化学竞赛习题及解析原电池习题.docx

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化学竞赛习题及解析原电池习题

原电池习题（竞赛部分）

姓名班级学号

1．已知：

E（MnO4－/Mn2+）＝+1.51VE（Fe3+/Fe2+）＝+0.77V

E（Cl2/Cl－）＝+1.36VE（Ce4+/Ce3+）＝+1.76V

E（SO42－/H2SO3）＝+0.17V

酸性溶液中，在Cl－、Fe2+、Ce3+、H2SO3中，不能被KMnO4氧化的是（）

A．Cl－B．Fe2+C．Ce3+D．H2SO3

2．已知：

E（I2/I－）＝+0.54VE（Br2/Br－）＝+1.07V

E（Cl2/Cl－）＝+1.36VE（F2/F－）＝+2.87V

E（Fe3+/Fe2+）＝+0.77V

下列说法正确的是（）

A．在卤素离子中只有I－能被Fe3+氧化

B．在卤素离子中只有Br－和I－能被Fe3+氧化

C．全部卤素离子都能被Fe3+氧化

D．在卤素单质中除I2外，都能被Fe2+还原

3．参考E数据，下列说法不正确的是（）

A．Sn2+能将Fe3+还原为Fe2+B．在酸性溶液中，KMnO4能将Fe2+氧化成Fe3+

C．Sn2+能将Fe2+还原为FeD．在酸性溶液中，I2不能将Mn2+氧化成MnO2

4．在c（Cr2O72－）＝0.01mol·L-1，c（Cr3+）＝0.001mol·L-1，c（H+）＝0.01mol·L-1的溶液中，该电对的电极电势为（已知：

E（Cr2O72－/Cr3+）＝+1.33V）（）

A．1.09VB．0.85VC．1.27VD．1.49V

5．已知：

E（Ag+/Ag）＝+0.7995V，E（Fe3+/Fe2+）＝+0.771V。

在银还原器中（银粉浸在NaCl溶液中）Ag能将Fe3+还原成Fe2+，其主要原因是（）

A．Cl－有还原性

B．Ag比较活泼

C．银先置换出氢气，氢气将Fe3+还原成Fe2+

D．由于生成AgCl沉淀，使电对Ag+/Ag电势下降到比Fe3+/Fe2+小

6．（2014北京市赛）将表面洁净光滑的碳钢完全浸没在一定浓度的NaCl溶液中，下图显示了该碳钢的腐蚀速率与NaCl浓度的关系。

（1）写出碳钢在中性条件下被腐蚀的电极方程式：

。

（2）分析腐蚀速率变化的原因

。

7．（2016北京市赛）某动力潜艇用新型的质子交换膜燃料电池，可以为潜艇水下行动和作战时提供更强大的动力。

其结构示意图如下。

（1）负极的电极方程式为。

（2）氧电极的反应受pH影响很大，会分步进行，请写出酸性条件下分步反应的电极方程式。

（3）已知：

E（O2/H2O）＝1.229V，F＝96500C/mol，（H2O，l）＝-285.8kJ·mol-1，

（H2O，g）＝-241.8kJ·mol-1。

计算298K时，该电池理论工作效率μ（＝G/H）。

8．（2010北京市赛）铜有如下的标准电极电势（E/V）图：

Cu（NH3）42+的累积稳定常数为2.1×1013（即：

Cu2+＋4NH3Cu（NH3）42+的平衡常数）。

则：

（1）Cu（NH3）2+的累积稳定常数2.1×1013（填“＞”、“＜”或“＝”）；

（2）无色的[Cu（NH3）2]2SO4、NH3混合溶液常用于气体中的氧含量分析。

①混合液与氧气发生反应的离子方程式为：

。

②用离子方程式表示混合液怕酸的原因是。

③为保存混合液不因密封性不好而变色，会在其中放一些铜屑，此做法的理由是：

。

（3）对于Cu（NH3）42+，中心形成体采用的杂化轨道是。

（4）向[Cu（NH3）4]SO4溶液中加入过量的KI-硫酸溶液，则发生反应的离子方程式为：

。

9．（2016北京市赛）某同学用KSCN检测铜粉还原硫酸铁后的溶液是否还存在Fe3+，不论铜粉是否过量，向滤液滴加少量KSCN都不出现红色，只产生白色沉淀CuSCN（反应A）。

