高中化学鲁科版选择性必修1第一章第三节电能转化为化学能-电解练习题
一、单选题
根据如图回答,下列说法不正确的是
A.
燃料电池中正极反应为
B.
此装置用于电镀铜时,硫酸铜溶液的浓度不变
C.
此装置用于铁表面镀铜时,a为铁
D.
若用该装置进行粗铜的精炼,当有1mol水生成时,可得到64g精铜
下列有关电化学的示意图正确的是
A.
原电池
B.
粗铜的精炼
C.
铁片镀锌
D.
验证NaCl溶液含酚酞电解产物
如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素,氮元素显价的化学能直接转化为电能,并生成对环境无害物质的装置,同时利用此装置的电能在铁上镀铜图乙。下列说法不正确的是?
?
?
A.
铜电极应与Y相连接
B.
M电极反应式:
C.
乙装置在通电过程中溶液颜色会变浅
D.
标准状况下,当铁电极增重时,N极消耗的体积为
如图所示装置中,电极Ⅰ的材料为Al,其他电极均为Cu,盐桥为琼脂饱和。下列说法正确的是
A.
电极Ⅰ为负极,发生还原反应
B.
盐桥中的向甲烧杯移动
C.
丙烧杯中的能量变化为化学能转化为电能
D.
Ⅳ的电极反应式:
是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备,其工作原理如下图所示,两端隔室中离子不能进入中间隔室。下列有关说法错误的是
A.
阳极反应式为
B.
甲溶液可循环利用
C.
离子交换膜a是阴离子交换膜
D.
当电路中通过电子的电量时,会有生成
乙醛酸是一种重要的精细化工产品。以高硅铸铁为惰性电极材料,用恒电势电解NaBr溶液间接氧化乙二醛制备乙醛酸:。装置如图所示。下列说法不正确的是
A.
电极b为负极,高硅铸铁不损耗
B.
阳极的电极反应式为
C.
左室电解质溶液中保持不变
D.
电解过程中,理论上,右室溶液的pH逐渐升高
用电解法处理含硝酸根离子废水的原理如图所示。下列说法错误的是
A.
铅蓄电池的A极为正极,电极材料为
B.
铅蓄电池放电时负极质量增加
C.
该电解池的阴极反应为
D.
若电路中通过电子,则阳极室溶液质量减少忽略气体的溶解
利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用。下列说法正确的是?
?
A.
氯碱工业中,X电极上反应式是
B.
电解精炼铜时,Z溶液中的浓度不变
C.
在铁片上镀铜时,X是纯铜
D.
制取金属镁时,Z是氯化镁溶液
下列装置由甲、乙两部分组成如图所示,甲是将废水中乙二胺氧化为环境友好物质形成的化学电源;乙是利用装置甲模拟工业电解法来处理含废水,电解过程中溶液发生反应:。当电池工作时,下列说法错误的是
A.
甲中透过质子交换膜由左向右移动
B.
乙池中Fe棒应与甲池中的M极相连
C.
M极电极反应式:
D.
若溶液中减少了,则N极消耗标准状况下
科研工作者利用如图所示装置除去废水中的尿素。下列说法错误的是?
?
A.
b为直流电源的负极
B.
工作时,废水中NaCl的浓度保持不变
C.
工作时,由M极区通过质子交换膜移向N极区
D.
若导线中通过电子,理论上生成
二、多选题
微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水以含的溶液为例下列说法错误的是
A.
负极反应为
B.
隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C.
当电路中转移1mol电子时,模拟海水理论上除盐
D.
电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为
已知甲、乙为单质,丙为化合物,能实现下图所示转化关系,下列说法正确的是
A.
若丙的溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成,则乙可能为Cu
B.
若丙的溶液遇,产生气体,则甲可能为
C.
若丙的溶液中滴加KSCN溶液显红色,则乙可能为Fe
D.
若丙溶于水后得到强碱溶液,则甲可能为Na
钢铁防腐方法有许多种,下图是其中的一种方法,描述正确的是
A.
上图所示是牺牲阳极的阴极保护法
B.
铁闸门作阴极,发生还原反应
C.
