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- 2021-05-13 发布
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高二化学(选修4)化学反应原理
第四章 电化学基础
【学习目标】
1、原电池、电解池
原电池
电解池
电极名称
_____极
(电子流出)
__________反应
_____极
(电子流入)
__________反应
_____极
(与电源负极相连)
__________反应
_____极
(与电源正极相连)
__________反应
电极反应
(以铜锌原电池为例)
正极:__________________________
负极:__________________________
总反应:________________________
(以电解氯化铜溶液为例)
阴极:_______________________________
阳极:_______________________________
总反应:_____________________________
电子
移动
方向
能量转化
__________能转化为_________能
__________能转化为_________能
2、化学电池
(1)一次电池:常见的有碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等。
写出碱性锌锰电池的电极反应:
负极:________________________________________________________
正极:________________________________________________________
总反应:______________________________________________________
(2)二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
写出铅蓄电池放电的电极反应:
负极:________________________________________________________
正极:________________________________________________________
总反应:______________________________________________________
电化学专题 第18页(共18页)
(3)燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。(只在负极发生氧化反应)
写出氢氧燃料电池(酸性条件)电极反应:
负极:_________________________________________________
正极:_________________________________________________
总反应:_______________________________________________
3、电解原理应用:
(1)氯碱工业:写出点解氯化钠溶液的电极反应:
阴极:________________________________________________________
阳极:________________________________________________________
总反应:______________________________________________________
(2)电镀:电镀时,通常把待镀金属制品作阴极,把镀层金属做阳极,用含有镀层金属离子的溶液做电镀液。
冶炼粗铜:电解时,用纯铜作为阴极,粗铜作为负极,用硫酸铜溶液作为电解液。当直流电通过时,作为阳极的粗铜开始溶解,纯铜在阴极析出,粗铜中的杂志(贵重金属)会沉积在电解槽的底部。
(3)电冶金:写出点解熔融氯化钠的电极反应:
阴极:________________________________________________________
阳极:________________________________________________________
总反应:______________________________________________________
4、金属的电化学腐蚀与防护
(1)析氢腐蚀:
负极:________________________________________________________
正极:________________________________________________________
总反应:______________________________________________________
(2)吸氧腐蚀:
负极:________________________________________________________
正极:________________________________________________________
总反应:______________________________________________________
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
(3)牺牲阳极的阴极保护法:将被保护的金属与更活泼的金属连接,构成原电池,使活泼金属作阳极被氧化,被保护的金属作阴极。
外加电源的阴极保护法:利用外加直流电, 负极接在被保护金属上成为阴极,正极接其他金属。
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【知识与方法】
1、列关于化学电源的叙述错误的是( )
A.普通锌锰干电池中碳棒为正极 B.铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板是负极板
C.氢氧燃料电池的正极是通入氧气的那一极
D.碱性锌锰干电池的比能量和储存时间比普通锌锰干电池高
2、关于原电池和电解池的叙述正确的是( )
A.原电池中失去电子的电极为阴极
