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專題突破練(七)　電化學(xué) 1．下列金屬防護的方法不正確的是(　　) A．對健身器材涂油漆以防止生銹 B．對某些工具的“機械轉(zhuǎn)動部位”選用刷油漆的方法來防銹 C．用犧牲鋅塊的方法來保護船身 D．自行車的鋼圈上鍍上一層鉻防銹 解析：　B項中應(yīng)選用潤滑油來達到潤滑和防銹的目的。 答案：　B 2．下圖所示的日常生活裝置中，與手機充電時的能量轉(zhuǎn)化形式相同的是(　　) 解析：　A項是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；B項是將水的勢能轉(zhuǎn)化成電能；C項是將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能；D項是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。 答案：　A 3．下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是(　　) 解析：　選項A，Zn應(yīng)為原電池負極，Cu為原電池正極；選項B，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應(yīng)互換；選項C，粗銅應(yīng)連接電源正極；選項D，電解飽和NaCl溶液，Cl－在陽極放電產(chǎn)生Cl2，溶液中的H＋在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2，正確。 答案：　D 4．(2016江西贛州統(tǒng)考)根據(jù)圖示判斷下列敘述符合事實的是(　　) A．按圖①連接并放置一段時間后，F(xiàn)e片表面會“鍍”上一層銅 B．按圖②連接好導(dǎo)線后(Zn片與Cu片相接觸)，靈敏電流表指針會發(fā)生非常明顯的偏轉(zhuǎn) C．按圖③連接并放置片刻，在Fe片附近加一滴KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色 D．按圖④連接并放置一段時間后，在Sn片上有無色氣泡聚集 解析：　按圖①連接后，鐵與電源的正極相連，作陽極，鐵失去電子，F(xiàn)e片表面不會“鍍”上一層銅，A不正確；按圖②連接好導(dǎo)線后，由于Zn片與Cu片相接觸，電子直接傳遞到銅片，因此靈敏電流表指針不會發(fā)生非常明顯的偏轉(zhuǎn)，B不正確；按圖③連接后構(gòu)成原電池，鋅比鐵活潑，鋅是負極，鐵是正極，溶液中不會產(chǎn)生鐵離子，所以在Fe片附近加一滴KSCN溶液，溶液不可能變?yōu)榧t色，C不正確；按圖④連接后構(gòu)成電解池；Sn與電源的負極相連，作陰極，溶液中的氫離子放電生成氫氣，因此在Sn片上有無色氣泡聚集，D正確。 答案：　D 5．銅板上鐵鉚釘長期暴露在潮濕的空氣中，形成一層酸性水膜后鐵鉚釘會被腐蝕，示意圖如下。下列說法不正確的是(　　) A．因鐵的金屬性比銅強，所以鐵鉚釘被氧化而腐蝕 B．若水膜中溶解了SO2，則鐵鉚釘腐蝕的速率變小 C．銅極上的反應(yīng)是2H＋＋2e－===H2↑，O2＋4e－＋4H＋===2H2O D．在金屬表面涂一層油脂，能防止鐵鉚釘被腐蝕 解析：　根據(jù)示意圖，鐵鉚釘發(fā)生電化學(xué)腐蝕，其電極反應(yīng)式為 左側(cè) 右側(cè) B項，若水膜溶解了SO2，酸性增強，所以鐵鉚釘腐蝕的速率將變大。 答案：　B 6．(2016湖南十二校模擬)一種微生物燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如右所示，關(guān)于該電池的敘述正確的是(　　) A．電池工作時，電子由a流向b B．微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生還原反應(yīng) C．放電過程中，H＋從正極區(qū)移向負極區(qū) D．正極反應(yīng)式為：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O 解析：　因為右側(cè)產(chǎn)生CO2，說明微生物所在的電極區(qū)Cm(H2O)n失電子生成CO2，所以電池工作時電子由b經(jīng)外電路流向a極，A項錯誤；微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生氧化反應(yīng)，B項錯誤；放電時陽離子向正極移動，C項錯誤；放電時正極發(fā)生還原反應(yīng)，D項正確。 答案：　D 7．(2016福建漳州模擬)鎂電池毒性低、污染小，電壓高而平穩(wěn)，它逐漸成為人們研制綠色電池的關(guān)注焦點。其中一種鎂電池的反應(yīng)原理為：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 下列說法不正確的是(　　) A．放電時，Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng) B．放電時，正極反應(yīng)式：Mo3S4＋2xe－===Mo3S C．充電時，Mg2＋向陰極遷移 D．充電時，陰極反應(yīng)式：xMg2＋＋2xe－===xMg 解析：　由題意可知，放電時發(fā)生原電池反應(yīng)，Mg由0價變?yōu)椋?