电化学材料_百度文库

作者:豪利真人游戏 | 2020-11-21 14:52

  电化学材料_能源/化工_工程科技_专业资料。1.解析 图 1 和图 2 均为原电池,A 项错误;图 1 中的 Cu 电极上产生无色气泡,即为氢气, 故 Cu 为正极,电子从 Cr 电极流向 Cu 电极,图 2 中 Cu 与浓硝酸反应,Cu 为负

  1.解析 图 1 和图 2 均为原电池,A 项错误;图 1 中的 Cu 电极上产生无色气泡,即为氢气, 故 Cu 为正极,电子从 Cr 电极流向 Cu 电极,图 2 中 Cu 与浓硝酸反应,Cu 为负极,电子由 Cu 电极流向 Cr 电极,B 项错误、C 项正确;图 1 原电池可以比较两种金属的活动性,即 CrCu,D 项错误。 答案 C 2.解析 该装置是原电池,可将化学能转化为电能,A 项正确。根据电池总反应可知 Li 失 电子,发生氧化反应,故 a 是负极,b 是正极,电子从负极经导线流向正极,B 项正确。锂 能与水反应,所以不能用水作溶剂,C 项错误。负极的电极反应式为 Li-e-===Li+,由 总反应式和负极反应式可得正极反应式:FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S,D 项正确。 答案 C 3.解析 a 和 b 不连接时,Fe 与溶液中的 Cu2+发生置换反应,因 Fe 的相对原子质量比 Cu 的小,故铁片质量增加,A 项正确;a 和 b 用导线连接时,铁、铜、硫酸铜溶液构成原电池, 正极反应式为 Cu2++2e-===Cu,B 项正确;a 和 b 连接时,Fe 作负极而被腐蚀,a 和 b 不连接时,Fe 与 Cu2+发生置换反应而被腐蚀,C 项正确;a 连接电源正极、 b 连接电源负 极时,铁片作阳极,发生氧化反应,Fe 失电子,而不是 OH-失电子,D 项错误。 答案 D 4..解析 阳极是阴离子放电(放电能力:OH-NO-3),根据题给信息,阳极一定是 OH- 放电,生成 0.05 mol 氧气,转移 0.2 mol 电子;阴极离子放电能力:Cu2+H+Na+,所 以 Cu2+先放电,然后是 H+放电,阴极生成 0.05 mol 氢气时,转移 0.1 mol 电子,根据得 失电子守恒知,Cu2+转移 0.1 mol 电子,n(Cu2+)=0.05 mol。所以原溶液中 n[Cu(NO3)2] =0.05 mol,n(NO-3)=0.3 mol/L×0.5 L=0.15 mol,n(NaNO3)=0.05 mol。原混合溶液中 c(Na+)=0.1 mol?L-1,A 项错误;结合以上分析及电解总方程式 Cu2++2H2O=====电 解 Cu+H2↑+O2↑+2H+可知,生成 0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2 和 0.1 mol H +,电解后溶液中 c(H+)=0.1 mol0.5 L=0.2 mol?L-1,B 项正确,D 项错误;上述电解过 程中共转移 0.2 mol 电子,C 项错误。 答案 B 5.解析 A 项,放电过程中,NiOOH 得电子,化合价降低,发生还原反应,该项正确。B 项,充电过程中发生电解反应,OH-从阴极向阳极迁移,该项错误。C 项,充电过程中, 阴极 M 得到电子,M 被还原,H2O 中的 H 化合价没有发生变化,该项错误。D 项,NiMH 在 KOH 溶液、氨水中会发生氧化还原反应,该项错误。 答案 A 6.解析 Fe 比 Cu 活泼, 总反应为 Fe+2Fe3+===3Fe2+, Fe 电极反应式为 Fe-2e-===Fe2 +,A、B 项错误;Fe(OH)3 胶体粒子带 正电荷,在电场作用下向阴极移动,C 项正确;根 据电流方向可知,a 为直流电源的正极,电解精炼铜时,c 极为粗铜,d 极为纯铜,D 项错 误。 答案 C 7.解析 电键 K 与 N 连接构成原电池,铁为负极,失电子,逐渐被腐蚀,正极为氧气得电 子,电极反应式为 O2+2H2O+4e-===4OH-,A 项、B 项错误;电键 K 与 M 连接构成电 解池,因为溶液中只有 1 mol NaCl,所以电解开始阶段是电解 NaC l 溶液,NaCl 耗尽后, 电解的是水,因此阴极和阳极先分别生成氢气和氯气,后又分别生成氢气和氧气,分析得知 溶液中的钠元素完全转化为 NaOH,故生成的 NaOH 为 1 mol,C 项正确;电键 K 与 M 连 接,石墨棒改为铜棒时,阳极 Cu 失电子,变为 Cu2+,但 Cu2+与阴极生成的 OH-结合 生成 Cu(OH)2 沉淀,不能实现铁棒镀铜的目的,D 项错误。 