高三化学一轮复习 第12章 电化学 第四节 电解习题详解(含解析)(实验班)
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2018年高考化学第一轮复习专题电解原理及应用习题苏教版编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018年高考化学第一轮复习专题电解原理及应用习题苏教版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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电解原理及应用【模拟试题】(答题时间:50分钟)1。
用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的pH 下降的是 A 。
CuCl 2 B 。
AgNO 3 C. BaCl 2 D 。
H 2SO 42. 1LNa 2SO 4和CuSO 4的混合液中,c(SO 42—)=2mol ·L —1,用石墨做电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L (标准状况)气体,则原溶液中c (Na +)为A 。
0.5mol ·L -1 B. 1 mol ·L —1 C. 1.5 mol ·L —1 D. 2 mol ·L -13。
用惰性电极电解M (NO 3)x 的水溶液,当阴极上增重ag 时,在阳极上同时产生bL 氧气(标况),从而可知M 的相对原子质量为A 。
b ax 4.22 B. b ax 2.11 C. b ax 6.5 D 。
bax 5.2 4. 下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是5。
用惰电极电解AgNO 3溶液500mL;当电解液的pH 值从6.0变为3.0(设电解时无氢气逸出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),电极上析出银的质量为A. 27mgB. 54mgC. 108mg D 。
【一. 教学内容:电解原理及应用二. 教学目标理解电解原理,驾驭电极反应式的书写及电解原理的应用三. 教学重点、难点电解原理[教学过程]一、电解原理:电解是电流通过电解质溶液而在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程;电解池是将电能转化为化学能的装置;构成条件为:必需连接有直流电源,要有电极(阴、阳极),以及电解质溶液或熔融电解质。
在电解过程中与电源正极相连的极称为阳极,在阳极上发生氧化反应;与电源负极相连的极称为阴极,在阴极上发生还原反应;电解质溶液中的阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。
说明:1、电解质溶液的导电过程实质上就是其电解过程。
在电解池中电子流向:电子由电源的负极→电解池的阴极,再由电解质溶液→电解池的阳极→电源正极。
溶液中离子的移动方向:溶液中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。
3、电解池与原电池的推断:有外加电源的装置肯定是电解池,无外加电源的装置肯定是原电池, 多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池,其余都是在原电池带动下工作的电解池;若最活泼的电极相同时,则两极间活泼性差别较大的是原电池,其余为电解池。
4、电解池的反应原理:放电:阳离子得到电子或阴离子失去电子。
离子放电的依次取决于离子的本性,也与离子浓度和电极材料有关。
(1)阳极产物的推断先看电极,若是活泼电极(金属活动依次表Ag以前,包含Ag),电极放电,溶液中的阴离子不放电;若是惰性电极(如铂、石墨等),则看溶液中阴离子的失电子实力。
在惰性电极上,阴离子放电依次为:(2)阴极产物的推断:干脆依据阳离子放电依次进行推断,阳离子放电依次为:留意:高价含氧酸根离子一般不放电5、分析电解问题的基本思路:通电前:电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H+和OH-)。
通电时:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,结合放电依次分析谁优先放电。
写电极反应式,并结合题目要求分析电解结果,如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的改变、pH改变等。
