江蘇省徐州市高中化學專題2化學反應與能量轉化第3單元化學能與電能的轉化題組訓練蘇教版必修2
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1、 9 / 16 第三單元化學能與電能的轉化 第1課時 化學能轉化為電能化學電源 [經(jīng)典基礎題] 題組1原電池的構成及其工作原理 1.下圖裝置能夠組成原電池的是 ( ) ( ) 2.右圖為銅鋅原電池示意圖,下列說法正確的是 液,則A、B、C應是下列各組中的( A.鋅片逐漸溶解 B.燒杯中溶液逐漸呈藍色 C.電子由銅片通過導線流向鋅片 D. Zn為正極,Cu為負極 3 .如圖所示裝置,電流計指針發(fā)生偏轉,同時 A極逐漸變粗,B極逐漸變細,C為電解質溶 選項 A B C A Zn Cu 稀硫酸 B Cu Fe 稀鹽酸
2、 C Fe Ag Fe(NQ) 3 溶液 D Ag Fe AgNO溶液 ) 題組2原電池原理的應用 4.有a、b、c、d四個金屬電極,有關的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下: 實驗 裝置 部分 實驗 昱吉福弓里I Cusof^ift 裝置一 a極質 量減小,b極質 b極有 氣體產生,c極 現(xiàn)象 量增大 無變化 裝置一 d極溶 解,c極有氣 體產生 桃麻酸 必置四 電流從a 極流向d極 由此可判斷這四種金屬的活動性順序是 ( ) A. a>b>c>d B. b>c>d>a C. d>a>b>c D. a>b>d>c 5.某
3、原電池反應的離子方程式為 Fe+2H+===R2+ + HT ,則下列說法正確的是 ( ) A. HNO為電解質溶液 B.鋅為原電池正極 C.鐵極質量不變 D.銅為原電池正極 6 .鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕,發(fā)生的原電池反應為 2Fe+2H2(升Q===2F(2++ 4OH\以 下說法正確的是( ) A.負極發(fā)生的反應為 Fe— 2e ===Fe+ B,正極發(fā)生的反應為 2HO+ O2+2e ===4OH C.鋼鐵被腐蝕最后生成的鐵銹為 Fe(OH)2 D.鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕 7 .鋼 鐵生銹過程發(fā)生如下反應:①2Fe + Q + 2HaO===2F
4、e(OH);②4Fe(OH)2 + Q + 2H2O===4Fe(OH);③2Fe(OH)3===FeQ+3H20。下列說法正確的是( ) A.反應①、②中電子轉移數(shù)目相等 8 .反應①中氧化劑是氧氣和水 C.與銅質水龍頭連接的鋼質水管不易發(fā)生腐蝕 D.鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學腐蝕 8 .某原電池的總反應的離子方程式為 2Fe3++Fe===3F[+,不能實現(xiàn)該反應的原電池是 ( ) 選項 正極 負極 電解質溶液 A Cu Fe FeCl 3溶液 B C Fe Fe(NQ)3 溶液 C Fe Zn Fe2(SO4)3 溶液 D Ag
