高二化學選修4化學反應原理第四章電化學練習題(共9頁)_第1頁
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文檔簡介

1、精選優質文檔-傾情為你奉上第四章 電化學基礎練習題1Cu2O是一種半導體材料,基于綠色化學理念設計的制取.Cu2O的電解池示意圖如下,電解總反應:2Cu+H2O=Cu2O+H2O。下列說法正確的是:( )A石墨電極上產生氫氣 B銅電極發生還原反應C銅電極接直流電源的負極D當有0.1mol電子轉移時,有0.1molCu2O生成。2下列敘述不正確的是( )A鐵表面鍍鋅,鐵作陽極B船底鑲嵌鋅塊,鋅作負極,以防船體被腐蝕C鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應:O2 +2H2O+4e-=4OHD工業上電解飽和食鹽水的陽極反應:2Cl一 一2e一=C123控制適合的條件,將反應2Fe32I2Fe2I2設計成如右圖所示的

2、原電池。下列判斷不正確的是( )A反應開始時,乙中石墨電極上發生氧化反應B反應開始時,甲中石墨電極上Fe3被還原C電流計讀數為零時,反應達到化學平衡狀態D電流計讀數為零后,在甲中溶入FeCl2固定,乙中石墨電極為負極4可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為點解液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是( )A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應都為:O22H2O4e4OHB以NaOH溶液為電解液時,負極反應為:Al3OH3eAl(OH)3C以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變D電池工作時,電子通過外電路從正極流向負極5

3、鋼鐵生銹過程發生如下反應:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列說法正確的是( )A反應、中電子轉移數目相等 B反應中氧化劑是氧氣和水C與銅質水龍頭連接處的鋼質水管不易發生腐蝕 D鋼鐵在潮濕的空氣中不能發生電化學腐蝕( )6化學在生產和日常生活中有著重要的應用。下列說法不正確的是A明礬水解形成的Al(OH)3膠體能吸附水中懸浮物,可用于水的凈化B在海輪外殼上鑲入鋅塊,可減緩船體的腐蝕速率CMgO的熔點很高,可用于制作耐高溫材料D電解MgCl2飽和溶液,可制得金屬鎂7.右圖裝置中,U型管內為紅墨水

4、,a、b試管內分別盛有食鹽水和氯化銨溶液,各加入生鐵塊,放置一段時間。下列有關描述錯誤的是( )A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變為左低右高C兩試管中相同的電極反應式是:Fe2eFe2Da試管中發生了吸氧腐蝕,b試管中發生了析氫腐蝕8.茫茫黑夜中,航標燈為航海員指明了方向。航標燈的電源必須長效、穩定。我國科技工作者研制出以鋁合金、Pt-Fe合金網為電極材料的海水電池。在這種電池中鋁合金是陽極 鋁合金是負極 海水是電解液 鋁合金電極發生還原反應( )AB CD9.市場上經常見到的標記為Liion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料(碳作為金屬鋰的載體),電

5、解質為一種能傳導Li的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應式為:Li2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列說法不正確的是( )A放電時,負極的電極反應式:LieLiB充電時,Li0.85NiO2既發生氧化反應又發生還原反應C該電池不能用水溶液作為電解質 D放電過程中Li向負極移動10.電解 100 mL 含c(H)=0.30 mol·L1 的下列溶液,當電路中通過0.04 mol 電子時,理論上析出金屬質量最大的是 ( )A0.10mol·L1 Ag B0.20 mol·L1 Zn2 C0.20 mol·L1 Cu2 D0.20 mol

6、83;L1 Pb2ab +Na2SO4 溶液 11右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴石蕊溶液。下列實驗現象中正確的是( )A逸出氣體的體積,a電極的小于b電極的B一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣Ca電極附近呈紅色,b電極附近呈藍色Da電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色12.用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋(裝有瓊脂-KNO3的U型管)構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是 ( )在外電路中,電流由銅電極流向銀電極 正極反應為:Ag+e-=Ag實驗過程中取出鹽橋,原電池仍繼續工作將銅片浸入AgNO

