題目列表(包括答案和解析)
1.下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法正確的是(多選)( )
A.純銀器表面在空氣中因化學腐蝕漸漸變暗
B.當鍍錫鐵制品的鍍層破損時,鍍層仍能對鐵制品起保護作用
C.在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法
D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕
[解析] 純銀器表面在空氣中易形成硫化銀而使銀器表面變黑,所以是化學腐蝕,A正確;鐵與錫構(gòu)成原電池,鐵作負極,加快了鐵的腐蝕,B錯;海輪外殼中的金屬與連接的鋅塊構(gòu)成原電池,鋅作負極,可以保護海輪,C正確;外加直流電源保護器件時,必須連接電源負極,D錯。
[答案] AC
16.(2009年全國卷Ⅰ)下圖所示裝置中,甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液,電極均為石墨電極。
(1)接通電源,經(jīng)過一段時間后,測得丙中K2SO4濃度為10.47%,乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題:
①電源的N端為________極;
②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為________________________________________________________________________;
③列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
④電極c的質(zhì)量變化是________g;
⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化,簡述其原因:
甲溶液________________________________________________________________________;
乙溶液________________________________________________________________________;
丙溶液________________________________________________________________________;
(2)如果電解過程中銅全部析出,此時電解能否繼續(xù)進行,為什么?______________________________________________。
[解析] (1)①乙中c電極質(zhì)量增加,說明c處發(fā)生的反應(yīng)為:Cu2++2e-―→Cu,c電極應(yīng)為陰極,則M為負極,N為正極。②甲中放的是NaOH溶液,電解時實質(zhì)上是電解水,b電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:4OH-―→2H2O+O2↑+4e-。而要求算出b電極上產(chǎn)生的氣體體積,就必須先根據(jù)丙中K2SO4濃度的變化計算出轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目。
設(shè)丙中電解水的質(zhì)量為x g,由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等可得:100×10%=(100-x)×10.47%,x=4.5 g,所以整個反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.5 mol電子,根據(jù)電極方程式可計算出b電極放出的O2為0.125 mol,其體積為2.8 L,c電極上析出的銅為0.25 mol,其質(zhì)量為16 g。
⑤甲中電解的是水,NaOH濃度增大;乙中水電離出來的OH-放電,H+濃度增大;丙中電解的也是水,雖然K2SO4濃度變大,但pH不變。
(2)銅全部析出時溶液變?yōu)镠2SO4溶液,電解仍可以進行。
[答案] (1)①正 ②4OH-―→2H2O+O2↑+4e-
③水減少的質(zhì)量:100 g×=4.5 g
生成O2體積:××22.4 L·mol-1=2.8 L
④16
⑤堿性增大,因為電解后,水量減少,溶液中NaOH濃度增大 酸性增大,因為陽極上OH-生成O2,溶液中H+離子濃度增加酸堿性大小沒有變化,因為K2SO4是強酸強堿鹽,濃度增加不影響溶液的酸堿性
(2)能繼續(xù)進行,因為CuSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液,反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)
0.004 mol 0.128 g,得M=64
[答案] (1)正 氧化 (2)陽 氧氣 陰 氫氣
(3)4OH-―→O2↑+2H2O+4e- (4)氧溶解
(5)不變 (6)64 g/mol
15.如下圖所示,p、q為直流電源兩極,A為+2價金屬單質(zhì)X制成,B、C、D為鉑電極,接通電源,金屬X沉積于B極,同時C、D產(chǎn)生氣泡。試回答:
(1)p為____極,A極發(fā)生了________反應(yīng)。
(2)C為______極,試管里收集到________;D為______極,試管里收集到________。
(3)C極的電極方程式是______________________________。
(4)在電解過程中,測得了C、D兩極上產(chǎn)生的氣體的實驗數(shù)據(jù)如下:
時間(min) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
陰極生成氣體體積(cm3) |
6 |
12 |
20 |
29 |
39 |
陽極生成氣體體積(cm3) |
2 |
4 |
7 |
11 |
16 |
時間(min) |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
陰極生成氣體體積(cm3) |
49 |
59 |
69 |
79 |
89 |
陽極生成氣體體積(cm3) |
21 |
26 |
31 |
36 |
41 |
仔細分析以上實驗數(shù)據(jù),請說出可能的原因是____________。
(5)當反應(yīng)進行一段時間后,A、B電極附近溶液的pH______(填“增大”“減小”或“不變”)。
(6)當電路中通過0.004 mol電子時,B電極上沉積金屬X為0.128 g,則此金屬的摩爾質(zhì)量為________。