5、 Fe Fe2(SQ)3 溶液 題組3化學電源的開發(fā)與利用 9 .已知空氣一鋅電池的電極反應式。鋅片: Zn+2OH —2e—===ZnOF HO;碳棒:Q+2H8 4e ===4OH,據(jù)此判斷,鋅片是( ) A.正極,被還原 B.正極,被氧化 C.負極,被還原 D.負極,被氧化 10 .汽車的啟動電源常用鉛蓄電池,放電時的電池反應如下: PbO+Pb+ 2H2SCO===2PbSOr 2H2O,根據(jù)此反應判斷下列敘述中正確的是 ( ) A. PbO是電池的負極 B,負極的電極反應式為 Pb+SO2- -2e ===PbS(O C. PbO得電子,被氧化 D.電池放電
6、時,溶液酸性增強 [能力提升題] 11.原電池原理應用廣泛,試回答下列問題: (1)100 mL濃度為2 mol ? L -的鹽酸跟過量的鋅片反應,為加快反應速率,又不影響生成氫 氣的量,可采用的方法是 。 a,加入適量6 mol ? I-的鹽酸 b.滴入數(shù)滴CuCl2溶液 c.加入適量蒸儲水 d.加入適量 NaCl溶液 e.力口入NaHSO固體 (2)銀鋅電池廣泛用做各種電子儀器的電源,它作為原電池工作時發(fā)生反應 Ag2O+ Zn+ H2O===2Agb Zn(OH)2。此原電池放電時負極上發(fā)生反應的物質是 。已知空氣一鋅電 池的兩個電極發(fā)生的反應為鋅片: 2Zn+4O
7、H —4e-===2ZnOF 2H2O,石墨棒:Q+2HO+ 4e ===4OH,據(jù)此判斷石墨是 (填“正極”、“負極”),發(fā)生 反應(填“氧 化”、“還原” ) 。 下列關于原電池的說法不正確的是 X極:Q+2HO+ 4e ===4OH, 丫極:20H 氧 化 ” 或 “ 還 原 ”) , 總 反 應 方 程 式 為 (3) 根 據(jù) 原 電 池 原 理 可 設 計 成 化 學 電 源 a .手機上用的鋰離子電池屬于二次電池 b.甲醇燃料電池可將化學能轉化為電能 c.鋅鎰干電池中,鋅電極為負極 d.所有釋放能量的反應都能通過原電池實現(xiàn) (4) 目前已經(jīng)使用的氫氧燃料電池
8、的基本反應是 (5) - 2e - ===2H2O。 ①X是 極,發(fā)生 反應(填 ②若反應后得到 5.4 g 液態(tài)水,此時氫氧燃料電池轉移的電子數(shù)為 。 12.市場上出售的“熱敷袋”,其主要成分是鐵屑、碳粉、木屑和少量氯化鈉、水等。熱敷 袋啟用之前用塑料袋密封與空氣隔絕,啟用時,打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完 畢后,會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。據(jù)此回答: (1) 熱 敷 袋 使 用 時 , 放 出 熱 量 的 原 因 是 (2) 碳粉的主要作用是 (3) 氯化鈉的作用是 (4) 有關的電極反應為 (5) 總的化學方程式: 。 13.某校化學研究性學習
9、小組欲設計實驗驗證 Fe、 Cu 的金屬活動性,他們提出了以下兩種 方案。請你幫助他們完成有關實驗項目: 方案I :有人提出將大小相等的鐵片和銅片,分別同時放入稀硫酸 (或稀鹽酸)中,觀察產生 氣泡的快慢,據(jù)此確定它們的活動性。該原理的離子方程式為 方案n:有人利用 Fe、Cu作電極設計成原電池,以確定它們的活動性。試在下面的方框內 畫出原電池裝置圖,標出原電池的電極材料和電解質溶液,并寫出電極反應式。 正極反應式: ; 負極反應式:。 方案出:結合你所學的知識,幫助他們再設計一個驗證 Fe、Cu活動性的簡單實驗方案(與方 案I、n不能雷同 ): ,用離 子方程式表示其反應
