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文檔簡介
目錄
第一套:化學(xué)能與電能
第二套:電化學(xué)高考題匯編(2016-2019)
高中化學(xué)專項訓(xùn)練一化學(xué)能與電能
復(fù)習(xí)重點:初步認識原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。
復(fù)習(xí)難點:通過對原電池實驗的探究,引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)
化
的本質(zhì)以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價值。
知識梳理
一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化
1、原電池:(1)概念:。(2)工作原理:負極:—
—電子(化合價),發(fā)生—反應(yīng)正極:—電子(化合價—),發(fā)生—反應(yīng)(3)
原電池的構(gòu)成條件:關(guān)鍵是能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)能形成原電池,a.有
作電極;b.電極均插入;c.兩電極
形成閉合回路。(4)原電池正、負極的判斷:負極:
—的電極(較的金屬),金屬化合價;正極:電子的電極(較的金屬、
石墨等):元素化合價—。
2、金屬活潑性的判斷:
(1)金屬活動性順序表;(2)原電池的負極(電子流出的電極,質(zhì)量減少的電極)的金屬
更活潑;(3)原電池的正極(電子流入的電極,質(zhì)量不變或增加的電極,冒氣泡的電極)
為較不活潑金屬
3原電池的電極反應(yīng):
(1)負極反應(yīng):X-ne=Xn-(2)正極反應(yīng):溶液中的陽離子得電子的還原反應(yīng)
二、原電池的設(shè)計:
根據(jù)電池反應(yīng)設(shè)計原電池:(三部分+導(dǎo)線)
(1)負極為的金屬(即化合價—的物質(zhì));
(2)正極為的金屬或;
(3)電解質(zhì)溶液含有離子(即化合價的物質(zhì))。
三、金屬的電化學(xué)腐蝕
(1)不純的金屬(或合金)在電解質(zhì)溶液中的腐蝕,關(guān)鍵形成了,加速了金屬
蟲O
(2)金屬腐蝕的防護:①改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu),可以增強金屬耐腐蝕的能力。如:
不銹鋼。②在金屬表面覆蓋一層保護層,以斷絕金屬與外界物質(zhì)接觸,達到耐腐蝕的效果。
(油脂、油漆、搪瓷、塑料、電鍍金屬、氧化成致密的氧化膜)。③電化學(xué)保護法:犧牲活
潑金屬保護法,外加電流保護法。
四、發(fā)展中的化學(xué)電源
1、干電池(鋅銃電池)
負極:;
正極(石墨):2NH4++2e-====2NH3+H2。
H2+2MnC)2====Mn2C)3+H2O4NH3+Zn2+====[Zn(NH3)4]2+
總反應(yīng)式:;
2.充電電池
(1)鉛蓄電池:鉛蓄電池充電和放電的總化學(xué)方程式
放電
PbO2+Pb+2H2SO4<±2PbSO4+2H2O
充電
放電時電極反應(yīng):
負極:Pb+SO產(chǎn)-2e-=PbS()4
正極:;
(2)氫氧燃料電池:它是一種高效、不污染環(huán)境的發(fā)電裝置。它的電極材料一般為活性
電極,具有很強的催化活性,如粕電極,活性炭電極等。
總反應(yīng):2H?+02=2H20
電極反應(yīng)為(電解質(zhì)溶液為K0H溶液)
負極:;
正極:;
疑難點撥
一、原電池的正、負極的判斷方法:
1、由組成原電池的兩極的電極材料判斷。一般是活潑的金屬是負極,活潑性較弱的金屬
或能導(dǎo)電的非金屬是正極。
注意:如Mg、Al與NaOH溶液形成原電池;Fe、Cu與濃硝酸形成原電池。都是相對不
活潑金屬作負極。
2、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。電流是由正極流向負極,電子流動方向是由負
極流向正極。
3、根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi),
陽離子移向的極是正極,陰離子流向的極為負極。
4、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極
總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。
二、原電池電極反應(yīng)的書寫方法
原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng),書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下:
1、寫出總化學(xué)反應(yīng)方程式(即氧化還原反應(yīng)方程式);
2、根據(jù)總反應(yīng)方程式從電子得失(或元素化合價升降)的角度,將總反應(yīng)分成氧化反
應(yīng)和還原反應(yīng);
3、氧化反應(yīng)在負極發(fā)生,還原反應(yīng)在正極發(fā)生,注意介質(zhì)可能參與反應(yīng);
4、驗證;兩電極反應(yīng)式相加所得式子和原化學(xué)方程式相同,則書寫正確。
典例剖析
【例1】把a、b、c、d四塊金屬浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池,若a、b