[解析] (1)接通電源,X沉積于B極,說明B為陰極,則A為陽極,故(1)中q為負極,p為正極,A上發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)H2SO4電解池中,C為陽極,C試管內(nèi)得O2,D為陰極,此試管內(nèi)得H2。
(4)C、D兩極所得O2、H2體積應(yīng)該為1∶2,但實驗數(shù)據(jù)由1∶3隨時間變化而增大,到達10分鐘時約為1∶2,因為開始O2溶解的原因。
(5)A極:X―→X2++2e-。B極:X2++2e-―→X,兩極附近pH不變。
(6)設(shè)X的摩爾質(zhì)量為M g/mol,則
X2++2e-―→X
2 mol M g
14.(1)某同學用碳棒、銅棒和稀硫酸為原材料,實現(xiàn)了在通常條件下不能發(fā)生的反應(yīng):Cu+H2SO4(稀)===CuSO4+H2↑。請在下邊方框內(nèi)畫出能夠?qū)崿F(xiàn)這一反應(yīng)的實驗裝置圖。
(2)某同學在做銅與稀硫酸的上述反應(yīng)實驗時,看到碳棒和銅棒上都有氣泡產(chǎn)生,但銅棒卻沒有被腐蝕。請你分析其原因
____________________________;此時的電池反應(yīng)為________________________________________________________________________
。
[解析] (1)由于銅的活潑性弱于氫,故通常條件下反應(yīng)Cu+H2SO4(稀)===CuSO4+H2↑不能發(fā)生,但若設(shè)計成電解池,Cu作陽極,碳棒作陰極,則可實現(xiàn)上述反應(yīng)。
(2)若將上述裝置的電源接反,亦即碳棒為陽極,銅棒作陰極,則實際為電解水,兩極均有氣泡產(chǎn)生。
[答案] (1)
(2)將上述裝置中的電源接反
銅棒(陰極):4H++4e-―→2H2↑
碳棒(陽極):4OH-―→2H2O+O2↑+4e-
0.02 mol×64 g/mol=1.28 g。
[答案] (1)不變 (2)Zn―→Zn2++2e- (3)1.28 Cu2++2e-―→Cu
13.在50 mL 2 mol·L-1硫酸銅溶液中插入兩個電極,通電電解(不考慮水分蒸發(fā))。則:
(1)若兩極均為銅片,試說明電解過程中濃度將怎樣變化__________________。
(2)若陽極為純鋅,陰極為銅片,陽極反應(yīng)式是____________________。
(3)如果不考慮H+在陰極上放電,當電路中有0.04 mol電子通過時,陰極增重________g,陰極上的電極反應(yīng)式是__________________。
[解析] (1)、(2)類似于電鍍原理。(3)由Cu2++2e-―→Cu可知:2 mol e--1 mol Cu,故陰極析出Cu:
12.實驗室用鉛蓄電池作電源電解AgNO3溶液,電池兩極發(fā)生如下反應(yīng):正極:PbO2+4H++SO42-+2e-―→PbSO4+2H2O,負極:Pb+SO42-―→PbSO4+2e-,當電解析出2.16 g Ag單質(zhì)時,電池內(nèi)消耗H2SO4的物質(zhì)的量是( )
A.0.01 mol B.0.02 mol
C.0.03 mol D.0.04 mol
[解析] 首先確定析出Ag與轉(zhuǎn)移電子數(shù)的關(guān)系,其次抓住電解進行時,電池兩極上轉(zhuǎn)移的電子與電解池兩極上得失的電子數(shù)是相等的。析出Ag:=0.02 mol。由Ag++e-―→Ag得電解池中兩極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.02 mol。蓄電池的總反應(yīng)(兩電極反應(yīng)式相加):
Pb+Pb2e-O2+2H2SO42PbSO4+2H2O。每轉(zhuǎn)移2 mol電子消耗2 mol H2SO4,現(xiàn)轉(zhuǎn)移0.02 mol電子,消耗0.02 mol H2SO4。
[答案] B
11.(2010年萊蕪質(zhì)檢)某溶液中含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4,它們的物質(zhì)的量之比為3∶1,用石墨做電極電解該混合溶液時,根據(jù)電極產(chǎn)物,可明顯分為三個階段。下列敘述不正確的是( )
A.陰極自始至終只析出H2 B.陽極先析出Cl2,后析出O2
C.電解最后階段為電解水 D.溶液pH不斷增大,最后為7
[解析] 由題意知:n(H+)∶n(Cl-)=2∶3,在陰極放電的是H+,在陽極放電的是Cl-,Cl-放電完后是OH-。因此反應(yīng)開始在兩極放電的是H+、Cl-,相當于電解鹽酸。由H2SO4電離的H+放電完后,在兩極放電的是由水電離的H+和剩余的Cl-,相當于電解NaCl的水溶液。Cl-放電完后,在兩極放電的是由水電離的H+和OH-,相當于電解水。故A、B、C是正確的。溶液pH的變化是不斷增大,但最后溶質(zhì)是NaOH和Na2SO4,pH不會為7。
[答案] D
10.(2009年浙江高考)市場上經(jīng)常見到的標記為Liion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料(碳作為金屬鋰的載體),電解質(zhì)為一種能傳導Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為:Li+2Li0.35NiO2放電充電2Li0.85NiO2
下列說法不正確的是( )
A.放電時,負極的電極反應(yīng)式:Li―→Li++e-
B.充電時,Li0.85NiO2 既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)
C.該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)
D.放電過程中Li+向負極移動
[解析] 本題考查考生對原電池和電解池相關(guān)知識的理解,同時也考查考生的信息處理能力,對氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識的理解與應(yīng)用。根據(jù)題目所給電池反應(yīng),放電時,其負極為Li,反應(yīng)為Li―→Li++e-;充電時,實質(zhì)上是電解Li0.85NiO2,故反應(yīng)的氧化劑和還原劑均為Li0.85NiO2;由于Li具有很強的還原性,能與H2O反應(yīng),所以,不能用水溶液作為電解質(zhì);電池在放電時,負極有Li+生成,Li+將向正極移動。答案為D。
[答案] D
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