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文档简介
1、原电池 试题一原电池基础知识1 电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献,下列有关电池的叙述正确的是A. 锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B. 氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C. 氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D. 太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅2. 如图所示,杠杆 AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持 平衡,然后小心地向水槽中滴入浓CuSO溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验中不考虑两球的浮力变化)A. 杠杆为导体或绝缘体时,均为A端高B端低B. 杠杆为导体或绝缘体时,均为
2、A端低B端高C. 当杠杆为导体时, A端低B端高;杠杆为绝缘体时,A端高B端低D. 当杠杆为导体时, A端高B端低;杠杆为绝缘体时,A端低B端高3. 电子表所用的纽扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应式是:Zn+ 2OH 2e-=ZnOF HO; AgO+ HO+ 2e=2A叶 2OH。总反应式为: AgO Zn=2Ag+ ZnO,下列说法正确的是A. Zn为正极,AgzO为负极B. Zn为负极,AgaO为正极C. 原电池工作时,正极区溶液pH值减小D. 原电池工作时,负极区溶液pH值增大4. 把A B、C D四块金属泡在稀 HSQ中,用导线两两相连可以组成各种原电
3、池。A、B相连时,A为负极;C、 D相连时,D上有气泡逸出;A C相连时,A极减轻;B、D相连时,B为正极。则四种金属的活动性顺序由大到小排列为A. ABCDB . ACBD C . ACDB D . BDCA5. 用图示的方法可以保护钢质闸门。下列说法正确的是A. 当a、b间用导体连接时,则B. 当a、b间用导体连接时,则C. 当a、b与外接电源相连时,X应发生氧化反应X可以是锌或石墨 a应连接电源的正极D.当a、b与外接电源相连时,阴极的电极反应式:2CI-2eCl 2f6. 有关下列四个常用电化学装置的叙述中,不正确的是轼址钾的二总化4C全M外克HjSO&qi图I碱性锌锰电池图n铅硫酸蓄
4、电池图川电解精炼铜图W银锌纽扣电池貝允许 SOi 通过)了A.图I所示装置中,MnO是正极,工作时其还原产物是MnOO;B.图n所示装置充电过程中,阴极的电极反应式为:PbSO(s) + 2e - = Pb(s) + SO f(aq)C.图川所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D. 图W所示装置中,工作时 OH移向锌电极7. 如右图所示,下列叙述正确的是A. Y为阴极,发生还原反应B. X为正极,发生氧化反应C. Y与滤纸接触处有氧气生成D. X为滤纸接触处变红& ( 10分)分别按下图甲、乙所示装置进行实验, 图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸,乙中G为电流计。请回答下列问
5、题:(1) 以下叙述中,正确的是 。A. 甲中锌片是负极,乙中铜片是正极B. 两烧杯中铜片表面均有气泡产生C. 两烧杯中溶液pH均增大D. 产生气泡的速度甲中比乙中慢E. 乙的外电路中电流方向 Zm Cu(2) 变化过程中能量转化的形式主要是:甲为 ;乙为。(3) 在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,分析原因可能是(4) 在乙实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,请写出铜电极的电极反应方程式:9. (8分)(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里,可观察到锌片上有气泡,再平行插入一块铜片,可观察到铜片上 (填“有”或“没有”)气泡产生, 再用导线把锌片和铜片
6、连接起来,组成一个原电池,负极为,正极的电极反应式为 。(2)如果烧杯中最初装入的是500 mL 2 mol?L 一1的稀硫酸,构成铜锌原电池 (假设产生的气体没有损失 ),当在标准状况下收集到 11.2 L的氢气时,则此时烧杯内溶液中剩余硫酸的物质的量浓度应为(溶液体积变化忽略不计)。10 . (1 0分)已知:某原电池的总反应为:2Fe3+ + Cu=2F+ Cu2十。则:(1) 该原电池的负极材料为 ,该电极上所发生的反应是 ;(2) 该原电池的正极材料可为 ,该电极上所发生的反应是 (3) 若负极质量减少1.28 克,那么电路中转移的电子数为 。二化学电源11某学习小组为研究电化学原理