B.原电池的负极、电解池的阳极都发生氧化反应
C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D.电解时电解池的阳极一定是阴离子放电
3、为了保护地下钢管不受腐蚀,可使它与( )
A. 直流电源负极相连 B.铜板相连 C. 锡板相连 D.直流电源正极相连
4、根据下列事实,判断离子的氧化性顺序为①A+B2+===A2++B②D+2H2O===D(OH)2+H2↑ ③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为:E2++2e-=E,B-2e-=B2+ ( )
A.D2+>A2+>B2+>E2+ B.D2+>E2+>A2+>B2+ C.E2+>B2+>A2+>D2+ D.A2+>B2+>D2+>E2+
5、埋在地下的铸铁输油管道,在下列各种情况下,被腐蚀速率最慢的是( )
A.在含铁元素较多的酸性土壤中 B.在潮湿疏松的碱性土壤中
C.在干燥致密不透气的土壤中 D.在含碳粒较多,潮湿透气的中性土壤中
6、随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是( )
A.利用电池外壳的金属材料 B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D.回收其中石墨电极
7、电解含下列离子的水溶液,若阴极析出相等质量的物质,则消耗的电量最多的是( )
A.Ag+ B.Cu2+ C.Na+ D.Hg2+
8、下列变化中属于原电池反应的是( )
A.白铁(镀Zn铁)表面有划损时,也能阻止铁被氧化
B.在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜
C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝色保护层
D.在铁与稀H2SO4反应时,加几滴CuSO4溶液,可加快H2的产生
9、下列过程需通电后才能进行的是( )
A.电离 B.电解 C.电化腐蚀 D.电泳
10、用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液,若保持温度不变,则一段时间后( )
A.溶液的pH变大 B.c(Na+)与c (CO32-)的比值变大
C.溶液浓度变大,有晶体析出 D.溶液浓度不变,有晶体析出
11、下列关于金属腐蚀的说法中不正确的是( )
A.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而被氧化B.金属腐蚀一般包括化学腐蚀和电化学腐蚀
C.纯的金属一般难以发生电化学腐蚀 D.钢铁在酸性环境中会发生吸氢腐蚀
12、银器的保护主要是维持它的原貌,对于轻微腐蚀蒙有硫化银的银器,可将其和铝片一起接触浸泡在稀NaOH溶液中,经一定时间污迹消失,取出后用水洗于净,再用软布或棉团擦光。有关叙述正确的是( )
A.溶液中的OH-离子向正极移动 B.在银表面上的反应为:Ag2S+2e-=2Ag+S2-
C.在铝表面的反应为:Al-3e-=Al3+ D.在铝表面的反应为:Al+4OH—+3e-=AlO2-+2H2O
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13、微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH,电极反应为: Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O;Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
根据上述反应式,判断下列叙述中正确的是:( )
A.在使用过程中,电池负极区溶液的pH减小B使用过程中,电子由Ag20极经外电路流向Zn极
C.Zn是负极,Ag2O是正极 D.Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应
14、若在铜片上镀银时,下列叙述正确的是( )
①将铜片接在电池的正极上,②将银片接在电源的正极上,③在铜片上发生的反应是:Ag++e-=Ag,④在银片上发生的反应是:4OH--4e-=O2+2H2O,⑤需用CuSO4溶液,⑥需用AgNO3溶液作电解液
A.①③⑥ B.②③⑥ C.①④⑤ D.②③④⑥
15、下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A.铜锌原电池中铜是正极 B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C.在镀件上电镀铜时用金属铜作阳极 D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
16、有七种金属:钾、锌、铁、锡、铜、银、铂,它们的标号分别为A、B、C、D、E、F、G。①常温下,只有A和水反应生成氢气;②D、E、G都能和稀硫酸反应生成氢气,B、C、F无此性质;③C、F组成原电池时,F为正极;④在G的硫酸盐溶液中加入D,发现D溶解,G析出;⑤将G、E接触放置,E不易锈蚀;⑥以铂作电极,电解相同浓度的B和C的硝酸盐溶液时,在阴极上首先得到C,G在空气中放置极易生锈。
则A是___ _,B是___ _,C是__ __,D是_ ___,E是_ ___,F是____ ,G是____
17、右图为以惰性电极进行电解:
(1)写出A、B、C、D各电极上的电极方程式:
A________________________________
B________________________________
C________________________________
D________________________________
(1)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为________________________。
18、将1L含有0.4mol CuSO4和0.2mol NaCl的水溶液用惰性电极电解一段时间后,在一个电极上得到0.1mol Cu,另一电极上析出气体(在标准状况下)的体积是多少?