相連時,a為負極;c、d相連時,電流由d到c;a、c相連時,c極上產(chǎn)生大量氣泡;b、
d相連時,b上有大量氣泡產(chǎn)生,則四種金屬的活動性順序為
A.a>b>c>dB.a>c>d>bC.c>a>b>dD.b>d>c>a
解析:根據(jù)原電池原理:作為負極的金屬活動性比正極的金屬活動性強,電子流動方向
是由負極流向正極,電流方向與電子流動方向相反,因此依次作出判斷:活潑性
a>b;c>d;a>c;d>bo答案為B。
【例2】在用Zn片、Cu片和稀硫酸組成的原電池裝置中,經(jīng)過一段時間工作后,下列
說法正確的是
A.鋅片是正極,銅片上有氣泡產(chǎn)生B.電流方向是從鋅片流向銅片
C.溶液中硫酸的物質(zhì)的量濃度減小D,電解質(zhì)溶液的pH保持不變
解析:活潑金屬鋅為負極,電流方向由正極到負極,與電子流動方向相反,隨著H+消
耗,pH逐漸增大。答案為C
【例3】美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電源,其構(gòu)造如
圖所示:d。兩個電極均由多孔碳制成,通入的氣體由孔隙中逸出,并在電極表面放電。
a是—極,b是—極.電極反應(yīng)式分別是、。
飛船上宇航員的生活用水由燃料電池提供.已知這種電池發(fā)1度電能生成350g水,
試計算能量的轉(zhuǎn)化率。(已知:2H2(g)+。2(g)=2H2O(1);A/Z=-572kj/mol)
(3)這種電池的輸出電壓為1.2V,用它使標(biāo)有“1.2V1.5W”的小燈泡發(fā)光1h,需要消
耗標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的H2多少升?
解析:(1)a中的或失去電子被氧化,是負極涉中的。2得到電子被還原,是正極.兩
電極的反應(yīng)分別是:
-
2H2+4OH--4e'=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH
由方程式:2H2(g)+5(g)=2H2。(1);△1=-572kJ/mol可知,發(fā)生350g
液態(tài)水放出的熱量為:
-350x572,1“小,
Q=-------------kJ=556l.lkJ
36kJ.
3
這過程中產(chǎn)生的電能是1度,即3.6xl0kj,因此能量轉(zhuǎn)化率為:
3.6xl03/5561.1=64.7%.
(3)1.5W燈泡連續(xù)發(fā)光1h,消耗的電能:=1.5Wx3600s=5.4kJ,
產(chǎn)生這些電能需要消耗化學(xué)能:£=f7/64.7%=8.35kJ.
o25
r=--X44.8L=0.65
這過程中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氫氣的體積:572L.
[例4]1991年我國首創(chuàng)以鋁一空氣一海水電池作為能源的新型海水標(biāo)志燈,以海水為
電解質(zhì),靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流,只要把燈放入海水中數(shù)分鐘,就會發(fā)出
耀眼的白光,其總反應(yīng)方程式為:4A1+302+6H2。=4Al(OH)3,則該電源的負極材料
為,正極材料為,負極反應(yīng)_______________________
正極反應(yīng)?
解析:Al、Ch(空氣)之間的氧化還原反應(yīng)為:4A1+3C>2=AbCh.將該反應(yīng)與原電池
原理、鋁的導(dǎo)電性等知識進行綜合分析可知,鋁既是負極產(chǎn)物,又是反應(yīng)材料,是正極
反應(yīng)物,正極材料應(yīng)該選擇還原性比鋁弱的導(dǎo)電性強的材料,如石墨等
3+
鋁、02的氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)分別為:Al-3e--A1,O2+2H2O+4e-=40R-
3+
答案:鋁石墨負極反應(yīng):Al-3e-=Al,O2+2H2O+4e-=40H-
【例5】(2005年江蘇高考化學(xué)題)高鐵電池是一種新型可充電電池,與普通高能電池
放電、
相比,該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為:3Zn+2K2Fe04+8H20^=^
充電
3Zn(0H)2+2Fe(0H)3+4K0H,下列敘述不正確的是
--
A.放電時負極反應(yīng)為:Zn-2e+20H=Zn(0H)2
B.充電時陽極反應(yīng)為:Fe(OH)3-3e-+50lT=Fe0“+4H20
C.放電時每轉(zhuǎn)移3moi電子,正極有ImolKFeOa被氧化
D.放電時正極附近溶液的堿性增強
解析:高鐵電池放電(原電池)時的負極反應(yīng)為3Zn+601r-6e—=3Zn(0H)2,正極反應(yīng)為
-
2FeOj-+8H2。+6r==2Fe(OH)3+100H;充電(電解池)時的陰極反應(yīng)為3Zn(OH)2+6“==3Zn+60H
一,陽極反應(yīng)為2Fe(0H)3+100IT-6e-==2Fe0j-+8H2O。從而不難分析出答案為C。
知能訓(xùn)練
一、選擇題
1.隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程,
其首要原因是
A.利用電池外殼的金屬材料
B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染
