安徽省蚌埠铁中2014届高考化学一轮复习（夯实基础+配配套规范训练卷）《电化学原理综合应用题》 新人教版

1 电化学原理综合应用题电化学原理综合应用题 1 化学电池在通讯 交通及日常生活中有着广泛的应用 1 下列相关说法正确的是 填序号 A 通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少 可以判断该电池的优劣 B 二次电池又称充电电池或蓄电池 这类电池可无限次重复使用 C 除氢气外 甲醇 汽油 氧气等都可 用作燃料电池的燃料 D 近年来 废电池必须进行集中处理的问题被提上日程 其首要原因是电池外壳的金 属材料需要回收 2 目前常用的镍 Ni 镉 Cd 电池 其电池总反应可表示为 2Ni OH 2 Cd OH 2 Cd 2NiO OH 2H2O 充电 放电 已知 Ni OH 2和 Cd OH 2均难溶于水 但能溶于酸 以下说法正确的是 填序号 A 以上反应是可逆反应 B 反应环境为碱性 C 电池放电时 Cd 作负极 D 该电池是一种二次电池 3 在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源 其构造如图 所示 a b 两个电极均由多孔的碳块组成 通入的氢气和氧气由孔隙中逸入 并在电 极表面发生反应而放电 a 电极是电源的 极 若该电池为飞行员提供了 360 kg 的水 则电路中通过了 mol 电子 2 金属铜不溶于稀硫酸 可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐 现将一定量的铜片加入到 100 mL 稀硫酸和硫酸铁的混合液中 铜片完全溶解 不考虑盐的水解及溶液体积的变化 1 写出铜溶解于上述混合液的离子方程式 2 若铜完全溶解时 溶液中的 Fe3 Cu2 H 三种离子的物质的量浓度相等 且测得 溶液的 pH 1 则溶解铜的质量是 g 溶液中的c SO 2 4 mol L 1 3 若欲在如图所示的装置中发生 1 中的反应 请判断图中的正 负极 并选出适当的 2 物质作电极 写出电极反应式 填在相应的表格中 正 负极判断电极材料电极反应式 X 极 Y 极 3 1 某课外活动小组同学用图 1 装置进行实验 试回答下列问题 若开始时开关 K 与 a 连接 则铁发生电化学腐蚀中的 腐蚀 若开始时开关 K 与 b 连接 则总反应的离子方程式为 图 1 图 2 2 芒硝化学式为 Na2SO4 10H2O 无色晶体 易溶于水 是一种分布很广泛的硫酸盐矿 物 该小组同学设想 如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法 用如图 2 所示装置 电解硫酸钠溶液来制取氢气 氧气 硫酸和氢氧化钠 无论从节省能源还是从提高原料 的利用率而言都更加符合绿色化学理念 该电解槽的阳极反应式为 此时通过阴离子交换膜的离子数 填 大于 小于 或 等于 通过阳离 子交换膜的离子数 制得的氢氧化钠溶液从出口 填 A B C 或 D 导出 通电开始后 阴极附近溶液 pH 会增大 请简述原因 若将制得的氢气 氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池 则电池负极的电极反应 式为 已知 H2的燃烧热为 285 8 kJ mol 1 则该燃料电池工作产生 36 g H2O 时 理论上有 kJ 的能量转化为 电能 4 高氯酸铵 AP 受高温和猛烈撞击能引起爆炸 可用作火箭推进剂 目前制备高氯酸铵 的流程如下 3 Error 混合物 AHClOHClO3HClO4NH4ClO4 水蒸气 电解 电解 NH3 H2O 1 写出 Cl2和 NaOH 溶液反应的离子方程式 将 HClO3加入到电解槽中 电解产生 H2和 O3 产生 H2的电极名称为 写出 产生 O3的电极反应式 O3与 ClO反应生成 ClO O3与 ClO 3 4 反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3 2 工业上含有 ClO的废水可用微生物法处理 向含有 ClO的废水中加入铁来制造 4 4 厌氧环境 其主要原理是发生析氢腐蚀 析氢腐蚀时溶液 pH 变化为 填 增大 或 减小 负极反应式为 3 已知 Fe2 可用 K3Fe CN 6来检验 呈蓝色 将图 装置中的铁棒末端分别连上一块 锌片和铜片 并静置于含有 K3Fe CN 6及酚酞的混合凝胶上 一段时间后发现凝胶的某 些区域 如图 所示 发生了变化 则下列说法正确的是 a 甲区呈现红色 b 乙区呈现蓝色 c 丙区产生 Cu2 d 丁区产生 Fe2 5 已知 Cu2O 溶于硫酸 立即发生反应 Cu2O 2H Cu2 Cu H2O 部分难溶物 的颜色和常温下的Ksp如下表所示 Cu OH 2CuOHCuClCu2O 颜色蓝色黄色白色砖红色 Ksp 25 1 6 10 19 1 0 1 0 14 1 2 10 6 某研究性学习小组对电解饱和食盐水进行了如下探究 实验 装置如图所示 接通电源后 发现 a b 电极上均有大量 气泡产生 1 电解过程中的总离子反应方程式为 2 为了确定电源的正 负极 下列操作一定行之有效的是 填序号 A 观察两极产生气体的颜色 B 往 U 形管两端分别滴入数滴酚酞试液 C 用燃着的木条靠近 U 形管口 D 在 U 形管口置一张湿润的淀粉 KI 