- 电化学基础
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(2015秋•株洲校级期末)如图装置中能构成原电池产生电流的是( )
正确答案
解析
解:A.该装置中电极材料相同,没有自发的氧化还原反应,所以不能形成原电池,故A错误;
B.Zn与Cu活性不同,Zn与硫酸反应生成硫酸锌与氢气,该装置符合原电池的构成条件,所以能形成原电池,故B正确;
C.该装置中电极材料相同,乙醇为非电解质,该装置不能自发的进行氧化还原反应,所以不能形成原电池,故C错误;
D.该装置不能自发的进行氧化还原反应,所以不能形成原电池,故D错误.
故选B.
高铁酸盐在能源、环保领域有广泛用途.我国学者提出用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐(Na2FeO4)的方案,装置如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电解过程中电子流向负极流向Ni电极,不能通过电解质溶液,是通过电解质溶液中离子定向移动实现闭合电路,通过Fe电极回到正极,故A错误;
B、依据装置图分析可知铁与电源正极相连做电解池阳极,碱性溶液不能生成氢离子,电极反应为Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O,故B正确;
C、镍电极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为:2H++2e-=H2或2H2O+2e-═H2↑+2OH-,故C错误;
D、镍作阴极发生还原反应在镍电极附近有H2生成,故D错误;
故选B.
有A、B、C、D四种金属,常温下只有C能和水反应生成氢气,B与A用导线相连插入稀硫酸形成原电池时,A电极附近有气泡产生,A能从D的硝酸盐溶液中能把D置换出来,则四种金属失电子能力从强到弱的顺序是( )
正确答案
解析
解:由金属活动性顺序表的应用可知,A、B、C、D四种金属,只有C可与稀硫酸反应放出H2,说明了C的活动性大于A、B、D;
又由题意一般活泼性较强的作负极可知,A、B形成原电池时A电极附近有气泡产生,所以A作正极,说明了B的活动性大于A;
A能从D的硝酸盐溶液中能把D置换出来,说明了A的活动性大于D.
综合以上分析可知,四种金属活泼性由强到弱的顺序是C>B>A>D.
故选A.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、碱性锌锰电池中,活泼的锌作负极,故A正确;
B、船身装上锌块,构成原电池,Zn为负极,Fe为正极,则Fe被保护,为牺牲阳极的阴极保护法,故B错误;
C、电解法精炼铜时,粗铜中所含Ni、Fe、Zn等金属杂质,会先于金属铜失电子,形成阳离子进入电解质,沉积在电解槽底部的应该是不如铜活泼的金属Ag、Au,故C错误;
D、正极的电极反应式为 2H2O+O2+4e-=4OH-,故D错误;
故选A.
(2015秋•广州月考)氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景.现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极),下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:左边装置能自发的进行氧化还原反应,属于原电池,通入氢气的电极a是负极、通入氧气的电极b是正极,右边装置有外接电源,所以属于电解池,c是阳极、d是阴极,
A.a是负极、b是正极,电解质溶液中阴离子向负极移动,则OH-移向负极,故A错误;
B.a电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O、b电极反应式为O2+4 e-+2H2O=4OH-,故B正确;
C.燃料电池反应式为2H2+O2=2H2O,溶液中n(KOH)不变,因为有水生成导致溶液体积增大,则溶液中c(KOH)减小,溶液的pH减小,故C错误;
D.d电极上Ag+得电子生成Ag,电极反应式为Ag++e-=Ag,故D错误;
故选B.
某同学组装了如图所示的电化学装置Ⅰ和Ⅱ,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、装置Ⅰ中,Fe作负极、Cu作正极,铁极会溶解,形成亚铁离子进入溶液,正极上析出金属铜,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色,故A正确;
B、装置Ⅰ中,电流是从正极流向负极,即从Cu流向Fe,故B错误;
C、装置Ⅱ金属铁发生吸氧腐蚀,碳极上是氧气得电子的还原反应过程,不会出现氢气产生,故C错误;
D、装置Ⅱ金属铁发生吸氧腐蚀,铁极发生氧化反应,故D错误.
故选A.
某含有铝电极的原电池工作时,电子从铝电极上流出,下列有关该电池另一种电极的材料与电解质溶液的说明中肯定错误的是( )
正确答案
解析
解:含有铝电极的原电池工作时,电子从铝电极上流出吗,则金属铝是负极,正极材料的活泼性比金属铝弱,电解质和金属铝之间可以发生自发氧化还原反应.
A、镁、Al、NaOH溶液能够成原电池,金属铝是负极,故A不选;
B、铜、铝、稀硫酸溶液能够成原电池,金属铝是负极,故B不选;
C、锌、Al、浓硝酸溶液能够成原电池,金属铝是正极,故C选;
D、铁、FeCl3、Al能够成原电池,金属铝是负极,故D不选;
故选C.
