内容正文:
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让教与学更高效
专题07原电池与电解池
☆3大高频考点概览
考点01原电池电极反应
考点02原电池原理
考点03电解原理
考点04金属的电化学腐蚀与防护
目目
考点01
原电池电极反应
1.(2324高二·云南师大附中·期未)微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化
学产品,图甲为其工作原理,图乙为废水中C,0号离子浓度与去除率的关系。下列说法错误的是
100r
000000
8
80
60
微
还
C3+
生
40
的
物
20
M
Cr2O,2-
012345
有机物
质子交换膜
Cr,02离子浓度(mg·L)
甲
乙
A.电池工作时,M电极的电势低于N电极的电势
B.C,0?离子浓度较大时,去除率降低,可能是C,O造成还原菌失活
C.移除质子交换膜,C,0与有机物充分接触,电路中电流强度增大
D.若有机物为HCH0,还原1 molCr,,0,左侧溶液质量减少27g
2.(23-24高二上·云南昆明西山区·期床)微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H,NCH,CH,NH,)氧化
成环境友好的物质,示意图如图所示,、b均为石墨电极。下列说法正确的是
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←空气
a
处理水
有机
稀硫酸
废水
微生物
质子交换膜
A.燃料电池是将化学能转化为热能的装置
B.电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b
C.电池工作时,乙二胺在a电极得到电子
D.b电极的电极反应为02+2H,0+4e=40H
3.(2324高二上·云南大理·期未)锂离子电池具有比能量大、用途广等特点.如图所示为一种锂离子
电池的结构示意图,电池反应式为Li,C6+Li,Co0,一C,+LiCo0,(x<).下列说法错误的是
用电器
a极
b极
C
次
LiCoO2
电解质/隔膜
石墨
A.放电时,b极发生的电极反应式为Li,C。-xe=xLi+C6
B.充电时a极接外电源的正极
C.放电时电解质中L计数目减少
D.充电时若转移0.02mol电子,a电极将减轻014g
4.(2324高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的
2
电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OHD4。下列说法正确的是
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH)逐渐减小
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C.放电时,负极反应为:Zn+2OH-2e=Zn(OH2
D.放电时,电路中通过4mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
5.(23-24高二上·云南昆明市第八中学·期末)我国科学家在研究HC00H燃料电池方面有重大进展,装
置如图所示,两电极间用允许离子通过的半透膜隔开。下列说法正确的是
用电器日
HCOOH
KOH
HCOO
Fe2
Fe
物质A
HCO;
Fe3
Fe3+
KHCO,←
→KSO
半透膜
储液池
A.正极电极反应式为HC00-2e+20H=HC0,+H,0
B.半透膜为阳离子交换膜,储液池中需补充的物质A为H,SO,
C.当电路中转移1mol电子时,理论上生成174gK,S0
D.当1 molHC00H转化为KHCO,时,有0.1mol的S0?从右向左迁移
6.(23-24高二上·云南保山8文山·期末)一种微生物脱盐电池的装置如图所示,下列关于该装置的描述
错误的是
淡水
处理后废水
硫还原菌
负极
>C02
Na"
C
生物膜
CHCOO
正极
(有机物)
有机废水
海水
空气(氧气)
A.该电池不宜在高温条件下使用
B.负极反应为CH,C00+2H,0-8e=2C0,个+7H
C.转移2mol电子,海水脱去氣化钠的质量是5.85g
D.X膜为阴离子交换膜、Y膜为阳离子交换膜
7.(2324高二上·云南昆明市石林彝族自治县民族中学·期末)锌电池具有成本低、安全性强、可循环
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使用等优点一种新型锌电池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法正确的是
9
H2SO4溶液
KOH溶液
b
OH
Zn(OH)
MnO2
Zn
A.放电过程中,a电极为负极
B.放电过程中,转移0.4mole时,a电极消耗0.4molH
C.充电过程中,b电极反应式为Zn(0H)+2e=Zn+40H
D.充电过程中,SO向b极迁移
8.(2324高二上·云南保山8文山·期末)如图是牺牲阳极法保护金属的实验装置图,烧杯内为经过酸化
的3%NaC1溶液。
K3[Fe(CN)6]
Fe
溶液
一段
时间后
取出的少
量Fe附近
的溶液
下列关于该装置的叙述错误的是
A.铁作正极被保护
B.将Zn换成Ag,也可以保护铁不被腐蚀
C.向试管中加入K,Fe(CN)6]溶液,无明显现象
D.正极反应式为2H+2e=H,个
9.(24-25高二上·云南普洱·期末)回答下列问题:
(1)己知H-H键、N-H键、N=N键的键能分别为436kJ·mol1、391 kJ.mol-、946kJ·mo,若有1 nol NH?
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生成,可」
(填“吸收”或“放出)热量
kJ,该反应的能量变化可用
表示(填“甲”或“乙”)。
能
反应物
生成物
总能量
生成物
反应物总能量
总能量
总能量
b溶液
反应过程
反应过程
用
乙
丙
(2)原电池工作时能量转化形式为
根据原电池形成条件,下列反应理论上可以设计成原电池的是_
(填标号)。
A.NaHCO,与柠檬酸的反应B.KOH和HCl的反应
C.Cu和AgNO,的反应
D.CH4和O2的反应
(3)化学小组设计原电池装置如图丙,若a电极材料为碳、b溶液为FeCl,溶液,则正极的电极反应式为
,当有3.2g负极材料溶解时,转移的电子为mol。
(4)碱性氢氧燃料电池已用于航天飞机。正极的电极反应式为
目目
考点02
原电池原理
10.(2425高二上·云南普洱·期末)在电场作用下双极膜能将H0解离成H+和OH。利用双极膜电渗
析法制备乳酸(CH,CHOHCOOH,简写为HR)的原理如图所示。
c电源d
HR溶液
6
I
OH
→
Na,SO
NaOH
溶液
溶液
双极膜
离子交换膜
NaR溶液
下列说法正确的是
A.b电极发生氧化反应
/
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B.装置中离子交换膜为阳离子交换膜
C.a电极的电势低于b电极
D.当a电极生成lmol气体时,理论上可生成2mol乳酸
11.(23-24高二上·云南普洱·期末)利用如图所示的电化学装置处理工业尾气中的硫化氢可实现硫元素
的回收。下列说法中不正确的是
负载
-H,S
→S2
电极乙
电极甲
质子固体电解质膜
A.电池工作时电子由电极甲经负载向电极乙移动
B.相同条件下,电池工作一段时间后,理论上消耗O2和H2S的体积之比为1:2
C.当有1molH2S参与反应,则有4molH由负极区进入正极区
D.电极乙上的电极反应式为O2+4e+4Ht=2H2O
12.(2324高二上·云南昆明市第三中学·期末)电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的,相关
装置如图所示。下列说法错误的是
电极A
电极B
充电出气(CO2)
C、
Li.CO
Li
Li过
催化剂
放电进气(C0)
聚合物电解质膜
A.放电时电极A为负极,该电池只可选用无水电解液
B.充电时,电极B上发生的反应是3C0,-4e+4Li=2Li,C0,+C
C.充电时L计的移动方向是从电极B移向电极A
D.放电时,电路中每通过1mol电子,正极区质量增加40g
13.(2324高二上·云南曲靖·期末)我国科研工作者发明了一种高性能的水系锰基锌电池
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[Zn+MnO,→Zn(OH)+Mn2+],电池工作示意图如图,该电池工作一段时间后,K,S0,的浓度增大。下
列说法正确的是
K,SO
HSO
溶液
KOH
口溶液
溶液
膜a
膜b
A.电极X的材料为Zn
B.膜a、b分别为阳、阴离于交换膜
C.正极反应式为Mn0,+2e+4H=Mn2++2H,0
D.当K,S0,的物质的量增大0.1mol时,电路中转移0.4mol电子
14.(23-24高二上·云南昭通一中教研联盟·期末)某化学兴趣小组根据反应F©+Cu2*=-Fe2+Cu设计如图
所示原电池,下列说法错误的是
电流计
(A
A.铁电极发生氧化反应
B.Y可以是氯化铜溶液
C.X可以是铜或石墨
D.电子从铁电极经Y流向X电极
15.(23-24高二上·云南大理·期未)相同材质的铁在图中的四种情况下腐蚀最快的是
铁勺
铜盆
铝铲
A
B.
