B
向盛有2ml0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加一定量0.1mol/LNaCl溶液,再向其中滴加一定量0.1mol/LKI溶液,
先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
C
室温下,取相同大小、形状和质量的Cu粒分别投入0.1mol/L的稀硝酸和10.0mol/L的浓硝酸中
Cu粒与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈
探究浓度对化学反应速率的影响
D
用石墨做电极电解Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合溶液
阴极上先析出铜
金属活动性:
Mg>Cu
20.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用,有一种银锌电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应为Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag,其中一个电极反应为:
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。
(1)判断正负极的材料:
负极材料___,正极材料__。
(2)判断电池工作时,电子的流动方向和电解质溶液中离子的流动方向。
电子由___到__,溶液中的阳离子流向电池的___,阴离子流向___。
(3)甲醇(CH3OH)燃料电池为绿色化学电源,在碱性NaOH溶液为电解质溶液时的负极电极反应式为___。
正极反应式:
___。
该电池工作时,外电路每流过1×103mole-,消耗标况下氧气___m3。
21.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液。
某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。
①甲烷燃料电池负极的电极反应为_______________________________。
②闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是__________(填化学式),电解氯化钠溶液的总反应方程式为_________________________。
③若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F=9.65×104 C·mol-1,列式计算),最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。
22.下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
(1)接通电源,经过一段时间后,测得e电极上收集到气体在标准状况下体积为4.48L,乙中c电极质量增加。
据此回答问题:
①电源的N端为 极。
②电极b上发生的电极反应为 。
③电解前后甲溶液pH ;乙溶液pH ;丙溶液pH 。
(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)写出乙溶液中的电解反应方程式:
需加入 g (填物质名称)复原。
试卷答案
1.C
【详解】A.根据原电池的工作原理,阴离子向负极移动,即
向负极移动,A错项误;
B.电子不能通过电解质溶液,电子移动方向应为电极a→负载→电极b,B项错误;
C.根据电池总反应式及电解质溶液是磷酸溶液,可写出负极反应式:
CH2=CH2+2H2O-4e-===CH3COOH+4H+,C项正确;
D.根据负极的电极反应式可知,当电路中通过0.04mol电子时,参加反应的CH2=CH2为0.01mol,但题中没有给出气体所处的状态,故无法计算气体的体积,D项错误;
答案选C。
2.B
【详解】A、根据题给信息知乙烯发生氧化反应,在燃料电池的负极反应,故a电极发生氧化反应,A错误;
B、放电时,负极发生CH2=CH2-2e-+H2O=CH3CHO+2H+,每转移2mol电子,理论上需要消耗1mol乙烯,即28g,B正确;
C、b极反应式为:
O2+4e-+4H+=2H2O,C错误;
D、原电池中电子只能通过导线和电极传递,不能通过溶液传递,D错误;
故合理选项为B。
3.B
【分析】
燃料电池是原电池,失电子的电极是负极,发生氧化反应。
得电子的电极是正极,发生还原反应。
放电时,电子从负极沿导线流向正极,电流与电子流向相反,据此分析解答。
【详解】A.a极上NH3发生氧化反应生成N2,a极是原电池的负极,故A错误;
B.负极发生失电子的氧化反应,2molNH3变为1molN2失去6mol电子,所以电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,故B正确;
C.生成1molN2失去6mol电子,即电路中通过电子物质的量为6mol,故C错误;
D.外电路的电流方向是从正极流向负极,即从b极流向a极,故D错误;
答案选B。
4.B
【分析】
电池的反应为:
LiCoO2+6C
Li1-xCoO2+LixC6,放电时电子经外电路、锂离子经内电路同时移向正极,锂离子插入到层状结构的氧化物中;充电时,碳电极参与还原反应,锂离子从正极中脱嵌,在负极中嵌入形成LixC6,据此分析。
