2019届二轮复习电化学作业(全国通用)(2)
高中二轮复习电化学专题卷(全国通用)(答案解析)

【精品】二轮复习电化学专题卷(全国通用)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是()A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是催化剂B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D.图Ⅳ所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中被还原为Ag2.港珠澳大桥设计寿命120年,对桥体钢构件采用了多种防腐方法。
下列分析错误的是A.防腐原理主要是避免发生反应:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,是为了隔绝空气、水等防止形成原电池C.采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀3.下列装置一定能证明2Ag++2I-=2Ag+I2能否自发进行的是A.B.C.D.4.燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展,一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示,工作时产生稳定无污染的物质。
下列说法正确的是A.M极生成氮气且电极附近pH降低B.负极上每消耗1 mol N2H4,会有2 molH+通过质子交换膜C.正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-D.电极M是原电池的正极5.我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂,实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。
总反应为CO(NH2)2+H2O=3H2↑+N2↑+CO2↑。
下列说法中错误的是A.a为阳极,CO(NH2)2发生氧化反应B.b电极反应为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-C.每转移6mol电子,a电极产生1molN2D.电解一段时间,a极区溶液pH升高6.“ ZEBRA”绿色电池是新型电动汽车的理想电源,结构如图所示:隔开两极的陶瓷管作钠离子导体。
下列关于该电池的叙述错误的是A.放电时,Na+、Al3+均向负极移动B.放电时,Na元素被氧化C.充电时的阳极反应为:Ni+2C1--2e—=NiCl2D.该电池具有可快充、高比功率、放电持久等优点7.新型锌碘液流电池具有能量密度高、循环寿命长等优势,其工作原理如图所示。
2019届二轮复习 电化学 专题卷(全国通用)

电化学1.下列说法正确的是()A.金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程B.钢铁吸氧腐蚀时,负极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-C.镀锌铁皮的镀层损坏后,铁更容易腐蚀D.氯碱工业中,阳极反应为2Cl--2e-===Cl2↑解析:选D。
金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化,A项错误;钢铁吸氧腐蚀,负极上发生氧化反应,B项错误;锌比铁活泼,可以保护铁,C项错误;氯碱工业中,阳极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,D项正确。
2.在日常生活中,我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。
可以通过下列装置所示实验进行探究。
下列说法正确的是()A.按图Ⅰ装置实验,为了更快更清晰地观察到液柱上升,可采用酒精灯加热具支试管B.图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图,图Ⅱ的正极材料是铁C.铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究,Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移,并发生电极反应:2Cl--2e-===Cl2↑D.图Ⅲ装置的总反应为4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑解析:选D。
具支试管内气体受热膨胀,导管口会有气泡冒出,观察不到液柱上升,A错误;图Ⅱ的负极材料应为铁,B错误;根据Cl-的趋向可判断,铝箔表面应为负极,活性炭区为正极,正极:O2+4e-+2H2O===4OH-,负极:Al-3e-+3OH-===Al(OH)3↓,C错误;图Ⅲ装置的总反应为4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3,生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑(Al2O3),D正确。
