人教版选修4 第4章 电化学基础 作业 (1).doc

第4章 电化学基础1钢铁发生电化学腐蚀时，负极上发生的反应为（ ） a2h+2eh2 b2h2o+o2+4e4oh cfe2efe2+ d4oh+4eh2o+o2答案：c 解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极为铁，正极为碳，电解质溶液为溶有o2或co2等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反应为：fe2efe2+，正极反应为：2h2o+o2+4e4oh；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反应为：fe2efe2+，正极反应为：2h+2eh2。2为防止船体的腐蚀，通常在船壳吃水线以下位置镶嵌一定数量的（ ） a铜块 b铅块 c锌块 d铁块答案：c 解析：镶嵌的是活泼性比fe强的金属，与铁、海水构成原电池，活泼金属为负极、铁为正极得到保护，所以选锌块。3.下列各组离子在指定条件下，一定能大量共存的是( )a能使蓝色石蕊试纸变红色的溶液中：k、na、co、nobc(h)1101 moll1的溶液中：cu2、al3、so、noc能使淀粉碘化钾试纸变蓝的溶液中：na、nh、s2、brd水电离出的c(h)11012 moll1的溶液中：na、mg2、cl、so解析能使蓝色石蕊试纸变红色的溶液呈酸性，co不能大量存在，则a组离子不能大量共存；能使碘化钾淀粉试纸变蓝的溶液中存在氧化性比i2强的粒子，则s2不能存在，则c组离子不能大量共存；水电离出的c(h)11012 moll1的溶液可能是强酸性溶液，也可能是强碱性溶液，而在强碱性溶液中，mg2不能大量存在，则d组离子不一定能大量共存；c(h)1101 moll1的溶液是强酸性溶液，cu2、al3、so、no都可以大量存在，则b组离子一定能大量共存。答案b4.如图所示装置中，属于电解池的是( )解析：构成电解池时要有与外直流电源相连的电极，a、b错误；电极插入电解质溶液或熔化的电解质中，且要形成闭合回路，c正确，d错误。答案：c5如下图所示的八个装置中，属于原电池的是()a全部 bc d除外答案：b解析：构成原电池的基本条件：电解质溶液；两个电极，其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼，两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中；能自发地发生氧化还原反应；形成闭合回路。构成原电池的基本条件是相互联系的。在这几个基本条件中，氧化还原反应是核心。构成原电池的基本条件不仅是判断原电池的依据，也是进行原电池设计的基本依据。故选b。6.mgagcl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池方程式为2agclmg=mg22ag2cl。有关该电池的说法正确的是()a.可用于海上照明供电b.负极反应为agcle=agclc.mg为电池的正极d.agcl为正极，发生了氧化反应答案：a解析：mgagcl电池工作时将化学能转化为电能，可用于海上照明供电，a项正确；该电池中mg发生氧化反应作电池的负极，反应式为mg2e=mg2，b、c项不正确；agcl发生还原反应，为电池正极，d项不正确。7.原电池电极的“正”与“负”不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是( )a由fe、cu和fecl3溶液组成的原电池中，负极反应式为cu2e=cu2b由al、cu和稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为cu2e=cu2c由al、mg和naoh溶液组成的原电池中，负极反应式为al4oh3e=alo2h2od由al、cu和浓hno3组成的原电池中，负极反应式为al3e=al3答案：c解析：选c。a项，fe作负极，电极反应式为fe2e=fe2；b项，al作负极，电极反应式为al3e=al3；c项中mg不与naoh溶液反应，al作负极；d项中al在浓hno3中钝化，cu作负极。8.下列电极反应式与所处环境相匹配的是()选项电极反应式所处环境ao22h2o4e=4oh碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应b4oh4e=o22h2o较强酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀c2h2e=h2用铜作阳极，石墨作阴极电解naoh溶液的阴极反应dh22e=2h用惰性电极电解h2so4溶液的阳极反应答案：c解析：选c。a项所给电极反应式为正极反应式，错误；在较强酸性环境下，钢铁主要发生析氢腐蚀，b项错误；用惰性电极电解h2so4溶液的阳极反应式为4oh4e=o22h2o，d项错误。9.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是h22niooh 2ni(oh)2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是( )a电池放电时，电池负极周围溶液的ph不断增大b电池放电时，镍元素被氧化c电池充电时，氢元素被氧化d电池放电时，h2在负极放电解析：根据电池反应可首先看出放电时，h2在负极被氧化，niooh在正极被还原，而充电时则是氢元素被还原，镍元素被氧化。答案：d10.在碱性锌锰干电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为zn+2mno2+2h2o2mnooh+zn(oh)2。下列该电池的电极反应,正确的是( )a.负极反应为zn-2e-zn2+b.负极反应为zn+2h2o-2e-zn(oh)2+2h+c.正极反应为2mno2+2h+2e-2mnoohd.正极反应为2mno2+2h2o+2e-2mnooh+2oh-解析:在书写碱性电池的电极反应式时,电极反应式中不能出现h+。在碱性电池中,负极zn失去电子形成的zn2+应该与oh-结合生成zn(oh)2。