【五年高考三年模拟】2017届高三化学新课标一轮复习练习:专题十二-电化学-Word版含解析————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:专题十二电化学考点一原电池的工作原理13.(2016江苏单科,7,2分)下列说法正确的是()A.氢氧燃料电池工作时,H2在负极上失去电子B.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液加热后,溶液的pH减小C.常温常压下,22.4 L Cl2中含有的分子数为6.02×1023个D.室温下,稀释0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强答案A A项,原电池工作时,负极失电子,故正确;B项,0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液加热后,C O32-水解程度变大:C O 32-+H2O HC O3-+OH-,溶液碱性增强,pH增大,故错误;C项,常温常压下,22.4 L Cl2的物质的量不是1 mol,故错误;D项,室温下,稀释0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液,溶液中离子总浓度减小,溶液导电能力减弱,故错误。
评析本题是一个“杂合题”。
列出四个无关联的知识点让学生判断正误。
难度不大。
14.(2015江苏单科,10,2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。
下列有关该电池的说法正确的是()A.反应CH4+H2O3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-2H2OC.电池工作时,C O32-向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-2C O32-答案D A项,由化合价变化知,每消耗1 mol CH4转移6 mol电子;B项,电极A为负极,发生的电极反应为H2-2e-+C O32-H2O+CO2;C项,电池工作时,C O32-向电极A移动;D项,电极B是正极,电极反应为O2+4e-+2CO22C O32-。
一轮单元训练金卷·高三·化学卷(A)第十二单元电化学基础注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Al:27 Cu:64 Zn:65一、选择题(每小题3分,共48分)1.课堂学习中,同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。
下列结论错误的是A.原电池是将化学能转化成电能的装置B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成C.图中a极为铝条、b极为锌片时,导线中会产生电流D.图中a极为锌片、b极为铜片时,电子由铜片通过导线流向锌片2.如图,在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法正确的是A.外电路的电流方向为X→外电路→YB.若两电极分别为铁和碳棒,则X为碳棒,Y为铁C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应D.若两电极都是金属,则它们的活动性强弱为X>Y3.下列有关电化学装置完全正确的是A B C D铜的精炼铁上镀银防止Fe被腐蚀构成铜锌原电池4.烧杯A中盛放0.1 mol/L的H2SO4溶液,烧杯B中盛放0.1 mol/L的CuCl2溶液(两种溶液均足量),组成的装置如图所示。
下列说法不正确的是A.A为原电池,B为电解池B.A为电解池,B为原电池C.当A烧杯中产生0.1 mol气体时,B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 molD.经过一段时间,B烧杯中溶液溶质的浓度减小5.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)2-4。
化学反应条件的控制和优化一、单选题(共15题)1.接触法制硫酸的工艺流程中的关键步骤是SO 2的催化氧化:2SO 2+O 2催化剂Δ2SO 3ΔH<0,在催化剂表面的反应历程如下:下列说法正确的是A .过程中既有V —O 键的断裂,又有V —O 键的形成B .该反应的中间产物是V 2O 5C .反应①的活化能比反应②小D .反应放热,为提高SO 2转化率,应尽可能在较低温度下反应 2.已知反应:SO 2(g)+NO 2(g)SO 3(g)+NO(g) △H =-41.8kJ•mol -1,运用该反应处理废气时有关说法正确的是A .增大压强有利于反应自发进行B .该反应不能完全消除废气C .降低反应温度可提高去除效率D .升高反应温度可提高废气转化率3.在工业生产硫酸的过程中,发生如下反应:2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)+Q ,下列叙述中不正确的是A .矿石粉碎的目的是使原料充分利用,并增大接触面使反应速率加快B .接触室中采用常压的主要原因是常压下SO 2的转化率已经很高C .沸腾炉中出来的混合气需要洗涤,目的是防止催化剂中毒D .接触室用450℃的高温,使催化剂活性最佳,更能促进平衡向正反应方向移动4.氮是粮食作物生长必需的元素。
将空气中游离态的氮转化成含氮化合物叫做氨的固定,主要有自然固氮和人工固氮两种方式。
在高温、高压和铁催化条件下合成氨的人工固氮技术是20世纪人类最伟大的成就之一、合成氨反应为:()()()223N g 3H g =2NH g +1ΔH 92.4kJ mol -=-⋅。
