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文檔簡介
第4章 電化學基礎1鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕時,負極上發(fā)生的反應為( ) a2h+2eh2 b2h2o+o2+4e4oh cfe2efe2+ d4oh+4eh2o+o2答案:c 解析:鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生電化學腐蝕時,負極為鐵,正極為碳,電解質溶液為溶有o2或co2等氣體的水膜。當水膜呈弱酸性或中性時發(fā)生吸氧腐蝕,負極反應為:fe2efe2+,正極反應為:2h2o+o2+4e4oh;當水膜呈酸性時發(fā)生析氫腐蝕,負極反應為:fe2efe2+,正極反應為:2h+2eh2。2為防止船體的腐蝕,通常在船殼吃水線以下位置鑲嵌一定數量的( ) a銅塊 b鉛塊 c鋅塊 d鐵塊答案:c 解析:鑲嵌的是活潑性比fe強的金屬,與鐵、海水構成原電池,活潑金屬為負極、鐵為正極得到保護,所以選鋅塊。3.下列各組離子在指定條件下,一定能大量共存的是( )a能使藍色石蕊試紙變紅色的溶液中:k、na、co、nobc(h)1101 moll1的溶液中:cu2、al3、so、noc能使淀粉碘化鉀試紙變藍的溶液中:na、nh、s2、brd水電離出的c(h)11012 moll1的溶液中:na、mg2、cl、so解析能使藍色石蕊試紙變紅色的溶液呈酸性,co不能大量存在,則a組離子不能大量共存;能使碘化鉀淀粉試紙變藍的溶液中存在氧化性比i2強的粒子,則s2不能存在,則c組離子不能大量共存;水電離出的c(h)11012 moll1的溶液可能是強酸性溶液,也可能是強堿性溶液,而在強堿性溶液中,mg2不能大量存在,則d組離子不一定能大量共存;c(h)1101 moll1的溶液是強酸性溶液,cu2、al3、so、no都可以大量存在,則b組離子一定能大量共存。答案b4.如圖所示裝置中,屬于電解池的是( )解析:構成電解池時要有與外直流電源相連的電極,a、b錯誤;電極插入電解質溶液或熔化的電解質中,且要形成閉合回路,c正確,d錯誤。答案:c5如下圖所示的八個裝置中,屬于原電池的是()a全部 bc d除外答案:b解析:構成原電池的基本條件:電解質溶液;兩個電極,其中一個相對較活潑,另一個相對較不活潑,兩個電極直接或間接地連接在一起,并插入電解質溶液中;能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應;形成閉合回路。構成原電池的基本條件是相互聯(lián)系的。在這幾個基本條件中,氧化還原反應是核心。構成原電池的基本條件不僅是判斷原電池的依據,也是進行原電池設計的基本依據。故選b。6.mgagcl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池,電池方程式為2agclmg=mg22ag2cl。有關該電池的說法正確的是()a.可用于海上照明供電b.負極反應為agcle=agclc.mg為電池的正極d.agcl為正極,發(fā)生了氧化反應答案:a解析:mgagcl電池工作時將化學能轉化為電能,可用于海上照明供電,a項正確;該電池中mg發(fā)生氧化反應作電池的負極,反應式為mg2e=mg2,b、c項不正確;agcl發(fā)生還原反應,為電池正極,d項不正確。7.原電池電極的“正”與“負”不僅與電極材料的性質有關,也與電解質溶液有關。下列說法中正確的是( )a由fe、cu和fecl3溶液組成的原電池中,負極反應式為cu2e=cu2b由al、cu和稀硫酸組成的原電池中,負極反應式為cu2e=cu2c由al、mg和naoh溶液組成的原電池中,負極反應式為al4oh3e=alo2h2od由al、cu和濃hno3組成的原電池中,負極反應式為al3e=al3答案:c解析:選c。a項,fe作負極,電極反應式為fe2e=fe2;b項,al作負極,電極反應式為al3e=al3;c項中mg不與naoh溶液反應,al作負極;d項中al在濃hno3中鈍化,cu作負極。8.