为了解白色沉淀产生的原因，该同学设计了如下实验。

已知：

硫氰[（SCN）2]是一种拟卤素，性质与卤素相似，其氧化性介于Br2和I2之间。

E（Cu2+/Cu）＝+0.34V，E（Cu2+/Cu+）＝+0.153V

E（Fe3+/Fe2+）＝+0.77V，E[（SCN）2/SCN－）]＝+0.77V

编号

操作

现象

1

溶液呈绿色，十余秒后开始出现白色沉淀，溶液变为黄色

2

无色溶液立即变红，同时生成白色沉淀

（1）写出铜粉还原硫酸铁的离子方程式。

（2）实验1中主要反应的离子方程式。

（3）实验1的黄色溶液与初始溶液相比，pH减小，请说明原因

。

（4）实验2的离子方程式。

（5）根据上述实验指出反应A中主要的还原剂，请结合电极电势来说明

。

（6）该同学为证实其推断，将实验1的反应液过滤，用滤液做如下实验：

①（II）的目的是，现象B是。

②根据以上实现现象，可以得出的结论为：

。

（7）向5mL0.1mol·L-1Fe2（SO4）3溶液中滴入2滴0.01mol·L-1KSCN，再加入铜粉，振荡。

当红色褪去时，能否说明已经完全反应？

为什么？

。

资料：

反应Fe3+＋3SCN－Fe（SCN）3为可逆反应，若增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡会正向移动，使反应物浓度减小，生成物浓度增大；若减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡会逆向移动，使反应物浓度增大，生成物浓度减小。

10．写出下列电池的电极反应、电池反应，并计算它们的电池电动势（25℃）

（1）Zn|Zn2+（1.0×10-6mol·L-1）||Cu2+（0.01mol·L-1）|Cu

正极：

；负极：

；

电池总反应：

。

E＝

（2）Cu|Cu2+（0.01mol·L-1）||Cu2+（2.0mol·L-1）|Cu

正极：

；负极：

；

电池总反应：

。

E＝

11．已知25℃时电池Zn|Zn2+（amol·L-1）||Cu2+（0.2mol·L-1）|CuE池＝1.1296V，求a。

12．已知：

Cu2+＋e－＝Cu+E＝+0.15V

Cu+＋e－＝CuE＝+0.52V

求：

Cu2+＋2e－＝Cu的E＝？

13．已知：

MnO4－＋8H+＋5e－＝Mn2+＋4H2O的E＝+1.51V

MnO2＋4H+＋2e－＝Mn2+＋2H2O的E＝+1.22V

求：

MnO4－＋4H+＋3e－＝MnO2＋2H2O的E＝？

14．某含Br－与Cl－的混合溶液，它们的浓度均为1.00mol/L。

现欲使用1.00mol/LKMnO4溶液只氧化Br－而不氧化Cl－，问上述混合溶液的pH范围是多少？

已知：

E（MnO4－/Mn2+）＝+1.51V，E（Cl2/Cl－）＝+1.36V，E（Br2/Br－）＝+1.07V

假定c（Mn2+）和气体均处于标准状态。

15．银不能置换1.00mol/LHCl中的氢，但是银可以与1.00mol/LHI反应生成氢气。

试用电极电势解释上述现象（标准电极电势可以查表）。

已知：

Ksp，AgCl＝1.8×10-10，Ksp，AgI＝8.5×10-17

16．有反应AsO43－＋2I－＋2H+AsO33－＋I2＋H2O。

当溶液的pH＝8、c（AsO43－）＝c（AsO33－）＝c（I－）＝c（I2）＝1.00mol/L时，反应是向左进行还是向右进行？

已知：

E（AsO43－/AsO33－）＝+0.56V，E（I2/I－）＝+0.536V

17．298K时，在Ag+/Ag电极中加入过量I－，设达到平衡时c（I－）＝0.10mol/L；而另一个电极为Cu2+/Cu，c（Cu2+）＝0.010mol/L。

