届高三二轮化学专题复习第1部分 专题八 电化学基础 限时训练Word文档格式.docx
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D.该燃料电池能量转化率很低
选B。
该燃料电池的燃料为H2,电解质为熔融的K2CO3,总反应为2H2+O2===2H2O,则负极反应式为2H2+2CO
-4e-===2H2O+2CO2,正极反应式为O2+2CO2+4e-===2CO
,A项错误、B项正确;
原电池中阴离子向负极移动,C项错误;
一般燃料电池能量转化率较高,D项错误。
3.如图为CO2电催化还原为碳氢化合物的工作原理示意图,用一种钾盐的水溶液作电解液。
A.工作时,铜片作阴极
B.工作时,K+向铜片电极移动
C.工作时,铂片上的电极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O
D.若CxHy为C2H4,则生成1molC2H4的同时生成2molO2
选D。
由电子流向可知铜片作阴极,铂片作阳极,A项说法正确;
电解过程中阳离子向阴极移动,B项说法正确;
由图可知阳极有O2产生,可知是OH-失电子,C项说法正确;
若CxHy为C2H4,则总反应为2CO2+2H2O===C2H4+3O2↑,生成1molC2H4的同时生成3molO2,D项说法错误。
4.(2016·
北京海淀期中)下列有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的是( )
A.自行车的钢圈上镀一层铬,防止生锈
B.外加直流电源保护钢闸门时,钢闸门与电源的负极相连
C.钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应:
2H2O+O2+4e-===4OH-
D.钢铁发生析氢腐蚀的负极反应:
Fe-3e-===Fe3+
钢铁发生析氢腐蚀的负极反应为Fe-2e-===Fe2+,D项错误。
5.(2014·
高考浙江卷)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。
NiMH中的M表示储氢金属或合金。
该电池在充电过程中的总反应方程式是:
Ni(OH)2+M===NiOOH+MH
已知:
6NiOOH+NH3+H2O+OH-===6Ni(OH)2+NO
下列说法正确的是( )
A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为:
NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移
C.充电过程中阴极的电极反应式:
H2O+M+e-===MH+OH-,H2O中的H被M还原
D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
选A。
A项,由NiMH充电的总反应方程式知,其逆反应为放电时的总反应,正极发生还原反应:
NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,正确;
B项,充电时相当于电解池,阴离子(OH-)向阳极移动,错误;
C项,由于MH中M与H均为0价,反应前后M的化合价没有变化,故H2O中的H是由于电解而被还原,并不是被M还原,错误;
D项,由信息可知NiOOH与KOH溶液、氨水反应,故电解质溶液不能用KOH溶液、氨水,错误。
6.某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在下图中,下列有关分析完全正确的是( )
A
B
C
D
a电极
阳极
阴极
d电极
正极
负极
Q离子
阳离子
阴离子
电子由电源的负极流出,故a是阴极、d是正极,溶液中阳离子移向阴极。
7.(2016·
成都摸底)关于图中电解池工作时的相关叙述正确的是( )
A.Fe电极作阳极,发生氧化反应
B.Cl-向石墨电极做定向运动
C.石墨电极反应:
Fe3++3e-===Fe
D.电解池发生总反应:
2Cl-+2Fe3+
Cl2↑+2Fe2+
根据电子的流向确定铁作阳极,发生氧化反应,A选项正确;
电解质溶液中带负电的氯离子向阳极(铁电极)定向移动,进而形成闭合回路,B项错误;
石墨作阴极,铁离子得到电子发生还原反应转化成亚铁离子,C选项错误;
电解池中发生的总反应为2Fe3++Fe=3Fe2+,D选项错误。
8.将KCl和CuSO4两种溶液等体积混合后,用石墨电极进行电解,电解过程中,溶液pH随时间t变化的曲线如图所示,则下列说法正确的是( )
A.整个过程中两电极反应2Cl--2e-===Cl2↑、2H++2e-===H2↑不可能同时发生
B.电解至c点时,往电解液中加入适量CuCl2固体,即可使电解液恢复至原来的浓度
C.ab段表示电解过程中H+被还原,pH上升
D.原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比恰好为2∶1
图像分为三段,因此整个电解过程也有三个阶段,第一个阶段相当于电解CuCl2溶液,阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极反应为Cu2++2e-=Cu,CuCl2水解呈酸性,随着电解的进行,浓度减小,酸性减弱,pH上升,选项C错。
