电化学练习题带答案

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电化学练习题带答案

电化学练习

1.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2

下列有关该电池的说法不正确的是( )。

A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3,负极为Fe

B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2

C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低

D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O

2.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2 mol电子发生转移,下列说法正确的是( )

①有5.6g金属被腐蚀②有6.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24 L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出 A.①② B.①④ C.②③D.③④3.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.如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,该电池总反应式为:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。下列有关该电池的说法错误的是()

A.右边的电极为电池的负极,b处通入的是空气 B.左边的电极为电池的负极,a处通入的是甲醇C.电池负极的反应式为:2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2↑+12H+

D.电池正极的反应式为:3O2+12H++12e-===6H2O

5.铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不.正确的是( )

A.K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++

B.当电路中转移0.2 mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol

C.K闭合时,Ⅱ中SO42-向c电极迁移 D.K闭合一段时间后,Ⅱ可单独作为原电池,d电极为正极

6.获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功,电解液为AlI3溶液,已知电池总反应为:2Al+3I2===2AlI3。下列说法不.正确的是( )

A.该电池负极的电极反应为:Al-3e-===Al3+ B.电池工作时,溶液中铝离子向正极移动

C.消耗相同质量金属时,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多

D.该电池可能是一种可充电的二次电池

7最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。电池总反应为:Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。下列说法不.正确的是( )

A.该电池Zn为负极,MnO2为正极 B.该电池的正极反应为:MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-C.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn

D.电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片

8.防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法:如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀,请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应:正极:________________;负极:________________。

(2)在海洋工程上,通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施,其原理如图所示:其中负极发生的

电极反应为:__________________________________________________;

在实际应用中,用铝合金而不选用纯铝。纯铝不能很好地起到保护作用,其原因是________________________________________________________________________。

(3)钢铁表面常电镀一层Cr而达到防腐蚀的目的,这是由于Cr具有优良的抗腐蚀性能所决定的。请回答:电镀过程中,阴极是_____,电解质溶液中一定含有____离子,阳极材料是_________;电镀Cr时,不能使用CrO42-或Cr2O72-作为电镀液,请说明原因:

_________________________________________________________________________。

9.(14分)如下图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答相关问题:

(1)通入氧气的电极为______(填“正极”或“负极”),写出负极的电极反应式__________________。

(2)铁电极为______(填“阳极”或“阴极”),石墨电极(C)的电极反应式为______________________。

(3)反应一段时间后,乙装置中生成氢氧化钠主要在______(填“铁极”或“石墨极”)区,简述理由是_________________________________________________________________。

(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中阳极上电极反应式为____________________,反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将______(填“增大”“减小”或“不变”)。

(5)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为______;丙装置中阴极析出铜的质量为______。

10.铜、锌为两个电极,烧杯中盛有200 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液为电解质溶液组成原电池。若初始时Zn片与Cu片质量相等,实验结束后,称得两极质量差为12.9 g,则反应中转移电子的物质的量为________,反应后溶液中溶质的物质的量浓度为_____________________________(忽略溶液体积的变化)

11. Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是________________________。

欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的________(填代号)。

a.NaOH b.Zn c.Fe ?d.NH3·H2O

12.下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图,请回答下列问题:

(1)M电极的名称为________(填“阳极”或“阴极”);通入O2的Pt电极的电极反应式为______

__________________________________________________________________。

(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32 g时,甲池中理论上消耗O2为________L(标准状况下);若此时乙池溶液的体积为400 mL,则乙池中溶液的pH为____________________________

____________________________________________。

(3)若在常温常压下,1 gC2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出热量为29.71kJ,表示该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。

13.pH=a的某电解质溶液中,插入两支惰性电极,通直流电一段时间后,溶液的pH>a,则该电解质可能是( ) A.NaOH B.H2SO4 C.AgNO3 D.Na2SO414.如图甲进行实验,若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量。下列叙述不.正确的是( )

A.E表示反应生成Cu的物质的量B.E表示反应消耗H2O的物质的量

C.F表示反应生成H2SO4的物质的量 D.F表示反应生成O2的物质的量

15.按下图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示( )

①c(Ag+) ②c(AgNO3) ③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pH

A.①③ B.③④ C.①②④ D.①②⑤

16.如图所示的装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向(乙)中滴入酚酞溶液,在F极附近显红色。则以下说法正确的是(双选)( )

A.电源B极是正极

B.(甲)、(乙)装置的C、D、E、F电极均有单质生成,其物质的量之比为1∶2∶2∶2

C.欲用(丙)装置给铜镀银,H应该是Ag,电镀液是AgNO3溶液

D.装置(丁)中Y极附近红褐色变深,说明氢氧化铁胶粒带正电荷

17.用石墨作电极,电解1 mol·L-1下列物质的溶液,溶液的pH保持不.变的是( )

A.HCl B.NaOHC.Na2SO4D.NaCl

18.在水中加等物质的量的Ag+、Pb2+、Na+、SO42-、NO-3、Cl-,该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物质量比为( )

A.35.5∶108 B.16∶207 C.8∶1 D.108∶35.5

19.用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液,若保持温度不变,则一段时间后( )

A.溶液的pH变大 B.c(Na+)与c(CO32-)的比值变大

C.溶液浓度变大,有晶体析出 D.溶液浓度不变,有晶体析出

20.关于下图所示装置的判断,叙述正确的是( )

A.左边的装置是电解池,右边的装置是原电池 B.该装置中铜为正极,锌为负极

C.当铜片的质量变化为12.8 g时,a极上消耗的O2在标准状况下的体积为2.24L

D.装置中电子的流向是:a→Cu→经过CuSO4溶液→Zn→b

21.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a 电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圈呈浅红色。则下列说法错误的是( )

A.b电极是阴极 B.a电极与电源的正极相连接

C.电解过程中,水是氧化剂 D.b电极附近溶液的pH变小

22.如图,X 和Y均为石墨电极。(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水,电解反应的离子方程式为__________________;电解过程中________(填“阴”或“阳”)极附近会出现红色。

(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液,电解一段时间,观察到X电极表面有红色的固态物质生成,Y电极有无色气体生成;溶液中原有溶质完全电解后,停止电解,取出X电极,洗涤、干燥、称量,电极质量增加1.6g。①电解后溶液的pH为________;要使电解后溶液恢复到电解前的状态,需加入一定量的________(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)

②Y电极产生气体的体积为________L。

③请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是________;并设计实验验证你的推测,写出实验的操作步骤、现象和结论:_________________________________________________________

_______________。

23.如图是两种溶液进行电解的装置,电极A是由金属M制成的,M的硝酸盐的化学式为M(NO3)2,B、

C、D都是铂电极,P、Q是电池的两极,电路接通后,试回答下列问题:

(1)电极B上金属M沉淀出来:B电极反应为___________,A极上电极反应为___________ 电极C电极反应为____________,电极D电极反应为___________。(2)电池中P是__ 极,Q是___极。

24.工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个电极室用离子交换膜隔开(如图Ⅱ所示),其目的是_________________________________________________________,

阳极室(A处)加入____________,阴极室(B处)加入________,离子交换膜只许_______离子通过。

25.燃料电池已用于宇宙飞船及潜艇中。(1)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池反应为2H2+O2===2H2O,电解液为KOH溶液,反应保持在较高温度使H2O蒸发。下列叙述正确的是________。A.此电池能发出蓝色火焰B.H2为正极,O2为负极 C.工作时,电解液的pH不断减小

