1. 某同学为了使反应2HCl+2Ag=2AgCl↓+H2↑能进行,设计了如下图所示四个实验,你认为可行的是 ( )
【答案】C
【解析】A是电解池,银为阴极,氢离子发生还原反应,生成氢气,石墨为阳极,氯离子放电,生成氯气;B是原电池,铁为负极,失去电子,铁棒变小,银为正极,氢离子发生还原反应,生成氢气;C是电解池,左边的银棒为阳极,失去电子,与盐酸反应生成氯化银沉淀,右边的银棒为阴极,氢离子发生还原反应,生成氢气;D不能构成原电池,一没有活泼性不同的两电极,二不能自发发生氧化还原反应。故答案选C。 【考点】原电池和电解池
点评:电解池和原电池是历年高考常考知识点,注重考查学生分析问题、解决问题的能力。
2. 爱迪生电池在充电和放电时发生的反应:Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列对该蓄电池推断错误的是:
① 放电时,Fe参与负极反应,NiO2参与正极反应
② 充电时,阴极上的电极反应式为:Fe(OH)2 + 2e-=\" Fe\" + 2OH- ③ 放电时,电解质溶 液中的阴离子向正极方向移动
④ 放电时,负极上的电极反应式为:Fe + 2H2O-2e- = Fe(OH)2 + 2H+ ⑤ 蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中 A.只有③ B.③④ C.④⑤ D.①②⑤
【答案】B
【解析】放电时,铁单质变成亚铁离子,即发生氧化反应,参与负极反应,NiO2则参与正极反应,故①正确;铁单质放电后生成氢氧化亚铁,说明电解质溶液为碱性溶液,故②⑤正确,碱性溶液中,放电时,负极绝不可能生成H+,故④错误;放电时,阴离子向负极方向移动,③错。 【考点】蓄电池
点评:蓄电池是历年高考常考知识点,注重考查学生分析问题、解决问题的能力。近年来常以新型蓄电池进行考查。
3. 下面有关电化学的图示,完全正确的是( )
【答案】D
【解析】原电池中较活泼的金属作负极,不活泼的金属作正极,锌比铜活泼,所以A中锌是负极,铜是正极,A不正确;粗铜精炼时粗铜和电源的正极相连,纯铜和电源的负极相连,B不正确;电镀时待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,C不正确,所以正确的答案选D。
4. 某小组为研究电化学原理,设计如右图装置。下列叙述正确的是( )
A.a和b用导线连接时,铁片上会有金属铜析出
2―
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu+—2e = Cu C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解
―3
D.无论a和b是否连接,铁片上发生的反应都是:Fe —3e =Fe+
【答案】C
【解析】a和b用导线连接时,构成原电池,铁是负极,铜是正极,溶液中的铜离子在正极得到电子而析出铜单质,A、B不正确。a和b不连接,则铁直接和硫酸铜发生置换反应,所以C正确,D不正确,应该是Fe —2e― =Fe2+,答案选C。
5. 某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是( )
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
-2
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu++2e= Cu C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
2
D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu+向铜电极移动
【答案】D
【解析】a和b不连接时,铁直接和硫酸铜发生置换反应,生成铜,A正确。.a和b用导线连接时,则构成原电池,铁比铜活泼,铁是负极,铜是正极,溶液中的铜离子在正极得到电子,B正确。根据以上分析,C正确。D中a是阳极,电解池中阳离子向阴极运动,所以D不正确,答案选D。
6. 铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不正
确的是( )
A.K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e===PbO2+4H+SO B.当电路中转移0.2 mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol C.K闭合时,Ⅱ中SO向c电极迁移
D.K闭合一段时间后,Ⅱ可单独作为原电池,d电极为正极
-
+
【答案】C
【解析】K闭合时,I是原电池,Ⅱ是电解池,在电解池中阴离子向阳极移动。C电极是阴极,所
以选项C不正确,其余都是正确的,答案选C。
7. (12分)某课外活动小组同学用如图装置进行实验,试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为 。 (2)若开始时开关K与b连接,则其总反应的离子方程式为 。 (3)若用此装置进行电解K2SO4溶液的实验,试回答以下问题: ①开关K应 与连接,
②若标准状况下A极产生2.24 L气体,则溶液中转移 _mol电子
③反应一段时间后,溶液的pH (填变大、变小或不变),若要电解质溶液复原, 需向溶液中加入的物质为 (填化学式)。 【答案】(14分)
(1)Fe-2e-====Fe2+ (2) 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
(3)b 0.4mol ③不变 H2O
【解析】考查原电池、电解池的原理、判断及其应用。
(1)K与a连接则构成原电池,活泼金属作负极,即铁是负极,石墨是正极,因此是铁的吸氧腐蚀,B极的电极反应式为:Fe-2e-====Fe2+。
(2)开关K与b连接,则构成电解池,电解饱和食盐水。石墨和电源正极相连,作阳极,氯离子放电生成氯气。铁和电源负极相连,作阴极,氢离子发生,生成氢气,总反应式为2Cl- + 2H2O
2OH- + H2↑ + Cl2↑。