10、原理: 14.(1)如圖所示,將 Mg Al和電解質溶液組成一種原電池。試回答下列問題: I11解地溶液 M------ PLLg -=11飛— ------------- n I A - ? -二 二 L. ①若電解質溶液為稀硫酸,則正極為 (填"Mg’或" Al ”),電極反應式為 。負極是 ,電極反應式為 ②若電解質溶液為 NaOH溶液,則能否構成原電池? (填“能”或“不能”),若能, 則正極為 ,電極反應式為 ,負極是 ,電極反應式為 ,電池總反應方程式為 (2)若將鋁片與銅片用導線連接后,插入稀硝酸的燒杯中,負極為 ,若將鋁 片與銅片用導線連接后
11、,插入濃硝酸的燒杯中。下列敘述正確的是 。(填字母) A. Al比Cu活潑,Al為負極,Cu極上析出NO B. Cu為負極,Al為正極,Al極上析出Cu C. Cu為負極,電極反應為 Cu— 2e ===Ci3+ D. Al為正極,電極反應為 2H+ + 2e-===HT (3)如下圖所示,各容器中盛有相同物質的量濃度的稀硫酸。 ①中反應的離子方程式為 。 ②中Cu極的電極反應式為。 ③中被腐蝕的金屬是 ,總反應的化學方程式為 鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是 。 第2課時電能轉化為化學能 [經(jīng)典基礎題] 題組1電解池的工作原理 1 .下列關于電解池形成的閉
12、合回路的敘述中,不正確的是 ( ) A.電解池中的閉合電路是由電子的定向運動形成的 B.金屬導線中,電子從電源的負極流向電解池的陰極,從電解池的陽極流向電源的正極 C.在電解質溶液中,陰離子向陽極移動,陽離子向陰極移動 D.相同時間內,陽離子在陰極上得到的電子與陰離子在陽極上失去的電子數(shù)相等 2 .以下能用電解原理說明的是 ( ) ①電解是把電能轉化成化學能 ②電解是把化學能轉化成電能 ③電解質溶液導電是化學變 化,金屬導電是物理變化 ④不能自發(fā)進行的氧化還原反應,通過電解的原理可以實現(xiàn) ⑤ 任何溶液被電解時,必然導致氧化還原反應的發(fā)生 A.①②③④ B.②③⑤ C.③④
13、D.①③④⑤ 3 .下列關于電解池的敘述中不正確的是 ( ) A.與電源正極相連的是電解池的陰極 B.與電源負極相連的是電解池的陰極 C.在電解池的陽極上發(fā)生氧化反應 D.電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極 4 .若某電能與化學能的轉化裝置 (電解池或原電池)中發(fā)生的總反應的離子方程式是 Cu+2H + ===C1 + H4 ,則下列關于該裝置的有關說法正確的是 ( ) A.該裝置可能是原電池,也可能是電解池 B.該裝置只能是原電池,且電解質溶液為硝酸 C.該裝置只能是電解池,且金屬銅為該電解池的陽極 D.該裝置只能是原電池,電解質溶液不可能是鹽酸 5 .如圖電解池
14、中裝有硫酸銅溶液,選用不同材料的電極進行電解。下列說法正確的是 ( ) :丁一一―?=?」 破酸用靜液 選項 電極材料 通電后的變化 陰極 陽極 A 石墨 石墨 陰極質量增加,溶液的酸性減弱 B 銅 銅 陽極質量減小,陰極質量增加 C 鐵 鐵 兩極的質量不發(fā)生變化 D 鉗 鐵 陰極質量不變 題組2電解規(guī)律的應用 6 .下列各組溶液電解一段時間后,再加入相關物質,溶液能恢復原狀況的是 ( ) 電解質溶液 陽極 陰極 加入的物質 A NaCl溶液 石墨 鐵 鹽酸 B NaOH 液 石墨 石墨 水 C 硫酸銅溶
