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电化学原理及应用专题训练
时间:45分钟 分值:100分
一、选择题(每小题6分,共48分)
1.500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)=0.3 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到1.12 L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是( )
A.原混合溶液中c(Na+)=0.2 mol·L-1
B.电解后溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1
C.上述电解过程中共转移0.4 mol电子
D.电解后得到的Cu的物质的量为0.1 mol
解析 阳极是阴离子放电(放电能力:OH->NO),根据题给信息,阳极一定是OH-放电,生成0.05 mol氧气,转移0.2 mol电子;阴极离子放电能力:Cu2+>H+>Na+,所以Cu2+先放电,然后是H+放电,阴极生成0.05 mol氢气时,转移0.1 mol电子,根据得失电子守恒知,Cu2+转移0.1 mol电子,n(Cu2+)=0.05 mol。所以原溶液中n[Cu(NO3)2]=0.05 mol,n(NO)=0.3 mol/L×0.5 L=0.15 mol,n(NaNO3)=0.05 mol。原混合溶液中c(Na+)=0.1 mol·L-1,A项错误;结合以上分析及电解总方程式Cu2++2H2OCu+H2↑+O2↑+2H+可知,生成0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2和0.1 mol H+,电解后溶液中c(H+)==0.2 mol·L-1,B项正确,D项错误;上述电解过程中共转移0.2 mol电子,C项错误。
答案 B
2.镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是:Ni(OH)2+M===NiOOH+MH
已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH-===6Ni(OH)2+NO
下列说法正确的是( )
A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为:NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移
C.充电过程中阴极的电极反应式:H2O+M+e-===MH+OH-,H2O中的H被M还原
D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
解析 A项,放电过程中,NiOOH得电子,化合价降低,发生还原反应,该项正确。B项,充电过程中发生电解反应,OH-从阴极向阳极迁移,该项错误。C项,充电过程中,阴极M得到电子,M被还原,H2O中的H化合价没有发生变化,该项错误。D项,NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应,该项错误。
答案 A
3.关于如图所示各装置的叙述中,正确的是( )
A.装置①是原电池,总反应是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
B.装置①中,铁作负极,负极反应式为Fe3++e-===Fe2+
C.装置②通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深
D.若用装置③精炼铜,则d极为粗铜,c极为纯铜,电解质溶液为CuSO4溶液
解析 Fe比Cu活泼,总反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,Fe电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,A、B项错误;Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,在电场作用下向阴极移动,C项正确;根据电流方向可知,a为直流电源的正极,电解精炼铜时,c极为粗铜,d极为纯铜,D项错误。
答案 C
4.如图所示,用铁棒和石墨棒作电极电解1 L 1 mol/L的食盐水,下列有关说法正确的是( )
A.电键K与N连接,铁棒被保护而免受腐蚀
B.电键K与N连接,正极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑
C.电键K与M连接,当两极共产生标准状况下气体33.6 L时,理论上生成1 mol NaOH
D.电键K与M连接,将石墨棒换成铜棒,就可实现在铁棒上镀铜
解析 电键K与N连接构成原电池,铁为负极,失电子,逐渐被腐蚀,正极为氧气得电子,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,A项、B项错误;电键K与M连接构成电解池,因为溶液中只有1 mol NaCl,所以电解开始阶段是电解NaCl溶液,NaCl耗尽后,电解的是水,因此阴极和阳极先分别生成氢气和氯气,后又分别生成氢气和氧气,分析得知溶液中的钠元素完全转化为NaOH,故生成的NaOH为1 mol,C项正确;电键K与M连接,石墨棒改为铜棒时,阳极Cu失电子,变为Cu2+,但Cu2+与阴极生成的OH-结合生成Cu(OH)2沉淀,不能实现铁棒镀铜的目的,D项错误。
答案 C
5.用如图装置进行实验(A为电流计):
观察到现象:
装置图1:Cu电极上产生大量的无色气泡
装置图2:Cu电极上无气泡产生,而Cr电极上产生大量气泡
则下列说