D.负极的电极反应为2H2+4OH--4e-===4H2O,正极的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-

(2)在宇宙飞船或潜艇中,还可利用氢氧燃料电池所产生的水作为饮用水,今欲得常温下1 L水,则电池内电子转移的物质的量约为________。

(3)由美国西屋公司研制开发的固体氧化物燃料电池,以固体氧化铝—氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。

该电池a极对应的电极反应式为______________________________________________,

电池总反应方程式为_____________________________________________________

___。

电化学练习题答案

1、C解析:由铁镍蓄电池放电时的产物全部是碱可知,电解液为碱性溶液,放电时负极发生氧化反应,正极发生还原反应,故Fe为负极,Ni2O3为正极,A正确。放电时,Fe失电子被氧化,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2,B正确。充电时,阴极发生还原反应,电极反应为Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-,pH增大,C错误。充电时,阳极发生氧化反应,电极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O,D正确

2、解析:选C。镀锌的铁发生电化学腐蚀,锌作负极:Zn-2e-===Zn2+,有0.2 mol 电子转移,则有0.1mol Zn溶解(即6.5g),正极:2H++2e-===H2↑,生成0.1mol H2(标准状况下为2.24L),故选C。

3、解析:选D。本题考查原电池知识,意在考查考生的分析能力。该原电池的化学原理是H2被氧化,在负极(a极)发生反应:H2-2e-===2H+,H+由a极转移到b极,D项正确;O2发生还原反应,在正极(b极)发生反应:O2+4H++4e-===2H2O,则电子从a极流向b极,A、B两项不正确;C项因未指明气体所处的温度和压强,不正确。

4、解析:选A。在电解质溶液中,阳离子从负极移向正极,从质子通过的方向可知,a 处通入的为甲醇,为原电池的负极,b处通入的为空气,为原电池的正极,A选项错误。

5、解析:选C。本题考查铅蓄电池,意在考查考生对电池的充电和放电过程所涉及的化学原理进行分析的能力。根据图示,Ⅰ为原电池,a为正极,b为负极,Ⅱ为电解池,c为阴极,d为阳极。K闭合时,d为阳极,发生氧化反应:PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+4H++SO42-,A项正确;根据铅蓄电池的总反应知该反应中转移电子数为2e-,则电路中转移0.2 mol电子时,Ⅰ中消耗0.2 mol H2SO4,B项正确;K闭合时,Ⅱ中向阳极(d极)迁移,C项错误;K闭合一段时间后,c电极析出Pb,d电极析出PbO2,电解质溶液为H2SO4溶液,此时可以形成铅蓄电池,d电极作正极,D项正确。

6、解析:选D。由电池总反应方程式和电池中离子的移动方向可知A、B正确;锂提供的电子数与其质量的比是金属中最大的,C正确;充电时为电解池,而在水溶液中Al3+不可能放电析出到电极上,所以D不正确。

7、解析:选C。原电池反应中Zn失电子、MnO2得电子,因此该电池负极为Zn,正极为MnO2。由电池总反应式减去负极反应式Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O即得正极反应式Mn

O2+e -+H2O===MnO OH+OH -

。电子只能由Z n经外电路流向MnO 2,而不能通过内电路。 8、解析:根据原电池反应原理,不难回答问题(1),对于(2)注意联系日常生活接触到

的铝和不锈钢知识。问题(3)考查电解电镀原理,阴极发生的是还原反应,故可以使C r3+还

原成Cr 而析出,由于电解液中的C r3+不断消耗,因此要有阳极溶解补充。故阳极应为Cr 。

同时要掌握电解过程中阴阳离子的定向移动问题。

答案:(1)O 2+2H 2O +4e-===4OH - 2Fe-4e -===2Fe2+

(4)Al -3e -===A l3+ 铝表面易被氧化,生成一层致密而坚固的氧化物薄膜,

使金属铝呈现“惰性”

(3)镀件 C r3+ 纯铬 由于CrO24-、Cr 2O27-均带有负电荷,电镀过程中向阳极移动,不能

在阴极上放电析出Cr

9、答案:(1)正极 CH 3OCH 3-12e -+16OH -===2CO \o\al (2-,3)+11H2O (2)阴

极 2Cl --2e -===C l2↑

(3)铁极 石墨(C)极为阳极,氯离子发生氧化反应,铁极为阴极,H +反应,O H-过量,由

于阳离子交换膜只允许钠离子向阴极区移动,故氢氧化钠主要在阴极区生成

(4)Zn-2e -===Zn 2+、Cu-2e -===C u2+ 减小

(5)0.2×6.02×1023 12.8 g

解析:甲装置中甲醚(CH 3OCH 3)与氧气反应,甲醚被氧化,氧气被还原,故在正极通入氧气,在负极通入甲醚。甲醚在碱溶液中最终生成CO 错误!和H 2O 。乙装置中铁极与负极相连,铁极为阴极,石墨(C)极为阳极;丙装置中粗铜为阳极,与甲的正极相连,精铜为阴极。由于粗

铜中含有锌等比铜活泼的金属,Zn 2+得电子能力比C u2+弱,根据电子守恒,阳极铜、锌失

去电子总数等于阴极上析出的铜得电子总数,故硫酸铜溶液浓度会降低。n(O2)=0.1 mo

l,O 2+4e -+2H 2O ===4OH -,n (e -)=0.4 mol,乙装置中,铁极为阴极:2H ++2e -===H2↑,根

据电子守恒知,n (H 2)=0.2 mol,丙装置中阴极:Cu 2++2e-===Cu,由电子守恒知,m(C

u)=0.2 mol×64 g·mol -1=12.8 g 。

10、解析:电池总反应为:Zn +Cu 2+===Zn 2++C u,反应过程中Zn 片质量减轻,Cu 片质

量增重,两极质量差应为反应掉的Zn 的质量与析出的Cu 的质量之和,设Zn 反应的物质的量

为x,则析出的Cu 的物质的量也为x ,所以,65 g·mol -1x +64 g·mol -1x=12.9 g,

解得x =0.1 mol ,由电极反应式可知1 m ol Cu 参加反应,转移电子为2 mol ,所以整个

反应中转移电子为0.2 m ol 。反应后溶液中的溶质为ZnSO 4与Cu SO 4,c (ZnSO 4)=0.1 mol 0.2 L

=0.5 mol·L -1,c(CuS O4)=错误!=0.5 mol·L -1。

答案: 0.2 mol c (Z nSO 4)=0.5 mo l·L -1,c (C uSO 4)=0.5 mo l·L -1

11、解析:锌与还原出来的Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能

引入新杂质,所以应选Zn 将Cu 2+置换为单质而除去。

答案:锌与还原出来的Cu 构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b

12、解析:关于原电池、电解池的计算,利用各个电极上转移的电子相等来进行。热化学方程式的书写要注意物质的状态,化学计量数与对应热量的关系。

答案:(1)阴极 O 2+2H2O +4e -===4OH -

(2)0.224 1

(3)C 2H 5OH(l)+3O2(g)===2CO 2(g)+3H2O(l );ΔH =-1366.66 kJ·mol -1

13、解析:选A。由阴、阳离子的放电顺序可知,电解NaOH 、H 2SO 4、Na 2S O4溶液的实质都是电解水,电解质溶液的浓度都增大,故NaOH 溶液的pH 增大,H 2SO 4溶液的pH 减小,Na 2SO 4溶液的pH不变;AgNO 3的电解方程式为:4AgNO 3+2H 2O =====,\s \up 7(电解)4Ag+O 2↑+4HNO3,故溶液的pH 减小。

