題目列表(包括答案和解析)
1.下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是(多選)( )
A.純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗
B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí),鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用
C.在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法
D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕
[解析] 純銀器表面在空氣中易形成硫化銀而使銀器表面變黑,所以是化學(xué)腐蝕,A正確;鐵與錫構(gòu)成原電池,鐵作負(fù)極,加快了鐵的腐蝕,B錯(cuò);海輪外殼中的金屬與連接的鋅塊構(gòu)成原電池,鋅作負(fù)極,可以保護(hù)海輪,C正確;外加直流電源保護(hù)器件時(shí),必須連接電源負(fù)極,D錯(cuò)。
[答案] AC
16.(2009年全國(guó)卷Ⅰ)下圖所示裝置中,甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液,電極均為石墨電極。
(1)接通電源,經(jīng)過一段時(shí)間后,測(cè)得丙中K2SO4濃度為10.47%,乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題:
①電源的N端為________極;
②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________________________________________________________;
③列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
④電極c的質(zhì)量變化是________g;
⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化,簡(jiǎn)述其原因:
甲溶液________________________________________________________________________;
乙溶液________________________________________________________________________;
丙溶液________________________________________________________________________;
(2)如果電解過程中銅全部析出,此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行,為什么?______________________________________________。
[解析] (1)①乙中c電極質(zhì)量增加,說明c處發(fā)生的反應(yīng)為:Cu2++2e-―→Cu,c電極應(yīng)為陰極,則M為負(fù)極,N為正極。②甲中放的是NaOH溶液,電解時(shí)實(shí)質(zhì)上是電解水,b電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:4OH-―→2H2O+O2↑+4e-。而要求算出b電極上產(chǎn)生的氣體體積,就必須先根據(jù)丙中K2SO4濃度的變化計(jì)算出轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目。
設(shè)丙中電解水的質(zhì)量為x g,由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等可得:100×10%=(100-x)×10.47%,x=4.5 g,所以整個(gè)反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.5 mol電子,根據(jù)電極方程式可計(jì)算出b電極放出的O2為0.125 mol,其體積為2.8 L,c電極上析出的銅為0.25 mol,其質(zhì)量為16 g。
⑤甲中電解的是水,NaOH濃度增大;乙中水電離出來的OH-放電,H+濃度增大;丙中電解的也是水,雖然K2SO4濃度變大,但pH不變。
(2)銅全部析出時(shí)溶液變?yōu)镠2SO4溶液,電解仍可以進(jìn)行。
[答案] (1)①正、4OH-―→2H2O+O2↑+4e-
③水減少的質(zhì)量:100 g×=4.5 g
生成O2體積:××22.4 L·mol-1=2.8 L
④16
⑤堿性增大,因?yàn)殡娊夂,水量減少,溶液中NaOH濃度增大 酸性增大,因?yàn)殛枠O上OH-生成O2,溶液中H+離子濃度增加酸堿性大小沒有變化,因?yàn)镵2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,濃度增加不影響溶液的酸堿性
(2)能繼續(xù)進(jìn)行,因?yàn)镃uSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液,反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)
0.004 mol 0.128 g,得M=64
[答案] (1)正 氧化 (2)陽 氧氣 陰 氫氣
(3)4OH-―→O2↑+2H2O+4e- (4)氧溶解
(5)不變 (6)64 g/mol
15.如下圖所示,p、q為直流電源兩極,A為+2價(jià)金屬單質(zhì)X制成,B、C、D為鉑電極,接通電源,金屬X沉積于B極,同時(shí)C、D產(chǎn)生氣泡。試回答:
(1)p為____極,A極發(fā)生了________反應(yīng)。
(2)C為______極,試管里收集到________;D為______極,試管里收集到________。
(3)C極的電極方程式是______________________________。
(4)在電解過程中,測(cè)得了C、D兩極上產(chǎn)生的氣體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
時(shí)間(min) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
陰極生成氣體體積(cm3) |
6 |
12 |
20 |
29 |
39 |
陽極生成氣體體積(cm3) |
2 |
4 |
7 |
11 |
16 |
時(shí)間(min) |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
陰極生成氣體體積(cm3) |
49 |
59 |
69 |
79 |
89 |
陽極生成氣體體積(cm3) |
21 |
26 |
31 |
36 |
41 |
仔細(xì)分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),請(qǐng)說出可能的原因是____________。
(5)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后,A、B電極附近溶液的pH______(填“增大”“減小”或“不變”)。