最近科学家研究的一种在酸性介质中利用电解原理电化学固氮的示意图如下,氨气在催化剂电极表面产生。
有关说法不正确的是A .电化学固氮的条件比原合成氨的条件更温和B .电化学固氮过程中催化剂电极与电源正极相连C .电化学固氮法所得氨气中可能含有少量24N HD .电化学固氮法生产时会有大量热量放出5.下图为工业合成氨以及氨催化氧化制硝酸的流程示意图。
2019高考化学一轮复习第12讲电化学基础讲练结合学案编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2019高考化学一轮复习第12讲电化学基础讲练结合学案)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第12讲电化学基础考纲解读考点考纲内容高考示例预测热度原电池原理及其应用1。
理解原电池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式2.了解常见化学电源的种类及其工作原理3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施2017课标Ⅲ,11,6分2016课标Ⅱ,11,6分2015课标Ⅰ,11,6分★★★电解原理及其应用理解电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式2017课标Ⅱ,11,6分2016课标Ⅰ,11,6分★★分析解读电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸,是历年高考的热点内容。
通常会以新型二次电池为载体考查原电池原理与电解原理.备考时要侧重原电池与电解池工作原理中基础考点的复习和电极反应式书写技巧的掌握.试题难度中等,预计在今后的高考中对本专题知识的考查会保持稳定。
命题分析高考真题考点一原电池原理及其应用1。
(2016课标Ⅱ,11,6分)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- AgC.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↑答案B2。
(2016课标Ⅲ,11,6分)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.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(OHD。
《电解原理及运用》李仕才(考试时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题:本题包括10小题,每小题5分,共50分。
1. 若某池(电解池或原电池)的总反应离子方程式是Cu+2H+===Cu2++H2↑,关于此池的有关说法正确的是A.该池只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极B.该池只能是原电池,且电解质溶液为硝酸C.该池可能是原电池,也可能是电解池D.该池只能是电解池,电解质溶液可以是硫酸铜答案A解析:铜与H+不反应,因而不可能是原电池,只能是电解池。
在该电解池中,铜失去电子被氧化,因而铜作电解池的阳极,A正确,B、C错误;D 选项中若电解质溶液是硫酸铜溶液,则相当于电镀铜,与题给离子方程式不符,故D错误。
2.某溶液中含有Cu2+、Fe2+、Al3+、Cl-、NO-3,且浓度均为0.1 mol/L,用石墨作电极进行电解时,肯定得不到的产物是( )A.Cl2B.AlC.Cu D.H2答案B解析:阴极上Al3+、Fe2+的放电能力弱于H+,而Cu2+的放电能力比水电离出的H+的放电能力强,阳极上Cl-放电能力强于OH-。
3.埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以爱护,使其免受腐蚀。
关于此方法,以下说法正确的是( )A.金属棒X的材料可能为铜 B.金属棒X的材料可能为钠C.钢管四周土壤的pH可能会上升 D.这类方法属于外加电流的阴极爱护法答案C解析:金属棒X的材料若为铜,则易腐蚀钢管,A项错误;钠为活泼金属,易发生反应,B项错误;钢管吸氧发生还原反应,产生OH-,四周土壤的pH可能会上升,C项正确;该安装没有外接电源,不属于外加电流的阴极爱护法,D项错误。
4.用石墨作电极电解CuSO4溶液。
通电一段时间后CuSO4未充分电解,欲使电解液恢复到起始形状,应向溶液中加入适量的( )A.CuSO4B.H2OC.CuO D.CuSO4·5H2O答案C解析:本题考查了电解规律和电解质溶液的复原。
用石墨作电极电解硫酸铜溶液,阳极反应式为:4OH--4e-===O2↑+2H2O,阴极反应式为:Cu2++2e-===Cu,即阳极冒出氧气,阴极析出铜,通电一段时间后要想使电解液恢复原状,应加入氧化铜固体。
证对市爱幕阳光实验学校第19讲电解原理根底热身1.以下有关金属腐蚀与防护的说法正确的选项是( )A.纯银器外表在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗B.当镀锡铁制品的镀层破损时,镶层仍能对铁制品起保护作用C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀2.(双选)蓄电池在放电时起原电池的作用,充电时起电解池的作用。