C.不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品D.回收其中石墨電極
2.廢電池處理不當(dāng)不僅造成浪費,還會對環(huán)境造成嚴重污染,對人體健康也存在極大
的危害。有同學(xué)想變廢為寶,他的以下想法你認為不正確的是
A.把鋅皮取下洗凈用于實驗室制取氫氣B.碳棒取下洗凈用作電極
C.把銅帽取下洗凈回收利用
D.電池內(nèi)部填有氯化鏤等化學(xué)物質(zhì),將廢電池中的黑色糊狀物作化肥用
3、下列變化中屬于原電池的是
A.在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護層
B.白鐵(鍍鋅)表面有劃損時,也能阻止鐵被氧化
C.紅熱的鐵絲與水接觸表面形成藍黑色保護層
D.鐵與稀硫酸反應(yīng)時,加入少量硫酸銅溶液時,可使反應(yīng)加速
4、實驗室中欲制氫氣,最好的方法是
A.純鋅與稀硫酸反應(yīng)B.純鋅與濃硫酸反應(yīng)
C.純鋅與稀鹽酸反應(yīng)D.粗鋅(含鉛、銅雜質(zhì))與稀硫酸反應(yīng)
5、鐵制品上的制釘應(yīng)該選用下列哪些材料制成
A.鋁釧釘B.銅專卯釘C.鋅鉀釘D.錫釧釘
6、由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時,電解質(zhì)溶液的pH怎樣變化
A.不變B.先變小后變大C.逐漸變大D.逐漸變小
7、對銅-鋅-稀硫酸構(gòu)成的原電池中,當(dāng)導(dǎo)線中有Imol電子通過時,理論上的兩極變化是
①鋅片溶解了32.5g②鋅片增重了32.5g③銅片上析出1g上④銅片上析出lmolH2
A.①③B.①④C.②③D.②④
8、X、Y、Z都是金屬,把X浸入Z的硝酸鹽溶液中,X的表面有Z析出,X與Y組成
的原電池時,Y為電池的負極,則X、Y、Z三種金屬的活動順序為
A.X>Y>ZB.X>Z>YC.Y>X>ZD.Y>Z>X
9、將銅棒和鋁棒用導(dǎo)線連接后插入濃硝酸溶液中,下列敘述正確的是
A.該裝置能形成原電池,其中鋁是負極B.該裝置能形成原電池,其中銅是負極
C.該裝置不能形成原電池D.以上說法均不正確
10、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點,因而得到廣泛使用,鋅-錦堿性電池以
氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)為:Zn(s)+2MnO2(s)+H20(1)=Zn(OH)2(s)+Mn203(s)
下列說法錯誤的是
A.電池工作時,鋅失去電子
B.電池正極的電極反應(yīng)式為:2MnO2(s)+Ha(l)+2e-=Mna3(s)+20H-(aq)
C.電池工作時,電子由正極通過外電路流向負極
D.外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g
11、微型鋰電池可作植入某些心臟病人體內(nèi)的心臟起博器所用的電源,這種電池中的電
解質(zhì)是固體電解質(zhì)LiL其中的導(dǎo)電離子是r.下列有關(guān)說法正確的是
+
A.正極反應(yīng):2Li-2e-=2LiB.負極反應(yīng):I2+2e-=2.1
C.總反應(yīng)是:2Li+I2=2LiID.金屬鋰作正極
12、某原電池總反應(yīng)離子方程式為2Fe"+Fe=3Fe?+能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是
A.正極為銅,負極為鐵,電解質(zhì)溶液為FeCL溶液
B.正極為銅,負極為鐵,電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)2溶液
C.正極為鐵,負極為鋅,電解質(zhì)溶液為Fe2(SO03
D.正極為銀,負極為鐵,電解質(zhì)溶液為CuSC)4
13、鋅銃干電池在放電時,電池總反應(yīng)方程式可以表示為:
+2+
Zn+2MnO2+2NH4=Zn+Mn203+2NH3+H20
在此電池放電時,正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是
2+
A.ZnB.碳棒C.MnO2和NH&+D.Zn和NHq+
14、氫氧燃料電池用于航天飛船,電極反應(yīng)產(chǎn)生的水,經(jīng)過冷凝后可用作航天員的飲用
水,其電極反應(yīng)如下:負極:2壓+40H-4e=4壓0正極:02+2H20+4e-=40H,
當(dāng)?shù)玫絃8L飲用水時,電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為
A.1.8molB.3.6molC.lOOmolD.200mol
二、填空題
15、將鋅片和銅片插入某種電解質(zhì)溶液,鋅片和銅片用導(dǎo)線相連,形成原電池裝置。
(1)若電解質(zhì)溶液是稀硫酸,則發(fā)生氧化反應(yīng)的是極(“鋅”、“銅”),銅極發(fā)
生的反應(yīng)是,該電池的總反應(yīng)方程式是。(2)若電解
質(zhì)溶液是硫酸銅溶液,在導(dǎo)線中電子是由—極流向—極,銅極上反應(yīng)的電極反應(yīng)方程式
是,該電池總反應(yīng)方程式是o
16、某同學(xué)想測定A、B、C三種金屬活動順序,他把這三種金屬放到相同物質(zhì)的量濃度
的鹽酸中,反應(yīng)速率都較慢,不易分辨出三者差異,現(xiàn)只有鹽酸一種化學(xué)試劑,應(yīng)該用什么方
法迅速測出三種金屬的活動性順序?