15、液 石墨 石墨 硫酸銅 D 硫酸 鐵 石墨 H2O 7 .用Pt作電極電解下列某種溶液,當陽極生成 112 mL氣體時,陰極上析出 0.64 g金屬, 則該電解池中溶質可能是( ) A. CuSO B. MgSO C. Al 2(SO4)3 D. NaSO 題組3電解原理在工業(yè)中的應用 8.下列描述中,不符合生產實際的是 ( ) A.電解熔融的Al 203制取鋁,用石墨作陽極 8 .電解法精煉銅,用純銅作陰極 C.工業(yè)上電解飽和食鹽水,可制得燒堿、氫氣和氯氣 D.電解氯化鎂溶液,可制得鎂和氯氣 9 .以CuSO溶液為電解質溶液進行粗銅 (含Al
16、、Zn、Ag、Pt、Au等雜質)的電解精煉,下列 說法正確的是( ) A.電能全部轉化為化學能 B.粗銅接電源正極,發(fā)生還原反應 C.溶?^中Cu2+向陽極移動 D.利用陽極泥可回收 Ag> Pt、Au等金屬 CuO的電解池示意圖如下,電 10 . CuO是一種半導體材料,基于綠色化學理念,設計制取 .一一 通電 人 …口 解總反應:2Cu+ H2O=====CuaO+ H2T。下列說法正確的是( 減的強硬性 中解質溶潛 A.石墨電極上產生氫氣 B.銅電極發(fā)生還原反應 C.銅電極接直流電源的負極 D.當有0.1 mol電子轉移時,有 0.1 mol Cu 2O生
17、成 [能力提升題] 11 .如圖是電解 CuCl2溶液的裝置,其中 c、d為石墨電極。 ⑴正極為(填a”或"b”),陽極為(填c”或"d”)。 (2)陽極反應式為 , 檢驗該陽極產物的方法是 (3)電解一段時間后發(fā)現(xiàn)陰極增重 6.4 g ,則外電路中通過的電子的物質的量是 L氫氣 mol,若該電解反應所需的電子全部由氫氧燃料電池提供,則至少需要消耗 (標準狀況下)才能滿足需要。 直雁電源 12 .電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。如圖表示一個電解池,裝有電解液 a; X、Y是兩塊 電極板,通過導線與直流電源相連。請回答以下問題: (1)若X、Y都是惰性
18、電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酬: 溶 液,則: ①電解池中 X極上的電極反應式為 。在 X極附近觀察到的實驗現(xiàn)象是 ②丫電極上的電極反應式為 (2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液 a選用CuSO溶液,則 (Dx電極的材料是 ,電極反應式為 ②丫電極的材料是 ,電極反應式為 。(說明:雜質發(fā)生的電極反應不必寫出 ) 13 . ( I)某興趣小組的同學用下圖所示裝置研究有關電化學的問題。當閉合該裝置的電鍵 時,觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉。 請回答下列問題: (1)甲裝置的名稱是 (填“原電池”或“電解池” ), Zn為 極,Pt為
19、 極。 (2) 寫 出 電 極 反 應 式: Pt 極 , Cu 極 。 當甲中產生 0.1 mol氣體時,乙中析出銅的質量應為 。 (3)若乙中溶液不變,將其電極都換成銅電極,電鍵閉合一段時間后,乙中溶液的顏色 (填“變深”、“變淺”或“不變”)。 (II)由ClT、Cl 、Na+、SO2—四種離子中的兩種離子組成的電解質溶液若干種,可選用 銅電極、鉗電極進行電解實驗。 (1)要使電解過程中溶質的組成和質量不變,而該稀溶液的濃度增大,又無渾濁,應以 為陽極電解 溶液,陽極電極反應式為 (2)以鉗作陽極電解 溶液時,溶液的堿性有明顯增強,且溶液保持澄清,電解的總