铅蓄电池在放电和充电时发生的化学反可用下式表示:Pb+PbO2+2H2SO 4放电充电2PbSO4+2H2O。
据此判断以下表达正确的选项是( ) A.放电时负极电极反式为Pb-2e-===Pb2+B.充电时阴极电极反式为PbSO4+2e-===Pb+SO2-4C.充电时,假设要使1 mol PbSO4转变为Pb和PbO2,那么需要通过4 mol电子D.放电时,H+向正极移动3.(双选)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt杂质的粗铜提纯,以下表达正确的选项是( )A.电解时以精铜作阳极B.电解时阴极发生复原反C.粗铜连接电源负极,其电极反是Cu-2e-===Cu2+D.电解结束,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt金属的阳极泥4.下面有关电化学的图示,完全正确的选项是( )图K19-1能力提升5.以下说法正确的选项是( )A.铅蓄电池放电时铅电极发生复原反B.电解饱和食盐水在阳极得到氯气,阴极得到金属钠C.给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D.生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀6.假设要在铜片上镀银时,以下表达中错误的选项是( )①将铜片接在电源的正极②将银片接在电源的正极③在铜片上发生的反是:Ag++e-===Ag ④在银片上发生的反是:4OH--4e-===O2+2H2O ⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液⑥可用AgNO3溶液作电解质溶液A.①③⑥B.②③⑥C.①④⑤ D.②③④⑥7.镍镉(Ni—Cd)可充电电池在生活中有广泛用。
课时知能训练一、选择题1.下列叙述正确的是( )A .在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应B .用惰性电极电解24溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2C .用惰性电极电解饱和溶液,若有1 电子转移,则生成1D .酸、碱、盐溶液电解后都增大【解析】 原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应,A 错;电解24溶液,实际是电解水,阴极生成H 2,阳极生成O 2,二者物质的量之比为2∶1,B 错;电解饱和溶液:2+2H 22+H 2↑+2↑,每转移1 电子,则生成1 ,C 对;H 24、、24溶液电解后会分别减小、增大、不变。
【答案】 C2.(2012·山东省试验中学第三次测试)能够使反应+2H 2()2+H 2↑发生的是( )A .铜片作负极,碳棒作正极,氯化钠作电解质溶液B .铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀C .用铜片作阴、阳电极,电解硫酸铜溶液D .用铜片作阴、阳电极,电解硫酸钠溶液【解析】 和H 2O 不反应,该反应必需通过电解才能实现。
【答案】 D3.(2010·海南高考稍改动)利用电解法可将含有、、、等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是( )A .电解时以精铜作阳极B .电解时阴极发生氧化反应C .粗铜连接电源负极,其电极反应是-2e -2+D .电解后,电解槽底部会形成含少量、等金属的阳极泥 【答案】 D4.用惰性电极进行下列电解,有关说法正确的是( ) ①电解稀硫酸 ②电解4溶液 ③电解溶液 ④电解溶液 A .电解进行一段时间后四份溶液的均增大B .反应②中电解一段时间后,向溶液中加入适量的固体可使溶液复原电解前的状况C .反应③中阳极消耗-,故溶液浓度变小D .反应④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2∶1【解析】 依据惰性电极电解规律,可知①为电解水,减小;②为放O 2生酸型,减小,加入可复原电解前状况;③为电解水,增大,溶液浓度增大;④为放H 2生碱型。
