电化学典型练习题.doc

电化学基础 1.用石墨电极电解100mL硫酸铜和硫酸的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况），原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度（molL-1）为（）A4B3C2D12用石墨作电极电解3mol/LNaCl和0.4mol/LAl2(SO4)3的混合液时，下图曲线正确的是（ ）pH pH 沉淀量 沉淀量 7 7 0 时间 时间 时间 时间 A B C D二、填空题 3熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3、Na2CO3和的熔融盐混和物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混和气为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：电池反应式：阳极反应式：2CO+2CO32- 4CO2+4e-。阴极反应式： ，总电池反应： 。 4. 金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是( ) (已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+) A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+2e-Ni B.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+ D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 5. 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）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比为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为n（银）n（汞）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HgNO3D硝酸亚汞的分子式为Hg2（NO3）26. 下列关于如图所示装置的叙述，正确的是（）A铜片是负极，锌片上有气泡产生 B锌片和铜片都不断溶解，溶液逐渐变为蓝色C该装置可以将电能转化为化学能 D电子从锌片流出，经导线流向铜片7.如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液是_ 性，发生_腐蚀，电极反应：负极为 _，正极为_。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生 _腐蚀，电极反应：负极为_；正极为_。 8.钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是Fe由2价转化为3价O2被还原H+被还原有Fe2O3xH2O生成杂质碳被氧化除去 AB C D 9.为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 A在精密机床的铁床上安装铜螺钉 B在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中 C在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里 D在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极 10. 根据右图，下列判断中正确的是A向烧杯a中加入少量K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成 B烧杯b中发生反应为2Zn-4e 2Zn2+C电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极 D烧杯a中发生反应O2+ 4H+ 4e 2H2O，溶液pH降低 11.下列事实不能用电化学原理解释的是A常温条件下，在空气中铝不容易被腐蚀 B镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀C用锌与硫酸制氢气时，往硫酸中滴少量硫酸铜 D远洋海轮的尾部装上一定数量的锌板 12.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 （2）钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀在空气酸度不大的环境中负极反应式为_；正极反应式为_13.工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。(1) 右图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是( )；NaOH溶液的出口为_(填字母）；精制饱和食盐水的进口为_(填字母）；干燥塔中使用的液体干燥剂是_（每空2分）。(2) 原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加人的试剂分别为Na2CO3、HCl(盐酸）、BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是 （2分)(填序号)。(3) 多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为(2分)。SiCl4也可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下，在200C恒容密闭容器中发生反应: 3 SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s）4SiHCl3（g），达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为 mol。(4)已知1 g阴极产生的气体在阳极产生的气体中完全燃烧时放出92. 3 kj的热量，则该反应的热化学方程式为: (2分)。(5) 采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0kg，则生成氢气 （标准状况）。14.