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2022届高三化学一轮复习考点特训电化学基础2含解析
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这是一份2022届高三化学一轮复习考点特训电化学基础2含解析,共16页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
1.用铁丝(电极a)、铜丝(电极b)和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.构成原电池时b极反应为Cu-2e-=Cu2+
B.构成电解池时a极质量一定减少
C.构成电解池时b极质量可能减少也可能增加
D.构成的原电池或电解池工作后均能产生大量气体
2.人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是( )
A.a为电源的负极
B.电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将升高
C.除去尿素的反应为:CO(NH2)2+2Cl2+H2O== N2+CO2+4HCl
D.若两极共收集到气体0.6ml,则除去的尿素为0.12ml(忽略气体溶解,假设氯气全部参与反应)
3.生产生活中的下列做法正确的是
A.用明矾做自来水的消毒剂
B.废弃的干电池不能随意丢弃,但可以土埋处理
C.用电解NaCl溶液来制备金属钠
D.电工操作中,不能把铜线和铝线拧在一起连接线路
4.下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑
B.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+
C.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-=Fe2+
5.下列说法正确的是( )
A.镀铜铁制品镀层破坏后,铁制品更易发生腐蚀
B.使用催化剂既能改变反应速率,又能改变焓变
C.其他条件不变时,升高温度,吸热反应的v正增大,v逆减小
D.工业电解精炼铜时,粗铜与电源的负极相连
6.下列有关装置图的叙述中正确的是( )
A.装置中桥墩应与电源的负极相连能被保护,该方法叫做外加电流的阴极保护法
B.装置的总反应式:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
C.装置为氢氧燃料电池的工作原理,A中通入的气体是氧气
D.装置为碱性锌锰干电池,其负极的电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+
7.如下各图烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为 ( )
A.②①③④B.②④①③C.④②①③D.③②④①
8.全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法不正确的是( )
A.酸性土壤中的钢铁主要发生吸氧腐蚀
B.金属棒M的材料应该是比铁活泼的金属
C.金属棒M上发生反应:M-ne-=Mn+
D.这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法
9.下列实验中,在相同的时间里,铁腐蚀程度最大的是( )
A.将生铁放在煮沸过的水里
B.将白铁片(镀锌铁)放在溶有CO2的水中
C.将有磨损的马口铁(镀锡铁)放在溶有CO2的水中
D.将有磨损的放在白铁片(镀锌铁)溶有CO2的水中
10.港珠澳大桥设计寿命达120年,对桥体钢构件采用的主要的防腐方法有:①铜梁上安装铝片;②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆;③使用高附着性防腐涂料;④预留钢铁腐蚀量。下列分析不正确的是( )
A.①②防腐原理是牺牲阳极的阴极保护法
B.方法①②③只能减缓钢铁腐蚀,未能完全消除
C.钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为:
D.防腐涂料可以防水、隔绝空气,降低钢铁在海水中析氢腐蚀速率
11.将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是( )
A.铁被氧化的电极反应式为Fe−3e-=Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁能发生析氢腐蚀
12.将铁粉和活性炭混合物用NaCl溶液湿润,进行铁的电化学腐蚀实验(装置如图所示)。下列有关该实验的说法正确的是( )
A.负极反应式为Fe-3e-=Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.用水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
D.用稀醋酸代替NaCl溶液,最终导管中的液面会上升
13.锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-下列说法正确的是( )
A.放电时,负极反应为:Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-
B.放电时,电路中通过2 ml电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)
C.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
D.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
14.水系钠离子电池安全性能好、价格低廉、对环境友好,有着巨大的市场前景。某钠离子电池工作原理如图,电池总反应为:2NaFePO4F + Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F+ NaTi2(PO4)3
下列说法错误的是
A.充电时,a接电源正极
B.放电时,溶液中的Na+在NaFePO4F电极上得电子被还原
C.充电时,阴极上的电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e﹣=Na3Ti2(PO4)3
D.理论上,该电池在充电或放电过程中溶液中的c(Na+)不变
15.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是( )
A.充电时阴极反应:Cd(OH)2+2e- = Cd+2OH-
B.充电过程阳极附近溶液的碱性增强
C.放电时电能转化为化学能
D.放电时电解质溶液中消耗1mlH2O时电路中通过2ml电子
二、非选择题(共3题)
16.如图是一个化学过程的示意图,回答下列问题:
(1)甲池是___________装置,电极B的名称是___________。
(2)甲装置中通入C3H8的电极反应____________,丙装置中D极的产物是___________(写化学式)。
(3)一段时间,当乙池中产生112 mL(标准状况下)气体时,均匀搅拌丙池,所得溶液在25℃时的pH=__________。(已知:NaCl溶液足量,电解后溶液体积为200 mL)。
(4)若要使乙池恢复电解前的状态,应向乙池中加入__________(写物质化学式)。
17.如图是一个电化学原理的示意图。已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。填写下列空白:
(1)请写出甲、乙两池的名称。甲电池是______,乙池是______。
(2)甲池中通入CH3OH的电极名称是___,电极反应方程式为:______;乙池中B(石墨)电极的名称是_______。
(3)电解过程中,乙池溶液pH的变化为_______(“升高”、“降低”或“不变”)。
(4)当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40 g时,甲池中理论上消耗O2_____mL(标准状况下)。
(5)若乙池中的AgNO3换成一定量CuSO4溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1 mlCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子数为___ml。(忽略溶液体积的变化)
18.(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为_________。
(2)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为__________。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。
①上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”)。
②该电解池的阳极反应式为_______。
③当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼________ml。
【参考答案及解析】
一、选择题
1.