铁妙锅
食醋
食盐水
/
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铁球
均匀
锌铆钉
铜镀层
酸雨
C.
铁板
食盐水
塑料盆
塑料板
16.(23-24高二上·云南普洱·期末)HS是存在于燃气中的一种有害气体,脱除HS的方法有多种。回
答下列问题:
(1)Claus氧化回收硫的反应原理为:
①2H2S(g+O2(g=2S(g+2H,O(g△H=-530kJ·mol;
②2H,S(g+302(g=2S02(g+2H,0(g△H2=-1124kJ·mol:
③2H,S(g)+SO2(g=3S(g)+2H,O(g△H3。
则AH3=
kJ.mol广o
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能(气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量)有关。
已知某些化学键的键能如下表所示:
共价键
H-S
H-0
S-0
0=0
键能/(kJ·mol)
339
246
a
120
结合(1)中反应原理,
a
(3)工业上采用高温热分解HS的方法制取H2,在膜反应器中分离出H2.101kPa下,HS分解:
2H,S(g)≠2H,(g)+S,(g。在2L恒容密闭容器中充入2mo1H,s气体,某温度下S2的物质的量与时间的关
系如下表所示。
t/min
0
2
6
P
10
n/mol
0
0.5
0.8
1.0
1.2
1.2
①0~4min内,v(H,S)=
②6min时生成HS的速率
(填“>“<”或“=生成H2的速率。
③下列选项中标志该反应达到平衡的是
(填字母)。
a.vE(HS)=2v满S2)b.H2和S2的浓度之比为2:1
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c.气体密度不再变化
d.平均相对分子质量不再变化
(4)以H,S、O2为原料,KOH溶液为电解质溶液设计的电化学装置亦能脱除H,S,其原理如图所示。该装置
工作时的总反应离子方程式为2H,S+30,+40H=2S0}+4H,0。已知正极电极反应式为
02+2H,0+4e=40H,负极电极反应式为
右室电解质溶液的pH
(填“增大“减
小”或“不变”)。
用电器
石墨
石盘
(电极)
(电极)
HS
KOH溶液
唐子交换膜
17.(23-24高二上·云南昭通一中教研联盟·期未)1.写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
(1)NaHSO,:
(2)磷酸的分步电离:
ii.向20mL0.1mol/L氨水中滴加0.1mol/LHC1VmL,回答下列问题(填>“<”或>。
(3)当pH=7时,V
20。
(4)V=10时,溶质是NH,C1和NH,H,0(1:I),溶液显碱性,cNH)
ccI)。
ii.利用反应C0(g+H,0(g)=H,g+C0,g)可得到清洁能源H2。
(⑤)该反应化学平衡常数表达式K=
(⑥该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/C
400
500
830
1000
平衡常
10
9
1
0.6
数K
从上表可以推断:此反应是
(填“吸热”或“放热)反应。
ⅳ.用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测仪工作原理如图所示。
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质子交
换膜
Pt
Pt
(含乙醇蒸气)呼气
02
电极X
电极Y
醋酸
H20
微
液晶显示屏
器
()电极X是该电池的
(填“正”或“负)极。
(8)负极的电极反应式为
正极的电极反应式为」
(⑨)电池工作时,H+通过交换膜
(填“从左向右”或“从右向左”)迁移。
18.(23-24高二上·云南昭通盐津三中·期末)燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能
的装置。下面是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图:
用电器
B
微
物
H,O
C6H206
质子交换膜
(1)A为生物燃料电池的_(填“正”或“负”极。
(2)正极反应式为。
(3)放电过程中,H+由极区向
极区迁移(填“正”或“负)。
(4)在电池反应中,每消耗0.1mol氧气,理论上生成二氧化碳的质量是
目目
考点03
电解原理
19.(24-25高二上·云南普洱·期抹)在日常生活中,很多物品都离不开电镀,现将一块铜牌镀上一层银,
工作示意图如下,下列说法正确的是
专题07 原电池与电解池
3大高频考点概览
考点01 原电池电极反应
考点02 原电池原理
考点03 电解原理
考点04 金属的电化学腐蚀与防护
1.(23-24高二·云南师大附中·期末)微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品,图甲为其工作原理,图乙为废水中离子浓度与去除率的关系。下列说法错误的是地 城
考点01
原电池电极反应
A.电池工作时,M电极的电势低于N电极的电势
B.离子浓度较大时,去除率降低,可能是造成还原菌失活
C.移除质子交换膜,与有机物充分接触,电路中电流强度增大
D.若有机物为,还原,左侧溶液质量减少
【答案】C
【分析】原电池装置图中,有机物在M电极上发生氧化反应生成CO2,在N电极上发生还原反应生成Cr3+,则N电极为正极,M电极为负极,正极反应式为+6e-+14H+=2Cr3++7H2O,若有机物为HCHO,负极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2↑+4H+,原电池工作时,阳离子移向正极,以此解答该题。
【详解】A.该原电池工作时,N电极为正极,M电极为负极,M电极的电势低于N电极的电势,故A正确;
B.由图可知,离子浓度较大时,其去除率几乎为0,因有强氧化性和毒性,可能会造成还原菌的蛋白质变性而失活,故B正确;
C.移除质子交换膜,与有机物充分接触,直接发生氧化还原反应,电路中电流强度减小,故C错误;
D.正极反应为+6e-+14H+=2Cr3++7H2O,还原1mol转移6mol电子,若有机物为HCHO,负极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2↑+4H+,则有1.5molHCHO反应、有1.5molH+通过交换膜移向正极、逸出1.5molCO2,所以负极区减少1.5molH2O,质量为1.5mol×18g/mol=27g,故D正确。
答案选C。
2.(23-24高二上·云南昆明西山区·期末)微生物燃料电池能将污水中的乙二胺()氧化成环境友好的物质,示意图如图所示,a、b均为石墨电极。下列说法正确的是