17、市場上出售的“熱敷袋”其中主要成分是鐵屑、碳粉和少量的NaCl、水等.熱敷袋
在啟用前用塑料袋使之與空氣隔絕,啟用時,打開塑料袋輕輕揉搓,就會放出熱量,使用完后,
會發(fā)現(xiàn)袋內(nèi)有許多鐵銹生成,回答:
(1)熱敷袋放出的熱量來源于放出的熱量.
(1)碳粉的作用是.
(3)加入NaCl的作用是.
(4)寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式.
18、請設(shè)計一個原電池,其總反應(yīng)為:Zn+2FeCL=ZnCl2+2FeCl2o
19.有A、B兩種金屬分別與鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的速率相近。怎樣設(shè)計一個實驗證明
A、B兩種金屬的活動性?(畫出實驗裝置圖)
三、計算題
20.在由銅片、鋅片和200mL稀硫酸組成的原電池中,若鋅片只發(fā)生電化學(xué)腐蝕,當(dāng)
在銅片上放出3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的也時,硫酸恰好用完,則:
(1)產(chǎn)生這些氣體消耗的鋅的質(zhì)量是多少?
(2)通過導(dǎo)線的電子的物質(zhì)的量是多少?
(3)原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度是多少?
參考答案:
1.B2.D3.BD4.D5.AC6.C7.A8.C9.B10.C11.C12.A13.C14.D
+2+
15.(1)鋅2H++2e-=H2tZn+2H=Zn+H2f
⑵鋅銅Cu2++2e=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu
16.將A、B、C三種金屬兩兩連接起來,放入鹽酸溶液中,觀察哪種金屬上產(chǎn)生氣泡,
則其活動性較差。
17.(1)鐵屑被氧化(2)碳粉與鐵及NaCl溶液組成原電池,作為原電池的正極。
(3)NaCl與水作用形成電解質(zhì)溶液。(4)負極Fe—2e-=Fe2+
正極2H2+02+4e=40H「
18.該總反應(yīng)中,Zn為還原劑,Zn可直接作負極材料,F(xiàn)eCk是氧化劑易溶于水可作電
解質(zhì)溶液,用不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬(如石墨等)作正極,用導(dǎo)線連接正、負極即
可。
19.將A、B金屬用導(dǎo)線連接插入鹽酸中組成原電池,有氣泡冒出的是較不活潑金屬,
另一極為活潑金屬。(圖略)
20、(1)9.75g;(2)0.3mol;(3)0.75mol/L
高中化學(xué)專項訓(xùn)練二電化學(xué)高考題匯編(2016-2019)
1.(2016年全國,13)下列敘述中,可以說明金屬甲的活動性比金屬乙的活動性強的是
A.在氧化還原反應(yīng)中,甲原子失去的電子比乙原子失去的電子多
B.同價態(tài)的陽離子,甲比乙的氧化性強
C.甲能跟稀鹽酸反應(yīng)放出氫氣而乙不能
D.將甲乙作電極組成原電池時,甲是負極
解析:A.不能以金屬失去電子的多少而應(yīng)以金屬失電子的能力來衡量金屬的活潑性。B.同
價態(tài)的陽離子,甲比乙的氧化性強,則金屬甲比金屬乙的活動性差。C.說明在金屬活動順
序表中金屬甲排在氫前,而金屬乙排在氫后。D.在原電池中,活潑金屬做負極,甲是負極,
所以金屬甲比金屬乙的活動性強。
2.(2016年全國,14)用石墨作電極,電解1mol?IT1下列物質(zhì)的溶液,溶液的pH保持不變
的是()
A.HC1B.NaOHC.Na2SO4D.NaCl
解析:題給條件一溶液的pH保持不變可分解成兩個條件:(1)電解質(zhì)溶液應(yīng)為非酸堿溶液;
(2)參加電極反應(yīng)的陰陽離子分別只有H+和OH—。據(jù)此分析選項,由(1)排除A、B,由(2)又
可排除D,所以答案為C。
3.(2016年上海)在鐵制品上鍍上一定厚度的鋅層,以下設(shè)計方案正確的是()
A.鋅作陽極,鍍件作陰極,溶液中含有鋅離子
B.鉆作陰極,鍍件作陽極,溶液中含有鋅離子
C.鐵作陽極,鍍件作陰極,溶液中含有亞鐵離子
D.鋅用陰極,鍍件作陽極,溶液中含有鋅離子
解析:陽極:Zn—2e=Zn2+,陰極:Zn-++2e=Zn。
3.(2016年三南,17)A、B、C是三種金屬,根據(jù)下列①②兩個實驗,確定它們的還原性強
弱順序為:①將A與B浸在稀硫酸中用導(dǎo)線相連,A上有氣泡逸出,B逐漸溶解;②電解物質(zhì)
的量濃度相同的A、C鹽溶液時,陰極上先析出C(使用惰性電極)()
A.A>B>CB.B>C>AC.C>A>BD.B>A>C
解析:由①知B作原電池負極,故還原性B>A;由②知C陽離子氧化性大于A的陽離子,故還
原性A>C,選D。
4.(2016年上海,17)有A、B、C、D四種金屬。將A與B用導(dǎo)線連接起來,浸入電解質(zhì)溶液
中,B不易腐蝕。將A、D分別投入等濃度鹽酸中,D比A反應(yīng)劇烈。將銅浸入B的鹽溶液里,
無明顯變化。如果把銅浸入C的鹽溶液里,有金屬C析出。據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱
的順序是()
A.D>C>A>BB.D>A>B>C