7、3溶液中發生的化學反應與該原電池反應相同ABCD13 LiFePO4電池具有穩定性高、安全、對環境友好等優點,可用于電動汽車。電池反應為:( )FePO4+Li放電充電LiFePO4,電池的正極材料是LiFePO4,負極材料是石墨,含Li導電固體為電解質。下列有關LiFePO4電池說法正確的是A可加入硫酸以提高電解質的導電性 B放電時電池內部Li向負極移動C充電過程中,電池正極材料的質量減少 D放電時電池正極反應為:FePO4+Li+e-=LiFePO414.鎳鎘(NiCd)可充電電池在現代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進行:Cd + 2NiOOH

8、+ 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有關該電池的說法正確的是( )A充電時陽極反應:Ni(OH)2 e + OH- = NiOOH + H2OB充電過程是化學能轉化為電能的過程C放電時負極附近溶液的堿性不變D放電時電解質溶液中的OH-向正極移動15.鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕,發生的原電池反應為:2Fe2H2OO2 = 2Fe24OH。以下說法正確的是 ( )A負極發生的反應為:Fe2e = Fe2 B正極發生的反應為:2H2OO22e = 4OHC原電池是將電能轉變為化學能的裝置 D鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕16三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池,其電解

9、法制備過程如下:用NaOH調NiCl2溶液pH至7.5,加放適量硫酸鈉后進行電解。電解過程中產生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO,把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法正確的是( )A可用鐵作陽極材料 B電解過程中陽極附近溶液的pH升高C陽極反應方程式為:2Cl2eCl2D1 mol二價鎳全部轉化為三價鎳時,外電路中通過了1 mol電子。17以惰性電極電解CuSO4溶液。若陽極上產生氣體的物質的量為0.0100 mol,則陰極上析出Cu的質量為( )A064 gB128 gC256 gD512 g稀H2SO4Cu石墨18某同學按圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是( )A電解過程中,銅電極上有H

10、2產生B電解初期,主反應方程式為:CuH2SO4CuSO4H2C電解一定時間后,石墨電極上不可能有銅析出 D整個電解過程中,H的濃度不斷增大鉑片 濾紙 鉛筆世紀金榜ab直流電源19某學生設計了一個“黑筆寫紅字”的趣味實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕,然后平鋪在一塊鉑片上,接通電源后,用鉛筆在濾紙上寫字,會出現紅色字跡。據此,下列敘述正確的是( )A鉛筆端作陽極,發生還原反應B鉑片端作陰極,發生氧化反應C鉛筆端有少量的氯氣產生 Da點是負極,b點是正極20天津是我國研發和生產鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2),充電時LiCoO2中Li被氧化,Li遷

11、移并以原子形式嵌入電池負極材料碳(C6)中,以LiC6表示。電池反應為LiCoO2C6CoO2LiC6,下列說法正確的是( )BA充電時,電池的負極反應為LiC6e = LiC6B放電時,電池的正極反應為CoO2Lie = LiCoO2C羧酸、醇等含活潑氫的有機物可用作鋰離子電池的電解質ZnSO4溶液隔膜(只允許SO42 通過)CuSO4溶液濾紙(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)表面皿YZnCu銅絲XD鋰離子電池的比能量(單位質量釋放的能量)低21如圖所示,下列敘述正確的是( )AY為陰極,發生還原反應BX為正極,發生氧化反應CY與濾紙接觸處有氧氣生成DX與濾紙接觸處變紅22.利用右圖所示裝置,

12、當X、Y選用不同材料時,可將電解原理廣泛應用于工業生產。下列說法中正確的是 ( )氯堿工業中,X、Y均為石墨,Y附近能得到氫氧化鈉 AB 銅的精煉中,X是純銅,Y是粗銅,Z是CuSO4  C電鍍工業中,X是待鍍金屬,Y是鍍層金屬  D外加電流的陰極保護法中,Y是待保護金屬 23依據氧化還原反應:2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)設計的原電池如圖所鹽橋XYACuSO4溶液電流計Ag示。請回答下列問題:(1)電極X的材料是_;電解質溶液Y是_;(2)銀電極為電池的_極,發生的電極反應為_;X電極上發生的電極反應為_;

