电化学专题
1、锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为:Zn+2MnO2+2NH4+ Zn2++ Mn2O3+2NH3+H2O在此电池放电时,正极(碳棒)上发生反应的物质是( )
A.Zn B.碳棒 C.MnO2和NH4+ D.Zn2+和NH4+
2、X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时,Z极上有H2放出;若电解Y2+和Z2+共存的溶液时,Y先析出;又知M2+的氧化性强于Y2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A. X>Z>Y>M B. X>Y>Z>M C. M>Z>X>Y D. X>Z>M>Y
3、用石墨为电极材料电解时,下列说法正确的是( )
A.电解NaOH溶液时,溶液浓度将减小,pH不变
B.电解H2SO4溶液时,溶液浓度将增大,pH不变
C.电解Na2SO4溶液时,溶液浓度将增大,pH不变
D.电解NaCl溶液时,溶液浓度将减小,pH不变
4、100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的量,可采用的方法是( )
A. 加入适量的6mol/L的盐酸 B. 加入数滴氯化铜溶液
C. 加入适量蒸馏水 D. 加入适量的氯化钠溶液
5、据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍,可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为: 2CH3OH + 3O2 + 4OH— 2CO32— + 6H2O,则下列说法错误的是( )
A.放电时CH3OH参与反应的电极为正极
B.充电时电解质溶液的pH逐渐增大
C.放电时负极的电极反应为:CH3OH-6e- +8OH- = CO32— + 6H2O
D.充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子
6、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A. 1∶2∶3 B. 3∶2∶1 C. 6∶3∶1 D. 6∶3∶2
7、为保护地下钢管不受腐蚀,可采用的方法是( )
A. 将它与直流电源的负极相连接 B. 将它与交流电源相连接
C. 将它与Cu板相连接 D. 将它与Zn板相连接
8、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. 不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
C. 回收其中石墨电极
D. 防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
9、如右图所示,在一U型管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4试液,通直流电,一段时间后U型管内会形成一个倒立的三色 “彩虹”,从左到右颜色的次序是( )
A.蓝、紫、红 B.红、蓝、紫
C.红、紫、蓝 D.紫、红、蓝
10、据报道,氢燃料电池公交汽车已经驶上北京街头。下列说法正确的( )
A.电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法
B.发展氢燃料电池汽车不需要安全高效的储氢技术
C.氢燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染
D.氢燃料电池把氢气和氧气燃烧放出的热能转化为电能
11、已知蓄电池在充电时作电解池,放电时作原电池;铅蓄电池上有两个接线柱,一个接线柱旁标有“+”,另一个接线柱旁标有“-” ;关于标有“+”的接线柱,下列说法中正确的是
A.充电时作阴极,放电时作正极 B.充电时作阳极,放电时作负极
C.充电时作阴极,放电时作负极 D.充电时作阳极,放电时作正极
12、关于下图装置的叙述,正确的是
A.铝是负极,铝片上析出无色气体。
B.石墨是阳极,石墨棒上析出黄绿色气体
C.溶液中两电极间产生白色沉淀。
D.溶液中先产生白色沉淀,最后沉淀溶解。
13、2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池,它用磺酸类质子溶剂,在200oC左右时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。电池总反应为:C2H5OH +3O2 =2CO2 +3H2O,电池示意如图,下列说法不正确的是( )
A.a极为电池的负极
B.电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极
C.电池正极的电极反应为:4H+ + O2 + 4e- =2H2O
D.电池工作时,1mol乙醇被氧化时就有6mol电子转移
14.以下现象与电化腐蚀无关的是( )
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈 D.银质奖牌久置后表面变暗
15.在电解水制取H2和O2时,为了增强导电性,常常要加入一些电解质,最好选用下列物质中的
A.NaOH B.HC1 C.NaCl D.CuSO4
16.下图各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )
A.④>②>①>③ B.②>①>③>④ C.④>②>③>① D.③>②>④>①
17.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连结起来浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A.D、C、A、B B.D、A、B、C C.D、B、A、C D.B、A、D、C
18.下列有关实验现象的描述不正确的是( )
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀H2SO4中,铜片表面出现气泡
B.用锌片作阳极,铁片作阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌
C.把铜片插入氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快
19.汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如图所示,放电时其电池反应如下:根据此反应判断,下列叙述中正确的是( )
A.Pb是负极 B.PbO2得电子,被氧化
C.负极反应是
D.电池放电时,溶液酸性增强
20.把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中(如图),经过一段时间后,首先观察到溶液变红的区域是
A.Ⅰ和Ⅱ附近 B.Ⅰ和Ⅳ附近
C.Ⅱ和Ⅲ附近 D.Ⅱ和Ⅳ附近
21.用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量
的另一物质(中括号内),溶液能与原来溶液完全一样的是
22.在外界提供相同电量的条件下,或分别按或在电极上放电,其析出铜的质量为1.92g,则析出银的质量为( )
A.1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g
23.用石墨作电极电解溶液时,如图所示的电解变化曲线合理的是( )
A.①④ B.②④ C.②③ D.①③
金属
电子流动方向
电压/V
Fe
Fe → Cu
+0.78
Zn
Zn → Cu
+1.10
A
Cu → A
-0.15
B
B → Cu
+0.3
24、(10分)将洁净的金属片Fe、Zn 、A、B 分别与Cu用导线连接浸在合适的电解质溶液里。实验并记录电压指针的移动方向和电压表的读数如右表所示:
根据以上实验记录,完成以下填空:
(1)构成两电极的金属活动性相差越大,电压表的读数
越 (填“大”、“小”)。
Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
(2)Cu与A组成的原电池, 为负极,此电极反应式为 。
(3)A、B形成合金,露置在潮湿空气中, 先被腐蚀。
25、(12分)(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是 。
(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时:正极的电极反应式是 。负极的电极反应式是 。
(3)下图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应是 。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化128g,则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气 L(假设空气中氧气体积含量为20%)
(4)传统制备肼的方法,是以NaClO氧化NH3,制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是 。
26.如图所示,在大试管里放入一段光亮无锈的弯成螺旋状的铁丝,把试管倒插入水中,把这个装置这样放置约一周后,观察到铁丝发生的变化是______________,原因是___________________________。试管里的水面会上升,最终上升高约为____________,原因是______ ________。
27.某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数
的值,其实验方案的要点为:
①用直流电电解氯化铜溶液,所用仪器如图.