电化学基础一、单选题1.下列指定反应的离子方程式不正确...的是A.向铁制器具上电镀铜,阴极的电极反应为:Cu2++2e-=CuB.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2O 通电H2↑+Cl2↑+2OH-C.饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应:CO32-(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42-(aq)D.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O【答案】D【解析】A.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,在阴极上,镀层金属阳离子获得电子,向铁制器具上电镀铜,阴极上Cu2+得电子变为单质Cu,反应原理符合事实,A正确;B.电解饱和食盐水,溶液中的阴离子Cl-在阳极上失去电子变为Cl2,水电离产生的H+在阴极上获得电子变为H2,总反应方程式为:2Cl-+2H2O 通电H2↑+Cl2↑+2OH-,B正确;C.CaSO4在溶液中存在沉淀溶解平衡,当向溶液中加入饱和Na2CO3溶液时,由于c(Ca2+)·c(CO32-)>K sp(CaCO3),会形成CaCO3沉淀,使CaSO4不断溶解,最终实现了沉淀的转化,C正确;D.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸,二者反应产生BaSO4沉淀和H2O,产生的二者的物质的量的比是1:2,离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,D错误;故答案选D。
2.大海航行中的海轮船壳上连接了锌块,说法错误的是A.船体作正极B.属牺牲阳极的阴极保护法C.船体发生氧化反应D.锌块的反应:Zn-2e-→Zn2+【答案】C【解析】A. 在海轮的船壳上连接锌块,则船体、锌和海水构成原电池,船体做正极,锌块做负极,海水做电解质溶液,故A正确;B. 在海轮的船壳上连接锌块是形成原电池来保护船体,锌做负极被腐蚀,船体做正极被保护,是牺牲阳极的阴极保护法,故B正确;C. 船体做正极被保护,溶于海水的氧气放电:O2+4e−+2H2O=4OH−,故C错误;D. 锌做负极被腐蚀:Zn-2e-→Zn2+,故D正确。
证对市爱幕阳光实验学校第四节 电解一、填空题1.不能12-18硫酸铝溶液来制取金属铝的原因是____________。
2.如图12—18所示的装置中,a 、b 、c 、d 、均为铂电极,供选择的四组电解液如下表所示:要求满足的条件是:A.工作一段时间后,甲槽中电解液pH 上升,而乙槽中电解液的pH 下降;B.b 、c 两极放电离子的物质的量相。
请填写以下空格:(1)选用的电解液是____________________________________________。
(2)甲槽的化学方程式为____________________________________________。
(3)当6极析出g 电解产物时,c 极上将析出______________________ g 物质。
解析:(1)A 组:甲烧杯实质是电解水,氢氧化钠浓度增大,pH 上升;乙烧杯电解硫酸铜溶液,-OH 减少,溶液pH 减小。
b 电极是阳极,电极反式为:-224OH 4e 2H O+O -→↑;c 电极为阴极,电解反式为:2Cu 2e Cu ++→,依据得失电子守恒可知:b 、c 两极上反的离子的物质的量不相。
B 组:甲烧杯是电解硝酸银,OH -减少,溶液pH 减小;乙烧杯是电解氯化铜溶液,溶液不变,b 电极是阳极,电极反式为-224OH 4e 2H O+O -→↑,c 电极为阴极,电极反式为:2+Cu 2e Cu +→,依据得失电子守恒可知:b 、c 两极上反的离子的物质的量不相。
C 组:甲烧杯是电解水,pH 减小;乙烧杯是电解硝酸银溶液,溶液pH 减小。
b 电极是阳极,电极反式为:-224OH 4e 2H O+O -→↑,c 电极为阴极,电极反式为:4Ag++4e 4Ag →,依据得失电子守恒可知:b 、c 两极上反的离子的物质的量相。
D 组:甲烧杯是电解氯化钠,pH 增大;乙烧杯电解硝酸银溶液,溶液pH 减小。
第三节 金属的腐蚀及其防护一、选择题1.白铁皮发生析氢腐蚀,若有0.2mol 电子发生转移,下列说法中不正确的是( )。
A.有6.5 g 锌被腐蚀 B.2.8g 铁被腐蚀 C.正极上H +被还原 D.在标准状况下有2.24L 气体放出解析:白铁皮是镀锌的铁,在这个原电池中,锌为负极,铁为正极,发生析氢腐蚀,正极电极反应式为:2+Zn 2e Zn -→负极电极反应式为:2+2H +2e H →↑,由电极反应式可知:若有0.2mol 电子发生转移,则有0.1 mol 65 g mol 6.5 g ⨯=/锌被腐蚀,并且标准状况下有0.1 mol 22.4 1mol 2.24 L ⨯=/气体放出。
因此选项B 错误。
本题答案为选项B 。
2.如图12-11所示,烧杯中放清水,将一段铁丝固定在试管中,然后将试管倒置在水中,经3~4天后,可观察到的现象是( )。
A.试管中铁丝生锈,水面上升B.无现象C.试管中铁丝生锈,水面不上升D.无法判断解析:由题可知:铁丝在有空气和水存在的条件下,会发生吸氧腐蚀,所以铁丝会生锈,并且因为氧的消耗,试管中的空气量会减少,水面上升。
本题答案为选项A 。
3.铁棒和石墨棒用导线连接后.浸入0.01 mol L NaCl /溶液中,可能出现的现象是( )。
A.铁棒附近产生OH - B.铁棒被腐蚀C.石墨棒上放出氯气D.石墨棒上放出氧气解析:铁棒、石墨棒、氯化钠溶液形成了原电池,电解质为中性,发生吸氧腐蚀:Fe 为负极,石墨为正极。
负极:2Fe 2e Fe +--,正极:-22O +H O+4e OH →,铁被腐蚀生成2+Fe ,石墨附近产生OH -本题答案为选项B 。