3.(2017·高考全国卷Ⅰ)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
下列有关表述不正确的是()A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析:选C。
2019届高考化学(江苏)二轮专项训练:电化学【含答案】

专项训练电化学选择题(每题有12个选项符合题意)1. (2018·江苏高考)Mg H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。
该电池工作时,下列说法正确的是( )A. Mg电极是该电池的正极B. H2O2在石墨电极上发生氧化反应C. 石墨电极附近溶液的pH增大D. 溶液中Cl-向正极移动2. 大功率Al H2O2动力电池原理如下图所示,下列说法不正确的是( )A. 电池组成中Al电极是负极B. OH-从碳纤维电极透过离子交换膜移向Al电极C. 碳纤维电极的电极反应式是H2O2+2e-+2H+2H2OD. 该电池总反应的离子方程式是2Al+3H2O2+2OH-2Al(OH-4 )3. 高铁电池是一种新型可充电电池,电解质溶液为KOH,放电时的总反应式为3Zn+2Fe2-4O+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-。
图中曲线分别是高铁酸钾电池和高能碱性电池的放电曲线,下列判断正确的是( )A. 充电时阳极反应式为Fe2-4O+3e-+4H2O Fe(OH)3↓+5OH-B. 充电时阴极附近溶液的pH变小C. 高铁酸钾电池与高能碱性电池相比优点是放电时间长、工作电压稳定D. 放电时,每转移0.2 mol电子,正极的质量减少6.5 g4. 固体氧化物电解槽是目前水电解氢能的制备技术之一,其结构示意图如下图(工作温度:800-950℃)。
下列叙述不正确的是( )A. 固体氧化物电解质的主要作用为选择性地使氧离子或质子透过但防止氧气和氢气的透过B. 阴极反应式是H2O+2e-H2↑+O2-C. 阳极反应式是4OH--4e-O2↑+2H2OD. O2-从阴极通过氧化物电解质到达阳极5. (2018·江苏四星高中学情调研)高铁电池是一种新型可充电电池,电解质溶液为KOH,放电时的总反应式为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
2019届二轮复习 电化学 专题卷(全国通用)

电化学1.下列叙述正确的是()A.如图 1 所示,若铜中含有杂质银,可形成原电池,且铜作负极B.如图 2 所示,当有 0.1 mol 电子转移时,有 0.1 mol Cu2O 生成C.基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O 的电解池如图 2 所示,铜电极发生还原反应D.若图 3 所示的装置中发生 Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+的反应,则 X 极是负极,Y 极的材料可以是铜2.下列描述中,符合生产实际的是()A.电解食盐水制得金属钠B.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极C.一氧化碳高温还原铁矿石制得铁D.电解法精炼粗铜,用纯铜作阳极3.下列关于各图的说法,正确的是()A.①中阴极处能产生使湿润淀粉-KI试纸变蓝的气体B.②中待镀铁制品应与电源正极相连C.③中钢闸门应与外接电源的正极相连D.④中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应4.LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。
电池反应为FePO4+Li LiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li+导电固体为电解质。
下列有关LiFePO4电池说法正确的是( )A.可加入硫酸以提高电解液的导电性B.放电时电池内部Li+向负极移动C.充电过程中,电池正极材料的质量增加D.放电时电池正极反应为FePO4+Li++e-===LiFePO45.某储氢的碳纳米管二次电池的工作原理如图,该电池的电解质为6 mol·L-1的KOH溶液。
下列说法正确的是( )A.放电过程中,碳纳米管的质量一直保持恒重B.放电时正极附近溶液的pH减小C.充电时阳极反应为NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-D.该二次电池的工作原理为H2+2NiO(OH)2Ni(OH)26.目前人们正研究开发一种高能电池——钠硫电池,它以熔融的钠、硫为两极,以Na+导电的β″Al2O3陶瓷作固体电解质,反应为2Na+x S Na2S x。
2019届二轮复习 大题强化训练(二) 化学工艺流程的解答策略 作业(全国通用)

大题强化训练(二) 化学工艺流程的解答策略(教师用书独具)1.Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。