14、解析:选C 。此题的考查点为电解池反应,在该电解池中,阴极:Cu 2++2e -===C

u,阳极:4OH --4e -===2H2O +O2↑,总反应:2C uSO 4+2H 2O错误!2Cu+2H 2SO 4+O2↑,

从乙中所给的图象看每转移4 mo l e -,E 从0→2,F 从0→1,显然,A 、B 、D 正确,选项C

中要表示生成H 2SO 4的物质的量应为E 。

15、解析:选D。该电解池中随着电解的进行c(Ag +)不变,c(A gN O3)不变,溶液的

pH 不变,因为阳极为Ag-e -===Ag +;阴极为Ag ++e-===Ag 。

16、解析:选BD 。据F极附近显红色,推出F 为阴极,电极反应:2H ++2e -===H 2↑,从而

确定A 为电源正极,B 为负极,C 、E 、G 、X 为阳极,D 、F 、H 、Y 为阴极。故A 错误,C、D 、E 、F分别生成单质为O 2、Cu 、Cl 2、H 2,转移电子的量相同,故其物质的量之比为1∶2∶2∶2,B正确;因G 为阳极,故G 应为Ag,H 为铜,C 错误;据Y 极附近红褐色加深,说明Fe(O H)3胶体微粒带有正电荷向阴极移动,D 正确。

17、解析:选C 。选项A,电解1 mol·L -1 H Cl 溶液,阴极2H++2e -===H 2↑,阳极

2Cl--2e -===C l2↑,H +得电子,c(H +)减小,p H增大。选项B,电解1 mo l·L -1 NaO H溶

液,阴极2H ++2e -===H2↑,阳极4OH --4e -===2H 2O +O2↑,实质上电解水,NaOH 浓缩,溶液

的pH 增大。选项C,电解1 mol·L -1 Na 2SO 4溶液,阴极2H ++2e -===H 2↑,阳极4O H--4e

-===2H2O+O 2↑,实质上电解水,溶液的pH 保持不变。选项D,电解1 mol·L -1 N aCl

溶液,阴极2H ++2e -===H2↑,阳极2Cl --2e -===Cl 2↑,破坏了水的电离平衡,c (OH -)增大,pH

增大。

18、解析:选C 。溶液中的六种离子,有四种发生反应生成沉淀,Ag ++Cl -===AgCl↓、

Pb 2++SO 42-===PbSO 4↓,最后溶液就成了Na NO 3溶液;而电解N aN O3溶液,实质就是电解水,电解方程式为:2H 2O错误!2H2↑+O 2↑。氧化产物和还原产物的质量之比为m (O

2)∶m(H2)=(1 mol×32 g·mol

-1)∶(2 mol×2 g·mol -1)=8∶1,即C项正确。 19、解析:选D。用惰性电极电解饱和Na 2CO 3溶液,实际是电解水,故N a2CO 3会结晶析

出,若保持温度不变,则仍为原温度下的饱和溶液,故溶液浓度不变,pH 不变,c (Na +)∶c (C

O2-3)不变,故选D。

20、解析:选C。根据图中所给的信息,我们可以判断出左边是氢氧燃料电池,右边是电解池,所以A错;根据入口中所标的氧气和氢气的位置,可以知道a作正极,b 作负极;并

且Zn 和b 相连,所以是阴极,而Cu 是阳极,故B项错误;Cu 片上的电极反应式为:C u-2e -===

Cu 2+,当铜片的质量变化为12.8 g 时,电路中转移电子的物质的量为:n(e -)=2n (Cu 2+)=2×\f(12.8 g,64 g·mol -1)=0.4 mol 。a 极上的电极反应为:O 2+4e -+2H2

O===4OH -,因为各个电极转移电子的物质的量相等,所以a 极上消耗V (O2)=22.4 L·mol -1×n (O 2)=22.4 L·mol -1×\f(0.4 mol,4)=2.24 L,故C 项正确;装置中电子的流向为:b→Zn,Cu→a,所以D 项错误。

21、解析:选D 。解答本题应先根据实验现象判断出a 、b 的两极名称,再根据电解原理的有关知识对各项作出判断。由题意知,外圈呈浅红色,说明该处呈酸性:Cl 2+H 2O HCl+H ClO ,则a 极上产生Cl 2,a 极为阳极,b 极为阴极,故A 、B 项均正确;在2Na Cl+2H 2O 错误!

2Na OH+Cl2↑+H 2↑中,H2O 作氧化剂,故C 项正确;b极上由于H +放电,导致b 极附近溶

液中的OH -浓度增大,溶液的pH 变大,故D 项错误。

22、解析:(1)电解饱和食盐水的离子方程式:2Cl -+2H 2O错误!2OH -+Cl 2↑+H 2↑,

在阴极区生成NaOH ,使酚酞溶液变红。

(2)蓝色溶液中可能含有Cu 2+,并且在电解过程中析出红色固体,进一步验证析出的是

铜;Y 电极上析出无色气体,应该是O 2,电解离子方程式:2Cu 2++2H

2O \o (==

===,\s \up7(电解))2Cu +O 2↑+4H +。 ①根据电解离子方程式得:n(H +)=2n(Cu 2+)=2×错误!=0.05 mol,故溶液中c (H +)

=0.05 mol 0.5 L

=0.1 m ol·L -1,溶液的pH =1。要使溶液恢复到以前,可以加入CuO 或C uCO 3。

②根据电解离子方程式得:n (O 2)=错误!×n (Cu)=0.0125 mol ,在标准状况下的体积V

(O2)=22.4 L·mol -1×0.0125 mol =0.28 L。

③溶液中存在的必须是含氧酸根离子,可以是S O2-4或N O-3;然后利用实验进行检验。

答案:(1)2Cl -+2H2O \o(=====,电解)2O H-+Cl 2↑+H 2↑ 阴

(2)①1 C uO (或CuC O3) ②0.28 ③硫酸根离子 取少量待测液于试管中,滴加盐酸无明显现象,继续加入氯化钡溶液若有白色沉淀产生,则证明是硫酸根离子(或:硝酸根离子 取少量待测液于试管中,加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉,若有红棕色气体产生,则证明是硝酸根离子)

23、解析:电极B 上金属M 沉淀出来说明B 是阴极,A 是阳极,而乙池中电极C 是阳极,

D是阴极;对应的电极P是正极,电极Q是负极;而乙中的电解质溶液为硫酸钠溶液,所以在C电极上有氧气产生,D电极上有氢气产生。

答案:(1)M2++2e-===M M-2e-===M24OH--4e-===2H2O+O2↑ 2H++2e-===H2↑

(2)正负+

24、答案:防止H2与Cl2混合发生爆炸,防止Cl2与NaOH反应生成NaClO,使NaOH不纯饱和食盐水纯水(或NaOH稀溶液)钠

25、解析:(1)A项燃料电池中的反应没有燃烧现象;反应中H2被氧化,为负极反应物,O2为正极反应物;反应中电解液KOH的质量不变,而且题意交代反应产生的水蒸发,故电解液浓度不变,则pH不变。

(2)1 L水为1000 g,物质的量为1000 g

18 g/mol

=55.6mol,

由,得转移的电子数为55.6×2 mol=1.1×102 mol。

(3)据该电池的工作原理图可知,被氧化的是H2,H2-2e-+O2-===H2O,b极为原电池的负极;被还原的是O2,O2+4e-===2O2-,a极为原电池的正极。总反应方程式为2H2+O2===2H2O,反应条件应是高温。