A.燃料电池是将化学能转化为热能的装置
B.电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b
C.电池工作时,乙二胺在a电极得到电子
D.b电极的电极反应为
【答案】B
【分析】燃料电池中,b极氧气得电子,故b极为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O,a极为负极,电极反应式为H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=N2+2CO2+16H+,据此分析作答。
【详解】A.燃料电池是将化学能直接转化为电能的装置,A错误;
B.由分析可知,b为正极,a为负极,故电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b,B正确;
C.由分析可知,a为负极,负极发生氧化反应,即电池工作时,乙二胺在a电极失去电子,C错误;
D.由分析可知,电解质溶液为酸性电解质,故b电极的电极反应为O2+4e-+4H+═2H2O,D错误;
故答案为:B。
3.(23-24高二上·云南大理·期末)锂离子电池具有比能量大、用途广等特点.如图所示为一种锂离子电池的结构示意图,电池反应式为.下列说法错误的是
A.放电时,b极发生的电极反应式为
B.充电时a极接外电源的正极
C.放电时电解质中数目减少
D.充电时若转移电子,a电极将减轻
【答案】C
【分析】根据电池反应式为,放电时失去电子,a作负极,b极为正极。
【详解】A.电池反应式为,根据图中信息得到放电时b极为负充电极,b极发生的电极反应式为,A正确。
B.放电时a极为正极,充电时a极接外电源的正极,B正确。
C.放电时负极变为,正极发生嵌入变为,因此电解质中数目不变,C错误。
D.充电时,a电极为阳极,发生脱嵌变为,若转移电子,a电极将减轻,D正确。
故选C。
4.(23-24高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C.放电时,负极反应为:Zn+2OH–−2e–=Zn(OH)2
D.放电时,电路中通过4mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
【答案】D
【详解】A.充电时,电解池“异性相吸”,则电解质溶液中K+向阴极移动,故A错误;
B.充电时,2Zn(OH) =2Zn+O2+4OH–+2H2O,则电解质溶液中c(OH–)逐渐增大,故B错误;
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH–−2e–= Zn(OH),故C错误;
D.放电时,正极反应式为:O2+4e–+2H2O=4OH–,电路中通过4mol电子,消耗氧气1mol即体积为22.4L(标准状况),故D正确。
综上所述,答案为D。
5.(23-24高二上·云南昆明市第八中学·期末)我国科学家在研究燃料电池方面有重大进展,装置如图所示,两电极间用允许离子通过的半透膜隔开。下列说法正确的是
A.正极电极反应式为
B.半透膜为阳离子交换膜,储液池中需补充的物质A为
C.当电路中转移电子时,理论上生成
D.当转化为时,有的从右向左迁移
【答案】B
【分析】由图可知HCOOH被氧化,HCOOH在负极失电子,Fe3+在正极得电子。
【详解】A.负极电极反应式为,A错误;
B.半透膜为阳离子交换膜,储液池中不断消耗氢离子同时产生硫酸钾,故需补充的物质A为,B正确;
C.当电路中转移1mol电子时,理论上生成0.5molK2SO4,故生成87g硫酸钾,C错误;
D.半透膜为阳离子交换膜,根据负极反应,当转化为时,转移2mole-,有2molK+从左向右迁移,D错误;
故选B。
6.(23-24高二上·云南保山&文山·期末)一种微生物脱盐电池的装置如图所示,下列关于该装置的描述错误的是
A.该电池不宜在高温条件下使用
B.负极反应为
C.转移电子,海水脱去氯化钠的质量是
D.膜为阴离子交换膜、膜为阳离子交换膜
【答案】C
【分析】根据装置图,在负极发生反应:,反应后负极正电荷增加,因此海水中的通过阴离子交换膜进入负极区;氧气在正极发生反应:,反应后正极区负电荷增加,海水中的通过阳离子交换膜进入正极区。据此答题。
【详解】A.装置内有硫还原菌,高温环境下硫还原菌会被杀灭,故该电池不宜在高温条件下使用,A正确;
B.根据分析知,负极反应为,B正确;
C.根据电荷守恒,转移电子时,海水脱去NaCl,其质量为117g,C错误;
D.根据分析知,膜为阴离子交换膜、膜为阳离子交换膜,D正确;
故选C。
7.(23-24高二上·云南昆明市石林彝族自治县民族中学·期末)锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点一种新型锌电池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法正确的是
A.放电过程中,a电极为负极
B.放电过程中,转移时,a电极消耗
C.充电过程中,b电极反应式为
D.充电过程中,向b极迁移
【答案】C
【详解】A.由图示可知,放电过程中a极为正极,得到电子发生还原反应,充电过程中失去电子发生氧化反应,A项错误;
B.放电过程中b电极为负极,其电极反应式为,a极为正极,则其电极反应式为,所以放电过程中,转移时,a电极消耗,B项错误;
C.充电过程中b电极得到电子发生还原反应,由于在碱性环境中以形式存在,则充电过程中,b电极反应为,C项正确;
D.充电过程中,a为阳极,b为阴极,阳离子迁向阴极,阴离子迁向阳极,故向a极迁移,D项错误;
答案选C。
8.(23-24高二上·云南保山&文山·期末)如图是牺牲阳极法保护金属的实验装置图,烧杯内为经过酸化的溶液。
下列关于该装置的叙述错误的是
A.铁作正极被保护
B.将换成,也可以保护铁不被腐蚀
C.向试管中加入溶液,无明显现象
D.正极反应式为
【答案】B
【详解】A.铁和锌形成原电池,锌作为负极,锌被腐蚀,铁作正极被保护,A正确;
B.将换成,铁作为负极,被腐蚀,B错误;
C.铁不发生反应,向试管中加入溶液,无明显现象,C正确;
D.酸性溶液中,正极反应式为,D正确;
故选B。
9.(24-25高二上·云南普洱·期末)回答下列问题:
(1)已知键、键、键的键能分别为436、391、946,若有1mol 生成,可 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ,该反应的能量变化可用 表示(填“甲”或“乙”)。
(2)原电池工作时能量转化形式为 ,根据原电池形成条件,下列反应理论上可以设计成原电池的是 (填标号)。
A.与柠檬酸的反应 B.KOH和HCl的反应
C.Cu和的反应 D.和的反应