20、 反應式為 14.燃料電池是一種將化學反應產生的能量直接轉換成電能的裝置。某研究性學習小組在一 0.5 次活動中,參照下圖組裝實驗裝置,以外面纏繞棉花的碳棒為電極,電解質溶液用 mol ? L t Na 2SO溶液,電源用 3?6 V直流電源,發(fā)光二極管起輝電壓為 1.7 V ,電流為 0.6 mA。 liiiKii 直流 電源 發(fā)光 一根臂 15 / 16 (1)在碳棒電極外面纏繞棉花的作用是 (2)按下開關S,半分鐘后兩碳棒上產生明顯的氣泡,此時碳棒 。為 極,裝置中發(fā) 生的總反應的化學方程式為 。 (3)斷開開關S,按下開關S2,可觀察到的
21、明顯現(xiàn)象為 ;碳棒G為 極,其電極反應式為 。 (4)該小組把0.5 mol - L ;一段時間后,當斷開開 關Si,按下開關S2時,電極。反應式為 。 安 4^ 士二 答案精析 第 1 課時 化學能轉化為電能 化學電源 B 2. A [在該原電池中,Zn作負極,Zn溶解并失e ,在外電路中e」由ZaCu,在Cu電極 表面,H+得e—生成H2,故Cu并沒有參加任何反應,故 A選項正確,B、C項錯誤;鋅的活 動性大于銅, Zn 為負極, Cu 為正極, D 選項錯誤。 ] 3 . D [A 極逐漸變粗,說明 A 極為原電池的正極,溶液中的金屬陽離子得到電子后在
22、A 極 上析出; B 極逐漸變細,說明 B 極為原電池的負極,失去電子后變成離子進入溶液中。 A 選 項中的原電池反應為 Zn+HbSQ===ZnSa Hd , A極為原電池負極,變細, B極不變;B選項 中的原電池反應為 Fe+2HCl===FeCb+H4 , A極為原電池正極,不變, B極變細;C選項中 的原電池反應為 Fe+ 2Fe(NO3) 3===3Fe(NO3) 2,則 A 極為原電池負極,電極反應為 Fe- 2e- ===Fe+ , A極變細,B極電極反應為2Fe3++ 2e「===2F^+, B極不變;D選項中的原電池反應 為Fe+2AgNO===2A時Fe(NQ)2
23、, A極為正極,電極反應為 2Ag++ 2e-===2Ag A極變粗,B極 為原電池負極,電極反應為 Fe-2e ===Fe+ , B極變細。] 4 . C [ 裝置一是原電池, a 極質量減小,說明 a 極金屬失電子形成離子,故 a 極金屬比 b 極金屬活潑;裝置二沒有形成原電池,可知 b 比 c 活潑,且 c 位于金屬活動性順序表中氫的 后面;裝置三形成原電池,易知 d 比 c 活潑;裝置四中,電流從 a 極流向 d 極,則電子是從 d 極流向 a 極,知 d 比 a 活潑。因此四種金屬的活動性順序為 d>a>b>c。 ] 5 . D [ 由原電池反應可知,負極應為鐵,正極為比
24、鐵活動性差的電極,電解質溶液應為非 Na 2SO溶液換成0.5 mol - L 1 NaCl溶液;當斷開開關 按 下 開 關 S1 , 則 檢 驗 C1 極 產 生 氣 體 的 實 驗 方 法 : 氧化性酸。A項中,HNO為電解質溶液, 被還原的不是可而是NO3 ,還原產物是 NO而不 是H2, A錯;B項中,鋅比鐵活潑,正極不能是鋅, B錯;C項中,鐵為負極,電極反應式 為Fe—2e—===而+,鐵極質量減小,C錯;D項中,銅不如鐵活潑,可以作正極, D正確。] 6. A [由原電池工作原理可知,負極反應式為 Fe-2e ===F€2+,正極反應式為 2H2a Q + 4e =
