成都龙泉中学学年度级化学《电化学及其应用》过关训练试题Word版含解答.docx
- 文档编号:9304241
- 上传时间:2023-02-04
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:322.85KB
成都龙泉中学学年度级化学《电化学及其应用》过关训练试题Word版含解答.docx
《成都龙泉中学学年度级化学《电化学及其应用》过关训练试题Word版含解答.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《成都龙泉中学学年度级化学《电化学及其应用》过关训练试题Word版含解答.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
成都龙泉中学学年度级化学《电化学及其应用》过关训练试题Word版含解答
(人教版)高二《电化学》过关训练试题
一、单项选择题:
本题包括12小题,每小题6分,共72分。
1.“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰,向发热包中加入冷水,可用来蒸煮食物。
下列说法错误的是( )
A.活性炭作正极,正极上发生还原反应
B.负极反应为Al-3e-+4OH-===AlO
+2H2O
C.Na+由活性炭区向铝粉表面区迁移
D.硅藻土结构疏松,使各物质分散并均匀混合,充分接触
解析:
选C 向发热包中加入冷水,形成原电池。
反应CaO+H2O===Ca(OH)2放热使水迅速升温沸腾,反应Na2CO3+Ca(OH)2===2NaOH+CaCO3↓使得溶液呈碱性,则溶液中发生反应2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑,该反应为原电池的总反应,负极反应为Al-3e-+4OH-===AlO
+2H2O,正极反应为2H2O+2e-===2OH-+H2↑。
选项A,活性炭作正极,正极上得电子发生还原反应,正确;选项B,负极反应为Al-3e-+4OH-===AlO
+2H2O,正确;选项C,Na+向正极移动,错误;选项D,硅藻土结构疏松,孔隙大,能使各物质分散并均匀混合,充分接触,正确。
2.瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时,可以通过传感器显示。
该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图所示,其中的固体电解质是Y2O3Na2O,O2-可以在其中自由移动。
下列有关叙述正确的是( )
A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极b流向电极a
B.电极b是正极,O2-由电极a流向电极b
C.电极a的反应式为CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O
D.当固体电解质中有1molO2-通过时,电子转移4mol
解析:
选C A项,电子不能在电池内电路流动,只能在外电路中流动,故A错误;B项,氧气在正极(电极b)得电子发生还原反应,生成的O2-流向负极(电极a)与甲烷发生反应,故B错误;C项,甲烷失去电子,在负极发生氧化反应,电极反应为CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O,故C正确;D项,1molO2得4mol电子生成2molO2-,故当固体电解质中有1molO2-通过时,转移2mol电子,故D错误。
3.用钠金属片和碳纳米管作为电极材料,以高氯酸钠—四甘醇二甲醚为电解液,可制得“可充室温钠—二氧化碳电池”,电池总反应为4Na+3CO2
2Na2CO3+C,生成的固体Na2CO3沉积在碳纳米管上,下列关于该电池的叙述正确的是( )
A.放电时的正极反应为CO2+4e-===C+2O2-
B.充电时碳纳米管接直流电源的负极
C.放电时每消耗3molCO2,转移4mol电子
D.充电时阴极反应为C+2Na2CO3-4e-===4Na++3CO2↑
解析:
选C 该电池放电时,正极上CO2得电子,结合Na+生成C和Na2CO3,A选项不正确;充电时,碳纳米管应接直流电源的正极,作阳极,B选项不正确;放电时每消耗3molCO2,可生成1molC,转移4mol电子,C选项正确;充电时阴极反应式为Na++e-===Na,D选项不正确。
4.电化学在日常生活中用途广泛,下图①是镁、次氯酸钠燃料电池的示意图,电池总反应式为:
Mg+ClO-+H2O═Cl-+Mg(OH)2↓,图②是电解法除去工业废水中的Cr2O72-.下列说法正确的是
A.图②中Cr2O72-离子向铁电极移动,与该极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去
B.图②中阳极上的电极反应式为:
Fe-3e-═Fe3+
C.图①中发生的氧化反应是:
ClO-+H2O+2e-═Cl-+2(OH)-
D.若图①中7.2g镁溶解产生的电量用以图②废水处理,理论可除去Cr2O72-的物质的量为0.05mol
解析:
选D A.图②中惰性电极为阴极,Fe电极为阳极,则Cr2O72-离子向金属铁电极移动,与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3除去,A错误;B.图②中阳极上的电极反应式为:
Fe-2e-=Fe2+,B错误;C.该原电池中,镁作负极,负极上镁失电子发生氧化反应,C错误;D.n(Mg)=7.2g÷24g/mol=0.3mol,由电子守恒可知6Mg~6Fe2+~Cr2O72-,因此理论可除去Cr2O72-的物质的量为0.3mol÷6=0.05mol,D正确,答案选D。
5.Li/FePO4电池是高温性能好、对环境友好的二次新型电池,总反应为LiCx+FePO4===LiFePO4+xC。
其工作原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A.FePO4/LiFePO4是原电池的负极材料
B.充电时,Li+离开LiFePO4电极在阴极得到电子
C.放电时,负极反应为Li-e-===Li+
D.电池在低温时能如高温时一样保持很好的工作性能
解析:
选B 根据总反应方程式和原理图可知放电过程中铁元素化合价降低,FePO4/LiFePO4是原电池的正极材料,A项错误;充电时LiFePO4作阳极,Li+离开LiFePO4电极在阴极得到电子,B项正确;放电时负极的电极反应式为LiCx-e-===Li++xC,C项错误;Li/FePO4电池是高温性能好、对环境友好的二次新型电池,温度不同,离子在电池内部的移动速率不同,工作性能不同,D项错误。
6.垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能,其原理如图所示。
下列说法正确的是( )
A.电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极
B.放电过程中,正极附近pH变小
C.若1molO2参与电极反应,有4molH+穿过质子交换膜进入右室
D.负极电极反应为H2PCA+2e-===PCA+2H+
解析:
选C 右侧氧气得电子产生水,作为正极,故电流由右侧正极经过负载后流向左侧负极,选项A错误;放电过程中,正极氧气得电子与氢离子结合产生水,氢离子浓度减小,pH变大,选项B错误;若1molO2参与电极反应,有4molH+穿过质子交换膜进入右室,生成2mol水,选项C正确;原电池负极失电子,选项D错误。
7.将H2S通人FeCl3溶液中,过滤后将反应液加入电解槽中电解(如下图所示),电解后的溶液还可以循环利用。
该方法可用于处理石油炼制过程中产生的H2S废气。
下列有关说法正确的是( )
A.过滤得到的沉淀可能是FeS和S
B.若有0.20mol的电子转移,一定能得到2.24L的氢气
C.可以用Fe与外接电源的a极相连
D.与a极相连的电极反应为Fe2+-e-===Fe3+
解析:
选D H2S与FeCl3反应生成S、盐酸和氯化亚铁,A错误;没有给出氢气所处的条件,不能求氢气的体积,B错误;根据右边生成氢气知,b是负极,a是正极,此时铁是阳极,被溶解,C错误。
8.如图是MCFC燃料电池,它是以水煤气(CO、H2)为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3共熔混合物为电解质。
下列说法正确的是( )
A.B极的电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-
B.电池放电时,电池中CO
的物质的量逐渐减少
C.放电时,CO
向负极移动
D.电路中的电子经正极、负极、共熔混合物再回到正极,形成闭合回路
解析:
选C 由题图可知,O2和CO2通入B电极发生还原反应,则B极为正极,电极反应式为O2+2CO2+4e-===2CO
,A错误;电池的负极反应式为H2+CO
-2e-===CO2+H2O、CO+CO
-2e-===2CO2,据得失电子守恒及两极反应式可知,该电池的总反应式为2H2+O2===2H2O和2CO+O2===2CO2,故放电时电池中CO
的物质的量不变,B错误;放电时,熔融电解质中阴离子向负极移动,即CO
向负极移动,C正确;电路中的电子从负极流出,经导线流向正极,但不能经过共熔混合物,D错误。
9.利用如图装置进行实验,甲、乙两池中均为1mol·L-1的AgNO3溶液,A、B均为Ag电极。
实验开始时先闭合K1,断开K2。
一段时间后,断开K1,闭合K2,形成浓差电池,电流表指针偏转(Ag+浓度越大氧化性越强)。
下列说法不正确的是( )
A.闭合K1,断开K2后,B极发生氧化反应
B.闭合K1,断开K2后,乙池溶液浓度增大
C.断开K1,闭合K2后,NO
向B极移动
D.断开K1,闭合K2后,当转移0.1mole-时,乙池质量减少17.0g
解析:
选C 闭合K1,断开K2后,该装置为电解池,B极与电源正极相连,为阳极,发生氧化反应,A项正确;闭合K1,断开K2后,A极发生反应:
Ag++e-===Ag,B极发生反应:
Ag-e-===Ag+,甲池中c(Ag+)减小,乙池中c(Ag+)增大,NO
通过离子交换膜由甲池进入乙池,乙池溶液浓度增大,B项正确;断开K1,闭合K2后,形成浓差电池,电流表指针偏转,根据Ag+浓度越大氧化性越强,可知B极为正极,发生还原反应,A极为负极,发生氧化反应,NO
向负极移动,即向A极移动,C项错误;断开K1,闭合K2后,当转移0.1mole-时,根据乙池中B极发生反应:
Ag++e-===Ag,同时NO
向甲池移动可知,乙池减少的质量为0.1mol×108g·mol-1+0.1mol×62g·mol-1=17.0g,D项正确。