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【能力与探究】
1、(2009北京)下列叙述不正确的是
A.铁表面镀锌,铁作阳极 B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:
D.工业上电解饱和和食盐水的阳极反应:
2、(2010北京)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是
A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护 B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C.钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-=Fe3+
3、(2011北京)结合右图判断,下列叙述正确的是
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是
C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是
D.Ⅰ和Ⅱ中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,均有蓝色沉淀
4、(2013北京)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是
A.水中的钢闸门连接电源的负极 B.金属护拦表面涂漆
C.汽水底盘喷涂高分子膜 D.地下钢管连接镁块
5、(2013北京)用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是
A.a端是直流电源的负极 B.通电使CuCl2发生电离
C.阳极发生反应:Cu2++2e-=Cu D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体
6、关于实现下列物品用途的主要物质的说法,不正确的是
7、下列叙述正确的是
A. 电镀时,通常把待镀的金属制品作阳极
B. 氯碱工业是电解熔融的NaCl,在阳极能得到Cl2
C. 氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极,电极反应为O2+4H++4e—=2H2O
D. 右图中电子由Zn极流向Cu,盐桥中的Cl—移向CuSO4溶液
8.查处酒后驾驶采用的"便携式乙醇测量仪"以燃料电池为工作原理,在酸性环境中,理论上乙醇可以被完全氧化为CO2,但实际乙醇被氧化为 X,其中一个电极的反应式为CH3CH2OH-2e-=X+2H+。下列说法中正确的是
A. 电池内部H+由正极向负极移动 B. 另一极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
C. 乙醇在正极发生反应,电子经过外电路流向负极
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D. 电池总反应为:2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O
9、用选项中的电极、溶液和如图所示装置可组成原电池。下列现象或结论的叙述正确的是
选项
电极a
电极b
A溶液
B溶液
现象或结论
A
Cu
Zn
CuSO4
ZnSO4
一段时间后,a增加的质量与b减少的质量相等
B
Cu
Zn
稀H2SO4
ZnSO4
盐桥中阳离子向b极移动
C
Fe
C
NaCl
FeCl3
外电路电子转移方向:b→a
D
C
C
FeCl3
KI、淀粉混合液
若开始时只增大FeCl3溶液浓度,b极附近溶液变蓝的速度加快
10、空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是
A. 当有0.1mol电子转移时,a极产生1.12L O2(标准状况下)
B. b极上发生的电极反应是:4H2O + 4e- = 2H2↑+ 4OH-
C. d极上发生的电极反应是:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
D. c极上进行还原反应,B中的H+可以通过隔膜进入A
11、某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为:
Li1-xCoO2 +LixC6 = 6C + LiCoO2其工作原理示意图如右。下列说法不正确的是
A. 放电时LixC6发生氧化反应
B. 充电时,Li+通过阳离子交换膜从左向右移动
C. 充电时将电池的负极与外接电源的负极相连
D. 放电时,电池的正极反应为:Li1-xCoO2 + xLi+ + xe− = LiCoO2
12、将反应Cu (s) + 2Ag+ (aq) Cu2+ (aq) + 2Ag (s)设计成原电池,某一时刻的电子流向及电流计(G)指针偏转方向如图所示,有关叙述正确的是
A. KNO3盐桥中的K+移向Cu(NO3)2溶液
B. 当电流计指针为0时,该反应达平衡,平衡常数K=0
C. 若此时向AgNO3溶液中加入NaCl固体,随着NaCl量的增加电流计指针向右偏转幅度减小→指针指向0→向左偏转
D. 若此时向Cu(NO3)2溶液中加入NaOH固体,随着NaOH量的增加电流计指针向右偏转幅度减小→指针指向0→向左偏转
13、铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是
A. 电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe
B. 电池放电时,负极反应为Fe+2OH−−2e−=Fe(OH)2
C. 电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
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D. 电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH−−2e−=Ni2O3+3H2O
14、铅蓄电池是最常见的二次电池,其构造示意图如下。发生反应的化学方程式为:
Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) + 2H2O(l)
下列说法不正确的是
A. 放电时,正极反应为:
PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) +2e- == PbSO4(s) + 2H2O(l)
B. 充电时,应将外接直流电源的正极与铅蓄电池的接线柱A相接
C. 实验室用铅蓄电池做电源精炼粗铜时,应将粗铜与接线柱B相连接
D. 铅蓄电池做电源电解Na2SO4溶液时,当有2 mol O2产生时,消耗8 mol H2SO4
15、一种太阳能电池的工作原理示意图如下所示,电解质为铁氰化钾K3[Fe(CN)6]和亚铁氰化钾 K4[Fe(CN)6]的混合溶液,下列说法不正确的是
A. K+移向催化剂b
B. 催化剂a表面发生反应:Fe(CN)64--e-=Fe(CN)63-
C. Fe(CN)63-在催化剂b表面被氧化
D. 电解质溶液中 Fe(CN)63-和Fe(CN)64-浓度基本保持不变
16、关于下列各装置图的叙述不正确的是
① ② ③ ④
A. 用装置①精炼铜,a极为粗铜,电解质溶液为硫酸铜溶液
B. 装置②盐桥中KCl的Cl- 移向乙烧杯
C. 装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D. 装置④可以验证温度对化学平衡的影响
17、用石墨作电极,电解盛放在形管中的饱和溶液(滴有酚酞溶液),如下图。下列叙述正确的是
A. 阴极附近溶液先变红
B. 电解时在阳极得到氯气,阴极得到金属钠
C. 电解一段时间后,将电解液全部转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
D. 当阳极生成气体时,整个电路中转移了
18、关于右图装置说法正确的是
A.装置中电子移动的途径是:负极®Fe ®M溶液®石墨®正极
B.若 M为NaCl溶液,通电一段时间后,溶液中可能有NaClO
C.若M为FeCl2溶液,可以实现石墨上镀铁
电化学专题 第18页(共18页)
D.若M是海水,该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀
19、有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是
图Ⅰ 碱性锌锰电池
图Ⅱ 铅-硫酸蓄电池
图Ⅲ 电解精炼铜
图Ⅳ 银锌纽扣电池
A. 图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是催化剂
B. 图II所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大
C. 图III所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D. 图IV所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中还原为Ag
20、下列说法不正确的是
A
B
C
D
稀硫酸
C
C
NaCl溶液
Fe
Pt
NaCl溶液
e-
C(甲)
直流电源
e-
C(乙)
CuCl2溶液
FeCl3溶液
盐桥
Cu
C
通电一段时间后,搅拌均匀,溶液的pH增大
甲电极上的电极反应为:
2Cl- - 2e- == Cl2↑
Pt电极上的电极反应为:
O2+2H2O+4e-==4OH-
总反应的离子方程式为:
2Fe3++Cu==Cu2++ 2Fe2+
21、关于下列各装置图的叙述中,正确的是
A. 若采用装置①精炼铜,则a极为纯铜, b极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B. 装置②是原电池,能将化学能转化为电能,锌电极发生还原反应
C. 装置③中X若为四氯化碳,则此装置可用于吸收氨气,并防止倒吸
D. 装置④可用于实验室配置一定物质的量浓度的稀硫酸
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22、根据右图回答,下列说法正确的是
A. 若a为粗铜,b为纯铜,X为CuSO4,该装置可用于铜的精炼
B. 若a为纯铁,b为纯铜,X为CuSO4 该装置用于铁表面镀铜
C. 燃料电池中正极反应为: O2(g) + 2e- +2H+= H2O
D. 当X为NaCl时,b极上产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
23、加碘食盐中含有碘酸钾(KIO3),现以电解法制备碘酸钾,实验装置如图所示。先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液,发生反应:3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区,另将氢氧化钾溶液加入阴极区,开始电解。下列说法正确的是
A. a电极是阴极 B. a极区的KI最终转变为KIO3