7、,设计下图装置。下列叙述正确的是A. K与M N均断开,一段时间后电解质溶液质量变大B. K分别与M N相连时,铁均受到保护C. K与M相连时,每转移 1mol电子Fe表面生成32gCuD. K与N相连时,碳棒上产生使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体 12 .下列叙述中正确的是慕棒A. 图中正极附近溶液 pH降低B. 图正极反应是 2MnQ (s) +H0 (l ) +2e_ = MnzQ (s) +20H (aq)C. 图中电子由流向石墨,盐桥中的Cl移向FeSQ溶液D. Zn-MnO干电池自放电腐蚀主要是由MnO的氧化作用引起的13 .某兴趣小组同学利用氧化还原反应:2KM nQ 10FeS
8、Q+ 8fSQ=2M nSQ 5Fe2(SO4)3+ K2SQ+ 8f0设计如下原电池,盐桥中装有饱和溶液。下列说法正确的是A. b电极上发生还原反应a到b2 SQ移向甲烧杯 + 2 +MnQ + 8H + 5e =Mn+ 4HzQB. 外电路电子的流向是从C. 电池工作时,盐桥中的D. a电极上发生的反应为:14 . LiFePO4电池具有稳定性高、 安全、对环境友好等优点, 可用于电动汽车。电池反为:FePQ+Li=LiFePO4,电池的正极材料是 LiFePQ4,负极材料是石墨,含Li +导电固体为电解质。下列有关LiFePQ4电池说法正确的是A. 可加入硫酸以提高电解质的导电性B. 放
9、电时电池内部 Li +向负极移动C. 充电过程中,电池正极材料的质量增加三燃料电池15 .阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池反应为:2f+Q=2H0,电解液为KOH反应保持在较高温度,使H20蒸发,下列叙述正确的是A. 此电池工作时会发出蓝色火焰B. 燃料电池具有能量转化率高、可持续使用的优点C. 该电池的负极电极反应式为:2Hb+4e=4H ;D. 该电池的正极电极反应式为:Q+2HO+4e=4OH16 .“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFQ, RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是A. 转移O.lm
10、ol电子时,a电极产生1.12LH2B. b电极上发生的电极反应是:2fO+2e = H4 +20HC. c电极上进行还原反应,B电池中的H+可以通过隔膜进入 A池D. d电极上发生的电极反应是:Q+4H+4e = 2H2O四 根据图示判断电极方程式17 . (15分)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1) NOx能形成酸雨,写出 NO转化为HNO的化学方程式: (2)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NO的排放。当尾气中空气不足时,NO在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:装G0+也。-质子均换膜I尿就反应:有収反应O3)通过NOx传感器可监测NOx的含
11、量,其工作原理示意图如下: Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原” )。 写出 NiO 电极的 电极反应式: 。18 .微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电 池的说法错误的是A. 正极反应中有co生成B. 微生物促进了反应中电子的转移C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区D. 电池总反应为 GH12Q+6O6CQ+6H2O19 . (11分)钠及其化合物具有广泛的用途。用NazCO熔融盐作电解质,CO Q为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图如图:电电 极负极电极反应式为,为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解
12、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。20 . 一种太阳能电池的工作原理如下图所示,电解质为铁氰化钾 K3Fe(CN) 6和亚铁氰化钾 K4Fe(CN) 6的混合溶液,下列说法不正确的是催化剂轴IFe(CN)s4iFetCNJJ1-催化剂by-I-1 - -i - -K-三- 1-1阳离子茨换膜 (貝於祁日离子通过)AsCl AglmolL盐酸A. 正极反应为 Ag- e = Ag+B. 放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C. 当电路中转移 0.01mol e 时,通过交换膜的阳离子为0.02molD. 用KCl溶液代替盐酸,则电池总反应不改变22 .某新型电池NaBH