答案 C 8.解析 (1)应先加入足量 Ba(OH)2 除去 SO2-4,然后加入足量 Na2CO3 除去 Ca2+、Mg2 +、 Ba2+等, 过滤后加入适量稀盐酸可除去 OH-和 CO2-3, A 项正确。 (2)电解饱和 NaCl 溶液,阴极区得到 H2 和 NaOH 溶液,故乙电极为电解池的阴极,丙电极通入的为 H2,作 燃烧电池的负极,该电极的电极反应式为 H2-2e-+2OH-===2H2O。(3)因乙电极为电解 池的阴极,发生反应 2H2O+2e-= ==H2↑+2OH-,有 OH-生成,故 pH 增大。(4)根据 2Cl-+2H2O=====电解 Cl2↑+H2↑+2OH-可知, 每转移 2 mol e-生成 22.4 L(标准状况 下)Cl2,若转移 0.5 mol e-,则生成 5.6 L(标准状况下)Cl2。(5)电解饱和 NaCl 溶液得到 a%NaOH 溶液, 一部分 a%NaOH 溶液进入丙电极,根据(2)中丙电极的电极反应式可知, OH -作为反应物被消耗,所以 c%小于 a%;另一部分 a% NaOH 溶液进入燃料电池正极,燃炓 电池正极发生反应 O2+4e-+2H2O===4OH-,燃料电池中的阳离子交换膜只允许阳离子 通过,反应后 NaOH 溶液的浓 度升高,即 a%小于 b%,所以 b%a%c%。(6)燃料电池能 将化学能转化为电能,可以补充电解池消耗的电能;可以提高产出碱液的浓度;降低能耗。 答案 (1)A (2)负 H2-2e-+2OH-===2H2O (3)增大 (4)5.6 L (5)b%a%c% (6) 燃料电池可以补充电解池消耗的电能;提高产出碱液的浓度;降低能耗 9.解析 Ⅰ.(1)实验①中, 通氢气的一极为负极, 在碱性条件下, 电极反应方程式为 H2+2OH --2e-===2H2O。(2)实验②中,通氧气的一极为正极,在酸性条件下,电极反应方程式 为 O2+4H ++4e-===2H2O。(3)两次实验中原电池的总反应相同,总反应的离子方程式 为 H++OH-===H2O。Ⅱ.(1)要增强溶液的导电能力,但不能使电极反应发生改变,故加 入溶于水的强电解质,如题中的 NaNO3,即选 C。(2)电解过程中,铁为阳极,铁先失去电 子,Fe-2e-===Fe2+,同时,还会发生:2H2O-4e-===4H++O2↑。 答案 Ⅰ.(1)负 H2-2e-+2OH-===2H2O (2)正 O2+4e-+4H+===2H2O (3)H+ +OH-===H2O Ⅱ.(1)C (2)①Fe-2e-===Fe2+ ②2H2O-4e-===O2↑+4H+ 10.解析 (1)甲烷燃料电池负极上发生氧化反应,即甲烷在负极上被氧化。在 KOH 溶液中 甲烷被氧化的产物为碳酸钾,负极反应式为 CH4-8e-+10OH-===CO2-3+7H2O。(2) 原电池的负极与电解池的阴极相接,铁极为阴极,则 C 极为阳极,在 C 极上发生氧化反应, 电极反应式为 2Cl--2e-===Cl2↑。(3)n(O2)=2.24 L22.4 L?mol-1=0.1 mol,甲池中正 极反应式为 O2+4e-+2H2O===4OH-,由电子守恒知,经过甲、乙、丙装置的电子的总 物质的量为 0.4 mol。乙池中的铁极与甲池的负极相连,铁极为阴极,发生还原反应,电极 反应式为 2H2O+2e-===2OH-+H2↑,n(H2)=0.4 mol2=0.2 mol,V(H2)=0.2 mol×22.4 L?mol-1=4.48 L。丙池中精铜为阴极,发生还原反应,电极反应式为 Cu2++2e-===Cu, n(Cu)=0.4 mol2=0.2 mol,m(Cu)=0.2 mol×64 g?mol-1=12.8 g。(4)漂白液的有效成分是 次氯酸盐,制备原理是 2Cl-+2H2O=====通电 2OH-+Cl2↑+H2↑,Cl2+2OH-===Cl -+ClO-+H2O,气体与液体反应,最好采用逆向接触,即气体在下端产生,碱溶液在上 端生成,使其充分反应,所以该装置的下端为阳极,上端为阴极,阴极与电源负极相连,故 a 极为负极。生活中常见且廉价的氯化物是氯化钠,故电解质溶液最好用饱和氯化钠溶液。 若制备氢氧化亚铁,用硫酸钠溶液作电解质溶液,选用铁作阳极。 答案 (1)CH4-8e-+10OH-===CO2-3+7H2O (2)2Cl--2e-===Cl2↑ (3)4.48 12.8 (4)负 饱和氯化钠溶液或食盐水 铁


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