- 电化学基础
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在如图所示的柠檬水果电池中,外电路上的电流从电极X流向电极Y.若X为铁,则Y可能是( )
正确答案
解析
解:原电池中,电流从正极沿导线流向负极,外电路上的电流从电极X流向电极Y,则X作正极,Y作负极,
原电池中易失电子发生氧化反应的金属作负极,X为铁,比铁活泼的金属作负极,故选A.
(2015秋•枣庄校级期末)某同学按如图所示的装置进行实验.A、B为两种常见金属,它们的硫酸盐可溶于水.当 K 闭合时,在交换膜处 SO42一从右向左移动.下列分析正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当 K 闭合时,在交换膜处 SO42-从右向左移动,说明A为负极,B为正极,原电池中负极A上金属失电子发生氧化反应,生成金属阳离子进入溶液导致溶液中(A2+)浓度增大,故A错误;
B、当 K 闭合时,在交换膜处 SO42一从右向左移动,说明A为负极,B为正极,B极上溶液中的金属阳离子得电子生成金属单质,电极反应式为B2++2eˉ═B,故B错误;
C、右边装置中连接B的y极为阳极,连接A的x极为阴极,电解池工作时,y极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,故C错误;
D、右边装置中y极上发生的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,x极上发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑,由于氢离子放电而氢氧根离子不放电导致溶液呈碱性,铝离子和氢氧根离子反应生成难溶性的氢氧化铝,氢氧化铝和氢氧根离子反应生成可溶性的偏铝酸盐,故D正确.
故选D.
已知H2O2是一种弱酸,在强碱溶液中主要以HO2-形式存在.现以Al-H2O2燃料电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气 (电解池中隔膜仅阻止气体通过,c、d均为惰性电极).下来说法正确的是 ( )
正确答案
解析
解:A.H2O2-Al电池中电解池溶液呈碱性,HO2-被还原生成水,Al被氧化生成AlO2-,电池总反应为3HO2-+2Al=OH-+2AlO2-+H2O,故A错误;
B.每消耗2.7g Al,则转移0.3mol电子,电解池阳极中氮元素化合价由-3价变为0价,在可生成0.05mol氮气,理论上产生气体体积为1.12L(标准状况下),故B错误;
C.c生成氮气,说明尿素被氧化,则b为正极,正极方程式为3HO2-+6e-+3H2O=9OH-,反应后该电极区pH增大,故C错误;
D.电子从原电池负极→电解池阴极,从电解池阳极→原电池正极,即a→d,c→b,故D正确;
故选D.
如图为番茄电池,下列有关说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.该装置中Zn易失电子而作负极,Cu作正极,正极上番茄中的电解质溶液得电子发生还原反应,一段时间后,锌片质量会减少,故A正确;
B.正极上番茄中的电解质溶液得电子发生还原反应,所以铜电极质量不变,故B错误;
C.锌易失电子发生氧化反应而作负极,电流由正极铜流向负极锌,故C正确;
D.锌活泼,所以锌作负极,铜作正极,故D正确;
故选B.
有关如图的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据金属活动性顺序表可知,Fe比Cu活泼,则构成原电池时,外电路中Fe是流出电子的负极,Cu是流入电子的正极,内电路中带负电的SO42-移向负极,带正电的Cu2+移向正极,故A错误;
B、Cu2+移向正极,并且在正极上得到电子发生还原反应,析出单质铜覆盖在正极表面,即Cu2++2eˉ=Cu,故B错误;
C、根据牺牲阳极的阴极保护法或外加电源的阴极保护法,保护Fe极的方法就是使其作正极或阴极,可以与比Fe活泼的金属构成原电池,或者与直流电源的负极相连,故C正确;
D、构成电解池时,Fe极为阳极,Cu极为阴极,Fe片上反应为Fe-2e-=Fe2+,Cu2+移向阴极,并且在阴极上得到电子发生还原反应,析出单质铜覆盖在阴极表面,即Cu2++2e-=Cu,故D错误.
故选C.
(2015秋•泰安校级月考)如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图.甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,该电池总反应式为:2CH3OH+3O2═2CO2+4H2O.下列有关该电池的说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、根据原电池中电子以及氢离子的移动方向,可知b为正极,正极上通入空气,故A错误;
B、依据图中电子流向分析,原电池中电子是从负极流向正极;电子流出的一端是负极,失电子发生氧化反应;所以a处是失电子的一端,通的是甲醇,故B正确;
C、负极是甲醇失电子发生氧化反应,依据电池反应和酸性环境,2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,负极电极反应为:CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+,故C正确;
D、正极是氧气得到电子发生还原反应,氧气得到电子生成氢氧根离子,在图中是酸性介质,电极反应产物应写成水的形式;电池的正极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O,故D正确;
故选A.
(2015春•老河口市校级期末)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池,该电池性能优良,其电池总反应为:v3++VO2++H2OVO2++2H++V2+.下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.充电时,阳极反应式为:VO2++H2O=VO2++2H++e-,所以阳极附近溶液的酸性增强,故A错误;
B.充电时,阳极反应式为:VO2++H2O=VO2++2H++e-,故B错误;
C.放电时,该装置是原电池,电解质溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故C错误;
D.放电时,负极上V2+被氧化生成v3+,每转移1mol电子,负极有1mol V2+被氧化,故D正确;
故选D.