10.根据光合作用原理,设计如图原电池装置。
下列说法正确的是( )
A.a电极为原电池的正极
B.外电路电流方向是a→b
C.b电极的电极反应式为O2+2e-+2H+===H2O2
D.a电极上每生成1molO2,通过质子交换膜的H+为2mol
解析:
选C 根据题图可知,a电极上H2O转化为H+和O2,发生氧化反应,则a电极为原电池的负极,A项错误;a电极为负极,b电极为正极,外电路电流方向应从正极到负极,即b→a,B项错误;根据题图可知,b电极上O2得电子转化为H2O2,电极反应式为O2+2e-+2H+===H2O2,C项正确;a电极上每生成1molO2,转移4mol电子,则通过质子交换膜的H+为4mol,D项错误。
11.目前固体电解质在制备全固态电池及传感器、探测器等方向的应用日益广泛。
利用RbAg4I5(靠Ag+迁移)晶体可制成电化学气敏传感器,如图是一种测定O2含量的气体传感器示意图。
被分析的O2可以透过聚四氟乙烯薄膜,由电池电动势变化可以得知O2的含量。
下列说法正确的是( )
A.传感器中的反应为4AlI3+3O2===2Al2O3+6I2
B.传感器工作过程中Ag+向Ag电极迁移
C.正极反应式为I2+2Rb++2e-===2RbI
D.通过11.2LO2时有2mol电子通过电位计
解析:
选A 分析题图可知,O2透过聚四氟乙烯膜与碘化铝反应生成I2,I2在石墨电极上发生还原反应,所以,负极反应式为Ag-e-===Ag+,正极反应过程为I2+2e-===2I-、
I-+Ag+===AgI,正极总反应式为2Ag++I2+2e-===2AgI。
A项,碘离子的还原性强,O2氧化碘化铝生成氧化铝和碘单质,正确;B项,银离子向正极迁移,石墨电极为正极,错误;C项,正极反应式为2Ag++I2+2e-===2AgI,错误;D项,没有指明温度、压强,不能根据O2体积计算氧气的物质的量,错误。
12.利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,装置如图所示,下列说法不正确的是
A.电极a和
电极c都发生氧化反应
B.电极d的电极反应式为2H++2e-=H2↑
C.c电极上的电极反应式为N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+
D.装置A中每消耗64gSO2,理论上装置A和装置B中均有2moH+通过质子交换膜
解析:
选C A装置能自发的进行氧化还原反应且没有外接电源,所以是原电池,a极上二氧化硫失电子为负极,b上氧气得电子为正极,B属于电解池,与电源的正极b相连的电极c为阳极,N2O4在阳极失电子生成N2O5,
二、填空题:
本题包括2小题,共28分。
13.(14分)铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。
请回答下列问题:
(1)黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。
其中一个反应为3FeS2+8O2
6SO2+Fe3O4,氧化产物为________,若有3molFeS2参加反应,转移电子的物质的量为________。
(2)①钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下,将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请在下图虚线框内作出修改,并用箭头标出电子流动方向。
②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀时石墨电极的电极反应式:
_________________________。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)可作净水剂,也可用于制造高铁电池。
高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,该电池放电时正极反应式为________________。
用该电池电解100mL1mol·L-1的AgNO3溶液,当电路中通过0.1mol电子时,被电解溶液的pH为________(溶液体积变化忽略不计)。
解析:
(1)标化合价3F
2+8
2高温,6
2+F
3
4,化合价升高的元素为Fe、S,所以氧化产物为SO2、Fe3O4,若有3molFeS2参加反应,则有8molO2参加反应,化合价降低4×8mol=32mol。
(2)碳是惰性电极,所以只能形成电解池才能防止铁腐蚀。
(3)正极是得电子的,FeO
得电子,铁的化合价由+6降到+3,FeO
+3e-===Fe(OH)3,由电池反应式可知电解质溶液为碱性溶液,用OH-配平电荷:
FeO
+3e-===Fe(OH)3+5OH-,最后用水配平得:
FeO
+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-;根据阳极:
4OH--4e-===O2↑+2H2O,所以参加反应的n(OH-)=0.1mol,生成n(H+)=0.1mol,c(H+)=1mol·L-1,pH=0。
答案:
(1)SO2、Fe3O4 32mol
(2)①如图所示
②O2+2H2O+4e-===4OH-
(3)FeO
+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH- 0
