- 2021-04-14 发布 |
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文档介绍
高三化学一轮单元卷:第十二章 电化学基础 B卷
一轮单元训练金卷·高三·化学卷(B) 第十二单元 电化学基础 注意事项: 1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Al:27 Cu:64 Zn:65 一、选择题(每小题3分,共48分) 1.课堂学习中,同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是 A.原电池是将化学能转化成电能的装置 B.原电池由电极、电解质溶液和导线等组成 C.图中a极为铝条、b极为锌片时,导线中会产生电流 D.图中a极为锌片、b极为铜片时,电子由铜片通过导线流向锌片 2.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 3.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是 A.铜电极上发生氧化反应 B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO)减小 C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加 D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡 4.MgAgCl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↑ 5.锌空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是 A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动 B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小 C.放电时,负极反应为Zn+4OH--2e-===Zn(OH) D.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况) 6.一种用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池原理示意如图,下列有关该电池说法正确的是 A.该电池工作时,每消耗22.4 L NH3转移3 mol电子 B.电子由电极A经外电路流向电极B C.电池工作时,OH-向电极B移动 D.电极B上发生的电极反应为O2+ 4H++ 4e-===2H2O 7.载人空间站的生态系统中,要求分离人呼出的二氧化碳,同时需要提供氧气。某电化学装置利用太阳能转化的电能可以实现上述要求,同时还有燃料一氧化碳生成,该电化学装置中得电子的电极发生的反应是2CO2+4e-+2H2O===2CO+4OH-。下列判断错误的是 A.上述电化学装置相当于电解池 B.上述装置进行的总反应为2CO2===2CO+O2 C.反应结束后该电化学装置中的电解质溶液碱性增强 D.失电子的电极发生的反应是4OH--4e-===2H2O+O2↑ 8.高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途,用镍(Ni)、铁作电极电解NaOH浓溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列说法合理的是 A.镍电极上的电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH- B.铁是阳极,电极反应为Fe-2e-+OH-===Fe(OH)2↓ C.若隔膜为阴离子交换膜,则OH-自右向左移动 D.电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高,最终溶液pH不变 9.目前科学家已开发出一种新型燃料电池——固体氧化物电池,该电池用辛烷(C8H18)作燃料,电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子,下列说法正确的是 A.电池工作时,氧气发生氧化反应 B.电池负极的电极反应:O2+2H2O+4e-===4OH- C.电池负极的电极反应:C8H18+25O2--50e-===8CO2↑+9H2O D.若消耗的O2为11.2 L(标准状况),则电池中有1 mol电子发生转移 10.如图中X为电源,Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是 A.滤纸上c点附近会变红色 B.Cu电极质量减小,Pt电极质量增大 C.Z中溶液的pH先减小,后增大 D.溶液中的SO向Cu电极定向移动 11.下图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。下列说法不正确的是 A.该仪器工作时酒精浓度越大,则电流强度越大 B.工作时外电路电子流向为X→Y C.检测结束后,X极区的pH增大 D.电池总反应为2CH3CH2OH+O2===2CH3CHO+2H2O 12.铝阳极氧化处理后形成的氧化膜比铝的天然氧化膜耐磨性、耐腐蚀性及装饰性有明显的提高,工业中以铝为阳极,置于硫酸溶液中电解,装置如图所示,下列说法正确的是 A.阳极电极方程式为Al-3e-+6OH-===Al2O3+3H2O B.随着电解的进行,溶液的pH逐渐增大 C.当阴极生成气体3.36 L(标准状况)时,阳极增重2.4 g D.电解过程中H+移向铝电极 13.把物质的量均为0.1 mol的CuCl2和H2SO4溶于水制成100 mL的混合溶液,用石墨作电极电解,并收集两电极所产生的气体,一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同。则下列描述正确的是 A.电路中共转移0.6NA个电子 B.阳极得到的气体中O2的物质的量为0.2 mol C.阴极质量增加3.2 g D.