C.D>B>A>CD.B>A>D>C
解析:根據(jù)原電池原理:活潑金屬作負極,被腐蝕,所以A、B中活潑性A>B;A、D與等濃
度鹽酸反應(yīng)D比A激烈,即D>A;Cu與B鹽溶液不反應(yīng),而能與C鹽溶液反應(yīng)置換出C,說明活
潑性B>C,即D>A>B>C,故選B。
5.(2016年全國,12)圖14-4中X、Y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極極板質(zhì)量增加,
b極極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的是()
圖14—4
a極b極X電極Z溶液
板板
A鋅石墨負極CuSC)4
B石墨石墨負極NaOH
C銀鐵正極AgNOs
銅石墨負極
DCuCl2
解析:由a極質(zhì)量增加,知溶液中陽離子在a極析出,則a為陰極,X為負極;因B中a極不析
出金屬,C中為正極可否定;又由b極有無色無臭氣體放出否定D。
6.(2016年上海,14)下列敘述正確的是()
①鋅跟稀硫酸反應(yīng)制取氫氣,加入少量硫酸銅溶液能加快反應(yīng)速率。②鍍層破損后,白鐵(鍍
鋅的鐵)比馬口鐵(鍍錫的鐵)更易腐蝕。③電鍍時應(yīng)把鍍件置于電解槽的陰極。④冶煉鋁時,
把氧化鋁加入液態(tài)冰晶石中成為熔融體后電解⑤鋼鐵表面常易腐蝕生成FezCh-nH2O
A.①②③④⑤B.①③④⑤C.①③⑤D.②④
解析:①正確。HZn+Cu2+====Cu+Zn2+,Cu與Zn構(gòu)成無數(shù)微小的原電池加速Zn的溶解。
②錯誤。因白鐵鍍層破損后,鋅作負極溶解,鐵被保護;而馬口鐵鍍層破損后,鐵作負極溶
解而錫被保護,所以當(dāng)鍍層破損后馬口鐵比白鐵更易腐蝕。③正確。明確電鍍是電解原理的
應(yīng)用。④正確。屬于記憶知識內(nèi)容。⑤正確。因鋼鐵腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕,
而吸氧腐蝕最終產(chǎn)物是Fe2O3-nH2Oo
7.(2016年全國,16)X、Y、Z、M代表四種金屬元素,金屬X和Z用導(dǎo)線連接放入稀硫酸中
時,X溶解,Z極上有氫氣放出;若電解丫2+和Z2+共存的溶液時,Y先析出;又知M2+的氧化
性強于丫2+。則這四種金屬的活動性由強到弱的順序為()
A.X>Z>Y>MB.X>Y>Z>MC.M>Z>X>YD.X>Z>M>Y
解析:金屬X和Z用導(dǎo)線連接放入稀H2s04中,形成原電池,X溶解說明金屬活動性X>Z;電
解丫2+和z2+共存的溶液時,丫先析出,則金屬活動性Z>Y;離子的氧化性越強,其單質(zhì)的
金屬活動性越弱,則金屬活動性Y>M,所以正確答案為A。
8.(2016年全國,22)銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充電和放電
充電
過程可以表示為2Ag+Zn(OH)2放電Ag2O+Zn+H2O,在此電池放電時,負極上發(fā)生反應(yīng)
的物質(zhì)是()
A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn
解析:根據(jù)方程式,放電時反應(yīng)為:
+100+2
Ag2O+Z?+H2O2Ag+Z"(oH)2原電池中失去電子的物質(zhì)是負極,所以選D。
8.(2016年上海,27)G、Q、X、Y、Z均為氯的含氧化合物,我們不了解它們的化學(xué)式,但
知道它們在一定條件下具有如下的轉(zhuǎn)換關(guān)系(未配平):
電解
(1)G-----?Q+NaCl(2)Q+H2O-----?X+H2
(3)Y+NaOH-----?G+Q+H2O(4)Z+NaOH-----?Q+X+H2O
這五種化合物中氯的化合價由低到高的順序為()
A.QGZYXB.GYQZXC.GYZQXD.ZXGYQ
解析:此題要求掌握①歧化反應(yīng)原理即由中間價生成相對較高價態(tài)和較低的價態(tài),由此可知
電解
(3)中Y的價態(tài)介于Q、G之間;由⑷知Z的化合價介于Q、X之間;②Q+H2O-----?X+H2,
其中H2由2H+—AH2得之,而X則一定由Q失電子化合價升高得之,即化合價X>Q,聯(lián)系
⑷可知Q<Z<X;由⑴NaCl中C1為氯的最低價,可知Q價〉G價,聯(lián)系⑶可知G<Y<Q,故選C。
8.(2016年全國,17)將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個電解槽串聯(lián),在一
定條件下通電一段時間后,析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為()
A.1:2:3B.3:2:1C.6:3:1D.6:3:2
解析:三個電解槽通過的電子數(shù)相等,設(shè)都通過6moi電子(此為參照數(shù)法),則析出金屬鉀、
鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為6mol、3mol、2mol,所以比為6:3:2。
9.(2016年全國,21)實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣,已知鉛蓄電池放
+
