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高三电化学提高练习
2018电化学综合
1.关于下图所示两个装置的叙述中不正确的是
A.c(H+)浓度变化:
①减小,②减小
B.装置名称:
①是电解池,②是原电池
C.离子移动方向:
①中
向阴极方向移动,②中
向正极方向移动
D.电极反应式:
①中阳极:
2H2O-4e-=4H++O2↑,②中负极:
2.下列关于右图装置说法中正确的是
A.精炼铜时,a极为粗铜,b极为精铜
B.电镀铜时,a极为镀件,b极为铜
C.保护铁时,a极为铁片,b极为锌片
D.惰性电极电解饱和食盐水时,b极有黄绿色气体产生
3.氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示(电极均为石墨电极)。
下列说法正确的是
A.M为电子流出的一极
B.通电使氯化钠发生电离
C.电解一段时间后,阴极区pH降低
D.电解时用盐酸调节阳极区的pH在2~3,有利于气体逸出
4.铅蓄电池是常见的二次电池,电池总反应为:
Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
下列说法正确的是
A.放电时PbO2发生氧化反应
B.充电时电解质溶液的质量减少
C.放电时的负极反应式为Pb+SO42—-2e—=PbSO4
D.充电时的阴极反应式为PbSO4+2H2O-2e—=PbO2+SO42—+4H+
5.下图是某种酶生物燃料电池的工作原理示意图。
下列说法中不正确的是
A.葡萄糖是还原剂
B.外电路中电子由A极移向B极
C.溶液中H+由B极区移向A极区
D.B极电极反应式为:
H2O2+2H++2e-===2H2O
6.氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料,用电解法制备氢氧化锂的工作原理如下图所示:
下列叙述不正确的是
A.b极附近溶液的pH增大
B.a极发生的反应为2H2O–4e—=O2↑+4H+
C.该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品
D.当电路中通过1mol电子时,可得到2mol LiOH
7.右图是利用微生物燃料电池处理工业含酚废水的原理示意图,下列说法不正确的是
A.该装置可将化学能转化为电能
B.溶液中H+由a极移向b极
C.b极附近的pH降低
D.a极反应式是:
C6H5OH-28e-+11H2O
6CO2+28H+
8.图1是电解饱和氯化钠溶液示意图。
图2中,x轴表示实验时流入阴极的电子的物质的量,y轴表示
A.n(Na+)
B.n(Cl-)
C.c(OH-)
O
D.c(H+)
图1图2
17.混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池,其工作原理如图所示:
其中M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金,KOH溶液作电解液。
关于镍氢电池,下列说法不正确的是
A.充电时,阴极附近pH降低
B.电动机工作时溶液中OH-向甲移动
C.放电时正极反应式为:
NiOOH+H2O+e-
Ni(OH)2+OH-
D.电极总反应式为:
M+Ni(OH)2MH+NiOOH
23.利用石墨电极电解1mol/L氯化钠溶液,并收集阳极气体检验其成分。
已知:
O2能使酸性的淀粉KI溶液变蓝,不能使中性的淀粉KI溶液变蓝。
实验:
①将气体通入中性的淀粉KI溶液中,溶液变蓝。
②用足量NaOH溶液充分洗气,气体体积减少,将剩余气体通入中性的淀粉KI溶液中,溶液颜色不变,再向溶液中滴加2滴H2SO4溶液,溶液变蓝。
③向酸性的淀粉KI溶液中通入空气,溶液颜色不变。
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A.NaOH溶液洗气时发生反应的离子方程式为:
2OH-+Cl2
Cl-+ClO-+H2O
B.根据实验可以得出中性条件下,氧化性Cl2>O2
C.根据实验可以得出反应物的浓度和溶液的pH会影响物质的氧化性
D.根据实验现象可以判断电解时阳极的电极反应式为:
2Cl-—2e-
Cl2↑
24.实验室模拟工业制备高纯铁。
用惰性电极电解FeSO4溶液制备高纯铁的原理如下图所示。
下列说法不正确的是
A.阴极主要发生反应:
Fe2++2e-===Fe
B.向阳极附近滴加KSCN溶液,溶液变红
C.电解一段时间后,阴极附近pH减小
电解
D.电解法制备高纯铁总反应:
3Fe2+===Fe+2Fe3+
25.用石墨电极完成下列电解实验。
实验装置
实验现象
a处试纸变蓝;
b处变红,局部褪色;
c处无明显变化;
d处试纸变蓝
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A.a为电解池的阴极
B.b处有氯气生成,且与水反应生成了盐酸和次氯酸
C.c处发生了反应:
Fe-3e-=Fe3+D.d处:
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
26.生铁在pH=2和pH=4的盐酸中发生腐蚀。
在密闭容器中,用压强传感器记录该过程的压强变化,如右图所示。
下列说法中,不正确的是
A.两容器中负极反应均为Fe-2e-==Fe2+
B.曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化
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