电子流向:铁闸门,辅助电极
D.
辅助电极上的反应:
利用电解法无害化处理水体中的,最终生成逸出。其装置及转化如图所示。下列说法正确的是
A.
N电极为电源的负极
B.
电解池工作时Na移向电极Ⅱ
C.
电极Ⅰ的电极反应:
D.
电解池工作时电极Ⅰ产生的被电极Ⅱ产生的HClO氧化为
三、填空题
某同学设计一个如下图所示的电池,探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理。
甲烧杯中通入的电极为___?填“正”或“负”极,电极反应式为_______。
乙烧杯中总反应的离子方程式为_______________________________;如果把石墨换成铁电极,乙溶液左侧出现的现象是________________________________________。
丙烧杯中的粗铜中含有锌、铁、银、金等杂质,反应一段时间后,在烧杯底部有阳极泥产生。
阳极泥可以作为提炼______等贵重金属的原料;
硫酸铜溶液浓度将________填“增大”、“减小”或“不变”;
若丙中精铜增重克,则甲烧杯中消耗在标准状况下的体积______。
如下图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理。其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
通入甲醚的电极为________填“正极”或“负极”,写出通氧气的一极的电极反应式___________________________。
乙池中石墨电极为_______填“阳极”或“阴极”,Fe电极的电极反应式为_____________________________,反应一段时间后,乙装置中生成氢氧化钠主要在_______填“铁极”或“石墨极”区。
粗铜电极为______填“阳极”或“阴极”反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将_____填“增大”“减小”或“不变。
若在标准状况下,有氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体的体积为______标准状况下,丙装置中阴极析出铜的质量为_________g。
某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题甲、乙、丙三池中的溶质足量,当闭合该装置的电键K时,观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
甲池为________填“原电池”“电解池”或“电镀池”,A电极的电极反应式为_______________________________。
丙池中F电极为____________填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”,该池的总反应方程式为______________________________。
当乙池中C极质量减轻时,甲池中B电极上理论上消耗的体积为________标准状况下。
一段时间后,断开电键K。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是________填字母。
A.?
如下图所示,A、B、C三个装置中的三个烧杯分别盛有足量的溶液。
、B、C三个装置中属于原电池的是________填标号,下同,属于电解池的是________。
池中Zn是________极,发生________填“氧化”或“还原”,下同反应,电极反应式为________;Cu是________极,发生________反应,电极反应式为________。A中总反应的化学方程式为________。
池中石墨是________极,发生________反应,电极反应为________;Pt是________极,发生________反应,电极反应为________。B池中总反应的化学方程式为________。
池中Zn是________极,发生________反应,电极反应为________;Cu是________极,发生________反应,电极反应为________。反应过程中,电解质溶液浓度________填“变大”、“变小”或“不变”。
四、实验题
某课外活动小组用如图所示装置进行实验,试回答下列问题:
若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为___________________________。