工艺流程如下:回答下列问题:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为____________________________。
(2)TiO2·x H2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示:22____________________________________________________________。
(3)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为________。
(4)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol·L-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?________(列式计算)。
FePO4、Mg3(PO4)2的K sp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。
____________________________________________________________。
(5)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式_________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】(1)根据图像分析,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为100 ℃、2 h 或90 ℃、5 h 。
(2)当温度低于40 ℃时,H 2O 2、NH 3·H 2O 不易分解,但是温度低,反应速率慢,TiO 2·x H 2O 转化率低;当温度高于40 ℃时,H 2O 2分解,NH 3逸出,反应物浓度降低,反应速率下降,TiO 2·x H 2O 的转化率低。
2019届高考化学二轮复习电化学专题卷

电化学1.(2018·赣州市高三适应性考试)空气污染物NO 通常用含Ce 4+的溶液吸收,生成HNO 2、NO -3,再利用电解法将上述吸收液中的HNO 2转化为无毒物质,同时生成Ce 4+,其原理如图所示。
下列说法正确的是( )A.H +由右室进入左室B.Ce 4+从电解槽的c 口流出,且可循环使用C.阴极的电极反应式:2HNO 2+6H ++6e -===N 2↑+4H 2OD.若用甲烷燃料电池作为电源,当消耗标准状况下33.6 L 甲烷时,理论上可转化2 mol HNO 2 答案 C解析 A 项,根据电解原理,H +由左室向右室移动,错误;B 项,空气污染物NO 通常用含Ce 4+的溶液吸收,生成HNO 2、NO -3,N 的化合价升高,Ce 4+的化合价降低,然后对此溶液进行电解,又产生Ce 4+,根据电解原理,Ce 4+应在阳极上产生,即Ce 4+从a 口流出,可循环使用,错误;C 项,根据电解原理,阴极上得电子,化合价降低,HNO 2转化为无毒物质,即转化为N 2,阴极电极反应式为2HNO 2+6H ++6e -===N 2↑+4H 2O ,正确;D 项,33.6 L甲烷参与反应转移电子物质的量为33.622.4×8 mol =12 mol ,理论上可转化HNO 2的物质的量为12×26mol =4 mol ,错误。
2.(2018·辽宁省重点高中协作校高三三模)锂碘电池的正极材料是聚2-乙烯吡啶(简写为P 2VP)和I 2的复合物,电解质是熔融薄膜状的碘化锂,正极的电极反应式为P 2VP·n I 2+2e -+2Li +===P 2VP·(n -1)I 2+2LiI 。
下列说法正确的是( )A.该电池放电时,锂电极发生还原反应B.该电池发生的总反应为:2Li +P 2VP·n I 2===P 2VP·(n -1)I 2+2LiIC.P 2VP 和I 2的复合物是绝缘体,不能导电D.该电池工作时,碘离子移向正极答案 B解析 A 项,锂碘电池中Li 为负极,锂电极发生氧化反应,负极电极反应式为2Li -2e -===2Li +,错误;B项,将正、负极电极反应式相加得电池总反应:2Li+P2VP·n I2===P2VP·(n-1)I2+2LiI,正确;C项,正极材料是聚2-乙烯吡啶(简写为P2VP)和I2的复合物,电极材料必须能导电,错误;D项,该电池工作时,阴离子移向负极,错误。
2019届二轮复习 化学常用计量 作业(全国通用) (2)

化学常用计量一、选择题1. N A为阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是( )A.0.1 mol的11B中,含有0.6N A个中子B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1N A个H+C.2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6N A个CO2分子D.密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g),增加2N A个P—Cl键【命题意图】本题考查阿伏加德罗常数的有关计算,熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题关键。
