M
离子
N
1
[徴主物
1越悅
交换膜
V
壽1
1
1Chb
)
乙
12.(2013江苏南京质检)甲图为一种新型污水处理装置,该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。
乙图是一种家用环保型消毒液发生器,用惰性电极电解饱和食盐水。
下列说法中不正确的是(
A•装置乙的a极要与装置甲的X极连接
B.装置乙中b极的电极反应式为2C1■-2e—===ci2r
C•若有机废水中主要含有葡萄糖,则装置甲中M极发生的电极反应为C6H12O6+6H2O—24e_===682f+24H+
D・N电极发生还原反应,当N电极消耗5.6L(标况下)气体时,则有2Na个H+通过离子交换膜
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(9分)从H+、Cu2+、Na+、S04—、Cl—五种离子中两两恰当地组成电解质,按下列要求进行电解:
(1)以碳棒为电极,使电解质质量减少,水量不变进行电解,则采用的电解质是。
(2)以碳棒为电极,使电解质质量不变,水量减少进行电解,则采用的电解质是
(3)以铂为电极,使电解质和水量都减少进行电解,则电解质是。
14.(12分)
(1)某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料,实现了在通常条件下不能发生的反应:
Cu+H2SO4(稀)===CuS04+H2T。
请在下边方框内画出能够实现这一反应的实验装置图。
(2)某同学在做铜与稀硫酸的上述反应实验时,看到碳棒和铜棒上都有气泡产生,但铜棒却没有被腐蚀。
请你分析其原因;_此时的电池反应为
15.(15分)(2013安徽合肥质检)第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。
汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
MH.
ELO:
HJ}
\\曲IS■|
OH-:
OH'
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。
镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式为H2
+2NiOOH放电2Ni(OH)2。
根据所给信息判
断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH(填“增大”“减小”或“不
变”),该电极的电极反应式为
(2)CU2O是一种半导体材料,可通过如图所示的电解装置制取,电解总反应式为2Cu+
H2O=====CU2O+H2f,阴极的电极反应式是
用镍氢电池作为电源进行电解,当电池中有
1molH2被消耗时,CU2O的理论产量为
g
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的蚀。
为防止这种腐蚀,
通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像
铅酸蓄电池这样的直流电源的极(填
“正”或“负”)相连。
16.(16分)钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。
现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为
O
Uh
匚迪①溶灌
(2)下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀
在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。
装置示意图如右图:
1A电极对应的金属是(写元素名
称),B电极的电极反应式是
2若电镀前A、B两金属片质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12g,则电镀时电路中通过的电子为mol。
3镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因
课时作业(二十)
1.C电离是电解质在水溶液中或熔融状态下离解成阴、阳离子的过程,不需要通电;电化学腐蚀属于原电池反应,是化学能转变为电能的过程,故C项正确。
2.C
3.D在铜锌原电池中,Zn活泼性大于铜,铜是正极,A对。
电解精炼铜时,粗铜作电解池的阳极,B对。
电镀时,应用镀层金属作阳极,C对。
铜是活性电极,作阳极时,Cu—2e「===Cu2+,溶液中阴离子无法放电,故电解水制H2、O2时,应用惰性电极。
4.CA、D均可由Fe、Cu构成原电池而加速铁的腐蚀,在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件,铁是活泼金属作负极,碳作正极,C中铜镀层把铁完全覆盖,构不成原电池而不被腐蚀。
5.B将氯化铝溶液蒸干灼烧得到Al2O3,电解熔融的AI2O3,阳极为02—放电,阳极产物为氧气;阴极为Al3+放电,阴极产物为AI。
6.B装置A和C中无外接电源,且符合