答案:(1)D (2)1.1×102 mol

(3)O2+4e-===2O2-2H2+O2错误!2H2O

电化学练习题练习题及答案

第七章电化学练习题 一、是非题,下列各题的叙述是否正确,对的画√错的画× 1、设ZnCl 2水溶液的质量摩尔浓度为b ,离子平均活度因子为 ± γ,则离子平均活度θγαb b B ±=34。( ) 2、298K 时,相同浓度(均为)的KCl 、CaCl 2和LaCl 3三种电解质水溶液,离子平均活度因子最大的是LaCl 3。( ) 3、 BaCl 2水溶液,其离子强度I=。( ) 4、实际电解时,在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。( ) 5、对于一切强电解质溶液—I Z AZ -+-=±γln 均适用。( ) 6、电解质溶液与非电解质溶液的重要区别是电解质溶液含有由电解质离解成的正负离子。( ) 7、电解质溶液可以不偏离理想稀溶液的强电解质溶液。( ) 8、离子迁移数 t ++t -<1。( ) 9、离子独立移动定律只适用于无限稀的强电解质溶液。( ) 10、无限稀薄时,KCl 、HCl 和NaCl 三种溶液在相同温度、相 同浓度、相同单位电场强度下,三种溶液中的Cl -迁移数 相同。( ) 11、在一定的温度和较小的浓度情况下,增大弱电解质溶液的 浓度,则该弱电解质的电导率增加,摩尔电导率减少。( )

12、用Λm 对C 作图外推的方法,可以求得HAC 的无限稀释之摩尔电导。( ) 13、恒电位法采用三电极体系。( ) 14、对于电池()() ()() s Ag b AgNO b NO Ag s Ag 2313,b 较小的一端 为负极。( ) 15、一个化学反应进行时,10220--=?mol KJ G m r ..,如将该化学反应安排在电池中进行,则需要环境对系统做功。( ) 16、原电池在恒温、恒压可逆的条件下放电时,0=?G 。( ) 17、有能斯特公式算得电池的E 为负值,表示此电池反应的方向是朝正向进行的。( ) 18、电池()()()() s Ag s AgCl kg mol Cl Zn s Zn 01002012.,..,=±-γ其反应为 ()()()()010*******.,..,=+→+±-γkg mol ZnCl s Ag s Zn s AgCl , 所以其电动势的计算公式为 ()010020222..ln ln ?-=-=F RT E F RT E E ZnCl θθα。( ) 19、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。( ) 20、电池反应的E 与指定电池反应计量方程式的书写无关,而 电池反应的热力学函数m r G ?等则与指定电池反应计量方 程式的书写有关。( ) 21、锌、银两金属片同时插入HCl 水溶液中,所构成的电池是可逆电池。( ) 22、电解池中阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。( )

【化学】2009年高考试题分类汇编:电化学基础(含详细解析)

2009年高考化学试题分类汇编:电化学基础 1.(09广东理科基础25)钢铁生锈过程发生如下反应: ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2; ②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3; ③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。 下列说法正确的是 A.反应①、②中电子转移数目相等 B.反应①中氧化剂是氧气和水 C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀 答案:A 解析: ①②反应中消耗O2的量相等,两个反应也仅有O2作为氧化剂,故转移电子数是相等的,A 项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变,故不作氧化剂,B项错;铜和钢构成原电池,腐蚀速度加快,C项错;钢铁是铁和碳的混合物,在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀,故D项错。 2.(09安徽卷12)Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下,点解总反应:2Cu+H2O==Cu2O+H2O 。下列说法正确的是 A.石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应 C.铜电极接直流电源的负极 D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成。 答案:A 解析: 由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu作电解池的阳极,发生氧化反应,B选项错误;石墨作阴极,阴极上是溶液中的H+反应,电极反应为:2H++2e-=H2↑,A选项正确;阳极与电源的正极相连,C选项错误;阳极反应为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O,当有0.1mol 电子转移时,有0.05molCu2O生成,D选项错误。 3.(09江苏卷12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是

第10章--应用电化学--习题及答案

第10章--应用电化学--习题及答案 应用电化学 习题及答案 10-1 水的标准生成自由能是-237.191kJ mol-1,求在25℃时电解纯水的理论分解电压。 解:H2O=H2 +1/2O2, 电子转移数为2,则有 ΔG = - n F Emf = -237.191kJ mol-1(n=2),-*****=-2×*****×Emf, Emf=1.229V 10-2 298.15K时测得电池: Pt(s)| H2( pO) | HCl(b) | Hg2Cl2(s) | Hg(l) 的电动势与HCl溶液的质量摩尔浓度的关系如下 b×103/(mol kg-1) Emf / V 75.08 37.69 18.87 5.04 0.4119 0.4452 0.4787 0.5437 求(1)EO甘汞(2)b= 0.07508 mol kg-1时HCl溶液的??。解:负极反应:H2-2e-→2H+ 正极反应:Hg2Cl2 +2e-→2Hg +2Cl- 电池反应:H2+ Hg2Cl2 →2H++2Hg +2Cl- ?a2(Hg)a2(HCl)?Θ ?所以有: E mf= E-RT/2Fln?= E-RT/2Fln?a2(HCl)? ?a(H)a(HgCl)?222??Θ a(HCl)=a (H+) a(Cl-)=(??b/bΘ)2 E mf=EO甘汞- (2RT/F) ln(b/bO) 对于稀溶液,ln??=-A’(I/bΘ)1/2, 1-1价电解质I=b (1) E mf+ (2RT/F) ln(b/bO)=EO甘汞+ (2RT/F) A’ (b/bO)0.5 , 以 E mf+(2RT/F)ln(b/bO)对(b/bO)0.5作图,直线的截距EO甘汞=0.2685 V (2) E mf=EO甘汞- (2RT/F) ln(b/bO) - (2RT/F) ln?? , ??=0.815 1 10-3 298.2K 时,在有玻璃电极的电池中,加入pH=4.00的缓冲溶液,测得电动势为0.1122V;则当电动势为0.2305V时,溶液的

电化学练习题带答案

电化学练习 1.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( )。 A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3,负极为Fe B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2 C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低 D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O 2.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2 mol电子发生转移,下列说法正确的是( ) ①有5.6g金属被腐蚀②有6.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24 L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出 A.①② B.①④ C.②③D.③④3.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.如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,该电池总反应式为:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。下列有关该电池的说法错误的是() A.右边的电极为电池的负极,b处通入的是空气 B.左边的电极为电池的负极,a处通入的是甲醇C.电池负极的反应式为:2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2↑+12H+ D.电池正极的反应式为:3O2+12H++12e-===6H2O 5.铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不.正确的是( ) A.K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++ B.当电路中转移0.2 mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol C.K闭合时,Ⅱ中SO42-向c电极迁移 D.K闭合一段时间后,Ⅱ可单独作为原电池,d电极为正极 6.获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功,电解液为AlI3溶液,已知电池总反应为:2Al+3I2===2AlI3。下列说法不.正确的是( ) A.该电池负极的电极反应为:Al-3e-===Al3+ B.电池工作时,溶液中铝离子向正极移动 C.消耗相同质量金属时,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多 D.该电池可能是一种可充电的二次电池 7最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。电池总反应为:Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。下列说法不.正确的是( ) A.该电池Zn为负极,MnO2为正极 B.该电池的正极反应为:MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-C.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn D.电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片 8.防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法:如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀,请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应:正极:________________;负极:________________。 (2)在海洋工程上,通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施,其原理如图所示:其中负极发生的

