电化学.docx

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电化学

电化学专题

一、填空题

1、在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。

请根据题中提供的信息，回答下列问题：

（1）电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，工作时电池总反应为Ag2O＋Zn+H2O=2Ag＋Zn（OH）2。

①工作时电流从________极流向________极（填电极材料）。

②电极反应式：

正极______________________________________________，

负极：

____________________________________________。

③工作时电池正极区的pH____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

④当外电路中通过1.8NA个电子，理论上消耗的锌的质量___________克。

（2）电池对环境的污染已经越来越被重视，下列有关电池的说法正确的是（   ）

A、电池一般比较小，即使埋到土壤中也不会造成太大危害

B、电池回收的主要目的是为了提取里面的银、汞等金属

C、废旧电池可以直接通过燃烧的方式集中销毁

D、电池不仅污染土壤，也污染地下水

E、二次电池可反复使用，一般不会造成太大污染

F、废旧电池集中处理，回收其中的汞、镉、镍等有价金属，有很好的发展前景；

2、 M、R都是生活中常见的金属单质，其中R是用量最多的金属。

甲、乙是化合物，其中甲是黑色晶体，可由R在x中燃烧得到。

（1）M与甲在高温下反应的化学方程式是                                             

（2）电解法制R的低价氢氧化物的装置如图I。

a是4mol·L— NaCl、1mol·L—NaOH的混合溶液。

①配制a时需要除去蒸馏水中溶解的O2，常采用                的方法。

②石墨电极应与电源的               （填“正”或“负”）极相连接，通电后，R电极附近的现象是                      R极的电极反应是                                       。

③停止实验一段时间后，在R极上部有红褐色物质产生，反应的化学方程式是                                                 

（3）把R的某氧化物粉末与M粉末混合后分成两等份。

一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。

前后两种情况下生成的气体质量比是a：

b，则R的氧化物的化学式是                       。

 （4）如图是一个化学过程的示意图。

写出通入CH3OH的电极的电极反应式                                     

（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加5．40g时，甲池中理论上消耗O2          ml

（标准状况下）；此时丙池某电极析出1．60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是   （填序号）。

A．MgSO4溶液   B．CuSO4溶液    C．NaCl溶液   D．AgN03溶液

3、CuSO4溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂。

（1）某同学配置CuSO4溶液时，向盛有一定量硫酸铜晶体的烧杯中加入适量的蒸馏水，并不断搅拌，结果得到悬浊液。

他认为是固体没有完全溶解，于是对悬浊液加热，结果发现浑浊更明显了，原因是       ，最后，他向烧杯中加入了一定量的       溶液，得到了澄清的CuSO4溶液。

（2）该同学利用制得的CuSO4溶液，进行以下实验探究。

①图一是根据反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4设计成的锌铜原电池。

电解质溶液甲是       （填“ZnSO4”或“CuSO4”）溶液；Cu极的电极反应式

是       。

②图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，该同学

想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是       （填“CH4”或“O2”），a处

电极上发生的电极反应式是        。

（3）将蓝矾（CuSO4·5H2O）、生石灰和水按一定比例混合，即可得到波尔多液（杀菌剂），其有效成分为难溶的碱式硫酸铜[xCuSO4·yCu（OH）2]。

为测定某碱式硫酸铜的组成进行了如下实验：

取等质量的碱式硫酸铜样品两份，一份滴加稀盐酸至恰好完全溶解，另一份高温灼烧后只得到CuO固体。

所得数据显示n（HCl）︰n（CuO）＝3︰2，则该碱式硫酸铜的化学式中x︰y=       。

3、美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：

a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通人的氢气和氧气由孔隙中逸出，并在电极表面发生电极反应而放电。

（1）该燃料电池发生的总的化学方程式是：

      ，其电极分别为a是         极，b是         极（填正或负），                      

其电极反应分别是：

a极：

         b极：

（2）如下图装置，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹；电源有a、b两极。

若在A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。

切断K1，闭合

K2、K3通直流电，则：

①标出电源的正、负极，a为______极，b为_____极。

②在湿的Na2SO4滤纸条中心的KMnO4液滴，有什么现象______________。

③写出电极反应式：

A中_________________，B中__________________。

④若电解一段时间，A、B中均有气体包围电极。

此时切断K2、K3，闭合K1，则电流表的指针是否移动（填是或否）_________。

⑤若电流表指针不移动说明理由，若指针移动也说明理由_______________。

4、英国国家海洋学中心于2009年8月14日发布新闻公报说，中心的研究人员及其同行利用声呐等手段探测到北极海洋中存在大量甲烷气泡，证实了全球变暖会使海底释放大量甲烷的说法。

研究人员认为，这些甲烷可能会反过来加剧全球变暖。

（1）下图是1molCH4和O2完全反应生成CO2气体与水蒸气过程中能量变化示意图，又已知H2O（l）＝H2O（g）△H＝44.0kJ·mol－1，请写出1molCH4和O2完全反应生成CO2气体与液态水的热化学方程式                                  。

（2）美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的电池，氢气虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。