13、(3)外電路中的電子是從_電極流向_電極。24.氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。下圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質穩定,請回答:(1)氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是 ,在導線中電子流動方向為 (用a、b表示)。(2)負極反應式為 。(3)電極表面鍍鉑粉的原因為 。(4)該電池工作時,H2和O2連續由外部供給,電池可連續不斷提供電能。因此,大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下:2Li+H22LIHLiH+H2O=LiOH+H2反應中的還原劑是 ,反應中的氧化劑是 。已知LiH固體密度為0.82g/cm3

14、。用鋰吸收224L(標準狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為 。由生成的LiH與H2O作用,放出的H2用作電池燃料,若能量轉化率為80,則導線中通過電子的物質的量為 mol。25.鐵及鐵的化合物應用廣泛,如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式 。(2)若將(1)中的反應設計成原電池,請畫出原電池的裝置圖,標出正、負極,并寫出電極反應式。正極反應 負投反應 。(3)腐蝕銅板后的混合溶液中,若Cu2、Fe3和Fe2的濃度均為0.10mol·L1,請參照下表給出的數據和藥品,簡述除去CuCl2溶液中Fe

15、3和Fe2的實驗步驟 。氫氧化物開始沉淀時的pH氫氧化物沉淀完全時的pHFe31.93.2Fe27.09.0Cu24.76.7提供的藥品:Cl2 濃H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu(4)某科研人員發現劣質不銹鋼在酸中腐蝕緩慢,但在某些鹽溶液中腐蝕現象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選),設計最佳實驗,驗證劣質不銹鋼易被腐蝕。有關反應的化學方程式 劣質不銹鋼腐蝕的實驗現象 26.食鹽是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。(1)粗食鹽常含有少量K、Ca2、Mg2、Fe3、SO42等雜質離子,實驗室提純NaCl的流程如下:提供的試劑:飽和Na2CO3溶液 飽和K2CO3溶液 NaO

16、H溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳欲除去溶液I中的Ca2、Mg2、Fe3、SO42離子,選出a所代表的試劑,按滴加順序依次是 (只填化學式)。洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為 。(2)用提純的NaCl配制500 mL 4.00 mol·L-1 NaCl溶液, 所用儀器除藥匙、玻璃棒外還有 (填儀器名稱)。(3)電解飽和食鹽水的裝置如圖所示,若收集的H2為2 L,則 同樣條件下收集的Cl2 (填“”、“=”或“”)2 L,原因是 。 裝置改進后可用于制備NaOH溶液,若測定溶液中NaOH的濃度,常用的方法為 。(4)實驗室制備H2和

17、Cl2通常采用下列反應:ZnH2SO4=ZnSO4H2MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O據此,從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置 (填代號)和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置 (填代號)。可選用制備氣體的裝置:27.以氯化鉀和鈦白廠的副產品硫酸亞鐵為原料生產硫酸鉀、過二硫酸鈉和氧化鐵紅顏料,原料的綜合利用率較高。其主要流程如下:(1)反應I前需在FeSO4溶液中加入 (填字母),以除去溶液中的Fe3。A鋅粉B鐵屑CKI溶液DH2(2)反應需控制反應溫度低于35,其目的是 。(3)工業生產上常在反應的過程中加入一定量的醇類溶劑,其目的是 。(4)反應常被用于電解生產(NH4

18、)2S2O8(二硫酸銨)。電解時均用惰性電極,陽極發生地電極反應可表示為 。-28.請回答氯堿的如下問題:(1)氯氣、燒堿是電解食鹽水時按照固定的比率k(質量比)生成的產品。理論上k (要求計算表達式和結果);(2)原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2、Mg2、Fe3、SO42等雜質,必須精制后才能供電解使用。精制時,粗鹽溶于水過濾后,還要加入的試劑分別為Na2CO3、HCl(鹽酸)BaCl2,這3種試劑添加的合理順序是 (填序號)(3)氯堿工業是高耗能產業,一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(電)能30以上。在這種工藝設計中,相關物料的傳輸與轉化關系如下圖所示,其中的電極未標出,所用的離子膜