(3)化学小组设计原电池装置如图丙,若a电极材料为碳、b溶液为溶液,则正极的电极反应式为 ,当有3.2g负极材料溶解时,转移的电子为 mol。
(4)碱性氢氧燃料电池已用于航天飞机。正极的电极反应式为 。
【答案】(1) 放出 46 甲
(2) 化学能转化为电能 CD
(3) Fe3++e-=Fe2+ 0.1mol
(4)
【详解】(1)由于H-H 键、N-H 键、N≡N 键的键能分别为 436kJ/mol、391kJ/mol、946 kJ/mol,N2与H2反应产生NH3的热化学方程式为N2(g)+H2(g)NH3(g) ∆H=946kJ/mol× +436kJ/mol×-391kJ/mol×3=-46 kJ/mol,说明若有 1 mol NH3生成,可放出热量46kJ;反应为放热反应,说明反应物的能量比生成物的能量高,因此该反应的能量变化可用图甲表示;
(2)原电池工作时能量转化形式为化学能转化为电能;A.与柠檬酸的反应,不是氧化还原反应,不能设计成原电池;B.KOH和HCl的反应,不是氧化还原反应,不能设计成原电池;C.Cu和的反应,是自发的氧化还原反应,能设计成原电池;D.和的反应,是自发的氧化还原反应,能设计成原电池;故选CD;
(3)C、Cu和FeCl3溶液构成原电池,Cu失电子作负极,C作正极,正极电极反应式为Fe3++e-=Fe2+;负极反应式为Cu-2e - =Cu2+,n(Cu)=,转移电子物质的量=0.05mol×2=0.1mol;
(4)碱性氢氧燃料电池的正极发生还原反应,电极反应式为。
地 城
考点02
原电池原理
10.(24-25高二上·云南普洱·期末)在电场作用下双极膜能将解离成和。利用双极膜电渗析法制备乳酸(,简写为HR)的原理如图所示。
下列说法正确的是
A.b电极发生氧化反应
B.装置中离子交换膜为阳离子交换膜
C.a电极的电势低于b电极
D.当a电极生成1mol气体时,理论上可生成2mol乳酸
【答案】B
【分析】盐室加入乳酸钠(NaR)溶液,双极膜能将解离成和,向a电极移动,则a电极为阳极,进入盐室与乳酸钠(NaR)反应生成乳酸(HR),盐室中钠离子向b电极移动,则离子交换膜为阳离子交换膜,b电极为阴极,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,b电极为阴极,发生还原反应,A项错误;
B.由分析可知,盐室中钠离子向b电极移动,则离子交换膜为阳离子交换膜,B极正确;
C.由分析可知,a电极为阳极,b电极为阴极,a电极的电势高于b电极,C项错误;
D.a电极氢氧根放电,发生的电极反应为:,当a电极生成1mol气体时,消耗4mol氢氧根,有4mol氢离子进入盐室,理论上可生成4mol乳酸,D项错误;
故选B。
11.(23-24高二上·云南普洱·期末)利用如图所示的电化学装置处理工业尾气中的硫化氢可实现硫元素的回收。下列说法中不正确的是
A.电池工作时电子由电极甲经负载向电极乙移动
B.相同条件下,电池工作一段时间后,理论上消耗O2和H2S的体积之比为1:2
C.当有1molH2S参与反应,则有4molH+由负极区进入正极区
D.电极乙上的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O
【答案】C
【分析】由题干图像信息可知,电极甲将H2S转化为S2,发生氧化反应,故作负极,电极反应为:2H2S-4e-=4H++S2,电极乙将O2转化为H2O,发生还原反应,即作正极,电极反应为:O2+4H++4e-=2H2O,据此分析解题。
【详解】A.由图可知,电池工作时,甲为负极,电子经电路从甲流向乙,电子从低电势向高电势移动,A正确;
B.该电池总反应为2H2S+O2=S2+2H2O,理论上消耗相同条件下的O2和H2S的体积比为1:2,B正确;
C.电子在导线上流动,离子在溶液中移动,从而形成闭合回路;负极的电极方程式为:2H2S-4e-=S2+4H+,当有1mol H2S参与反应,转移2mol电子,则电解质溶液中有2mol H+由负极区进入正极区,C错误;
D.由分析可知,电极乙为正极,发生还原反应,则电极乙上的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,D正确;
故答案为:C。
12.(23-24高二上·云南昆明市第三中学·期末)电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的,相关装置如图所示。下列说法错误的是
A.放电时电极A为负极,该电池只可选用无水电解液
B.充电时,电极B上发生的反应是
C.充电时的移动方向是从电极B移向电极A
D.放电时,电路中每通过1mol电子,正极区质量增加40g
【答案】B
【分析】放电时,A为负极,电极反应为,B为正极,电极反应为,充电时,A为阴极,电极反应式为,B为阳极,电极反应为,据此分析。
【详解】A.放电时电极A为负极,电极材料为Li,会与水反应,因此该电池只可选用无水电解液,A正确;
B.充电时,B为阳极,电极反应为,B错误;
C.充电时,阳离子移向阴极,则的移动方向是从电极B移向电极A,C正确;
D.放电时,正极电极反应为,增加的质量为二氧化碳与锂离子的总质量,当有4mol电子转移时,增加的质量为(3×44+4×7)g=160g,则电路中每通过1mol电子时,正极区质量增加40g,D正确;
故选B。
13.(23-24高二上·云南曲靖·期末)我国科研工作者发明了一种高性能的水系锰基锌电池[],电池工作示意图如图,该电池工作一段时间后,的浓度增大。下列说法正确的是
A.电极X的材料为Zn
B.膜a、b分别为阳、阴离于交换膜
C.正极反应式为
D.当的物质的量增大0.1mol时,电路中转移0.4mol电子
【答案】C
【详解】A.由图中电子流动方向可知电极Y为负极,材料为Zn,电极X为正极,材料为,故A错误;
B.一段时间后,的浓度增大说明程a、b分别为阴、阳离子交换膜,故B错误;
C.根据总反应,锰化合价降低,则正极反应式为,故C正确;
D.的物质的量增大0.1m时,电路中转移0.2ml电子,故D错误。
综上所述,答案为C。
14.(23-24高二上·云南昭通一中教研联盟·期末)某化学兴趣小组根据反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计如图所示原电池,下列说法错误的是
A.铁电极发生氧化反应
B.Y可以是氯化铜溶液
C.X可以是铜或石墨
D.电子从铁电极经Y流向X电极
【答案】D
【分析】在该反应中Fe失去电子,被氧化为Fe2+,作原电池的负极,X活动性应该比Fe弱,作原电池的正极,溶液中的Cu2+得到电子被还原为Cu单质。
【详解】A.铁电极为负极,失去电子发生氧化反应,A正确;
B.根据总方程式可知:Cu2+得到电子被还原为Cu单质,因此含有Cu2+的溶液为电解质溶液,可以是氯化铜溶液,B正确;
C.X为原电池的正极,活动性应该比Fe弱,X可以是铜或石墨电极,C正确;
