（新课标）广西2020高考化学二轮复习 专题二 化学基本理论 第6讲 电化学学案
第6讲 电化学
一、选择题(本题包括7个小题,每小题6分,共42分)
1.如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面图。下列说法正确的是( )
A.该电化学腐蚀为析氢腐蚀
B.图中生成铁锈最多的是C区域
C.A区域比B区域更易腐蚀
D.铁闸中的负极的电极反应:Fe-2e-Fe2+
答案D
解析海水为弱酸性,发生吸氧腐蚀,在酸性较强的条件下才发生析氢腐蚀,A错误。在B处,海水与氧气接触,与Fe最易形成原电池,发生的吸氧腐蚀的程度最大,生成铁锈最多,B错误。在B处,海水与氧气接触,与Fe最易形成原电池,所以B区域比A区域更易腐蚀,C错误。Fe作负极失电子生成亚铁离子,则负极的电极反应:Fe-2e-Fe2+,D正确。
2.原电池中,B极逐渐变粗,A极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的( )
A.A是Zn,B是Cu,C为稀硫酸
B.A是Cu,B是Zn,C为稀硫酸
C.A是Fe,B是Ag,C为稀AgNO3溶液
D.A是Ag,B是Fe,C为稀AgNO3溶液
答案C
解析在原电池中,一般活泼金属作负极,失去电子发生氧化反应(金属被氧化)而逐渐溶解(或质量减轻);不活泼金属(或导电的非金属)作正极,发生还原反应有金属析出(质量增加)或有气体放出;依据题意可知A为负极、B为正极,即活泼性A大于B,且A能从电解质溶液中置换出金属单质。只有C正确。
3.(2017海南高考,10)一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是( )
A.Pd电极b为阴极
B.阴极的反应式为N2+6H++6e-2NH3
C.H+由阳极向阴极迁移
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D.陶瓷可以隔离N2和H2
答案A
解析Pd电极b上是氢气发生氧化反应,Pd电极b为阳极,A错误。Pd电极a为阴极,N2发生还原反应,N2+6H++6e-2NH3,B正确。阳离子向阴极移动,C正确。陶瓷隔离N2和H2,使之分别在阴极、阳极放电,D正确。
4.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( )
图1
图2
A.铜棒的质量 B.c(Zn2+)
C.c(H+) D.c(S)
答案C
解析该装置构成原电池,Zn是负极,Cu是正极。在正极Cu附近溶液中的H+获得电子变为氢气,Cu电极的质量不变,A错误。由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,B错误。由于反应不断消耗H+,所以溶液的c(H+)逐渐降低,C正确。S不参加反应,其浓度不变,D错误。
5.我国科研人员以Zn和尖晶石型锰酸锌(ZnMn2O4)为电极材料,研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式:xZn+Zn1-xMn2O4ZnMn2O4(0
”)0.15 mol。
(4)若欲使所得电解质溶液复原到500 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液,应对溶液进行怎样处理? 。
答案(1)2H++2e-H2↑
(2)电解持续进行,H+电解完后,电解过程发生转变,阳极反应式为Cu-2e-Cu2+,阴极反应式为Cu2++2e-Cu,电解质溶液的组成、浓度不再发生变化,溶液的pH也不再发生变化 Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+
(3)>
(4)向溶液中通入约0.05 mol H2S
解析根据题意及表中数据可知,电解刚开始阶段,阳极反应式是Cu-2e-Cu2+,阴极反应式为2H++2e-H2↑;随着电解的继续,溶液中Cu2+的浓度增大,此时阳极反应不变,而H+已被电解完,阴极反应则变成Cu2++2e-Cu;若电解过程中只有电镀铜的过程,阳极溶解的铜与阴极生成的铜质量相同,溶液的组成保持不变,则阳极铜的减少量为=4.8 g,转移电子的物质的量为0.15 mol,而实际上先有H2产生,后有电镀铜的过程,故实际转移电子的物质的量大于0.15 mol;要使溶液复原则需要通入H2S,H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4。
10.(16分)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应: (用离子方程式表示)设计的原电池装置,反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过 mol电子。
(2)其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,石墨电极反应式为 ,这是由于NH4Cl溶液显 (填“酸性”“碱性”或“中性”),用离子方程式表示溶液显此性的原因:
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,用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,写出发生反应的离子方程式: ,然后滴加几滴硫氰化钾溶液,溶液变红,继续滴加过量新制饱和氯水,颜色褪去,同学们对此做了多种假设,某同学的假设是:“溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。”如果+3价铁被氧化为Fe,试写出该反应的离子方程式: 。
(3)如图其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型,如图所示。一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液,现象是 ,电极反应为 ;乙装置中石墨(1)为 (填“正”“负”“阴”或“阳”)极,乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为 ,产物常用 检验,反应的离子方程式为 。
答案(1)Fe+Cu2+Fe2++Cu 0.2
(2)2H++2e-H2↑ 酸性 N+H2O
NH3·H2O+H+ 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- 2Fe3++3Cl2+8H2O2Fe+6Cl-+16H+
(3)溶液变红 O2+2H2O+4e-4OH- 阴 2Cl--2e-Cl2↑ 湿润淀粉碘化钾试纸 Cl2+2I-2Cl-+I2
解析(1)设导线中通过的电子的物质的量为x,则负极质量减少28 g·mol-1·x,正极质量增加32 g·mol-1·x,28x+32x=12,x=0.2 mol。(2)NH4Cl水解,溶液显酸性,正极上H+得电子,负极上Fe失电子生成Fe2+。Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,Cl2过量时,发生的反应为2Fe3++3Cl2+8H2O2Fe+6Cl-+16H+。(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池,乙装置成为电解池。甲中Fe为负极,Cu为正极,正极电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,滴加酚酞后,溶液变红色。乙中石墨(1)为阴极,与铜丝相连的电极为阳极,电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,Cl2可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。
11.(2018安徽合肥质检)(16分)如图所示,U形管内盛有100 mL的溶液,按要求回答下列问题:
(1)断开K2,闭合K1,若所盛溶液为CuSO4溶液,则A极为 极,B极的电极反应式为 。若所盛溶液为KCl溶液,则B极的电极反应式为 。
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(2)断开K1,闭合K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,则:①A电极附近可以观察到的现象是 ,Na+移向 (填“A”或“B”)极。
②B电极上的电极反应式为 ,总反应的化学方程式是 。
③反应一段时间后断开K2,若忽略溶液的体积变化和气体的溶解,B极产生气体的体积(标准状况)为11.2 mL,将溶液充分混合,溶液的pH约为 。若要使电解质溶液恢复到原状态,需向U形管内加入或通入一定量的 。
答案(1)负 Cu2++2e-Cu O2+2H2O+4e-4OH-
(2)①溶液变红 A ②2Cl--2e-Cl2↑ 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ ③12 HCl
解析(1)断开K2,闭合K1时,该装置是原电池,锌作负极,碳作正极,正极上铜离子得电子生成铜,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-Cu;所盛溶液为KCl溶液时发生锌的吸氧腐蚀,正极(B极)的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-;(2)断开K1,闭合K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,①该装置是电解池,碳棒是阳极,锌棒是阴极,电解时,锌棒上氢离子放电生成氢气,同时电极附近生成的氢氧根离子导致溶液呈碱性,使酚酞变红;溶液中的Na+向阴极移动,即向A电极移动;②电解时,阳极B上氯离子放电生成氯气:2Cl--2e-Cl2↑,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池总反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;③由②可知,B极产生(标准状况)11.2 mL Cl2,生成0.001 mol NaOH。故c(OH-)=0.01 mol·L-1,c(H+)=mol·L-1=10-12 mol·L-1,故pH=12。两极逸出的气体分别是H2和Cl2,故要使电解质溶液恢复到原状态,需向U形管内通入一定量的HCl气体。
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