经典电化学题目.pdf

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1、精心整理 精心整理 高三化学寒假专题训练六电化学 1.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 S闭合时，在交换膜处SO从右向左移动。下 列说法错误的是 () A电解一段时间后，向装置通入适量的HCl 气体可以恢复原来的浓度 B反应初期， Y 电极周围出现白色沉淀 CB 电极质量增加 DX 电极产生气泡，且生成1mol 气体的 同时，有 1molA 参与反应 2中学阶段介绍的应用电解法制备的物质 主要有三种：一是铝的工业制备、二是氯碱工 业、三是金属钠的制备。下列关于这三个工业 生产的描述正确的是 () A电解法制金属钠时，负极反应式为Na e =N

2、a B 电解法生产铝时， 需对铝土矿进行提纯， 在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性 C在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的 是 H2，NaOH 在阳极附近产生 D 氯碱工业和金属钠的冶炼都 用到了 NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl 失电子 3在一定温度下，用铂电极电解饱和硫酸 钠溶液，对电解质溶液的判断正确的是() A不会有晶体析出 B浓度变大 C浓度变小DpH 不变 4用惰性电极电解NaCl 和 CuSO4混合溶 液 250mL，经过一段时间后两极均得到11.2 L 气体(标准状况下 )，则下列有关描述中， 正确的 是() A阳极发生的电极反应只有：4OH 4e =2H 2OO2 B

3、两极得到的气体均为混合物气体 C若 Cu 2的起始浓度为 1mol/L，则 c(Cl )起始浓度为 2mol/L DCu 2的起始浓度最大应小于 4mol/L 5目前市场上的手提应急灯，主要用的是 “ 无液干粉 ” 铅酸蓄电池，其原理是将强腐蚀性 的浓硫酸灌注到硅胶中，使电解质溶液不易发 生泄漏，大大改善了电池的性能。所用的原料 仍然是 Pb-PbO2-H2SO4， 下列关于该铅酸蓄电池 的说法正确的是 () A充电时，电源的正极接蓄电池标“ ” 的 一极，电池上标有 “ ” 的一极发生氧化反应 B“ 无液干粉 ” 铅酸蓄电池彻底改变了原来 的铅酸蓄电池的原理 C放电时在铅酸蓄电池的负极发生还

4、原反 应 D若用此铅酸蓄电池电解饱和NaCl 溶液， 标 况 下 制 备1.12 LCl2， 电 池 内 至 少 消 耗 H2SO40.10mol 6用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含 Cl 、Br、Na、Mg2)的装置如图所示 (a、b 为石 墨电极 )。下列说法中， 正确的是 () 精心整理 精心整理 A电池工作时， 正极反应式为： O22H2O 4e =4OHB电解时，a电极周围首先 放电的是 Br 而不是 Cl，说明当其他条件 相同时前者的还原性强于后者 C电解时，电子流动路径是：负极 外电 路阴极溶液阳极正极 D忽略能量损耗，当电池中消耗0.02 gH2 时，b 极周围会产生 0.04

5、 gH2 7将质量相等的Ag 片和铂片插入硝酸银 溶液(足量)中，银片与电源正极相连， 铂片与电 源负极相连。 以电流 1 A 通电 10min，然后反接 电源，以电流 2 A 继续通电 10min。下图为表示 银电极的质量、铂电极的质量、电解池中产生 气体的质量和电解时间的关系图，正确的是 () 8如图甲、乙是电化学实验装置。 (1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl 溶液。 甲 中 石 墨 棒 上 的 电 极 反 应 式 为 _ _； 乙 中 总 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _ ； 将湿润的淀粉 KI 试纸放在乙烧杯上方， 发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2 氧化了生成的 I2

6、。 若反应中 Cl2和 I2的物质的量 之比为 51，且生成两种酸，该反应的化学方 程式为 _ _。 (2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。 甲 中 铁 棒 上 的 电 极 反 应 式 为 _ _； 如果起始时乙中盛有200mLpH5 的 CuSO4溶液(25 )，一段时间后溶液的pH 变为 1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液 中 加 入 _( 填 写 物 质 的 化 学 式)_g。 9某课外活动小组设计了如下图所示的装 置，调节滑动变阻器，控制电流强度适中的情 况下用其进行缓 慢电解 NaCl 溶液 及 相 关 实 验 ( 此 时， 打开止水夹 a， 关闭止水夹 b)。 由 于