14.(14分)能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。
(1)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。
可用熔融的碳酸盐作为电解质,向负极充入燃料气CH4,用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气,以石墨为电极材料,制得燃料电池。
工作过程中,CO
移向________(填“正”或“负”)极,已知CH4发生反应的电极反应式为CH4+4CO
-8e-===5CO2+2H2O,则另一极的电极反应式为_____
________________________________________________。
(2)利用上述燃料电池,按如图1所示装置进行电解,A、B、C、D均为铂电极,回答下列问题。
Ⅰ.甲槽电解的是200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积,电解前后溶液的体积变化忽略不计)。
①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为______mol·L-1,CuSO4的物质的量浓度为_______________mol·L-1。
②t2时所得溶液的pH=_______________。
Ⅱ.乙槽为200mLCuSO4溶液,乙槽内电解的总离子方程式:
____________________
______________________________________________________________________________:
①当C极析出0.64g物质时,乙槽溶液中生成的H2SO4为________mol。
电解后,若使乙槽内的溶液完全复原,可向乙槽中加入________(填字母)。
A.Cu(OH)2 B.CuO
C.CuCO3D.Cu2(OH)2CO3
②若通电一段时间后,向所得的乙槽溶液中加入0.2mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度,则电解过程中转移的电子数为________。
解析:
(1)燃料电池工作过程中,熔融盐中的阴离子向负极移动,即CO
移向负极。
CH4在负极发生氧化反应生成CO2和H2O,该燃料电池的总反应式为CH4+2O2===CO2+2H2O,结合得失电子守恒、负极反应式和电池总反应式推知,正极反应式为O2+2CO2+4e-===2CO
。
(2)Ⅰ.①A、B、C、D均为惰性电极Pt,甲槽电解NaCl和CuSO4的混合液,阳极上离子放电顺序为Cl->OH->SO
,阴极上离子放电顺序为Cu2+>H+>Na+,开始阶段阴极上析出Cu,阳极上产生Cl2,则题图2中曲线Ⅰ代表阴极产生气体体积的变化,曲线Ⅱ代表阳极产生气体体积的变化。
阳极上发生的反应依次为2Cl--2e-===Cl2↑、
4OH--4e-===2H2O+O2↑,由曲线Ⅱ可知,Cl-放电完全时生成224mLCl2,根据Cl原子守恒可知,溶液中c(NaCl)=
=0.1mol·L-1;阴极上发生的反应依次为Cu2++2e-===Cu、2H++2e-===H2↑,由曲线Ⅱ可知Cu2+放电完全时,阳极上产生224mLCl2和112mLO2,则电路中转移电子的物质的量为0.01mol×2+0.005mol×4=0.04mol,据得失电子守恒可知n(Cu2+)=0.04mol×
=0.02mol,故混合液中c(CuSO4)=
=
0.1mol·L-1。
②0~t1时间内相当于电解CuCl2,电解反应式为CuCl2
Cu+Cl2↑,t1~t2时间内相当于电解CuSO4,而电解CuSO4溶液的离子反应为2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+,则生成H+的物质的量为0.005mol×4=0.02mol,则有c(H+)=
=
0.1mol·L-1,故溶液的pH=1。
Ⅱ.电解CuSO4溶液时,Cu2+在阴极放电,水电离的OH-在阳极放电,电解的总离子方程式为2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+。
①C极为阴极,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,析出0.64gCu(即0.01mol)时,生成H2SO4的物质的量也为0.01mol。
电解CuSO4溶液时,阴极析出Cu,阳极上产生O2,故可向电解质溶液中加入CuO、CuCO3等使电解质溶液完全复原。
②加入0.2molCu(OH)2相当于加入0.2molCuO和0.2molH2O,则电解过程中转移电子的物质的量为0.2mol×2+0.2mol×2=0.8mol,即0.8NA个电子。
答案:
(1)负 O2+2CO2+4e-===2CO
(2)Ⅰ.①0.1 0.1 ②1
Ⅱ.2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+
①0.01 BC ②0.8NA
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电化学及其应用 成都 龙泉 中学 学年度 化学 电化学 及其 应用 过关 训练 试题 Word 解答