若开始时开关K与b极连接,则B极的电极反应式为______________________________,总反应的离子方程式为______________________________________________________。
若开始时开关K与b连接,下列说法正确的是______________填字母。
A.溶液中向A极移动
B.从A极处逸出的气体能使湿润的淀粉试纸变蓝
C.反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质溶液的浓度
D.若标准状况下B极产生气体,则溶液中转移电子
该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
该电解槽的阳极反应式为__________________________________________________。
制得的氢氧化钾溶液从出口____________填“A”“B”“C”或“D”导出。
某课外活动小组利用石墨电极电解的溶液,探究影响电解产物的因素,回答下列问题:
实验室配制的溶液时,为了防止被氧化常加入适量的________填试剂名称,若配制此溶液,需要用托盘天平称量的质量为________g。
探究装置如图所示:
湿润淀粉KI试纸检测的物质是________填化学式。
从价态角度分析,在两极均有可能放电的离子是________填离子符号,下同。
在无限稀释的水溶液中部分离子的离子淌度如下表所示注:淌度越大的离子向电极的迁移速率越快:
阳离子
淌度
阴离子
淌度
仅从淌度角度分析,________在B电极放电更具优势。
电解电压控制在时,电解现象如下表所示:
实验编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
溶液pH
阳极
湿润淀粉KI试纸
未变色
未变色
未变色
电极附近溶液加KSCN
盐酸酸化才变红
无需酸化即可变红
无需酸化即可变红
是否出现浑浊
变浑浊
少量浑浊
无浑浊
阴
极
是否有气泡产生
无
无
有
电极表面是否出现镀层
出现银白色镀层
出现银白色镀层
无镀层出现
实验Ⅲ中阳极电极反应式为________________________________________。
实验Ⅰ中溶液变浑浊的主要原因是________________________________________。
结合上述实验,试分析影响阴极放电物质的主要因素是____________________________。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了原电池和电解池原理,根据燃料电池中得失电子确定正负极,再结合电解池中离子放电顺序分析解答,题目难度不大。
【解答】
燃料电池中,通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极,则b是阴极、a是阳极,
A.燃料电池中,正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应为,故A正确;
B.此装置用于电镀铜时,阳极溶解的金属铜等于阴极析出的金属Cu,所以电解质溶液中铜离子浓度不变,故B正确;
C.此装置用于铁表面镀铜时,铜作阳极,a为阳极,是铜,故C错误;
D.电解精炼铜时,粗铜作阳极、纯铜作阴极,所以a为粗铜,b为纯铜,当有1mol水生成时,转移电子2mol,则根据,可得到64g精铜,故D正确;
故选:C。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查原电池和电解池原理,明确原电池正负极的判断方法、电解池中离子放电顺序即可解答,知道盐桥的作用及盐桥中阴阳离子移动方向,题目难度不大。
【解答】
A.锌极的烧杯内电解质是硫酸锌溶液,铜极的烧杯电解质溶液是硫酸铜,应电极或烧杯对调,故A错误;
B.电解精炼时,粗铜作阳极,则粗铜与电源的正极相连,作阳极,故B错误;
C.电镀时镀层金属作阳极,铁片上镀锌,所以锌为阳极,即锌片与正极相连,故C错误;
D.电解饱和食盐水,阳极发生氧化反应生成氯气,检验氯气用碘化钾淀粉溶液,阴极发生还原反应生成氢气和氢氧化钠,氢氧化钠能使酚酞变红色,该装置能验证氯化钠溶液的电解产物,故D正确;
故选:D。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了原电池原理以及电镀原理,为高频考点,侧重于学生的分析、计算能力的考查,明确原电池正负极上得失电子、电解质溶液中阴阳离子反应即可解答,题目难度中等。
【解答】
由甲原电池装置图可知,在N附近得到电子,化合价降低,N是正极,M是负极,电解质溶液为酸性溶液,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,据此作答。