【详解】A.Li的氧化物是Li2O,Co的氧化物是Co2O3,LiCoO2改写为氧化物的形式为Li2O∙Co2O3,A正确;
B.采用有机电解液的锂电池可以抑制极性溶剂的还原分解,从而提高电池的容量保持率,因而能够提高电池的充电或放电效率和使用寿命,B错误;
C.根据电池总反应得电池放电时正极反应式:
Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2,C正确;
D.充电时,碳电极参与还原反应,锂离子从正极中脱嵌,在负极中嵌入形成LixC6,D正确;
答案选B。
5.B
【详解】A.根据总反应可知Zn被氧化,原电池中负极发生氧化反应,所以Zn为负极材料,故A正确;
B.根据总反应可知产物中有MnOOH和Zn(OH)2,若电解质为稀硫酸,稀硫酸可以和二者发生反应,产物会发生变化,故B错误;
C.原电池中正极得电子发生还原反应,根据总反应可知正极反应应为:
MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,故C正确;
D.13g锌的物质的量为
=0.2mol,放电过程中锌由0价变为+2价,所以转移电子的物质的量为0.4mol,故D正确;
故答案为B。
6.B
【详解】A.根据电极反应式X极:
CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O,Y极:
4H2O+2O2+8e-═8OH-可知,X极甲烷被氧化,应为原电池的负极反应,Y极氧气得电子被还原,应为原电池的正极反应,故A正确;
B.根据电极反应式X极:
CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O,可知反应消耗KOH,OH-浓度减小,则pH减小,碱性减弱,故B错误;
C.n(O2)=
,转移电子的物质的量为0.25mol×4=1mol,故C正确;
D.X极:
CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O,Y极:
4H2O+2O2+8e-═8OH-,则总反应:
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,氢氧化钾被消耗,物质的量减小,故D正确;
故选:
B。
7.B
【详解】A.根据电池放电总反应为:
Li3C6+V2(PO4)3=6C+Li3V2(PO4)3,Li3C6发生失去电子的氧化反应,M电极为负极,N电极为正极,由装置图可知Li3V2(PO4)3作正极材料,A错误;
B.放电时,M电极为负极,反应式为Li3C6-3e-=6C+3Li+,即外电路中通过0.1mol电子,M极有0.1molLi生成Li+转移到正极N极,即M减少0.1molLi,质量为7g/mol×0.1mol=0.7g,B正确;
C.充电时,N电极为阳极、M电极为阴极,Li+由阳极N区向阴极M极区迁移,C错误;
D.放电时N电极为正极,充电时N电极为阳极,电极反应式为Li3V2(PO4)3-3e-=V2(PO4)3+3Li+,D错误;
故合理选项是B。
8.B
9.A
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】根据电池的总反应可知,高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子,电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn(OH)2,高铁酸钠在正极得到电子,电极反应式为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe(OH)3+5OH﹣,根据电极反应式可判断电子转移的物质的量与反应物之间的关系,充电时,阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钠,电极反应式为Fe(OH)3+5OH﹣=FeO42+4H2O+3e﹣,阳极消耗OH﹣离子,碱性要减弱,以此解答该题.
【解答】解:
A.放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe(OH)3+5OH﹣,每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被还原,故A错误;
B.充电时阳极发生Fe(OH)3失电子的氧化反应,即反应为:
Fe(OH)3﹣3e﹣+5OH﹣=FeO42﹣+4H2O,故B正确;
C.放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe(OH)3+5OH﹣,生成氢氧根离子,碱性要增强,故C正确;
D.根据电池的总反应可知,高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子,电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn(OH)2,故D正确.
故选A.
10.D
【详解】A.M室中石墨电极为阳极,电解时阳极上水失电子生成O2和H+,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,故A正确;
B.原料室中的B(OH)4-通过b膜进入产品室,M室中氢离子通入a膜进入产品室,原料室中的Na+通过c膜进入N室,则a、c为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜,故B正确;