电解后剩余溶液中硫酸的浓度为1 mol·L-1 14.1 L某溶液中含有的离子如下表: 离子 Cu2+ Al3+ NO Cl- 物质的量浓度(mol/L) 1 1 a 1 用惰性电极电解该溶液,当电路中有3 mol e-通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),下列说法正确的是 A.电解后溶液呈酸性 B.a=3 C.阳极生成1.5 mol Cl2 D.阴极析出的金属是铜与铝 15.用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液,其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是 A.阳极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑ B.通电后阴极区附近溶液pH会增大 C.K+通过交换膜从阴极区移向阳极区 D.纯净的KOH溶液从b口导出 16.用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所得的混合液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,下列有关说法中不正确的是 A.X为直流电源的负极,Y为直流电源的正极 B.阳极区pH增大 C.图中的b>a D.该过程中的产品主要为H2SO4和H2 二、非选择题(共52分) 17.根据下列原电池的装置图,回答问题: (1)若C为稀H2SO4溶液,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且作负极,则A电极上发生的电极反应式为__________________________;反应进行一段时间后溶液C的pH将________(填“升高”“降低”或“基本不变”)。 (2)若需将反应:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置,则负极A极材料为____________,正极B极材料为____________,溶液C为____________。 (3)用CH4和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下: ①则电极b是____(填“正极”或“负极”),电极a的反应方程式为_______________。 ②若线路中转移2 mol电子,则上述燃料电池消耗的O2在标准状况下的体积为____L。 18.Ⅰ.Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2。 (1)电池正极发生的电极反应为_______________________________。 (2)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是________________________________________,反应的化学方程式为_____________________________________________________。 Ⅱ.熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。 (3)该燃料电池负极电极反应式为____________________________________________。 (4)该燃料电池正极电极反应式为____________________________________________。 19.(1)高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置: ①该电池放电时正极的电极反应式为_______________________________________;若维持电流强度为1 A,电池工作十分钟,理论消耗Zn________g(已知F=96 500 C·mol-1)。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向______(填“左”或“右”)移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向________(填“左”或“右”)移动。 ③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有 ________________________________________________________________________。 (2)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式是_______________,A是________。 (3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON (固溶体)内自由移动,工作时O2-的移动方向________(填“从a到b”或“从b到a”),负极发生的电极反应式为__________________________。 20.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a,X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题: (1)若X、Y都是惰性电极,a是AgNO3 溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴石蕊试液,则: ①电解池中Y电极上的电极反应式为____________________________________;在Y电极附近观察到的实验现象是__________________________________________;检验该电极反应产物的方法是__________________________________________。 ②X电极上的电极反应式为______________________________________________。 (2)如要用电解方法精炼粗镍,电解液a选用Ni(NO3)2溶液,则: ①X电极的材料是________,电极反应式为___________________________________。 ②Y电极的材料是________,电极反应式为___________________________________。( 说明:杂质发生的电极反应不必写出) 21.(1)电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。 电化学降解NO的原理如图,电源正极为________(填“A”或“B”),阴极反应式为 ________________________________________________________________________。 (2)如图是一种用电解原理来制备H2O2,并用产生的H2O2处理废氨水的装置。 ①为了不影响H2O2的产量,需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5,则所得溶液中c(NH)________(填“>”“<”或“=”)c(NO)。 ②Ir-Ru惰性电极吸附O2生成H2O2,其电极反应式为________________________。 ③理论上电路中每转移3 mol e-,最多可以处理废氨水中溶质(以NH3计)的质量是________g。 (3)电解法也可以利用KHCO3使K2CO3溶液再生。其原理如图所示,KHCO3应进入________(填“阴极”或“阳极”)室。 简述再生K2CO3的原理:_________________________________________________。 一轮单元训练金卷·高三·化学卷(B) 第十二单元 电化学基础 答 案 一、选择题(每小题3分,共48分) 1.【答案】D 【解析】原电池是将化学能转化成电能的装置,A正确;原电池由电极、电解质溶液和导线等组成,B正确;图中a极为铝条、b极为锌片时,构成原电池,导线中会产生电流,C正确;图中a极为锌片、b极为铜片时,锌片作负极,电子由锌片通过导线流向铜片,D错误。 2.【答案】D 【解析】选D。电解饱和NaCl溶液,阳极生成Cl2,Cl2与水反应生成HClO和HCl,盐酸具有酸性,可使pH试纸变红色,HClO具有漂白性,又可将红色漂白,故内圆为白色,外圈为红色,可推出a为阳极,b为阴极,A正确;a为阳极与电源正极相连,B正确;电解过程中,H2O得电子,为氧化剂,C正确;b电极附近有OH-生成,pH增大,D错误。 3.【答案】C 【解析】A.Cu作正极,电极上发生还原反应,错误;B.电池工作过程中,SO不参加电极反应,故甲池的c(SO)基本不变,错误;C.电池工作时,甲池反应为Zn-2e-===Zn2+,乙池反应为Cu2++2e-===Cu,甲池中Zn2+会通过阳离子交换膜进入乙池,以维持溶液中电荷平衡,由电极反应式可知,乙池中每有64 g Cu析出,则进入乙池的Zn2+为65 g,溶液总质量略有增加,正确;D.由题干信息可知,阴离子不能通过阳离子交换膜,错误。 4.【答案】B 【解析】根据题意,电池总反应式为Mg+2AgCl===MgCl2+2Ag,正极反应式为2AgCl+2e-===2Cl-+2Ag,负极反应式为Mg-2e-===Mg2+,A项正确,B项错误;对原电池来说,阴离子由正极移向负极,C项正确;由于镁是活泼金属,则负极会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑,D项正确。 5.【答案】C 【解析】K+带正电荷,充电时K+应该向阴极移动,A项错误。根据该电池放电的总反应可知,放电时消耗OH-,则充电时,OH-浓度应增大,B项错误。放电时,Zn为负极,失去电子生成Zn(OH),其电极反应为Zn+4OH--2e-===Zn(OH),C项正确。消耗1 mol O2转移4 mol电子,故转移2 mol电子时消耗0.5 mol O2,0.5 mol O2在标准状况下的体积为11.2 L,D项错误。 6.【答案】B 【解析】选B。A项,温度、压强未知,不能计算22.4 L NH3的物质的量,错误;B项,该电池中通入氧气的电极B为正极,电极A为负极,电子由电极A经外电路流向电极B,正确;C项,电池工作时,OH-向负极移动,错误;D项,该电池电解质溶液为NaOH溶液,电极B上发生的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,错误。 7.【答案】C 【解析】A.该电池是利用电能转化为化学能,符合电解池原理,所以上述电化学装置相当于电解池,故A正确;B.该电池中,阴极上电极反应式为2CO2+4e-+2H2O===2CO+4OH- ,阳极上氢氧根离子失电子生成氧气,得失电子相同条件下将两个电极反应式相加即得电池总反应式为2CO2===2CO+O2,故B正确;C.阴极反应生成的OH-在阳极完全反应,电池总反应式为2CO2===2CO+O2,所以反应结束后该电化学装置中的电解质溶液碱性不变,故C错误;D.阳极上氢氧根离子失电子生成氧气供给呼吸,电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑,故D正确。 8.【答案】A 【解析】选A。A.用镍(Ni)、铁作电极电解NaOH浓溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4),铁失电子生成高铁酸根,则铁作阳极,镍作阴极,溶液中的氢离子在阴极放电生成氢气,则电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,A项正确;B.根据上述分析,铁是阳极,电极反应为Fe+8OH--6e-===FeO+4H2O,B项错误;C.若隔膜为阴离子交换膜,则OH-自左向右移动,C项错误;D.电解时阳极区的电极反应为Fe+8OH--6e-===FeO+4H2O,pH降低,阴极区电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,pH升高,电池的总反应为Fe+2H2O+2OH-===FeO+3H2↑,最终溶液pH降低,D项错误。 