7、粗心，实验并未 达到预期目的，但也看到了令人很高兴的现象 (阳 离 子交 换 膜 只 允 许 阳 离 子 和 水 通 过)。 请帮助他们分析并回答下列问题： (1)写出 B 装置中的电极反应： 阴极： _ ； 阳极： _ 。 (2)观察到 A 装置中的现象是： _ ； _ ； _ 。 (3)当观察到 A 装置中的现象后，他们关闭 精心整理 精心整理 止水夹 a，打开止水夹 b。再观察 C 装置，若无 现象，请说明理由；若有现象，请写出有关反 应的化学方程式(是离子反应的写离子方程 式 ):_ _ 。 (4)若想达到电解 NaCl 溶液的目的， 应如何 改进装置，请提出你的意见：_ 。 10铝合

8、金以质轻、稳定性好等优点广泛 应用于航空航天事业。在铝合金表面能形成一 层较厚的氧化膜，这是其在空气中稳定存在的 关键。其反应原理是以铝件与另一种材料为电 极，以某种溶液作电解质溶液进行电解，通电 后在铝件与电解质溶液的接触面上逐渐形成一 层氢氧化铝薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔， 电流从小孔中通过并产生热量使氢氧化铝分 解，从而使铝件表面形成一层较厚的氧化膜。 某校课外兴趣小组的同学根据上述原理，以铝 件和铁棒为电极，以一定浓度的碳酸氢钠溶液 为电解质溶液进行实验，实验装置如图所示。 (1)铝件放在 _(填“X”或“Y”)极。 (2)铝件表面形成氢氧化铝的电极反应式是 _ _ 。 (3)电解

9、过程中，必须使电解质溶液的pH 保持相对稳定 (不能太大也不能太小 )的原因是 _ _ 。 (4)用碳酸氢钠溶液作电解质溶液，而不用碳酸 钠 溶 液 作 电 解 质 溶 液 ， 其 理 由 是 _ _ 。 11锌是第四 “ 常见” 的金属，仅次于铁、铝 及铜，在现代工业中对于电池制造有不可磨灭 的贡献。 .湿法炼锌 某种冶炼过程可用下图简略表示 (1)ZnS焙 烧 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _ _。 (2)电解过程中析锌一极的电 极反应式为 _ 。 (3)氧化锌像氧化铝一样，属于两性氧化物， 则 氧 化 锌 与 氢 氧 化 钠 反 应 的离 子方 程式 为 _ _ 。 (已知： “

10、锌酸” 的化学式可写成 H2Zn(OH)4) .锌电池 用锌作负极的电池生活中随处可见，如锌锰 干电池、锌锰碱性电池、锌空电池等。 (4)锌锰碱性电池，以二氧化锰为正极，锌 粉为负极，氢氧化钾为电解液。其具有容量大、 放电电流大的特点，因而得到广泛应用。电池 总反应式为Zn2MnO22H2O=2MnO(OH) Zn(OH)2。 碱性电池中，负极锌由片状改变成粒状的优 点是_ ； 正极反应式为 精心整理 精心整理 _ _ 。 (5)新型锌空电池与锂电池相比，锌空气充 电电池的储存电量是它的三倍，成本是锂电池 的一半，并且完全没有过热爆炸的安全隐患。 该电池的总反应为2Zn+O2=2ZnO，电解质

11、溶 液 为 KOH 溶 液 ， 则 负 极 的 电 极反 应 式为 _ 。 若以该电池为电源， 用惰性电极电解硝酸银 溶液，为保证阴极有10.8 g 银析出，至少需要 L 空气(折算成标准状况 )进入该电池。 高三化学寒假专题训练六电化学答案 1B解析：由于装置中两极材料相同， 不符合构成原电池的条件，因此可判断出装置 是原电池， 装置是电解装置， 根据已知 “SO 从右向左移动 ” 可判断出 A 是负极，电极反应式 为 A2e =A2，B 是正极，电极反应式为 B2 2e=B，Y 作阳极， X 作阴极，用惰性电 极电解 AlCl3溶液的总反应方程式为2AlCl3 6H2O2Al(OH)3 3

12、H2 3Cl2 。根据电解的总 反应式和质量守恒可知选项A 正确。根据得失 电子守恒可知选项D 也正确。 2B 3 D 解析：用铂电极电解饱和硫酸钠溶液， 实际上是在电解水。温度一定时，饱和溶液中 溶剂减少，将有硫酸钠析出，剩余溶液依然是 饱和溶液且溶液的浓度不变。 4.C 解析： 根据放电顺序，阴极放电顺序为： 铜离子、氢离子，阳极放电顺序为氯离子、氢 氧根离子，因此阳极可能生成氯气、氧气，而 阴极只能生成氢气；若Cu2的起始浓度为 1mol/L，则阴极得到氢气11.2 L 时共转移的电 子数为 1.5mol，若 Cl起始浓度为 2mol/L，则 阳极得到氯气0.25mol、氧气 0.25m