【答案】C
【解析】A. 构成原电池时,较不活泼的金属铜作正极,正极上溶液中铜离子得电子生成铜单质而析出,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,A错误;
B. 构成电解池时,连接电源正极的电极为阳极,阳极上金属电极失电子发生氧化反应,如a连接电源负极,则a电极质量增加,B错误;
C. 构成电解池时,连接电源正极的电极为阳极,阳极上金属电极失电子发生氧化反应,连接电源负极的电极为阴极,阴极上铜离子得电子发生还原反应;如果b为阳极,电解池工作时,铜失电子生成铜离子进入溶液,导致电极质量减少;如果b为阴极,溶液中铜离子得电子生成铜单质而析出附着在b电极上,导致电极质量增加,C正确;
D. 构成原电池时,正极上铜离子得电子而析出;构成电解池时,阴极上溶液中铜离子得电子而析出,所以无论是原电池还是电解池都没有气体生成,D错误;
故合理选项是C。
2.
【答案】D
【解析】A、由图可以知道,左室电极产物为CO2和N2,发生氧化反应,故a为电源的正极,右室电解产物H2,发生还原反应,故b为电源的负极,故A错误;
B、阴极反应为6H2O+6e-=6OH-+3H2↑,阳极反应为6Cl--6e-=3Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl,根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH-、H+的数目相等,阳极室中反应产生的H+,通过质子交换膜进入阴极室与OH-恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变,故B错误;
C、由图可以知道,阳极室首先是氯离子放电生成氯气,氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳,同时会生成HCl,阳极室中发生的反应依次为6Cl--6e-=3Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl,故C错误;
D、如图所示,阴极反应为6H2O+6e-=6OH-+3H2↑,阳极反应为6Cl--6e-=3Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl,若两极共收集到气体0.6ml,则n(N2)=n(CO2)=0.6×1/5ml=0.12ml,由反应CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl可知所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.12ml,故D正确。答案选D。
3.
【答案】D
【解析】A.明矾具有吸附的作用,能吸附水中浮着的颗粒,起不到消毒作用,A错误;
B.不可以土埋处理,电池中含有有毒成分,会污染土壤,B错误;
C.用电解熔融NaCl来制备金属钠,C错误;
D.铜和铝在空气中形成原电池,加速铝的腐蚀,D正确;故答案为:D。
4.
【答案】A
【解析】A. 电解时阳极上阴离子失电子,由于放电能力Cl->OH-,所以Cl-失电子生成Cl2,阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,A正确;
B. 电解精炼时粗铜作阳极,粗铜与电源正极相连,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,B错误;
C. 碱性条件下的氢氧燃料电池中,负极上H2失去电子,发生氧化反应,电极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O,C错误;
D.钢铁发生电化学腐蚀,Fe在负极失电子,负极反应式:Fe-2e-=Fe2+,D错误;
故合理选项是A。
5.
【答案】A
【解析】A. 镀铜铁制品镀层破坏后,在钢铁表面电解质薄膜存在下形成原电池,铁作负极,因此能加速铁腐蚀,A正确;
B. 使用催化剂能改变反应速率,不能改变焓变,B错误;
C. 其他条件不变时,升高温度,吸热反应的v正增大,v逆也增大,吸热方向的速率增加幅度更大,C错误;
D. 工业电解精炼铜时,粗铜与电源的正极相连,精铜与电源的负极相连,D错误;
答案选A。
6.