【解题关键】C选项中气体的摩尔体积与温度、压强有关,只要出现体积,要注意看清:①物质的状态是不是气体;②所处的条件是否在标准状况下。
【解析】选A。
11B中含有5个质子、6个中子,0.1 mol11B中含有0.6N A 个中子,A项正确;溶液体积未定,无法计算氢离子个数,B项错误;标准状况下苯是液体,不能利用气体摩尔体积计算,C项错误;PCl3与Cl2反应生成PCl5的反应是可逆反应,所以1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5,增加的P—Cl键的数目小于2N A个,D项错误。
【教材回扣】标准状况(0℃,101 kPa)下,气体的摩尔体积为22.4 L·mol-1;25℃,101 kPa下气体的摩尔体积为24.5 L·mol-1。
温度、压强改变,气体的摩尔体积也随之变化。
2.阿伏加德罗常数的值为N A。
下列说法正确的是( )A.1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中, +NH的数量为0.1N A4B.2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1N AC.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2N AD.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2N A【命题意图】本题考查了阿伏加德罗常数的正误判断,意在考查考生对化学基础知识的理解与应用能力。
2019届二轮复习 电化学基础 专题卷(全国通用)

电化学基础一、单选题1.如图中,两电极上发生的电极反应为a极:Cu2++2e-===Cu;b极:Fe -2e-===Fe2+。
下列说法不正确的是( )A.装置中电解质溶液一定含有Cu2+B.该装置一定是化学能转化为电能C. a、b可能是同种电极材料D. a极上一定发生还原反应2.某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。
下列说法中不正确的是( )A.电源中的a为正极,b为负极,制取效果较好B.可以用NaCl溶液作为电解液C. A、B两端都必须用铁作电极D.阴极发生的反应是:2H++2e-===H2↑3.某兴趣小组设计如下图所示微型实验装置。
实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流计G指针偏转。
下列有关描述正确的是( )A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为2H++2Cl-Cl2↑+H2↑B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应式为Cl2+2e-===2Cl-D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极4.下列举措不能防止或减缓钢铁腐蚀的是( )A.在钢铁制品表面镀一层金属锌B.将钢铁制品放置在潮湿处C.在钢铁中加入锰、铬等金属,以改变钢铁结构D.将钢铁制品与电源负极相连5.金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)( )A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-===NiB.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt6.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如图,电解总反应为2Cu+H 2O Cu2O+H2↑。
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电化学一、单项选择题:本题包括7小题,每小题6分,共42分。
1.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。
下列有关说法错误的是()A .d 为石墨,铁片腐蚀加快B .d 为石墨,石墨上电极反应为:O 2+2H 2O +4e -===4OH -C .d 为锌块,铁片不易被腐蚀D .d 为锌块,铁片上电极反应为:2H ++2e -===H 2↑解析:选D。
由于活动性:Fe>石墨,所以铁、石墨及海水构成的原电池中,Fe 为负极,失去电子被氧化变为Fe 2+进入溶液,溶解在海水中的O 2在正极石墨上得到电子被还原,比没有形成原电池时的速率快,A 正确。
d 为石墨,由于是中性电解质,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨上O 2得到电子,发生还原反应,电极反应为:O 2+2H 2O+4e -===4OH -,B 正确。
