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电化学练习题带答案

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===Cl2↑

+-

(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,OH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

-2+-2+

(4)Zn-2e===Zn、Cu-2e===Cu 减小

23

(5)0.2×6.02×10 12.8 g

解析:甲装置中甲醚(CH3OCH3)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CO23-和H2O。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

2+2+

极。由于粗铜中含有锌等比铜活泼的金属,Zn得电子能力比Cu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 mol,O2+4e+2H2O===4OH,n(e)=0.4 mol,乙装置中,铁极为阴极:2H+2e

2+-

===H2↑,根据电子守恒知,n(H2)=0.2 mol,丙装置中阴极:Cu+2e===Cu,由电子守恒

-1

知,m(Cu)=0.2 mol×64 g·mol=12.8 g。

2+2+

10、解析:电池总反应为:Zn+Cu===Zn+Cu,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

-1-1

的量为x,则析出的Cu的物质的量也为x,所以,65 g·molx+64 g·molx=12.9 g,解得x=0.1 mol,由电极反应式可知1 mol Cu参加反应,转移电子为2 mol,所以整

0.1 mol

个反应中转移电子为0.2 mol。反应后溶液中的溶质为ZnSO4与CuSO4,c(ZnSO4)=

0.2 L

0.2 L×1 mol·L-1-0.1 mol-1-1

=0.5 mol·L,c(CuSO4)==0.5 mol·L。

0.2 L

-1-1

答案: 0.2 mol c(ZnSO4)=0.5 mol·L,c(CuSO4)=0.5 mol·L

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

2+

能引入新杂质,所以应选Zn将Cu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 O2+2H2O+4e===4OH (2)0.224 1

-1

(3)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l);ΔH=-1366.66 kJ·mol

13、解析:选A。由阴、阳离子的放电顺序可知,电解NaOH、H2SO4、Na2SO4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,H2SO4溶液的pH减

电解

小,Na2SO4溶液的pH不变;AgNO3的电解方程式为:4AgNO3+2H2O=====4Ag+O2↑+4HNO3,故溶液的pH减小。

2+-

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+2e

电解--

===Cu,阳极:4OH-4e===2H2O+O2↑,总反应:2CuSO4+2H2O=====2Cu+2H2SO4+O2↑,

从乙中所给的图象看每转移4 mol 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H2SO4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(AgNO3)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===H2↑,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O2、Cu、Cl2、H2,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(OH)3胶体微粒带有正电荷向阴极移动,D正确。

-1+-

17、解析:选C。选项A,电解1 mol·L HCl溶液,阴极2H+2e===H2↑,阳极2Cl--++-1

-2e===Cl2↑,H得电子,c(H)减小,pH增大。选项B,电解1 mol·L NaOH溶液,

+---

阴极2H+2e===H2↑,阳极4OH-4e===2H2O+O2↑,实质上电解水,NaOH浓缩,溶液的

-1+---

pH增大。选项C,电解1 mol·L Na2SO4溶液,阴极2H+2e===H2↑,阳极4OH-4e

-1

===2H2O+O2↑,实质上电解水,溶液的pH保持不变。选项D,电解1 mol·L NaCl溶

1 / 1

液,阴极2H+2e===H2↑,阳极2Cl-2e===Cl2↑,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↓、

2+2-

Pb+SO4===PbSO4↓,最后溶液就成了NaNO3溶液;而电解NaNO3溶液,实质就是电

电解

解水,电解方程式为:2H2O=====2H2↑+O2↑。氧化产物和还原产物的质量之比为m(O2)∶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Na2CO3溶液,实际是电解水,故Na2CO3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(CO2-3)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

-2+

为:Cu-2e===Cu,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:

12.8 g-

n(e-)=2n(Cu2+)=2×=0.4 mol。a极上的电极反应为:O2+4e+

64 g·mol-1

2H2O===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

0.4 mol-1-1

L·mol×n(O2)=22.4 L·mol×=2.24 L,故C项正确;装置中电子的流向

4

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:Cl2+H2OHCl+HClO,则a极上产生Cl2,a极为阳极,b极为阴极,故A、B项均正确;在

通电+

2NaCl+2H2O=====2NaOH+Cl2↑+H2↑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。

电解--

22、解析:(1)电解饱和食盐水的离子方程式:2Cl+2H2O=====2OH+Cl2↑+H2↑,在阴极区生成NaOH,使酚酞溶液变红。

2+

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

电解2+

铜;Y电极上析出无色气体,应该是O2,电解离子方程式:2Cu+2H2O=====2Cu+O2↑++

4H。

1.6 g+2+

①根据电解离子方程式得:n(H)=2n(Cu)=2×=0.05 mol,故溶液

64 g·mol-1

0.05 mol+-1

中c(H)==0.1 mol·L,溶液的pH=1。要使溶液恢复到以前,可以加入CuO

0.5 L

或CuCO3。

1

②根据电解离子方程式得:n(O2)=×n(Cu)=0.0125 mol,在标准状况下的体积V(O2)

2

-1

=22.4 L·mol×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SO2-4或NO-3;然后利用实验进行检验。

电解--

答案:(1)2Cl+2H2O=====2OH+Cl2↑+H2↑ 阴

(2)①1 CuO(或CuCO3) 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。

+----

1 / 1

答案:(1)M+2e===M M-2e===M 4OH-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。

1000 g

(2)1 L水为1000 g,物质的量为=55.6 mol,

18 g/mol

2

由 ,得转移的电子数为55.6×2 mol=1.1×10 mol。

-2-

(3)据该电池的工作原理图可知,被氧化的是H2,H2-2e+O===H2O,b极为原电池的

-2-

负极;被还原的是O2,O2+4e===2O,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。

2

答案:(1)D (2)1.1×10 mol

高温-2-

(3)O2+4e===2O 2H2+O2===== 2H2O

2+--2--+-

1 / 1

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