电化学试题测试(包含答案)

电化学知识点测试 1、能用电解原理说明的问题是 ①电解是把电能转化成化学能②电解是化学能转化成电能③电解质溶液导电是化学变化, 金属导电是物理变化④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生 A.①②③④B.②③⑤C.③④D.①③④⑤ 2、电化学在日常生活中有广泛的应用,下列说法或做法正确的是 A.暴雨后遭洪水浸泡的铁门生锈是因为发生化学腐蚀 B.白铁皮(铁镀锌)表面有划损时,不能阻止铁被腐蚀 C.废弃的干电池不能随意丢弃,但可以土埋处理 D.不能将铁制自来水管与铜制水龙头连接 3、(2014·锦州模拟)下列图示中关于铜电极的连接错误的是 4、某学生欲完成2HCl+2Ag===2AgCl↓+H2↑反应,设计了如图四个实验,你认为可行的是 5、用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,在电解的过程中,溶液的pH依次为升高、不变、 降低的是 A.AgNO3CuCl2Cu(NO3)2B.KCl Na2SO4CuSO4 C.CaCl2KOH NaNO3D.HCl HNO3K2SO4 6、用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质),能使溶液恢复到 原来的成分和浓度的是 A.AgNO3[AgNO3] B.NaOH[NaOH] C.KCl[KCl] D.CuSO4[CuO] 7、利用如图装置进行实验,开始时a、b两处液面相平密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是

A .a 管发生吸氧腐蚀,b 管发生析氢腐蚀 B .一段时间后,a 管液面高于b 管液面 C .a 处溶液的pH 增大,b 处溶液的pH 减小 D .a 、b 两处具有相同的电极反应式:Fe -2e -===Fe 2+ 8、(2014·河南安阳高三联考)若用如图装置(X 、Y 是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下表 中所列各项对应关系均正确的一组是 9①~⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是 A .当K 闭合时,A 装置发生吸氧腐蚀,在电路中作电源 B .当K 断开时,B 装置锌片溶解,有氢气产生 C .当K 闭合后,整个电路中电子的流动方向为①→⑧;⑦→⑥;⑤→④;③→② D .当K 闭合后,A 、B 装置中pH 变大,C 、D 装置中pH 不变 10、用a 、b 两个质量相等的Pt 电极电解AlCl 3和CuSO 4的混合溶液[n (AlCl 3)∶n (CuSO 4)=1∶9]。t 1 时刻a 电极得到混合气体,其中Cl 2在标准状况下为224 mL(忽略气体的溶解);t 2时刻Cu 全部在电极上析出。下列判断正确的是 A .a 电极与电源的负极相连 B .t 2时刻,两电极的质量相差3.84 g C .电解过程中, 溶液的pH 不断增大 D .t 2时刻后,b 电极的电极反应是4OH --4e - ===2H 2O +O 2↑

应用电化学习题及答案

应用电化学,辉卢文庆 全书思考题和习题 第一章习题解答: 1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。 (1)++ →+242Ce e Ce 解:属于简单离子电迁移反应,指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce + 借助于电极得到电子,生成还原态的物种2Ce + 而溶解于溶液中,而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化, (2) -→++OH e O H O 44222 解:多孔气体扩散电极中的气体还原反应。气相中的气体2O 溶解于溶液后,再扩散到电极表面,然后借助于气体扩散电极得到电子,气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。 (3) Ni e Ni →++22 解:金属沉积反应。溶液中的金属离子2Ni + 从电极上得到电子还原为金属Ni ,附着于电极表面,此时电极表面状态与沉积 前相比发生了变化。 (4) -+→++OH s MnOOH O H e s MnO )()(22 解:表面膜的转移反应。覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种,它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。 (5)2)(22OH Zn e OH Zn →-+-;--→+242])([2)(OH Zn OH OH Zn 解:腐蚀反应:亦即金属的溶解反应,电极的重量不断减轻。即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物,所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。 2.试说明参比电极应具有的性能和用途。 参比电极(reference electrode ,简称RE):是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极,参比电极上基本没有电流通过,用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。 既然参比电极是理想不极化电极,它应具备下列性能:应是可逆电极,其电极电势符合Nernst 方程;参比电极反应应有较大的交换电流密度,流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状;应具有良好的电势稳定性和重现性等。 不同研究体系可以选择不同的参比电极,水溶液体系中常见的参比电极有:饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl 电极、标淮氢电极(SHE 或NHE)等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的,尽管水溶液参比电极也可以使用,但不可避免地会给体系带入水分,影响研究效果,因此,建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙腈)。工业上常应用简易参比电极,或用辅助电极兼做参比电极。在测量工作电极的电势时,参比电极的溶液和被研究体系的溶液组成往往不—样,为降低或消除液接电势,常选用盐桥;为减小末补偿的溶液电阻,常使用鲁金毛细管。 3.试描述双电层理论的概要。 解:电极/溶液界面区的最早模型是19世纪末Helmholtz 提出的平板电容器模型(也称紧密层模型),他认为金属表面过剩的电荷必须被溶液相中靠近电极表面的带相反电荷的离子层所中和,两个电荷层间的距离约等于离子半径,如同一个平板电容器。这种

《电化学基础》考题分析与解题方法

《电化学基础》考题分析与解题方法 广州市真光中学化学科王国强 一、课程标准、考试说明的要求 新课程内容标准新课程活动 与探究建议 2010年广东省高考 考试说明要求 1.体验化学能与电能相互转化的探究过程,了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。2.通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 3.能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害,通过实验探究防止金属腐蚀的措施。①实验探究:电能与 化学能的相互转化。 ②调查市场常见化学 电池的种类,讨论它 们的工作原理、生产 工艺和回收价值。 ③查阅资料并交流: 防止钢铁腐蚀的方 法。 1. 了解原电池和电解池 的工作原理,能写出电极 反应和电池反应方程式。 了解常见化学电源的种 类及其工作原理。 2.理解金属发生电化学 腐蚀的原因,金属腐蚀的 危害,防止金属腐蚀的措 施。 二、近三年高考有关电化学知识考题分析 从新课程实验省(如山东、宁夏、广东、海南、江苏、天津等)近三年化学考题分析,其中考查原电池、电解池原理及电化学腐蚀的考题有19题,全国所有省份2009年高考题就有20题之多,可见这部分知识重要性。 (一)原电池及原理其综合考查 1、在书本锌铜原电池原理基础上稍有变化的原电池:从原电池的组成、电极反应(或原电 池反应)、电流方向(或电子流向)、盐桥的作用等多方面来考查原电池的基本原理,在多年来高考题中时有出现,体现了对基础知识和能力的考查。如(09福建卷11)(08年广东化学·5)(07年海南卷第14题)有盐桥的铜银电池;(07年宁夏理综·26)锌银原电池工作原理与阿伏伽德罗常数关系;(07年山东理综·29)简单原电池设计。(见附件1)【复习建议】高考命题的原则是万变不离其宗,无论谁命题考查的都是教材的核心知识内容。必须抓好基础,重视课本,重视主干知识,逐一过关。同样是重点知识内容,复习方法可以有所不同。电化学部分知识是学生易弄错易弄混的难点知识内容。学习和复习的过程中都不能赶进度,也不能搞“题海战术”。要引导学生认真阅读教材,深入思考核心知识内容,最关键的知识内容一定要让学生自己理解记忆,而不是死记硬背。学生把难点真正“消化”了就可以做到一通百通,题目再怎么变换形式,学生也能会答,而不用老师讲个面面俱道。复习