19、都只允許陽離子通過。圖中X、Y分別是 、 (填化學式),分析比較圖示中氫氧化鈉質量分數a與b的大小 ;分別寫出燃料電池B中正極、負極上發生的電極反應正極: ; 負極: ;這樣設計的主要節(電)能之處在于(寫出2處) 、 。28. ZnMnO2干電池應用廣泛,其電解質溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負極材料是 。電池工作時,電子流向 (填“正極”或“負極”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質Cu2,會加速某電極的腐蝕,其主要原因是 。欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的 (填代號)。aNaOHbZncFedNH3·H2O(3)MnO2的生產方法之一是以石

20、墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應式是 。若電解電路中通過2mol電子,MnO2的理論產量為 。29.金屬鋁的生產是以Al2O3,為原料,在熔融狀態下進行電解:2Al2O3通電,Na3AlF67509704Al+3O2請回答下列問題:(1)冰晶石(Na3AIF6)的作用是 。(2)電解生成的金屬鋁是在熔融液的 (填“上層”或“下層”)。(3)陰極和陽極均由 材料做成;電解時不斷消耗的電極是 (填“陽極”或“陰極”)。(4)鋁是高耗能產品,廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業上,最能體現節能減排思想的是將回收鋁做成 (填代號)。a冰晶石b氧化鋁c鋁錠d硫酸鋁答案:(1)降低Al2O

21、3的熔化溫度 (2)下層(3)碳素(或石墨) 陽極(4)c30.LiSOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應可表示為:4Li+2SOCl2 =4LiCl+S +SO2。請回答下列問題:(1)電池的負極材料為 ,發生的電極反應為 ;(2)電池正極發生的電極反應為 ;(3)SOCl2易揮發,實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中,實驗現象是 ,反應的化學方程式為 ;(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行,原因是 。選擇題答案:1234567891011BA D A

22、 A DBADCD1213141516171819202122CBAACDABD BAA解析:3.由圖示結合原電池原理分析可知,Fe3得電子變成Fe2被還原,I失去電子變成I2被氧化,所以A、B正確;電流計讀數為零時Fe3得電子速率等于Fe2失電子速率,反應達到平衡狀態;D項在甲中溶入FeCl2固體,平衡2Fe32I2Fe2I2向左移動,I2被還原為I,乙中石墨為正極,D不正確。解析A、顯堿性或中性,該燃料電極的正極發生反應為:O2 +2H2O+4e-=4OH-,故A正確;B、鋁作負極,負極反應應該是鋁失去電子變為鋁離子,在的溶液離子繼續與過量的堿反應生成偏鋁酸根,因此負極反應為:A

23、l+4OH-3e-=AlO2-+2H2O,故B錯誤;C、該電池在堿性條件下消耗了堿,反應式為4Al+3O2+4OH-=4AlO2-+2H2O,溶液pH降低,故C錯誤;D、電池工作時,電子從負極出來經過外電路流到正極,故D錯誤故選A7.解析:B解析試題分析:生鐵中含有雜質,因此投入到電解質溶液中構成原電池。根據溶液的酸堿性可判斷,a中發生吸氧腐蝕,b中溶液性酸性,發生析氫腐蝕,所以a試管中壓強減小,b試管中壓強增大,因此紅墨水柱兩邊的液面變為左低右高,答案選B。考點:考查金屬的電化學腐蝕點評:金屬腐蝕的本質是金屬失去電子被氧化的過程,它又分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種,其中以電化學腐蝕為主,而電化

24、學腐蝕又可以分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕兩種,金屬腐蝕大部分是吸氧腐蝕。兩種電化學腐蝕的判斷依據是電解質溶液的酸堿性。如果溶液顯酸性,則發生析氫腐蝕。如果溶液顯中性或堿性,則發生吸氧腐蝕,據此可以進行判斷。10. 解析:Zn2+和Pb2+的放電順序都在H+后面,所以含有這兩種陽離子的鹽溶液中,陰極上放出H2,而含有銀離子和銅離子這兩種陽離子的鹽溶液中,Ag和Cu金屬先在陰極析出A、0.10molLAg+在氫離子之前放電,金屬金屬銀的質量是 0.1mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g;B、Zn2+的放電順序在H+后面,所以含有這種陽離子的鹽溶液中,陰極上放出H2,不會析出金屬;C、銅離子先放電,100mL0.20molLCu2+就會得到0.04mol電子,所以析出金屬銅的質量為:0.5×0.

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