A.铁上镀铜,则铁为阴极应与负极相连,铜为阳极应与正极Y相连,故A正确;
B.M电极是原电池的负极,尿素在M极放电,电极反应式为,故B正确;
C.乙装置在通电过程中Fe连接电池负极,电解液中在负极附近得电子生成Cu单质,Cu连接电池正极,Cu失电子生成补充到电解液中,溶液颜色不变,故C错误;
D.氧气在N电极得到电子,电极反应式为?,消耗标况下即氧气时,转移2mol电子,铁电极发生?,根据各个电极转移的电子数相等,则铁电极增重,故D正确。
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查电化学知识,涉及原电池和电解池串联,正确判断正负极是解题关键,难度一般。
【解答】
由图可知,甲、乙构成原电池,电极Ⅰ为Al,为负极,失电子,Ⅱ为正极;Ⅳ为阴极,Ⅲ为阳极。
A.Ⅰ是Al,所以Ⅰ是负极,失去电子,发生氧化反应,故A错误;
B.根据原电池装置可知,反应时盐桥中的阴离子向负极区域移动,即向着甲烧杯移动,故B正确;
C.根据装置可知丙是电解池,是电能转化为化学能,故C错误;
D.丙装置中阴阳极均为Cu,阳极电极反应为,阴极电极反应为:,Ⅳ连接的是原电池的负极,所以Ⅳ是阴极,得到电子,发生还原反应,故D错误。
故选B。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查电解池的工作原理,掌握电极反应式和离子移动方向为解题关键,难度中等,侧重考查分析能力和灵活运用能力。
【解答】
A.铜电极上有气体产生,则铜电极为阴极,放出氢气,阳极是铁发生氧化反应,最终生成,因此电极反应式为,故
A正确;
B.铜电极是阴极,氢离子放电生成氢气,同时阴极区氢氧根离子浓度增大,甲溶液应该是较浓的氢氧化钠溶液,可回收用于该电解池,故B正确;
C.离子交换膜a应该是允许浓氢氧化钠溶液中的移向阴极,则为阳离子交换膜,故C错误;
D.当电路中通过2mol电子的电量时,阳极产生氢气,会有生成,故
D正确。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了电解池原理的分析应用,把握电解池原理以及电解过程中电子守恒的计算应用,掌握基础是关键,题目难度一般。
【解答】
A.利用单质溴氧化乙二醛,说明高硅铸铁电极为阳极,发生反应:,故石墨作阴极,与光伏电池的负极相连,即b极为负极。从电极反应式可以看出,高硅铸铁不损耗,故A正确;
B.阳极上发生氧化反应生成溴单质,其电极反应式为,故B正确;
C.从总反应看出,阳极上生成溴单质,溴氧化乙二醛又生成了溴离子,溴离子浓度保持不变,故C正确;
D.石墨电极上发生还原反应:,每生成时,由左室向右室迁移,理论上右室硫酸钠溶液浓度保持不变,pH不变,故D错误。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了原电池原理和电解原理的应用,掌握原电池原理和电解原理是解题关键,D中容易忽略氢离子定向移动导致的质量减少,为易错点,题目难度中等。
【解答】
铅蓄电池的正极材料为,负极为Pb。从图中可以看出,电解法处理含硝酸根离子废水时,在阴极得电子生成氮气,阳极氢氧根离子失电子生成氧气,则电极为阴极,所以B为负极,A为正极。
A.B为负极,A为正极,铅蓄电池的正极材料为,故A正确;
B.铅蓄电池的负极为铅失电子生成硫酸铅,硫酸铅是难溶电解质,所以负极质量增加,故B正确;
C.在阴极得电子生成氮气,阴极电极反应式为,故C正确;
D.阳极上水电离产生的氢氧根离子失电子生成,同时产生,电路中通过2mol电子,阳极生成,同时有通过质子交换膜进入阴极室,所以阳极室溶液质量减少,故D错误。
故选D。
8.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查电解原理的应用,题目难度不大,涉及氯碱工业、电解精炼铜、电镀、金属冶炼等知识,熟练掌握电解原理是解题关键,试题培养了学生的灵活应用能力。
【解答】
X与电源正极相连,为电解池的阳极,Y与电源负极相连,为电解池的阴极,
A.X为电解池的阳极,氯碱工业中,阳极溶液中的氯离子失电子生成氯气,电极反应式为:,故A错误;
B.电解精炼铜时,粗铜作阳极,粗铜中比铜活泼的铁、锌等金属先放电,精铜作阴极,溶液中铜离子得电子被还原,则溶液中的浓度减小,故B错误;
C.在铁片上镀铜时,铁片作阴极,纯铜作阳极,故C正确;
D.Mg活泼性较强,工业上通过电解熔融氯化镁获得金属镁,故D错误;
故选C。
9.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查原电池、电解池原理,根据已知反应判断正负极,从而确定离子移动方向,根据串联电路得失电子守恒进行计算。