《应用电化学》复习思考题参考答案

《应用电化学》思考题 第一章电化学理论基础 1.什么是电化学体系?基本单元有那些? (1)由两类不同导体组成,且在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系,通常有原电池、电解池、腐蚀电池三大类型。 (2)1.电极 2.电解质溶液 3.隔膜 2.试举例说明隔膜的作用。 隔膜是将电解槽分隔为阳极区和阴极区,以保证阴极、阳极上发生氧化-还原反应的反应物和产物不互相接触和干扰。例如采用玻璃滤板隔膜、盐桥和离子交换膜,起传导电流作用的离子可以透过隔膜。 3.试描述现代双电层理论的概要. 电极\溶液界面的双电层的溶液一侧被认为是由若干“层”组成的。最靠近电极的一层为内层,它包含有溶剂分子和所谓的特性吸附的物质(离子或分子),这种内层也称为紧密层、helmholtz层或stern层,如图1.5所示。实际上,大多数溶剂分子(如水)都是强极性分子,能在电极表面定向吸附形成一层偶极层。特性吸附离子的电中心位置叫内holmholtz层(IHP),它是在距离为x1处。溶剂化离子只能接近到距电极为x2的距离处,这些最近的溶剂化离子中心的位置称外helmholtz层(OHP)。非特性吸附离子由于电场的作用会分布于称为分散层(扩散层)的三维区间内并延伸到本体溶液。在OHP层与溶液本体之间是分散层。 4.什么是电极的法拉第过程和非法拉第过程。 电极上发生的反应过程有两种类型,法拉第过程和非法拉第过程。 前者是电荷经过电极/溶液界面进行传递而引起的某种物质发生氧化或还原反应时的法拉第过程,其规律符合法拉第定律,所引起的电流称法拉第电流。 后者是在一定条件下,当在一定电势范围内施加电位时,电极/溶液界面并不发生电荷传递反应,仅仅是电极/溶液界面的结构发生变化,这种过程称非法拉第过程。 5.试述电极反应的种类和机理。 电极反应种类:(1)简单电子迁移反应;(2)金属沉积反应;(3)表面膜的转移反应;(4)伴随着化学反应的电子迁移反应;(5)多孔气体扩散电极中的气体还原或氧化反应;(6)气体析出反应;(7)腐蚀反应 电极反应的机理: (1)CE机理:指在发生电子迁移反应之前发生了化学反应,其通式为: X O X+ne Red H2HCHO + H2O C步骤 HCHO + 2H+ + 2e →CH3OH E步骤 (2) EC机理:指在电极/溶液界面发生电子迁移反应后又发生了化学反应,其通式为: O X+Ze→Red X 如:对氨基苯酚在Pt电极上的氧化反应

电化学原理部分思考题

第二章 1 电化学体系中包括哪些相间电位?有何不同 2 分析电化学反应和非电化学反应的氧化还原的区别 3 比较原电池,电解池和腐蚀电池之间的不同 1 电化学体系中包括哪些相间电位?有何不同 2分析电化学反应和非电化学反应的氧化还原的区别 答:电化学反应:不接触、不同地点、定向运动、电极电势、电能、可控制; 非电化学的氧化还原反应:碰撞接触、同一地点、混乱运动、内能及活化能的比值、热效应。

3 比较原电池,电解池和腐蚀电池之间的不同

2020-3-16作业题-第三章 1 什么是电毛细现象,解释抛物线形状的电毛细曲线为什么具有极大值? 2 为什么双电层的电容会随电极电位变化? 3 理想极化电极和不极化电极的区别是什么? 1 什么是电毛细现象,解释抛物线形状的电毛细曲线为什么具有极大值? 答:对电极体系来说,界面张力不仅与界面层的物质组成有关,而且与电极电位有关。这种界面张力随电极电位变化的现象叫做电毛细现象。 由李普曼公式 ⑴如果电极表面剩余电荷等于零,即无离子双电层存在时,则有q=0。这种情况对应于电毛细曲线的最高点。 ⑵当电极表面存在正的剩余电荷时,q>0, σ? ??p 。这对应于电毛细曲线的左半部分(上升分 支)。在这种情况下,电极电位变正,界面张力减小。 (3)当电极表面存在负的剩余电荷时,q<0, σ? ??f 。相对于电毛细曲线的右半部分(下降 分支)。此时,随电极电位变负,界面张力也不断减小。 2. 为什么双电层的电容会随电极电位变化? 答:双电层结构的分散性随溶液浓度的增加和电极电位的绝对值而减小。双电层结构分散性的减小意味着它的有效厚度减小,因而界面电容值增大。 3. 理想极化电极和不极化电极的区别是什么? 答:当电极反应速率为0,电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极,可用于界面结构和性质的研究。理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时,极化作用和去极化作用平衡,无极化现象,通向界面的电流全部用于电化学反应,可用作参比电极。

电化学综合试题及答案

2020届高考化学二轮复习热点题型微专题突破 2020届高考化学二轮复习热点题型 微专题突破六十电化学综合 一、单选题 1.某化学兴趣小组设计了如图所示的电化学装置,其中乙池为碳呼吸电池,下列说法正确 的是() A. 乙池正极的电极反应式为2CO2+2e?=C2O42? B. 乙池中随着反应的进行,C2O42?的浓度不断减小 C. 每生成1mol的草酸铝,外电路转移3mol电子 D. 甲池中Fe电极发生的反应式为2Cl??2e?=Cl2↑ 2.我国科学家用乙醇燃料电池作电源,电解CO2与H2O生成CO、H2和O2,其电解原理图如 下。下列有关说法正确的是() A. F口通入的物质是乙醇 B. 溶液中的H+由Y极区通过交换膜移向X极区 C. 负极电极反应式为CH3CH2OH?12e?+3H2O=2CO2↑+12H+ D. 当电路中有0.6mol电子通过时,电解得到O2物质的量为0.3mol 3.如图所示,装置Ⅰ是可充电电池,装置Ⅱ为电解池。离子交换膜只允许Na+通过,充放电 的化学方程式为2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr。闭合开关K时,b极附近先变红色。 下列说法正确的是

A. 闭合K后,b电极附近的pH变小 B. 当有0.01mol Na+通过离子交换膜时,b电极上析出气体体积为112mL C. N极是负极,电极反应为2Na2S2?2e?=2Na++Na2S4 D. 闭合K后,a电极上产生的气体具有漂白性 4.丙烷(C3H8)熔融盐燃料电池和锌蓄电池均为用途广泛的直流电源,放电时二者的总反应 分别为 C3H8+5O2=3CO2+4H2O,2Zn+O2=2ZnO.用丙烷(C3H8)燃料电池为锌蓄电池充电的装置如图所示,下列说法不正确的是() A. 物质M为CO2 B. 燃料电池消耗1mo1 O2时,理论上有4 mol OH?透过b膜向P电极移动 C. a膜、b膜均适宜选择阴离子交换膜 D. 该装置中,锌蓄电池的正极反应式为Zn+2OH??2e?=ZnO+H2O 5.最近,我国科学家利用如图装置实现了SO2的吸收,同时获得了硫磺、84消毒液。下列有 关说法错误的是

应用电化学部分习题答案(供参考)