若原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比恰好为2∶1,则达b点时CuCl2消耗完,接着只电解水,pH不变,则与图像不符,D错。
b→c溶液的pH明显下降,说明b点时Cl-已耗完,而Cu2+过量,相当于电解CuSO4溶液,阳极反应为:
2H2O-4e-=4H++O2↑,阴极反应为2Cu2++4e-=2Cu,由于有H+生成,则溶液的pH减小,又由于有O2生成,故电解至c点时,往电解质溶液中加入CuCl2固体不能使电解质溶液恢复至原来的浓度,B错误。
c点时溶液中的电解质为K2SO4与H2SO4,则c~d段相当于电解水,阳极反应为2OH--2e-=H2O+
O2↑,阴极反应为2H++2e-=H2↑,故A正确。
9.(2016·
福建漳州质检)一种微生物燃料电池的结构示意图如下所示,关于该电池的叙述正确的是( )
A.电池工作时,电子由a流向b
B.微生物所在电极区放电时发生还原反应
C.放电过程中,H+从正极区移向负极区
D.正极反应式为:
MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O
因为右侧产生CO2,说明微生物所在的电极区Cm(H2O)n失电子生成CO2,所以电池工作时电子由b经外电路流向a极,A项错误;
微生物所在电极区放电时发生氧化反应,B项错误;
放电时阳离子向正极移动,C项错误;
放电时正极发生还原反应,D项正确。
10.(2016·
河北正定模拟)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁原电池放电时电压高而平稳,使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的焦点。
其中一种镁原电池的反应为:
xMg+Mo3S4
MgxMo3S4。
下列说法错误的是( )
A.放电时Mg2+向正极迁移
B.充电时阳极反应为:
Mo3S
-2xe-===Mo3S4
C.充电时Mo3S4发生氧化反应
D.放电时负极反应为:
xMg-2xe-===xMg2+
A项,放电时阳离子向正极移动,正确;
B项,充电时阳极发生氧化反应,所以Mo3S
失去电子生成Mo3S4,正确;
C项,充电时Mo3S4是生成物,错误;
D项,放电时负极发生氧化反应,Mg失去电子成为Mg2+,正确。
11.某兴趣小组设计如下微型实验装置。
实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;
一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表A指针偏转。
下列有关描述正确的是( )
A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为2H++2Cl-
Cl2↑+H2↑
B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应式为Cl2+2e-===2Cl-
D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极
断开K2,闭合K1时,装置为电解池,两极均有气泡产生,则反应为2Cl-+2H2O
H2↑+2OH-+Cl2↑,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生Cl2,在铜电极处产生H2,附近产生OH-,溶液变红,故A、B两项均错误;
断开K1、闭合K2时,为原电池反应,铜电极反应为H2-2e-+2OH-===2H2O,为负极,而石墨电极反应为Cl2+2e-===2Cl-,为正极,故C项错误,D项正确。
12.A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:
Na+、K+、Cu2+
SO
、OH-
如图1所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为石墨电极。
接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了16g。
常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2。
据此回答下列问题:
(1)M为电源的________极(填“正”或“负”);
电极b上发生的电极反应式为______________________________________________。
(2)电极e上生成的气体在标准状况下的体积为________。
(3)写出乙烧杯中发生电解的总反应式_________________________________。
(4)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
________________________________________________________。
(5)此时要使丙中溶液恢复到原来的状态,操作是__________________________。