13、(B的化合价为+3价)和HzQ作原料,该电池可用作深水勘探等无空气环境电源,其工作原 理如图所示。下列说法正确的是NjN/n/Mi”A.电池工作时 Na从b极区移向a极区B. b极上的电极反应式为:HO+2e-+2H+=2HOC. 每消耗 3molH2Q,转移 3mole-D. a极上的电极反应式为:BH-+8OH-8e -=BO- +6H2O23 .全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,原理如图 所示。若负载是镀铜的电镀槽,则左槽溶液由黄色逐渐变为蓝色,下列有关说法正确的是外接电源或负戟惰性庖扱溶mol/L 阴离子为刍Of离于的顔色菊:色* V”
14、,莓色CP*蓝色,VO;j(色交换JR (只允许冶通过)A. 外接负载时,左槽作为原电池负极,发生氧化反应B. 外接电源时,左槽连接外接电源的正极,发生还原反应C. 负载是镀铜的电镀槽时,由左槽向右槽移动D. 充电时若转移的电子数为3. 01 x 1023个,左槽溶液中n ()的变化量为0.5mol24 .下图只看右边的!含有乙酸钠和对氯苯酚I二的酸性废水,可利用微生物电池法除去,其原理如上右图所示 B是电池的极(填“正”或“负”); 酸性条件下,A极的电极反应式为 。 设电极两边溶液分别为 1L,反应一段时间后, A极区溶液的pH从4变到1,此过程中处理的乙酸钠的质量为 g 。五电解池25
15、.利用如图所示装置进行下列实验,下表中对应叙述正确的是rVX为硫酸氢钠,Y为石墨K与M连接时;K与N连接时段时间后溶液的pH均增大BX为氯化钠,Y为石墨K与M连接时;K与N连接时石墨电极反应均为:4OH 4e =2HO+ Q fCX为硫酸氢钠,Y为锌K与M连接时;K与N连接时铁电极反应均为:2H+ + 2e=HfDX为氯化钠,Y为锌K与M连接时;K与N连接时铁电极的保护方法均为: 牺牲阳极的阴极保护法26 下图是一套电化学装置,对其有关说法错误的是A. 装置A是原电池,装置 B是电解池B. 反应一段时间后,装置B中溶液pH增大C. a 口若消耗1 mol CH 4, d 口可产生4 mol气体
16、D. a 口通入C2H5时的电极反应为C2H6 14e+ 18OH = 2。0;一 + 12H2O27 .如图所示,将纯铁棒和石墨棒插入1 L饱和NaCI溶液中。下列说法正确的是A.去掉电源,将 M N用导线直接相连,则Fe棒上产生气泡B. M连接电源正极,N连接电源负极,则 Fe棒被保护不会溶解C. M连接电源负极,D. M连接电源负极, 生蓝色沉淀N连接电源正极,当两极产生气体总量为N连接电源正极,如果把烧杯中的溶液换成22.4 mL(标准状况)时,则生成0.001 mol NaOH1 L CuSO4溶液,反应一段时间后,烧杯中产28 . (14分)如图甲、乙是电化学实验装置。甲I_ C
17、I1 Fe(1)若甲、乙两烧杯中均盛有饱和NaCl溶液。 甲中碳棒上的电极反应式为 乙中碳棒上的电极反应式为 ;乙中总反应的离子方程式为 将湿润的淀粉-KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的CI2氧化了生成的|2。若反应中CI2和丨2的物质的量之比为 5 : 1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为: 。(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO溶液。 甲中铁棒上的电极反应式为 ; 如果起始时乙中盛有200 mL pH= 5的CuSO溶液(25 C),段时间后溶液的 pH变为1,若要使溶液恢复到电解前的状态,可向溶液中加入 _ (填写物质的化学式)=g (电解前后溶液的体积不变)
18、。29 . (9分)芒硝化学式NazSQ 10H2O,无色晶体,易溶于水,是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设 想,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和 氢氧化钠,无论从节省能源还是提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。no4该电解槽的阳极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”或“小 于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。 制得的氢氧化钠溶液从出口(填写“ A”、“ B”、“ C、“D)导出。 通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因 。 若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池,则电池负
19、极的电极反应式为。已知H的燃烧热为285.8 kJ/mol,则该燃料电池工作产生36 g HO时,理论上有kJ 的能量转化为电能。30 ( 12分)(1)甲醇(CHsOH)是重要的能源物质,研究甲醇具有重要意义。为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了Y2Q的ZrO2晶体,在高温下它能传导 O-。电池工作时正极反应式为 。若以该电池为电源,用石墨做电极电解100 mL含有如下离子的溶液。离子Cu2+HCl-so2 -c/mol L -11441电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电
