第13讲 电化学.docx

1、第13讲 电化学1下列有关钢铁腐蚀和防护的说法不正确的是()A自行车的钢圈上镀一层铬，防止生锈B外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门与电源的负极相连C钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：2H2OO24e=4OHD钢铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe3e=Fe3解析：选DA项，自行车的钢圈上镀一层铬阻止了铁与空气、水接触，从而防止金属铁生锈，正确；B项，水中钢闸门连接电源的负极，即作为电化学保护装置的阴极，使其不发生失电子反应而被保护，正确；C项，钢铁发生吸氧腐蚀过程中正极O2得到电子生成OH，正确；D项，钢铁发生析氢腐蚀的负极反应：Fe2e=Fe2，错误。2镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁原电池放

2、电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的焦点。其中一种镁原电池的反应为xMgMo3S4MgxMo3S4。下列说法错误的是()A放电时Mg2向正极迁移B充电时阳极反应为Mo3S2xe=Mo3S4C充电时Mo3S4发生氧化反应D放电时负极反应为xMg2xe=xMg2解析：选CA项，放电时阳离子向正极移动，正确；B项，充电时阳极发生氧化反应，所以Mo3S失去电子生成Mo3S4，正确；C项，充电时Mo3S4是生成物，错误；D项，放电时负极发生氧化反应，Mg失去电子成为Mg2，正确。3(2019济宁育才中学检测)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2

3、ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)解析：选CA项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大。C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)。D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积

4、为11.2 L(标准状况)。4(2019全国卷)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)2NiOOH(s)H2O(l)ZnO(s)2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区解析：选DA对：三维多孔海

5、绵状Zn为多孔结构，具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高。B对：二次电池充电时作为电解池使用，阳极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)。C对：二次电池放电时作为原电池使用，负极发生氧化反应，元素化合价升高，原子失去电子，由电池总反应可知负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)。D错：二次电池放电时作为原电池使用，阴离子从正极区向负极区移动。5硼化钒(VB2)空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图所示，该电池工作时反应为4VB211O2=4B2O32V2O5。下列说法正确的是(

6、)A电极a为电池负极B图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过C电子由VB2极经KOH溶液流向a电极DVB2极发生的电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O解析：选DA项，硼化钒空气电池中，VB2在负极失电子，O2在正极上得电子，所以a为电池正极，错误；B项，因为负极上消耗OH，所以选择性透过膜应只让阴离子选择性透过，错误；C项，电子不会进入电解质溶液，错误；D项，VB2在负极上失电子发生氧化反应，电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，正确。6锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是()A充电时Zn2通过阳离子交换

7、膜由左侧流向右侧B放电时每转移2 mol电子负极增重130 gC充电时阴极的电极反应式为Br22e=2BrD若将电解液改为氯化锌溶液放电效果更好更安全解析：选A根据图示的信息，结合原电池等工作原理，原电池的负极是金属锌失电子的过程，所以n是负极，m是正极。充电时，电解池原理，Zn2会移向阴极，即通过阳离子交换膜由左侧流向右侧，故A正确；原电池中Zn易失电子作负极，电极反应式为Zn2e=Zn2，每转移2 mol电子，负极减轻65 g，故B错误；充电时阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为Zn22e=Zn，故C错误；若将电解液改为氯化锌溶液，此时在阳极上参与放电的不是Br，变为Cl，和电池的原理不

8、相符，故D错误。7(2019浙江高考)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是()A甲：Zn2向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H浓度增加B乙：正极的电极反应式为Ag2O2eH2O=2Ag2OHC丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降解析：选A铜锌原电池(电解质溶液为硫酸)中铜作正极，电极反应为2H2e=H2，故铜电极附近H浓度降低，A项错误。8用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生下列对实验现象的解释或推