常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如甲烷（天然气）、汽油等。

电池的构造如图所示：

两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中流出，并从电极表面放出。

①请写出甲烷燃料电池中a极的电极反应式为                           。

②此时电池内的总反应方程式为                                。

（3）某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷与氯气的反应。

根据题意，回答下列问题：

①CH4与Cl2发生反应的条件是         ；若用日光直射，可能会引起                              

         。

②实验中可观察的实验现象有：

量筒内壁出现油状液滴，饱和食盐水中有少量固体析出，               ，                   等。

③用饱和食盐水而不用水的原因是                         。

[

④实验中生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化，产生剧毒气体——光气，反应化学方程式为2CHCl3＋O2→2COCl2＋2HCl，上述反应   

    （填选项符号，下同）

A．属于取代反应                  B．不属于取代反应

为防止事故发生，在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是            

A．氢氧化钠溶液    B．硝酸银溶液            C．稀盐酸

D．水              E．湿润的蓝色石蕊试纸    F．湿润的无色酚酞试纸

5、CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。

因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。

I、将CO2转化成有机物可有效实现碳循环

（1）CO2转化成有机物的例子很多，如：

以上反应中，原子利用率最高的是         。

（2）科学家最近成功开发出一种能将CO2转化为液体燃料的转基因蓝藻。

这种蓝藻能通过光合作用消耗CO2并产生异丁醇[（CH3）2CHCH2OH]，其名称是         （系统命名法）。

实验测得37g异丁醇完全燃烧放出1333.8kJ热量，用热化学方程式来表示异丁醇的燃烧热：

                                                      。

II、开发低碳能源是未来的发展趋势

锂——空气电池能够提供相当于普通锂电池10倍的能量，因此它是最有前途的电池技术。

下图是锂——空气电池放电和充电时的工作示意图。

（3）图I中电极a是         极。

（4）用锂——空气电池电解100mL0.5mol/LCuSO4溶液，当电池中消耗1.4gLi时，在阴极会析出            g铜

（5）电池中间的固体电解质（含阳离子交换膜）还能阻止H2O、N2、O2等物质的通过，防止Li和这些物质反应。

Li和水在常温下发生反应的化学方程式为                

（6）当给图II中的锂空气电池充电时，d极应接电源的        极，该电极的电极反应式为                                                  。

6、重铬酸钠（Na2Cr2O7）广泛用作氧化剂、鞣革剂等。

以铬矿石（主要成分为

Cr203，还含有FeO、A1203、Si02等杂质）为原料制取重铬酸钠的流程如下：

 请回答下列问题：

（1）Cr203在高温焙烧时反应的化学方程式为     。

（2）生产过程中，调节（含Na2Cr04、Na2Si03、NaAl02

   的溶液）pH的目的是       。

 （3）某化工厂采用石墨作电极电解Na2Cr04溶液，实现了

   Na2Cr04转化为Na2Cr207的生产，其原理如右图所示。

   ①写出阳极的电极方程式：

        ；

   ②此生产方法和上述流程相比的优点主要有     。

（4）Na2Cr207可用于测定废水的化学耗氧量（即COD，指每升水样中还原性物质被

   氧化所需要的02的质量）。

现有某水样100．00mL，酸化后加入clmol／L。

的

   Na2Cr207溶液V1mL，使水中的还原性物质完全被氧化（还原产物为Cr3+）；再用

的FeS04溶液滴定剩余的Cr2O72-，结果消耗FeS04溶液V2mL。

则该水

   样的COD为   mg/L。

7、某化学过程的示意图如图所示。

在装置工作过程中，甲池的总反应式为：

   2CH3OH+3O2+4NaOH=2Na2CO3+6H2O。

试回答下列问题：

（1）甲池溶液中的Na+移向        （填“a”或“b”）电极，乙池溶液中的Na+移向

               （填“A”或“B”）电极；

（2）电极A的名称：

                ；（3）电极b上发生的电极反应式为                                  ；

  （4）乙池中发生反应的离子方程式为                                ；

  （5）当电极A处得到0.71g产物时，甲池中理论上消耗O2       mL（标准状况下）。

14、如图甲、乙是电化学实验装置。

（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。

①甲中石墨棒上的电极反应式为                             ；

②乙中总反应的离子方程式为                              ；

③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。

若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5：

1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为                                                 。

（2）若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。

①甲中铁棒上的电极反应式为                                  ；

②如果起始时乙中盛有200mLpH=5的CuSO4溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入           （填写物质的化学式）        g。

8、A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大；A元素的原子半径最小；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成盐；D与A同主族，且与E同周期；E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3/4，A、B、D、E这四种元素，每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物。

请回答下列问题：

（1）C和E两种元素相比较，非金属性较强的是（填元素名称）          ，可以验证该结论的是（填写编号）          ；A．比较这两种元素的常见单质是沸点B．比较这两种元素的单质与氢气化合的难易

C．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性

（2）A、B、C、E可形成两种酸式盐（均有四种元素组成），两种酸式盐相互反应的离子方程式为          。

  （3）A、C、E间可形成甲、乙两种微粒，它们均为负一价双原子阴离子，且甲有18个电子，乙有10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为          ____________；