第一章习题解答: 1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。 (1)++ →+242Ce e Ce 解:属于简单离子电迁移反应,指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce + 借助于电极得到电子,生成还原 态的物种2Ce + 而溶解于溶液中,而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化, (2) -→++OH e O H O 44222 解:多孔气体扩散电极中的气体还原反应。气相中的气体2O 溶解于溶液后,再扩散到电极表面,然后借助于气体扩散电极得到电子,气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。 (3) Ni e Ni →++22 解:金属沉积反应。溶液中的金属离子2Ni + 从电极上得到电子还原为金属Ni ,附着于电极表面,此时电极表 面状态与沉积前相比发生了变化。 (4) -+→++OH s MnOOH O H e s MnO )()(22 解:表面膜的转移反应。覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种,它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。 (5)2)(22OH Zn e OH Zn →-+-;--→+242])([2)(OH Zn OH OH Zn 解:腐蚀反应:亦即金属的溶解反应,电极的重量不断减轻。即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物,所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。 2.试说明参比电极应具有的性能和用途。 参比电极(reference electrode ,简称RE):是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极,参比电极上基本没有电流通过,用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。 既然参比电极是理想不极化电极,它应具备下列性能:应是可逆电极,其电极电势符合Nernst 方程;参比电极反应应有较大的交换电流密度,流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状;应具有良好的电势稳定性和重现性等。 不同研究体系可以选择不同的参比电极,水溶液体系中常见的参比电极有:饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl 电极、标淮氢电极(SHE 或NHE)等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的,尽管水溶液参比电极也可以使用,但不可避免地会给体系带入水分,影响研究效果,因此,建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙腈)。工业上常应用简易参比电极,或用辅助电极兼做参比电极。在测量工作电极的电势时,参比电极内的溶液和被研究体系的溶液组成往往不—样,为降低或消除液接电势,常选用盐桥;为减小末补偿的溶液电阻,常使用鲁金毛细管。 3.试描述双电层理论的概要。 解:电极/溶液界面区的最早模型是19世纪末Helmholtz 提出的平板电容器模型(也称紧密层模型),他认为金属表面过剩的电荷必须被溶液相中靠近电极表面的带相反电荷的离子层所中和,两个电荷层间的距离约等于离子半径,如同一个平板电容器。这种由符号相反的两个电荷层构成的界面区的概念,便是“双电层”一词的起源。

第七章 电化学习题及解答

第七章 电化学习题及解答 1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ,经过15 min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃,100 kPa 下,阳极析出多少Cl 2? 解:电极反应为 阴极:Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF) 因此: m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后,测知在阴极上析出1.15g 的Ag ,并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 解: 解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差: D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液,在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液,测得电阻为1050Ω。计算(1)电导池系数;(2)CaCl 2溶液的电导率;(3)CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解:(1)电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 (2)CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m (3)CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中,测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液,测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解:查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞ Λm (OH -) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此, α = ∞ΛΛm m O H)(NH O H)(NH 44= O H) (NH O H)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞

应用电化学习题及答案

应用电化学,杨辉卢文庆 全书思考题和习题 第一章习题解答: 1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。 (1)++ →+242Ce e Ce 解:属于简单离子电迁移反应,指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce + 借助于电极得到电子,生成还原态的物种2Ce + 而溶解于溶液中,而电极在经历氧化—还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化, (2) -→++OH e O H O 44222 解:多孔气体扩散电极中的气体还原反应.气相中的气体2O 溶解于溶液后,再扩散到电极表面,然后借助于气体扩散电极得到电子,气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。 (3) Ni e Ni →++22 解:金属沉积反应。溶液中的金属离子2Ni + 从电极上得到电子还原为金属Ni,附着于电极表面,此时电极表面状态与沉积前 相比发生了变化。 (4) -+→++OH s MnOOH O H e s MnO )()(22 解:表面膜的转移反应.覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化—还原形成另一种附着于电极表面的物种,它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。 (5)2)(22OH Zn e OH Zn →-+-;--→+242])([2)(OH Zn OH OH Zn 解:腐蚀反应:亦即金属的溶解反应,电极的重量不断减轻。即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物,所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物. 2.试说明参比电极应具有的性能和用途。 参比电极(re fe ren ce el ect rode ,简称RE):是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极,参比电极上基本没有电流通过,用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。 既然参比电极是理想不极化电极,它应具备下列性能:应是可逆电极,其电极电势符合Ne rns t方程;参比电极反应应有较大的交换电流密度,流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状;应具有良好的电势稳定性和重现性等。 不同研究体系可以选择不同的参比电极,水溶液体系中常见的参比电极有:饱和甘汞电极(SCE)、Ag /AgCl 电极、标淮氢电极(SHE 或N HE)等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的,尽管水溶液参比电极也可以使用,但不可避免地会给体系带入水分,影响研究效果,因此,建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag /Ag+(乙腈)。工业上常应用简易参比电极,或用辅助电极兼做参比电极.在测量工作电极的电势时,参比电极内的溶液和被研究体系的溶液组成往往不-样,为降低或消除液接电势,常选用盐桥;为减小末补偿的溶液电阻,常使用鲁金毛细管。 3.试描述双电层理论的概要。 解:电极/溶液界面区的最早模型是19世纪末H elmho ltz 提出的平板电容器模型(也称紧密层模型),他认为金属表面过剩的电荷必须被溶液相中靠近电极表面的带相反电荷的离子层所中和,两个电荷层间的距离约等于离子半径,如同一个平板电容器.这

电化学 综合练习题

电化学专题检测 1.(2016·上海,8)图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示() A.铜棒的质量 B.c(Zn2+) C.c(H+) D.c(SO2-4) 2.(2016· 实验一实验二 装置 现象a、d处试纸变蓝;b处变红,局 部褪色;c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生; n处有气泡产生…… A.a、d处:2H2O+2e-===H2↑+2OH- B.b处:2Cl--2e-===Cl2↑ C.c处发生了反应:Fe-2e-===Fe2+ D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜 3.(2016·全国卷Ⅱ,11)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是() A.负极反应式为Mg-2e-===Mg2+ B.正极反应式为Ag++e-===Ag C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑ 4.(2016·海南,10)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解质溶液。下列说法正确的是() A.Zn为电池的负极 B.正极反应式为2FeO2-4+10H++6e-===Fe2O3+5H2O C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D.电池工作时OH-向正极迁移 5.(2016·浙江理综,11)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4M+n O2+2n H2O===4M(OH)n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是() A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面 B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高 C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4M n++n O2+2n H2O+4n e-===4M(OH)n D.在Mg-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜 6. A B C D 钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性,发生 吸氧腐蚀钢铁表面水膜的酸性 较强,发生析氢腐蚀 将锌板换成铜板对 钢闸门保护效果更 好 钢闸门作为阴极而 受到保护 7. Ⅰ.碱性锌锰电池Ⅱ.铅—硫酸蓄电池Ⅲ.铜锌原电池Ⅳ.银锌纽扣电池 2 B.Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大 C.Ⅲ所示电池工作过程中,盐桥中K+移向硫酸锌溶液 D.Ⅳ所示电池放电过程中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中还原为Ag 8.镁电池放电时电压高而平稳,成为人们研制的绿色电池。一种镁电池的反应式为x Mg+Mo3S4放电 充电 Mg x Mo3S4,下列说法中正确的是() A.充电时Mg x Mo3S4只发生还原反应