【答案】A
【解析】A.钢铁桥墩与电源的负极相连,图为外加电源的阴极保护法,A正确;
B.该装置为原电池,Fe作负极,其电极反应为:Fe-2e-=Fe2+,Cu作正极,其电极反应为:Fe3++e-=Fe2+,总反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,B错误;
C.A为负极室,负极通入气体是燃料氢气,B为正极室,正极通入气体是氧化剂氧气,C错误;
D.碱性锌锰干电池,负极:Zn-2e-+2OH⁻=Zn(OH)₂,正极:2MnO₂+2H₂O+2e⁻=2MnO(OH)+2OH⁻,总反应:2MnO₂+Zn+2H₂O=2MnO(OH)+Zn(OH)₂,D错误;故答案为:A。
7.
【答案】C
【解析】根据图知:①铁为活泼金属,可发生的是化学腐蚀;
②B为原电池装置,Fe较活泼,Fe为原电池的负极,发生氧化反应被腐蚀;
③Zn比Fe活泼,形成原电池反应,锌被氧化,铁作正极被保护;
④金属活动性Fe>Cu,铁作负极发生氧化反应被腐蚀,铜作正极;
①发生化学腐蚀,②发生电化学腐蚀,③锌比铁活泼,铁作原电池的正极而被保护,④发生电化学腐蚀,其中两个电极活泼些相差越大,铁被腐蚀速率越大,②④都是铁作负极被腐蚀,④中电极金属活泼性相差大所以Fe腐蚀速率④>②,电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率,腐蚀速率由快到慢的顺序为④>②>①>③,故合理选项是C。
8.
【答案】A
【解析】A、酸性环境中,钢铁主要发生析氢腐蚀,A错误;
B、酸性环境中,钢铁主要发生析氢腐蚀,为避免钢铁腐蚀,则应使钢铁作原电池回路的正极,金属棒M作负极,则M应比Fe活泼,B正确;
C、M作负极,其电极反应为M-ne-=Mn+,C正确;
D、该方法为牺牲阳极的阴极保护法,D正确;
故选A。
9.
【答案】C
【解析】生铁在水中发生吸氧腐蚀,煮沸可减少溶解在水中的O2,减缓铁的腐蚀。白铁皮放在溶有CO2的水中,形成酸性条件下的原电池,锌的活泼性大于铁,活动性强的锌为原电池的负极,发生析氢腐蚀,表面的锌被腐蚀,铁为正极,铁受到保护;如为磨损的镀锡铁,铁的活泼性大于锡,活动性强的铁为负极,发生析氢腐蚀,加快了铁的腐蚀。综合可见C中铁腐蚀程度最大,故选C。
10.
【答案】D
【解析】A. 铝片、锌活泼性比铜强,因此①②防腐原理是牺牲阳极的阴极保护法,故A正确;
B. 方法①②③只能减缓钢铁腐蚀,防护很多都是减缓腐蚀速度,未能完全消除,故B正确;
C. 钢铁发生吸氧腐蚀时的负极是铁失去电子,其反应式为:,故C正确;
D. 防腐涂料可以防水、隔绝空气,降低钢铁在海水中吸氧腐蚀速率,故D错误。
综上所述,答案为D。
【点睛】钢铁无论是析氢附属还是吸氧腐蚀,负极都为铁失去电子变为亚铁离子。析氢腐蚀在酸性pH小于4.3易发生,而吸氧腐蚀一般在中性、弱酸性条件下发生。
11.
【答案】C
【解析】A.铁被氧化的电极反应式为Fe−2e-=Fe2+,A错误;
B.铁腐蚀过程中将化学能转化为电能,但不能全部转化,B错误;
C.活性炭具有导电性,可作为原电池的正极,加速铁的腐蚀,C正确;
D.以水代替NaCl溶液,由于水提供的H+浓度太小,不能使铁发生析氢腐蚀,D错误;
故选C。
12.
【答案】D
【解析】A. 负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,A错误;
B. 铁腐蚀过程中有无数微电池,化学能不能有效转变成电能加以利用,化学电池中化学能也不可能全部转化为电能,B错误;
C. 用水代替NaCl溶液,仍然呈中性,中性条件下可以发生吸氧腐蚀,C错误;
D. 用稀醋酸代替NaCl溶液,一开始发生析氢腐蚀,等醋酸消耗完,发生吸氧腐蚀,装置内气压减少,导管中的液面会上升,D正确;
答案选D。
13.