4.菜刀上蘸有食盐水后,置于空气中会生锈,其原理是( )。
正极 负极A 2+Fe-2e Fe →-222H O+O 4e 4OH +→B 22H++2e H →↑ 2+Fe-2e Fe →C -222H O+O 4e 4OH +→ 3+Fe-3e Fe → D-222H O+O +4e 4OH →2+Fe-2e Fe →-222H O+O 4e 4OH +→,铁为负极,被氧化,电极反应式为2+Fe-2e Fe →。
第一节原电池一、填空题1.人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。
在现代生活、生产和科学技术的发展中,电池发挥着越来越重要的作用,大至宇宙火箭、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船,小至电脑、收音机、照相机、电话、助听器、电子手表、心脏起搏器等,都离不开各式各样的电池。
以下每小题中的电池即为广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面的实用电池,请根据题中提供的信息,填写空格。
(1)电子表和电子计算器中所用的是钮扣式的微型银锌电池,其电极分别为2Ag O 和Zn ,电解液为KOH 溶液。
工作时电池总反应为:222Ag O+Zn+H O 2Ag+Zn(OH)→。
①工作时电子从_________________极流向_________________极(两空均填“2Ag O ”或“Zn ”)。
②电极反应式为:正极____________________,负极________________。
③工作时电池正极区的pH _______________________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)蓄电池在放电时起原电池作用,在充电时起电解池的作用。
爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应为:2222Fe+NiO 2H O Fe(OH)Ni(OH)++放电充电。
①放电时,正极为_____________________。
正极的电极反应式为__________________。
②充电时,阴极的电极反应式为_________________________________________________。
③该蓄电池中的电解质溶液应为_________________________(填“酸性”或“碱性”)溶液。
(3) 1991年我国首创以铝一空气一海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。
这种灯以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。
只要把灯放人海水 中数分钟就会发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍。
“电化学”一、选择题1.图12-24是一种染料敏化太阳能电池的示意图。
电池的一个电极由有机光敏燃料(S )涂覆在2TiO 。
纳米晶体表面制成,另一个电极由导电玻璃镀铂制成。
电池中发生的反应为:hv *22TiO /S TiO /S −−→(激发态)*+22TiO /S TiO /S e →+--3I 2e 3I +→+-2232TiO /S 3I 2TiO /S+I -+→ 下列关于该电池叙述中错误的是( )。
A.电池工作时,是将太阳能转化为电能B.电池工作时,I -在镀铂导电玻璃电极上放电C.电池中镀铂导电玻璃为正极D.电池的电解质溶液中I -和3I -的浓度不会减少解析:本题考查原电池。
选项A 正确,这是太阳能电池,从装置示意图可看出是原电池,最终是将光能转化为化学能,应把上面四个反应加起来后可知,化学物质并没有减少,选项B 错误。
从示意图可看出在外电路中电子由负极流向正极,也即镀铂电极做正极,发生还原反应:--3I 2e 3I +→;选项C 正确,见选项B 解析;选项D 正确。
此太阳能电池中总反应的一部分实质:一是-33I -还原氧化I 的转化(还有-23I I I -+ ),二是光敏有机物从激发态与基态的相互转化。
所有化学物质最终均不被损耗! 本题答案为选项B 。
2.研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为: 225105MnO 2Ag+2NaCl Na Mn O 2AgCl +→+下列“水”电池在海水中放电时的有关说法中正确的是( )。
A.正极反应式:-Cl e AgCl Ag +-→B.每生成25101 mol Na Mn O 转移2mol 电子C.+Na 不断向“水”电池的负极移动D.AgCl 是还原产物解析:本题综合考查原电池和氧化还原反应的相关知识。
正极反应得电子,因此选项A 错误;原电池中电解质溶液中的阳离子应该向正极移动,选项C 错误; Ag 是反应的还原剂,因此AgCl 是氧化产物,选项D 错误。
第四节 电解一、填空题1.不能12-18硫酸铝溶液来制取金属铝的原因是____________。