(3)①电解池应该有外接电源,所以开关K应与b相连 ②电解总方程式为:H2O
2H2+O2↑,当阳极产生氧气2.24 L时,电路中有0.4mol电子的
转移;
③由于原溶液为中性,电解本质是水的减少,所以电解过程中溶液的pH不变,若要电解质溶液复原,只需向溶液中加适量的水即可。
8. 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不连接时,铁片上会有金属铜析出
-2
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu++2e===Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
2
D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu+向铜电极移动
【答案】D
【解析】a和b不连接时,铁和硫酸铜直接发生置换反应,方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,A正确。a和b用导线连接时,构成原电池,铁是负极,失去电子,。铜是正极,溶液中的铜离子在正极得到电子,被还原析出铜,因此BC正确。a和b分别连接直流电源正、负极,则构成电解池,阳离子向阴极移动,铜电极是阳极,D正确,答案选D。
9. 关于原电池和电解池的叙述,正确的是( ) A.电解池的阳极,原电池负极都发生还原反应
B.不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现 C.原电池的两极,一定要由活泼性不同的两种金属组成 D.电解池中阳离子移向阴极,原电池中阳离子移向负极
【答案】B
【解析】A不正确,电解池的阳极,原电池负极都发生氧化反应。原电池中电极可以是金属和非金属,C不正确。D不正确,原电池中阳离子移向正极。所以正确的答案是B。
10. 下列叙述不正确的是 A.铁表面镀铜,铜作阳极
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.电解精炼铜时,阳极溶解的铜与阴极析出的铜质量相等
【答案】D
【解析】电镀时镀层金属作阳极,A正确。锌比铁活泼,所以B是牺牲阳极的阴极保护法,正确。吸氧腐蚀中,正极氧气得到电子,C正确。由于粗铜中含有杂质,所以电解精炼铜时,阳极溶解的铜与阴极析出的铜质量不相等,答案选D。
11. 某同学设计了一个甲醇燃料电池,并用该电池电解200mL—定浓度NaCl与CuSO4混合溶液,
其装置如图:
(1)写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式 。
(2)理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积),写出在t1后,石墨电极上的电极反应式 ,原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为 mol/L,CuSO4的物质的量浓度为 mol/L。(假设溶液体积不变) (3)电解至t3时,消耗水的质量为 g。
--
【答案】(1)CH3OH-6e+8OH=CO32-+6H2O(2分)
-
(2)4OH--4e=O2↑+2H2O (2分) 0.1(2分) 0.1(2分) (3)0.72 (2分)
【解析】(1)甲图为甲醇燃料电池, 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O ① CO2+2KOH=K2CO3+H2O ②
①+②×2,得:甲醇燃料电池的总化学反应为:2CH3OH+3O2+4KOH=6H2O+2K2CO3 总离子反应为:2CH3OH+3O2+4OH-=6H2O+2CO32-
--
(+):O2+2H2O+4e=4OH
--
(-)=总离子反应-(+)×3,得:2CH3OH+16OH-12e=12H2O+2CO32-
--
化简,得:CH3OH - 6e+ 8OH = CO32-+ 6H2O
(2)乙图为电解池,铁片接甲图的负极,故铁片做电解池的阴极; 石墨棒接甲图的正极,故石墨棒做电解池的阳极;
溶液中阴离子(Cl-、OH-、SO42-)移向阳极,且放电顺序为:Cl->OH->SO42-,
-
电极反应为:先2Cl--2e-=Cl2↑,后4OH--4e=O2↑+2H2O
阳离子(Cu2+、H+、Na+)移向阴极,且放电顺序为:Cu2+>H+>Na+, 电极反应为:先Cu2++2e-=Cu,后2H++2e-=H2↑
故丙图中,I线对应阴极(铁片)的反应,II线对应阳极(石墨棒)的反应; 分析丙图:到t1时,生成V(Cl2)=224ml,标准状况下n(Cl2)=\"0.01\" mol, 2Cl--2e-=Cl2↑
2 1
n(Cl-) 0.01mol,则n(Cl-)= 0.02mol,C(NaCl)=\"0.02mol/0.2L=0.1\" mol/L;
V(O2)=\"672ml-224ml=448\" ml,标准状况下n(O2)=\"0.02\" mol,故阳极失电子的物质的量为:
-
2Cl-- 2e- = Cl2↑ 4OH-- 4e = O2↑+2H2O 2 1 4 1
0.02mol 0.01mol 0.08mol 0.02mol
两极电子转移守恒(均为0.02mol+ 0.08mol=0.1mol),则阴极得电子的物质的量为: V(H2)=\"672ml,\" 标准状况下n(H2)=0.03mol, 2H++ 2e- = H2↑ 故 Cu2+ + 2e- =Cu 2 1 1 2
0.06mol 0.03mol 0.02mol 0.04mol C(CuSO4)=\"0.02mol/0.2L=0.1\" mol/L; (3)2H2O=2H2↑+O2↑ 36g 1mol 0.72g 0.02mol
12. 下列关于充电电池的叙述,不正确的是( ) A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应 B.充电电池可以无限制地反复放电、充电 C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D.较长时间不使用电器时,最好从电器中取出电池,并妥善存放