C. 阳极电极反应:4OH—-4e— ====2H2O+O2↑
D. 电解过程中OH—从a极区通过离子交换膜c进入b极区
24、某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意图如右,下列说法不正确的是
A. A为电源正极
B. 阳极区溶液中发生的氧化还原反应为:Cr2O72- +6Fe2+ +14H+ == 2Cr3+ +6Fe3+ + 7H2O
C. 阴极区附近溶液pH降低
D. 若不考虑气体的溶解,当收集到H2 13.44 L(标准状况)时,有0.1 mol Cr2O72-被还原
24 25
25、下列关于右图装置的说法正确的是
A. 若断开K1关闭K2,X、Y均为石墨,Z是NaCl溶液,则X附近能得到氢氧化钠
B. 若断开K1关闭K2,X是纯铜,Y是粗铜,Z是CuSO4溶液,则该装置可用于铜的精炼
C. 若断开K2关闭K1,X是Cu,Y是Fe,Z是含有空气的海水,则该装置可用于保护Fe
D. 若断开K2关闭K1,X是Cu,Y是Zn,Z是稀H2SO4,则溶液中的SO42-移向Y极
26、下列叙述正确的是
A. K与N连接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大
B. K与N连接时,X为氯化钠,石墨电极反应:2H++2e—=H2↑
C. K与M连接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大
D. K与M连接时,X为氯化钠,石墨电极反应:4OH—-4e—=2H2O+O2↑
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27、下图是一套电化学装置,对其有关说法错误的是
28
A装置A是原电池,装置B是电解池 B. 反应一段时间后,装置B中溶液PH增大
C. a口若消耗1mol CH4,d口可产生4mol气体
D. a口通入C2H6时的电极反应为 C2H6 -14e- + 18OH- = 2CO32- + 12H2O
28、将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是
A. 电极上发生还原反应 B. 电子沿ZnabCu路径流动
C. 片刻后甲池中c(SO42−)增大 D. 片刻后可观察到滤纸b点变红色
29、下列关于金属腐蚀与防护的说法正确的是
A. 金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程 B. 铝制品的耐腐蚀性强,说明铝的化学性质不活泼
C. 将海水中钢铁闸门与电源的负极相连,可防止闸门被腐蚀
D. 铁门上的铜铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e- = Fe3+
30、下列说法不正确的是
A. 与铜质水龙头连接处的钢制水管易发生腐蚀
B. 把被保护的钢铁设备作为阴极,外加直流电源可进行保护
C. 原电池产生电流时,阳离子移向正极,阴离子移向负极
D. 铅蓄电池是最常见的二次电池,正极板上覆盖有Pb
31、下列说法正确的是
A. 电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、腐蚀速度更快;但后者比前者的腐蚀危害更大
B. 为防止电池中的重金属等污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术
C. 燃料电池是将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的一次电池
D. 钢铁发生吸氧腐蚀生成铁锈的过程中只发生了氧化还原反应
32、下列关于电化学的实验事实正确的是
出 现 环 境
实 验 事 实
A
弱酸性环境下钢铁腐蚀
负极处产生H2,正极处吸收O2
B
电解CuCl2溶液
电子经过负极®阴极阳极®正极
C
以稀H2SO4为电解质的Cu~Zn原电池
正极上发生还原反应, 产生H2
D
将钢闸门与外加电源负极相连
牺牲阳极阴极保护法,可防止钢闸门腐蚀
33、下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是
图1
图2
图3
图4
A. 图1中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B. 图2中,滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液,没有蓝色沉淀出现
C. 图3中,燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀
D. 图4中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块相当于原电池的正极
34、一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下:下列说法不正确的是
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pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3
FeO2-
A. 在pH<4溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀
B. 在pH>6溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀
C. 在pH>14溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e—=2H2O
D. 在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓
红墨水
pH=3的
雨水浸
泡过的
铁钉
35、右图是探究铁发生腐蚀的装置图。发现开始时U型管左端红墨水水柱下降,一段时间后U型管左端红墨水水柱又上升。下列说法不正确的是
A. 开始时发生的是析氢腐蚀
B. 一段时间后发生的是吸氧腐蚀
C. 两种腐蚀负极的电极反应均为:Fe - 2e- == Fe2+
D. 析氢腐蚀的总反应为:2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe(OH)2
K
A
B
食盐水
X
Fe
36、模拟铁的电化学防护的实验装置如右图所示,下列说法不正确的是
A. 若X为碳棒,开关K置于A处可减缓铁的腐蚀
B. 若X为锌棒,开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀
C. 若X为锌棒,开关K置于B处时,铁电极上发生的反应为2H++2e—=H2↑
D. 若X为碳棒,开关K置于A处时,铁电极上发生的反应为2H++2e—=H2↑
37、某小组为研究电化学原理,设计如图2装置。下列叙述不正确的是
A. a和b用导线连接时,正极发生的反应:Cu2+ +2e- ==Cu
B. a和b不连接时,铁片质量会增加,原因是发生:Cu2+ + Fe = Cu + Fe2+
C. 无论a和b是否连接,铁片均被腐蚀,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D. a和b分别连接电源正、负极,Cu电极发生的反应:
4OH-_ 4e- = 2H2O +O2 ↑
38、将洁净的金属片甲、乙、丙、丁分别放置在浸有某种盐溶液的滤纸上面并压紧(如下图所示)。在每次实验时,记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下表:(已知构成两电极的金属其金属活泼性相差越大,电压表的读数越大。)
依据记录数据判断,下列结论中正确的是
A. 金属乙能从硫酸铜溶液中置换出铜
B. 甲、乙形成合金时,将该合金露置在空气中,甲先被腐蚀
C. 在四种金属中乙的还原性最强
D. 甲、丁若形成原电池时,甲为正极
39、电解法将一定浓度的酸性废水中的Cr2O72-转化为Cr3+,其原理示意图如下:
(1)阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式是 。
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(2)一段时间后,试管底部出现沉淀。解释生成沉淀的原因: 。
39 40
40、砷酸盐可发生如下反应:AsO+2I﹣+2H+ AsO+I2+H2O。下图装置中,C1、C2是石墨电极。
(1)A中盛有棕色的KI和I2的混合溶液,B中盛有无色的Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液,当连接开关K,并向B中滴加浓盐酸时发现灵敏电流计G的指针向右偏转。此时C2上发生的电极反应是 。
(2)一段时间后,当电流计指针回到中间“0”位时,再向B中滴加过量浓NaOH溶液,可观察到电流计指针 (填“不动”、“向左偏”或“向右偏”)。
41、下图为电化学法生产硫酸的工艺示意图,电池以固体金属氧化物作电解质,该电解质能传导O2-离子。
(1)正极反应式为 。
(2)S(g)在负极发生的反应为 、
。
(3)用化学方程式解释装置中稀硫酸转变为浓硫酸的原因 。
(4)每生产1L浓度为98%,密度为1.84g/mL的浓硫酸,理论上可向用电器提供 mol电子,将消耗 mol氧气。
(5)已知S(g)在负极发生的反应为可逆反应,请分析为提高硫磺蒸气的转化率,该工艺采取的措施有 。
42、Ⅰ. 电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。
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(1)阴极的电极反应式为 。
(2)电解一段时间,阴极区会产生水垢,其成分为CaCO3和Mg(OH)2,写出生成CaCO3的离子方程式 。
(3)淡水的出口为a、b、c中的__________出口。
Ⅱ. 海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料,如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示:
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 。
43、铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用。
(1)铝在元素周期表中的位置是 。
(2)已知电负性的数值表示原子对电子吸引能力的相对大小。以下是几种原子的电负性数值:
元素
钠
镁
铝
硅
电负性
0.9
1.2
χ
1.8
① 铝的电负性χ的范围是 。
② 电负性的数值与元素金属性的关系是 。
③ 下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是 。
a.测定镁和铝的导电性强弱
b.测定等物质的量浓度的Al2(SO4)3和MgSO4溶液的pH
c.向0.1 mol/LAlCl3和0.1 mol/L MgCl2中加过量NaOH溶液
(3)铝热法是常用的金属冶炼方法之一。
已知:4Al (s)+3O2(g) =2Al2O3(s) ΔH1 = -3352 kJ/mol
