电化学简答题答案

2、电化学简答题答案

1、【答案】（14分）

(1)

编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/g

②

③碳粉含量的影响

电解质溶液膜

（2）吸氧还原2H2O+O2+4"=40H—（或4H++

02+4"=2H20）

（3）放热反应，温度升高

（4）

实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）

①药品用量和操作同编号①实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）

②通入鼠气排净瓶内空气；

③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。

如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。

（本题属于开放性试题，合理答案均给分）

漉率的影响；

（2）因为压强的大小与气体的物质的量成正比，从所给的图像可看出，气体的量开始增加，

后来逐渐减小，故.」2发生了吸氧腐蚀；原电池装置中，活泼金属（Fe）做负极，不活泼

的C作正极，正极发生还原反应，电极反应式为2H20+02+4"=40H—或4H++

02+4^=2H2O；

（3）从体积的影响因素着手，温度升高，体积增大；

（4）基于假设一可知，产生氢气，发生了哪些变化，具体参考答案。

2、【答案】（15分）

（1）溶液变红

（2）2C1--2e-=ChtCh+lFe^ZCr+ZFe3+

（3）还原

3+的两种原因都成立；通过控制电压，验证了Fe?+先于放电

【解析】(1)在电解池中，氮离子在阳极放电：2C「-2T=ChT,生成的CL能够与

2+3+

溶液中的Fe?+发生氧化还原反应：Cl24-2Fe=2CF+2Fe.

(2)阳极产物没有氯气，二价铁离子具有还原性，也可能是二价铁离子失电子变为三

价铁离子，体现了其还原性。

(3)①根据对照试验，则需要C「浓度等于原FeCL溶液中CG产生，说明电压较大

时C「放电；电压较小时没有Ch产生，说明在电压较小的时候，C「没有放电，即Fe2+放

电变为Fe3+,故放电顺序：Fe2+>CPo

3、【答案】(14分)

,、催化剂

(1)4NH3+5O2-：4NO+6H2O

(2)©pi<p2②变小

(3)①A②2N2O4+O2+2HZO=4HNO3

电解

(4)NH3根据反应8NO+7H2O^^=4NH4NO3+2HNO3,电解产生的HNO3多

【解析】(DNH3和02在催化剂作用下发生氧化还原反应，产物是NO和H20,所

催化剂

以反应的万程式为4NH3+5O2-4NO+6H2O：

(2)①由2NO(g)+O2(g)：;=i2>1024)可知该反应为气体体积减小的反应，温度相同，

增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，根据图示和坐标含义，判断m<p2；②

再看同一压强线，温度升高，NO的平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动，则正反应为

放热反应，温度升高，平衡常数减小。

(3)①降低温度，N(h(g)转变为NzOMD,则A%〈0,反应物能量高于生成物能量，C错

误；N2Oj(g)转变为N2O4⑴需要放出热量，所以N5(g)转变为N2tMg)比NCh(g)转变为

N2O4Q)放出的热量少，B错误，所以正确的图示为A;②N2O4、02和HzO反应生成硝酸的

反应方程式为2N2O4+O2+2H20=4HNO3O

(4)根据工作原理装置图，可以确定阳极为NO失去电子转变为NOJ,阴极NO转变为

NH1,根据电极反应书写电极反应式为：

+

阳极：NO—3e-4-2H2O=NOr+4H

+

阴极：NO+5L+6H=NHt+H2O

然后根据得失电子守恒，硝酸根离子物质的量比铁根离子物质的量多，所以需要向溶

电解

液中加入的物质为NH3(即8NO+7H2O=^3NH4NO34-2HNO3)«

4、【答案】(15分)

(1)①吸氧腐蚀②B

△

(2)①4HNO3^^^4NO2T+O2T+2H2。②4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)3+NH4NO3+3H2。

③氮氧化物排放少(或其他合理答案)

【解析】(D由图看出，在海水中，该电化腐蚀属于吸氧腐蚀，在ABCD四个区域中，

生成铁锈最多是B区，能接触到氧气。(2)浓硝酸分解的化学方程式为

△

4HNO3-4NO2T+O2T+2H2O,刚酸氧化废铁皮中铁的化学方程式为

4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)3+NH4NO3+3H2O,生产过程中体现绿色思想的是整个过程中氮氧化

物排放减少。

根据反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2w(CO):n(CO2

FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)

5、【答案】(16分)

(1)排出空气，作为保护气，防止石墨被空气中的氧气氧化而损耗(1分)。

(2)CO(1分),SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O(2分)

(3)过滤(1分)。。一、AK)2-、OH-(3分)

△

(4)AIO2-+CH3COOCH2CH3+2H2O1CH3COO-+A1(OH)31+CH3CH2

(5)(3分)

