- 电化学基础
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如图所示,a、b是多孔石墨电极,某同学按图示装置进行如下实验:断开K2,闭合K1一段时间,观察到两只玻璃管内都有气泡将电极包围,此时断开K1,闭合K2,观察到电流计A的指针有偏转.下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、断开K2,闭合K1时,相当于电解装置,相当于电解氢氧化钾,实质是电解水,所以氢氧化钾的浓度增大,pH要变大,故A正确;
B、断开K1,闭合K2时,形成氢氧燃料电池,在a极附近有大量的氧气,在b极附近有大量的氢气,此时b极是负极,发生失电子的氧化反应,在碱性电解质下,电极反应为:2OH-+H2-2e-═2H2O,故B错误;
C、断开K2,闭合K1时,形成电解池,a极是阳极,氢氧根离子发生失电子的氧化反应,即4OH--4e-═O2↑十2H2O,故C正确;
D、断开K1,闭合K2时,形成氢氧燃料电池,a极是充满氧气的正极,b极是充满氢气的负极,电解质里的阴离子移向电池的负极移动,即OH-向b极移动,故D正确.
故选B.
某原电池结构如图所示,下列有关该原电池的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.该装置中锌易失电子作负极,铜作正极,故A错误;
B.锌失电子发生氧化反应而作负极,故B错误;
C.电子从负极沿导线流向正极,即电子从负极锌沿导线流向正极铜,故C错误;
D.锌失电子生成锌离子进入溶液,导致锌的质量逐渐减轻,故D正确;
故选D.
(2015秋•连江县校级期中)如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中,下列分析正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若闭合K1,该装置没有外接电源,所以构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,负极上铁失电子,Fe-2e-=Fe2+,故A错误;
B、若闭合K1,该装置没有外接电源,所以构成了原电池;不活泼的石墨棒作正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-,所以石墨棒周围溶液pH逐渐升高,故B正确;
C、K2闭合,Fe与负极相连为阴极,铁棒不会被腐蚀,属于外加电源的阴极保护法,故C错误;
D、K2闭合,电路中通过0.4NA个电子时,阴极生成0.2mol氢气,阳极生成0.2mol氯气,两极共产生0.4mol气体,两极共产生标况下8.96L气体,故D错误.
故选B.
如图所示是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡上的记录卡如下,则卡片上的描述合理的是( )
实验后的记录:
①Cu为负极,Zn为正极
②Cu极上有气泡产生,发生还原反应
③SO42-向Cu极移动
④若有0.5mol电子流经导线,则可产生0.25mol气体
⑤电子的流向是:Cu→Zn
⑥正极反应式:Cu-2e-═Cu2+,发生氧化反应.
正确答案
解析
解:①该原电池中,Zn为负极,Cu为正极,故错误;
②铜电极上电极反应为2H++2e-=H2↑,发生还原反应,故正确;
③硫酸根离子向负极锌移动,故错误;
④若有0.5mol电子流经导线,则可产生气体的物质的量==0.25mol,故正确;
⑤电子由Zn电极流向Cu电极,故错误;
⑥正极铜上电极反应为2H++2e-=H2↑,发生还原反应,故错误;
故选B
有A、B、C、D四种金属.将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀.将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈.将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化.如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出.据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )
正确答案
解析
解:①将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,该装置构成了原电池,原电池中较活泼的金属作负极,负极上金属失电子生成金属阳离子进入溶液而被腐蚀,较不活泼的金属作正极而不易腐蚀,B不易腐蚀,所以金属活动性A>B;
②金属和酸反应,较活泼的金属与酸反应较剧烈,将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈,所以金属活动性D>A;
③金属之间的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化,所以B的活泼性大于铜;
④金属之间的置换反应中,较活泼金属能置换出较不活泼的金属,如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出,所以铜的活泼性大于C.
所以它们的活动性由强到弱的顺序是D>A>B>C,
故选B.
如图所示装置,能够组成原电池且产生电流的是( )
正确答案
解析
解:A、两个电极材料相同,不能够组成原电池且产生电流,故A错误;
B、两个电极材料相同,不能够组成原电池且产生电流,故B错误;
C、符合原电池的构成条件,故C正确;
D、乙醇不是电解质溶液且不能自发的进行氧化还原反应,故D错误.
故选C.
如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中,不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)( )
正确答案
解析
解:杠杆为导体时,向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,构成Fe、Cu原电池,Fe为负极,发生Fe-2e-═Fe2+,Cu为正极,发生Cu2++2e-═Cu,则A端低,B端高;
杠杆为绝缘体时,只发生Fe与硫酸铜溶液的反应,在Fe的表面附着Cu,质量变大,则A端高,B端低,
故选D.
我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流.电池总反应为:4Al+3O2+6H2O═4Al(OH)3,下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、正极上通入空气,发生还原反应,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故A正确;
B、电池工作时,电流由正极流向负极,即从铂电极沿导线流向铝电极,故B错误;
C、铂做成网状的目的是增大与氧气的接触面积,故C正确;
D、Al不断反应,不断溶解,所以一段时间后,更换铝板就可以继续使用,故D正确.
故选B.
普通水泥在固化过程中自由水分子减少,并且溶液呈碱性.根据这一物理化学特点,科学家发明了电动势法测水泥初凝时间.此法的原理如图所示,反应的总方程式为:2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag,下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.负极发生氧化反应,电极方程式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O,消耗氢氧根离子,所以pH减小,故A错误;
B.由电池反应方程式2Cu+Ag2O=Cu2O+2Ag知,较活泼的金属铜失电子发生氧化反应,所以铜作负极,Ag2O为正极,故B错误;
C.负极发生氧化反应,电极方程式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O,故C正确;
D.原电池工作时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,故D错误.