Mn(s)+ O2(g) =MnO2 (s) ΔH2 = -521 kJ/mol
Al与MnO2反应冶炼金属Mn的热化学方程式是 。
(4)冶炼金属铝时,用石墨做电极电解熔融Al2O3。液态铝在(填“阴”或“阳”) 极得到,电解过程中,阳极石墨需要不断补充,结合电极反应说明其原因是 。
44、某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3
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等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰,流程如下:
阴离子膜法电解装置如右图所示:
(1)写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式 。
(2)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:
离子
Fe3+
Al3+
Fe2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀的pH
2.7
3.7
7.0
7.8
9.3
沉淀完全的pH
3.7
4.7
9.6
9.8
10.8
加氨水调节溶液的pH等于6,则滤渣的成分是 ,
滤液中含有的阳离子有H+和 。
(3)在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣中也无MnO2,请解释原因 。
(4)电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则A电极是直流电源的 极。实际生产中阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为 。
(5)该工艺之所以采用阴离子交换膜,是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费,写出该副反应的电极反应式 。
45、以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整
催化作用提供反应气的燃料电池示意图如右:
(1)外电路电子流动方向:由 流向 (填字母)。
(2)空气极发生反应的离子方程式是 。
(3)以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e转移,有 g 精铜析出。
46、某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。
(1)该电池正极的电极反应式为:
;
(2)工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为: ;
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47、甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:
请回答:
(1)甲烷燃料电池的负极反应式是 。
(2)当线路中有0.1 mol电子通过时,________(填“a”或“b”)极增重________g。
48、最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、电解
阳极发生反应,转化为乙醇和乙酸,总反应为: 2CH3CHO + H2O === CH3CH2OH + CH3COOH
实验室中,以一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如右图所示。
(1)若以甲烷燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入 (填化学式)气体。
(2)电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体。电极反应如下:
阳极:① 4OH- - 4e- == O2↑+ 2H2O
②
阴极:①
② CH3CHO + 2e- + 2H2O == CH3CH2OH + 2OH-
(3)电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中,某时刻测定了阳极区溶液中各组分的物质的量,其中Na2SO4与CH3COOH的物质的量相同。下列关于阳极区溶液中各微粒浓度关系的说法正确的是 (填字母序号)。
a. c(Na+)不一定是c(SO42-)的2倍
b. c(Na+) = 2c(CH3COOH) + 2c(CH3COO-)
c. c(Na+) + c(H+) =c(SO42-) + c(CH3COO-) + c(OH-)
d. c(Na+) > c(CH3COOH) > c(CH3COO-) > c(OH-)
(5)已知:乙醛、乙醇的沸点分别为20.8℃、78.4℃。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是 。
49、通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
(1)Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)写出NiO电极的电极反应式: 。