2.如图12—18所示的装置中,a 、b 、c 、d 、均为铂电极,供选择的四组电解液如下表所示:要求满足的条件是:A.工作一段时间后,甲槽中电解液pH 上升,而乙槽中电解液的pH 下降;B.b 、c 两极放电离子的物质的量相等。
请填写下列空格:(1)应选用的电解液是____________________________________________。
(2)甲槽的化学方程式为____________________________________________。
(3)当6极析出7.1g 电解产物时,c 极上将析出______________________ g 物质。
解析:(1)A 组:甲烧杯实质是电解水,氢氧化钠浓度增大,pH 上升;乙烧杯电解硫酸铜溶液,-OH 减少,溶液pH 减小。
b 电极是阳极,电极反应式为:-224OH 4e 2H O+O -→↑;c 电极为阴极,电解反应式为:2Cu 2e Cu ++→,依据得失电子守恒可知:b 、c 两极上反应的离子的物质的量不相等。
B 组:甲烧杯是电解硝酸银,OH -减少,溶液pH 减小;乙烧杯是电解氯化铜溶液,溶液不变,b 电极是阳极,电极反应式为-224OH 4e 2H O+O -→↑,c 电极为阴极,电极反应式为:2+Cu 2e Cu +→,依据得失电子守恒可知:b 、c 两极上反应的离子的物质的量不相等。
C 组:甲烧杯是电解水,pH 减小;乙烧杯是电解硝酸银溶液,溶液pH 减小。
b 电极是阳极,电极反应式为:-224OH 4e 2H O+O -→↑,c 电极为阴极,电极反应式为:4Ag++4e 4Ag →,依据得失电子守恒可知:b 、c 两极上反应的离子的物质的量相等。
D 组:甲烧杯是电解氯化钠,pH 增大;乙烧杯电解硝酸银溶液,溶液pH 减小。
b 电极是阳极,电极反应式为:-24Cl 4e 2Cl -→↑,c 电极为阴极,电极反应式为:+4Ag 4e 4Ag +→,依得失电子守恒可知:b 、c 两极上反应的离子的物质的量相等。
(3)对D 组,各电极的电极反应式+2a 4H 4e 2H +→↑:;-2b 4Cl -4e 2Cl →↑:,+c 4Ag 4e 4Ag +→:当b 极上析出7.1 g 电解产物为氯气,物质的量为0.1mol ,整个电路中转移的电子数为0.2mol ,c 极上析出(Ag)=0.2 mol 108 g/mol=21.6 g n ⨯。
本题答案为:(1)D 组;(2) 222NaCl+2H2O 2NaOH+H Cl −−−→↑+↑通电;(3)21.6g 。
3.将两铂片插入KOH 溶液中作为电极,在两极区分别通入甲烷(或氢气、一氧化碳等可燃性气体)和氧气构成燃料电池,则通入甲烷气体的极是原电池的__________,极上的电极反应式是_________,电池工作时的总反应的离子方程式是___________________________________。
解析:负极;-2-432CH -8e+10OH CO 7H O →+;-2-4232CH +2O +2OH CO 3H O →+。
4.按照图12-19所示接通线路,反应一段时间后,回答下列问题(假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行):(1)U 形管内发生的现象是____,写出有关反应的化学方程式:_____________________。
(2)在a 、b 烧杯中发生的现象是__________________________________________________。
(3)如果小烧杯中有0.508 g 碘析出,问大烧杯中,负极上减轻的质量为多少克? 解析:分析可得:左边为原电池,右边为电解池。
原电池部分中锌作负极,铂为正极,由此可知:电解池中左边碳棒为阳极,右边碳棒为阴极,总反应的化学方程式为:2222KCl 2H O 2KOH+H Cl +−−−→↑+↑通电,左边产生氯气,使KI 淀粉溶液变蓝,右边酚酞试液变红。
0.508 g 碘为0.002 mol ,所以烧杯中减少的锌的质量为0.002 mol ,质量为0.13 g 。
本题答案为:(1)两极上均有气体产生,气体分别导入a 、b 两只小烧杯中,有关反应的化学方程式是:2222KCl+2H O 2KOH+H Cl −−−→↑+↑通电; (2)a 烧杯中KI 淀粉溶液变蓝,b 烧杯中有气泡出现;(3)0.13 g 。
二、计算题5.有一种硝酸盐晶体,分子式为()32M NO H O x n ,经测定其摩尔质量为242 g /mol ,取1. 21g 此晶体溶于水,配成100 ml 溶液,将其置于电解池中用惰性材料作电极进行电解,当有0.01mol 电子转移时,溶液中全部金属离子即在电极上析出,经测定,阴极增加的质量为0.32 g 。
问:(1)1.21g 此盐晶体的物质的量和x 的值。
(2)求M 的相对原子质量和n 值。
(3)如电解过程中溶液体积不变,计算电解结束后溶液的pH 。
解析:(1)由题可知:该晶体的物质的量 1.21g0.005mol 242g /moln ==,配成溶液后,0.01mol 电子通过电极时,溶液中的金属阳离子全部析出,在阴极得到金属0.32 g ,那么0.32g64g/mol 0.005molM ==,根据电极反应式:+e M x M x +→可知2x =。