下列電極反應式與所處環(huán)境相匹配的是()選項電極反應式所處環(huán)境ao22h2o4e=4oh堿性環(huán)境下氫氧燃料電池的負極反應b4oh4e=o22h2o較強酸性環(huán)境下鋼鐵的吸氧腐蝕c2h2e=h2用銅作陽極,石墨作陰極電解naoh溶液的陰極反應dh22e=2h用惰性電極電解h2so4溶液的陽極反應答案:c解析:選c。a項所給電極反應式為正極反應式,錯誤;在較強酸性環(huán)境下,鋼鐵主要發(fā)生析氫腐蝕,b項錯誤;用惰性電極電解h2so4溶液的陽極反應式為4oh4e=o22h2o,d項錯誤。9.氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池,它可以取代會產生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應式是h22niooh 2ni(oh)2。根據此反應式判斷,下列敘述中正確的是( )a電池放電時,電池負極周圍溶液的ph不斷增大b電池放電時,鎳元素被氧化c電池充電時,氫元素被氧化d電池放電時,h2在負極放電解析:根據電池反應可首先看出放電時,h2在負極被氧化,niooh在正極被還原,而充電時則是氫元素被還原,鎳元素被氧化。答案:d10.在堿性鋅錳干電池中,已知氫氧化鉀為電解質,發(fā)生的電池總反應為zn+2mno2+2h2o2mnooh+zn(oh)2。下列該電池的電極反應,正確的是( )a.負極反應為zn-2e-zn2+b.負極反應為zn+2h2o-2e-zn(oh)2+2h+c.正極反應為2mno2+2h+2e-2mnoohd.正極反應為2mno2+2h2o+2e-2mnooh+2oh-解析:在書寫堿性電池的電極反應式時,電極反應式中不能出現h+。在堿性電池中,負極zn失去電子形成的zn2+應該與oh-結合生成zn(oh)2。答案:d11銀是一種貴金屬,古代常用于制造錢幣及裝飾器皿,現代在電池和照明器材等領域亦有廣泛應用?;卮鹣铝袉栴}。(1)久存的銀制器皿表面會變黑,失去銀白色的光澤,原因是 。(2)已知ksp(agcl)=1.810-10,若向50ml0.018moll-1的agno3溶液中加入50ml0.020moll-1的鹽酸,混合后溶液中的ag+的濃度為 moll-1,ph為 。21教育名師原創(chuàng)作品(3)agno3溶液光照易分解,生成ag和紅棕色氣體等物質,其光照分解的化學方程式為 。(4)右圖所示原電池正極的反應式為 。(1)ag在空氣中易與氧氣反應生成氧化銀;(2)1.810-7mol/l;2(3)2agno3ag+2no2 +o2 (4)ag+e-=ag解析:(1)根據金屬的腐蝕可知ag變黑是發(fā)生了化學腐蝕,生成氧化銀的緣故; (2)根據反應中hcl和硝酸銀的物質的量可知hcl過量,則計算剩余的氯離子的物質的量濃度為(0.02-0.018)moll-1/2=0.001mol/l,根據agcl的溶度積的表達式計算,c(ag+)=1.810-10/0.001=1.810-7 moll-1;因為該反應中氫離子未參加反應,所以溶液的體積變?yōu)?00ml時,氫離子的濃度為0.01mol/l,則ph=2; (3)根據氧化還原反應理論,硝酸銀分解生成ag和二氧化氮氣體,ag和n元素化合價降低,則o元素的化合價升高,所以該反應中有氧氣生成。 (4)該原電池的實質是cu與銀離子發(fā)生置換反應生成ag單質,所以正極是生成ag單質的還原反應。12.水的電離平衡曲線如圖所示:(1)若以a點表示25時水電離平衡時的離子濃度,當溫度上升到100時,水的電離平衡狀態(tài)到b點,則此時水的離子積從_增加到_。(2)將ph8的氫氧化鋇溶液與ph5的鹽酸溶液混合并保持100恒溫,欲使混合溶液的ph7,則氫氧化鋇溶液與鹽酸的體積比為_。(3)已知anbm的離子積kc(am)nc(bn)m,式中c(am)和c(bn)表示離子的物質的量濃度。在某溫度下,氫氧化鈣溶解度為0.74 g,其飽和溶液密度設為1 gcm3,其離子積為k_。答案:(1)1101411012(2)29(3)0.004解析:(2)設氫氧化鋇溶液和鹽酸的體積分別為vb、va,(1012/108vb105va)/(vavb)1012/107,vb/va29。