电化学原理思考题答案

第三章 1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同为什么2.理想极化电极和不极化电极有什么区别它们在电化学中有什么重要用途答:当电极反应速率为0,电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极,可用于界面结构和性质的研究。理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时,极化作用和去极化作用平衡,无极化现象,通向界面的电流全部用于电化学反应,可用作参比电极。 3.什么是电毛细现象为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状 答:电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。溶液界面存在双电层,剩余电荷无论带正电还是负电,同性电荷间相互排斥,使界面扩大,而界面张力力图使界面缩小,两者作用效果相反,因此带电界面的张力比不带电时小,且电荷密度越大,界面张力越小,因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。 4.标准氢电极的表面剩余电荷是否为零用什么办法能确定其表面带电状况答:不一定,标准氢电极电位为0指的是氢标电位,是人为规定的,电极表面剩余电荷密度为0时的电位指的是零电荷电位,其数值并不一定为0;因为形成相间电位差的原因除了离子双电层外,还有吸附双电层\ 偶极子双电层\金属表面电位。可通过零电荷电位判断电极表面带电状况,测定氢标电极的零电荷电位,若小于0则电极带正电,反之带负电。 5.你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗为什么有这种关系(提示:液体对电极表面的润湿性越高,气体在电极表面的附着力就越小。) 6.为什么在微分电容曲线中,当电极电位绝对值较大时,会出现“平台”7.双电层的电容为什么会随电极电位变化试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。 8.双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系9.试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。10.影响双电层结构的主要因素是什么为什么 答:静电作用和热运动。静电作用使符号相反的剩余电荷相互靠近,贴于电极表面排列,热运动使荷电粒子外散,在这两种作用下界面层由紧密层和分散层组成。11.什么叫ψ1电位能否说ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关ψ1电位的符号是否总是与双电层总电位的符号一致为什么 答:距离电极表面d处的电位叫ψ1电位。不能,因为不同的紧密层d的大小不同,而紧密层的厚度显然与电解质本性有关,所以不能说ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关。当发生超载吸附时ψ1电位的符号与双电层总电位的符号不一致。 12.试述双电层方程式的推导思路。推导的结果说明了什么问题 13.如何通过微分电容曲线和电毛细曲线的分析来判断不同电位下的双电层结构答: 14.比较用微分电容法和电毛细曲线法求解电极表面剩余电荷密度的优缺点。15.什么是特性吸附哪些类型的物质具有特性吸附的能力答:溶液中的各种粒子还可能因非静电作用力而发生吸附称为特性吸附。大部分无机阴离子,部分无机阳离子以及表面活性有机分子可发生特性吸附。

2019届上海各区化学等级考二模试题分类汇编-电化学(word答案版)

2019年上海各区化学等级考二模试题分类 汇编-电化学 【2018年上海长宁区二模】14.下列关于钢铁发生吸氧腐蚀的分析正确的是() A.吸氧腐蚀是吸热反应 B.铁作原电池正极 C.正极电极反应为:2H2O+O2+4e→4OH- D. 原电池负极反应为:Fe-3e→Fe3+ 【答案】C 【2018年上海杨浦区二模】19. 对金属腐蚀及防护的表述正确的是() A. 金属腐蚀的本质:金属失电子发生还原反应 B. 牺牲阳极的阴极保护法:被保护的金属应做负极 C. 外加电流阴极保护法:被保护的金属应与电源正极相连 D. 金属表面涂油漆:可避免金属与电解质溶液接触 【答案】D 【2018年上海闵行区二模】3.电解饱和食盐水的阳极产物是()A.NaOH B.H2 C.HCl D.Cl2 【答案】D 【2018年上海闵行区二模】18.“双吸剂”含铁粉、活性炭和氯化钠等,可延长食品保质期。其作用原理正确的是() A.主要发生吸氧腐蚀 B.氯化钠充当正极

C.吸收的气体是O2和CO2 D.负极反应为Fe-3e→Fe3+【答案】A 【2018年上海闵行区二模】15.电解CuCl2溶液的装置如右图所示,下列分析正确的是() A.b电极的质量不变 B.a电极是该装置的负极 C.a电极上发生氧化反应 D.电子由b电极经溶液流向a电极【答案】C 【2018年上海崇明区二模】19.右图装置中X和Y均为石墨电极,电解液为滴有酚酞的某浓 度NaCl溶液,电解一段时间后,X极附近溶液先变红。下列有关说法中正确的是() A.X极连接电源正极 B.X极上产生气体有刺激性气味

C.Y极上发生氧化反应 D.电子从X极经过溶液流向Y极 【答案】C 【2018年上海青浦区二模】8.铁棒与石墨用导线连接后,浸入 0.01mol·L-1的食盐溶液中(如右图所示),下列说法正确的是() A.铁棒是阴极 B. 石墨附近产生OH- C.石墨上有Cl2 放出 D.铁棒上有H2放出 【答案】B 【2018年上海普陀区二模】10、右图是一种铁的电化学保护模拟装置,有关叙述正确的是() A. 此装置属于电解池 B. 电子从铁经导线流向锌 C. 铁电极上发生氧化反应

应用电化学思考题

应用电化学 第一部分电化学基础 什么是三电极体系?试画出三电极体系示意图,通过它如何测得所需参数? 物质的传递形式有哪些?如果溶液中存在大量的惰性电解质,则电极过程中的液相传质步骤主要由哪些形式的传质作用所决定?试分析说明。 试说明参比电极应具有的性能和用途。 为什么说电极过程是一特殊的异相氧化还原反应? 影响电极表面反应能力的因素有哪些? 名词解释:电极极化零电荷电势恒电位法理想极化电极速度控制步骤 第二部分化学电源 试分析锌-锰电池中二氧化锰的电极过程,并说明二氧化锰电极的可逆性。 写出镉-镍电池的表达式,并计算其理论质量比能量。 写出碱性锌锰电池的表达式,并计算其理论质量比能量。 金属氢化物-镍电池的优点是什么? 什么是镉-镍电池的镉氧循环? 写出铅酸电池的表示式,并计算其理论质量比能量。 密封镉-镍电池的工作原理是什么?应采取什么措施? 什么是电池的记忆效应?什么是电池失效? 金属氢化物-镍电池中吸氢电极用贮氢材料应具备什么条件? 影响电池容量的因素有那些? 什么是放电制度? 影响电池自放电的因素有哪些?应采取什么措施? 粉末多孔电极的优点是什么?采用多孔电极的主要目的是什么? 名词解释: 开路电压工作电压终止电压容量和能量(理论、实际、额定) 写出铅酸电池的表示式及电极反应,并计算其理论质量比容量和理论质量比能量。已知铅酸电池的电动势为2.044V。有关物质的摩尔质量为:Pb 207.2 g·mol-1;PbO2 239.2 g·mol-1;H2SO4 98 g·mol-1。 第三部分金属电沉积 什么是阴极性镀层?什么是阳极性镀层?作为镀层它们是如何对基体金属起防护作用的?什么是镀液的分散能力?如何测量? 什么是阴极除油和阳极除油?各有什么优缺点? 写出高碳钢的镀前工艺流程,并说明各工序的目的?为什么不采用阴极除油和阴极电解活化? 超声波清洗的原理是什么? 弱浸蚀作为镀前处理的最后一道工序,其目的和作用是什么? 电沉合金积的条件有哪些?应采取什么措施? 什么是化学镀?与电镀相比化学镀有什么优点?可以使用的还原剂有哪些? 什么是复合镀层?复合电镀的基本条件是什么? 在塑料电镀中粗化、敏化、活化的目的是什么? 什么是化学转化膜?什么是铝的阳极氧化?其膜层具有哪些性质? 氧化膜封闭的目的是什么?可采用什么方法?

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