有下列4种燃料电池的工作原理示意图,其中正极反应的产物为水的是( )
正确答案
解析
解:A.在该固体氧化物燃料电池中,电解质特点,正极上O2+4e-=2O2-,故A错误;
B.碱性燃料电池中,正极上发生O2+2H20+4e-=4OH-,故B错误;
C.质子交换膜燃料电池,正极上发生4H++O2+4e-=2H20,故C正确;
D.熔融盐燃料电池中,正极反应是2CO2+O2+4e-=2CO32-,故D错误;
故选C.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.钢铁发生电化学腐蚀时,Fe为负极,则负极反应式为Fe→Fe2++2e-,正极反应可能为析氢或吸氧的反应,故A错误;
B.氢氧燃料电池负极为氢气,正极为氧气,则正极反应式为O2+2H2O+4e-→4OH-,故B错误;
C.粗铜精炼时,粗铜作阳极,与电源正极相连,则与电源负极相连的是纯铜,故C错误;
D.用惰性电极电解饱和食盐水时,阳极上阴离子放电,所以阳极的电极反应式2Cl--2e-→Cl2↑,故D正确;
故选D.
全钒氧化还原液流电池是一种新型电能储存和高效转化装置,该电池是将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质,分别储存在各自的酸性电解液储罐中.其结构原理如图所示,该电池放电时,右槽中的电极反应为:V2+-e-═V3+,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.电池放电时,右槽中的电极反应为:V2+-e-=V3+,可知发生氧化反应,故A错误;
B.放电时,左槽发生还原反应,电极方程式应为VO2++2H++e-=VO2++H2O,反应消耗氢离子,所以PH升高,故B正确;
C.充电时,阴极的电极反应式:V3++e-=V2+,故C错误;
D.充电时,电极反应式为VO2++H2O-e-=VO2++2H+,每转移1mol电子,n(H+)的变化量为2mol,故D错误.
故选B.
镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用.已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:
Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.充电时,该装置是电解池,阳极上电极反应式为:Ni(OH)2-e-+OH-═NiOOH+H2O,故A正确;
B.充电时该装置是电解池,是将电能转化为化学能的装置,故B错误;
C.放电时,负极上电极反应式为:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,所以碱性减弱,故C错误;
D.放电时,电解质溶液中氢氧根离子向负极移动,故D错误;
故选A.
能够使反应Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2↑发生的是( )
正确答案
解析
解:金属铜和水之间发生的反应是非自发的氧化还原反应,应设计成电解池,在反应Cu+2H2O═Cu(OH)2↓+H2↑中,失电子的是金属铜,所以必须选择金属铜作阳极材料,其他导电的物质做阴极材料即可,在阴极上应该是水中的氢离子得电子的反应,可以选择硫酸钠等来做电解质.
A、用铜片作阴、阳电极,电解氯化铜溶液,阳极失电子生成铜离子,阴极铜离子得到电子析出铜,故A错误;
B、用铜片作阴、阳电极,电解硫酸钾溶液,可以实现该反应的发生,故B正确;
C、铜锌合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时,金属锌被腐蚀,铜被保护,故C错误;
D、原电池原理不能实现该非自发的氧化还原反应,故D错误;
故选B.
甲醇燃料电池容易携带、容易存储等优点,目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源.如图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型,下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.根据质子移动方向知,放电时,电解质溶液中氢离子向正极移动,所以Y为正极,故A错误;
B.X电极为负极,负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+,故B正确;
C.根据2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑知,若常温下以该电池电解100mLKCl溶液至PH=12时,生成n(KOH)=0.01mol/L×0.1L=0.001mol,根据KOH和氢离子之间的关系式知,电池质子交换膜迁移的A为0.001mol,故C错误;
D.温度和压强未知,无法计算氧气体积,故D错误;
故选B.
三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调节NiCl2溶液pH至7.5,加入适量硫酸钠后进行电解.电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍.以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.若Fe为阳极,则氯离子不能在阳极生成,则不会存在产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍,故A错误;
B.电解时阳极附近氯离子放电,溶液的pH不会升高,故B错误;
C.电解时阳极附近氯离子放电,发生电极反应为2Cl--2e-=Cl2,故C正确;
D.由Ni2+-e-=Ni3+可知1mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1mol电子,故D错误;
故选C.
如图的装置能构成原电池并产生较强的电流的是( )
正确答案
解析
解:A.该装置中电极材料相同,没有自发的氧化还原反应,所以不能形成原电池,故A错误;
B.该装置中电极材料相同,乙醇为非电解质,该装置不能自发的进行氧化还原反应,所以不能形成原电池,故B错误;
C.Zn与Cu活性不同,Zn与硫酸反应生成硫酸锌与氢气,该装置符合原电池的构成条件,所以能形成原电池,故C正确;
D.该装置不能自发的进行氧化还原反应,所以不能形成原电池,故D错误.
故选C.
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