20、极产物可能存在的溶解现象),阳极上收集到氧气标况下的体积为LCo2+氧化成C&,(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后将然后以CcT做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:硫霰钻(CoSCh )稀硫薩甲醇 写出阳极电极反应式 ; 除去甲醇的离子反应为 ,该过程中被氧化的元素是 当产生标准状况下 2.24 L CO 2时,共转移电子mol 。六 原电池电解池相连2CH3OH 3Q+ 4KOHk 2KaCO+ 6H2O例1如下图所示,其中甲池的总反应式为: 下列说法正确的是甲池乙樓丙池A. 甲池是电能转化为化学能的装置,乙、丙池
21、是化学能转化电能的装置B. 甲池通入 CH3OH的电极反应为 CH3OH- 6e+ 2HaO= CO2+ 8HC. 反应一段时间后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体,能使CuSO溶液恢复到原浓度D. 甲池中消耗280 mL (标准状况下)O,此时丙池中理论上最多产生1.45g固体【答案】D【解析】试题分析:A、经分析可知甲池是原电池,将化学能转化为电能,乙、丙池是电解池,将电能转化为化学能,A项错;B、在碱性条件下,原电池负极反应不可能生成口,应生成 HO, B项错;C、乙池中石墨电极与电源正极相连,作阳极,用惰性电极电解CuSO溶液的电解反应式为 2CuSO+ H2O2Cu+ Qf +
22、2H.SC4,要使CuSO溶液0.28L恢复到原浓度需加固体 CuO C项错;D n(O2) = 22.4L mol* = 0.0l25mol,根据电子守恒可得,nMg(OH)2 =2n(O2) = 0.025mol , nMg(OH)2 = 58g mol -1 x 0.025mol = 1.45g , D项正确。考点:了解原电池与电解池的原理。能写出电极反应和电池反应方程式。点评:解决与串连电路有关的电化学问题,关键是明确哪个是原电池、进而确定各电极名称、电极反应式等,培养逻辑推理能力和创新思维能力。例2请按要求回答下列问题。(1)根据下图回答。 打开 &,闭合K。A极电极反应式为 , B
23、极的现象 。 B极重新换根碳棒,再打开K1,闭合&。B极电极反应式。装置发生的总反应化学方程式 。实验完成后,锌电极增重ag,则阳极产生标准状况下的气体体积L 。(2)改变两电极的电极材料,利用该装置要实现Cu+ HSQ= CuSQ+ H4反应的发生,应打开 闭合其电解质溶液需用 , B电极材料是用 , A电极反应式为 。【答案】(1)Zn -2e-=Zn2+ ;在碳棒上析出红色的铜通电4OH-4e-=Qf +2H2O; 2CuS(4+2H2O2Cu+Of +2H2SQ; 7a/40(2) Ki K 2硫酸溶液 铜棒 2H +2e-=H f【解析】试题分析:(1)打开 匕闭合Ki,该装置为原电
24、池,其中锌作负极,碳作正极,负极的电极反应为 Zn-2e-=Zn2+; 正极的电极反应为 Cu2+2e=Cu,电极上析出了红色的铜单质;B极重新换根碳棒,再打开Ki,闭合Ka,形成电解池,B及连接电源正极,是电解池的阳极,A连接电源负极,是电解池的阴极,故B极电极反应式为4OH-4e-=Qf +2H2O,装置发生的总反应化学方程式为a2CuSQ+2H2O2Cu+Of +2H2S;锌电极增重 a g,增重的即为铜单质的质量,那么n(Cu) =- mol,电子转64aaa17a移 2 =mol,阳极的电极反应为 4OH-4e-=Qf +2H2O,则生成气体的气体为22.4 =L;643232 44
25、0(2)改变两电极的电极材料,实现Cu+ H2SQ= CuSO+ H4反应的发生,那么铜失电子,作阳极,阴极上H得电子,有2H+2e-=HJ,应选择硫酸作电解质溶液,要形成电解池,应打开Ki闭合K;考点:原电池和电解池的工作原理例3.碱性硼化钒(VBQ空气电池工作时反应为:4V庄+ IIO2 = 4B2Q + 2V 2。用该电池为电源,选用惰性电极电解硫酸铜溶液, 实验装置如图所示。当外电路中通过0.04mol电子时,B装置内共收集到0.448L气体(标准状况),则下列说法正确的是A. VB 电极发生的电极反应为:2VE2 + 11H 2O - 22e - = V 2O5 + 2B 2O3 +
26、 22HB. 外电路中电子由 c电极流向VR电极C. 电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,然后有气泡产生D. 若B装置内的液体体积为 200 mL,贝U CuSO溶液的物质的量浓度为 0.05 mol/L【答案】D【解析】试题分析:A、因为该电池电解质溶液是KOH溶液,所以电极反应不可能生成H+,故A错误;B、a电极通入空气,为正极,则 VB电极为负极,所以外电路中电子由VR电极流向c电极,故B错误;C b电极为阳极,水电离出的OH失电子生成H2O和Q,没有红色物质析出, 故C错误;DB装置内共收集到 0.448L气体(标准状况), 气体物质的量为0.02mol , b电极电极反应方程式为
