題目列表(包括答案和解析)

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12.(12分)在25℃時(shí),用石墨電極電解2.0 L 2.5 mol/L CuSO4溶液,如有0.20 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,試回答下列問(wèn)題:

(1)陰極發(fā)生________反應(yīng),電極反應(yīng)為_(kāi)________________________________________

________________________________________________________________________.

(2)陽(yáng)極發(fā)生________反應(yīng),電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________

________________________________________________________________________.

(3)電解后得到的Cu的質(zhì)量是________,得到O2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)是________,溶液的pH是________.

(4)如用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極,電解后兩銅片的質(zhì)量相差________,電解液的pH________(填“變小”“變大”或“不變”).

解析:用惰性電極電解CuSO4溶液時(shí),陰極:2Cu2++4e===2Cu,陽(yáng)極:4OH-4e===O2↑+2H2O,總反應(yīng):2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4.轉(zhuǎn)移0.20 mol電子時(shí),得到0.10 mol Cu,0.05 mol O2,溶液中的c(H+)==0.10 mol/L,所以溶液的pH為1.如用等質(zhì)量的兩塊銅片代替石墨作電極,為電鍍池,陽(yáng)極損失0.10 mol Cu,陰極得到0.10 mol Cu,兩極質(zhì)量相差12.8 g,溶液的pH不變.

答案:(1)還原 2Cu2++4e===2Cu

(2)氧化 4OH-4e===2H2O+O2

(3)6.4 g 1.12 L 1

(4)12.8 g 不變

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11.(8分)(2010·濰坊模擬)鋼鐵生銹現(xiàn)象隨處可見(jiàn),鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理如圖所示:

(1)寫(xiě)出石墨電極的電極反應(yīng)式________________________________

________________________________________________________________________.

(2)將該裝置作簡(jiǎn)單修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的裝置,請(qǐng)?jiān)趫D中虛線框內(nèi)所示位置作出修改,并用箭頭標(biāo)出導(dǎo)線中電子流動(dòng)的方向.

(3)寫(xiě)出修改后石墨電極的電極反應(yīng)式_________________________________________.

解析:(1)鋼鐵的吸氧腐蝕中石墨作正極,電極反應(yīng)式為:2H2O+O2+4e===4OH.(2)利用外加電源的陰極保護(hù)法,將鋼鐵與直流電源的負(fù)極相連接,可以保護(hù)鋼鐵不被腐蝕.(3)修改后的裝置為電解池,石墨電極作陽(yáng)極,Cl放電,電極反應(yīng)式為:2Cl-2e===Cl2↑.

答案:(1)2H2O+O2+4e===4OH

 

(2)

(3)2Cl-2e===Cl2

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10.如圖電解池中裝有硫酸銅溶液,選用不同材料的電極進(jìn)行電解.下列說(shuō)法正確的是( )

序號(hào)
電極材料
通電后的變化
陰極
陽(yáng)極
A
石墨
石墨
陰極質(zhì)量增加,溶液的pH增大
B


陽(yáng)極質(zhì)量減小,陰極質(zhì)量增加
C


兩極的質(zhì)量不發(fā)生變化
D


陰極質(zhì)量增加,溶液的pH恒定不變

解析:A項(xiàng),陽(yáng)極反應(yīng)式為4OH-4e===O2↑+2H2O,溶液中有H2SO4生成,pH減小,陰極反應(yīng)式為Cu2++2e===Cu,陰極質(zhì)量增加;B項(xiàng),構(gòu)成電鍍裝置,陽(yáng)極反應(yīng)式為Cu-2e===Cu2+,陰極反應(yīng)式為Cu2++2e===Cu,陽(yáng)極質(zhì)量減小,陰極質(zhì)量增加;C項(xiàng),陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe-2e===Fe2+,陰極反應(yīng)式為Cu2++2e===Cu,陽(yáng)極質(zhì)量減小,陰極質(zhì)量增加;D項(xiàng),陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe-2e===Fe2+,陰極反應(yīng)式為Cu2++2e===Cu,陰極質(zhì)量增加,由于Fe2+和Cu2+水解能力有差異,因此溶液pH變化無(wú)法確定.

答案:B

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9.(2010·海淀模擬)高功率Ni/MH(M表示儲(chǔ)氫合金)電池已經(jīng)用于混合動(dòng)力汽車(chē).總反應(yīng)方程式如下:Ni(OH)2+MNiOOH+MH,下列敘述正確的是( )

A.放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)

B.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為:M+H2O+e===MH+OH

C.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為:NiOOH+H2O+e===Ni(OH)2+OH

D.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1 mol電子,正極有1 mol NiOOH被氧化

解析:放電時(shí)正極反應(yīng)為:NiOOH+H2O+e===Ni(OH)2+OH,正極附近c(OH)增大,溶液堿性增強(qiáng),A對(duì);放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為MH+OH-e===M+H2O,B錯(cuò);充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為Ni(OH)2+OH-e===NiOOH+H2O,C錯(cuò);放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng),放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1 mol電子,正極上有1 mol NiOOH被還原,D錯(cuò).

