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第四章__电化学_练习题

2023-09-28 来源:爱go旅游网
第四章 电化学 练习题(2011.6)

1.据报道,我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是 A.正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-

B.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量不变 C.该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O2=2H2O

D.用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24LCl2(标准状况)时,有0.1mol电子转移

2. 右图装置中,U型管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是

A.生铁块中的碳是原电池的正极 B.红墨水柱两边的液面变为左低右高

C.两试管中相同的电极反应式是:Fe -2e-= Fe2+

D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀

3.根据下图回答,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:

1/2 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

4.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高

+++

纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2<Ni2<Cu2)

+-

A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2+2e=Ni B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

++

C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2 D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

5.某固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递+

H,其基本结构见右图,电池总反应可表示为:2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是 A.电子通过外电路从b极流向a极

B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e=4OH C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2

D.H由a极通过固体酸电解质传递到b极 6.铅蓄电池的工作原理为:

放电

Pb + PbO2+2H2SO4

断不正确的是

2PbSO4+2H2O,充电研读右图,下列判

1

A.K 闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e= PbO2+4H++SO42- B.当电路中转移0.2mol电子时,I中消耗的H2SO4为0.2 mol C.K闭合时,II中SO42-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

7.铜锌原电池(如右图)工作时,下列叙述正确的是

A 正极反应为:Zn—2e-=Zn2+ B电池反应为:Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu C 在外电路中,电子从正极流向负极 D 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 8.右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是

A.该系统中只存在3种形式的能量转化 B.装置Y中负极的电极反应式为:

O2+2H2O+4e4OH

C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化

9.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念

设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应:2Cu+H2O==Cu2O+H2。下列说法正确的是

A.石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应 C.铜电极接直流电源的负极

D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成。

10.关于下列装置说法正确的是

A.装置①中,盐桥中的K+移向ZnSO4溶液

B.装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大 C.用装置③精炼铜时,c极为粗铜

D.装置④中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe2+生成

2

11.对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。

(1)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 。 (2)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于______处。 若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为 ___ ____。

12.Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。 请回答下列问题:

( 1 )电池的负极材料为 ,发生的电极反应为 ; ( 2 )电池正极发生的电极反应为 ;

13.Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。 (1)该电池的负极材料是 。电池工作时,电子流向 (填“正极”或“负极”)。

2+

(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是 。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填代号)。

a.NaOH b. Zn c. Fe d. NH3·H2O

( 3 )MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是 。若电解电路中通过2mol电子,MnO2的理论产量为 。

14.氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。

(1)图中X、Y分别是________、_______(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小____________;

(2)分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应 正极:____________________________________; 负极:___________________________________。

3

15.如图所示装置,两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl饱和溶液,C(I)、C(II)为多孔石墨电极。接通S1后,C(I)附近溶液变红,两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极),断开S1,接通S2,电流表的指针发生偏转。此时:

C(I)的电极名称是 (填写正极或负极); C(II)的电极反应式是 。

16.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的

作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图如下:

Fe

C 污水

CH4

熔融 极 碳酸盐

电 极

空气

A+H2O

A

(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的 。

a.H2SO4 b.BaSO4 c.Na2SO4 d.NaOH e.CH3CH2OH(2)

电解池阳极的电极反应分别是① ;

--

②4OH  4 e= 2H2O + O2↑。 (3)电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是

(4)该熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀

土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 + 4CO32-  8e= 5CO2 + 2H2O。

①正极的电极反应是 。

②为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图)。A物质的化学式是 。

(5)实验过程中,若在阴极产生了44.8 L(标准状况)气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况) L。

4

17. 在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极,圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒,可以上下搅动液体,装置如右图。接通电源,阳极周围的液体呈现棕色,且颜色由浅变深,阴极上有气泡生成。停止通电,取出电极,用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层,下层液体呈紫红色,上层液体几乎无色。根据上述实验回答:

(1)阳极上的电极反应式为_____________________________。 (2)阴极上的电极反应式为____________________________。 (3)原上层液体是___________________________________。 (4)原下层液体是____________________________________。 (5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是 _________________________________。

(6)要检验上层液体中含有的金属离子,其方法是

____________________________,现象是_____________________________________。 18. 右图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.8~8.0,酸色—红色,碱色—黄色)。回答下列问题: (1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 (填编号);

①A管溶液由红变黄; ②B管溶液由红变黄; ③A管溶液不变色; ④B管溶液不变色; (2)写出A管中发生反应的反应式: ;

(3)写出B管中发生反应的反应式: ;

(4)检验a管中气体的方法是 ; (5)检验b管中气体的方法是 ; (6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是 。 19.铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答:

(1)工业冶炼铝的化学方程式是 。

(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 。 (3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质,可用离子交换膜法电解提纯。 电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过),其工作原理如图所示。

①该电解槽的阳极反应式是 。 ②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因

。 ③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出 口 (填写“A”或“B”)导出。

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20.右图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。

(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:

① 电源的N端为 极; ② 电极b上发生的电极反应为 ;

③ 列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积: ; ④ 电极c的质量变化是 g; ⑤ 电解前后个溶液的pH是否发生变化:

甲溶液 ;乙溶液 ;丙溶液 。

(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?

电化学专题练习参考答案

1.D 2.B 3.A 4.D 5.D 6.C 7.B 8.C 9.A 10.B 11. (1)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+确保电镀液浓度不变

(2)N 牺牲阳极的阴极保护法。 12.(1)锂 Li-e=Li (2)2SOCl24e4ClSSO2

13.(1)Zn(或锌) 正极 (2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b (3)2H++2e-=H2 , 87g 14.(1)Cl2 ,H2 a%小于b% (2)O2+4e-+2H2O=4OH- H2-2e-+2OH-=2H2O

--

15.负极 Cl2+2e=2Cl

-+

16.(1)c (2)Fe-2e=Fe2 (3)4Fe2++10H2O + O2= 4Fe(OH)3↓+8H+

----

(4)①O2+2CO2+4e=2CO32 (2O2+4CO2+8e=4CO32) ②CO2 (5)11.2 17.2I2e= I2 2)2H2e= H2↑ (3)KI(或NaI等)水溶液(4)CCl4(或CHCl3等) (5)I2在CCl4中的溶解度大于在水中溶解度,所以绝大部分I2都转移到CCl4中(6)焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(或火焰呈黄色) 18.(1)① ④

---

(2)2H++2e=H2↑(写2H2O+2e=2OH+H2↑同样给分)

Mg2++2OH=Mg(OH)2↓

---

(3)4OH-4e=2H2O+O2↑(写2H2O-4e=4H++O2↑同样给分)

(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰 (5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃 (6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解) 电解

19. (1)2Al2O3 (熔融)==== 4Al+3O2↑(2)2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑

---

(3)①4OH - 4e = O2 ↑+ 2H2O ② H2O≒H+ + OH ,阴极区水电离出的H+ 放电

变为氢气,c(H+)下降,促进水的电离,c(OH)增大,pH增大 。③B

--

20.(1)①正极 ②4OH—4e=2H2O + O2↑。③2.8L ④16g ⑤甲增大;乙减小;丙不变。(2)可以 因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应。

6

-+

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