【解析】(D开始前反应器中存在氧气，那么在加热的条件下，石墨与氧气发生反应，

所以在反应前必须排净反应器中的氧气，故通入N2的目的就是排出空气，作为保护气，防

止石墨被空气中的氧气氧化而损耗；

(2)只能是CO不可能是CO2,因为石墨与CO2高温下也会转化CO;根据题目中的

信息“SiCUi,SiCh再与NaOH反应制备水玻璃(NazSKh),故发生反应的化学方程式是

SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O;

(3)固体III含AICI3、FeCh、MgCL加过量NaOH溶液有沉淀MR(OH)2、Fe(OH)3和

溶液NaAKh、NaCL要分离出沉淀的操作是过滤；因为NaOH过量，所以溶液中必存在

的阴离子是AIOz—、OH-,反应由NaCl生成，则溶液中还存在阴离子CL,那么所得溶液

IV中的阴离子有CL、A1O2—、0H-;

（4）溶液IV中的阴离子有。一、AIOz一、OH一。加入了反应物CH3COOCH2CH3,

能除去溶液中的OH1且能促进偏铝酸根离子发生水解生成沉淀A1（OH）3,则V是

△

AI（OH）3,所以反应的方程式是AIO2-+CH3COOCH2CH3+2H2O,CH3COO-+

AI（OH）31+CH3cH20H;由AI2O3〜2Al（0H）3可以计算：A1（OH）3

（5）铜的化学性质比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作

阳极，铜作阴极。防腐示意图如下：

【答案】（9分）

（I）ha（每空1分，共2分）

+

（2）MnO2+e-^Li=LiMnO2（2分）

（3）否电极Li是活泼金属，能与水反应（每空1分，共2分）

高温

（4）3MnO2+KClO3+6KOH=^=2K2MnO4+KCl+3H2O（2分）

2:1（1分）

6、【解析】（1）结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，M11O2作正极

材料，所以电子流向是从a-b,那么电流方向则是b-a；

（2）根据题目中的信息“电解质LiCKh溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入

MnCh晶格中，生成LiMnCh”，所以正极的电极反应式MnO2+e—+Li+=LiMnO2；

（3）因为负极的电极材料Li是活泼的金属.能够与水发生反应.故不能用水代替电池

中的混合有机溶剂；

（4）由题目中的信息“MnCh可与KOH和KC1O4在高温条件下反应，生成K2MliOJ,

1一4

可知该反应属于氧化还原反应，Mn元素化合价升高（Mn-Mn）,则。元素的化合价

+5-1高温

降低（ClfC1）,所以方程式为3MliO2+KCKh+6KOH^^=2K2MnO4+KCl+3H2。；根

K+7

据“K2MliO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4（K2MnO4KMnO4）和MnO2

w

（K2MnO4->MnO2）,根据电子得失守恒，可知生成的KMnO工和MMh的物质的量

之比为2:lo

7、【答案】（14分）

(1)ZnO（2分）

（2）漫出（2分）

（3）锌粉置换出Fe等（每空2分，共4分）

（4）O2（2分）

+2+分）

（5）2ZnS+4H+O2=2Zn+2Sl+2H2O（2

（6）ZnCO3+2C=^=Zn+3COf（2分）

【解析】（1）硫化锌精矿的主要成分为ZnS,在沸腾炉中与氧%发生反应的方程式为

K曰

ZnS+O2^^=ZnO+SO2,故产生焙砂的主要成分的化学式ZnO;

（2）从流程图可以看出，“浸出”环节需要加入酸，所以用焙烧过程中产生的含尘烟气

制取的酸，可用于后续的浸出操作；

（3）为了保证"浸出''环节焙砂能够全部溶解，所以加入的酸是过量的，此时杂质Fe"

也存在于“浸出液”中，所以加入锌粉的目的就是置换出Fe;

（4）根据题目中的信息“阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金精性电极”，则阳极为情

性电极，此时阳极参加反应的微粒是OH］电极反应式4OH—+4e—=2H2O+O2T,故阳极逸

出的气体是02

（5）根据信息“氧压酸浸”，可知参加反应的物质时ZnS、02和酸提供的H+,生成物“有

+2+

工业价值的非金属单质”即为S,所以离子方程式为2ZnS+4H+O2=2Zn+2Sl+2H2O;