25、==4OH;鋼鐵被腐蝕最后生成鐵銹,主要成分是 Fe2Q-xHQ鋼柱在空氣與水交界處易 發(fā)生電化學腐蝕,所以比在水下部分更易被腐蝕。 ] 7. A [反應①②中消耗 Q的量相等,兩個反應都是僅有 Q作為氧化劑,故轉移電子數(shù)是相 等的,A項正確;①中 HO的H O兩元素的化合價都沒有變,故不作氧化劑, B項錯;銅和 鋼質水管中的鐵構成原電池,使鋼質水管的腐蝕速率加快, C項錯;鋼鐵是鐵和碳的混合 物,在潮濕的空氣中易發(fā)生吸氧腐蝕,屬于電化學腐蝕, D項錯。] 8. C [根據(jù)原電池的電池反應為 Fe+ 2Fe3+===3%+可知,F(xiàn)e為負極,比Fe不活潑的金屬 或非金屬導體作正極,
26、含 Fe3+的溶液為電解質溶液。] 9. D 10. B [鉛蓄電池放電時, Pb為負極,電極反應式為 Pb— 2e + SO2- ===PbSO PbO為正 極,得電子發(fā)生還原反應,因消耗 故酸性減弱,B正確。] 11. (1)b (2)Zn 正極 還原 (3)d (4)①正 還原 2Hz+Q===2HO ②0.6 N 解析(1) a項和e項,c(H + )增大,n(H+)增大,生成氫氣的速率增大,同時產生氫氣的總 量增多;b項,鋅置換出銅,形成原電池, n(H+)不變,生成氫氣的速率增大,但產生氫氣 的總量不變;c項和d項,c(H + )減小,n(H+)不變,生成氫氣的速率減小,
27、產生氫氣的總量 不變。 (2)原電池負極上的物質失電子,發(fā)生氧化反應,由方程式知鋅發(fā)生氧化反應;在反應中鋅 化合價升高,被氧化,作負極。正極為石墨,正極發(fā)生還原反應。 (4)X極:。得電子發(fā)生還原反應,所以為正極。 X極、Y極得失電子應相同,故 X極電極方 程式與丫極電極方程式相加得總反應方程式, 2H2+O===2HQ 2 mole —?H2O, n(e ) = 2X 5.4 g - :—~= 0.6 mol 。 18 g ? mol— 1 12. (1)鐵屑發(fā)生電化腐蝕被氧化,鐵屑被氧化時放熱 (2)和鐵粉、氯化鈉溶液一起組成原 電池,加速鐵屑的氧化 (3)氯化鈉溶于水形
28、成了電解質溶液 (4)負極:2Fe—4e-===25(^ + ,正極:Q+4e + 2H2O===4OH (5)4Fe + 3Q+6H2O===4Fe(O哨 13. 方案 I: Fe+ 2H+===F2+ + H4 方案 n: 如下圖所示 2H++2e ===Hf Fe— 2e ===Fe 方案出:將鐵片置于 CuSO溶液中,一段時間后觀察 Fe表面是否有金屬銅析出 Fe+CiT _ 2+ 一 ===Fe + Cu 14. (1)①Al 2H+ + 2e ===HT Mg Mg- 2e ===Mg+ ②能 Mg 2H2O+ 2e === 2OH + HbT Al Al +
29、4OH—3e ===AlO2 + 2HO 2Al + 2OH + 2HzO===2AK2 + 3H4 (2)Al C (3)① Fe+ 2h+===F(T+H4 ② 2H+ + 2e ===HT ③ Zn Zn + HbSO===ZnSO+H4 ②共>③ 解析 (1)電解質溶液為稀硫酸時,鎂、鋁都能與稀硫酸反應,但由于鎂的金屬活動性比鋁 強,所以鎂為原電池的負極,負極電極反應為 Mg- 2e ===Mcj+ ,鋁為正極,電極反應為 2州 + 2e—===H"當電解質溶液為 NaOH溶液時,由于鋁能與 NaOH溶液反應,而鎂不與 NaOH 溶液反應,所以鋁為原電池的負極,電極反應式為