构成原电池的条件,是原电池装置,铜作正极,
放出H2。
装置B是电解池装置,铜作阳极,失去电子逐渐溶解,无气体生成。
装置D也是电解池装置,铜作阴极,阴极H+得到电子生成H2。
7.DAICI3溶液中存在Al3*、H十,通电时后者先得电子,故阴极得到的不是铝,而是氢气,A不能达到目的;B中的这种原电池中,电流会迅速衰减,乙装置不能达到目的;丙装置是牺牲阳极的阴极保护法,其中阳极材料要为活泼的金属,故不能达到预期目的。
8.A由题意知,通电后a极板质量增加,说明有金属析出,由此可知,a极为电解池的阴极,则X为电源负极,B、C均不符合;又b极放出的是无色无味的气体,可淘汰D。
9.Ba为负极,应与纯铜即与d极相连,b为正极,应与粗铜即与c极相连,A错误。
b极析出H2,而d极析出Cu,B正确。
b极附近溶液的pH升高,C错误。
电解过程中,d极析出Cu,c极溶解的不仅有Cu,还有各种金属杂质,因而Y装置中Cu2+的浓度是减小的,D错误。
10.CA项Fe比Cu活泼,总反应为Fe
+2Fe3+===3Fe2+;B项Fe为负极,发生的电极反应为Fe-2e-===Fe2+;C项电泳时,Fe(OH)3胶粒带正电移向石墨n电极;D项根据电流方向,c极为粗铜,d极为纯铜。
11.B开关K置于A处时,铁棒接电源的负极,受到保护,可减缓铁的腐蚀,A项正确;开关K置于B处时,锌棒、铁棒和食盐水形成原电池,溶液呈中性,铁电极上的反应式为O2
+4e-+2H2O===4OH-,B项错误;若X为锌棒,开关K置于A处时,铁棒接电源的负极,受到保护,开关K置于B处时,锌的活泼性比铁的强,锌失去电子作负极,保护铁棒,C项正确;若X为碳棒,开关K置于A处时,H*在阴极上得电子形成H2,D项正确。
12.D由图甲分析得出M(或X)为负极,N(或Y)为正极,由图乙分析得出a为阴极,b为阳极。
乙的a极要与甲的X极相连接,A项正确;乙的b极为阳极,氯离子放电,B项正确;因图甲中传递的是质子,葡萄糖在M极放电,故电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2T+24H+,C项正确;氧气在N电极得到电子,电极反应式为O2+4H++4e-
===2出0,故消耗5.6L氧气时,转移1mol电子,即有Na个H+通过离子交换膜,D项错误。
13.解析:
(1)电解电解质型,水不参与反应,可以是无氧酸或较不活泼金属的无氧酸盐,如HCl、CuCl2。
(2)电解水型,电解质不参与反应,只起增强溶液导电性作用,可以是含氧酸,活泼金属的含氧酸盐或强碱,如H2SO4、Na2SO4。
(3)电解质和水均参与反应,可以是较不活泼金属的含氧酸盐或活泼金属的无氧酸盐,如CuSO4、NaCl。
答案:
(1)HCl、CuCl2
(2)H2SO4、Na2SO4(3)CuSO4、NaCl
14.解析:
(1)由于铜的活泼性弱于氢,故通常条件下反应Cu+H2SO4(稀)===CuSO4+Hzf不能发生,但若设计成电解池,Cu作阳极,碳棒作阴极,则可实现上述反应。
(2)若将上述装置的电源接反,亦即碳棒为阳极,铜棒作阴极,则实际为电解水,两极均有气泡产生。
答案:
(1)
(2)将上述装置中的电源接反
铜棒(阴极):
4H++4e「===2出匸
碳棒(阳极):
4OH「—4e「===2出0+。
2匸
15.解析:
(1)混合动力车上坡或加速时需要动力,故反应为原电池放电反应,即乙电极为正极,发生反应NiOOH+H2O+e—===Ni(OH)2+OH-,故乙电极周围溶液的pH增大。
(2)电解池的阴极发生还原反应,即2H++2e-===H21°当电池中有1molH2被消耗时有2mol电子转移,根据电子守恒可知Cu2O的理论产量为144go
(3)钢铁船体在海水中发生吸氧腐蚀,可利用牺牲阳极保护法或外加电源阴极保护法防止其
被腐蚀。
答案:
(1)增大NiOOH+H2O+e—===Ni(OH)2+OH—
(2)2H++2e—===H2?
144(3)吸氧负
16.解析:
(1)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物,与盐酸反应后生成了三价铁离子,而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。
(2)B中锌比铁活动性强,为牺牲阳极的阴极保护法,D为外加电流的阴极保护法。
A、C均易使铁棒腐蚀。
(3)为在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极,当析出1mol铜时两电极的质量差为64+64=128(g),转移2mol电子,当质量差为5.12g时,电路中通过的电子为0.08mol;镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,因为镀铜铁的镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀。
答案:
(1)2FeCl3+Fe===3FeCl2
(2)B、D
(3)①铜Cu2++2e"===Cu②0.08
③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀(其他答案合理也可)