27.以黄铜矿(主要成分二硫化亚铁铜CuFeS2)为原料,用Fe2(SO4)3溶液作浸取剂提取铜,总反应的离子方程式是CuFeS2+4Fe3+
Cu2++5Fe2++2S。
(1)该反应中,Fe3+体现________性。
(2)上述总反应的原理如右图所示。
负极的电极反应式是________。
(3)一定温度下,控制浸取剂pH=1,取三份相同质量
黄铜矿粉末分别进行如下实验:
对比实验
、
,通入空气,Cu2+浸出率提高的原因是________。
14.硝酸是氧化性酸,其本质是NO3-有氧化性,某课外实验小组进行了下列有关NO3-氧化性的探究(实验均在通风橱中完成)。
实验装置
编号
溶液X
实验现象
实验Ⅰ
6mol·L-1稀硝酸
电流计指针向右偏转,铜片表面产生无色气体,在液面上方变为红棕色。
实验Ⅱ
15mol·L-1浓硝酸
电流计指针先向右偏转,很快又偏向左边,铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为绿色。
(1)实验Ⅰ中,铝片作________(填“正”或“负”)极。
液面上方产生红棕色气体的化学方程式是________。
(2)实验Ⅱ中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是________。
15.知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。
某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理,形成如下问题(显示的电极均为石墨)。
16题图2
(1)图1中,电解一段时间后,气球b中的气体是______(填化学式),U形管_____(填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,电解可制备“84”消毒液的有效成分,则c为电源的________极;该发生器中反应的总离子方程式为___________________。
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。
该工艺的相关物质传输与转化关系如图3所示(其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过)。
①燃料电池B中的电极反应式分别为:
负极_______________,正极______________。
②分析图3可知,氢氧化钠的质量分数a%、b%、c%由大到小的顺序为___________。
21.NO2可电解制备绿色硝化试剂N2O5。
下图是其原理示意图。
阳极电解液中的N2O4由NO2降温转化得到,降温的原因是_______。
阳极区生成N2O5的电极反应式是_______。
阴极区得到一种可循环利用的物质,其化学式是_______。
(3)锂离子二次电池的负极材料为金属锂和石墨的复合材料(石墨作为金属锂的载体),电
池反应为:
FePO4(s)+Li(s)LiFePO4(s),装置如下:
①该电池不能用电解质水溶液,原因是。
②充电时,b极的电极反应式是。
如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示:
LiFePO4
FePO4
该电池电解质为能传导Li+的固体材料。
放电时该电极是电池的极(填“正”或“负”),电极反应式为。
(5)电解法合成氨因其原料转化率大幅度提高,有望代替传统的工业合成氨工艺。
电解法合成氨的两种原理及装置如图2和图3所示。
①图2中,A电极上通入的X为。
②图3中,D电极上的电极反应式为。
③若图2和图3装置的通电时间相同、电流强度相等,电解效率分别为80%和60%,则两种装置中产生氨气的物质的量之比为。
图2图3
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如下图所示。
①在图示的转化中,化合价不变的元素是。
②在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。
欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有。
(3)工业上常采用上图电解装置电解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液,电解一段时间后,通入H2S加以处理。
利用生成的铁的化合物K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的H2S转化为可利用的S,自身转化为K4[Fe(CN)6]。
①电解时,阳极的电极反应式为。
②当有16gS析出时,阴极产生的气体在标准状况下的体积为。
1通入H2S时发生如下反应,补全离子方程式:
28.(16分)
研究小组进行右图所示实验,试剂A为0.2mol·L-1CuSO4溶液,发现铝条表面无明显变化,于是改变实验条件,探究铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液反应的影响因素。
用不同的试剂A进行实验1~实验4,并记录实验现象:
实验序号
试剂A
实验现象
1
0.2mol·L-1CuCl2溶液
铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出
2
0.2mol·L-1CuSO4溶液,再加入一定质量的NaCl固体