D.电子不能进入电解质溶液,电子应该由负极Fe经外电路的电流计流向X电极,D错误;
故合理选项是D。
15.(23-24高二上·云南大理·期末)相同材质的铁在图中的四种情况下腐蚀最快的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.Fe、Cu和食醋构成原电池,Fe易失电子作负极、Cu作正极,加速铁的腐蚀;
B.装置构成原电池,Al易失电子作负极、Fe作正极,则Fe被保护;
C.该装置不能构成原电池,Cu和食盐水不反应,Fe和食盐水被Cu隔开,则Fe被保护;
D.该装置构成原电池,Zn易失电子作负极、Fe作正极,则Fe被保护;综上所述,A项腐蚀最快。
答案选A。
16.(23-24高二上·云南普洱·期末)是存在于燃气中的一种有害气体,脱除的方法有多种。回答下列问题:
(1)Claus氧化回收硫的反应原理为:
①;
②;
③。
则 。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能(气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)有关。已知某些化学键的键能如下表所示:
共价键
键能/()
339
246
a
120
结合(1)中反应原理, 。
(3)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离出。下,分解:。在2L恒容密闭容器中充入气体,某温度下的物质的量与时间的关系如下表所示。
0
2
4
6
8
10
0
0.5
0.8
1.0
1.2
1.2
①内, 。
②时生成的速率 (填“>”“<”或“=”)生成的速率。
③下列选项中标志该反应达到平衡的是 (填字母)。
a. b.和的浓度之比为2:1
c.气体密度不再变化 d.平均相对分子质量不再变化
(4)以为原料,KOH溶液为电解质溶液设计的电化学装置亦能脱除,其原理如图所示。该装置工作时的总反应离子方程式为。已知正极电极反应式为,负极电极反应式为 ,右室电解质溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) 减小
【详解】(1)根据盖斯定律可得:。
(2),解得。
(3)①时,生成了,根据方程式可知,反应了,。
②根据表中数据可知,在第8分钟以后反应达到平衡状态,未平衡,反应还在正向移动,故生成的速率小于生成的速率。
③a.根据方程式计量系数关系可知,当时,反应达到平衡状态,a符合题意;
b.由于氢气和均是产物,并且在反应中的物质的量均是的关系,此时不一定平衡,b不符合题意;
c.由于反应物和产物全部是气体,反应前后气体质量不变,并且容器体积不变,故平衡前后气体密度均没有变化,此时不一定平衡,c不符合题意;
d.反应前后气体质量不变,但是气体的物质的量在变化,当平均相对分子质量不再变化,符合“变到不变、平衡出现”原理,此时达到平衡状态,d符合题意;
故选ad。
(4)负极是硫化氢在碱性情况下参与电极反应,所以电极反应式为:。根据右室(负极)的电极反应式可知,反应过程中在不断消耗氢氧根,所以碱性在减弱,减小。
17.(23-24高二上·云南昭通一中教研联盟·期末)i.写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
(1): 。
(2)磷酸的分步电离: 。
ii.向氨水中滴加,回答下列问题(填“>”“<”或“>”)。
(3)当时, 20。
(4)时,溶质是和,溶液显碱性, 。
iii.利用反应可得到清洁能源。
(5)该反应化学平衡常数表达式 。
(6)该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
830
1000
平衡常数
10
9
1
0.6
从上表可以推断:此反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
ⅳ.用于检测酒驾的酸性燃料电池酒精检测仪工作原理如图所示。
(7)电极是该电池的 (填“正”或“负”)极。
(8)负极的电极反应式为 ,正极的电极反应式为 。
(9)电池工作时,通过交换膜 (填“从左向右”或“从右向左”)迁移。
【答案】(1)
(2)、、
(3)<
(4)>
(5)
(6)放热
(7)负
(8) C2H5OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+ O2+4e-+4H+=2H2O
(9)从左向右
【详解】(1)NaHSO4在水溶液中完全电离,其电离方程式为;
(2)磷酸为三元酸,属于弱电解质,分步电离,其电离方程式为、、;
(3)若氨水和盐酸等浓度、等体积反应,则恰好完全反应生成氯化铵,氯化铵水解,使溶液呈酸性,若要使pH=7,盐酸应小于20mL;
(4)V=10时,溶质是NH4Cl和(1:1),溶液中电荷守恒,又溶液显碱性,即c(H+)<c(OH-),所以>;
(5)据化学平衡常数定义,该反应化学平衡常数表达式为;
(6)表格数据显示,升温平衡常数减小,即升温平衡逆向移动,所以此反应为放热反应;
(7)酸性燃料电池,通氧气的一极为正极,发生还原反应,所以Y电极为正极、X电极为负极;
(8)正极发生还原反应,其电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,X电极为负极,发生氧化反应,其电极反应式为C2H5OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+;
(9)电池工作时,正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O;负极反应式为C2H5OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+,即正极消耗H+、正电荷减少,负极生成H+、正电荷增多,所以H+通过交换膜从左向右迁移。
18.(23-24高二上·云南昭通盐津二中·期末)燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。下面是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图:
(1)A为生物燃料电池的 (填“正”或“负”)极。
(2)正极反应式为 。
(3)放电过程中,H+由 极区向 极区迁移(填“正”或“负”)。
(4)在电池反应中,每消耗0.1mol氧气,理论上生成二氧化碳的质量是 。
【答案】(1)正
(2)O2+4H++4e-=2H2O
(3) 负 正
(4)4.4g
【分析】由图可知,A极氧元素价态降低得电子变成水,故A极为正极,B极为负极,C6H12O6失去电子变为CO2,电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+,据此作答。
