
请回答:
①A电极对应的金属是_________(写元素名称),B电极的电极反应式是__________。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12g,则电镀时电路中通过的电子为_________mol。
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因_________。
21、(5分)现有一个装有CuCl2溶液的烧杯,某一电池、两根石墨电极、一根锌电极、一根铁电极和导线,你能选用上述仪器和药品设计一个简单实验来判断某电池的正负极吗?
(1)请你画出进行该实验的装置图:
(2)实验现象及结论是:
____________________。
显示答案
19、
(1)①③④
(2)2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(3)② (4)2Fe-4e-=2Fe2+;O2+2H2O+4e-=4OH-
20、
(1)3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
(2)4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O
(3)2FeCl3+Fe=3FeCl2 (4)BD (5)①铜;Cu2++2e-=Cu ②0.08mol
③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀
21、
(1)
选用其他材料作电极,只要叙述合理均得分。
(2)按上图进行实验,若石墨棒上放出气泡,该石墨所连接的电源为正极,另一电极为负极。
若石墨棒上生成红色固体,该石墨所连接的电源电极为负极,另一电极为正极。
五、非选择题
22、(8分)甲、乙两池电极材料如图所示,请按要求回答下列问题:
(1)若两池中均为Cu(NO3)2溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是甲池中的__________棒(铁、碳),乙池中的__________极(阴、阳)。
②乙池中阳极上发生的电极反应方程式是____________________。
(2)若两池中均为饱和NaCl溶液:
①写出乙池中总反应的化学方程式____________________。
②甲池中碳极上电极反应方程式是____________________,乙池碳极上电极反应属于__________(填氧化反应、还原反应)。
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳极附近,发现试纸变蓝,一段时间后又发现蓝色褪去。
这是因为过量的Cl2将生成的I2又氧化。
若反应的Cl2和I2物质的量之比为5:
1,且生成HCl和另一种强酸,该强酸的化学式为___________________。
④若乙池转移0.1mol电子后停止实验,池中溶液体积是1L,则溶液混合均匀后的,pH=__________(不考虑所生成的气体溶解在溶液中的情况)。
23、(8分)如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。
据此回答问题:
①电源的N端为__________极;
②电极b上发生的电极反应为____________________;
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:
____________________;
④电极c的质量变化是__________g;
⑤电解前后各溶液的酸、碱性强弱是否发生变化,简述其原因:
甲溶液________________________________________;
乙溶液________________________________________;
丙溶液________________________________________;
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
________________________________________________________
显示答案
22、
(1)①碳;阴 ②4OH--4e-=2H2O+O2↑
(2)①2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH
②2H2O+O2+4e-=4OH-;氧化反应 ③HIO3 ④13
23、解析:
(1)①乙中c电极质量增加,则c处发生的反应为:
Cu2++2e-=Cu,即C处为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极。
丙中为K2SO4溶液,相当于电解水,设电解的水的质量为xg。
由电解前后溶质质量相等有,100×10%=(100-x)×10.47%,得x=4.5g,故为0.25mol。
由方程式2H2O
2H2+O2可知,消耗2molH2O,转移4mol电子,所以整个反应中转化0.5mol电子,而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。
②甲中为NaOH溶液,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH-放电,即4OH--4e-=2H2O+O2↑。
③转移0.5mol电子,则生成O2为
=0.125mol,标况下的体积为0.125mol×22.4L·mol-1=2.8L。
④Cu2++2e-=Cu,转移0.5mol电子,则生成的m(Cu)=
×64=16g。
⑤甲中相当于电解水,故NaOH的浓度增大,pH变大。
乙中阴极为Cu2+放电,阳极为OH-放电,所以H+增多,故pH减小。
丙中为电解水,对于K2SO4而言,其pH几乎不变。
(2)铜全部析出,可以继续电解H2SO4,有电解液即可电解。
23、答案:
(1)①正 ②4OH--4e-=2H2O+O2↑③电解的水的质量:
100g×(1-
)=4.5g,生成O2的体积:
×22.4L·mol-1 ④16