【解答】
A.甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池,根据N极由得电子发生还原反应转化为,则M是负极,N是正极,因阳离子向正极运动,则质子透过质子交换膜由M极移向N极,即由左向右移动,故A项正确;
B.根据电解过程中溶液发生的反应,电解液中无,应为Fe电极失电子形成,故Fe电极为阳极,应与原电池的正极即N极相连,故B错误;
C.甲装置中乙二胺在M极失电子,作负极,发生氧化反应:?,M极电极反应式正确,故C正确;
D.若溶液中减少了,则与之反应的为,转移电子,所以N极产生的氧气为,标准状况下就是672mL,故D正确。
故选B。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查电解池的相关知识,涉及阴阳极的判断、电解池的计算、离子的移动等知识,注意掌握电解池的放电顺序以及阴阳极的判断是关键,难度一般。
【解答】
A.由图知,N极区生成,N极作阴极,故b为直流电源的负极,A项正确;
B.工作时,阳极区的反应为、,因消耗水而使废水中NaCl的浓度增大,B项错误;
C.工作时,由M极区通过质子交换膜移向N极区,C项正确;
D.由阳极区发生的反应知,若导线中通过电子,理论上生成,D项正确。
11.【答案】BD
【解析】
【分析】
本题考查原电池工作原理及其应用,明确各个电极上发生的反应、交换膜作用是解本题关键,侧重考查基础知识灵活运用能力,注意结合电解质特点书写电极反应式,题目难度不大。
【解答】
该装置为原电池,有机废水中的发生失电子的氧化反应生成,则a极为负极,b极为正极,正极上得电子生成,反应式为,
A、该原电池中a极为负极,b极为正极,有机废水中的在负极失电子生成,电极反应式为,故A正确;
B、原电池工作时,阴离子移向负极、阳离子移向正极,即NaCl溶液中的通过阳离子交换膜移向b极、通过阴离子交换膜移向a极,达到海水淡化目的,所以隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜,故B错误;
C、由于电子与、所带电荷数相等,所以电路中转移1mol电子时,通过离子交换膜的、物质的量均为1mol,质量为,即模拟海水理论上除盐,故C正确;
D、负极反应式为,正极反应式为,转移电子时正极得到、负极得到,即正、负极产生气体的物质的量之比为2:1,故D错误。
12.【答案】AB
【解析】
【分析】
本题考查无机推断,把握电解生成甲、乙两种单质为解题本题的突破口,熟悉元素化合物的性质及电解原理即可解答,明确电解中离子的放电顺序,题目难度不大.
【解答】
A.
若丙溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成,应生成氢氧化铜,则乙可能为Cu,甲为氯气,电解氯化铜溶液可得到氯气和铜,故A正确;
B.
若丙溶液遇,放出气体,则丙溶液呈酸性,可能为HCl,则甲可能是,乙为氯气,电解盐酸可得到氢气和氯气,故B正确;
C.
若丙的溶液中滴加KSCN溶液显红色,丙中含铁离子,丙应为氯化铁,则乙可能为Fe,但电解氯化铁溶液不能得到单质Fe,故C错误;
D.
丙溶于水后得到强碱溶液,甲为Na,则丙溶液为NaOH溶液,电解NaOH溶液不能得到Na,故D错误。
13.【答案】BC
【解析】
【分析】
本题考查学生金属的腐蚀和防护知识,为高频考点,注意把握金属的腐蚀原理和防护方法,注意基本概念的理解和掌握是关键,难度不大。
【解答】
由示意图可知,钢铁连接电源,应为外加电源的阴极保护法,铁连接电源的负极,辅助电极连接电源的正极,
A.钢铁连接电源,应为外加电源的阴极保护法,故A错误;
B.铁连接电源的负极,辅助电极连接电源的正极,则铁闸门作阴极,发生还原反应,故B正确;
C.电子由铁闸门,由阳极辅助电极正极,故C正确;
D.辅助电极连接电源的正极,发生氧化反应生成氧气,电极方程式为,故D错误。
故选BC。
14.【答案】CD
【解析】
【分析】
本题考查电电池工作原理,涉及电极判断与电极反应式书写等问题,做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写,本题中难点和易错点为电极方程式的书写,注意化合价的变化。
【解答】
A.N电极发生失电子的氧化反应,N电极为阴极,与电源的正极相连,故A错误;
B.因为极Ⅰ的电极反应:,故电解池工作时Na移向电极Ⅰ,故B错误;
C.电极Ⅰ的电极反应:,故C正确;
D.电解池工作时电极Ⅰ产生的被电极Ⅱ产生的HClO氧化为,故D正确。
故选CD。
15.【答案】正;
;产生白色絮状沉淀
金、银?