9、测不合理的是()Aa、d处：2H2O2e=H22OHBb处：2Cl2e=Cl2Cc处发生了反应：Fe2e=Fe2D根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜解析：选B根据a、d处试纸变蓝，可判断a、d两点都为电解池的阴极，发生的电极反应为2H2O2e=H22OH，A选项正确；b处变红，局部褪色，说明b为电解池的阳极，2Cl2e=Cl2，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸：Cl2H2O=HClHClO，HCl溶液显酸性，HClO具有漂白性，B选项错误；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，发生的电极反应为Fe2e=Fe2，C选项正确；实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也形成电解池，铜珠的左端

10、为电解池的阳极，铜失电子生成铜离子，m、n是铜珠的右端，为电解池的阴极，开始时产生气体，后来铜离子移到m处，m处铜离子得到电子生成单质铜，故D选项正确。9(1)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2该蓄电池放电时，发生还原反应的物质是_(填字母，下同)。ANiO2 BFeCFe(OH)2 DNi(OH)2下列有关该电池的说法中正确的是_。A放电时电解质溶液呈强酸性B放电时5.6 g Fe全部转化为Fe(OH)2时，外电路中通过了0.2 mol 电子C充电时阳极反应为Ni(OH)22OH2e=NiO22H2OD

11、充电时阴极附近溶液的碱性保持不变用此蓄电池电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，电解池的电极均为惰性电极。当溶液中的Cu2全部转化成Cu时，阳极产生的气体在标准状况下的体积为_；将电解后的溶液加水稀释至1 L，此时溶液的pH_。用此蓄电池进行电解，且电解池的电极均为铜电极，电解质溶液为浓碱液与NaCl溶液的混合液，电解一段时间后，同学们惊奇地发现，阳极附近不是生成蓝色沉淀，而是生成红色沉淀，查阅资料得知该红色沉淀是Cu2O。写出该阳极上的电极反应式：_。(2)图1是一种新型燃料电池，以CO为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物

12、为电解质，图2是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题：A极为电源_(填“正”或“负”)极，写出A极的电极反应式：_。要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与_极(填“C”或“D”)相连。当消耗标准状况下2.24 L CO时，C电极的质量变化为_。解析：(1)化合价降低的物质发生还原反应，放电时NiO2生成Ni(OH)2，Ni元素化合价由4价降到2价；电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，Cu2全部转化为Cu时转移了0.02 mol电子，转移0.02 mol电子时，阳极先是Cl失去电子，然后是水中OH失去

13、电子，二者各失去0.01 mol电子，产生0.005 mol Cl2和0.002 5 mol O2，共0.007 5 mol气体，标准状况下的体积为0.007 5 mol22.4 Lmol10.168 L，OH失去0.01 mol电子的同时溶液中产生0.01 mol H，稀释至1 L时，c(H)0.01 molL1，pH为2。(2)在燃料电池中可燃性气体作负极，即A为负极，根据所给新型燃料电池的构成原理装置图，结合原电池的工作原理，可直接写出A极的电极反应式：CO2eCO=2CO2。根据电解精炼原理，粗铜应与电源的正极相连，精铜应与电源的负极相连，因B极是正极，所以B极应与D极相连。标准状况下

14、2.24 L CO失去0.2 mol电子，根据得失电子守恒，C极上增加Cu的质量为6.4 g。答案：(1)AB、C0.168 L22Cu2OH2e=Cu2OH2O(2)负CO2eCO=2CO2D增加6.4 g10下图是一个化学过程的示意图。(1)图中甲池是_装置(填“电解池”或“原电池”)，其中OH移向_极(填“CH3OH”或“O2”)。(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式：_ _。(3)向乙池两电极附近分别滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为_极(填“A”或“B”)，并写出此电极的反应式：_。(4)乙池中总反应的离子方程式：_。(5)常温下，当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g