電時發(fā)生如下反應(yīng):負極Pb+SOj====PbSO4+2e一,正極PbO2+4H+SO上+2e-
====PbSO4+2H2O今若制得Cb0.050mol,這時電池內(nèi)消耗的H2sO4的物質(zhì)的量至少是
()
A.0.025molB.0.050molC.0.10molD.0.20mol
解析:該題只要明確原電池和電解池原理,抓住轉(zhuǎn)移電子守恒即可。由2。——2e—=C12,
可知制0.05moic12轉(zhuǎn)移。.1。mol電子,再由鉛蓄電池總反應(yīng):
_1_2---------------------------一
4
Pb+PbO2+4H+2SO2PbSO4+2H2O可看出每轉(zhuǎn)移2mole消耗2moiH2so4,
現(xiàn)轉(zhuǎn)移0.10mol電子,將耗0.10mol硫酸。
10.(2017年全國,5)鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是()
A.2H++2e====H2B.Fe2++2e====Fe
3+2+
C.2H2O+O2+4e====4OHD.Fe+e-====Fe
答案:C
11.(2017年上海,10)以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是()
A.黃銅(銅鋅合金)制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠
B.生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹
C.鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件,在接觸處易生鐵銹
D.銀制獎牌久置后表面變暗
解析:本題主要要求考生掌握形成原電池的條件、正負極的判斷等知識。答案:D
12.(2017年上海,31)氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖
14-4如下
粗鹽H2ONaOHNa2c。3Cl2H2
沉渣50%NaOH溶液
圖14-4
依據(jù)上圖,完成下列填空:
⑴在電解過程中,與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
為,與電源負極相連的電極附近,溶液pH(選填“不
變”“升高”或“下降”)。
(2)工業(yè)食鹽含Ca2+、Mg?+等雜質(zhì)。精制過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
(3)如果粗鹽中SO?」4含量較高,必須添加釧試劑除去SO廣,該釧試劑可以
是(選填a,b,c多選扣分)。
a.Ba(OH)2b.Ba(NO3)2c.BaCl2
⑷為有效除去Ca2+、Mg2+、S0.,加入試劑的合理順序為(選填a、b、c多選扣分)。
a.先加NaOH,后加Na2cO3,再加領(lǐng)試劑
b.先加NaOH,后加領(lǐng)試劑,再加Na2cCh
c.先加鋼試劑,后加NaOH,再加Na2cO3
(5)脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異,通過、冷卻、
(填寫操作名稱)除去NaCl
(6)在隔膜法電解食鹽水時,電解槽分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū),防止Cb與NaOH反應(yīng);采用無
隔膜電解冷的食鹽水時,Cb與NaOH充分接觸,產(chǎn)物僅是NaClO和H2,相應(yīng)的化學(xué)方程式
為。
解析:⑴與電源負極相連的電極,其反應(yīng)為:2H++2e~===H2t,促使H2O===H++
OH一向右移動,產(chǎn)生大量OH一,pH升高。
(3)溶液中已有OH—、Cl-,如果加入Ba(NO3)2,即摻入了新的雜質(zhì)N。—3離子。
⑷欲有效除去三種離子,所加的三種試劑應(yīng)過量,過量的Ba2+必須用CO2—3除去,所以加
鋼試劑必須在加Na2c03之前。
答案:(1)2C1—2e====C12;升高
⑵Ca2++CO「=====CaCO3I
Mg2++2OH-====Mg(OH)2I
(3)a、c(4)b、c(5)蒸發(fā);過濾
(6)NaCl+H2O=====NaClO+H2t
或2NaCl+2H2O=======H2t+C12t+2NaOH
C12+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
13.(2017年全國,10)下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是()
A.銅鋅原電池中銅是正極B.用電解法精煉粗銅時粗銅作陰極
C.在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅作陽極D.電解稀硫酸制H2、。2時銅作陽極
解析:由于二者都是一元的,故可完全反應(yīng)生成強堿弱酸鹽MA,A—水解顯堿性,故C正確;
溶液呈電中性,故D正確。
14.(2017年全國,22)將質(zhì)量分數(shù)為0.052(5.2%)的NaOH溶液1L(密度為1.06g?cm、)用