30、Al + 4OH — 3e ===AlC2- + 2H^O,鎂作正 極,電極反應式為 2H2O+ 2e === 2OH + Hd ,原電池總反應為 2Al + 2OH + 2HO===2Al(2 + 3H4。 (2)Al和Cu都與稀硝酸反應,但 Al的金屬活動性比 Cu強,所以負極為 Alo Al在濃硝酸 中發(fā)生鈍化,Cu在濃硝酸中發(fā)生反應,被氧化,即在濃硝酸中活動性 Cu> Al , Cu是原電池 的負極,電極反應式為 Cu- 2e ===C『,Al是原電池的正極,電極反應式為 2H + N(3- + e ===NOT + HbQ (3)①中鐵與稀硫酸反應;②中形成原電池,其中鐵作
31、負極,銅作正極,負極電極反應式為 Fe- 2e ===Fe+ ,正極電極反應式為 2H+ + 2e「===HT ;③中形成原電池,鋅作負極被腐 蝕,總反應方程式為 Zn+H2SO===ZnS8 Hd。比較三種情況可知:②中鐵作負極,被腐蝕 最快;①中發(fā)生化學反應;③中的鐵作正極,被腐蝕得最慢。 第2課時 電能轉化為化學能 1 . A [電解池中電解質溶液依靠陰、陽離子的定向移動而導電。 ] 2 . D 3.A 4 . C [ 該反應不能自發(fā)進行,只有在外加電源的條件下發(fā)生,故該裝置為電解池,且銅作 陽極。 ] 5. B [A項,陽極反應式為 4OH-4e ===(2)T + 2
32、HO,溶液中有 H2SO生成,溶液酸性增 強,陰極反應式為 Cu2 +2e ===Cu陰極質量增加;B項,陽極反應式為 Cu- 2e ===C(2+, 陰極反應式為 Cu2 +2e ===Cij因此陽極質量減小,陰極質量增加; C項,陽極反應式為 Fe -2e ===Fe+ ,陰極反應式為 Cu2 + 2e ===Cu,因此陽極質量減小,陰極質量增加; D項, 陽極反應式為Fe- 2e ===F€2+ ,陰極反應式為 Ci2 +2e ===Cu因此陰極質量增加。] 6 . B [ 電解過程中,損耗什么物質,補充什么物質。但往往是兩極損耗物質的化合物。對 于A,在陽極產生 Cl 2,
33、在陰極產生Hb,應補充H Cl元素,但加入Hb、Cl 2顯然不行,應通 入HCl,本例中加鹽酸則多引入了水;對于 B,只電解了水,補充水是正確的;對于 C,陽 極放出Q,陰極析出Cu,應補充CuQ對于D,因陽極材料是鐵,所以電極反應式是陽極: Fe- 2e ===Fe:+ ,陰極:2H|++ 2e「===HT。按理應補 H去Fe,其實這種變化加一種物質無 法恢復。 ] 7 . A [因MgT、Al"、Na+的氧化性弱于 Hl+,故水溶液中三種離子不放電,即不會析出金 屬,只有A能析出金屬Cu,正確。] 8 . D [電解氯化鎂溶液陰極反應式為 2H+ + 2e-===HT ,無金屬鎂生成
34、。工業(yè)上通過電解熔 融氯化鎂制取鎂與氯氣。 ] 9 . D [ 電解精煉銅過程中電能轉變?yōu)榛瘜W能的同時,部分電能轉化為熱能, A 錯;電解精 煉銅時,粗銅作陽極,與電源正極相連,發(fā)生氧化反應, B 錯誤;電解過程中 Cu2+ 向陰極移 動,C錯;粗銅中Ag、Pt、Au放電能力比銅弱,形成陽極泥,可以回收, D對。] 10 . A [ 根據(jù)方程式可知,銅失去 1 個電子,發(fā)生氧化反應,所以銅和電源的正極相連,作 陽極,則石墨是陰極。溶液中的氫離子得到電子,產生氫氣, A 項正確、 B 項和 C 項不正 確;當有0.1 mol電子轉移時,有 0.05 mol Cu 2O生成,所以D項不