故选C.
下列四种装置中,溶液的体积均为250mL,开始时电解质溶液的浓度均为0.10mol/L,工作一段时间后,测得导线上均通过0.02mol电子,若不考虑溶液体积的变化,则下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解答:①为电解池,反应方程式为2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,每生成1mol O2,转移4mol电子,消耗2mol CuSO4,反应后,溶液pH降低.
②为原电池,锌为负极,Zn-2e-=Zn2+,铜为正极2H++2e-=H2↑每生成1mol H2,转移,2mol电子,消耗1mol H2SO4,溶液pH升高.
③为电镀池,阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子;阳极Zn-2e-=Zn2+,阴极反应是溶液中的Zn2+得电子的还原反应,Zn2++2e-=Zn溶液中Zn2+浓度不变.
④为电解池,反应方程式为2NaCl+2H2O H2↑+2NaOH+Cl2↑每生成1mol H2,转移2mol电子,消耗NaCl为2 mol,反应后,溶液pH升高.
A.当溶液的体积均为250mL,开始时电解质溶液的浓度均为0.10mol/L,工作一段时间后,测得导线上均通过0.02mol电子,①消耗CuSO4为0.01 mol,②消耗0.01mol H2SO4,③ZnSO4溶液的浓度不变.④消耗NaCl为0.02 mol.故A错误;
B.④反应后,溶液pH升高.消耗NaCl为0.02 mol.生成0.02 mol NaOH,溶液呈碱性.③Zn2+浓度不变,Zn2+水解,溶液略呈酸性.碱性④>③;
②溶液pH升高,但仍呈酸性,剩余0.025mol-0.01 mol=0.015 mol H2SO4.①反应后,溶液pH降低,呈酸性,生成0.01 mol H2SO4,酸性:②>①;①的溶液是酸性溶液,③是盐溶液,酸性较弱,所以pH值③>①;通过以上分析知,工作一段时间后溶液的pH:④>③>①>②,故B正确.
C.导线上均通过0.02mol电子.①产生0.005mol O2.②产生0.01mol H2.③产生气体为0.④产生0.01mol H2和0.01mol Cl2.产生气体的总体积:④>②>①>③,故C错误.
D.导线上均通过0.02mol电子.①电极上析出0.01mol Cu固体质量为0.64克,②电极上析出的固体的质量为0.③铁电极上析出0.01mol Zn固体的质量为0.65克.④电极上析出的固体的质量为0.电极上析出的固体的质量:③>①>②=④.故D错误.
故选B.
有关如图所示装置的叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.该装置是将化学能转变为电能的装置,属于原电池,故A正确;
B.该装置中,铂作正极,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应为:O2+2H2O+4e-═4OH-,故B正确;
C.该装置中,铁作负极,负极上铁失电子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,电极反应式为:Fe-2e-+2OH-═Fe(OH)2,故C正确;
D.该装置没有外接电源,属于原电池而不属于电解池,故D错误.
故选D.
下列关于铜-锌-稀H2SO4构成的原电池的有关叙述中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、铜-锌-稀H2SO4构成的原电池中,活泼金属锌作负极,失电子发生氧化反应,故A正确.
B、铜-锌-稀H2SO4构成的原电池中,较不活泼金属铜作正极,溶液中阳离子得电子发生还原反应,所以铜不易失去电子而受到保护,故B正确.
C、负极上失电子发生氧化反应,正极上溶液中阳离子得电子发生还原反应,故C错误.
D、电子从负极沿外电路流向正极,所以外电路电子流入的一极为正极,电子流出的一极为负极,故D正确.
故选C.
瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时,可以通过传感器显示.该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动.下列有关叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、该电池中a为负极,b为正极,电子从负极流向正极,所以电池外电路中电子由电极a流向电极b,故A错误;
B、电极b氧气得电子,生成O2-,而电极a需要O2-作为反应物,故O2-由正极(电极b)流向负极(电极a),故B错误;
C、选项中电荷不守恒,甲烷所在电极a为负极,电极反应为:CH4+5O2--8e-=CO32-+2H2O,故C正确;
D、1mol O2得4mol电子生成2molO2-,故当固体电解质中有1mol O2-通过时,电子转移2mol,故D错误;
故选C.
下列叙述的原因不是由于原电池造成的是( )
正确答案
解析
解:A、氯气与铁反应生成三氯化铁,属于化学腐蚀,不是由于原电池造成的,故A选;
B、金属在潮湿的空气中容易形成原电池而加快腐蚀,是由于原电池造成的,故B不选;
C、铁与硫酸铜反应生成铜,铁-铜-酸形成原电池,化学反应速率加快,是由于原电池造成的,故C不选;
D、锌-杂质-酸构成原电池,反应速率加快,是由于原电池造成的,故D不选;
故选A.
下列装置可以形成原电池的是( )
正确答案
解析
解:A、该装置符合原电池的构成条件,所以能形成原电池,故A正确;
B、两个活泼性相同的金属,不符合原电池的构成条件,故B错误;
C、甘油不是电解质,锌和甘油不能自发的进行氧化还原反应,所以不能构成原电池,故B错误;
D、该装置不能构成闭合回路,所以不能构成原电池,故D错误;
故选A.
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