②在电流强度为IA,通电时间为ts后,精确测得某电极上析出的铜的质量
为mg。试回答:
连结这些仪器的正确顺序为:
(用图中标注仪器接线柱的英文字母 表示。下同)E接_________,C接__________,__________接F。
实验线路中的电流方向为:_____
→_____→______→C→_____→
_____。
(2)写出B电极上发生反应的离子方程式_______ ________。
G试管中淀粉KI溶液变化的现象为__________________________,
相应的离子方程式是_________________________。
(3)为精确测定电极上析出铜的质量,所必需的实验步骤的先后顺序是_______________。(选填下列操作步骤的编号)
①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极
④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干后称量至恒重。
(4)已知电子的电量为。试列出阿伏加德罗常数的计算表达式:NA=___________。
28.工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水,采用下面的处理方法:往工业废水中加入适量NaCl,以Fe为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回答下列问题:
(1)两极发生反应的电极反应式,阳极为:___________________;阴极为_________________;
(2)写出Cr2O72-变为Cr3+的离子方程式______ _____________;
(3)工业废水由酸性变为碱性的原因是________________________________________
__________________________________________________;
(4)_____________(填“能”或“不能”)改用石墨电极,原因是____________________
_______________________________________________。
29.图12-8中A~F均为中学化学中常见的物质,它们之间的转化关系如下:
回答下列问题:
(1)若反应①和②不需要特定的反应条件就能进行,则A物质的化学式可能为_____________;
(2)若反应①和②需要在一定条件下才能进行,则电解A溶液的化学反应方程式为 ___;C与D的稀溶液不反应,但若通入B气体,在加热条件下可以反应生成A溶液。试写出这一反应的化学方程式________________________。
30.已知电极材料:铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、盐酸。按要求回答下列问题:
(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因_________________
____________________________________________________。
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?__________,若能,请写出电极反应式,负极_____ _____________,正极_________________。(若不能,后面两空不填)
(3)若电池反应为:Cu+2H+=Cu2++H2,该池属于原电池还是电解池?__________,请写出各电极的电极材料和电解质溶液_________________________________。
31、有一硝酸盐晶体,其化学式为M(NO3)x·yH2O,相对分子质量为242。取1.21g该晶体溶于水,配成100mL溶液,将此溶液用石墨作电极进行电解,当有0.01mol电子发生转移时,溶液中金属全部析出。经称量阴极增重0.32g。求:
(1)金属M的相对原子质量及x、y。
(2)电解后溶液的pH(电解过程中溶液体积变化忽略不计)。
答案:1、C 2、A 3、C 4、B 5、A 6、D 7、AD 8、D 9、C 10、C 11、D 12、C 13、D 14、D 15、A 16、A 17、B 18、C 19、AC 20 、B 21、C 22、B 23、A
24、(1)大,Zn>B>A (2)Cu,Cu-2e-=Cu2+ (3)B
25、(1)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-624KJ/mol
(2)O2+4H2O+4 e-=4OH- N2H4-4 e-+4 OH-=N2+4H2O
(3)Cu2++2e-=Cu 112L
(4)ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O
26.铁丝表面形成一层红褐色铁锈;发生吸氧腐蚀;试管上部(反应前未进水部分)体积的1/5;铁和氧气反应,时间足够时铁消耗空气中全部氧气,而在空气中O2约占总体积的1/5
27.(1)D;A;B;F;;B;A;D;E (2);蓝; (3)①、③、④、⑥ (4)
28.(1);
(2)
(3)不断放电,与反应中消耗,打破了水的电离平衡,使溶液中 (4)不能;因为用石墨作电极,阳极产生,得不到,缺少还原剂,不能使而除去。
29.(1)或
(2);
30.(1)二者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中形成原电池而腐蚀
(2)能;; (3)电解池;阳极:Cu,阴极:石墨,电解液:盐酸或硫酸
31、 (M)=n[M(NO3)x·yH2O]= =0.005mol
M的化合价= 所以x=2
根据64+2(14+48)+18y=242 得y=3
(2)电解总反应为:
2M(NO3)2+2H2O 2M + 4HNO3 +O2↑
2 4
0.005mol n
n(HNO3)= pH = -lg10-1 = 1