- 电化学基础
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利用如图所示装置,当X、Y选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、外加电流的阴极保护法中,阴极是待保护金属,即Y是待保护金属,故A正确.
B、铜的精炼中,粗铜作阳极X,纯铜作阴极Y,硫酸铜溶液作电解质溶液,故B错误;
C、电镀工业上,Y是待镀金属,X是镀层金属,故C错误;
D、氯碱工业上,用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,阴极附近得到氢氧化钠,即Y附近能得到氢氧化钠,故D错误;
故选A.
高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压.高铁电池的总反应为:3Zn+2K2O4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+2Fe(OH)3+4KOH下列叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.放电时,Zn失去电子,发生Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,故A正确;
B.放电时正极反应为:FeO42-+4H2O+3e=Fe(OH)3-+5OH-,故B正确;
C.放电时正极转化为:FeO42-→Fe(OH)3,1mol K2FeO4被还原要得到3mol电子,故C错误;
D.放电时正极反应为:FeO42-+4H2O+3e=Fe(OH)3-+5OH-,生成氢氧根离子,所以正极附近溶液的碱性增强,故D正确;
故选C.
如图两个电解槽中,a、b、c、d均为石墨电极.若电解过程中共有0.02mol电子通过,下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A.A极(阳极)反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,生成氧气,不能析出铜,故A错误;
B.甲烧杯中B极上电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,故B错误;
C.d极(阴极)反应式为2H++2e-=H2↑,由于H+放电,打破了水的电离平衡,导致d极附近溶液呈碱性(有NaOH生成),故C正确;
D.烧杯中c极上电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,故D错误;
故选C.
根据如图可判断下列离子方程式中错误的是( )
正确答案
解析
解:根据原电池的构成条件可以知道右图所示装置是原电池的构成装置,装置1中Cd为负极,发生Cd置换Co的反应,说明Cd的活泼性强于Co,故B正确,装置2中Co为负极,发生Co置换Ag的反应,说明Co的活泼性强于Ag,发生Co置换Ag的反应,故D正确,综上可知金属Cd活泼性强于Ag,所以Cd可以置换Ag,故C正确.
故选A.
甲、乙两个电解池均以Pt为电极且互相串联.甲池盛有AgNO3溶液,乙池盛有一定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池阴极质量增加2.16g,乙池电极析出0.64g金属,则乙池中溶质可能是( )
正确答案
解析
解:题中离子放电顺序为Cu2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+,只有CuSO4可在阴极上析出金属,
故选A.
实验发现,在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粉后,Fe3+立即被还原成Fe2+.某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置.下列有关说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A.该原电池的正极反应是Fe3++e-═Fe2+,负极反应为Zn-2e-=Zn2+,故A错误;
B.该原电池反应为Zn+2FeCl3═2FeCl2+ZnCl2,该反应不生成气体,故B错误;
C.原电池中阳离子移动到正极,则生成的Fe2+在左边的烧杯中,故C错误;
D.左边烧杯中发生Fe3++e-═Fe2+,则左烧杯中溶液的红色逐渐褪去,故D正确;
故选D.
(2015春•宿州期末)X、Y、Z三种金属,X、Y组成原电池,X是负极;把Y放在Z的硝酸盐溶液中,Y表面有Z析出.其活泼顺序是( )
正确答案
解析
解:原电池中较活泼的金属作负极,X、Y组成原电池,X是负极,活泼性X>Y;
在金属活动性顺序表中,活泼金属能置换出不活泼的金属,把Y放在Z的硝酸盐溶液中,Y表面有Z析出,活泼性Y>Z,
所以活泼性顺序为X>Y>Z.
故选A.
Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器.该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4-SOCl2.电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2.请问下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A、化合价变化,可得Li为还原剂,SOCl2为氧化剂,负极材料为Li(还原剂),故A正确;
B、负极发生氧化反应,电极反应式为Li-e-=Li+,故B正确;
C、SOCl2为氧化剂,正极发生还原反应,电极方程式为2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2,故C正确;
D.因为构成电池的两个主要成份Li能和氧气水反应,且SOCl2也与水反应,必须在无水无氧条件下进行,故D错误;
故选D.
