題目列表(包括答案和解析)

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6.如右圖所示,某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕,然后平鋪在一塊鉑片上,接通電源后,用鉛筆在濾紙上寫字,會出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此,下列敘述正確的是

 ( )

A.鉛筆端作陽極,發(fā)生還原反應(yīng)

B.鉑片端作陰極,發(fā)生氧化反應(yīng)

C.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生

D.a(chǎn)點(diǎn)是負(fù)極,b點(diǎn)是正極

[解析] 這是一個按照電解飽和食鹽水原理設(shè)計(jì)的趣味實(shí)驗(yàn),根據(jù)原理可知電極反應(yīng)式為

陰極:2H2O+2e===H2↑+2OH(發(fā)生還原反應(yīng))

陽極:2Cl-2e===Cl2↑(發(fā)生氧化反應(yīng))

若要能夠出現(xiàn)“黑筆寫紅字”的現(xiàn)象,必須是鉛筆作陰極,這樣鉛筆附近產(chǎn)生的OH會使酚酞變紅。因此與鉛筆相連的a點(diǎn)是直流電源的負(fù)極。

[答案] D

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5.(2008年江蘇)鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進(jìn)行:

Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2

有關(guān)該電池的說法正確的是

( )

A.充電時陽極反應(yīng):Ni(OH)2-e+OH===NiOOH+H2O

B.充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程

C.放電時負(fù)極附近溶液的堿性不變

D.放電時電解質(zhì)溶液中的OH向正極移動

[解析] 本題主要考查原電池的相關(guān)知識。電池的充、放電互為相反的過程。充電時作為電解裝置,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:Ni(OH)2-e+OH===NiOOH+H2O,A正確,B錯誤。放電時作為原電池裝置,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔,?fù)極鎘失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),變?yōu)镃d2+,吸收OH,負(fù)極周圍堿性增強(qiáng),所以C、D錯誤。

[答案] A

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4.某同學(xué)按下圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是

( )

A.電解過程中,銅電極上有H2產(chǎn)生

B.電解初期,主反應(yīng)方程式為:Cu+H2SO4CuSO4+H2

C.電解一定時間后,石墨電極上有銅析出

D.整個電解過程中,H+的濃度不斷增大

[解析] Cu作陽極被消耗、溶液中H+放電在陰極析出。因此,電解后一段時間c(H+)減小,當(dāng)生成的CuSO4濃度不斷增大后,Cu2+在陰極放電而析出。

[答案] BC

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3.三氧化二鎳(Ni2O3)可用于制造高能電池,其電解法制備過程如下:用NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5,加入適量硫酸鈉后進(jìn)行電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2在弱堿性條件下生成ClO,把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法正確的是

( )

A.可用鐵作陽極材料

B.電解過程中陽極附近溶液的pH升高

C.陽極反應(yīng)方程式為:2Cl-2e===Cl2

D.1 mol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時,外電路中通過了1 mol電子

[解析] 兩極的反應(yīng)為陰極:2H++2e===H2↑;陽極:2Cl-2e===Cl2↑,Cl2+2Ni2++6OH===Ni2O3+2Cl+3H2O,A項(xiàng)鐵為活性電極,參與反應(yīng),Cl不能放電,不能生成Cl2;B項(xiàng)陽極OH被消耗,pH下降。

[答案] CD

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2.(2008年海南)關(guān)于鉛蓄電池的說法正確的是

( )

A.在放電時,正極發(fā)生的反應(yīng)是Pb(s)+SO(aq)-2e===PbSO4(s)

B.在放電時,該電池的負(fù)極材料是鉛板

C.在充電時,電池中硫酸的濃度不斷變小

D.在充電時,陽極發(fā)生的反應(yīng)是PbSO4(s)+2e===Pb(s)+SO(aq)

[解析] A項(xiàng)中電池放電時正極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為:PbO2+4H++SO+2e===PbSO4+2H2O;C項(xiàng)中電池充電時硫酸的濃度應(yīng)不斷增大;D項(xiàng)中電池充電時陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)。