C.电解时阴极上水得电子生成H2和OH-,原料室中的钠离子通过c膜进入N室,溶液中c(NaOH)增大,所以N室:
a%<b%,故C正确;
D.理论上每生成1molH3BO3,则M室中就有1mol氢离子通入a膜进入产品室即转移1mole-,M、N室电极反应式分别为2H2O-4e-=O2↑+4H+、2H2O+2e-=H2↑+2OH-,M室生成0.25molO2、N室生成0.5molH2,则两极室共产生标准状况下16.8L气体,故D错误;
故选D。
11.A
【分析】
该装置为电解池,M为阳极,电极材料为金属钴,钴失电子生成钴离子,钴离子通过膜I进入产品室,H2PO2-通过膜Ⅱ、Ⅲ进入产品室与钴离子生成Co(H2PO2)2。
【详解】A.综上分析,膜Ⅱ、膜Ⅲ均为阴离子交换膜,A正确;
B.Co(H2PO2)2在产品室生成,不是在阳极生成,阳极的电极反应式为Co-2e-=Co2+,B错误;
C.M为阳极,应接电源的正极,故a为电源的正极,C错误;
D.离子方程式中电荷不守恒,应为Co2++H2PO2-+3OH-=Co+HPO32-+2H2O,D错误;
答案选A。
12.B
【分析】
用新型甲醇燃料电池作电源电解硫酸铜溶液,在组合装置中,燃料电池提供电能为原电池装置,通入氧气一极得电子发生还原,作正极,通入甲醇一极失电子发生氧化反应,作负极。
电解池中,与电源正极先连的电极为阳极,那么a电极是阳极,b电极是阴极。
【详解】A.根据分析,甲醇作负极失去电子发生氧化反应,在酸性电解液中,甲醇被氧化为CO2,化合物中碳元素化合价从-2上升到+4,故其电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+,A说法正确;
B.若a为粗钢,b为精铜,粗铜作阳极不考虑溶液中其他离子放电,粗铜(含铜、锌、铁、银等杂质)发生氧化会溶解,燃料电池中消耗标准状况下224mLO2,氧气的物质的量0.1mol,电路中转移电子0.04mol,则粗铜上转移的电子0.04mol,a极由锌、铁、铜等金属溶解,则a极减少的质量不能确定,B说法错误;
C.若a.b均为石墨为惰性电极,根据分析a极为阳极,聚集阴离子SO42¯和水中的OH¯,水中OH¯失电子能力比SO42¯强,故OH¯放电失去电子发生氧化,a极反应为:
2H2O-4e-=4H++O2↑,C说法正确;
D.若a为石墨,b为铜,则阳极为惰性电极,只考虑离子放电。
阳极区聚集的水中OH¯失电子能力比SO42¯强,则水中OH¯先放电发生氧化反应生成氧气。
阴极区Cu2+得电子能力比水中的H+强,则Cu2+先放电发生还原反应生成Cu。
故电解池的总反应为2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+,消耗标准状况下224mLO2,n(O2)=0.01mol,根据关系式法O2~4e-~4H+,得n(H+)=0.04mol,溶液体积400mL,c(H+)=0.1mol·L-1,故pH为1,D说法正确;
答案选B。
13.C
【分析】
装置图分析可知放出氧气的电极为阳极,电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气,气流浓度增大,碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子,出口为碳酸氢钠,则电极反应,4CO32-+2H2O-4e-=HCO3-+O2↑,气体X为阴极上溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,电极连接电源负极,放电过程中生成更多氢氧根离子,据此分析判断。
【详解】A.乙池电极为电解池阴极,和电源负极连接,溶液中氢离子放电生成氢气,故A错误;B.电解池中阳离子移向阴极,钠离子移向乙池,故B错误;C.阴极附近氢离子放电破坏了水的电离平衡,电极附近氢氧根离子浓度增大,NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大,故C正确;D.放出氧气的电极为阳极,电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气,气流浓度增大,碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子,出口为碳酸氢钠,则电极反应,4CO32-+2H2O-4e-=HCO3-+O2↑,故D错误;故答案为C。
14.D
【分析】
A.该装置为外加电源的电解池原理;
B.根据装置图易知,阳极生成的CuCl2与C2H4发生了氧化还原反应,根据化合价的升降判断该氧化还原反应的规律;
C.根据电解池阴阳极发生的电极反应式及溶液电中性原则分析作答;
D.根据具体的电解反应与氧化还原反应综合写出该装置的总反应。
【详解】A.该装置为电解池,则工作时,电能转变为化学能,故A项错误;
B.C2H4中C元素化合价为-2价,ClCH2CH2Cl中C元素化合价为-1价,则CuCl2能将C2H4氧化为1,2一二氯乙烷,故B项错误;
C.该电解池中,阳极发生的电极反应式为:
CuCl-e-+Cl-=CuCl2,阳极区需要氯离子参与,则X为阴离子交换膜,而阴极区发生的电极反应式为:
2H2O+2e-=H2↑+2OH-,有阴离子生成,为保持电中性,需要电解质溶液中的钠离子,则Y为阳离子交换膜,故C项错误;
D.该装置中发生阳极首先发生反应:
CuCl-e-+Cl-=CuCl2,生成的CuCl2再继续与C2H4反应生成1,2一二氯乙烷和CuCl,在阳极区循环利用,而阴极水中的氢离子放电