13、ol，阴极转 移的电子总数也为1.5mol，符合电子守恒定律； 由于阴极得到氢气，故Cu2的起始浓度最大 应小于 2mol/L。 5D 6B解析： A 项，电池工作时，因为电 解液为酸，所以正极反应式应为： O24H 4e =2H 2O，A 错；在阳极先放电的阴离子比后 放电的阴离子还原性强，正确；电子不能通过 水溶液；根据电子守恒，忽略能量损耗，当电 池中消耗 0.02 gH2时， b 极周围会产生 0.02 gH2， 所以 D 错。 7C 解析： 前 10min，阳极 (银片)上发生 氧化反应： Age =Ag，银电极质量减轻， 阴极(铂片)发生还原反应： Ag e =Ag，铂 电极质量增

14、加。当电源反接后，由于电流是原 来的 2 倍，故先考虑前 5min 的情况，此时附有 Ag 的铂片作阳极： 电极反应式为 Age =Ag ，通电 5min 后，前一过程析出的银全部溶解， 阴极反应式为 Ag e=Ag， 前一过程溶解的 银又复原，银电极又恢复为原来的质量。通电 后 5min，阳极 (铂片)上溶液中的阴离子氢氧根 离子放电生成 O2，而阴极 (银片)上继续析出银， 且析出银的质量和溶解的银的质量相等。对照 图像得只有选项 C 符合题意。 8(1)O22H2O4e =4OH2Cl 2H2O2OH H 2 Cl2 5Cl2I26H2O=10HCl2HIO3 (2)Fe 2e Fe 2

15、 CuO( 或CuCO3) 精心整理 精心整理 0.8(或 1.24) 【解析】 (1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl 溶液。甲装置等效于电化腐蚀中的吸氧腐蚀， 乙装置为电解池电解食盐水。 (2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。甲装置为普 通原电池，乙装置为电解池电解硫酸铜溶液。注意： 原电池中铁做负极时，生成Fe 2非 Fe3；要先判 断是常规电解还是深度电解。从题给数据看，没有浓 度，所以只能当常规电解处理，加入CuO 即可，需要 的量可由pH 变化计算，因为生成n(H )0.2 L (10 1 10 5)mol/L 0.02mol，则转移电子也为 0.02mol，生 成 Cu0.0

16、1mol，据铜守恒，需加入CuO0.8 g 。(若改为 CuCO3则为 1.24 g)。 9(1)2H2O2e =H 2 2OH (或 2H 2e =H 2) Fe2e =Fe2 (2)A 烧杯中的水倒吸并产生红色喷泉 烧瓶中液面上升到高于左侧导管一定程度后 又逐渐下落至与导管相平最后 A 烧杯溶液 呈红色，导管有气泡溢出 (3)Fe 2 2OH =Fe(OH)2 ，4Fe(OH)2 2H2OO2=4Fe(OH)3或写成总反应式： 4Fe 28OH2H 2OO2=4Fe(OH)3 (4)把 Fe电极换成 C、Pt等惰性电极或将装 置中两电极换位置等 10(1)X (2)Al 3e 3HCO =

17、Al(OH)3 3CO2 或 Al 3e =Al3，Al33HCO=Al(OH) 3 3CO2 (3)氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，如 果溶液的酸性或碱性过强，都会使所形成的氧 化铝薄膜溶解 (4)碳酸氢钠的作用之一是中和阴极区溶液 中过量的OH ：HCOOH=COH 2O，有 利于控制溶液的酸碱性，另外，碳酸氢钠的水 解程度小于碳酸钠的水解程度，碱性也比碳酸 钠溶液的弱 【解析】 (1)要生成氢氧化铝，必须先生成 铝离子，所以铝件应放在阳极，发生氧化反应， 失电子变成阳离子。铁棒放在阴极。电子总是 从电源的负极流出， 所以装置中的 Y 极为阴 (铁 棒)，X 极(铝件)为阳极。 (2)碳酸

18、氢钠溶液呈碱 性，阳极发生反应：Al 3e =Al 3 ，Al 3 3HCO=Al(OH)3 3CO2 ； 阴极发生反应：2H 2e=H 2 。 (3)要使铝件表面生成一层较厚的氧化膜， 则不能使溶液溶解氧化铝和氢氧化铝，从氧化 铝和氢氧化铝的两性角度考虑，必须使电解质 溶液的 pH 保持相对稳定。 (4)等浓度碳酸氢钠溶液比碳酸钠溶液的碱 性弱，有利于控制溶液的酸碱性。 11(1)2ZnS3O22SO22ZnO (2)Zn(NH3)4 22e=Zn4NH 3 (3)ZnO2OH H 2O=Zn(OH)4 2 (4)增大了负极的反应面积，提高了放电效 率2MnO22H2O2e =2MnO(OH)2OH (5)Zn2e 2OH =ZnOH2O2.8(2.7 同样得分 )