2015年分类汇编-电化学

1、电化学1. 右图是一个盐桥中充满饱和KCl溶液的锌铜原电池装置，下列分析正确的是ACu片上发生氧化反应 B电子由Cu片经外电路流向Zn片 C盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液 D一段时间后烧杯中c(Zn2+)、c(Cu2+)均减小 2. 关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是 A钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为：Fe2e = Fe2+B钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为：O22H2O4e= 4OHC地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极的阴极保护法D用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极3. 右图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，下列叙述正确的是 Aa 为电源的正极B通电一段时间后，石墨

2、电极附近溶液先变红电解CFe电极的电极反应是4OH4e=2H2OO2 D电解饱和食盐水的总反应是：2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2+ Cl24如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂，反应原理是4Li+FeS2Fe+2Li2S。下列说法不正确的是A该装置将化学能转化为电能B电子移动方向是由a极流向b极C可以用水代替SO(CH3)2做溶剂Db极反应式是FeS24Li+4e-Fe2Li2S5用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2，恰好反应时溶液浓度恢复至电解前。关于该电解过程的说法不正确的是A生成

3、Cu的物质的量是0.1mol B转移电子的物质的量是0.2molC随着电解的进行溶液pH减小 D阳极反应式是4OH-4e-2H2OO26. 下列设备工作时，将化学能转化为电能的是ABCD锂离子电池太阳能集热器燃气灶硅太阳能电池7食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例组成的混合物，可吸收氧气和水。下列分析不正确的是A“双吸剂”中的生石灰有吸水作用 B“双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应C吸收氧气的过程中，铁作原电池的负极 D炭粉上发生的反应为：O2 + 4e+ 4H+2H2O8. 利用右图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是A. b电极上发生氧化反应 B. 该

4、装置能将化学能转变成电能C. 电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移D. 若a为铜，则a的电极反应式为：Cu-2e- = Cu2+ 放电充电9. 铅蓄电池反应原理为：Pb(s) + PbO2(s) +2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) + 2H2O(l)，下列说法正确的是A. 放电时，负极的电极反应式为：Pb 2e- = Pb2+B. 放电时，正极得电子的物质是PbO2 C. 充电时，电解质溶液中硫酸浓度减小D. 充电时，阴极的电极反应式为：PbSO4 2e- +2H2O = PbO2 + 4H+ + SO42-10.下述实验方案能达到实验目的的是编号AB CD实验方案食盐水片刻后在F

5、e电极附近滴入K3Fe(CN)6溶液置于光亮处实验目的验证铁钉发生析氢腐蚀验证Fe电极被保护验证乙炔的还原性验证甲烷与氯气发生化学反应11右图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是 A电极上发生还原反应，作原电池的负极 B电极的电极反应式为： Cu2+2e= Cu C该原电池的总反应为： 2Fe3+Cu= Cu2+2Fe2+ D盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子3下列叙述正确的是A铁表面镀锌，铁作阴极B钢管与电源正极连接，钢管可被保护C在入海口的钢铁闸门上装铜块可防止闸门被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3+ 7氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如右图所示。下列说法

6、不正确的是A溶液A的溶质是NaOHB阴极附近溶液pH升高C气体a为氯气，其电极反应为2Cl2e Cl2D与产生气体b的电极相连的是电源的正极13镁锰干电池的电化学反应式为：Mg+2MnO2+H2O Mg(OH)2+Mn2O3。下列说法不正确的是A镁为负极，发生氧化反应B可以选择碱性溶液作为电解质C反应后正极和负极附近溶液的pH均升高D正极的电极反应为：2MnO2H2O2e Mn2O3 2OH14原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是装置 装置 装置A装置研究的是电解CuCl2溶液，b电极上有红色固体析出B装置研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe上的反应为Fe2e- = Fe2

7、+C装置研究的是电解饱和食盐水， B电极发生的反应：2Cl2e- = Cl2D三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应15.硫酸是重要的化工原料，用稀H2SO4做电解液的铅蓄电池其构造如下图。发生反应的化学方程式为： Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) + 2H2O(l)，下列说法不正确的是 A放电时，正极反应为：PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) +2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)B充电时，应将外接直流电源的正极与铅蓄电池的接线柱A相接C实验室用铅蓄电池做电源精炼粗铜时，与接线柱B相连的电极上得到精铜D铅蓄电池