9.【答案】C 【解析】选C。该电池工作时,正极上氧气得电子发生还原反应,A项错误;负极上燃料辛烷失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+25O2--50e-===8CO2↑+9H2O,B项错误,C项正确;标准状况下11.2 L氧气的物质的量为0.5 mol,根据O2+4e-===2O2-,当消耗0.5 mol氧气转移电子的物质的量为氧气的4倍,所以转移电子的物质的量为2 mol,D项错误。 10.【答案】A 【解析】选A。紫红色斑即MnO向d端扩散,根据阴离子向阳极移动的原理,可知d端为阳极,即b为正极,a为负极,c为阴极,NaCl溶液中H+放电,产生OH-,c点附近会变红色,A正确;电解硫酸铜溶液时,Pt为阳极,溶液中的OH-放电:4OH--4e-===2H2O+O2↑,Cu为阴极,溶液中的Cu2+得电子,生成铜,总反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,Pt电极附近生成H+,则SO向Pt电极定向移动,B、D不正确。随着电解的进行,Z中溶液变为硫酸溶液,继续电解则为电解水,硫酸浓度增大,pH减小,C不正确。 11.【答案】C 【解析】选C。A.该图为酒精燃料电池,该仪器工作时酒精浓度越大,则单位时间内转移电子数越多,电流强度越大,正确;B.燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反应作原电池的负极,所以X是负极,Y是正极,电子从外电路的负极流向正极,正确;C.酒精发生氧化反应生成乙醛和氢离子,所以X极区的氢离子浓度增大,pH减小,错误;D.燃料电池的反应实质就是乙醇与氧气反应生成乙醛和水,所以电池总反应为2CH3CH2OH+O2===2CH3CHO+2H2O,正确。 12.【答案】C 【解析】选C。电解质为硫酸溶液,OH-不可能参加反应,A错误;根据原电池装置和题目信息可知电解总反应方程式为2Al+3H2OAl2O3+3H2↑,H2O减少,溶液的pH逐渐减小,B错误;阴极反应为2H++2e-===H2↑,H2的物质的量为3.36 L÷22.4 L·mol-1=0.15 mol,则转移电子为2×0.15 mol=0.3 mol,阳极反应为2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+。根据差量法进行计算:设阳极增重的质量为x。 2Al+3H2O===Al2O3+3H2↑~6e- Δm 6 mol 48 g 0.3 mol x =,解得x=2.4 g,即阳极增重2.4 g,C正确;根据电流的方向可知,阳离子移向阴极,所以H+移向石墨电极,D错误。 13.【答案】A 【解析】选A。阳极开始产生Cl2,后产生O2,阴极开始产生Cu,后产生H2,根据题意两极收集到的气体在相同条件下体积相同,则阴极产生0.2 mol H2,阳极产生0.1 mol Cl2和0.1 mol O2,则转移电子数为0.6NA,A正确、B错误;阴极析出铜0.1 mol,即6.4 g,C错误;电解后溶液的体积未知,故不能计算浓度,D错误。 14.【答案】A 【解析】选A。 1 mol Cu2+放电的过程中,另一极Cl-和OH-各放电1 mol,故溶液显酸性,A 正确;根据电荷守恒可推知a=4,B不正确;Cl-的物质的量为1 mol,阳极不会产生1.5 mol Cl2,C不正确;铝较活泼,在溶液中Al3+不会放电,D不正确。 15.【答案】C 【解析】选C。A项,阳极发生氧化反应,电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑,A正确;B项,阴极发生还原反应,消耗氢离子产生氢气,必然会使溶液中氢离子浓度减小,所以溶液pH增大,B正确;C项,钾离子是通过交换膜从阳极移向阴极,这样才可以达到提纯氢氧化钾的作用,C错误;D项,纯净的KOH在阴极制得从b口排出,D正确。 16.【答案】 【解析】选B。由图可知与X电极相连的电极区发生还原反应:2H++2e-===H2↑,所以Pt(Ⅰ)为阴极,X为直流电源的负极,Y为直流电源的正极,A正确。在阴极区由于发生反应2H++2e-===H2↑,破坏了附近的水的电离平衡,水继续电离,最终导致阴极区的 c(OH-)增大,pH增大,溶液碱性增强;在阳极区,发生反应SO-2e-+H2O===SO+2H+,HSO-2e-+H2O===SO+3H+,溶液中的 c(H+)增大,溶液的酸性增强,pH减小,B错误。根据B选项的分析可知在阳极区由于不断产生硫酸,所以产生的硫酸的浓度比加入的硫酸的浓度要大,C正确。在反应的过程中,阳极区不断产生H2SO4,阴极区不断产生H2,阴极区得到的Na2SO3溶液则循环使用,因此该过程中的产品主要为H2SO4和H2,D正确。 二、非选择题(共52分) 17.【答案】:(1)2H++2e-===H2↑ 升高 (2)Cu 石墨(或比铜活泼性弱的金属) 含Fe3+的溶液 (3)①正极 CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+ ②11.2 【解析】(1)若C为稀H2SO4溶液,电流表指针发生偏转,B电极材料为Fe且作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,A电极为正极,溶液中氢离子得到电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-===H2↑;氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大,溶液pH升高。(2)将反应Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+设计成如题图所示的原电池装置,Cu元素的化合价由0价升高到+2价,失电子作原电池的负极,则负极A极材料为Cu,正极B极材料为石墨或比铜活泼性弱的金属,Fe3+在正极得电子发生还原反应,溶液C用可溶性铁盐,即含Fe3+的溶液。