柏電極電解,當(dāng)溶液中NaOH的質(zhì)量分數(shù)改變了0.010(1.0%)時停止電解,則此時溶液中應(yīng)符
合的關(guān)系是()
NaOH的質(zhì)量分陽極析出物的質(zhì)陰極析出物的質(zhì)
數(shù)量/g量/g
A0.062(6.2%)19152
B0.062(6.2%)15219
C0.042(4.2%)1.29.4
D0.042(4.2%)9.41.2
解析:電解NaOH溶液時電極反應(yīng)為:
陽極:4OH--4e-====2H2O+O2t
陰極:4H++4e-====2H2t,即電解水。
由此可知電解后NaOH濃度增大,陽極產(chǎn)物(02)質(zhì)量大于陰極產(chǎn)物(H2)質(zhì)量。
15.(2018年全國,14)氫銀電池是近年開發(fā)出來的可充電電池,它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的
放電
鎘保電池。氫銀電池的總反應(yīng)式是5H2+NiO(OH)充電Ni(OH)2。根據(jù)止匕反應(yīng)式判斷,下列敘
述中正確的是()
A.電池放電時,電池負極周圍溶液的pH不斷增大B.電池放電時,保元素被氧化
C.電池充電時,氫元素被還原D.電池放電時,氏是負極
解析:放電時,H2做原電池負極被氧化為H+,其周圍的pH減小。充電時,H2做電解池的陰
極,氫被還原為H2。
16.(2018年全國,24)用惰性電極電解M(NO3)X的水溶液,當(dāng)陰極上增重ag時,在陽極上
同時產(chǎn)生bL氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),從而可知M的相對原子質(zhì)量是()
22.4。%11.2ax5.6ax2.5ax
A.bB.bC.bD.b
解析:陰陽兩極轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目相同:
asbL5.6ax4
—?x=-------------—x4AM=---------g^mol
M〃?4£?mol-1b
17.(2018年上海,8)隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,廢電池必須進行集中處理的問題被提
到議事日程,其首要原因是()
A.利用電池外殼的金屬材料
B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染
C.不使電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品
D.回收其中石墨電極
解析:隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活水平的提高,環(huán)境污染和環(huán)保問題已越受到人們重視,廢
電池中含有汞等多種重金屬離子,極易對環(huán)境造成污染。答案:B
18.(2018年春,14)100mL濃度為2moi的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng),為加快反應(yīng)速率,
又不影響生成氫氣的總量,可采用的方法是()
A.加入適量的6mol?Lr的鹽酸B.加入數(shù)滴氯化銅溶液
C.加入適量蒸儲水D.加入適量的氯化鈉溶液
解析:向溶液中再加入鹽酸,增加了H+的物質(zhì)的量,也就增加了放出的H2的量,故A錯;
因鋅是過量的,放出H2的量取決于鹽酸的量,加入CuC12后,有少量銅析出,附在鋅片上,
形成了原電池反應(yīng),反應(yīng)的速率加快,故B正確;向原溶液中加入水或氯化鈉溶液都引起溶
液中H+濃度的下降,反應(yīng)速率變慢,故C、D都不對。
19.(2018年全國,18)下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是()
A.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中,銅片表面出現(xiàn)氣泡
B.用鋅片做陽極,鐵片做陰極,電解氯化鋅溶液,鐵片表面出現(xiàn)一層鋅
C.把銅片插入三氯化鐵溶液中,在銅片表面出現(xiàn)一層鐵
D.把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中,加入幾滴氯化銅溶液,氣泡放出速率加快
解析:銅鐵是兩種活潑性不同的金屬,稀硫酸是電解質(zhì)溶液,三者共同形成原電池,鐵片上
發(fā)生氧化反應(yīng);Fe-2e-====Fe2+,銅片上發(fā)生還原反應(yīng):2H++2e-====2H2H====H2
t故A選項正確。B選項中的條件相當(dāng)于在鐵片上鍍鋅即電鍍池,鋅片上發(fā)生的反應(yīng)為:Zn
-2e-====Zn2+,鐵片上發(fā)生的反應(yīng)為:Zn2++2e-====Zn,理論上ZnC12溶液的濃度不變,
故B選項也正確。
Cu+2FeC13=2FeC12+CuC12,故C選項錯誤。Zn+2HCl====ZnC12+H2t,向其中加入幾滴氯
化銅溶液后,發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+====Zn2++Cu,則銅和鋅及電解質(zhì)溶液形成了原電池,發(fā)