开始铝条表面无明显变化,加NaCl后,铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出
3
2mol·L-1CuSO4溶液
铝条表面有少量气泡产生,并有少量红色固体
4
2mol·L-1CuCl2溶液
反应非常剧烈,有大量气泡产生,溶液变成棕褐色,有红色固体和白色固体生成
(1)实验1中,铝条表面析出红色固体的反应的离子方程式为_________。
(2)实验2的目的是证明铜盐中的阴离子Cl-是导致实验1中反应迅速发生的原因,实验2中加入NaCl固体的质量为_________g。
(3)实验3的目的是_________。
(4)经检验知,实验4中白色固体为CuCl。
甲同学认为产生白色固体的原因可能是发生了Cu+CuCl2
2CuCl的反应,他设计了右图所示实验证明该反应能够发生。
①A极的电极材料是_________。
能证明该反应发生的实验现象是_________。
(5)为探究实验4中溶液呈现棕褐色的原因,分别取白色CuCl固体进行以下实验:
实验序号
实验操作
实验现象
i
加入浓NaCl溶液
沉淀溶解,形成无色溶液
ii
加入饱和AlCl3溶液
沉淀溶解,形成褐色溶液
iii
向i所得溶液中加入2mol·L-1CuCl2溶液
溶液由无色变为褐色
查阅资料知:
CuCl难溶于水,能溶解在Cl-浓度较大的溶液中,生成[CuCl2]-络离子,用水稀释含[CuCl2]-的溶液时会重新析出CuCl沉淀。
①由上述实验及资料可推断,实验4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]-与_________作用的结果。
②为确证实验4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]-,应补充的实验是_________。
(6)上述实验说明,铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反应现象与_________有关。
27.(14分)
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:
已知:
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。
28.(15分)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
1.0mol·L-1
AgNO3溶液
Ⅰ.产生黄色沉淀,溶液无色
1.0mol·L-1
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
实验
现象
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)
28.某兴趣小组利用电解装置,探究“铁作阳极”时发生反应的多样性,实验过程如下。
I.KCl作电解质
(1)一定电压下,按图-1装置电解,现象如下:
石墨电极上迅速产生无色气体,铁电极上无气体生成,铁逐渐溶解。
5min后U型管下部出现灰绿色固体,之后铁电极附近也出现灰绿色固体,10min后断开K。
按图-2进行实验。
①石墨电极上的电极反应式是。
②确认灰绿色固体中含有Fe2+的实验现象是。
③灼烧晶体X,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。
结合平衡移动原理,解释“试管i中析出白色晶体”的原因是。
(2)其他条件不变时,用图-3装置重复实验,10min后铁电极附近溶液依然澄清,断开K。
按图-4进行实验
①盐桥的作用是。
②与实验I中vi、vii与ii~v中的现象比较,可以得出的结论是(答两点):
。
II.KOH作电解质
(3)用图-1装置电解浓KOH溶液,观察到铁电极上立即有气体生成,附近溶液逐渐变为淡紫色(
),没有沉淀产生。
①铁电极上OH-能够放电的原因是。
1阳极生成
的总电极反应式是。
28.(16分)某小组研究NaClO溶液与KI溶液的反应,实验记录如下:
实验编号
实验操作
实验现象
Ⅰ
ⅰ.溶液变为浅黄色
ⅱ.溶液变蓝
Ⅱ
ⅰ.溶液保持无色
ⅱ.溶液不变蓝,溶液的pH=10
【资料】:
碘的化合物主要以I−和IO3−的形式存在。
酸性条件下IO3−不能氧化Cl−,可以氧化I−。
ClO−在pH<4并加热的条件下极不稳定。
(1)0.5mol·L−1NaClO溶液的pH=11,用离子方程式表示其原因:
。
(2)实验Ⅰ中溶液变为浅黄色的离子方程式是。
(3)对比实验Ⅰ和Ⅱ,研究实验Ⅱ反应后“溶液不变蓝”的原因。
①提出假设a:
I2在碱性溶液中不能存在。
设计实验Ⅲ证实了假设a成立,实验Ⅲ的操作及现象是。
②进一步提出假设b:
NaClO可将I2氧化为IO3−。
进行实验证实了假设b成立,装置如下图,其中甲溶液是,实验现象
是。
(4)检验实验Ⅱ所得溶液中的IO3−:
取实验Ⅱ所得溶液,滴加稀硫酸至过量,整个过程均未出现蓝色,一段时间后有黄绿色刺激性气味的气体产生,测得溶液的pH=2。
再加入KI溶液,溶液变蓝,说明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3−。
①产生的黄绿色气体是。
②有同学认为此实验不能说明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3−,理由是。
欲证明实验Ⅱ所得溶液中存在IO3−,改进的实验方案是。
1实验Ⅱ中反应的离子方程式是。
28.(15分)
(1)
(2)①AgI
②a.
b.AgCl
c.