【详解】(1)A极氧元素价态降低得电子,故A极为正极;
(2)A极为正极,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O;
(3)放电过程中,H+由负极区向正极区迁移;
(4)电池反应中,每消耗0.1molO2,转移0.4mol电子,C6H12O6失去电子变为CO2,C元素从0价升高为+4价,则理论上生成标准状况下二氧化碳的物质的量为0.1mol,质量为4.4g。
地 城
考点03
电解原理
19.(24-25高二上·云南普洱·期末)在日常生活中,很多物品都离不开电镀,现将一块铜牌镀上一层银,工作示意图如下,下列说法正确的是
A.银片与电源的正极相连
B.电镀一段时间后,溶液的浓度会变小
C.阴极发生的电极反应式为
D.反应一段时间后,将电源反接,铜牌可以恢复到原来的状态
【答案】A
【分析】本图为在铜牌表面镀银,银作阳极,与电源正极相连,铜作阴极,与电源负极相连,电镀过程中电镀液浓度不变。
【详解】A.银片与电源的正极相连,A正确;
B.电镀过程中溶液的浓度不变,B错误;
C.铜作阴极,阴极发生的电极反应式为,C错误;
D.Cu活泼性比Ag强,将电源反接,铜牌作阳极,发生的电极反应式为,即Cu会溶于溶液中,铜牌不能恢复到原来的状态,D错误;
故选A。
20.(24-25高二上·云南普洱·期末)关于如图所示各装置的叙述中,正确的是
A.图1是原电池,总反应是:
B.图2可验证铁的吸氧腐蚀,负极反应式为:
C.图3装置可在待镀铁件表面镀铜
D.装置④中钢闸门应与外接电源的负极相连被保护,该方法叫做牺牲阳极法
【答案】B
【详解】A.图①是原电池,铁比铜活泼,总反应溶液中的铁离子与铁电极发生的氧化还原反应,则总反应是:Fe+2Fe3+=3Fe2+,故A错误;
B.图②是原电池,铁做负极,失电子发生氧化反应生成二价铁,电极反应式为:Fe-2e- =Fe2+,故B正确;
C.图③是电解池,与电源正极连接的待镀铁件,反应为:Fe-2e-=Fe2+,与电源负极相连的为铜,电解质溶液为硫酸铜溶液,反应为:Cu2++2e-=Cu,铜上出现铜,而不是铁上镀铜,故C错误;
D.图4中钢闸门与电源的负极相连,钢闸门为阴极,属于外加电流的阴极保护法,故D错误;
故选B。
21.(24-25高二上·云南普洱·期末)如图装置甲为甲烷和构成的燃料电池示意图,电解质为较浓的溶液,装置乙为电解饱和溶液的装置,X为阳离子交换膜。用该装置进行实验,反应开始后观察到Fe电极附近出现白色沉淀。下列说法错误的是
A.实验开始后,甲中溶液的pH减小、乙中溶液的pH增大
B.理论上甲中每消耗2.24L,乙中溶液质量减少52.4g
C.乙池中移向Fe电极
D.甲中B处通入,电极反应式为:
【答案】B
【分析】装置乙为电解饱和溶液的装置,Fe电极附近出现白色沉淀,说明Fe作阴极,电极反应式为,C作阳极,电极反应式为,总反应为;装置甲中,与Fe电极相连的一极作负极,B处通入,电极反应式为:,与C电极相连的一极作正极,A处通入O2,电极反应式为,总反应为;据此分析解答。
【详解】A.甲中发生反应化学方程式为:,由反应可知,消耗了,生成了和,溶液的pH减小,乙中发生反应化学方程式为:,反应中放电,产生,溶液的pH增大,A正确;
B.未说明是在标况下,B错误;
C.Fe电极为阴极,移向Fe电极,C正确;
D.根据分析,甲中B处通入,电极反应式为:,D正确;
故选B。
22.(23-24高二上·云南大理·期末)下列图像表达正确的是
A.微粒电子数 B.两份等量的锌粉与过量的盐酸反应
C.铁片上镀锌 D.浓硫酸的稀释
【答案】A
【详解】A.的电子数分别为10、9、10、10,A正确;
B.锌粉在滴加少量硫酸铜溶液以后置换出铜、铜锌原电池加快反应速率,则等量的锌粉滴加硫酸铜时产生的氢气减少、反应速率加快,B错误;
C.铁片上镀锌时,锌应为阳极、接电源正极,铁应为阴极、接电源负极,C错误;
D.浓硫酸加水以后密度减小,D错误;
选A。
23.(23-24高二上·云南师大附中·期末)钴()合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。一种利用双膜法电解回收溶液中的装置如图所示,电解时电极上始终只产生无色气体。下列说法正确的是
A.b为电源的负极 B.c、d分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜
C.工作时,Ⅱ室、Ⅲ室溶液的均减小 D.生成,Ⅲ室溶液质量理论上减少
【答案】C
【分析】由图可知,该装置为电解池,Ti电极为阳极,电解质溶液为硫酸溶液,电极反应式为,Ⅲ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数,放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动;钴电极为阴极,电解质溶液为氯化钴溶液,电极反应式为,I室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数,氯离子通过阴离子交换膜由I室向Ⅱ室移动,氢离子和氯离子在Ⅱ室生成盐酸,根据以上分析完成该题。
【详解】A.Ti电极为阳极,故b为电源的正极,A错误;
B.由分析可知,c、d分别为阴离子交换膜、阳离子交换膜,B错误;
C.电池工作时,Ⅲ室发生电极反应方程式为,反应生成氢离子,且氢离子透过阳离子交换膜进入Ⅱ室,故Ⅱ室、Ⅲ室溶液的均减小,C正确;
D.I室发生的电极反应方程式为,由此可知生成,转移电子数为1 mol;Ⅲ室发生电极反应方程式为,由此可得,转移电子数为1 mol时,生成氧气0.25 mol,且有1 mol氢离子由Ⅲ室进入Ⅱ室,共减少0.25 mol × 32 g/mol + 1 mol × 1 g/mol = 9 g,D错误;
故选C。
24.(23-24高二上·云南曲靖·期末)电解脱硫的基本原理如图所示,下列有关说法错误的是
A.阴极电极反应为
B.生成1,消耗15
C.电解过程中混合溶液的增大
D.电解过程中向石墨a电极移动
【答案】C
【分析】电极反应将Mn2+转化成Mn3+,则左边为阳极,右边为阴极,右边Mn3+再将煤中的含硫物质(主要是FeS2)氧化为Fe3+和SO。
【详解】A.石墨b为阴极,电极反应为,A正确;
B.根据反应:FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO+16H+,可知生成1,消耗15,B正确;
C.根据阳极2Mn2+-2e-=2Mn3+,阴极,和溶液中的反应FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++15Mn2++2SO+16H+,可知溶液中H+浓度在增大,电解过程中混合溶液的减小,C错误;
D.石墨a电极为阳极,电解过程中向石墨a电极移动,D正确;
故选C。