35、正確。] 11 . (1)a c (2)2Cl -2e ===Cb T 用濕潤的淀粉-碘化鉀試紙放在該電極附近,試紙 變藍 (3)0.2 2.24 12 .⑴①2H+ + 2e-===HT 放出氣體,溶液變紅 ② 2cl — 2e ===CbT (2) ①純銅 Cu2+ + 2e- ===Cu ②粗銅 Cu- 2e- ===Cu2+ 13. (I )(1)原電池 負 陽 (2)2Cl -2e ===Cl2? 2H+ + 2e === H2 T 6.4 g (3)不變 (n )(1)鉗 NaSO 40H — 4e ===2HbO+ Q T (2) NaCl 2NaCl + 2Hz
36、O=====2NaOH- H T + C12T 解析 (1)(1)由圖中的銅、鋅兩種電極和電解質稀硫酸構成閉合電路知:該裝置為原電 池, Zn 活潑,則 Zn 作負極;乙為電解池, Pt 作陽極。 (3) 甲裝置為原電池,乙裝置為電解池,石墨和鉑都為惰性電極,連接電源正極的鉑電極為 電解池的陽極,發(fā)生氧化反應: 2c廠—2e—===CbT , Cu為原電池的正極,發(fā)生還原反應: 2HI+ + 2e === H2" 連接電源負極的碳電極為電解池的陰極,發(fā)生: CiJ+ + 2e ===Cu根據(jù) 電子守恒,當甲中產生 0.1 mol氣體時,銅正極上發(fā)生 2H+ + 2e—===HT ,
37、轉移0.2 mol電 子,根據(jù) Cu2 + 2e ===Ciu乙中析出銅 0.1 mol ,即6.4 g。 (4) 若乙中溶液不變,將其電極都換成銅電極,電鍵閉合一段時間后,為電鍍池,陽極銅溶 解Cu— 2e ===Cu+,陰極銅上銅離子得電子析出金屬銅 Cif+ + 2e ===Cij溶液中銅離子顏色 為藍綠色,溶液中 c(Cu2 )不變,所以顏色未變。 (II)由Cu"、Cl \ Na*、SO2-四種離子中的兩種離子組成的電解質溶液可以是 CuCl2、 Ns2SQ或CuS@ NaCl;因陽離子放電順序為 Cu2+ > Hl+ >Nsi+,陰離子放電順序為 Cl>OH > SO
38、2—,惰性電極電解 CuCl2溶液時,Cu"、C「放電,電解 NaSQ溶液時,電解質質量不 變,水量減少,惰性電極電解電解 CuSO(或NaCl)溶液時,則 Cu2+、OH (或Cl > OH )放 電,所以電解質和水的質量都減少。 (1) 符合電解要求時,本質為電解水,用惰性電極電 解,銅為不活潑金屬,但作陽極溶解,所以選擇鉗作陽極,陰極: 4H +4e ===2H T ,陽極 4OH-4e ===2h2O+ QT,電解NaSQ溶液時,電解質質量不變,水量減少。 (2)以鉗作陽極 電解硫酸銅,電解過程中,陽極:溶液中陰離子 OH- 、 SO42- 移向陽極,電極反應式: 4OH-
39、 -4e ===2H2O+ QT;陰極:溶液中陽離子 Cu2+、H*移向陰極發(fā)生還原反應,電極反應: 2Cu2 +4e ===2Cu所以溶液中 OH濃度逐漸減??;以鉗作陽極電解氯化鈉溶液時,陰極電 極反應式為 2H++2e ===H T,陽極電極反應式: 2Cl —2e ===Cb T ,同時生成 NaOH所 通電 以電解的反應為 2NaCl+2屋O=====2NaOI+ H2 T + Cl2 T ,溶椒中 OH濃度增大,且溶椒保持 澄清。 14. (1) 使碳棒吸附較多的氣體,有利于形成燃料電池 通電 (2)陽 2HO=====QT + 2H4 (3) 發(fā)光二極管發(fā)光 負 H2 - 2e- ===2H+ (4)將濕潤的淀粉碘化鉀試紙置于 Ci極附近,若試紙變藍,則說明 。極產生Cl2 Cl2+2e ===2Cl 17 / 16 16 / 16
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