27、:4OHT 4e=2HO+O f, n ( Oa) =1/4n ( ej =1/4 x0.04mol=0.01mol ,则c电极生成了 0.01mol气体,c电极先后发生的电极反应为:Cu2+2e_=Cu 2H+2e-=Ha f,2+2+H2为 0.01mol ,生成 H2转移电子 0.02mol ,贝U Cu 得电子:0.04mol 0.02mol=0.02mol , Cu 物质的量为:0.01mol , 所以 c (Cu ) =0.01mol - 0.2L=0.05 mol/L ,故 D正确。考点:本题考查原电池、电解池的的原理及应用。31 利用下图所示联合装置制备金属钛,下列叙述正确的是
28、A. 甲装置中通入 Q的电极反应式为:O+4 e= 2OB. 若不考虑能量的损失,制备0.5mol金属钛,需要消耗氢气 22.4 LC. 甲装置工作过程中 pH减小D. 乙装置中的石墨电极反应式为:C+2O-4e =COf32 .关于甲、乙装置的下列叙述中正确的是甲池乙池A. 甲池中通甲烷的极是负极,溶液中Na+向 Pt电极移动B. C电极的电极反应为: Q+4e-+4H+=2HOC. 乙池中的总反应为:Cu+HSQ通电H2 +CuSOD. 反应过程中,甲、乙装置中溶液的pH都逐渐减小33 .(共10分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和Q,电解质为KOH溶液。某
29、研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。Pl=(1) 通入甲烷的一极作原电池的 极(填“正”或“负”)(2) 闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b极得到的气体是 。(3) 该甲烷燃料电池中,负极反应式为 ,正极反应式为 。(4) 甲烷燃料电池工作时,若某一电极上消耗11.2 L (标准状况下)的 CH气体,线路中转移电子的个数是。原电池答案一原电池基础知识1. 【答案】C【解析】试题分析: A、锌锰干电池工作时,碳棒没有变化,错误,不选A; B、氢氧燃料电池可将化学能直接转化为电能,错误,不选 B; C氢气在负极失去电子被氧化,正确,选 C;
30、D太阳能电池的主要材料为硅,不 是二氧化硅,错误,不选 Do考点:电池的原理。2. 【答案】C【解析】试题分析:当杠杆为导体时,构成原电池。铁是负极,失去电子,铁质量减少。铜是正极,溶液中的 铜离子得到电子析出,铜质量增加。杠杆为绝缘体时,铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜和硫酸亚铁,铁的 质量增加,铜的质量不变,因此当杠杆为导体时,A端低B端高;杠杆为绝缘体时, A端高B端低,答案选Co考点:考查原电池原理的应用3. 【答案】B【解析】试题分析:根据化合价变化可知 Zn被氧化,应为原电池的负极,则正极为 Ag2O,选项A不正确,选项 B正确;原电池工作时,正发生反应 Ag2O+HO+2e-=2
31、Ag+2OH,该极区溶液 PH值增大,选项 C不正确;原电池工 作时,负发生反应 Zn+2O42e-=ZnO+HO,溶液PH值增大,选项 D不正确。考点:原电池分析,涉及电极及电极周围溶液的PH变化。4【答案】C【解析】试题分析:原电池中,若A B相连时,A为负极,说明活泼性 A B, C D相连,D上有气泡逸出,说明D做原电池的正极,C是负极,所以活泼性时 C D, A、C相连时A极减轻,所以A是负极,所以活泼性是 A C, B、D相连,B为正极,所以活泼性是 D B,可知金属的活泼性顺序是:A C D B,选项C符合题意。考点:原电池的正负极材料与金属的活泼性之间的关系5.【答案】A【解析
32、】试题分析:A.当a、b间用导体连接时构成原电池,根据题意,X应为负极,发生氧化反应,正确; B.当a、b间用导体连接时,贝U X可以是锌,不能选用石墨,错误;C.当a、b与外接电源相连时,a应连接电源的负极,错误;D.当a、b与外接电源相连时,阴极应该发生还原反应,错误。考点:考查了金属的腐蚀与防护的相关知识。6. 【答案】C【解析】试题分析:碱性锌锰电池 MnO是正极,工作时其还原产物是 MnOOH选项A正确;铅硫酸蓄电池充电过程中阴极 发生还原反应,其电极反应式为:PbSQs) + 2e - = Pb(s) + SO F(aq) , B选项正确;电解精炼铜时粗铜作阳极,电 解池工作时阳极
33、溶解的除铜还包括活泼性强的金属如铁,而阴极析出的是铜,故溶液中的CiT浓度发生改变,选项C不正确;原电池工作时,电解质溶液中的阴离子向负极移动故D选项正确?考点:电化学涉及原电池?电解池?电池充放电?电镀等相关理论知识?7.【答案】A【解析】试题分析:根据图示的装置可以得出左侧的装置为原电池,右侧的装置为电解池。根据原电池的构成规律:Zn为负极,Cu为正极;由图示连接情况可知 X为阳极发生氧化反应,Y为阴极发生还原反应,电极反应分别为 Cu=Cl+ + 2e、2H+ 2e=HJ。因为在 Y电极附近的浓度减小,将使 H0= H+ OH平衡向右移动,移动的结果是 c(OH) c(H+)显碱性,所以