價，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，作原電池的負極，A項不正確；放電時Mo3S4為正極，正極反應(yīng)式為Mo3S4＋2xe－===Mo3S，B項正確；電池充電時發(fā)生電解反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，金屬陽離子Mg2＋放電，反應(yīng)式為xMg2＋＋2xe－===xMg，電解質(zhì)溶液中，陽離子Mg2＋向陰極移動，C、D項均正確。 答案：　A 8．某實驗小組依據(jù)反應(yīng)AsO＋2H＋＋2I－AsO＋I2＋H2O設(shè)計如圖甲所示原電池，探究pH與電壓的關(guān)系如圖乙所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．調(diào)節(jié)pH可以改變反應(yīng)的方向 B．pH＝0.68時，反應(yīng)處于平衡狀態(tài) C．pH＝5時，負極電極反應(yīng)式為2I－－2e－===I2 D．pH>0.68，氧化性I2>AsO 解析：　由總反應(yīng)方程式知，c(H＋)增大時，有利于反應(yīng)向右進行，c(H＋)減小時有利于反應(yīng)向左進行，故調(diào)節(jié)pH可以改變反應(yīng)進行的方向，A項正確；當pH＝0.68時電壓為0，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，B項正確；當pH>0.68時反應(yīng)向左進行，此時I2是氧化劑，AsO是氧化產(chǎn)物，負極上是AsO失去電子，C項錯誤，D項正確。 答案：　C 9．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝6.0 molL－1，用石墨作電極電解此溶液，通過一段時間后，兩極均收集到22.4 L氣體(標準狀況)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是(　　) A．原混合溶液中c(K＋)為2 molL－1 B．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移6 mol電子 C．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5 mol D．電解后溶液中c(H＋)為2 molL－1 解析：　根據(jù)題意，陽極是H2O電離出的OH－放電：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，陰極是Cu2＋放電、H2O電離出的H＋放電：Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑；根據(jù)陰、陽兩極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，知2n(Cu)＋2n(H2)＝4n(O2)，則n(Cu)＝(1 mol4－1 mol2)＝1 mol；A項，原混合溶液中c(Cu2＋)＝＝2 molL－1，根據(jù)電荷守恒：2c(Cu2＋)＋c(K＋)＝c(NO)，則c(K＋)＝2 molL－1；B項，根據(jù)陽極反應(yīng)知，產(chǎn)生22.4 L O2(標準狀況)，轉(zhuǎn)移4 mol電子；D項，根據(jù)電極反應(yīng)，陽極消耗4 mol OH－，陰極消耗2 mol H＋，故電解后溶液中c(H＋)＝＝4 molL－1。 答案：　A 10．(2016長春模擬)現(xiàn)用離子交換膜(只允許對應(yīng)的離子通過)和石墨作電極的電解槽電解飽和的Na2SO4溶液生產(chǎn)NaOH和H2SO4，下列說法中正確的是(　　) A．氣體A是H2，溶液E是稀硫酸 B．氣體B是H2，溶液D是NaOH溶液 C．Na2SO4溶液由G口加入，F(xiàn)口通入稀硫酸 D．靠近陽極室一側(cè)的是陽離子交換膜，陰極室導(dǎo)出的是氫氣 解析：　據(jù)題意，電解飽和Na2SO4溶液時，陽極附近是OH－放電生成氧氣，陰極附近是H＋放電生成氫氣，由于裝置中放置了離子交換膜，在兩極分別生成NaOH和H2SO4，需在陽極室一側(cè)放置陰離子交換膜，只允許通過陰離子，在陰極室一側(cè)放置陽離子交換膜，只允許通過陽離子，D項錯誤；接電源正極的是陽極，即A極放出氧氣，A項錯誤，B項正確；若由F口通入稀硫酸，則將NaOH中和掉，得不到產(chǎn)品，C項錯誤。 答案：　B 11．(2016河南安陽模擬)利用下圖裝置，可完成很多電化學(xué)實驗。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．若X為鋅棒，開關(guān)K置于A處，可減緩鐵的腐蝕，這種方法稱為犧牲陰極的陽極保護法 B．若X為銅棒，開關(guān)K置于A處，裝置中發(fā)生的總反應(yīng)為2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ C．若X為碳棒，開關(guān)K置于B處，在鐵棒附近滴入硫氰化鉀溶液可看到溶液變紅色 D．若X為碳棒，開關(guān)K置于B處，向食鹽水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先變紅 解析：　若X為鋅棒，開關(guān)K置于A處，則構(gòu)成電解池，鐵作陰極，可減緩鐵的腐蝕，這種方法稱為外加電流的陰極保護法，A項不正確；若X為銅棒，開關(guān)K置于A處，則構(gòu)成電解池，銅作陽極，失去電子，鐵作陰極，B項不正確；若X為碳棒，開關(guān)K置于B處，則構(gòu)成原電池，鐵作負極，失去電子生成亞鐵離子，因此在鐵棒附近滴入硫氰化鉀溶液看不到溶液變紅色，C項不正確；若X為碳棒，開關(guān)K置于B處，則構(gòu)成原電池，鐵作負極，碳棒作正極，因此向食鹽水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先變紅，D項正確。 