乙中c电极质量增加,则c电极发生的反应为Cu2++2e-===Cu,即c电极为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极。
测得乙中c电极质量增加了16g,有金属析出的是含Cu2+的水溶液,其它的都不可能,而Cu2+只能和SO
结合,可以确定B为硫酸铜;
由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图,可以确定A为KOH或NaOH溶液,C为Na2SO4或K2SO4溶液。
甲中为KOH或NaOH溶液,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH-放电,即4OH--4e-===2H2O+O2↑。
当乙中有16gCu析出时,转移的电子为0.5mol,2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4.而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移的电子数是相等的。
丙中为Na2SO4或K2SO4溶液,相当于电解水,由方程式2H2O
2H2↑+O2↑可知,生成2molH2,转移4mol电子,所以当整个反应中转移0.5mol电子时,生成的H2为0.25mol,标准状况下的体积为0.25mol×
22.4L·
mol-1=5.6L。
铜全部析出后,电解质变为H2SO4,所以电解反应仍能进行。
甲和丙烧杯中均消耗水0.25mol,若要恢复到原来的状态,应向烧杯中加4.5g水。
答案:
(1)负 4OH--4e-===2H2O+O2↑
(2)5.6L
(3)2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
(4)能,因为此时CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应变为电解水的反应
(5)向丙烧杯中加4.5g水
13.(2016·
邢台模拟)纯铜(纯度可达99.99%)广泛应用于电器工业。
某粗铜样品中含Fe、Ni、Ag、Au四种金属杂质,可用电解法进行精炼制得高纯铜。
(1)请在下图甲中标明电极材料和电解质溶液的名称:
(2)已知Ni的金属活动性介于Fe和Sn之间,则精炼完成后,在阳极底部的沉积物中可回收到的金属为________(填化学式)。
(3)若在实验室中完成此实验,可用铅蓄电池作电源。
铅蓄电池的电池总反应式为
Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O
在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按上图乙所示连接进行充电,充电一段时间后,则在A电极上生成________(填化学式),B电极上生成________(填化学式);
充电完毕,铅蓄电池的正极是________极(填“A”或“B”)。
(1)在粗铜的提纯中,粗铜作阳极,纯铜作阴极,电解质溶液可为硫酸铜溶液。
(2)由于银和金的活泼性比铜弱,故电解时它们不放电,在阳极形成阳极泥。
(3)根据铅蓄电池的电池反应式可知,在放电时,铅作负极,二氧化铅作正极。
在充电时,硫酸铅在阳极发生氧化反应生成二氧化铅,硫酸铅在阴极发生还原反应生成铅,故根据图乙可知A电极上生成铅,B电极上生成二氧化铅,充电完成时,正极是二氧化铅,即B极。
(1)纯铜 粗铜 硫酸铜(合理即可)
(2)Ag、Au
(3)Pb PbO2 B
14.一种处理废铅蓄电池的主要工艺流程如下:
(1)铅蓄电池中的两个电极分别为Pb和PbO2,放电时PbO2作电池的________(填“正”或“负”)极。
(2)下列对聚丙烯、硬橡胶等处理方法正确的是________(填序号)。
A.直接填埋 B.露天焚烧
C.粉碎还田D.回收再生
(3)湿法溶解时,加入酸化过的FeSO4溶液将PbO2还原为PbSO4,该反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。
(4)湿法溶解时,加入石灰可以除去的杂质离子是________(填序号)。
A.Fe3+B.SO
(5)电解硫酸钠溶液的装置如图所示,图中阳极产生的气体B为________(填分子式);
阴极的电极反应式为__________________________。
(1)铅蓄电池放电时,Pb为负极,PbO2为正极。
(2)聚丙烯、硬橡胶等有机物可回收再利用。
(3)PbSO4为沉淀,写离子方程式时不能拆开,根据电子守恒配平。
(4)石灰中的Ca2+可以结合SO
生成微溶物CaSO4,OH-可以和Fe3+反应生成沉淀。
(5)由图可知,阳极产生的气体B为O2,阴极为H+放电。
(1)正
(2)D (3)PbO2+2Fe2++4H++SO
===PbSO4+2Fe3++2H2O (4)AB (5)O2 2H++2e-===H2↑
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