（6）该炼锌工艺参加反应的物质时煤炭饼和炉甘石（碳酸锌），得到的物质是倭铅（金

高泻

属锌）和CO,ZnCO3+2C^^=Zn+3COt•

8、【答案】（14分）

（1）①2H2O+2e-=H2+2OH—②Si?+2H+=（n・l）S+H2s

（2）①铜、氢、氯②③提高混合气体中空气的比例

（3）2H2S===2H2+S2

【一解析】（1）①溶液呈碱性，电解时水得到电子，阴极的电极反应式为：

2H2O+2e-=H2+2OH-;②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，

2+

Sn+2H=（n-l）S+H2S

（3）根据困像，1400。（3时，硫化氢由85%减少到40%,氧气由10%增加40%,另一种

气体由5%增大到20%,生成物的物质的量之比为2:1,2H2s===2H2+Sx根据原子个数守恒，

的X=2,反应方程式为：2H2s===2H2+S2

9、【答案】（15分）

(1)六IVA弱

△

(2)PbO2+4HCl(浓)PbCl2+C12T+2H2O

2++

(3)PbO+CIO-=PbOz+Cl-Pb+2H2O-2e-=PbO2l+4H

石墨上包上铜镀层Pb2++2e-=Pb]不能有效利用Pb2+

(4)根据PbO2=PbO+O2t,有—x32=239x4.0%,

X22

.239x4.0%2m+〃..m0.42

x=2-------------------2-nPbO,---------=1.4,—=——=—

16m+nn0.63

【解析】或在元素周期表中的位置是第二周期，IVA族，由图中所给的信息“铅是碳的

同族元素，比碳多4个电子层（相当于比C的周期数大4）”，所以铅在元素周期表的位置

为第六周期，IVA族；由于同主族元索随着核电荷数的逐渐增大，元素的非金属性逐渐减

弱，所以PbO2的酸性比CO2的酸性要弱；

（2）PbO?与浓盐酸共热生成黄绿色气体，则该黄色色气体是Cl2,（则意味着该反应

△

为氧化还原反应），所以反应的方程式为PbO2+4HCl（浓）PbCh+CizT+lHzO;

（3）由题目提供的信息可知，PbO与次氯酸钠溶液反应属于氧化还原反应，Pb化合

价升高，Q元素化合价降低，故离子方程式为PbO+ClO—=PbO2+CL;

（4）电解池的阳极发生失电子反应（氧化反应），因为Pb2+—PbO2属于氧化反应，所

2++

以发生的电极反应为Pb+2H2O-2e-=PbO2l+4H;由于CiP+的放电能力强于Pb?+,故

阴极上的电极反应为Cu2++2e-=Cu,则阴极产生的现象是石墨上包上铜镀层；若电解液中

不加入Cu（N5）2,阴极发生的电极反应式为Pb2++2e-=Pb],这样一来就不能有效利用Pb2+o

△2—x

（5）样品失重的原因是生成了氧气，根据PbO2^=PbOv+o2t,有

2-x“_239x4.0%ns2m+n..m0.42

-------x32=239x4.0%,x=2-------------------rnPbO,----------=1.4,—=—=一。

216m+nn0.63

10、【答案】(1)H3Po2^^=H++H2P02

（2）①+1。②H3Po4。③正盐，碱性。

（3）2P4+3Ba（OH）2+6H2O=2PH3T+3Ba（H2Po2）2

（4）①2HzO-4e=4H++02T或4OH-4e=2H2O+O2.

②由于阳极室OH•放电，造成H+浓度增大，通过阳膜扩散进入产品室，而原料室中的

H2P。2-可以通过阴膜进入产品室，二者反应生成H3P02.

③H3P04或PO43。由于H3P02具有还原性，电解时就会有H3P02在汨极放电而被氧

化生成H3P04。

【解析】（1）一元酸，只发生一步电离，中强酸是弱电解质：H3PO2=H++H2POd

（2）①利用元素化合价代数和为零，得出P元素为+1价。

②H3P。2做还原剂，Ag+是氧化剂，二者1：4反应，则H3P02失去4个电子，P元素

变为+5价，生成H3P04。

③由于H3PO2是一元酸，所以NaHzPOz是正盐，弱酸强碱盐水解显碱性。

（3）反应的反应物与产物都给出，是P元素的歧化反应，注意配平就可以：2P」+

3Ba（OH）2+6H2O=2PH3T+3Ba（H2Po2）2

（4）①阳极室电极上发生氧化反应，失电子的是OH72H2O-4e，=4H++O2T或4OH，

-4e=2H2O+O2T.

②由于阳极室OH•放电，造成H+浓度增大，H+通过阳膜进入产品室，而原料室中的

H2P02-可以通过阴膜进入产品室，生成H3P。2.