(3)①根据甲烷燃料电池的结构示意图可知,电子流出的电极为负极,a为负极,b为正极,在燃料电池中,氧气在正极得电子发生还原反应,甲烷在负极失电子发生氧化反应,所以电极a的反应方程式为CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+。②根据正极电极反应式:O2+4e-+4H+===2H2O,可知线路中转移2 mol电子时,消耗的O2为0.5 mol,在标准状况下的体积为0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。 18.【答案】 (1)2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2 (2)出现白雾,有刺激性气体生成 SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑ (3)C4H10+13CO-26e-===17CO2+5H2O (4)O2+2CO2+4e-===2CO 【解析】(1)原电池的负极发生氧化反应,电极反应式为4Li-4e-+4Cl-===4LiCl,则正极的电极反应式用总反应方程式减去负极反应得2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2。(2)用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成,说明反应过程中S元素的化合价仍是+4价,未发生氧化还原反应,所以SOCl2与水反应的产物是二氧化硫与氯化氢,氯化氢与水结合形成白雾,则实验现象是出现白雾,有刺激性气味气体生成;化学方程式为SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑。(3)燃料电池的负极发生氧化反应,所以丁烷在负极发生氧化反应,失去电子,因为熔融的K2CO3为电解质,所以生成二氧化碳和水,电极反应式为C4H10+13CO-26e-===17CO2+5H2O。(4)正极是氧气发生还原反应,并与二氧化碳结合生成碳酸根离子,电极反应式为O2+2CO2+4e-===2CO。 19.【答案】 (1)①FeO+4H2O+3e-===Fe(OH)3↓+5OH- 0.2 ②右 左 ③使用时间长、工作电压稳定 (2)N2+8H++6e-===2NH 氯化铵 (3)从b到a CO+O2--2e-===CO2 【解析】(1)①放电时石墨为正极,高铁酸钾在正极上发生还原反应,电极反应式为FeO+4H2O+3e-===Fe(OH)3↓+5OH-;若维持电流强度为1 A,电池工作十分钟,转移电子的物质的量为1×10×60÷96 500=0.006 2mol。理论消耗Zn的质量为0.006 2 mol÷2×65 g·mol-1≈0.2 g。 ②电池工作时,阴离子移向负极,阳离子移向正极,所以盐桥中氯离子向右移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向左移动。 ③由题图中高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,可知高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定。 (2)该电池的本质反应是合成氨反应,电池中氢气失电子在负极发生氧化反应,氮气得电子在正极发生还原反应,则正极反应式为N2+8H++6e-===2NH,氨气与HCl反应生成氯化铵,则电解质溶液为氯化铵溶液。 (3)工作时电极b作正极,O2-由电极b移向电极a;该装置是原电池,通入一氧化碳的电极a是负极,负极上一氧化碳失去电子发生氧化反应,电极反应式为CO+O2--2e-===CO2。 20.【答案】(1)①2H2O-4e-===4H++O2↑ 有无色气体放出,溶液变红 用带火星的木条检验,木条复燃 ②4Ag++4e-===4Ag (2)①纯镍 Ni2++2e-===Ni ②粗镍 Ni-2e-===Ni2+ 【解析】(1)用惰性电极电解AgNO3溶液时,阳极反应:2H2O-4e-===4H++O2↑;阴极反应:4Ag++4e-===4Ag。与电源正极相连的电极为阳极,反之为阴极。所以X为阴极,Y为阳极。Y电极在反应过程中消耗了H2O电离出的OH-,生成了H+,溶液呈酸性,加入石蕊试液显红色,Y电极产生氧气,能使带火星的木条复燃;X电极产生Ag。(2)电解精炼Ni时,用粗镍作阳极,纯镍为阴极。反应过程中阳极上的Ni以及比Ni活泼的金属失去电子,成为离子,进入溶液,活泼性比Ni差的金属形成阳极泥;在阴极只有Ni2+能得电子成为单质,其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图,X为阴极,Y为阳极,所以,X电极的材料是纯镍,电极反应式为Ni2++2e- ===Ni;Y电极的材料是粗镍,电极反应式为Ni-2e-===Ni2+。 21.【答案】(1)A 2NO+12H++10e-===N2↑+6H2O (2)①< ②O2+2H++2e-===H2O2 ③17 (3)阴极 在阴极水电离产生的H+得电子生成H2,产生的OH-和HCO反应生成CO,使得K2CO3再生 【解析】(1)由题给原理图可知,Ag-Pt电极上NO发生还原反应生成氮气,因此Ag-Pt电极为阴极,电极反应式为2NO+12H++10e-===N2↑+6H2O,则B为电源负极,A为电源正极。 (2) ①溶液呈现电中性,c(NH)+c(H+)=c(NO)+c(OH-),pH约为5呈酸性,即 c(H+)>c(OH-),则c(NH)<c(NO);②Ir-Ru惰性电极吸附氧气,氧气得电子发生还原反应:O2+2H++2e-===H2O2;③4NH3+3O2===2N2+6H2O中,4 mol氨气转移12 mol电子,因此转移3 mol电子时,最多可以处理氨水中溶质NH3的物质的量为1 mol,其质量为17 g。 (3)根据题图所示,可知在阴极水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出,产生的OH-和HCO反应生成CO,使得K2CO3再生。查看更多