答案：　D 12．(2016湖南十二校聯(lián)考)空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC)，RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖，有關(guān)說法正確的是(　　) A．當有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時，a極產(chǎn)生標準狀況下1.12 L O2 B．b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ C．c極上發(fā)生還原反應(yīng)，B中的H＋可以通過隔膜進入A D．d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：O2＋4H＋＋4e－===2H2O 解析：　由圖可知a為陰極、b為陽極則氣體X為H2、氣體Y為O2、c為正極、d為負極。正極、陰極發(fā)生還原反應(yīng)，負極、陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，A項、B項、D項錯誤；在原電池中陽離子移向正極，C項正確。 答案：　C 13．(2016長沙一模)鋁生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈由鋁土礦開采、氧化鋁制取、鋁的冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構(gòu)成。 請回答下列問題： (1)工業(yè)上采用電解氧化鋁冰晶石(Na3AlF6)熔融體的方法冶煉得到金屬鋁：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，加入冰晶石的作用是________________________________。 (2)上述工藝所得鋁材中往往含有少量Fe和Si等雜質(zhì)，可用電解方法進一步提純，該電解池中陽極的電極反應(yīng)式為____________________________________， 下列可作陰極材料的是________(填字母序號)。 A．鋁材　　　　　　　 B．石墨 C．鉛板 D．純鋁 (3)陽極氧化能使金屬表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸為電解液，鋁陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________________________________________________。 (4)在鋁陽極氧化過程中，需要不斷地調(diào)整電壓，理由是________________________ ________________________________________________________________________。 (5)下列說法正確的是________(填字母序號)。 A．陽極氧化是應(yīng)用原電池原理進行金屬材料表面處理的技術(shù) B．鋁的陽極氧化可增強鋁表面的絕緣性能 C．鋁的陽極氧化可提高金屬鋁及其合金的耐腐蝕性，但耐磨性下降 D．鋁的陽極氧化膜富有多孔性，有很強的吸附性能，能吸附染料而呈各種顏色 答案：　(1)降低Al2O3的熔點 (2)Al－3e－===Al3＋　D (3)2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋ (4)鋁陽極表面不斷生成氧化物，電阻增大，為了保持穩(wěn)定的電流，需要不斷增大電壓 (5)B、D 14．全釩液流電池是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動的液態(tài)電池，目前釩電池技術(shù)已經(jīng)趨近成熟。下圖是釩電池基本工作原理示意圖： 請回答下列問題： (1)硫酸在電池技術(shù)和實驗室中具有廣泛的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的銅鋅原電池中，硫酸是________。 (2)釩電池是以溶解于一定濃度硫酸溶液中的不同價態(tài)的釩離子(V2＋、V3＋、VO2＋、VO)為正極和負極電極反應(yīng)的活性物質(zhì)，電池總反應(yīng)為VO2＋＋V3＋＋H2OV2＋＋VO＋2H＋。 放電時的正極反應(yīng)式為_________________________________________， 充電過程中，電解液的pH________(填“升高”“降低”或“不變”)。 (3)通過電解將含氰廢水(含NaCN)轉(zhuǎn)化為無毒氣體的同時得到副產(chǎn)品，CN－轉(zhuǎn)化為CO2和N2，則電解時陽極的電極反應(yīng)式為______________________________________， 陰極區(qū)生成的氣體及副產(chǎn)品溶質(zhì)的化學(xué)式分別是________、________。 解析：　(1)見答案。(2)根據(jù)電池反應(yīng)知，原電池工作時只有釩元素化合物變化，因此，負極反應(yīng)式為V2＋－e－===V3＋，正極反應(yīng)式為VO＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O。充電過程中生成H＋，c(H＋)增大，pH降低。 (3)電解NaCN溶液時，陰極反應(yīng)式為10H＋＋10e－===5H2↑，促進陰極附近水的電離，生成NaOH；陽極反應(yīng)式為2CN－＋4H2O－10e－===2CO2↑＋N2↑＋8H＋。 答案：　(1)電解質(zhì)溶液 (2)VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O　降低 (3)2CN－＋4H2O－10e－===2CO2↑＋N2↑＋8H＋　H2　NaOH 15．Ⅰ.某實驗小組A設(shè)計生產(chǎn)亞氯酸鈉(NaClO2)的主要流程如圖，已知NaClO2是一種強氧化性漂白劑，廣泛應(yīng)用于紡織、印染工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。 (1)H2O2的電子式為__________________，裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑是____________(填化學(xué)式)。 (2)A的化學(xué)式是__________，裝置Ⅲ電解池中A在________極區(qū)產(chǎn)生，若裝置Ⅲ中生成氣體a 11.2 L(標準狀況)，則理論上通過電解池的電量為__________(已知法拉第常數(shù)F＝9.65104 Cmol－1)。 (3)裝置Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________。 Ⅱ.某實驗小組B測定金屬錫合金樣品的純度(僅含少量鋅和銅，組成均勻)，將樣品溶于足量鹽酸Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑，過濾，洗滌。將濾液和洗滌液合并再加過量的FeCl3溶液。最后可用一定濃度的K2Cr2O7酸性溶液滴定生成的Fe2＋，此時還原產(chǎn)物為Cr3＋?，F(xiàn)有錫合金試樣1.23 g，經(jīng)上述反應(yīng)、操作后，共用去0.200 mol/L的K2Cr2O7的酸性溶液15.00 mL。 (4)列式計算樣品中錫的質(zhì)量分數(shù)。 (5)用上述樣品模擬工業(yè)上電解精煉錫，如圖： b極發(fā)生的電極反應(yīng)為_______________________________________________， 當?shù)玫?1.90 g純錫時，電解質(zhì)溶液質(zhì)量減輕0.54 g，則錫合金質(zhì)量減少________g(結(jié)果保留一位小數(shù))。 解析：　(1)H2O2中H原子滿足2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，O原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而且分子中存在O—O鍵，故其電子式為HO O H。裝置Ⅰ中加入的物質(zhì)為Na2SO3和NaClO3，生成物為Na2SO4和ClO2，故Na2SO3為還原劑，NaClO3為氧化劑。(2)裝置Ⅲ中電解Na2SO4溶液，而實際上電解的是水，因為離子隔膜的存在，陽極區(qū)有H＋生成，最終得到硫酸，陰極區(qū)有OH－生成，最終得到NaOH溶液，氣體b為氫氣，氣體a為氧氣，A溶液為硫酸。理論上，生成標準狀況下的氧氣11.2 L(0.5 mol)時，轉(zhuǎn)移電子2 mol，通過電解池的電量為2 mol9.65104 Cmol－1＝1.93105 C。(3)根據(jù)流程圖可知，裝置Ⅱ中加入的物質(zhì)為ClO2、H2O2和NaOH溶液，生成物有O2、NaClO2，再結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒可以寫出反應(yīng)的離子方程式(注意生成物中有水)。(4)發(fā)生的反應(yīng)有：Sn＋2H＋===Sn2＋＋H2↑，Sn2＋＋2Fe3＋===Sn4＋＋2Fe2＋，Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。因此有關(guān)系式：3Sn～3Sn2＋～6Fe2＋～Cr2O，n(Sn)＝30.200 mol/L0.015 L＝0.009 mol，樣品中錫的質(zhì)量分數(shù)為100%＝87.1%。(5)b極接電源正極，為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故該電極為粗錫，金屬Sn和Zn發(fā)生失電子的反應(yīng)，電極反應(yīng)為Sn－2e－===Sn2＋、Zn－2e－===Zn2＋。銅為陽極泥，電解液質(zhì)量減少是因為陽極Sn和Zn發(fā)生反應(yīng)生成Sn2＋、Zn2＋，而陰極只析出了Sn， 　Zn　　～　　Sn　　差值 65 　　　　 119 　54 故溶解的Zn的質(zhì)量為65 gmol－1＝0.65 g，陰極得到11.90 g Sn，根據(jù)得失電子守恒可知：陽極溶解的錫的物質(zhì)的量n(Sn)＝11.90 g119 gmol－1－0.65 g65 gmol－1＝0.09 mol。又錫合金樣品中錫的質(zhì)量分數(shù)為87.1%，故錫合金減少的質(zhì)量為＝12.3 g。 答案：　(1)H∶∶∶H　Na2SO3 (2)H2SO4　陽　1.93105 C (3)2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO＋O2＋2H2O (4)由關(guān)系式6Fe2＋～3Sn2＋～Cr2O得出n(Sn)＝0.009 mol w(Sn)＝100%＝87.1% (5)Sn－2e－===Sn2＋、Zn－2e－===Zn2＋　12.3