8、做电源电解Na2SO4溶液时，当有2 mol O2产生时，消耗8 mol H2SO412下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是A该过程是电能转化为化学能的过程 B一段时间后，池中n(KHCO3)不变C一段时间后，池中溶液的pH一定下降 D铜电极的电极反应式为CO28H+8e-CH42H2O8. 综合下图判断，下列叙述不正确的是A. 、的反应原理均是Zn + Cu2+ = Zn2+ + CuB. 、中均有电子转移，均是把化学能转化为电能利用C. 随着反应的进行，、中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅D. 取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液

9、，有沉淀产生9.如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是A碳表面发生氧化反应 B钢铁被腐蚀的最终产物为FeO C生活中钢铁制品的腐蚀以图所示为主 D图中，正极反应式为O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-8图的目的是精炼铜，图的目的是保护钢闸门。下列说法不正确的是图 图A图中a为纯铜 B图中SO42向b极移动 C图中如果a、b间连接电源，则a连接负极 D图中如果a、b间用导线连接，则X可以是铜GNaCl溶液abO2N2FeZn盐桥e9A根据右图，下列判断正确的是A电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极 B烧杯b中发生的电极反应为Zn2eZn2+C烧杯a中发生反应O2+4H+ +4e

10、2H2O，溶液pH降低D向烧杯a中加入少量K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成 12.（12分）海底蕴藏着大量的“可燃冰”。用甲烷制水煤气（CO、H2），再合成甲醇来代替日益供应紧张的燃油。已知： CH4(g)H2O (g)CO (g)3H2 (g) H1+206.2kJ·mol-1 CH4(g)O2(g)CO(g)2H2(g) H2=35.4 kJ·mol-1 CH4 (g)2H2O (g)CO2 (g)4H2 (g) H3+165.0 kJ·mol-1 （1）CH4(g)与CO2 (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。 （2）从原料、能源利

11、用的角度，分析反应作为合成甲醇更适宜方法的原因是 。 （3）水煤气中的H2可用于生产NH3，在进入合成塔前常用Cu(NH3)2Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是： Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 Cu(NH3)3Ac·CO H0 Cu(NH3)2Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是 。 （4）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如下图（A、B为多孔性石墨棒）。 持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。 0V44.8 L时， 电池总反应方程式为 。 44.8 LV89.6 L时，负极电极反应为 。 V=67.2 L时， 溶液中离子浓度

12、大小关系为 。12（12分） （1）CH4 (g)CO2 (g) 2CO (g)2H2 (g) H+247.4 kJ·mol1 （2）反应是放热反应，可节省能源；同时制得的CO与H2物质的量之比为1:2， 能恰好反应合成甲醇，符合绿色化学的“原子经济”原则。 （3）低温、高压 （4） CH4 + 2O2 + 2KOH K2CO3 + 3H2O CH48e+ 9+3H2O 10 c(K)c()c()c(OH)c(H+) 13（12分）人类活动产生的CO2长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。（1）工业上常用高浓度的K2CO3 溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2C

13、O3 溶液再生，其装置示意图如下：在阳极区发生的反应包括 和H + HCO3- = H2O + CO2。简述CO32-在阴极区再生的原理 。（2）再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。已知：25 ，101 KPa下：H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(g) H1= -242 kJ/molCH3OH(g) + 3/2 O2(g) = CO2 (g) + 2 H2O(g) H2= -676 kJ/mol 写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式 。下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是 （填字母序号）。a b c d

14、（3）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下： 该电池外电路电子的流动方向为 （填写“从A到B”或“从B到A”）。 工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将 （填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计）。 A电极附近甲醇发生的电极反应式为 。13（共12分）（1）4OH - - 4e- = 2H2O + O2（2分）答案1：HCO3 存在电离平衡：HCO3 H+ + CO32- （1分），阴极H+放电浓度减小平衡右移（1分）CO32-再生答案2：阴极H+放电OH-浓度增大（1分），OH-与HCO3

15、 反应生成CO32- （1分）CO32-再生（2）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) H = -50 kJ/mol（2分） a（2分）（3） 从A到B（1分） 不变（1分）CH3OH + H2O - 6e- = 6H+ CO2（2分）14（10分）SO2和NOx都是大气污染物。（1）空气中的NO2可形成硝酸型酸雨，该反应的化学方程式是 _ 。（2）汽车发动机工作时产生的NO和CO可通过催化转化器转化为两种无污染的气体，该反应的化学方程式是 _。氨水SO2NH4HSO3溶液NO2N2铵盐溶液（3）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如下图所示： NO2被吸收

16、的离子方程式是 。较浓H2SO4稀H2SO4+SO2S2O42-HSO3-阳离子交换膜直流电源a b（4）利用下图所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。 a为电源的 （填“正极”或“负极”），阳极的电极反应式为 。 在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO32生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。14（共10分）（1）3NO2+H2O2HNO3+NO （1分）（2）2CO+2NO2CO2+N2（2分）（3）2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+ （2分）（4）正极（1分），SO2 + 2H2O 2eSO4

