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第八专题 电化学
1.下列变化中属于原电池反应的是( )。
A.铁锈可用稀盐酸洗去
B.在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜
C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层
D.在Fe与稀硫酸反应时,加几滴CuSO4溶液,可加快H2的产生
2.下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( )。
A.该系统中只存在3种形式的能量转化
B.装置Y中负极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-
C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化
3.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如下图,电池总反应可表示为2H2+O2===2H2O,下列有关说法正确的是( )。
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-
C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2
D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
4.用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的( )。
A.CuSO4 B.H2O
C.CuO D.CuSO4·5H2O
5.下列有关电化学的示意图中正确的是( )。
6.(2012年上海)右图装置中发生反应的离子方程式为:Zn+2H+===Zn2++H2↑,下列说法错误的是( )。
A.a、b不可能是同种材料的电极
B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸
C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸
D.该装置可看作是铜-锌原电池,电解质溶液是稀硫酸
7.(2012年浙江)以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下:
下列说法不正确的是( )。
A.在阴极室,发生的电极反应为:2H2O+2e-===2OH-+H2↑
B.在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区H+浓度增大,使平衡2CrO+2H+Cr2O+H2O向右移动
C.该制备过程总反应的化学方程式为:4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑
D.测定阳极液中K和Cr的含量,若K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为d,则此时铬酸钾的转化率为1-
8.(双选)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是( )。
A.电解时以精铜作阳极
B.电解时阴极发生还原反应
C.粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu-2e-===Cu2+
D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
9.依据氧化还原反应2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如下图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是______;电解质溶液中溶质Y是__________;
(2)银电极为电池的______极,发生的电极反应为:__________________________________;X电极上发生的电极反应为:________________________;
(3)外电路中的电子是从______电极流向______电极。
10.(2012年全国)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000 ℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转化为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式是:________________________________、___________________________,反射炉内生成炉渣的主要成分是____________。
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%。在转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化成Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式是:______________________、__________________________________。
(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板是图中电极____________(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应为:__________________________;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为________________________________________。
第八专题 电化学
【高效巩固提升】
1.D 解析:A项,铁锈可用稀盐酸洗去,是化学反应;B项,在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜,是化学反应;C项,红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层,是化学反应;D项,在Fe与稀硫酸反应时,加几滴CuSO4溶液,置换出Cu与Fe形成原电池,可加快H2的产生。
2.C 解析:太阳能电池利用光能转化为电能可直接用于工作,马达实现了电能与机械能的转化,在装置X中,电解水生成H2、O2,实现了电能与化学能的转化,在装置Y中构成燃料电池,化学能转化为电能,作用于马达实现了电能与机械能的转化,A、D错误;氢氧燃料电池的负极上应是H2失去电子发生氧化反应,B错误;装置X能利用光能实现H2、O2、H2O的循环再生,C正确。
3.D 解析:由电极反应式可知,氢气通入的一极为负极,氧气通入的一极为正极,故a为负极、b为正极,电子应该是通过外电路由a极流向b极,A错;B项,b极上的电极反应式为O2+4e-+4H+===2H2O;C项,没有明确此时是否处于标准状况,故无法计算消耗H2的体积。
4.C 解析:用石墨作电极电解CuSO4溶液的电解方程式是:2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑,欲使电解液复原,就要缺什么补什么,故选C。
5.D 解析:选项A,Zn应为原电池的负极,Cu为原电池的正极;选项B,盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换;选项C,两电极应互换;选项D,电解饱和NaCl溶液,Cl-在阳极放电产生Cl2,溶液中的H+在阴极获得电子而产生H2,正确。
6.A 解析:图示装置既可以是电解池,阳极的电极材料为Zn、阴极的电极材料为Zn或其他可导电的材料(如Cu、石墨等),电解质溶液为盐酸或硫酸等,故A项错、B项正确;该装置也可以是原电池,此时电池负极材料为Zn、正极材料为比Zn活泼性差的可导电的材料(如Cu、石墨等),电解质溶液为盐酸或硫酸等,故C、D项正确。
7.D 解析:观察装置,阴极室内的电解质为KOH,故通电后阴极的电极反应为:2H2O+2e-===2OH-+H2↑,A正确;阳极为惰性电极,阳极室内的电解质为含氧酸盐K2CrO4,故通电后水被电解:2H2O-4e-===4H++O2↑,H+浓度增大,B正确;结合题中信息及上述分析,且总反应方程式已经配平,可知C正确;阳极液中Cr的量不变,设阳极液中Cr有1 mol,则起始时电解质K2CrO4有1 mol,故阳极液中减少的K+为(2-d) mol,再结合C项可知减少的K+为生成的KOH,4K2CrO4~4KOH,所以有(2-d) mol K2CrO4发生反应,转化率为(2-d)/1=2-d,D错误。
8.BD 解析:电解法精炼金属铜时,粗铜作阳极,失去电子逐渐溶解,Cu2+得到电子后析出,附着在阴极上,故精铜作阴极;在电解池中,阴极接电源的负极,发生还原反应,阳极接电源的正极,发生氧化反应,A、C项均错误,B项正确;越活泼的金属越易失去电子,故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子,变成Fe2+、Zn2+进入溶液,然后是铜失去电子,变成Cu2+进入溶液,因Ag、Pt等金属不如铜活泼,故在铜溶解后便沉淀在阳极底部成为阳极泥,D项正确。
9.(1)Cu AgNO3
(2)正极 Ag++e-===Ag↓ Cu-2e-===Cu2+
(3)Cu Ag
10.(1)2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2
2FeS+3O22FeO+2SO2 FeSiO3
(2)2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑
(3)c Cu2++2e-===Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中
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