为探究原电池的形成条件和反应原理,某同学设计了如下实验并记录了现象:①向一定浓度的稀硫酸中插入锌片,看到有气泡生成;②向上述稀硫酸中插入铜片,没有看到有气泡生成;③将锌片与铜片上端接触并捏住,一起插入稀硫酸中,看到铜片上有气泡生成,且生成气泡的速率比实验①中快;④在锌片和铜片中间接上电流计,再将锌片和铜片插入稀硫酸中,发现电流计指针偏转.下列关于以上实验设计及现象的分析,不正确的是( )
正确答案
解析
解:①锌为活泼金属,能与硫酸发生置换反应生成氢气;
②铜为金属活动性顺序表中H以后的金属,不与稀硫酸反应;
③当锌和铜连接插入稀硫酸中,能形成原电池,锌较活泼,作原电池的负极,负极材料不断消耗,铜较不活泼,作原电池的正极,电极上有气泡产生,且原电池反应较一般的化学反应速率较大,反应的实质是氢离子在铜极上得电子被还原产生氢气;
④活泼性不同的锌、铜以及电解质溶液形成闭合回路时,形成原电池,将化学能转变为电能,电流计指针偏转.
不正确的只有③,
故选C.
(2015春•富阳市校级月考)为了研究能量的相互转化问题,某化学兴趣小组设计了如图所示的实验装置,以下叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.当断开S2,接通S1时,形成了电解装置,惰性电极电解硫酸钠溶液,实质是电解水,石墨乙连接的是原电池的正极,则乙为阳极,水电离的氢氧根离子失去电子发生氧化反应生成氧气,即石墨乙上生成氧气,石墨甲生成氢气,实现的是电能向化学能的转化,故A错误;
B.打开S1,关闭S2,石墨甲上有氢气、石墨乙有氧气,所以当断开S1,接通S2时,该装置形成燃料原电池,负极(石墨甲)的氢气失电子生成氢离子:2H2-4e-=4H+;正极(石墨乙)上氧气得电子和水生成氢氧根离子:O2+2H2O+4e-=4OH-,二极管会被点亮,故B正确;
C.如果石墨棒表面光滑,生成的气体在电极上无法保存,所以不能形成燃料电池,这样处理的石墨表面变得粗糙,且具有吸附性,使生成的气体在石墨棒上保存,为下一步实验作基础,故C正确;
D.二极管发光时该装置为氢氧燃料电池,实现了化学能向光能的转化,其能量的利用率要大于燃料的直接燃烧,故D正确;
故选A.
电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图.下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.通入氧气的电极上得电子发生还原反应,所以通入氧气的电极为正极,则铁作阳极,阳极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-═Fe2+,故A正确;
B.甲烷的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极方程式为CH4+4CO32--8e-═5CO2+2H2O,故B正确;
C.水是弱电解质,其导电能力较小,为了增强溶液的导电能力而加入强电解质,故C正确;
D.石墨电极上析出的气体为氢气,生成44.8L即2mol氢气转移电子的物质的量=×2=4mol,根据转移电子相等得,消耗氧气的物质的量为1mol,故D错误;
故选D.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、盐桥是保证其连接的两个半电池中电解质溶液呈电中性,盐桥是离子的定向移动,而铜导线是电子的定向移动,所以其作用和用铜导线连接不一致,故A错误;
B、酸碱指示剂指示的终点和酸碱恰好反应的点不会完全重合,故有一定误差,只是选择合适的指示剂指示终点让误差减小一些,但不能完全用指示剂来判酸碱中和恰好完全,所以酸碱中和滴定的终点时pH不一定是7的点,故B错误;
C、pH计可以精确到0.1甚至0.01,广泛pH试纸只能精确到1,故C错误;
D、如果滴入2滴黄色的K3[Fe(CN)6]溶液,若有蓝色沉淀生成,说明溶液中一定含有 Fe2+,故D正确;
故选D.
把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸中,分别用导线两两相连可以组成原电池.A、B相连时A为负极;C、D相连时,电流由D→C;A、C相连时,C极上产生大量气泡,B、D相连时,D极发生氧化反应.这四种金属的活动性顺序是( )
正确答案
解析
解:A、B相连时A为负极,则活动性顺序A>B;
C、D相连时,电流由D→C,说明C为负极,则活动性顺序:C>D;
A、C相连时,C极上产生大量气泡,则C为原电池的正极,活动性顺序:A>C;
B、D相连时,D极发生氧化反应,D应为原电池的负极,作为活动性顺序:D>B,
则有活动性顺序:A>C>D>B.
故选B.
某原电池的总反应方程式为:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,能实现该反应的为( )
正确答案
解析
解:根据电池反应式知,负极上铜失电子发生氧化反应,正极上铁离子得电子发生还原反应,所以负极材料应该是铜,正极材料应该是不如铜活泼的金属或石墨,电解质溶液应该是氯化铁或硫酸铁都可,
故选B.
如图所示,铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里,电流计中有电流通过,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、装置中依据活泼性差别判断,锌为原电池负极,故A正确;
B、原电池中铜电极发生还原反应,右装置是电解池,铜电极上发生还原反应,故B错误;
C、石墨和原电池正极相连做电解池的阳极,故C错误;
D、左装置是原电池,右装置是电解池,故D错误;
故选A.
铝电池性能优越,Al-Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.负极上铝失电子和碱反应生成偏铝酸根离子,负极上的电极反应为:Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O,故A错误;
B.在正极区氢氧根离子浓度增大,则氢离子浓度减小,在负极区氢氧根离子浓度减小,则氢离子浓度增大,故B正确;
C.负极上的电极反应为:Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O,正极上的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,所以电池反应式为:2Al+3Ag2O+2NaOH═2NaAlO2+6Ag+H2O,故C错误;
D.电解液中Na+通过隔膜由左向右移,故D错误;
故选B.
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