(2)由(1)可知:64g /mol M =;32(NO )H O M x n 经测定其摩尔质量为242 g mol /,2x =,64g/mol M =则可求得:3n =。
(3)根据电解反应的化学方程式:2++222M 2H O 2M+O 4H −−−→↑+通电+可知:电解生成的M 为0.32 g ,即0.32 g()0.005m ol 64g /m o ln M ==,所以+(H )=2n ()=0.00n M ,0.01mol(H+)0.1mol/L 0.1Lc ==,pH=1 本题答案为:(1) 0.005mol ;2。
(2) 64;3。
(3)1。
6.在25℃时,将两根铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶夜进行电解,当电路中有a mol 电子转移时,溶液中析出m 242gNa SO 10H O 晶体。
若温度不变,在剩余溶液中溶质的质量分数为( )。
A.100%18a mm ⨯+B.100%9mm a ⨯+ C.71100%161(18)m m a ⨯+D.71100%161(9)m m a ⨯+ 解析:由题可知:电解总反应的化学方程式为2222H O 2H O −−−→↑+↑通电,消耗1 mol 水,转移电子数为2 mol ,所以电路中有 mol a 电子转移,电解消耗0.5 mol a 水,由于原溶液是饱和溶液,电解的实质是电解水,所以电解后的溶液也是饱和溶液,所以饱和溶液质量分数的计算可转化为:242g Na SO 10H O m 晶体中24Na SO 的质量溶解在242g Na SO 10H O m 晶体中的水和0.5 mol a 水中恰好饱和,计算可得为选项D 。
答案为选项D 。
7.常温时,将500 mL pH 5=的CuSO 。
溶液用石墨电极电解一段时间,测得溶液的pH 变为2,若使溶液的浓度和pH 与电解前相同,可采用的方法( )。
A.向浴液中加入()20.245 g Cu OHB.向溶液中加入40.31 g CuSOC.向溶液中加入240.0025 mol H SO 并加热D.向溶液中加入0.2 g CuO解析:要使溶液的浓度和pH 与电解前相同,加入的物质与电解过程中溶液失去的物质,组成应该完全相同。
电解4CuSO 溶液时放电的离子为2+Cu 和2O ,因此加入的物质应该只含有Cu 和O 两种元素。
本题答案为选项D 。
8.电解100mL 含H 0.30 mol /L c +=()的下列溶液,当电路中通过0.04 mol 电子时,理论上析出金属质量最大的是( )。
A. +0.10mol/L AgB. 2+0.20mol/L ZnC.20.20 mol /L Cu +. C. 2+0.20mol/L Pb解析:含有H+的溶液,要考虑电解中先电解H+还是电解金属离子,氧化性强的先被电解。
题中的几种离子氧化性由强到弱依次是:Ag +、2+Cu 、H +、2Pb +、22n +,当电路中通过0.04mol 电子时,理论上析出金属质量依次是: Ag:0.10mol/L 0.1L 108g/mol=1.08g ⨯⨯; Cu :0.2 mol L 0.1 L 64 g /mol 1.28 g ⨯⨯=/; ()Pb :0.04 mol 0.03 mol 2207 g/mol 1.05 g -÷⨯=; ()Zn : 0.04 mol 0.03 mol 265 g /mol 0.325 g -÷⨯=。
本题答案为选项C 。
9.用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的pH 下降的是( )。
A.4CuSOB.3AgNOC.2BaClD. 24H SO解析:由题可知:阴极质量增加,说明溶液中含有不活泼金属的阳离子,电解液的pH 下降,说明阳极是-OH 离子放电,由此得出答案为选项A 、B 。
本题答案为选项A 、B 。
10.由于()2Fe OH 极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的 ()2Fe OH 沉淀,应用右图所示电解实验可以制得白色纯净的()2Fe OH 沉淀。
两电极材料分别为石墨和铁。
(1)a 电极材料应为____,电极反应式为_______________________。
(2)电解液c 可以是_________________________。
A.纯净水 B.NaCl 溶液 C.NaOH 溶液D.2CuCl 溶液(3)d 为苯,其作用是_________________,在加入苯之前对c 应作的简单处理是__________________。
(4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是___________。
A.改用稀硫酸作电解液B.适当增大电源的电压C.适当减小两电极间距离D.适当降低电解液的温度(5)若C 中用24Na SO 溶液,当电解一段时间看到白色()2Fe OH 沉淀后,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,混合物中另一明显现象为___________________。
解析:(1)要想制得()2Fe OH ,必须有2Fe 和OH -,所以铁必须作阳极,本身溶解成2Fe +。