关于如图所示装置的判断，叙述正确的是（）A左边的装置是电解池，右边的装置是原电池B该装置中铜为正极，锌为负极C当铜片的质量变化为12.8g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为2.24LD装置中电子的流向是：aCu经过CuSO4溶液Znb15. (1)电解饱和食盐水之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO42等杂质离子，使用的试剂和操作有a.Na2CO3溶液，b.Ba(OH)2溶液，c.稀盐酸，d.过滤，其合理的加入顺序为_(填字母代号)。(2)电解饱和食盐水时离子交换膜的作用是_(3)电解饱和食盐水时，如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min在阳极可产生11.2 L(标准状况)Cl2，这时溶液的pH是(设体积维持不变)_。(4)Cl2常用于自来水的杀菌消毒，现有一种新型消毒剂ClO2，若它们在杀菌过程中还原产物均为Cl，消毒等量的自来水，所需Cl2和ClO2的物质的量之比为_。 16.新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁(CH3COO)2Fe、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800左右、 惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下：请回答下列问题：(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_。(2)在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有_、_、_(填化学式)生成。(3)在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为_。(4)写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：_。(5)已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为_。 答案 1. 电解0.1LH2SO4和CuSO4的混合溶液，阳极发生的反应为：4OH-2H2O+O2+4e-，阴极上发生的电极反应为：Cu2+2e-Cu，2H+2e-H2，两极均收集到2.24L（标况）气体，即均生成0.1mol的气体，阳极生成0.1mol氧气说明转移了0.4mol电子，而阴极上生成的0.1molH2只得到了0.2mol电子，所以剩余0.2mol电子由铜离子获得，且溶液中有0.1mol铜离子，得到铜离子的浓度为1mol/L故选D2.答案是BC,3.该熔融盐燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O2+2CO2+4e-2CO32-，负极上燃料CO失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳，电极反应式为2CO+2CO32-4e-4CO2，在得失电子相同条件下将正负极电极反应式相加得电池反应式2CO+O22CO2，故答案为：O2+2CO2+4e-2CO32-；2CO+2CO32-4e-4CO2；2CO+O22CO24.电解时阳极失去电子发生氧化反应，发生反应的应该依次是锌、铁，电极反应式也错误，A错；电解过程中，阴极和阳极得失电子总数相等，但是溶解的金属(依次锌、铁、镍)与析出金属(主要是镍)不同，则二者质量不可能相同，B错；电解后溶液中除Fe2+、Zn2+外，还有Ni2+，故C错。答案：D5 D 解析:由于银和汞的化合价相等，通入的电量相等，在两个阴极上得到的银和汞的物质的量应相等，而被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比为n（硝酸银）n（硝酸亚汞）21，说明一分子硝酸亚汞中含有两个亚汞离子，故硝酸亚汞的分子式为Hg2（NO3）2；在两个阳极上得到的产物的物质的量也应相等。6. A、活泼金属锌作负极，铜作正极，负极上锌失电子，正极铜上氢离子得电子生成氢气，故A错误；B、锌作负极，锌失电子生成锌离子进入溶液，导致锌片的质量减轻；铜片上氢离子得电子生成氢气，铜片质量不变，故B错误；C、原电池是将化学能转换为电能的装置，故C错误；D、电子从负极沿导线流向正极，即电子从锌片流出，经导线流向铜片，故D正确故选D7. (1)电化学 (2)弱酸性或中 ；吸氧 ；2Fe-4e-= 2Fe2+ ；O2+4e-+2H2O=4OH- (3)较强的酸 ；析氢 ；Fe - 2e-=Fe2+ ；2H+2e-=H28. C 9,CD 10.锌是负极，失去电子，生成锌离子。铁是正极，溶液中的氧气得到电子，所以选项A不正确，得不到蓝色沉淀，B正确；C不正确，电子不可能在溶液中传递，只能在外电路通过导线传递。D不正确，溶液显中性，氧气得到电子生成OH，答案选B。11. 铝是活泼的金属，在其表明极易被氧化生成一层致密的氧化膜，所以铝制容器是耐腐蚀的，和电化学原理无关系。其余选项BCD都是和原电池原理有关系即都是和电化学原理有关的，答案选A。12. 根据图知，（2）（3）装置是原电池，在（2）中，金属铁做负极，（3）中金属铁作正极，做负极的腐蚀速率快，并且两个电极金属活泼性相差越大，负极金属腐蚀速率越快，正极被保护，并且原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀，所以（2）（3），（4）（5）装置是电解池，（4）中金属铁为阴极，（5）中金属铁为阳极，阳极金属被腐蚀速率快，阴极被保护，即（5）（4），根据电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护腐蚀措施的腐蚀，并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率，所以铁腐蚀快慢顺序为：（5）（2）（1）（3）（4）；故答案为：（5）（2）（1）（3）（4）13.(1)氯气（Cl2)；_a_ (填字母）；_d_ (填字母）；_浓硫酸_（每空2分）。(2)（2分)。(3)（1）氯气；a；d；浓硫酸（2）SiCl4+2H2+O2SiO2+4HCl0.35 (2分)。6mol。(2分(4)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g); H=-184.6kj/mol(2分)。(5)134.414.A左边是原电池，右边的电解池，故A错误；B左边是原电池，投放氢气的电极是负极，投放氧气的电极是正极，则锌是阴极，铜是阳极，故B错误；C根据转移电子守恒得，当铜片的质量变化为12.8g时，a极上消耗的O2在标况下体积为=12.8g64g/mol2422.4L