③由于H3P。2具有还原性，电解时就会有H3P02在阳极放电而生成H3P0.3。

n、【答案】（1）负4AI2CI7-+3e~=A1+7A1C14-H2（2）3（3）b、d不能

+3+2+3+2+

Fe2O3+6H=2Fe+3H2OFe=3Fe（或只写Fe+2Fe=3Fe）

【解析】（1）在钢制品上电镀铝时，即钢制品为镶件，电镀时作为阴极（与电源的负

极相连）；在电镀时，阴极生成A1单质，所以电极反应为4ALeb-+3e-=AI+7Ale14一；电

键时若用A1CL作为电解液.则由水电离出的H+也能在阴极放点生成Hz：

（2）用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层时，发生反应的方程式为

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2f,该反应的还原产物是H2。根据与转移电子数的关

系：出~2",所以Hz的物质的量是3mol。

（3）铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，并且它是一个放热反应其中镁条为引燃剂，

氮酸钾为助燃剂，所以答案选bd;H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式为

3+

Fe2O3+6H+=2Fe+3H2O,铝热反应生成的Fe可将Fe"还原为Fe2+,所以不能说明固体混

合物中无Fe2（）3。

12、【答案】（14分）

（1）H2O

24

(2)NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2t,4NA或

27b4

(3)a—bmoRLP

(4)①A——>D②C6H6+6H++6iT=C6H12

【解析】(D氧气完全燃烧的产物是HzO;

(2)反应前后B元素的化合价没有变化，均显+3价，所以NaBHU中H元素的化合价

为-1价，HzO中H元素显+1价，所以该反应是H元素之间的归中反应，即产物有Hz,故

反应的方程式为NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2t；Imol.NaBH4参加反应转移的电子数为4mol<>

(3)利用三段式解题

FeSO4/AhO3◎>(g)+3H2(g)

起始(mnl/T.)

转化(mol/L)

平衡(mol/L)

臭…(3b)3xb27b42°

化学平衡常数K=-~-——=-------mol3/L3;

a-ba-b

(4)①根据反应的+3Hz=,可知H元素失去电子，做负极，所以

电子流向A—D;②反应物是，产物是,介质是H\所以电极反应式为

+6H++6e'=0

13、【答案】(1)3NO2+2H2O=2HNO3+NO；

(2)@N2(g)+O2(g)=2NO(g)4H=+183KJ/mol：②增大；

(3)①2NO+2co型些N2+2CO二

②由Mg、Ca、Sr、Ba的质子数，得知它们均为第UA族。同一主族的元素，从上到

F,原子半径逐渐增大；

2

(4)①还原；@NO+O-2e-=NO2;

14＞【解析】(1)NO?与HzO反应生成HN03与NO；

(2)@AH=945kJ/mol+498kJ/moI-2X630KJ/mol=+183KJ/mol；

②该反应正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应移动，化学平衡常数增大；

(3)①NO被CO还原Nz，CO被氧化为CO?；

②由Mg、Ca、Sr、Ba的质子数可知，它们均处于第HA族，同一主族自上而下，原

子半径增大，金属性增强；

(4)①由工作原理示意图可知，在Pl电极发生还原反应生成;

②在CP参加反应下，NO在NiO电极发生氧化反应生成NO2O

解析：(l)NaCl与AI2O3冶炼需要用电解法，FezCh与Cu2s可以用热还原法，所以答案为b、

do

(2)在该反应中，Cu元素化合价由+1升高到+2,S元素化合价由-2升高到+6,Cu2s做还

原剂；当有.ImolO?参与反应转移的电子为4mol,由于Cu》水解呈酸性，加入镁条时，镁与

H’反应生成了氢气。

(3)电解精炼时，不纯金属做阳极，这里就是a极；b电极是阴极，发生还原反应，生成

了红棕色气体是NO,遇空气氧化生成的NO2，电极反应：NO3+3e-F4H=NOt+2H2Oo

或NO3+e+2H=NO2t+H2O

(4)做电解质溶液，形成原电池。

答案：(1)b、d

(2)Cu2S；4；氢气

(3)a；NO3+e+2H'=NO21+H2O

(4)做电解质溶液(或导电)

15、答案：⑴①N三N②2NO，+5H」里境N2+2OH+4Ha③加酸，升高温度，加水

-

(2)©A,2N03+6H20+10e=N2+12OH②

【解析】(1)①凡分子中氮原子间通过氮氮三键结合，因此其结构式为N三N；②利用溶液

pH变化可知有0万生成，再结合原子守恒可写出反应的离子方程式;利用离子方程式知V(N03)

=V(0H)=(102-10；•min)；③水解是吸热反应，N(V水解使溶液中c(OH~)变大，因此可促

进N02冰解的措施有加热、加水或加酸等。(2)①由图示知在Ag-Pt电极上NOJ发生还原反

应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极；在阴极反应是NOJ得电子发生还

原反应生成用，利用电荷守恒与原子守恒知有HQ参与反应且有0万生成；②转移2mol电子

时，阳极(阳极反应为压0失电子氧化为和H')消耗Imol水,产生2moi左-△!!!右