生原電池反應(yīng),加快了氫氣的放出速率,故D選項也正確。
20.(2018年春,24)用兩支惰性電極插入500mLAgNCh溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的pH
從6.0變?yōu)?.0時(設(shè)電解時陰極沒有氫氣析出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),電
極上析出銀的質(zhì)量大約是()
A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg
解析:在陽極水電離出的OH一放電,破壞了水的電離平衡,H+濃度增大。由題意知:n(H+)
=0.5LX(10-3-10-6)mol-L_1=5X10-4mol,陰陽兩極放電數(shù)目相等,陰極析出的
銀的物質(zhì)的量等于陽極析出氫氣的物質(zhì)的量,m(Ag)=5X10-4molX108g-mol-103
=54mgo
21.(2019年上海,7)銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中,鋅片是()
A.陰極B.正極C.陽極D.負極
解析:電解池的兩極分別命名為陰陽極,原電池的兩極分別命名為正負極。銅片和鋅片用導(dǎo)
線連接后插入稀硫酸中形成了原電池,其中鋅失電子作原電池的負極。
22.(2019年全國,2)下列過程中不涉及化學(xué)變化的是()
A.甘油加水作護膚劑
B.用明磯凈化水
C.烹魚時加入少量的料酒和食醋可減少腥味,增加香味
D.燒菜用過的鐵鍋,經(jīng)放置常出現(xiàn)紅棕色斑跡
解析:物質(zhì)的變化過程有兩個方面。一是化學(xué)變化,二是物理變化。有新物質(zhì)生成的變化才
是化學(xué)變化。明研凈水的原因是鋁離子水解生成了A1(OH)3膠體,A1(OH)3膠體微粒具有吸
附性,可吸附水中雜質(zhì)而凈水。烹魚時料酒和食醋反應(yīng)生成了醋,增加了香味。鐵鍋生銹是
因為發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。只有甘油溶于水的過程為物理過程。
23(2019春季理綜,12).通以相等的電量,分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞(亞汞的
化合價為+1)溶液,若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n(硝酸銀):n(硝酸
亞汞)=2:1,則下列表述正確的是
A在兩個陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比n(硝酸銀):n(硝酸亞汞)=2:1
B在兩個陽極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等
C硝酸亞汞的分子式為HgNOs
D硝酸亞汞的分子式為Hg2(NC)3)2
答案D
24.(2019上?;瘜W(xué),16).某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,
用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使C12被完全吸收,制得In
有較強殺菌能力的消毒液,設(shè)計了如圖的裝置,則對電源電極名稱和消毒
液的主要成分判斷正確的是
(A)a為正極,b為負極;NaClO和NaCl
(B)a為負極,b為正極;NaClO和NaCl
(C)a為陽極,b為陰極;HC10和NaCl
(D)a為陰極,b為陽極;HC10和NaCl
答案.B
25.(2019廣東,10).在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng),同屬氧化反應(yīng)或同屬還
原反應(yīng)的是
A原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)
B原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)
C原電池的負極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng)
D原電池的負極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)
答案BC
26.(2019春季理綜,9).家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后,出現(xiàn)紅棕色的銹斑,在此變化過
程中丕發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是()
A4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3I
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2J
-
C.2H2O+O2+4e=4OH
D.Fe-3e=Fe"
答案.D
26.(2019上?;瘜W(xué),16).
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