⑤碱性增强,因为其中水被电解,导致NaOH浓度增大酸性增强,因为阳极上OH-放电,使溶液H+增多;酸碱性不变,因其中水被电解,而K2SO4又是中性盐,其浓度增加不影响溶液的酸碱性。
(2)可以;因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应
六、非选择题
24、(7分)已知在pH为4~5的环境中,Cu2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解。
某学生欲用电解纯净CuSO4溶液的方法来测定铜的相对原子质量。
其实验过程如图甲所示:
(1)步骤①所加的A的化学式为__________;加入A的作用是____________________。
(2)步骤②中所用的部分仪器如图乙:
则A应接在直流电源的__________极(填“正”或“负”)。
(3)电解开始一段时间后,在U型管中观察到的现象有____________________;石墨电极上的电极反应式____________________。
(4)下列实验操作中必要的是(填字母)__________。
A.称量电解前电极的质量
B.电解后,电极在烘干称重前,必须用蒸馏水冲洗
C.刮下电解后电极上析出的铜,并清洗、称重
D.电极在烘干称重的操作中必须按“烘干→称重→再烘干→再称重”进行
E.在有空气存在的情况下,烘干电极必须采用低温烘干的方法
(5)铜的相对原子质量为__________(用带有n、V的计算式表示)。
25、(8分)在如下图所示的装置中,若通入直流电5min时,铜电极质量增加2.16g,试回答:
(1)电源电极X名称为__________。
(2)pH变化:
A__________,B__________,C__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)通电5min时,B中共收集224mL气体(标准状况),溶液体积为200mL。
则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为__________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200mL,电解后,溶液的pH为__________(设电解前后溶液体积无变化)。
26、(16分)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法:
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是____________________(用离子方程式表示)。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的__________。
a.NH3 b.CO2c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为____________________。
取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是____________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是___________。
(3)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于__________处。
若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为__________。
显示答案
24、
(1)CuO;消耗H+,调节溶液的pH至4~5,使Fe(OH)3沉淀完全
(2)负
(3)溶液的蓝色变浅,A极变粗,有红色物质析出,B极上有气泡产生;
4OH--4e-=2H2O+O2↑ (4)A、B、D、E (5)11200n/V
25、解析:
(1)C装置的铜电极质量增加,说明铜极上有金属析出,即溶液中的银离子被还原生成银单质,故铜极为阴极,由此可确定X极为负极。
(2)A装置电解KCl溶液,生成氢气、氯气和氢氧化钾。
B装置生成Cu、O2和H2SO4,溶液中氢离子浓度增大。
C装置阴极析出银单质,阳极上的银失去电子变成银离子,理论上溶液的物质的量浓度不变。
(3)B装置两极上电子转移的数目与C装置中转移的电子数目相同。
C装置中转移的电子为2.16g/108g/mol=0.02mol。
经判断,B装置两极上的反应为:
阴极:
Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑
阳极:
4OH--4e-=O2↑+2H2O
根据题意可得:
2n(H2)+2n(Cu)=4n(O2)=0.02mol,
n(H2)+n(O2)=224mL,
解得n(Cu)=0.005mol,CuSO4溶液的物质的量浓度为:
0.005mol/0.2L=0.025mol/L。
(4)A装置的反应为:
2KCl+2H2O
2KOH+H2↑+Cl2↑,即反应中电子转移的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等,为0.02mol。
c(OH-)=0.02mol/0.2L=0.1mol/L,c(H+)=10-13mol/L,故pH=13。
25、
(1)负极
(2)增大;减小;不变
(3)0.025mol/L
(4)13
26、
(1)①2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;b
②2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+;HCO3-与H+反应使H+浓度减小,产生Al(OH)3沉淀(合理即可)
(2)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定
(3)N;牺牲阳极保护法(或:
牺牲阳极的阴极保护法)
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