(3)①
②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。
28.(16分)
(1)①2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=2OH-+H2↑)
②试管iii中生成蓝色沉淀,试管v中没有蓝色沉淀
③试管i中存在溶解平衡:
KCl(s)
K+(aq)+Cl-(aq),滴加12mol/L的盐酸,增大c(Cl-),平衡逆向移动,析出KCl晶体
(2)①阻碍OH-向阳极迁移,避免灰绿色固体生成
②本实验条件下铁在阳极区的产物主要为Fe2+,Fe2+在碱性条件下更容易被氧化为Fe3+
(3)①c(OH-)增大,反应速率加快(更容易放电)
②Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O生成红褐色沉淀和无色气体
28.(16分,
(1)和(4)①1分,其他每空2分)
(1)ClO−+H2O
OH−+HClO
(2)ClO−+2I−+H2O==I2+Cl−+2OH−
(3)①向pH=10的NaOH溶液中加入少量滴有淀粉溶液的碘水,振荡,蓝色褪去
②碘水右侧碘水棕黄色变浅,电流表的指针偏转
(4)①Cl2②溶液中的Cl2或HClO也可将I−氧化为I2,使溶液变蓝
加热pH=2的溶液至无色,使黄绿色气体(或Cl2)充分逸出,使HClO完全分解,冷却后再加入KI溶液③3ClO−+I−==3Cl−+IO3−
28.(15分)某研究小组探究电解FeCl2溶液的电极反应产物
(1)配制1mol•L-1FeCl2溶液,测得pH=4.91,原因(用离
子方程式表示)。
从化合价角度分析,Fe2+具有。
(2)该小组同学预测电解FeCl2溶液两极的现象:
阳极有黄绿色气体产生,阴极有无色气体产生。
该小组同学用右图装置电解1mol•L-1FeCl2溶液:
取少量银灰色固体洗涤后,加稀H2SO4有气泡产生,再向溶液中加入(试剂和现象),证明该固体为Fe。
该小组同学进一步分析红褐色固体产生的原因,甲同学认为;乙同学认为2Cl--2e-=Cl2↑,Cl2可氧化Fe2+最终生成Fe(OH)3。
为证实结论,设计方案如下:
用实验Ⅰ的装置和1.5v电压,电解酸化(pH=4.91)的,通电5分钟后,阳极无明显现象,证实乙同学的推论不正确。
丙同学认为仍不严谨,原因是产生的气体溶于水,继续实验(操作和现象),进一步证实了乙同学的推论不正确。
实验
条件
操作及现象
电压
pH
阳极
阴极
Ⅰ
1.5v
4.91
无气泡产生,溶液逐渐变浑浊,5分钟后电极表面析出红褐色固体
无气泡产生,4分钟后电极表面有银灰色金属状固体附着
(3)该小组同学进一步探究电解1mol•L-1FeCl2溶液电极产物的影响因素。
实验
条件
操作及现象
电压
pH
阳极
阴极
Ⅱ
1.5v
2.38
无气泡产生,溶液出现少量浑浊,滴加KSCN溶液变红色
无气泡产生,电极表面有银灰色金属状固体附着
Ⅲ
1.5v
1.00
无气泡产生,溶液无浑浊现象,滴加KSCN溶液变红色
有气泡产生,无固体附着
Ⅳ
3.0v
4.91
无气泡产生,溶液逐渐变浑浊,3分钟后电极表面有红褐色固体产生
极少量气泡产生,1分钟出现镀层金属
Ⅴ
6.0v
4.91
有气泡产生,遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
溶液逐渐变浑浊
大量气泡产生,迅速出现镀层金属
对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以得出结论:
阳极Fe2+放电时,酸性较强主要生成Fe3+;酸性较弱主要生成Fe(OH)3。
阴极。
对比实验Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ可以得出结论:
增大电压,不仅可以改变离子的放电能力,也可以----。
(4)综合分析上述实验,电解过程中电极反应的产物与-有关。
27.(17分)某小组研究溶液中Fe2+与NO2−、NO3−的反应。
实验Ⅰ
试剂
现象
滴管
试管
2mL
1mol·L−1FeSO4
溶液
(pH=4)
1mol·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
1mol·L−1NaNO3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,
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