若d 为锌块,由于金属活动性:Zn>Fe,Zn 为原电池的负极,Fe 为正极,首先被腐蚀的是Zn,Fe 得到保护,铁片不易被腐蚀,C 正确。
d 为锌块,由于电解质溶液为中性环境,发生的是吸氧腐蚀,在铁片上电极反应为:O 2+2H 2O+4e -===4OH -,D 错误。
2.在铜片上镀银时,下列叙述正确的是()①将铜片接在电源的正极上②将银片接在电源的正极上③在铜片上发生的反应是:Ag ++e -===Ag④在银片上发生的反应是:4OH --4e -===O 2↑+2H 2O ⑤需用硫酸铜溶液为电镀液⑥需用硝酸银溶液为电镀液A .①③⑥B .②③⑥C .①④⑤D .②③④⑥解析:选B。
在铜片上镀银时,需将铜片接在电源的负极上,将银片接在电源的正极上,用硝酸银溶液作电镀液。
在铜片上发生的反应是:Ag ++e -===Ag ,在银片上发生的反应是:Ag -e -===Ag +。
3.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。
放电时电池的总反应式为Li 1-x CoO 2+Li x C 6===LiCoO 2+C 6(x <1)。
下列关于该电池的说法不正确的是()A .放电时,Co 元素的化合价升高B .放电时,正极的电极反应式为Li 1-x CoO 2+x e -+x Li +===LiCoO 2C .充电时,Li +在电解液中由阳极向阴极迁移D .充电时,阴极的电极反应式为C 6+x Li ++x e -===Li x C 6解析:选A。
由放电时电池的总反应式可知,放电时Co 元素的化合价降低,A 项错误;放电时正极的电极反应式为Li 1-x CoO 2+x e -+x Li +===LiCoO 2,B 项正确;充电时阳离子由阳极向阴极迁移,C 项正确;充电时阴极反应与放电时负极反应互为逆反应,阴极反应式为C 6+x Li ++x e -===Li x C 6,D 项正确。
4.大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。
镍氢电池(Ni-MH 电池)正极板材料为NiOOH ,负极板材料为吸氢合金,下列关于该电池的说法中正确的是()A .放电时电池内部H +向负极移动B .充电时,将电池的负极与外接电源的正极相连C .充电时阳极反应式为Ni(OH)2+OH --e -===NiOOH +H 2O D .放电时负极的电极反应式为MH n -n e -===M +n H +解析:选C。
A 项,根据原电池工作原理,阳离子向正极移动,错误;B 项,充电时电池的负极要接电源的负极,电池的正极要接电源的正极,错误;C 项,根据电池工作原理图,电池正极的电极反应式:NiOOH +H 2O +e -===Ni(OH)2+OH -,充电是电解池,发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的,即阳极电极反应式:Ni(OH)2+OH --e -===NiOOH +H 2O ,正确;D 项,该电池的环境是碱性环境,不能有大量H +存在,电极反应式:MH n +n OH --n e -===M +n H 2O ,错误。
]5.钠硫高能蓄电池的结构如右图所示,M 为Na 2O 和Al 2O 3的混合物,电池的反应原理为2Na +x S 放电充电Na 2S x ,电池的工作温度为320℃。
下列说法错误的是()A.a为电池正极,b为电池负极B.电池放电时,正极反应为x S+2e-===S2-xC.电池充电时,Na所在电极连接电源的正极D.M的作用为导电和隔离钠与硫解析:选C。
由电池总反应可知金属钠发生氧化反应,因此b为负极,a为正极,A项正确;放电时硫得到电子转化为多硫离子,B项正确;钠所在电极是电池的负极,充电时与电源的负极相连,作电解池的阴极,C项错误;由图可知,M相当于电解质溶液,起到导电的作用,同时将钠和硫分离开,使其在不同的区域发生反应,D项正确6.斯坦福大学华人化学家戴宏杰的团队发明了一种“一分钟充满电”的新型铝离子电池。
该电池的电极材料为铝和C n[AlCl4](C n为石墨),有机物阳离子和[AlCl4]-组成离子液体,电池放电时,在负极附近形成[Al2Cl7]-。
充电和放电过程中离子液体中的阳离子浓度不变。
下列说法不正确的是()A.放电时,铝为电池负极,电极反应式为Al-3e-===Al3+B.放电时,负极材料和正极材料质量均减少C.充电和放电过程中,有机物阳离子移动方向相反D.充电时,阳极的电极反应式为[AlCl4]-+C n-e-===C n[AlCl4]解析:选A。
选项A,题目信息提示,负极形成[Al2Cl7]-,故电极反应式为Al+7[AlCl4]--3e-===4[Al2Cl7]-,错误。
选项B,放电时,Al溶解,负极质量减少,正极反应式为C n[AlCl4]+e-===[AlCl4]-+C n,质量也减少,正确。
选项C,放电时,阳离子从负极移向正极,充电时,阳离子从阳极移向阴极,正确。
选项D,充电时,电池的阳极发生氧化反应,正确。
]7.NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理如图。
