例1-高铁电池是一种新型可充电电池.docx

例1 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列叙述不正确的是 A. 放电时负极反应为：Zn2e-2OH- Zn(OH)2B. 充电时阳极反应为：Fe(OH)33e-5OH- 4H2OC. 放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化D. 放电时正极附近溶液的碱性增强例2 通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1价）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n（硝酸银）n（硝酸亚汞）=21，则下列表述正确的是（ ）A、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n（Ag）n（Hg）=21B、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等C、硝酸亚汞的分子式为HgNO3 D、硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2例3 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ）A、a为正极，b为负极；NaClO和NaCl B、a为负极，b为正极；NaClO和NaClC、a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D、a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl例4 如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为X、Y。 当以I=0.21A的电流电解60min后，测得铜片A的质量增加了0.25g，则图装置中的X端应与直流电的 极相连，它是电解池的 极。 电解后铜片B的质量 （答“增加”、“减少”或“不变”）。 列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。（已知电子电量e=1.601019C）例5、1972年，日本东京大学的藤岛昭等科学家发明了一种利用N型半导体二氧化钛（TiO2）作阳极的光化学电解池成功地实现了水的光解。装置如图1。该电池中，1是单晶的二氧化钛，作为阳极；2是铂电极，作为阴极；3是多孔膜。将二氧化钛浸入氢氧化钠的水溶液中，铂电极浸入H2SO4溶液中，这两种溶液用多孔膜隔开，构成一个光化学电池。用太阳光照射二氧化钛电极时，二氧化钛受光激发TiO2+2 h2e+2P+生成的P+与H2O发生反应，外电路就能产生恒定的电流。（1）试分别写出阳极、阴极上的电极反应式及总反应式。（2）这种光解电池只能吸收短波长的太阳光。为提高电池的光解效率，谈谈你的看法。1.放电时负极发生氧化反应：Zn2e-2OH- Zn(OH)2，正极发生还原反应：+3e-4H2O Fe(OH)35OH-，电极附近溶液碱性增强，D正确，C不正确，在充电时阳极发生反应：Fe(OH)33e-5OH- 4H2O，B正确。选C。2.通以相等的电量即是通过相同的电子数，银和亚汞都是+1价，得到的单质银和汞的物质的量也应相等；又因电解的n（硝酸银）n（硝酸亚汞）=21，硝酸银的化学式为AgNO3，故硝酸亚汞的化学式不可能为HgNO3，只能为Hg2(NO3)2。所以，正确选项为D。3. 分析： 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液发生的反应是：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2，副反应为：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，则可推知使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl溶液，其中起消毒作用的是NaClO溶液。电解过程中阴极产生H2，结合图示，消毒液发生器的液体上部空间充满的是H2，故电源a极是负极，b为正极。所以答案为B。4. 分析：因为铜片A的质量增加，A为电解池的阴极，电极反应式为：Cu2+2e=Cu，X端应与直流电的负极相连接。铜片B则为电解池的阳极，电极反应式为：Cu2e=Cu2+，其质量减少。NA=64gmol10.21Cs160min60smin1/（0.25g21.601019C）=6.01023mol1。5. 因为铜片A的质量增加，A为电解池的阴极，电极反应式为：Cu2+2e=Cu，X端应与直流电的负极相连接。铜片B则为电解池的阳极，电极反应式为：Cu2e=Cu2+，其质量减少。NA=64gmol10.21Cs160min60smin1/（0.25g21.601019C）=6.01023mol1。1铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（ ） A.阴极 B.正极 C.阳极 D.负极2. 某原电池的总反应离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+，不能实现该反应的是（ ）A. 阳极为Fe，阴极为Cu，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液B. 正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为CuSO4溶液C. 正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液D. 正极为石墨，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液3镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)22Ni(OH)2 Cd2NiO(OH)2H2O 由此可知，该电池放电时的负极材料是（ ）A.Cd(OH)2 B.Ni(OH)2 C.Cd D.NiO(OH)4. 有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等物质的量浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C的溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（ ）A. ABCD B. DABC C. CABD D. BCAD5. 将铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01mol/L食盐溶液中，可能出现的现象是（ ）A. 铁棒附近产生OH B. 铁棒被腐蚀 C. 石墨棒上放出Cl2 D. 石墨棒上放出O26. 燃料电池是燃料（例如CO、H2、CH4等）跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转变为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是（ ）A. 负极反应式为CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OB. 