原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该反应的原电池的组成是( )
正确答案
解析
解:根据电池反应式知,锌失电子发生氧化反应而作负极,不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极,正极上铜离子得电子发生还原反应,则电解质溶液中含有铜离子,所以电解质溶液为可溶性的铜盐,
故选D.
(2015春•南阳校级月考)在理论上不能用于设计原电池的化学反应是 ( )
正确答案
解析
解:A.该反应不是氧化还原反应,所以不能设计成原电池,故A选;
B.该反应中有电子转移,但是吸热反应,所以不能设计成原电池,故B选;
C.该反应中有电子转移且是放热反应,所以是自发进行的放热的氧化还原反应,所以能设计成原电池,故C不选;
D.该反应中有电子转移且是放热反应,所以是自发进行的放热的氧化还原反应,所以能设计成原电池,故D不选;
故选AB.
(2015春•菏泽期中)如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下,其中正确的是( )
①Zn为正极,Cu为负极;
②H+向负极移动;
③电子是由Zn经外电路流向Cu;
④Cu极上有H2产生;
⑤若有1mol电子流过导线,则产生的H2为0.5mol;
⑥正极的电极反应式为Zn-2e-═Zn2+.
正确答案
解析
解:①Zn为负极,Cu为正极,故①错误;
②H+向正极移动,故②错误;
③电子由Zn电极流向Cu电极,故③正确;
④Cu电极上发生2H++2e-=H2↑,故④正确;
⑤由2H++2e-=H2↑可知,有1mol电子流向导线,产生氢气0.5mol,故⑤正确;
⑥正极反应为2H++2e-=H2↑,故⑥错误;
故选B.
某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含Li+导电固体为电解质.放电时的电池反应为:Li+LiMn2O4═Li2Mn2O4.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.由总反应式可知,放电时,Mn元素化合价降低,LiMn2O4发生还原反应,电池内部Li+向正极移动,故A错误;
B.正极LiMn2O4得电子被还原,电极反应式为Li++LiMn2O4+e-═Li2Mn2O4,故B正确;
C.醋酸电离产生的氢离子比锂离子的氧化性强,如果醋酸作电解质,则锂离子不能放电,故C错误;
D.充电时,阳极发生氧化反应,Li2Mn2O4失电子被氧化,故D错误.
故选B.
C-NaMO2电池是科学家正在研发的钠离子电池,据悉该电池可以将传统锂电池的续航能力提升7倍.该电池的电池反应式为:NaMO2+nC⇌Na(1-x)MO2+NaxCn,下列有关该电池的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电池放电时,是原电池的工作原理,原电池中,电解质中的阳离子移向正极,故A错误;
B、电池放电时,负极发生失电子的氧化反应,即NaMO2-xe-═Na(1-x)MO2+xNa+,故B正确;
C、因Na的摩尔质量为21g/mol,由×失去的电子数可知,消耗相同质量金属时,用锂做负极时,产生电子的物质的量比钠多,故C错误;
D、电池充电时,是电解池装置的工作原理,阳极上发生失电子的氧化反应,电极反应式为NaxCn-xe-═nC+x Na+,故D错误.
故选:B.
关于下列各装置图的叙述中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、阳极是氯离子发生氧化反应,生成氯气,故A错误;
B、铁比铜活泼,所以铁是负极,所以总反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,故B错误;
C、燃料为负极发生氧化反应,所以电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O,故C正确;
D、电流方向是从正极到负极,所以a是阳极,电解精炼铜时,阳极a粗铜,电解质是含有铜离子的可溶性的盐,如硫酸铜溶液,故D错误;
故选C.
一种三室微生物燃料电池(MFC)污水净化系统原理如图所示,图中废水有机物可用C6H10O5表示.有关说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:该原电池中,硝酸根离子得电子发生还原反应,则右边装置中电极b是正极,电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,左边装置电极a是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+,
A.该原电池中,硝酸根离子得电子发生还原反应,则右边装置中电极b是正极,所以电子从a极经负载到b极,故A正确;
B.放电时,电解质溶液中阳离子Na+移向正极右室,阴离子Cl-移向负极室左室,所以c为氯离子交换膜,d为钠离子交换膜,中间室可用作海水淡化,故B正确;
C.左边装置电极a是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+,故C正确;
D.右边装置中电极b是正极,电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,氢离子参加反应导致溶液酸性减小,溶液的pH增大,故D错误;
故选D.
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