- 电化学基础
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有关下列电化学装置的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A.该装置中电极材料和电解质溶液中的金属元素不同,所以不能形成原电池,故A错误;
B.用石墨作阳极电解硫酸铜溶液,阳极上析出氧气,阴极上析出铜,所以析出的物质是氧化铜,同时溶液中生成硫酸,硫酸和碳酸铜反应生成硫酸铜和二氧化碳气体,二氧化碳不存在于溶液中,所以加入的碳酸铜就相当于加入的是氧化铜,可以使硫酸铜溶液恢复到原浓度,故B正确;
C.若X是负极,则粗铜作阴极,纯铜为阳极,不能实现粗铜的精炼,故C错误;
D.该装置有外接电源,属于“有外加电源的阴极保护法”,故D错误;
故选B.
下列图示的装置可以构成原电池的是( )
正确答案
解析
解:原电池的构成条件是:①有两个活泼性不同的电极,②将电极插入电解质溶液中,③两电极间构成闭合回路,④能自发的进行氧化还原反应,
A.该装置不能构成闭合回路,所以不能形成原电池,故A错误;
B.该装置中电极材料相同,所以不能形成原电池,故B错误;
C.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.酒精为非电解质,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D错误;
故选C.
如图所示原电池工作时,右池中Y2O72-转化为Y3+.下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、左池电极反应式:X2+-2e-=X4+,故A错误;
B、每消耗1mol Y2O72-,转移6mol电子,故B错误;
C、因为左池电极反应式:X2+-2e-=X4+,正电荷数在增加,而且左要保持电中性,所以阴离子数目增加,故C正确;
D、改变右池溶液的c(H+),要使右池溶液呈电中性,加速单位时间内电子的转移数目,电流强度要变大,故D错误;
故选C.
将洁净的金属片甲、乙、丙、丁分别放置在浸有某种盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示).在每次实验时,记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下表:(已知构成两电极的金属其金属活泼性相差越大,电压表的读数越大.)依据记录数据判断,下列结论中正确的是( )
正确答案
解析
解:甲-Cu连接时,电子从甲→Cu,所以甲的金属性大于铜;
丙-Cu连接时,电子从Cu→乙,所以乙的金属性小于铜;
丙-Cu连接时,电子从丙→Cu,所以丙的金属性大于铜;
丁-Cu连接时,电子从丁→Cu,所以丁的金属性大于铜;
A、金属乙的金属性小于铜,所以金属乙不能从硫酸铜溶液中置换出铜,故A错误;
B、甲的金属性大于铜,乙的金属性小于铜,所以金属性是甲大于乙,甲、乙形成合金时,将该合金露置在空气中,甲先被腐蚀,故B正确;
C、甲、丙、丁的金属性均强于Cu,但是电压越大,金属性越强,所以活泼性是:丙>甲>丁,只有乙的活泼性弱于铜,所以在四种金属中乙的还原性最弱,故C错误;
D、活泼性是:丙>甲>丁,甲、丁若形成原电池时,活泼金属甲作负极,故D错误.
故选B.
电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀.Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用.阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用.某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图,如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
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解:燃料电池中,正极发生的反应是氧气得电子被还原的过程,负极发生的反应是燃料失电子被氧化的过程;电池是以熔融碳酸盐为电解质,可以循环利用的物质只有二氧化碳,甲烷燃料电池中,负极发生的反应是甲烷失电子被氧化的过程,电极反应式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,所以电解时铁作阳极,因此主要发生Fe-2e-=Fe2+,阴极上氢离子得电子生成氢气,
A.甲烷燃料电池中,负极发生的反应是甲烷失电子被氧化的过程,电极反应式为:CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,故A正确;
B.沉降的原理是碱性环境下,让铁离子沉淀,若加入硫酸,则铁离子不会产生沉淀,无法达到实验目的,故B错误;
C.电解时阴极反应式为2H++2e-=H2↑,产生4.48 L气体为标准状况下时,转移电子数为0.2mol,甲烷燃料电池中,负极发生的反应是甲烷失电子被氧化的过程,电极反应式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,则燃料电池消耗甲烷体积为:×22.4L=0.56L,故C错误;
D.电池是以熔融碳酸盐为电解质,可以循环利用的物质只有二氧化碳,使该燃料电池长时间稳定运行,电池工作时必须 有部分A物质参加循环.A物质是CO2,故D错误;
故选A.
用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示.下列说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A.若a极是铜,b极为铁时,a为阳极,形成电镀装置,由O2~4e-~2Cu可知,当电池消耗1.6gO2,b极上析出×2×64g/mol=6.4g铜,故A正确;
B.由于电解质溶液呈酸性,正极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O,故B错误;
C.若a极是粗铜,b极是纯铜时,a极上比Cu活泼的金属失去电子,但b极上析出铜只析出Cu,则极减少的质量不等于b极上析出铜的质量,故C错误;
D.电解CuSO4溶液时,若a、b两极均是石墨时,b极反应为a极产生的气体为O2,b极反应为Cu2++2e-=Cu,故D错误;
故选A.