25.(23-24高二上·云南昆明市第八中学·期末)近日,哈尔滨工业大学的研究团队发现,以非晶态(Ⅲ)基硫化物为催化剂,能有效催化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应),从而降低电解水制氢过程中的能耗,其工作原理和反应机理如图所示:
下列说法正确的是
A.电解过程中,电极附近溶液的不变
B.非晶态(Ⅲ)基硫化物能改变OER反应的反应热
C.OER分四步进行,其中没有非极性键的形成与断裂
D.UOR的电化学反应总过程为
【答案】D
【分析】该装置是电解池,电解水制氢,电极A上水得到电子生成氢气气,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+2H2↑,电极B上尿素失电子生成氮气,电极反应式为;
【详解】A.电极A上电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+2H2↑,电极A附近溶液的碱性增强,变大,故A错误;
B.非晶态(Ⅲ)基硫化物是OER反应的催化剂,能改变反应速率,不能改变OER反应的反应热,故B错误;
C.OER的第II步骤有O-O非极性键的形成,故C错误;
D.UOR尿素中N原子失电子生成氮气,生成1个氮气失去6个电子,电化学反应总过程为,故D正确;
故选D。
26.(23-24高二上·云南昆明市第三中学·期末)常温下,是一种黄色黏稠状液体,是制备新型水消毒剂的原料,可以采用如图所示装置制备。下列说法正确的是
A.每生成,理论上有经质子交换膜右侧向左侧迁移
B.可用湿润的淀粉试纸检验气体M
C.石墨极的电极反应式为
D.电解过程中,质子交换膜右侧溶液的pH会减小
【答案】C
【解析】由电池的正负极可判断,C电极为阳极,Pt电极为阴极,在C电极,发生反应+3Cl--6e-=NCl3+4H+,在Pt电极,2H++2e-=H2↑。
【详解】A.根据图象可知:石墨电极是阳极,该电极上发生失电子的氧化反应+3Cl--6e-=NCl3+4H+,每生产1molNCl3,理论上有6molH+经质子交换膜有右侧向左侧迁移,A错误;
B.Pt是阴极,在阴极上是氢离子得电子的还原反应,电极反应式为:2H++2e−=H2↑,不可用湿润的淀粉纸质检验氢气,B错误;
C.石墨电极是阳极,该电极上发生失电子的氧化反应,电极反应式为:+3Cl--6e-=NCl3+4H+,C正确;
D.电解过程中,质子交换膜右侧溶液中每生成4molH+,将有6molH+通过质子交换膜向阴极区移动,所以pH会增大,D错误;
答案选C。
27.(23-24高二上·云南曲靖·期末)镍氢电池是一种新型绿色电池,利用废旧镍氢电池的金属电极芯[主要成分为、及少量铁、铝的氧化物等]生产硫酸镍、碳酸钴,其工艺流程如图所示。
已知:①和都能与盐酸发生氧化还原反应。
②常温下,部分金属阳离子以氢氧化物的形式沉淀时溶液的pH见表;
金属阳离子
开始沉淀时pH
6.3
1.5
3.4
7.2
—
7.0
完全沉淀时pH
8.3
2.8
4.7
9.1
1.1
9.0
提示:当离子浓度小于时,认为该种离子沉淀完全。回答下列问题:
(1)“步骤①”用稀硫酸浸取金属电极芯前,需先粉碎金属电极芯,粉碎的目的是 。
(2)“步骤②”调pH的范围为 。
(3)常温下,,则m= 。
(4)“步骤④”中从环保角度分析不采用盐酸的原因是 。
(5)“步骤⑤”制的离子方程式为 。
(6)在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料[]。该反应的离子方程式为 。
(7)碱性镍氢电池的工作原理为(M为储氢合金),该电池充电时阳极的电极反应式为 。
【答案】(1)增大固体与酸溶液的接触面积,使之充分反应,提高浸取速率
(2)4.7~7.0
(3)38.6
(4)实验过程中会生成氯气,污染环境
(5)
(6)
(7)
【分析】含镍废电池的金属电极芯(主要成分为Co、Ni,还含少量Fe、Al等)加入硫酸溶液酸溶,浸取液加入双氧水氧化将Fe2+氧化为Fe3+,调pH,产生Fe(OH)3沉淀、Al(OH)3沉淀,过滤后,母液1加入次氯酸钠将Co2+氧化为Co3+、调pH,得到Co(OH)3沉淀,在硫酸参与下,被双氧水还原为Co2+,加入碳酸钠溶液得CoCO3沉淀;过滤所得母液2,经加入氨气、硫酸后转化为Ni(OH)3沉淀,过滤后,在硫酸参与下,得到NiSO4,用于生成NiSO4•7H2O,据此分析解答。
【详解】(1)“步骤①”用稀硫酸浸取金属电极芯前,需先粉碎金属电极芯,增大固体与酸溶液的接触面积,使之充分反应,提高浸取速率;故答案为增大固体与酸溶液的接触面积,使之充分反应,提高浸取速率。
(2)由流程图中最终产物可知,调节pH的作用是除去溶液中的Fe3+、Al3+,故沉淀A的主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3;为了保证Fe3+、Al3+沉淀完全而不沉淀Ni2+、Co2+,由表格数据可知,要调节pH的范围为4.7~7.0,故答案为4.7~7.0。
(3)已知pH=2.8时,pOH=11.2,此时铁离子沉淀完全,则,;故答案为38.6。
(4)若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,实验过程中会生成氯气,污染环境,故答案为实验过程中会生成氯气,污染环境。
(5)母液1加入次氯酸钠将Co2+氧化为Co3+、调pH,得到Co(OH)3沉淀,在硫酸参与下,被双氧水还原为Co2+,加入碳酸钠溶液得CoCO3沉淀,离子方程式为;故答案为。
(6)在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得[],Ni从+2价变为+3价,Cl从+1价转化为-1价,根据得失电子守恒有,故答案为。
(7)碱性镍氢电池的工作原理为(M为储氢合金),该电池充电时为阳极,失电子;电极反应式为;故答案为。
28.(23-24高二上·云南保山&文山·期末)化学与我们的生活密切相关,下列说法错误的是地 城
考点04
金属的电化学腐蚀与防护
A.对超快速化学反应的研究被形象地称为飞秒化学,
B.在船体上镶嵌锌块可以避免船体遭受腐蚀
C.研究发现在饮用水、食物或牙膏中添加氟化物能起到预防龋齿的作用
D.把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品
【答案】A
【详解】A.,A错误;
B.锌比铁活泼,在船体上镶嵌锌块,应用“牺牲阳极”法避免船体遭受腐蚀,B正确;
C.氟化物可与牙齿内部的矿物质发生结合,形成氟化的矿物质,增强牙齿防龋能力,C正确;
D.加入铬能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜,防止内部的铁与氧气接触,加入镍是使不锈钢耐酸、碱腐蚀,故把铬、镍等加入普通钢中可制成不锈钢产品,D正确;
故选A。