15、时，乙池的pH是_(若此时乙池中溶液的体积为500 mL)；此时丙池某电极析出1.60 g某金属，则丙中的某盐溶液可能是_(填字母)。AMgSO4BCuSO4CNaClDAgNO3解析：(1)(2)分析图中装置，甲池是碱性条件下的甲醇燃料电池，通入甲醇的电极作负极，通入O2的电极作正极，在碱性条件下甲醇被氧化为CO，由此写出负极反应式：CH3OH6e8OH=CO6H2O，原电池工作时溶液中的阴离子向负极移动。(3)(4)碳电极(A极)与原电池正极相连，作阳极，电极反应式为2H2O4e=O24H，则银电极(B极)作阴极，电极反应式为Age=Ag，电解过程的总反应式为4Ag2H2O4AgO24H。

16、当向乙池两电极附近分别滴加适量紫色石蕊试液时，附近变红的电极为A极。(5)常温下，当乙池中B(Ag)电极的质量增加5.40 g，即析出Ag的物质的量为0.05 mol时，生成H的物质的量为0.05 mol，而乙池中溶液的体积为500 mL，由此可得溶液的pH1。根据放电规律，本题首先排除选项A和选项C。当乙池中B(Ag)电极的质量增加5.40 g时，此时转移的电子为0.05 mol，当丙池中电极上析出1.60 g金属铜时，正好转移0.05 mol电子，因此选项B符合题意。当丙装置中为AgNO3溶液，且AgNO3溶液足量时，析出金属(Ag)的质量应为5.40 g，当AgNO3溶液不足时，析出金属

17、(Ag)的质量必小于5.40 g，故选项D也符合题意。答案：(1)原电池CH3OH(2)CH3OH6e8OH=CO6H2O(3)A2H2O4e=O24H(4)4Ag2H2O4AgO24H(5)1B、D11高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂，具有极强的氧化性。(1)已知：4FeO10H2O=4Fe(OH)38OH3O2。K2FeO4在处理水的过程中所起的作用有_ _。同浓度的高铁酸钾在pH为4.70、7.00、11.50的水溶液中最稳定的是pH_的溶液。(2)高铁酸钾有以下几种常见制备方法：干法Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物湿法强碱性介质

18、中，Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液电解法制备中间产物Na2FeO4，再与KOH溶液反应干法制备K2FeO4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。湿法制备中，若Fe(NO3)3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：_。制备中间产物Na2FeO4，可采用的装置如图所示，则阳极的电极反应式为_。(3)某双模电动汽车使用高铁电池供电，其总反应为3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH放电时负极材料为_，正极反应为_ _。(4)25 时，CaFeO4的Ksp4.54109，若要使1 000

19、 L含有2.0104 molL1K2FeO4的废水中有CaFeO4沉淀产生，理论上至少加入Ca(OH)2的物质的量为_mol。解析：(1)所给方程式体现了K2FeO4具有强氧化性，能够消毒杀菌，同时FeO被还原成Fe3；结合胶体的性质想到第二点：Fe3水解形成Fe(OH)3胶体，能够吸附水中悬浮杂质。根据反应方程式可知酸会促进K2FeO4水解，而碱会抑制K2FeO4水解，所以在碱性强的溶液中能稳定存在。(2)反应Fe2O33KNO34KOH=2K2FeO43KNO22H2O中，铁元素化合价升高，化合价由3价升高到6价被氧化，氮元素化合价由5价降低到3价被还原，氧化剂与还原剂的物质的量之比为31

20、。根据提示：2FeOFe38OH=3FeO4H2O。制备中间产物Na2FeO4利用电解法，结合阳极发生氧化反应得：Fe8OH6e=FeO4H2O。(3)放电时为原电池，锌的化合价升高，作负极；正极发生的电极反应：FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH。(4)至少加入Ca(OH)2的物质的量为 mol2.27102mol。答案：(1)K2FeO4具有强氧化性，能够消毒杀菌；同时FeO被还原成Fe3，Fe3水解形成Fe(OH)3胶体，能够吸附水中悬浮杂质11.50(2)312FeOFe38OH=3FeO4H2OFe8OH6e=FeO4H2O(3)ZnFeO4H2O3e=Fe(OH)35OH(4)2.27102