正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-C. 随着不断放电，电解质溶液碱性不变D. 甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大7. 银锌电池广泛用作多种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为： 2AgZn(OH)2Ag2OZnH2O在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（提示：放电过程相当于原电池在工作）（ ）A. Ag B. Zn(OH)2 C. Ag2O D. Zn8. 下列关于电解槽的叙述中不正确的是（ ）A. 与电源正极相连的是电解槽的阴极B. 与电源负极相连的是电解槽的阴极C. 电解槽的阳极发生氧化反应 D. 电子从电源负极沿导线流向电解槽的阴极9. 溶液中存在着物质的量浓度相同的下列离子，电解时首先在阴极放电的是（ ）A. H B. Fe2 C. Cl D. SO42-10. 用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（ ） A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液p H不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:111. 将含有KCl，CuBr2，Na2SO4 三种物质的水溶液（分别为1mol/L）用铂电极进行电解至足够长时间。有以下结论： 溶液中几乎没有Br-； 电解液变为无色； 最终溶液呈碱性； K+，Na+和SO42-的浓度几乎没有变化。正确的是（ ）A. B. 仅 C. D. 均正确12. 在纯水中加入物质的量相等的Ag+、Pb2+、Na+、NO3-、SO42-、Cl-，再用惰性电极电解此溶液，并收集两极电解产物，则所得氧化产物与还原产物的质量比最接近于（ ）A. 16207 B. 10835.5 C. 39.5108 D. 8113. 在盛有饱和碳酸钠溶液的烧杯中插入惰性电极电解一段时间后恢复到原来温度，下列说法中正确的是（ ）A. 溶液的pH增大 B. 阴极有金属析出C. c（CO32-）保持不变 D. 溶液的浓度变大二、 填空题（6个小题，共43分）14. （8分）（2000-01上海理综35、36、38）化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd2NiO(OH)2H2O2Ni(OH)2Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是 以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应 充电时化学能转变为电能 放电时化学能转变为电能A B C D （2）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍锡电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为 (3)另一种常用的电池是锂电池（很是一种碱金属元素，其相对原子质量为7，由于它的比容量（单位质量电板材料所能转换的电量）特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年。它的负极用金属锂制成；电池总反应可表示为：LiMnO2LiMnO2试回答：锂电池比容量特别大的原因是 锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因 。15、（4分） 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极助燃气，制得650下工作的燃料电池，完成下列反应式：正极： ，负极：2CO2CO32-=4CO24e。总反应： 。16.（6分）铅蓄电池（原电池）工作时，总反应为：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O由此可以判断。（1） 原电池的电极材料： 正极 ； 负极 。（2） 电极反应式：正极PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，负极电极反应式为 。（3） 工作后，蓄电池里电解质溶液的pH（填“变大”“变小”或“不变”） 。理由是 。17. （8分）右图A为直流电源，B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B 上的 C 点显红色，请填空：（1）电源A的a为 极。（2）滤纸B上发生的总反应方程式为： 。（3）欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为： ，电极f上发生的反应为： ，槽中盛放的镀液可以是 或 （只要求填两种电解质溶液）。18.（7分）采用惰性电极从NO3-，SO42-，Cl，Cu2+，Ba2+，Ag+，H+等离子中选出适当的离子组成电解质，并对其溶液进行电解。（1） 若两极分别放出H2和O2，电解质的化学式是。（2） 若阴极析出金属，阳极放出氧气，电解质的化学式为。（3） 若两极分别放出气体，且体积比为11，电解质的化学式为。19. （10分）（2004全国228）在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：（1）阳极上的电极反应式为_。（2）阴极上的电极反应式为_。（3）原上层液体是_。（4）原下层液体是_。（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因 _。（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是_。现象是 _。三、 计算题（2个小题，共18分）20 （5分）干电池的负极反应是Zn-2e-=Zn2+，现用干电池为电源，电解32.4g34%的KNO3溶液，一段时间后，溶液浓度为36%，则这段时间内，干电池中消耗的锌的物质的量为多少？21. （13分）在20时将12.1gM(NO3)x3H2O晶体溶于44.3g水中，或在相同温度下将4.7gM(NO3)x无水盐溶于23.5g水中，均可制得该盐的饱和溶液。上述两部分溶液混合，再加水稀释为0.1mol/L，用惰性电极进行电解，当电极上通过0.15mol电子时，溶液中的Mx+离子恰好全部成单质析出（设无氢气生成）。试计算：（1） 20时M(NO3)x的溶解度。（2） M(NO3)x3H2O的摩尔质量及x值。（3） M的相对原子质量。1D 2. B 3. C 4. B 5. BD 6. C 7. D 8. A 9. A 10.D 11. B 12. D 13.C14 、（8分1）B （2）Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液。（3）锂的摩尔质量小 ：2LiZH2OLiOHH215、（4分）2CO+ 2CO32-4e-=4CO2 2CO+O2=2CO216.（6分） (1) PbO2 Pb(2) Pb-2e-+SO42-=PbSO4(3) 变大，在过程中消耗了H2SO417.（8分）（1）正 （2）2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH （3）Zn2e = Zn2， Zn2+2e = Zn，ZnSO4溶液或ZnCl