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50、原料通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。电解前,先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液,溶解时发生反应:3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区,另将氢氧化钾溶液加入阴极区。
(1)电解时,阳极反应: ;阴极上观察到的实验现象: 。
(2)电解过程中,需通过检验阳极电解液中是否有Iˉ存在以确定电解是否完成。请设计判断电解是否完成的实验方案,并填入下表。仪器不限、可选的试剂:淀粉溶液、H2O2溶液、稀硫酸。
实验操作
实验现象及结论
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化学选修四 化学反应原理
第四章 电化学基础 参考答案
【学习目标】
1、答案参考课本82页、89页表格。 2、答案参考课本75~78页。
3、答案参考课本79~81页。 4、答案参考课本85~86页。
【知识与方法】
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
B
A
C
C
B
C
AD
题号
9
10
11
12
13
14
15
答案
BD
D
D
BD
AC
B
AC
16、A:K B:Cu C:Ag D:Zn E:Sn F:Pt G:Fe
17、(1)Cu2++2e-==Cu;2C1--2e-==C12↑ 2Ag++2e-==2Ag;4OH--4e-==2H2O+O2↑;(2)2∶2∶4∶1
18、设另一电极上析出气体在标准状况的体积为x,根据题意得:在另一电极上得到的气体全是氯气,即电解方程式为: Cu2+ + 2 C1- == C12↑ + Cu
22.4L 1mol
x 0.1mol
22.4L / x = 1mol / (0.1mol) x = 2.24L
答:另一电极上析出气体在标准状况的体积为2.24L
【能力与探究】
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
B
A
A
A
D
C
D
题号
9
10
11
12
13
14
15
16
答案
D
D
B
C
C
B
C
B
题号
17
18
19
20
21
22
23
24
答案
A
B
D
A
C
A
B
C
题号
25
26
27
28
29
30
31
32
答案
D
A
B
A
C
D
B
C
题号
33
34
35
36
37
38
答案
C
C
D
C
D
B
39、(1) 6Fe2+ +Cr2O72- + 14H+ == 6Fe3+ +2Cr3+ + 7H2O
(2)随着电解进行,溶液中c(H+) 逐渐减少,c(OH- )浓度增大,生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀
40、(1)AsO+ 2e- + 2H+ = AsO+ H2O (2)向左偏
41、(1) O2 + 4e-= 2O2- (2) S- 4e- + 2O2- = SO2 S- 6e- +3O2- = SO3
(3)SO3 + H2O = H2SO4 (4)110.4 27.6
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(5)硫磺(二氧化硫)循环使用;用稀硫酸吸收SO3(减小生成物浓度,有利于提高S转化率)
42、Ⅰ(1)2H2O+2e- = H2↑+ 2OH-(2H++2e-=H2↑)(2)Ca2++OH-+HCO3-= CaCO3↓+H2O (3) b
Ⅱ 正 FePO4+e- +Li+=LiFePO4
43、(1)第3周期第ⅢA族(2)①电负性数值越大,元素的金属性越弱 ② 1.2<χ<1.8 ③ c
(3)4Al (s)+ 3MnO2 (s) = 3Mn(s) +2Al2O3(s) ΔH=–1789 kJ/mol
(4)阴 在阳极发生反应2O2—– 4e— =O2↑,C+O2=CO2,石墨由于被消耗需要不断补充
44、(1)MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O(2)Al(OH)3、Fe(OH)3 Mn2+、Mg2+、NH4+
(3)MnO2在酸性条件下被二价铁还原为Mn2+(4)负极 4OH--4e-=O2↑+2H2O
(5)Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
45、(1)由A流向B (2)O2+4e- +2CO2=2CO32- (3)19.2
46、(1) O2 + 2H2O + = (2)2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O
47、(1)CH4 -8e- + 2H2O = CO2 + 8H+ (2)b 3.2
48、(1)CH4(2)CH3CHO -2e- + H2O == CH3COOH + 2H+ 4H+ + 4e- == 2H2↑或4H2O + 4e- == 2H2↑+ 4OH- (写成“2H+ + 2e- == H2↑”不扣分)(3)不变 (4)abd (5)蒸馏
49、(1)还原 (2)NO+O2--2e-=NO2
50、(1)I-+6OH—6e-=IO3-+3H2O 有气泡生成
实验操作
实验现象及结论
取少量阳极区电解液于试管中,加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液,观察是否变蓝。
如果不变蓝,说明无。(如果变蓝,说明有。)
(2)
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