34、附近变红色。所以只有A选项正确,即答案选 Ao考点:考查了原电池和电解池的原理8.【答案】(每空两分)(1) C D; ( 2)化学能转化为热能 ,化学能转化为电能(3)锌片不纯,在锌片上就形成原电池;(4) Cu2+ + 2e_ =Cu【解析】试题分析:(1)甲没有形成闭合回路,所以不能形成原电池,错误;B.在甲烧杯中Zn片上冒气泡,在乙烧杯中构成了原电池,铜片表面有气泡产生,错误。C.两烧杯中酸发生反应,c ( H+)减小,所以溶液 pH均增大,正确。D.原电池反应可以加快反应速率。甲没有构成原电池,乙构成原电池,所以产生气泡的速度甲中比乙中 慢,正确。E.乙的外电路中电流方向CuZn,错
35、误。(2)变化过程中能量转化的形式主要是:甲为化学能转化为热能;乙为化学能转化为电能;(3)在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,分析原因可能是锌片不纯,在锌片上就形成许多微小的原电池;(4)在乙实验中,如果把硫酸换2+2 亠一成硫酸铜溶液,则是 Cu得到电子变为单质 Cu。铜电极的电极反应方程式是Cu + 2e =Cuo考点:考查原电池反应原理、能量转化等知识。9.【答案】(1)没有,锌,2Hh+2e-=H2?o (2) 1mol/L。【解析】试题分析:(1)铜不和稀硫酸反应,所用铜片上没有气泡,若铜和锌连接构成原电池,因为锌的金属性比铜强, 所以锌做负极。
36、铜做正极,溶液中的氢离子反应生成氢气。2H+2e=Hd。(2) 11.2 L的氢气时消耗了 1摩尔氢气,所以消耗0.5摩尔硫酸,所以剩余的硫酸的物质的量浓度为:(2 X 0.5-0.5 ) /0.5=1mol/L 。考点:原电池的构成。10.【答案】(1) Cu Cu-2e -=Cu ;(2) C 2Fe +2e=2Fe ; (3) 0.04Na.【解析】试题分析:由原电池的总反应确定负极材料为Cu,电极反应式为:Cu-2e=Cu2+ ;正极材料可以为 C,电极反应式为:2Fe3+2e-=2Fe2+,由负极反应式减少的铜的物质的量为0.02mol,则转移电子的数目为0.04Na.考点:原电池原
37、理、电极反应式的书写。二化学电源11【答案】D【解析】试题分析:K与M、N均断开,发生反应 Fe+CuCL = FeCb+Cu, Cu的相对分子质量较大,一段时间后电解质溶液 质量变小,A错;K与M相连时,构成一个原电池,铁作负极,铁会腐蚀,K与N相连时,构成一个电解池,铁作阴极,铁受到保护,B错;K与M相连时,发生反应 Fe+CuCb= FeCR+Cu,每转移1mol电子,在碳表面生成32gCu,不是在铁上生成,C错;K与N相连时,构成一个电解池,Cl-在碳棒上放电生成 Cl2,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,D对。考点:原电池和电解池的工作原理。12【答案】C【解析】试题分析:图是原电池,铁
38、是负极,Fe 2e =Fe2+,碳是正极,2H+2e=Hz f,正极附近溶液 pH升高,A错误;阴离子有正极向负极移动,C正确;图是干电池,负极是锌筒,发生氧化反应,正极是碳棒,发生还原反应,电解质是氯化铵糊状物, 正极不能生成 OH,B错误;Zn-MnQ干电池自放电腐蚀,是因为电池中含有酸性的 NHCI (水解显酸性),Zn在酸性条件下被腐蚀,主要是因为Zn的还原作用引起的,不是因为MnO的氧化作用,D错误。考点:考查了原电池的原理及其应用等相关知识。13.【答案】D【解析】试题分析:A、b极上电极反应式:Fe2 +-e_ =Fe3* ,根据原电池的工作原理:负极失电子,发生氧化反应,则a极
39、是正极,得电子发生还原反应,说法错误;B、根据A的分析,外电路电子流向是从 b流向a,错误;C根据原电池的工作原理: 阴离子向负极移动, 阳离子向正极移动,SO2-向b极移动,说法错误;D总电极反应式:一2 +2+3+2MnO + 10Fe + 16H =2Mn + 10Fe + 8H2O, a极是正极得电子,电极反应式=总电极反应式b极反应式,得出:2MnO+ 16H+ 10e一 =2MrT + 8H2Q 化简得:MnO+ 8H+ 5e- =Mri+ 4fO,说法正确。考点:考查原电池的工作原理和电极反应式的书写等知识。14.【答案】D【解析】试题分析:A、该电池中不能加入硫酸,因为Li与硫
40、酸反应,影响该电池的性能,错误;B、放电时为原电池,则阳离子向正极移动,错误;C、充电时,正极发生的反应是LiFePO4失去电子生成 FePQ,所以电极的质量减内 小,错误;D放电时,正极发生还原反应,则FePQ得到电子,与Li +结合生成LiFePO4,正确,答案选 0 考点:考查电化学反应原理的应用三燃料电池15【答案】BD【解析】试题分析:A、燃料电池是让氧化剂和还原剂分别在不同电极反应,不会出现蓝色火焰,不选A; B、燃料电池能量转化率高,不断通入物质可以持续使用,所以正确,选B; C负极为氢气失去电子结合氢氧根离子生成水,所以错误,不选 C; D、正极氧气得到电子生成氢氧根离子,正确