减小?
【解析】
【分析】
本题考查原电池和电解池原理和电极反应式书写、氧化还原反应的计算的知识,侧重考查电极反应式的书写,题目难度中等掌握双基是解题关键,注意书写电极反应式是电解质溶液的不同问题,注意守恒关系运用。
【解答】
甲烧杯中通入的电极为正极,电极反应式为;
乙中铁电极为阴极,C电极为阳极,阳极氯离子放电生成氯气,阴极氢离子放电生成氢气,乙烧杯中总反应的离子方程式为;如果把石墨换成铁电极,铁失去电子生成亚铁离子,,乙溶液左侧出现的现象是产生白色絮状沉淀;
丙烧杯中精铜作阴极,粗铜作阳极,阳极先是比铜活泼的金属失去电子,如粗铜中含有锌、铁、银、金等杂质,阳极开始是锌放电,锌反应完铁放电,铁反应完后铜失电子,银、金留在阳极泥中,而阴极始终是铜离子得到电子,因此丙装置中反应一段时问,硫酸铜溶液浓度将减小;
若丙中精铜增重克,铜的物质的量为,电极反应式为,转移电子的物质的量为,根据可知,甲烧杯中消耗在标准状况下的体积。
16.【答案】负极;?;
阳极;??;铁极;??
阳极;减小;?
;。
【解析】
【分析】
本题以原电池和电解池原理为载体考查了电极反应式的书写、物质的量的有关计算等知识点,注意燃料电池中电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性,燃料相同,如果电解质溶液不同,电极反应式则不同,为易错点。
【解答】
燃料电池是将化学能转变为电能的装置,属于原电池,投放燃料的电极是负极,投放氧化剂的电极是正极,所以通入甲醚的一极为负极,通入氧气的为正极,得到电子生成氢氧根离子,电极反应为,故答案为:负极;?;
与原电池正极连接的为阳极,所以乙池中石墨的电极为阳极,铁为阴极,溶液中的氢离子得到电子生成氢气,反应为?,溶液中剩余大量的氢氧根离子,钠离子由右向左迁移,生成氢氧化钠,所以氢氧化钠主要在铁极区,故答案为:阳极;?;铁极;
?
粗铜电极为阳极,粗铜中含有锌、银等杂质,阳极上不仅铜还有锌失电子进入溶液,阴极上析出铜,根据转移电子数相等知,阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜,所以丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将减小,故答案为:阳极;减小;
根据串联电池中转移电子数相等,得氧气、氢气和铜的关系式为:,设生成氢气体积是x,生成铜的质量是y,
?
?
??
?
?
2Cu?
?
?
?
?
?128g?
?
?
?
?
?
x?
?
?
?
?
?
?
y?
?
?
??
?故答案为:
?。
17.【答案】原电池;??
阴极;?
?
【解析】
【分析】本题主要考查了原电池、电解池的相关知识,综合性较强,注意首先区分原电池和电解池,注意把握原电池和电解池中电极的判断、电极上发生的反应是关键,难度较大,应多练习。
【解答】
当闭合电键K时,甲池为甲醇燃料电池;A极通入燃料发生氧化反应,为负极,A极的电极反应式为。
丙池中F电极连接电源的负极,F电极为电解池阴极。丙池为用惰性电极电解硫酸铜溶液,总反应方程式为。
极为乙池的阳极,电极反应式为,C极质量减轻时,转移电子。甲池中B极的电极反应式为,转移电子,消耗氧气,标准状况下体积为。
电解时乙池中C极的电极反应式为,D极的电极反应式为,可看出溶液中生成了,消耗了,要恢复到反应前的浓度可以加入Cu,将其中的置换出来。
故选A。
18.【答案】;BC;
负;氧化;;正;还原;;;
阴;还原;;阳;氧化;;;
阴;还原;;阳;氧化;;不变。
【解析】
【分析】
本题考查原电池和电解池原理,为高频考点,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意把握原电池和电解池的工作原理,把握电极方程式的书写,题目难度不大。