【答案】A
【解析】【分析】根据2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-可知,O2中元素的化合价降低,被还原,应为原电池正极,Zn元素化合价升高,被氧化,应为原电池负极,电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-,充电时阳离子向阴极移动,以此解答该题。
【详解】A.放电时,负极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)42-,A正确;
B.放电时,每消耗标况下22.4 L氧气,转移电子4 ml,所以电路中通过2 ml电子,消耗氧气11.2L(标准状况),B错误;
C.充电时阳离子向阴极移动,所以充电时,电解质溶液中K+向阴极移动,C错误;
D.充电时,电池反应为Zn(OH)42-+2e-=Zn+4OH-,电解质溶液中c(OH-)逐渐增大,D错误;
故合理选项是A。
【点睛】本题考查原电池与电解池的基础知识,正确判断元素化合价的变化为解答该题的关键,失去电子发生氧化反应为原电池的负极和电解池的阳极;得到电子,发生还原反应为原电池的正极和电解池的阴极,注意电极反应式的书写及电子转移的计算。
14.
【答案】B
【解析】【分析】2NaFePO4F + Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F+ NaTi2(PO4)3
分析方程式得出NaFePO4F变为Na2FePO4F,Fe在降低,发生还原反应,该物质作原电池的正极,Na3Ti2(PO4)3变为NaTi2(PO4)3,Ti在升高,发生氧化反应,该物质作原电池的负极。
【详解】A选项,放电时a为正极,因此充电时,a接电源正极,故A正确;
B选项,放电时,溶液中的Na+不放电,而是Na3Ti2(PO4)3中Ti在失去电子,故B错误;
C选项,阴极主要是NaTi2(PO4)3得到电子,因此阴极上的电极反应为NaTi2(PO4)3+ 2Na+ + 2e- =Na3Ti2(PO4)3,故C正确;
D选项,根据溶液中电荷守恒关系,理论上,该电池在充电或放电过程中溶液中的c(Na+)不变,故D正确;
综上所述,答案为B。
【点睛】分析化合价,根据化合价来定负极和正极,根据负极和正极来书写电极反应式。
15.
【答案】A
【解析】【分析】根据总反应,该电池中放电时,负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,正极上发生的电极反应式为:NiOOH+e-+H2O═Ni(OH)2+OH-;充电时阳极上发生的电极反应式为:Ni(OH)2+OH--e-═NiOOH+H2O,阴极上发生的电极反应式为:Cd(OH)2+2e-═Cd+2OH-。放电时阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,据此分析解答。
【详解】A、充电时阴极得电子发生还原反应,电极方程式为:Cd(OH)2+2e-═Cd+2OH-,故A正确;
B、充电时阳极反应为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O,消耗氢氧根,碱性减弱,故B错误;
C、放电时为原电池,将化学能转化成电能,故C错误;
D、根据电池总反应Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,可知消耗1ml水时,有0.5mlCd从0价变为+2价,故转移电子1ml,故D错误;
故答案为A。
二、非选择题
16.
【答案】(1)原电池 阴极
(2)C3H8+26OH--20e-=3CO32-+17H2O H2、NaOH
(3)13
(4)Ag2O
【解析】【分析】(1)甲池为丙烷、氧气形成的燃料电池;乙池中电极B与原电池的负极连接,作电解池的阴极;
(2)C3H8在负极上失电子,碱性条件下生成碳酸根;丙装置中D极连接电源的负极,为阴极;
(3)电解AgNO3溶液,总反应方程式为:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,根据n=计算O2的物质的量,根据同一闭合回路中电子转移的物质的量相等,在丙池中:阴极上氢离子放电,阳极上氯离子放电,根据电子转移数目相等计算氢氧化钠的物质的量,利用c=计算氢氧化钠的物质的量浓度,从而得出溶液的pH;
(4)根据电解的产物分析,根据“析出什么元素加入什么元素”的原则确定使乙池恢复电解前的状态加入的物质。
【详解】根据装置图可知甲池为原电池,通入燃料丙烷的电极为负极,通入O2的电极为正极,乙池、丙池与原电池连接,属于电解池,其中乙池中A电极为阳极,B电极为阴极,丙池中C电极为阳极,D电极为阴极。
(1)甲池为原电池,是化学能转化为电能的装置,乙池为电解池,其中B电极连接电源的负极,作阴极;
(2)燃料C3H8在负极上失电子,碱性条件下反应生成CO32-,所以甲装置中通入C3H8的电极反应式为:C3H8+26OH--20e-=3CO32-+17H2O。丙装置中C电极为阳极,溶液中Cl-失去电子变为Cl2;D极为阴极,电极上水电离产生的H+放电生成H2,溶液中有OH-,所以D电极的产物是H2和NaOH;
(3)乙装置中A(石墨)电极为阳极,发生反应:4OH- -4e-=2H2O+O2↑,B(Ag)的电极为银离子得电子,其电极反应式为:Ag++e-=Ag。n(O2)==0.005 ml,根据电极反应式可知:每反应产生1 mlO2,转移4 ml电子,则反应产生0.005 ml电子时,转移电子的物质的量n(e-)=4n(O2)=0.02 ml。丙池电解反应方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,根据方程式可知:每反应转移2 ml电子,反应产生2 ml NaOH,由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以转移0.02 ml电子时,丙池反应产生NaOH的物质的量n(NaOH)= n(e-)=0.02 ml,NaCl溶液足量,电解后溶液体积为200 mL,所以反应后c(NaOH)==0.1 ml/L,c(H+)=ml/L=10-13 ml/L,所以溶液pH=13;
(4)对于乙池,总反应方程式为:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,由于电解生成Ag和O2从溶液中分离出去,所以要使乙池恢复电解前的状态,应向乙池中加入二者的化合物,即加入Ag2O。
【点睛】本题考查原电池和电解池原理,正确推断原电池正负极是解本题的关键,难点是原电池电极反应式的书写,通入燃料的电极为负极,失去电子,发生氧化反应,燃料相同,由于电解质溶液的酸碱性不同,电极反应式不同;对于多池串联电路的计算,要根据同一闭合回路中电子转移数目相等计算,计算溶液的pH要根据电子转移的物质的量与氢氧化钠的关系来分析解答。
17.