[答案] B

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1.(2008年上海)取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙,兩根鉛筆芯作電極,接通直接電源,一段時間后,發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓,內(nèi)圓為白色,外圈呈淺紅色。則下列說法錯誤的是

( )

A.b電極是陰極

B.a(chǎn)電極與電源的正極相連接

C.電解過程中,水是氧化劑

D.b電極附近溶液的pH變小

[解析] 根據(jù)題意,a電極應(yīng)產(chǎn)生Cl2,為陽極,與電源正極相連,則b為陰極。D項(xiàng)中b電極上H+放電,附近OH濃度增大,pH變大。

[答案] D

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14.(2009年天津理綜)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強(qiáng),性質(zhì)穩(wěn)定。請回答:

(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是

________________________________________________________________________,

在導(dǎo)線中電子流動方向?yàn)開_________________________(用a、b表示)。

(2)負(fù)極反應(yīng)式為___________________________________________________________。

(3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)開______________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)該電池工作時,H2和O2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能。因此,大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下:

Ⅰ.2Li+H22LiH

Ⅱ.LiH+H2O===LiOH+H2

①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是__________,反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是____________。

②已知LiH固體密度為0.82 g/cm3,用鋰吸收224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為________。

③由②生成的LiH與H2O作用,放出的H2用作電池燃料,若能量轉(zhuǎn)化率為80%,則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為______mol。

[解析] (1)電池即是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置;在電池中電子是從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極,而氫氧燃料電池中通入H2的一極是負(fù)極,故電子由a流動到b。(2)H2在負(fù)極失電子,因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液是KOH溶液,故負(fù)極反應(yīng)式為2H2+4OH-4e===4H2O。(3)電極表面鍍鉑粉可以增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù),從而增大反應(yīng)速率。(4)LiH中Li為+1價,H為-1價故反應(yīng)Ⅰ中還原劑是Li,反應(yīng)Ⅱ中氧化劑是H2O。由反應(yīng)Ⅰ可知吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 L H2時生成160 g LiH,則生成的LiH的體積是,則生成的LiH體積與被吸收的H2的體積比為:=。由②生成的20 mol LiH與H2O反應(yīng),由反應(yīng)Ⅱ可知生成20 mol H2,H2-2e,能量轉(zhuǎn)化率為80%,則通過電子的物質(zhì)的量為20 mol×2×80%=32 mol。

[答案] (1)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋∮蒩到b

(2)2H2+4OH-4e===4H2O或H2+2OH-2e===2H2O

(3)增大電極單位面積吸附H2、O2分子數(shù),加快電極反應(yīng)速率

(4)①Li H2O、1/1 148或8.71×10-4、32

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13.(2009年海南單科)Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為:4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2。

請回答下列問題:

(1)電池的負(fù)極材料為______________,發(fā)生的電極反應(yīng)為________________;

(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_______________________________________________;

(3)SOCl2易揮發(fā),實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________________________,反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________;

(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行,原因是________________________

________________________________________________________________________。

[解析] (1)、(2)電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)。(3)由NaOH與SOCl2反應(yīng)的產(chǎn)物為Na2SO3、NaCl可知,SOCl2與水反應(yīng)生成H2SO3和HCl。(4)由于電池材料易與水、O2反應(yīng)。

[答案] (1)鋰 Li-e===Li+

(2)2SOCl2+4e===4Cl+S+SO2

(3)出現(xiàn)白霧,有刺激性氣體生成 SOCl2+H2O===2HCl↑+SO2

(4)鋰是活潑金屬,易與H2O、O2反應(yīng);SOCl2也可與水反應(yīng)

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12.鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象,某實(shí)驗(yàn)小組,為研究鐵生銹的條件,設(shè)計(jì)了以下快速、易行的方法:

首先檢查制氧裝置的氣密性,然后按上圖所示連接好裝置,點(diǎn)燃酒精燈給藥品加熱,持續(xù)3分鐘左右,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:①直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗,發(fā)生銹蝕;②干燥管中干燥的鐵絲表面依然光亮,沒有發(fā)生銹蝕;③燒杯中潮濕的鐵絲表面稍有變暗。

試回答以下問題:

(1)由于與金屬接觸的介質(zhì)不同,金屬腐蝕分成不同類型,本實(shí)驗(yàn)中鐵生銹屬于____________。能表示其原理的反應(yīng)方程式為______________________________________。

(2)儀器A的名稱為______________,其中裝的藥品可以是________,其作用是______________。

(3)由實(shí)驗(yàn)可知,該類鐵生銹的條件為________________________________________

________________________________________________________________________。

決定鐵生銹快慢的一個重要因素是______________。

[解析] 鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池,發(fā)生電化學(xué)腐蝕。此實(shí)驗(yàn)在直形管中的現(xiàn)象說明,潮濕是鐵生銹的必須前提,而沒有涉及潮濕程度對生銹快慢的影響,直形管實(shí)驗(yàn)與燒杯實(shí)驗(yàn)的對比,則說明O2濃度是影響生銹快慢的一個重要因素。

[答案] (1)電化學(xué)腐蝕 負(fù)極:2Fe-4e===2Fe2+

正極:O2+4e+2H2O===4OH

(2)球形干燥管 堿石灰(或CaCl2等) 干燥O2

(3)①與O2接觸;②與水接觸 氧氣濃度

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11.鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛,如FeCl3可用做催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。

(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式是

________________________________________________________________________。

(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,請畫出原電池的裝置圖,標(biāo)出正、負(fù)極,并寫出電極反應(yīng)式。

正極反應(yīng)________________,負(fù)極反應(yīng)__________________。

(3)腐蝕銅板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10 mol·L1,請參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品,簡述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實(shí)驗(yàn)步驟_______________

________________________________________________________________________。

 
氫氧化物開始沉淀時的pH
氫氧化物沉淀完全時的pH
Fe3+
1.9
7.0
4.7
3.2
9.0
6.7
Fe2+
Cu2+
提供的藥品:Cl2 濃H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu

(4)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢,但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選),設(shè)計(jì)最佳實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。

有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________

________________________________________________________________________。

劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象________________________________________________。

[解析] (1)該反應(yīng)是FeCl3氧化金屬銅,離子方程式為2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+

(2)將(1)中反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池必須是Cu作負(fù)極,選擇比銅不活潑的金屬或碳棒為正極,F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)溶液。裝置圖如右圖所示:

正極:2Fe3++2e===2Fe2+

負(fù)極:Cu-2e===Cu2+

(3)根據(jù)表給出的數(shù)據(jù)可知,把Cu2+中混有的Fe2+、Fe3+除掉的方法是將Fe2+氧化為Fe3+,調(diào)節(jié)溶液的pH到3.2-4.7,F(xiàn)e3+以Fe(OH)3的形式沉淀,過濾除去,根據(jù)除雜原則,去雜不能加雜,選擇氧化劑為Cl2,加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH。

(4)根據(jù)題給條件,此不銹鋼在鹽溶液中腐蝕明顯,可選擇的藥品為CuO、濃H2SO4,先用水稀釋濃H2SO4再用H2SO4與CuO反應(yīng)生成CuSO4溶液,不銹鋼與CuSO4溶液反應(yīng),在不銹鋼的表面有紫紅色物質(zhì)生成,即可驗(yàn)證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。

[答案] (1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+

(2)裝置圖如下

正極反應(yīng):Fe3++e===Fe2+(或2Fe3++2e===2Fe2+)

負(fù)極反應(yīng):Cu===Cu2++2e(或Cu-2e===Cu2+)

(3)①通入足量氯氣將Fe2+氧化成Fe3+;

②加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2-4.7;

③過濾[除去Fe(OH)3]

(4)CuO+H2SO4===CuSO4+H2O

CuSO4+Fe===FeSO4+Cu

不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成

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