答案:d11银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题。（1）久存的银制器皿表面会变黑，失去银白色的光泽，原因是 。（2）已知ksp(agcl)=1.810-10，若向50ml0.018moll-1的agno3溶液中加入50ml0.020moll-1的盐酸，混合后溶液中的ag+的浓度为 moll-1，ph为 。21教育名师原创作品（3）agno3溶液光照易分解，生成ag和红棕色气体等物质，其光照分解的化学方程式为 。（4）右图所示原电池正极的反应式为 。（1）ag在空气中易与氧气反应生成氧化银；（2）1.810-7mol/l；2（3）2agno3ag+2no2 +o2 （4）ag+e-=ag解析：（1）根据金属的腐蚀可知ag变黑是发生了化学腐蚀，生成氧化银的缘故； （2）根据反应中hcl和硝酸银的物质的量可知hcl过量，则计算剩余的氯离子的物质的量浓度为（0.02-0.018）moll-1/2=0.001mol/l，根据agcl的溶度积的表达式计算，c（ag+）=1.810-10/0.001=1.810-7 moll-1；因为该反应中氢离子未参加反应，所以溶液的体积变为100ml时，氢离子的浓度为0.01mol/l，则ph=2； （3）根据氧化还原反应理论，硝酸银分解生成ag和二氧化氮气体，ag和n元素化合价降低，则o元素的化合价升高，所以该反应中有氧气生成。 （4）该原电池的实质是cu与银离子发生置换反应生成ag单质，所以正极是生成ag单质的还原反应。12.水的电离平衡曲线如图所示：(1)若以a点表示25时水电离平衡时的离子浓度，当温度上升到100时，水的电离平衡状态到b点，则此时水的离子积从_增加到_。(2)将ph8的氢氧化钡溶液与ph5的盐酸溶液混合并保持100恒温，欲使混合溶液的ph7，则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比为_。(3)已知anbm的离子积kc(am)nc(bn)m，式中c(am)和c(bn)表示离子的物质的量浓度。在某温度下，氢氧化钙溶解度为0.74 g，其饱和溶液密度设为1 gcm3，其离子积为k_。答案：(1)1101411012(2)29(3)0.004解析：(2)设氢氧化钡溶液和盐酸的体积分别为vb、va，(1012/108vb105va)/(vavb)1012/107，vb/va29。(3)因为氢氧化钙的溶解度为0.74 g，所以该温度下1 000 g饱和氢氧化钙溶液含氢氧化钙质量为7.4 g，氢氧化钙物质的量为0.1 mol，即c(ca2)0.1 moll1，c(oh)0.2 moll1，所以kc(ca2)c(oh)20.004。13.(1)利用反应cu2fecl3=cucl22fecl2设计成如下图所示的原电池，回答下列问题：写出电极反应式：正极_；负极_。图中x溶液是_，y溶液是_。原电池工作时，盐桥中的_(填“阳”、“阴”)离子向x溶液方向移动。(2)控制适合的条件，将反应2fe32i=2fe2i2设计成如图所示的原电池。请回答下列问题：反应开始时，乙中石墨电极上发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。甲中石墨电极上发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。电流表读数为0时，反应达到平衡状态，此时在甲中加入fecl2固体，则乙中的石墨作_(填“正”或“负”)极，该电极的电极反应式为_。(3)利用反应2cuo22h2so4=2cuso42h2o可制备cuso4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。答案：(1)2fe32e=2fe2（2分）cu2e=cu2（2分）fecl3（1分）cucl2（1分）阳（1分）(2)氧化（1分）2i2e=i2（2分）还原（1分）2fe32e=2fe2（2分）正（1分）i22e=2i（2分）(3)o24e4h=2h2o（2分）解析：(1)该原电池中cu作负极，电极反应式为cu2e=cu2；c作正极，电极反应式为2fe32e=2fe2。x应为fecl3溶液，y应为cucl2溶液。原电池工作时，盐桥中的阳离子向正极(c)移动。(2)根据反应2fe32i=2fe2i2，原电池的电极反应：负极2i2e=i2，发生氧化反应。正极2fe32e=2fe2，发生还原反应。反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应；当电流表读数为0时反应已平衡，此时，在甲中加入fecl2固体，反应2fe32i2fe2i2向左移动。因此，右侧石墨作正极，电极反应式为i22e=2i；左侧石墨作负极，电极反应式为2fe22e=2fe3。(3)cu作负极，o2在正极上得电子：o24e4h=2h2o。14.如图，p、q为直流电源两极，a由2价金属单质x制成，b、c、d为铂电极，接通电源，金属x沉积于b极，同时c、d产生气泡。试回答：(1)p为_极，a极发生了_反应。(2)c为_极，试管里收集到的气体是_；d为_极，试管里收集到的气体是_。(3)c极的电极反应方程式为_。(4)当反应进行一段时间后，a、b电极附近溶液的ph_(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)当电路中通过0.004 mol电子时，b电极上沉积金属x为0.128 g，则此金属的摩尔质量为_。解析：(1)接通电源，x沉积于b极，说明b为阴极，则a为阳极，故q为负极，p为正极，a上发生氧化反应。(2)h2so4电解池中，c为阳极，c试管内得o2，d为阴极，此试管内得h2。(4)a极：x2e=x2，b极：x22e=x，两极附近ph不变。(5)设x的摩尔质量为m g/mol，则得m64。答案：(1)正氧化(2)阳氧气阴氢气(3)4oh4e=o22h2o(4)不变(5)64 g/mol15.科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式：_。(2)此电池的正极发生的电极反应式：_，负极发生的电极反应式：_。(3)电解液中h向_极移动，向外电路释放电子的电极是_。(4)使用该燃料电池的另一