41、,选Do考点:考查燃料电池的工作原理16.【答案】C【解析】试题分析:a接电源的负极,作阴极,b接电源的正极作阳极,电解水是H在a放电,故X是H2, 0】在B极放电,Y是O。根据2H+ +2e H2f ,没有说明是否在标准状况下,不能计算气体的体积,A错;b电极上发生的电极反应是:2H2O-4e= Q f +4H+,B错;C电极发生的反应为:Qf +4H+4e一2H20,所以c电极上进行还原反应,B电池中的H可以通过隔膜进入 A池,C对;d电极上发生的电极反应是:Ha -2e 2, D错。考点:原电池和电解池的工作原理。四 根据图示判断电极方程式17.【答案】(1) 3NO+2HO=2HN(+
42、N0(2) 2NO+2CON2+2CO(4)还原;(2 分);NO+O-2e- = NO;(2 分)。18.【答案】A【解析】首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极侧,有氧反应为正极侧。A、根据厌氧反应中碳元素的化合价的变化:葡萄糖分子中碳元素平均为0价,二氧化碳中碳元素的化合价为 +4价,所以生成二氧化碳的反应为氧化反应,所以在负极生成。错误;B、在微生物的作用下,该装置为原电池装置。原电池能加快氧化还原反应速率,故可以说微生物促进了电子的转移。正确;C原电池中阳离子向正极移动。正确;D电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应。正确。【考点定位】原电池原理;难度为一般等级19.【答案】CO+cO-
43、2e-=2CO (2 分)【解析】试题分析:(1 )用NqCO熔融盐作电解质,CO Q为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破,负极应为CO放电,故电极反应式为 CO+cO-2e-=2CO;20.【答案】C【解析】试题分析:A、根据装置图中电子的移动方向,可知催化剂a为负极,催化剂b为正极,所以钾离子向正极移动,正确;B催化剂a表面发生氧化反应,亚铁氰根离子失去电子转化为铁氰根离子,正确;C催化剂b为正极,所以催化剂b发生还原反应,Fe(CN)6 一在催化剂b表面被还原,错误; D该原电池的反应是亚铁氰根离子与铁氰根离子的相互转化,所以电解池溶液中的Fe(CN) 6 4-和Fe(CN) 6】3
44、-浓度基本保持不变,正确,答案选G考点:考查原电池反应原理的判断21【答案】D【解析】试题分析:抓住电池总反应式,结合氧化还原反应与电化学原理间的联系进行分析。根据电池总反应为2Ag+Cl 2= 2AgCl可知,反应中银失去电子,被氧化,作负极。氯气得到电子,在正极通入,则A、氯气在正极通入,因此正确的正极反应式为 C12+ 2e= 2C,A错误;B原电池工作过程中电解质溶液中的阳离子向正极移动, 阴离子向负极移动,由于阳离子交换膜只允许阳离子通过,因此交换膜中通过的是氢离子,负极产生的银离子 立即与左侧溶液中的氯离子结合生成白色沉淀氯化银,即在左侧溶液中才会有大量白色沉淀生成,B错误;C、当
45、电路中转移 0. 01 mol e_时,交换膜左侧产生 0. 01 mol Ag+与盐酸反应产生 AgCl沉淀,同时约有 0. 01 mol屮通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中,故左侧溶液共约0. 02 mol离子减少,C错误;D若用KCI溶液代替盐酸,由于此时仍然是氯气得到电子,银失去电子,因此电池总反应不变,D正确,答案选 Do考点:考查原电池原理的应用22【答案】D【解析】试题分析:A、根据装置图看着,电极 b为过氧化氢转化为氢氧根离子的反应,0元素淀粉化合价降低,发生还原反应,所以b为正极,则钠离子向正极移动,从a区向b区移动,错误;B、b电极为过氧化氢是得到电子生成水和氢氧根离子,错误
46、;C、过氧化氢中的 0元素的化合价从-1价降低到-2价,整体得到2个电子,所以每消耗3mol过氧化氢,转移电子的物质的量是 6mol,错误;D、BH-中的H元素的化合价为-1价,反应后为+1价, 所以a极发生氧化反应,BH-失去电子,与氢氧根离子结合生成B0-和正确,答案选 D。考点:考查原电池反应原理的应用23.【答案】D【解析】试题分析:根据题意知,外加负载时该装置为原电池,左槽溶液由黄色逐渐变为蓝色,V0+转化为v0+,钒元素的化合价降低发生还原反应,为原电池的正极。A、外接负载时,左槽作为原电池正极,发生还原反应,错误;B、该装置放电时左槽为正极,发生还原反应,充电时左槽发生氧化反应,
47、连接外接电源的正极,错误;C负载是镀铜的电镀槽时,移向电源的正极,应由右槽向左槽移动, 错误;D充电时左槽的电极反应式为 V0+H0e_V02+2H+,若转移的电子数为 3.01 x 1023个,左槽溶液中生成 1mol氢离子,其中有 0.5mol通过交换膜进入右槽,左槽 n ()的变化量为0.5mol,正确。考点:考查电化学,原电池原理的应用、化学电源。24.【答案】负; Cl0H + 2e + H+ = c| +0H :2. 05oiaOVoh【解析】根据原电池的工作原理, 溶液中的阳离子移向正极,因此B是负极;根据图11-2 ,A极 二转变成CI -和.,H+参加反应,然后根据反应前后电