【答案】B
【解析】由于电解质溶液或者电极变质等原因,不可能无限制地反复放电、充电
13. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为: Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 则下列说法错误的是
--A.电池工作时,锌失去电子,电极反应式为:Zn +2OH—2e = Zn(OH)2(s)
--B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s) + H2O(l) +2e=Mn2O3(s)+2OH(aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 g
【答案】C
【解析】原电池较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。根据总反应式可知,锌失去电子,二氧化锰得到电子,所以锌是负极,二氧化锰是正极。锌失去的电子经导线传递到正极上,所以选项C是错误的,答案选C。
14. 下列说法不正确的是( )
A.充电电池充电时,发生电解池反应;放电时,发生原电池反应 B.电镀时,应将镀层金属与电源正极相连
C.电解饱和NaCl溶液时,阳极上放出黄绿色气体的同时还产生大量的氢氧化钠
D.利用电化学原理保护金属主要有两种方法,分别是牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法
【答案】C
+---
【解析】电解饱和NaCl溶液:阴极:2H+2e=H2↑ 阳极:2Cl-2e =Cl2↑
在阴极上由于氢离子放电,导致溶液中c(OH—)>c(H+)而呈现碱性,故NaOH在阴极产生。
15. 下列关于实验现象的描述正确的是 ( ) A.形成原电池后,原电池中的阳离子移向负极
B.铜锌原电池的正极是锌,电解质溶液可以是稀硫酸 C.把铜片插入三氯化铁溶液中,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
【答案】D
【解析】在原电池中电子通过导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动。锌比铜,锌应该作负极。铁比铜活泼,因此铜不可能把铁置换出来,但铜可以把铁离子还原生成氩铁离子。在选项D中可以构成铜锌原电池,从而加快反应速率。答案是D。
16. 下列说法不正确的是
A.在原电池的负极和电解池的阳极上都是发生失电子的氧化反应 B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中,锌电极是负极
【答案】B 【解析】略
17. 氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取NaOH的工艺流程示意图如下:
依据上图,完成下列填空:
(1)在电解过程中化学反应方程式为 ,与电源负极相连的电极附近收集到的气体是 。
(2)如果粗盐中SO42—含量较高,必须添加钡试剂除去SO42—,该钡试剂可以是 。 A.Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C.BaCl2 D.BaSO4
(3)如何除去粗盐中含有的CaCl2、MgCl2及Na2SO4(实际上是指Ca2+、Mg2+及 SO42-),具体操作有: A、过滤 B、加足量的BaCl2溶液 C、加适量的稀盐酸 D、加足量的NaOH溶液 E、加足量的Na2CO3溶液 具体操作的顺序为
(4)脱盐工序中,通过加热浓缩、冷却、过滤的方法除去NaCl,该方法利用的是NaOH与NaCl这两物质在 上的性质差异。
(5)用隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2和NaOH反应;若采用无隔膜电解冷的食盐水,Cl2和NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为 。
【答案】(1)2NaCl + H2O→ 2NaOH + H2↑+ Cl2↑, H2 (2)C (3)BDEAC或DBEAC (4) 溶解度 (5)NaCl + H2ONaClO + H2↑ 【解析】略
18. 右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料(S)涂覆在纳米晶体表面制成,另一电极由导电玻璃镀铂构成,电池中发生的反应为:
下列关于该电池叙述错误的是:
A.电池工作时,是将太阳能转化为电能
B.电池工作时,离子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和的浓度不会减少
【答案】B 【解析】略
19. (1)爱迪生蓄电池在放电时的总反应方程式为:Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2 该电池的电解质溶液应为: (选“酸性”或“碱性”)溶液
正极反应式为: 负极反应式为: (2)下面是中学化学实验中常见的几种定量仪器: a、量筒 b、容量瓶 c、托盘天平 d、温度计
①其中标示出仪器使用温度的是_____________(填写编号);
②使用前要检查仪器是否漏液的是____________________(填写编号);
③称取10.5g固体样品(1g以下使用游码)时,将样品放在了天平的右盘,则所称样品的实际质量为_______________g。
--
【答案】(1)碱性;正极: NiO2+2e+2H2O = Ni(OH)2 +2OH
--
负极:Fe-2e+ 2OH= Fe(OH)2
(2)① ab ② b ③9.5 (每空3分,共18分) 【解析】略
20. 镍氢电池的总反应式是H2+2NiO(OH)
2Ni(OH) 2,根据此反应式判断,此电池放电时,
负极上发生反应的物质是( )
A.NiO(OH) B.Ni(OH) 2 C.H2 D.H2和NiO(OH) 【答案】C 【解析】略
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