第九章电化学基础

1第九章电化学基础1.（2011山东卷）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用答案：C解析：未通电前还没有构成回路，不能形成原电池，A错；电镀时析出锌的量与转移电子的量有关，即与通过的电量有关，B错；镀锌层破损后形成电化学腐蚀时活泼的锌作负极，铁被保护，D错。2．（2011浙江卷）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是A．液滴中的Cl-由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e-4OH－C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e-=Cu2＋答案：B解析：NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区(a)被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，这时，负极电极反应为：Fe-2e-=Fe2＋（发生氧化反应）正极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH―（发生还原反应）在液滴外沿，由于Fe2＋+2OH―=Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3形成了棕色铁锈环（b）.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，由于Fe的金属活动性比铜强，Fe仍为负极，负极发生的电极反应为：Fe－2e-=Fe2＋。又根据在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极的规律，Cl－应由b区向a区迁移。所以A、C、D选项均错误，B选项正确。3.（2011福建卷）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确．．．的是（）A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成C．放电时OH－向正极移动D．总反应为：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑答案：C解析：可迅速选出C项是错误，因为原电池放电时OH－是向负极移动的。这种电池名称叫锂水电池。可推测其总反应为：铁锈环(b)腐蚀区(a)22Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑。再写出其电极反应如下：（—）2Li—2e—＝2Li+（+）2H2O+2e—＝2OH—＋H2↑结合选项分析A、B、D都是正确的。4.（2011新课标卷）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2下列有关该电池的说法不正确．．．的是A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB.电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O答案：C解释：根据电池的总反应，由元素的化合价的升降判断，Fe失去电子，发生了氧化反应生成Fe(OH)2故为负极，Ni2O3得到电子，发生了还原反应生成Ni(OH)2为正极。电池充电时电极反应与放电时的反应相反，阴极上Fe(OH)2发生了还原反应产生OH-，阴极附近溶液的pH升高，故C错。5.（2011北京卷）结合右图判断，下列叙述正确的是A.I和II中正极均被保护B.I和II中负极反应均是Fe-2e-=Fe2＋C.I和II中正极反应均是O2+2H2O+4e-=4OH―D.I和II中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀答案：A解析：题给装置I、II都是原电池，活泼金属作负极，首先被腐蚀，不活泼金属作正极，被保护；A对；I中负极反应式为：Zn-2e-=Zn2＋，B错；II中正极反应式为：2H＋+-2e-=H2↑，C错；I中没有Fe2＋，D错；选A。6．（2011全国卷）用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的A．CuSO4B．H2OC．CuOD．CuSO4·H2O答案：C解析：依据2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的CuO。7.（2011广东A卷）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不正确．．．的是A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e-=CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动答案：D解析：A、发生置换反应，正确。B、形成原电池，铜片作正极，溶液中Cu2＋发生还原而析出，正确；铁片作负极失去电子形成Fe2+，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，所以C、正确。D、3a和b分别连接直流电源正、负极，a作阳极，铜片失去电子形成为Cu2＋。Cu2＋向铁电极移动。错误8.（2011安徽卷）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：225105MnO+2Ag+2NaCl=NaMnO+2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是：A.正极反应式：Ag+Cl-e=AgClB.每生成1mol2510NaMnO转移2mol电子C.+Na不断向“水”电池的负极移动D.AgCl是还原产物答案：B解析：正极反应该得电子，因此A错；原电池中电解质溶液中的阳离子应该向正极移动，C错；Ag是反应的还原剂，因此AgCl是氧化产物，D错。9.（2011海南卷）一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH—2e-=2H2O；NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是A.H2O的还原B.NiO(OH)的还原C.H2的氧化D.Ni(OH)2的氧化答案：D解析：充电时的阳极的反应和放电时正极反应互为逆过程。NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-逆向看可知D为答案。10.（2011海南卷）根据右图，下列判断中正确的是A.烧杯a中的溶液pH升高B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-=H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-=Cl2答案：AB解析：Zn为负极，b中Zn-2e-=Zn2+，Fe为正极，a中的正极反应为OHOHeO42422，AB正确；11．(2011上海卷16)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D．用带火星的木条检验阳极产物答案：B说明：右边通入的是N2，a、b烧杯中盛放的是NaCl溶液4解析：应用惰性电极作阳极，排除A，阴极产物为铜，C错；阳极产物为氯气，应用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，D错。12．（2011四川卷）甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1mol/L的Y溶液pH＞1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L，也能与Z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物M。请回答下列问题：(1)戊离子的结构示意图为_________________。(2)写出乙的单质的电子式：_________________。(3)戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2∶4，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为__________。(4)写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式：___________________________________。(5)按右图电解M的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：_____________________________________。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的现象是__________________________。12题答案(1)(2)∶N‥‥‥N∶(3)2∶3(4)H+＋AlO－2＋H2O＝Al(OH)3↓(5)NaCl＋H2O电解====NaClO＋H2↑先变红后褪色13.（2011北京卷）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。⑴溶液A的溶质是。⑵电解饱和食盐水的离子方程式是。⑶电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：。⑷电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH4＋、SO42－[c(SO42－)c(Ca2＋)]。精制流程如下（淡盐水和溶液A来自电解池）：①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是。②过程I中将NH4＋转化为N2的离子方程式是。③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。过程II中除去的离子有。④经过程III处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L。若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m3盐水b，至多添加10%Na2SO3溶液kg（溶液体积变化忽略不计）。[phone]题答：⑴NaOH⑵2Cl－+2H2O通电H2↑+Cl2↑+2OH―⑶Cl2与水反应：Cl2+H2OHCl+HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动。减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出⑷①Mg(OH)2②2NH4＋+3Cl2+8OH―N2↑+6Cl－+8H2O③SO42－、Ca2＋④1.76解析：电解饱和食盐水时，阴极产物为NaOH和H2，阳极产物是Cl2，反应的离子方程式是2Cl－+2H2O通电H2↑+Cl2↑+2OH―，据此可以确定溶液A的溶质是NaOH；电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3的作用是促使化学平衡Cl2+H2OHCl+HClO向左移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出；根据粗盐水和淡盐水的化学成分，代入题给精制盐水的流程进行分析，可知过程I是将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀除去，即盐泥a除泥沙外，还含有的物质是Mg(OH)2；将NH4＋转化为N2的氧化剂是Cl2，对应的离子方程式是2NH4＋+3Cl2+8OH―N2↑+6Cl－+8H2O；过程II是利用沉淀溶解平衡原理，将溶液中的Ca2＋和SO42－分别转化为CaCO3和BaSO4沉淀除去；NaClO与Na2SO3溶液反应的化学方程式为：NaClO+Na2SO3NaCl+Na2SO4，若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m3盐水b时至少需要10%Na2SO3溶液1174.5g100126gmol1.26kg74.5gmol10，若盐水c中剩余Na2SO3的含量为5mg/L，则还需添加10%Na2SO3溶液50g÷10%=0.5kg，因此至多添加10%Na2SO3溶液的质量为1.26kg+0.5kg=1.76kg。14.（2011天津卷）工业废水中常含有一定量的Cr2O72－和CrO42－，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法1：还原沉淀法该法的工艺流程为：CrO42－H①转化Cr2O72－2Fe②还原Cr3+OH③沉淀Cr(OH)3↓其中第①步存在平衡：2CrO42－(黄色)+2H＋Cr2O72－(橙色)+H2O⑴若平衡体系的pH=2，该溶液显色。⑵能说明第①步反应达平衡状态的是。a.Cr2O72－和