29.(23-24高二上·云南曲靖·期末)下图所示的实验,能达到实验目的的是
A
B
C
D
验证化学能转化为电能
研究浓度对化学平衡的影响
验证铁发生析氢腐蚀
设计简易氢氧燃料电池
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.没有构成闭合回路,不能形成池,A错误;
B.由稀释定律可知,向盛有1mL0.001mol/LFeCl3溶液和1mL0.01mol/LKSCN溶液的混合溶液的试管中加入2mL0.1mol/LKSCN溶液后溶液体积增大,FeCl3溶液浓度降低,KSCN溶液浓度升高,变量不唯一变化,则无法判断反应物浓度的变化对化学平衡的影响,B错误;
C.铁钉插在食盐水中,由于溶液显中性,所以发生的是吸氧腐蚀不是析氢腐蚀,C错误;
D.连电池构成电解池,电解Na2SO4溶液产生氢气和氧气,断开电池连K1,构成原电池,实现简易燃料电池的设计,D正确;
答案选D。
30.(23-24高二上·云南普洱·期末)将金属X连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。下列有关说法错误的是
A.钢铁设施表面因有电子流入而被保护
B.钢铁设施的电极反应式为
C.形成电化学保护时,金属X作负极
D.通常情况下,钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中的快
【答案】B
【详解】A.将金属X连接在钢铁设施表面,构成原电池,连接金属X后可减缓水体中铁的腐蚀,说明X作原电池的负极,有电子从金属X流出,经导线至钢铁设施表面,故A正确;
B.将金属X连接在钢铁设施表面,构成原电池,钢铁作原电池的正极,铁被保护,铁不参与电极反应,故B项错误;
C.将金属X连接在钢铁设施表面,构成原电池,连接金属X后可减缓水体中铁的腐蚀,说明X作原电池的负极,故C正确;
D.海水的导电性比河水强,钢铁更容易发生吸氧腐蚀,故D正确;
选B。
31.(23-24高二·云南师大附中·期末)利用数字化实验进行铁的电化学腐蚀实验探究,实验结果如图所示,以下说法正确的是
A.时,正极只发生析氢腐蚀,故体系压强增大
B.时,体系压强增大的原因之一是反应放热
C.和时,正极电极的电极反应均只有:
D.实验结束后,向锥形瓶中加入溶液,溶液变红,说明整个过程中负极电极反应式均为
【答案】B
【详解】A.时,正极主要发生析氢腐蚀,但是由丙图可以看出也有溶解氧的消耗,故正极也发生了吸氧腐蚀,故A错误;
B.时,正极主要发生析氢腐蚀,产生氢气会导致压强增大,而反应放热,气体膨胀也是压强增大的原因,故B正确;
C.若和时,只发生吸氧腐蚀,那么锥形瓶内的压强会有下降,而图中pH=4.0时,锥形瓶内的压强几乎不变,说明除了吸氧腐蚀,Fe粉还发生了析氢腐蚀,消耗氧气的同时也产生了氢气,因此锥形瓶内压强几乎不变,故C错误;
D.腐蚀过程中,Fe为负极,电极反应式为,Fe2+被溶解氧氧化为Fe3+,会使溶液变红,故D错误。
答案选B。
32.(23-24高二·云南师大附中·期末)化学与生活、生产、社会息息相关。下列说法正确的是
A.食品抽真空包装是为了减小包装袋内压强,从而减缓食物变质速率
B.泡沫灭火器内的玻璃筒里盛碳酸氢钠溶液,铁筒里盛硫酸铝溶液
C.将溶液直接蒸干均不能得到原溶质
D.海港的钢制管柱为了防止受到海水长期侵蚀,常用外加电流法,使钢制管柱作阳极被保护
【答案】C
【详解】A.食品抽真空包装,是为了防止食物被空气氧化,与减小包装袋内压强无关,故A错误;
B.硫酸铝水解呈酸性能够腐蚀金属,碳酸氢钠水解呈碱性,能腐玻璃,所以泡沫灭火器内的铁筒里盛碳酸氢钠溶液,玻璃筒里盛硫酸铝溶液,故B错误;
C.AlCl3、CuCl2、FeCl3均为强酸弱碱盐,加热会加剧水解生成Al(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)3,不能直接蒸干溶液得到原溶质,应该在HCl气流中蒸发溶液,故C正确;
D.常用外加电流法,钢制管柱应该作阴极被保护,故D错误。
答案选C。
33.(24-25高二上·云南普洱市民族中学·期末)下列关于金属腐蚀和防腐的说法不正确的是
A.海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀
B.可以在船舶外壳装上锌块,用牺牲阳极法防止金属腐蚀
C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀
D.改变金属的内部结构,将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀
【答案】A
【详解】A.有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀为形成原电池的电化学腐蚀,故A错误;
B.在船舶外壳装上锌块,锌为负极,负极金属易被腐蚀,正极金属被保护,该保护金属的方法称为牺牲阳极法,故B正确;
C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀,故C正确;
D.通过添加其他金属元素,改变金属的内部结构,将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀,故D正确;
故选A。
34.(23-24高二上·云南玉溪·期末)2024年的奥运会将在巴黎举行,沙滩排球比赛场地将设在埃菲尔铁塔前的战神广场,埃菲尔铁塔为钢铁结构,使用了250万个铆钉和近两万块铁片,下列说法正确的是
A.连接铁片的铆钉应该用铜质的
B.巴黎的气候比较潮湿,不易引起钢铁的生锈
C.为了减缓钢铁生锈,可以在铁塔表面镀一层锡
D.在铁塔表面涂上一层特制的油漆,能有效保护金属
【答案】D
【详解】A.连接铁片的铆钉若用铜质的,由于铁比铜活泼,铜作原电池正极,铁作原电池负极,会导致铁制品本身被腐蚀,A错误;
B.铁在与水和氧气并存时易生锈,所以潮湿环境比干燥的环境更易引起钢铁的生锈,B错误;
C.在铁塔表面镀一层锡由于铁比锡活泼,锡作原电池正极,铁作原电池负极,会导致铁制品本身被腐蚀,C错误;
D.在铁塔表面涂上一层特制的油漆,可以隔绝空气中的氧气,能有效保护金属,D正确;
故选D。
35.(23-24高二上·云南昭通市盐津县第二中学·期末)铁在下列四种情况中腐蚀速率判断正确的是( )
A.a>b>c>d B.b>a>d>c
C.d>c>b>a D.b>d>a>c
【答案】B
【详解】a、铁的吸氧腐蚀,原电池中铁为负极,加速其腐蚀;b、原电池中铁做负极,铁与硫酸反应,腐蚀速率大于a;c、铁做阴极,外加电源的阴极保护法,不会腐蚀;d、牺牲阳极的阴极保护法,铁被保护,但效果没有c好。所以腐蚀速率判断为b>a>d>c,B正确。
试卷第26页,共31页
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