答案:A

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8.(2010·湘潭模擬)根據(jù)如圖所示的裝置(甲中電極均為惰性電極),判斷下列敘述中正確的是( )

A.利用該反應(yīng)可持續(xù)生產(chǎn)硫酸銅,直至硫酸耗盡

B.甲中b電極的電極反應(yīng)為:4OH-4e===2H2O+O2

C.通電初期乙中的總反應(yīng)為:Cu+H2SO4CuSO4+H2

D.反應(yīng)過(guò)程中甲、乙中溶液的pH都逐漸減小

解析:電解初期,乙中陽(yáng)極銅失去電子變成Cu2+進(jìn)入溶液中,陰極H+得到電子變成氫氣,C項(xiàng)對(duì);但當(dāng)Cu2+增大到一定程度時(shí),乙中Cu2+放電而不是H+放電,A項(xiàng)錯(cuò);b電極上是氧氣得到電子變成OH,B項(xiàng)錯(cuò);電解進(jìn)行到一定程度時(shí),乙中Cu2+濃度保持不變,pH不變,D項(xiàng)錯(cuò).

答案:C

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7.右圖是電解CuCl2溶液的裝置,其中c、d為石墨電極.則下列有關(guān)的判斷正確的是( )

A.a(chǎn)為負(fù)極、b為正極

B.a(chǎn)為陽(yáng)極、b為陰極

C.電解過(guò)程中,d電極質(zhì)量增加

D.電解過(guò)程中,氯離子濃度不變

解析:電流從電源的正極流出,故a為電源的正極,b為電源的負(fù)極,與電源正極相連的c為陽(yáng)極,與電源負(fù)極相連的d為陰極.在電解過(guò)程中,因Cu2+是陽(yáng)離子,移向陰極(d),在陰極放電析出Cu,所以d電極質(zhì)量增加;Cl是陰離子,移向陽(yáng)極(c),在陽(yáng)極放電生成Cl2,會(huì)導(dǎo)致溶液中Cl濃度降低.

答案:C

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6.如右圖所示,a、b兩電極材料分別為鐵絲和銅絲.則以下說(shuō)法正確的是( )

A.該裝置可以構(gòu)成原電池,也可以構(gòu)成電解池

B.a(chǎn)電極可能發(fā)生反應(yīng):Cu2++2e===Cu

C.b電極質(zhì)量可能增加

D.該過(guò)程可能有大量氣體產(chǎn)生

解析:該裝置若用導(dǎo)線直接相連,則構(gòu)成原電池,若與電源相連,則構(gòu)成電解池,A正確;當(dāng)a電極作電解池的陰極時(shí),其電極反應(yīng)為Cu2++2e===Cu,B正確;當(dāng)b電極作原電池的正極時(shí),電極反應(yīng)為Cu2++2e===Cu,C正確.

答案:D

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5.用鉑作電極電解下列溶液時(shí),在陽(yáng)極上有氣體析出,且溶液的pH下降的是( )

A.KNO3             B.CuSO4

C.NaOH             D.HCl

解析:由陰陽(yáng)離子的放電順序可知電解KNO3、NaOH溶液的實(shí)質(zhì)都是電解水,電解質(zhì)溶液的濃度均增大,KNO3溶液pH不變,NaOH溶液的pH增大;電解HCl溶液,陰極反應(yīng)2H++2e===H2↑,陽(yáng)極反應(yīng)2Cl-2e===Cl2↑,電解的是HCl,電解質(zhì)溶液的濃度降低,pH增大;電解CuSO4溶液,陰極反應(yīng)2Cu2++4e===2Cu,陽(yáng)極反應(yīng)4OH-4e===O2↑+2H2O,電池反應(yīng)是:2CuSO4+2H2O電解,2Cu+2H2SO4+O2↑,pH下降.

答案:B

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4.(2010·安徽高考)某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H+,其基本結(jié)構(gòu)如圖,電池總反應(yīng)可表示為:2H2+O2===2H2O,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )

A.電子通過(guò)外電路從b極流向a極

B.b極上的電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e===4OH

C.每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,消耗1.12 L的H2

D.H+由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極

解析:該原電池的化學(xué)原理是H2被氧化,在負(fù)極(a極)發(fā)生反應(yīng):H2-2e===2H+,H+由a極轉(zhuǎn)移到b極,D項(xiàng)正確;O2發(fā)生還原反應(yīng),在正極(b極)發(fā)生反應(yīng):O2+4H++4e===2H2O,則電子從a極流向b極,A、B兩項(xiàng)不正確;C項(xiàng)因未指明氣體所處的溫度和壓強(qiáng),不正確.

答案:D

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3.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間,以下敘述正確的是                                                    ( )

A.兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生

B.甲中銅片是正極,乙中銅片是負(fù)極

C.兩燒杯中溶液的pH均增大

D.產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢

解析:甲裝置構(gòu)成原電池,鋅片為負(fù)極,銅片為正極,溶液中的H+在銅片上獲得電子產(chǎn)生成H2,乙裝置中,溶液中的H+直接與Zn反應(yīng)而產(chǎn)生H2.兩裝置溶液中的c(H+)濃度降低,pH增大.由于甲裝置中Cu、Zn、稀H2SO4構(gòu)成原電池,加快了電子轉(zhuǎn)移速率,產(chǎn)生H2的速率比乙快.

答案:C

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