【解答】
把电能转化为化学能的装置是电解池,所以电解池有外接电源,所以A为原电池,B、C有外加电源,应为电解池;
故答案为:A;
BC;
为原电池,锌为负极,发生氧化反应,电极方程式为,铜为正极,发生还原反应,电极方程式为,所以总反应为;
故答案为:负;氧化;;正;还原;;;
为电解池,左边石墨电极连接电源负极,为电解池的阴极,发生还原反应,电极方程式为,右边Pt为阳极,发生氧化反应,电极方程式为?;总反应为:;
装置C中阳极为活性电极Cu,当阳极不是惰性电极时,电极本身会被强迫失电子而发生氧化反应,生成离子进入溶液,此时溶液中阴离子不能失电子。Zn是阴极,发生还原反应,电极反应为:,溶液中其他离子不发生反应,因而溶液浓度保持不变;
故答案为:阴;还原;;阳;氧化;;不变。
19.【答案】
;
或
【解析】
【分析】本题考查了原电池、电解池的相关知识,试题难度一般
【解答】开始时开关K与a连接形成原电池,B电极铁作负极,失电子生成亚铁离子,电极反应式为。
开关K与b连接,装置为电解池,铁为阴极,发生还原反应,得到电子生成,即B电极反应式为;电解饱和食盐水生成NaOH、和。
电解过程中阳离子向阴极移动,B为阴极,溶液中向B极移动,A项错误;
B.A极上生成,与KI溶液反应生成,遇淀粉变蓝,B项正确;
C.反应一段时间后加适量HCl气体,可恢复到电解前电解质溶液的浓度,不是加入盐酸,C项错误;
D.若标准状况下B极产生,其物质的量为,依据电极反应式知,电路中转移电子,但电子不能经过溶液,D项错误。
电解时,阳极上失电子发生氧化反应,溶液中的的放电能力大于,所以阳极上失电子生成水和,由于溶液为硫酸,故电极反应式为或。
阳极上放电,因此向阳极移动,阴极上放电,因此向阴极移动,电解产生的氢氧化钾在阴极生成,所以氢氧化钾溶液从出口D流出。
20.【答案】铁粉;
;;
;实验Ⅰ中溶液的pH较高,生成的转化为;和浓度的相对大小溶液的pH或浓度的大小
【解析】
【分析】
本题考查利用石墨电极电解的溶液,影响电解产物的因素的探究,难度一般,解题关键是理解实验原理,分析实验装置及作用。
【解答】
【详解】
亚铁离子具有较强的还原性,在空气中易被氧化为铁离子,铁离子能与铁反应生成亚铁离子,因此实验室配制的溶液时,为了防止被氧化,常加入适量的铁粉;若配制100mL此溶液,需要用托盘天平称量的质量;
根据电解池工作原理可知,A电极为电解池的阳极,发生失电子的氧化反应,氯离子若在A电极失去电子会生成氯气,氯气具有氧化性,可将碘离子氧化为碘单质,进而使淀粉变蓝,因此湿润淀粉KI试纸放在A电极区,是为了检测是否有氯气生成;
从价态角度分析,处于中间价态,化合价既可以升高,也可以降低,可以在A电极发生氧化反应,又可能在B电极发生还原反应,故在两极均有可能放电的离子是;
淌度越大的离子向电极的迁移速率越快。B电极为电解池的阴极,溶液中阳离子会放电,从表格数据明显可以看出,仅从淌度角度分析,的淌度最大,在B电极放电更具优势;
根据表格数据可以看出,
实验Ⅲ中阳极湿润的淀粉KI试纸未变色,且电极附近溶液加KSCN时,无需酸化即可变红,则说明亚铁离子被氧化为铁离子,其电极反应式为;
根据实验Ⅰ中阳极湿润的淀粉KI试纸未变色,且电极附近溶液加KSCN时,盐酸酸化才变红,则说明亚铁离子被氧化为铁离子,溶液变浑浊,主要是因为溶液的,酸性较弱,生成的铁离子转化为氢氧化铁所导致的;
结合题述三个实验的阴极现象可分析得出影响阴极放电物质的主要因素是和浓度的相对大小溶液的pH或浓度的大小。
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