【答案】(1)原电池 电解池
(2)负极 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 阳极
(3)降低
(4)280
(5)0.4
【解析】(1)根据装置图可知甲池是燃料电池,属于原电池;乙池与原电池连接,属于电解池;
(2)甲池中通入CH3OH的电极名称是负极,由于电解质溶液为碱性,所以CH3OH失去电子变为CO32-,电极反应式为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;乙池中B(石墨)电极与原电池的正极连接,作电解池的阳极;
(3)电解过程中,在乙池中,阳极B(石墨)电极发生氧化反应,电解质溶液为AgNO3溶液,由于阴离子放电能力:OH->NO3-,所以阳极发生反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极上发生电极反应式:4Ag++4e-=4Ag,总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑,可见电解后溶液的酸性增强,溶液pH降低;
(4)在同一闭合回路中电子转移数目相等,当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40 g时,反应产生的Ag的物质的量为n(Ag)==0.05 ml,Ag是+1价的金属,则反应过程中电子转移的物质的量n(e-)= n(Ag)=0.05 ml,则甲池中理论上消耗O2的物质的量n(O2)= n(e-)=×0.05 ml=0.0125 ml,所以反应放出O2的体积V(O2)= 0.0125 ml×22.4 L/ml=0.28 L=280 mL。
(5)乙池加入0.1 ml Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH,发生如下电解:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O2H2↑+O2↑,Cu(OH)2从组成上可看成CuO、H2O,根据“析出什么加入什么”的原则知,析出的物质是氧化铜和水,CuO、H2O的物质的量都是0.1 ml,则阴极上析出氢气和铜,生成0.1 ml铜转移电子n(e-)=0.1 ml×2=0.2 ml;根据原子守恒知,生成0.1ml水需要0.1 ml氢气,生成0.1 ml氢气转移电子n(e-)=0.1 ml×2=0.2 ml,所以电解过程中电子转移总物质的量n(e-)总=0.2 ml +0.2 ml =0.4 ml。
【点睛】本题考查了原电池、电解池的反应原理及有关计算。掌握电化学反应原理,明确原电池的负极、电解池的阳极发生氧化反应;原电池的正极、电解池的阴极发生还原反应,在同一闭合回路中电子转移数目相等计算,书写电极反应式要结合电解质溶液和电极材料分析。
18.
【答案】(1)②③ 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
(2)作电解质溶液(或导电)
(4)B 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O 0.05
【解析】(1)①装置为原电池,铁为负极,被腐蚀;
②装置为原电池,锌为负极,被腐蚀,铁作正极被保护;
③装置为电解池,铁作阴极被保护;
装置③发生的是电解饱和食盐水的反应,阳极是氯离子失电子生成氯气,阴极是氢离子得电子发生还原反应,总的离子反应为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑;
(2)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,利用原电池原理,用铝置换出银,食盐水的作用是作电解质溶液,形成原电池;
(3)燃料电池正极通氧化剂,负极通燃料,即A极为负极,B极为正极,图乙为电解池装置,电解目的为制备Cu2O,则D极作阳极,接电池正极(B极),铜被氧化,阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O ,根据电极反应2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O和N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O可知,2Cu2O~ N2H4,则14.4 g Cu2O的物质的量为n== =0.1ml,消耗肼的物质的量为0.05ml。
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