某原电池的总反应是Zn+Cu2+═Zn2++Cu,则该原电池的组成正确的是( )
正确答案
解析
解:根据电池反应知,Zn作负极、不如锌活泼的金属或导电的非金属作正极,可溶性铜盐溶液为电解质溶液,
A.Zn作负极、石墨作正极,故A错误;
B.电解质溶液应该是可溶性铜盐溶液而不能是稀硫酸,故B错误;
C.锌作负极、石墨作正极、硫酸铜溶液为电解质溶液,符合题干信息,故C正确;
D.电解质溶液应该是可溶性铜盐溶液而不是可溶性锌盐溶液,故D错误;
故选C.
下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、锌锰干电池中,锌易失电子发生氧化反应而作负极、二氧化锰得电子发生还原反应而作正极,故A正确;
B、锂离子电池能充放电,属于二次电池,放电时是将化学能转化为电能,充电时是将电能转化为化学能,故B正确;
C、原电池是将化学能转化为电能,所以甲醇燃料电池可把化学能转化为电能,故C正确;
D、根据铅蓄电池放电时,负极电极反应式为:Pb+SO42--2e-=PbSO4 ;正极电极反应式为:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O,所以正负极质量都增加,故D错误.
故选D.
(2015春•娄底期末)某金属能跟稀盐酸作用放出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是( )
正确答案
解析
解:某金属能跟稀盐酸作用放出氢气,说明该金属在金属活动性顺序表中处于氢之前,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,则该金属的活泼性小于锌,所以该金属是处于锌之后的氢之前的金属,为铁,故选A.
有M、N、P、Q四块金属片,进行如下实验,
①M、N用导线相连后,同时插入稀H2SO4中,M极为负极
②P、Q用导线相连后,同时浸入稀H2SO4中,电子由P→导线→Q
③M、P相连后,同时浸入稀H2SO4,P极产生大量气泡
④N、Q相连后,同时浸入稀H2SO4中,Q极发生氧化反应,
则四种金属的活动性顺序为( )
正确答案
解析
解:①M、N用导线相连后,同时插入稀H2SO4中,M极为负极,则活泼性M>N;
②P、Q用导线相连后,同时浸入稀H2SO4中,电子由P→导线→Q,P为负极,则活泼性P>Q;
③M、P相连后,同时浸入稀H2SO4,P极产生大量气泡,P为正极,活泼性M>P;
④N、Q相连后,同时浸入稀H2SO4中,Q极发生氧化反应,Q为负极,活泼性Q>N,
则金属的活泼性顺序为M>P>Q>N,
故选D.
某原电池构造如图所示.下列有关叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、该装置是原电池,较活泼的金属铜作负极,银作正极,外电路中电子从铜沿导线流向银,故A错误.
B、取出盐桥后,不能构成闭合回路,所以没有电流产生,电流计的指针不能发生偏转故,故B错误.
C、铜极上的电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+
64g 2mol
3.2g 0.1mol
所以外电路中每通过0.1mol电子,铜的质量理论上减小3.2g,故C错误.
D、该装置中负极上铜失电子,正极上银离子得电子,所以电池反应式为
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2,故D正确.
故选D.
某学习小组为研究电化学原理,设计如图装置.下列叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.a和b不连接时,发生Fe+Cu2+=Cu+Fe2+置换反应,则铁片上会有金属铜析出,故A正确;
B.a和b用导线连接时,Cu为正极,在正极上阳离子得电子,则发生Cu2++2e-=Cu,故B正确;
C.a和b分别连接足够电压的直流电源正、负极时,形成电解池,b与负极相连为阴极,阳离子向阴极移动,所以Cu2+向Fe电极移动,故C错误;
D.无论a和b是否用导线连接,均发生Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,则铁片均溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色,故D正确;
故选C.
银制器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故.根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.银器放在铝制容器中,由于铝的活泼性大于银,故铝为负极,失电子,银为正极,银表面的Ag2S得电子,析出单质银,所以银器质量减小,故A错误;
B.银作正极,正极上Ag2S得电子作氧化剂,在反应中被还原生成单质银,故B正确;
C.Al2S3在溶液中不能存在,会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3,Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
故C错误;
D.黑色褪去是Ag2S转化为Ag而不是AgCl,故D错误;
故选B.
我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示.下列有关说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、该原电池工作时,电解质中的阳离子锂离子会移向正极,故A正确;
B、由于金属Li可以和水之间反应生成氢氧化锂和氢气,但是和有机电解质不反应,所以有机电解质不可用水溶液代替,故B错误;
C、金属Li可以和水之间反应生成氢氧化锂和氢气应是自发的氧化还原反应,即为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑,故C正确;
D、该原电池是将化学能转化为电能的装置,装置不仅可提供电能,并且反应产物是氢气,能提供能源,故D正确.
故选B.
已知蓄电池在放电时起原电池的作用,充电时起电解池的作用,铅蓄电池在放电和充电时发生的化学反应方程式可用下列式表示Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 据此判断下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A.放电时,负极失去电子,则放电时铅蓄电池负极的电极反应为Pb+SO42--2e-=PbSO4,故A错误;
B.充电时,负极与阴极相连,则阴极的电极反应为PbSO4+2e-=Pb+SO42-,故B正确;
C.用铅蓄电池来电解CuSO4溶液,由电子守恒可知,2H2SO4~2e-~Cu,则生成3.2克Cu,消耗硫酸为×2=0.1mol,故C错误;
D.由2PbSO4~2e-可知,使3.03千克PbSO4转变为Pb和PbO2,转移电子为:=10mol,故D错误;
故选B.
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