17、2+ 4H+ （2分）1:2 （2分）15氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理： 氨气燃料电池的电解质溶液最好选择 （填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液。 空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是 。 氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应是 ，正极的电极反应方是 。15. 碱性（1分） CO2 （1分） 4NH3+ 3O2 2N2 + 6H2O （1分） 3O2 + 12e+ 6H2O 12OH（1分）或 O2 + 4e+ 2H2O 4OH27（14分）某同学模拟工业“折点加氯法”处理氨氮废水的原理，进行如下研

18、究。装置（气密性良好，试剂已添加）操作现象打开分液漏斗活塞，逐滴加入浓氨水C中气体颜色变浅稍后，C中出现白烟并逐渐增多（1）A中反应的化学方程式是 。（2）现象，C中发生的反应为：2NH3(g)3Cl2(g) N2(g)6HCl(g) DH= 456 kJ·mol-1已知：NH3的电子式是 。断开1mol HN键与断开1molHCl键所需能量相差约为 ，NH3中的HN键比HCl中的HCl键（填“强”或“弱”） 。（3）现象中产生白烟的化学方程式是 。（4）为避免生成白烟，该学生设计了下图装置以完成Cl2和NH3的反应。若该装置能实现设计目标，则石墨b电极上发生的是 反应（填“氧化”或

19、“还原”）写出石墨a电极的电极反应式： 。NaOH27.（14分）（1）NH3·H2O = NH3+H2O（2） 40 弱（3） HCl+NH3=NH4Cl （4）还原 2NH36OH-6e-N26H2O 26. （12分）综合利用CO2对环境保护及能源开发意义重大。（1）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是_。a . 可在碱性氧化物中寻找 b. 可在A、A族元素形成的氧化物中寻找 c. 可在具有强氧化性的物质中寻找 （2）Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是：在500，CO2

20、与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是_。（3）利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。 反应A： 已知： 反应是_反应（填“吸热”或“放热”），其原因是 。（4）高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下： 电极b发生 （填“氧化”或“还原”）反应。 CO2在电极a放电的反应式是_。26.（12分）500（1）ab700（2）CO2 + Li4SiO4 Li2CO3 + Li2SiO3（3） 吸热 反应物总能量低于生成物总能量（或H0） （4） 氧化 CO2 + 2e-

21、= CO+O2-27（14分）SO2、NO是大气污染物。吸收SO2 和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）：（1）装置中生成HSO3的离子方程式为 。（3）装置中，酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3、NO2，写出生成NO3的离子方程式 。（4）装置的作用之一是再生Ce4+，其原理如下图所示。 生成Ce4+的电极反应式为 。 生成Ce4+从电解槽的 （填字母序号）口流出。（5）已知进入装置的溶液中，NO2的浓度为a g·L-1，要使1 m3该溶液中的NO2完全转化为NH4NO3，需至少向装置中通入标准状况下的O2 L。（用含a代数式表示，

22、计算结果保留整数）27.（14分）（1）SO2 + OH= HSO3（3）NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3+NO3+4H+（4）Ce3+- e= Ce4+ a（5）243a（242a、244a、5600a /23都给分）26（14分）钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。（1）Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分，需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示：Al(NO3)3样品称量溶解Al(NO3)3待测液v mL过量试剂a操作b固体溶液操作cAl2O3固体m g称量加入试剂a后发生反应的离子方程式为 。 操作b为 ，操作c

23、为 。Al(NO3)3待测液中，c (Al3+) = mol·L-1（用m、v表示）。（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 范围内（填字母序号）。物质NaSAl2O3熔点/97.81152050沸点/892444.62980a.100以下 b.100300 c. 300350 d. 3502050放电时，电极A为 极。放电时，内电路中Na+的移动方向为 （填“从A到B”或“从B到A”）。充电时，总反应为Na2Sx = 2Na + xS（3<x<5），则阳极的电极反应式为 。26.（14分）（1）Al3+ + 3NH3·H2O =Al(OH)3 + 3NH4+ 过滤洗涤（1分） 灼烧（或加热）冷却（1分） 1000m/51v（2）c 负 从A到B Sx2- - 2e- = xS26（14分）切开的金属Na暴露在空气中，其变化过程如下： 银白色固体白色固体白色粉末白色固体（3）白色粉末为Na2CO3。将其溶于水配制为0.1 mol/L N