  （4）①在火箭推进器中装有液态B2A4和液态A2C2，已知0.4mol液态B2A4和足量液态A2C2反应，生成气态B2和气态A2C，放出256.6kJ的热量。

试写出该反应的热化学方程式：

         ____________________________。

②B2A4又称为肼，是一种可燃性液体，肼――空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%

―30%的KOH溶液，该电池放电时的负极反应式为：

                           _________。

        右图是一个电解装置示意图，假设使用肼―空

气燃料电池作为本装置中的电源，铜电极的质量变化

为64g，则肼―空气燃料电池理论上消耗标准状况下

的空气          L（假设空气中氧气体积含量为20%）。

9、

（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用做火箭燃料。

已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），则N2H4完全燃烧的热化学方程式是____________。

（2）肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。

肼-空气燃料电池放电时：

正极的电极反应式是______________________。

负极的电极反应式是______________________。

（3）下图是一个电化学过程示意图：

①锌片上发生的电极反应是________________。

②假设使用肼-空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化为128g，则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气__________L（假设空气中氧气的体积含量为20%）。

（4）传统制备肼的方法是以NaClO氧化NH3，制得肼的稀溶液。

该反应的离子方程式是____________。

二、推断题

10、A、J是日常生活中常见的两种金属，这两种金属和NaOH组成原电池，A作负极；F常温下是气体，各物质有以下的转化关系（部分产物及条件略去）。

请回答以下问题：

（1）写出原电池的负极反应方程式______________________________________。

（2）常温时pH=12的C溶液中，溶质的阳离子与溶质的阴离子浓度之差为____________（写出计算式）；相同条件下，等浓度的C溶液与CH3COONa溶液中，C的阴离子与CH3COO-浓度的大小关系：

前者_______后者（用“>”、“<”或“=”表示）。

（3）写出②的化学方程式____________________________________________________。

（4）含A元素的某盐X常做净水剂，X做焰色反应时，透过钴玻璃观察火焰呈紫色。

①X的水溶液与NaHCO3溶液混合，反应的离子方程式为                                              。

②500mLX的溶液与Ba（OH）2反应生成沉淀的质量与加入Ba（OH）2物质的量的关系如图：

请回答：

X晶体的俗名为__________；其溶液的物质的量浓度为_________mol/L。

11、惰性电极电解NaCl溶液或CuSO4溶液都得到三种产物A、B、C，各物质之间的转化关系如下图所示（图中参与反应和生成的水都已略去）。

已知甲是短周期元素的单质，它是日常生活中常用的包装材料。

回答下列问题：

（1）若电解的是NaCl溶液：

①甲与A反应的化学方程式是　　           　　　　　　　          。

②A与B反应的离子方程式是　　           　　　　　　          　。

③若电解100mL0．1mol·L－1NaCl溶液，阴、阳两极各产生112mL气体（标准状

况），则所得溶液的pH为　　　　　（忽略反应前后溶液的体积变化及气体溶于

水的影响）。

（2）若电解的是CuSO4溶液：

①E的化学式是             ；电解时阳极的电极反应式是　　            。

②加热时，A的浓溶液可与B发生反应，A的浓度随时间变化的图像正确

是          。

三、实验,探究题

12、电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：

保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀。

Fe（OH）3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。

阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用。

某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。

⑴实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。

此时，应向污水中加入适量的__________。

a．BaSO4    b．CH3CH2OH    c．Na2SO4    d．NaOH

⑵电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是

Ⅰ．_____________________________；Ⅱ．______________________________。

⑶电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe（OH）3沉淀的离子方程式是___________________________。

⑷该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。

为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（见上图）。

A物质的化学式是_________________；

13、2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只，锂电池消耗量巨大，对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。

因此锂离子电池回收具有重要意义，其中需要重点回收的是正极材料，其主要成分为钴酸锂（LiCoO2）．导电乙炔黑（一种炭黑）．铝箔以及有机粘接剂。

某回收工艺流程如下：

（1）上述工艺回收到的产物有                     。

（2）废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂，为了安全对拆解环境的要求是_______________。

     （3）碱浸时主要反应的离子方程式为_____________________。

       （4）酸浸时反应的化学方程式为___________。

如果用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到溶解的目的，但不利之处是_______________。

     （5）生成Li2CO3的化学反应方程式为____________。

已知Li2CO3在水中的溶解度随着温度升高而减小，最后一步过滤时应____________。

14、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如下所示，完成下列填空：

（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上电极反应为__________________，与电源负极相连的电极附近，溶液pH_________（选填“不变”、“升高”或“下降”）。

（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为_________

_______________________________________________________________。

（3）如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是_________。

   a.Ba（OH）2               b.Ba（NO3）2             c.BaCl2

（4）为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为_________（选填a、b、c）

a.先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂     

b.先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3

c.先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3

（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_________、冷却、_________（填写操作名称）除去NaCl。

15、

右图所示装置中，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，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，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列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

④电极c的质量变化是＿＿＿＿＿＿＿＿＿g；

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：

甲溶液＿＿＿