48、荷守恒,得出反应式: 正 极 反 应 式CHCO0+ 2HO 8e=2COf + 7H+, A区溶液 pH 从 4 变到 1,此时 n(H + )=1 x 101mol,根据得失电子守恒,m(CHCOONa)=0 1X 82/4=2 . 05g五电解池25【答案】C【解析】试题分析:A、K与M连接时,实际电解水,NaHSO浓度增大,pH减小,错误;B、K与N连接时形成原电池,石墨为原电池的正极,电极反应为:2fO+O +4e二4OH;错误;C K与M连接,铁做电解的阴极,K与N连接时,铁做原电池的正极, 铁电极反应均为:2H+ + 2e=Hf,正确;D、K与M连接时,为外加电流阴极保护法, 错
49、误。考点:本题考查电化学原理及应用。26【答案】B【解析】试题分析:A项由装置图可知 A消耗气体,应为燃料电池装置,则B生成气体,为电解池装置,故A项正确;B项电解硫酸溶液时,阳极发生氧化反应生成氧气,阴极发生还原反应生成氢气,实质为电解水,硫酸浓度增大,pH减小,故B项错误;C项由元素化合价可知,a 口若消耗1mol CH4,应生成碳酸钾,则失去电子8mol,为原电池的负极,则d为阴极,生成氢气,应为 4mol,故C项正确;D项a 口通入GHs时,乙烷被氧化生成碳酸钾, 电极反应为 C2Ho-14e- + 18OH 2CO- + 12HO,故D项正确;本题选 B。考点:电化学原理。27.【答
50、案】C【解析】试题分析:A、去掉电源,该装置为原电池,铁发生吸氧腐蚀,铁电极上的反应是铁失去电子生成亚铁离子,不选A; B该装置为电解池,铁做阳极,石墨做阴极,铁失去电子生成亚铁离子,所以铁被腐蚀,不选B; C装置是电解池,铁做阴极,石墨做阴极,电解氯化钠生成氢氧化钠和氢气和氯气,每生成气体总量为224毫升时,即生成0.001摩尔气体,则生成氢氧化钠的物质的物质的量为0.001摩尔,选C; D、该装置是电解池,铁做阴极,石墨做阳极,电池的反应为电解硫酸铜生成铜和氧气和硫酸,所以溶液没有蓝色沉淀生成,故不选Do考点:电解池和原电池的原理。28.【答案】(共14分)(1)电极反应为 Q+ 2fO+
51、 4e=4OH (2分) 2C+ 4e=Cl2(2 分)2CI+ 2Hz - Cl 2 f + H4 + 2OH (2 分) 5Cl2+l2+6HO=10 HCI+HIQ (2 分)(2)电极反应式为 Fe 2e_ =Fe2+ ( 2分) CuO (2 分) 0.8 g (2 分) 或 CuCO 1.24 g 。【解析】试题分析:(1)甲为原电池,发生 Fe的吸氧腐蚀,则碳棒作正极,发生还原反应,氧气得到电子与水结合生 成氢氧根离子,电极反应式是Q+ 2H2O+ 4e =40H; 乙为电解池,碳棒作阳极,则溶液中的阴离子氯离子放电生成氯气,则阳极反应式是2CI + 4e=Cl2,发生的总反应是
52、电解氯化钠的反应,离子方程式是2Cl + 2H2O 口:Cl2f + H4 + 2OH ; 若反应中Cl 2和I 2的物质的量之比为 5 : 1,且生成两种酸,因为氯气作氧化剂,则其中一种酸为 HCI,若5mol氯气参加反应,则得到电子的物质的量是10mol, 1mol碘参加反应,失去电子的物质的量也是10mol,所以I元素的化合价升高到 +5价,则对应的酸是 HIQ,所以化学方程式是 5Cl 2+I2+6H2O=10 HCI+HIQ;(2)若电解质溶液为硫酸铜,则甲中Fe发生氧化反应,Fe失去电子生成亚铁离子,电极反应式为Fe 2e=f ;如果起始时乙中盛有 200 mL pH = 5的Cu
53、SO溶液(25 C ),一段时间后溶液的 pH变为1,电解硫酸铜溶液的通电方程式是2CuS(4+2H2O2Cu+ O4 +2H2SQ,溶液的pH=1,说明氢离子浓度是 0.1moI/L,则氢离子的物质的量是0.02mol,对应硫酸的物质的量是0.01mol,所以产生Cu的物质的量是0.01mol,根据电解质溶液复原的方法,应向溶液中加入CuO根据Cu元素守恒,其物质的量是 0.01mol,质量是0.01mol x 80g/mol=0.8g。或者加入碳酸铜,其物质的量是0.01mol,质量是1.24g o考点:考查原电池和电解池的比较,电极反应式的书写,电解质溶液的复原计算29 . (9分)芒硝化学式NazSQ 10HO,无色晶体,易溶于水,是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设 想,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和 氢氧化钠,无论从节省能源还是提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。N即4 该电解槽的阳极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”或“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数
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