(3)因為氫氧化鈣的溶解度為0.74 g,所以該溫度下1 000 g飽和氫氧化鈣溶液含氫氧化鈣質量為7.4 g,氫氧化鈣物質的量為0.1 mol,即c(ca2)0.1 moll1,c(oh)0.2 moll1,所以kc(ca2)c(oh)20.004。13.(1)利用反應cu2fecl3=cucl22fecl2設計成如下圖所示的原電池,回答下列問題:寫出電極反應式:正極_;負極_。圖中x溶液是_,y溶液是_。原電池工作時,鹽橋中的_(填“陽”、“陰”)離子向x溶液方向移動。(2)控制適合的條件,將反應2fe32i=2fe2i2設計成如圖所示的原電池。請回答下列問題:反應開始時,乙中石墨電極上發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應,電極反應式為_。甲中石墨電極上發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應,電極反應式為_。電流表讀數為0時,反應達到平衡狀態(tài),此時在甲中加入fecl2固體,則乙中的石墨作_(填“正”或“負”)極,該電極的電極反應式為_。(3)利用反應2cuo22h2so4=2cuso42h2o可制備cuso4,若將該反應設計為原電池,其正極電極反應式為_。答案:(1)2fe32e=2fe2(2分)cu2e=cu2(2分)fecl3(1分)cucl2(1分)陽(1分)(2)氧化(1分)2i2e=i2(2分)還原(1分)2fe32e=2fe2(2分)正(1分)i22e=2i(2分)(3)o24e4h=2h2o(2分)解析:(1)該原電池中cu作負極,電極反應式為cu2e=cu2;c作正極,電極反應式為2fe32e=2fe2。x應為fecl3溶液,y應為cucl2溶液。原電池工作時,鹽橋中的陽離子向正極(c)移動。(2)根據反應2fe32i=2fe2i2,原電池的電極反應:負極2i2e=i2,發(fā)生氧化反應。正極2fe32e=2fe2,發(fā)生還原反應。反應開始時,乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應;當電流表讀數為0時反應已平衡,此時,在甲中加入fecl2固體,反應2fe32i2fe2i2向左移動。因此,右側石墨作正極,電極反應式為i22e=2i;左側石墨作負極,電極反應式為2fe22e=2fe3。(3)cu作負極,o2在正極上得電子:o24e4h=2h2o。14.如圖,p、q為直流電源兩極,a由2價金屬單質x制成,b、c、d為鉑電極,接通電源,金屬x沉積于b極,同時c、d產生氣泡。試回答:(1)p為_極,a極發(fā)生了_反應。(2)c為_極,試管里收集到的氣體是_;d為_極,試管里收集到的氣體是_。(3)c極的電極反應方程式為_。(4)當反應進行一段時間后,a、b電極附近溶液的ph_(填“增大”“減小”或“不變”)。(5)當電路中通過0.004 mol電子時,b電極上沉積金屬x為0.128 g,則此金屬的摩爾質量為_。解析:(1)接通電源,x沉積于b極,說明b為陰極,則a為陽極,故q為負極,p為正極,a上發(fā)生氧化反應。(2)h2so4電解池中,c為陽極,c試管內得o2,d為陰極,此試管內得h2。(4)a極:x2e=x2,b極:x22e=x,兩極附近ph不變。(5)設x的摩爾質量為m g/mol,則得m64。答案:(1)正氧化(2)陽氧氣陰氫氣(3)4oh4e=o22h2o(4)不變(5)64 g/mol15.科學家預言,燃料電池將是21世紀獲得電力的重要途徑,美國已計劃將甲醇燃料電池用于軍事。一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑,在稀硫酸電解質中直接加入純化后的甲醇,同時向一個電極通入空氣?;卮鹣铝袉栴}:(1)這種電池放電時發(fā)生的化學反應方程式:_。(2)此電池的正極發(fā)生的電極反應式:_,負極發(fā)生的電極反應式:_。(3)電解液中h向_極移動,向外電路釋放電子的電極是_。(4)使用該燃料電池的另一
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