(6)當(dāng)電路中通過0.004 mol電子時(shí),B電極上沉積金屬X為0.128 g,則此金屬的摩爾質(zhì)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(1)中q為負(fù)極,p為正極,A上發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)H2SO4電解池中,C為陽極,C試管內(nèi)得O2,D為陰極,此試管內(nèi)得H2。
(4)C、D兩極所得O2、H2體積應(yīng)該為1∶2,但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由1∶3隨時(shí)間變化而增大,到達(dá)10分鐘時(shí)約為1∶2,因?yàn)殚_始O2溶解的原因。
(5)A極:X―→X2++2e-。B極:X2++2e-―→X,兩極附近pH不變。
(6)設(shè)X的摩爾質(zhì)量為M g/mol,則
X2++2e-―→X
2 mol M g
14.(1)某同學(xué)用碳棒、銅棒和稀硫酸為原材料,實(shí)現(xiàn)了在通常條件下不能發(fā)生的反應(yīng):Cu+H2SO4(稀)===CuSO4+H2↑。請(qǐng)?jiān)谙逻叿娇騼?nèi)畫出能夠?qū)崿F(xiàn)這一反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。
(2)某同學(xué)在做銅與稀硫酸的上述反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),看到碳棒和銅棒上都有氣泡產(chǎn)生,但銅棒卻沒有被腐蝕。請(qǐng)你分析其原因
____________________________;此時(shí)的電池反應(yīng)為________________________________________________________________________
。
[解析] (1)由于銅的活潑性弱于氫,故通常條件下反應(yīng)Cu+H2SO4(稀)===CuSO4+H2↑不能發(fā)生,但若設(shè)計(jì)成電解池,Cu作陽極,碳棒作陰極,則可實(shí)現(xiàn)上述反應(yīng)。
(2)若將上述裝置的電源接反,亦即碳棒為陽極,銅棒作陰極,則實(shí)際為電解水,兩極均有氣泡產(chǎn)生。
[答案] (1)
(2)將上述裝置中的電源接反
銅棒(陰極):4H++4e-―→2H2↑
碳棒(陽極):4OH-―→2H2O+O2↑+4e-
0.02 mol×64 g/mol=1.28 g。
[答案] (1)不變 (2)Zn―→Zn2++2e- (3)1.28 Cu2++2e-―→Cu
13.在50 mL 2 mol·L-1硫酸銅溶液中插入兩個(gè)電極,通電電解(不考慮水分蒸發(fā))。則:
(1)若兩極均為銅片,試說明電解過程中濃度將怎樣變化__________________。
(2)若陽極為純鋅,陰極為銅片,陽極反應(yīng)式是____________________。
(3)如果不考慮H+在陰極上放電,當(dāng)電路中有0.04 mol電子通過時(shí),陰極增重________g,陰極上的電極反應(yīng)式是__________________。
[解析] (1)、(2)類似于電鍍?cè)怼?3)由Cu2++2e-―→Cu可知:2 mol e--1 mol Cu,故陰極析出Cu:
12.實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解AgNO3溶液,電池兩極發(fā)生如下反應(yīng):正極:PbO2+4H++SO42-+2e-―→PbSO4+2H2O,負(fù)極:Pb+SO42-―→PbSO4+2e-,當(dāng)電解析出2.16 g Ag單質(zhì)時(shí),電池內(nèi)消耗H2SO4的物質(zhì)的量是( )
A.0.01 mol B.0.02 mol
C.0.03 mol D.0.04 mol
[解析] 首先確定析出Ag與轉(zhuǎn)移電子數(shù)的關(guān)系,其次抓住電解進(jìn)行時(shí),電池兩極上轉(zhuǎn)移的電子與電解池兩極上得失的電子數(shù)是相等的。析出Ag:=0.02 mol。由Ag++e-―→Ag得電解池中兩極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.02 mol。蓄電池的總反應(yīng)(兩電極反應(yīng)式相加):
Pb+Pb2e-O2+2H2SO42PbSO4+2H2O。每轉(zhuǎn)移2 mol電子消耗2 mol H2SO4,現(xiàn)轉(zhuǎn)移0.02 mol電子,消耗0.02 mol H2SO4。
[答案] B
11.(2010年萊蕪質(zhì)檢)某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4,它們的物質(zhì)的量之比為3∶1,用石墨做電極電解該混合溶液時(shí),根據(jù)電極產(chǎn)物,可明顯分為三個(gè)階段。下列敘述不正確的是( )
A.陰極自始至終只析出H2 B.陽極先析出Cl2,后析出O2
C.電解最后階段為電解水 D.溶液pH不斷增大,最后為7
[解析] 由題意知:n(H+)∶n(Cl-)=2∶3,在陰極放電的是H+,在陽極放電的是Cl-,Cl-放電完后是OH-。因此反應(yīng)開始在兩極放電的是H+、Cl-,相當(dāng)于電解鹽酸。由H2SO4電離的H+放電完后,在兩極放電的是由水電離的H+和剩余的Cl-,相當(dāng)于電解NaCl的水溶液。Cl-放電完后,在兩極放電的是由水電離的H+和OH-,相當(dāng)于電解水。故A、B、C是正確的。溶液pH的變化是不斷增大,但最后溶質(zhì)是NaOH和Na2SO4,pH不會(huì)為7。
[答案] D
10.(2009年浙江高考)市場(chǎng)上經(jīng)常見到的標(biāo)記為L(zhǎng)iion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體),電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為:Li+2Li0.35NiO2放電充電2Li0.85NiO2
下列說法不正確的是( )
A.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式:Li―→Li++e-
B.充電時(shí),Li0.85NiO2 既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)
C.該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)
D.放電過程中Li+向負(fù)極移動(dòng)
[解析] 本題考查考生對(duì)原電池和電解池相關(guān)知識(shí)的理解,同時(shí)也考查考生的信息處理能力,對(duì)氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識(shí)的理解與應(yīng)用。根據(jù)題目所給電池反應(yīng),放電時(shí),其負(fù)極為L(zhǎng)i,反應(yīng)為L(zhǎng)i―→Li++e-;充電時(shí),實(shí)質(zhì)上是電解Li0.85NiO2,故反應(yīng)的氧化劑和還原劑均為L(zhǎng)i0.85NiO2;由于Li具有很強(qiáng)的還原性,能與H2O反應(yīng),所以,不能用水溶液作為電解質(zhì);電池在放電時(shí),負(fù)極有Li+生成,Li+將向正極移動(dòng)。答案為D。
[答案] D
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