现将两电极组成原电池，写出原电池的符号、电池反应式，并计算电池反应的平衡常数。

已知：

E（Ag+/Ag）＝+0.80V，

E（Cu2+/Cu）＝+0.34V，Ksp，AgI＝1.0×10-18。

18．制备氯化亚铜的离子方程式如下：

Cu（s）＋Cu2+＋2Cl－＝2CuCl↓。

若以0.2mol/LCuSO4和0.4mol/LNaCl溶液等体积混合并加入过量的铜，求反应达到平衡时，Cu2+离子反应的反应程度（用百分率表示）。

已知：

E（Cu2+/Cu+）＝+0.16V，E（Cu+/Cu）＝+0.52V，Ksp，CuCl＝1.2×10-6

双液原电池用于实验探究

1．（2017东城一模）资料显示“O2的氧化性随溶液pH的增大逐渐减弱”。

某兴趣小组探究不同条件下KI与O2反应，实验如下。

装置

烧杯中的液体

现象（5分钟后）

①2mL1mol·L-1KI溶液＋5滴淀粉

无明显变化

②2mL1mol·L-1KI溶液＋5滴淀粉＋2mL0.2mol·L-1HCl溶液

溶液变蓝

③2mL1mol·L-1KI溶液＋5滴淀粉＋2mL0.2mol·L-1KCl溶液

无明显变化

④2mL1mol·L-1KI溶液＋5滴淀粉＋2mL0.2mol·L-1CH3COOH溶液

溶液变蓝

颜色较②浅

（1）实验②中生成I2的离子方程式是。

（2）实验③的目的是。

（3）实验④比②溶液颜色浅的原因是。

（4）为进一步探究KI与O2的反应，用上表中的装置继续进行实验：

小烧杯中的液体

现象（5小时后）

⑤2mLpH＝8.5混有KOH的1mol·L-1KI溶液＋5滴淀粉

溶液才略变蓝

⑥2mLpH＝10混有KOH的1mol·L-1KI溶液＋5滴淀粉

无明显变化

Ⅰ．对于实验⑥的现象，甲同学提出猜想“pH＝10时O2不能氧化I－”，设计了下列装置进行实验，验证猜想。

ⅰ．烧杯a中的溶液为。

ⅱ．实验结果表明，此猜想不成立。

支持该结论的实验现象是：

通入O2后，

。

Ⅱ．乙同学向pH＝10的KOH溶液（含淀粉）中滴加碘水，溶液先变蓝后迅速褪色，经检测褪色后的溶液中含有IO3－，用离子方程式表示褪色的原因：

。

（5）该小组同学对实验过程进行了整体反思，推测实验①的现象产生的原因可能是：

。

实验⑥的现象产生的原因可能是

。

2．（2017西城一模）某化学小组研究盐酸被氧化的条件，进行如下实验。

（1）研究盐酸被MnO2氧化。

实验

操作

现象

I

常温下将MnO2和12mol·L-1浓盐酸混合

溶液呈浅棕色，略有刺激性气味

II

将I中混合物过滤，加热滤液

生成大量黄绿色气体

III

加热MnO2和4mol·L-1稀盐酸混合物

无明显现象

①已知MnO2呈弱碱性。

I中溶液呈浅棕色是由于MnO2与浓盐酸发生了复分解反应，化学方程式是。

②II中发生了分解反应，反应的化学方程式是。

③III中无明显现象的原因，可能是c（H+）或c（Cl－）较低，设计实验IV进行探究：

将实验III、IV作对比，得出的结论是；将ⅰ、ⅱ作对比，得出的结论是。

④用下图装置（a、b均为石墨电极）进行实验V：

ⅰ．K闭合时，指针向左偏转

ⅱ．向右管中滴加浓H2SO4至c（H+）≥7mol·L-1，指针偏转幅度变化不大

ⅲ．再向左管中滴加