试纸 4 实验 把上述电解装置的石墨棒换成铜棒 用直流电源进行电 解 装置如图所示 观察到的现象如下所示 开始无明显现象 随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗 5 min 后 b 极附近开始出现白色沉淀 并逐渐增多 且向 a 极 扩散 10 min 后 最靠近 a 极的白色沉淀开始变成红色 12 min 后 b 极附近的白色沉淀开始变成黄色 然后逐渐变成橙黄色 a 极一直有大量气泡产生 停止电解 将 U 形管中悬浊液静置一段时间后 上层溶液呈无色 没有出现蓝色 下层沉淀全部显砖红色 3 a 极发生的电极反应方程式为 4 电解 5 min 后 b 极发生的电极反应方程式为 5 12 min 后 b 极附近出现的橙黄色沉淀的成分是 原因是 6 最后沉淀的成分是 请设计一实验验证此成分 5 答案答案 1 1 A 2 BCD 3 负 40 000 解析 1 B 项二次电池可以多次使用 但不可能无限次重复使用 C 项氧气可用作燃料 电池的氧化剂 而不是燃料 D 项废旧电池进行集中处理的主要原因是电池中含有汞 镉和铅等金属离子 它们会对土壤 水源造成污染 2 两个反应方向的条件不同 不能称为可逆反应 3 电路中通过的电子的物质的量为 360 000 g 18 g mol 1 2 40 000 mol 2 1 Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 2 0 64 0 5 3 正 负极 判断电极材料电极反应式 X 极负极铜Cu 2e Cu2 Y 极正极碳2Fe3 2e 2Fe2 3 1 吸氧 2Cl 2H2O2OH H2 Cl2 2 电解 4OH 4e 2H2O O2 小于 D H 放电促进水的电离 使 OH 浓度增大 H2 2e 2OH 2H2O 571 6 解析 1 开关 K 与 a 连接 形成原电池 由于电解质溶液为饱和食盐水 铁发生吸 氧腐蚀 开关 K 与 b 连接 为石墨作阳极电解饱和食盐水 总反应的离子方程式为 2Cl 2H2O2OH Cl2 H2 电解 2 该电解槽中阳极为 OH 放电 电极反应式为 4OH 4e 2H2O O2 阳极 OH 放电 因此 SO2 4 向阳极迁移 阴极 H 放电 因此 Na 向阴极迁移 显然通过相同电 量时 通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数 NaOH 在阴极产 生 因此从出口 D 导出 通电开始后 阴极上 H 放电 促进水的电离 OH 浓度增 大 因此 pH 增大 碱性氢氧燃料电池中负极为 H2放电 电极反应式为 H2 2e 2OH 2H2O 该电池的总反应式为 2H2 O2 2H2O 由于 H2 g O2 g 1 2 H2O l H 285 8 kJ mol 1 当电池工作产生 36 g H2O 时 理论上转化的电 能为 285 8 kJ mol 1 2 mol 571 6 kJ 4 1 Cl2 2OH Cl ClO H2O 阴极 6OH 6e O3 3H2O 1 3 2 增大 Fe 2e Fe2 3 ad 解析 1 从化合价的变化情况分析 H2是还原产物 因此是在电解池的阴极产生 O3 是氧化产物 在阳极产生 阳极上阴离子放电 只有溶液中的 OH 放电 由此可写出电 极反应式 O3与 ClO反应生成 ClO时 氧化产物已明确 在酸性条件下 O3的还原 3 4 产物必为 H2O 故根据得失电子守恒可得两者物质的量之比 2 析氢腐蚀的原理是 负极反应 Fe 2e Fe2 正极反应 2H 2e H2 溶液的 pH 增大 3 发生的均 是吸氧腐蚀 当 Fe 上连 Zn 时 负极反应为 Zn 2e Zn2 正极反应为 6 O2 2H2O 4e 4OH 故甲区呈现红色 乙区无蓝色出现 当 Fe 上连 Cu 时 负极反 应为 Fe 2e Fe2 正极反应为 O2 2H2O 4e 4OH 故丁区产生 Fe2 丁区呈 现蓝色 丙区呈现红色 应选 ad 5 1 2Cl 2H2O2OH H2 Cl2 电解 2 BD 3 2H2O 2e 2OH H2 4 Cu Cl e CuCl 5 CuOH 和 Cu2O Ksp CuOH Ksp CuCl CuCl 转化为黄色的 CuOH 沉淀 CuOH 不稳定分 解生成 Cu2O 所以橙黄色沉淀的成分为 CuOH 和 Cu2O 的混合物 6 Cu2O 取少量样品放入试管 滴加少量稀硫酸 观察到沉淀部分溶解且溶液呈蓝色 说明沉淀成分为 Cu2O 解析 1 用惰性电极电解饱和食盐水的化学方程式为 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 故离子方程式为 2Cl 2H2O 电解 2OH H2 Cl2 2 由于电解生成的气体量较小 不一定能观察 电解 到气体颜色 A 项错误 由于电解过程中阴极附近 OH 浓度增大 滴加酚酞试液后溶液 变红 B 项正确 点燃可燃性气体前一定要检验纯度 C 项错误 由于 2KI Cl2 2KCl I2 生成的碘单质遇淀粉变蓝 D 项正确 即选 BD 3 a 极为阴极 溶液中的 H 放电 而它是由水电离产生的 故电极反应为 2H2O 2e 2OH H2 4 根据观察到的现象可知 铜不可能失去 2e 而是失去 一个 e 生成 Cu 然后与 Cl 反应生成 CuCl 白色沉淀