该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y 。
下列说法正确的是()A .若将该电池中的熔融NaNO 3换成NaOH 溶液,则不可能产生电流B .电子从石墨Ⅱ电极流向石墨Ⅰ电极C .石墨Ⅰ电极的电极反应式为NO 2+NO -3-e -===N 2O 5D .NO 2只有还原性没有氧化性解析:选C。
NO 2能与NaOH 发生氧化还原反应,反应过程中有电子转移,故可产生电流,A 项错误;根据电池工作示意图,石墨Ⅱ电极上O 2得电子发生还原反应,为电池正极,石墨Ⅰ电极为电池负极,电子从石墨Ⅰ电极流向石墨Ⅱ电极,B 项错误;石墨Ⅰ电极上,NO 2失去电子与NO -3结合转化为N 2O 5,C 项正确;NO 2既有氧化性又有还原性,D 项错误。
]二、非选择题:本题包括4小题,共58分。
8.(13分)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动状态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。
下图是钒电池基本工作原理示意图:请回答下列问题:(1)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V 2+、V 3+、VO 2+、VO +2)为正极和负极,电池总反应式为VO 2++V 3++H 2O????充电放电V 2++VO +2+2H +。
放电时的正极反应式为____________________________________________________,充电时的阴极反应式为_________________________________________________________。
放电过程中,电解液的pH________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是________(填字母)。
a .VO +2、VO 2+混合液b .V 3+、V 2+混合液c .VO +2溶液d .VO 2+溶液e .V 3+溶液f .V 2+溶液(3)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是________。
答案:(1)VO +2+2H ++e -===VO 2++H 2O (3分)V 3++e -===V 2+(3分)升高(2分)(2)acd(3分)(3)H +(2分)解析:(1)正极反应是还原反应,由电池总反应可知放电时的正极反应式为VO +2+2H ++e -===VO 2++H 2O;充电时,阴极反应为还原反应,故为V 3+得电子生成V 2+的反应。
(2)充电时阳极反应式为VO 2++H 2O-e -===VO +2+2H +,故充电完毕的正极电解液为VO +2溶液,而放电完毕的正极电解液为VO 2+溶液,故正极电解液可能是选项a、c、d。
(3)充电和放电过程中,正极电解液与负极电解液不能混合,起平衡电荷作用的是加入的酸,故H +可以通过隔膜。
9.(13分)如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图,其中A 是纯铜片、B 是石墨,插在100mL CuSO 4稀溶液中,铜片、石墨与引出导线相连,引出端分别为X 、Y 。
(1)当以I A 的电流电解6min 后,测得铜片A 质量减少2.56g ,则图装置中的X 端应与直流电的________极相连。
(2)电解后将电源反接,2I A 的电流电解6min 后,假设溶液体积不变,测得溶液中CuSO 4物质的量浓度为0.1mol/L ,则原溶液中CuSO 4物质的量浓度________mol/L 。
溶液中H +的物质的量浓度为________mol/L 。
(3)列式计算实验测得阿伏加德罗常数N A (用I 表示)________mol -1。
(已知电子电量e =1.60×10-19C)答案:(1)正(2分)(2)0.5(3分)0.8(4分)(3)2.8I×1022(4分)解析:考查了阿伏加德罗常数的测定,电解原理的应用的相关知识。
(1)铜片A 的质量减少了,铜铁去电子发生氧化反应,表明A 是阳极,X 端应与直流电的正极相连。
(2)当以IA 的电流电解6min 后,测得铜片A 的质量减少了2.56g,铜的物质的量为2.56g 64g/mol=0.04mol,转移电子的物质的量为0.08mol,石墨上析出0.04mol 铜,电解后将电源反接,铜作阴极,石墨作阳有,首先,析出的铜放电溶解,转移电子0.08mol,然后电解硫酸铜溶液,方程式为2CuSO 4+2H 2O=====通电2H 2SO 4+2Cu+O 2↑,以2I A 的电流电解6min 后,转移电子的物质的量为0.08mol ×2=0.16mol ,则电解的硫酸铜的物质的量为0.16mol-0.08mol 2=0.04mol;原溶液中CuSO 4物质的量浓度为0.04mol 0.1L+0.1mol/L=0.5mol/L,生成的硫酸的物质的量为0.04mol×2=0.08mol/L,物质的量浓度为0.08mol 0.1L=0.8mol/L。