电极反应和电池反应方程式 知识点题库

关于下列各装置图的叙述不正确的是(     )

A . 用装置①精炼铜,则b极为精铜,电解质溶液为CuSO4溶液 B . 装置②的总反应是Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ C . 装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连 D . 装置④中的铁钉浸入浓硫酸中几乎没被腐蚀
钢铁是目前应用最广泛的金属材料,了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义,对钢铁制品进行抗腐蚀处理,可适当延长其使用寿命。
  1. (1) 抗腐蚀处理前,生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中,当铁锈除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为:

  2. (2) 利用上图装置,可以模拟铁的电化学防护。

    ①若X为碳棒,为减缓铁件的腐蚀,开关K应置于处。

    ②若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为

  3. (3) 上图中若X为粗铜,容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,一段时间后,当铁件质量增加3.2 g时,X电极溶解的铜的质量3.2 g(填“<”“>”或“=”)。
  4. (4) 上图中若X为铜,容器中海水替换为FeCl3溶液,开关K置于M处,铜电极发生的反应是,若将开关K置于N处,发生的总反应是
新型Zn-GO(GO为氧化石墨烯:C2O)电池,如图所示,GO反应过程中转化为rGO(rGO为石墨烯:C)。下列有关说法错误的是( )

A . 电池工作时,电子由a经外电路流向b B . b极电极反应式:C2O+2e-+H2O=2C+2OH- C . 每生成0.1molZn(OH)42- , 转移电子数为0.2NA D . 放电过程中电解质溶液的pH增大
钾长石(K2Al2Si6O16)通常也称正长石,主要用于生产玻璃、陶瓷制品,还可用于制取钾肥。某学习小组以钾长石为主要原料,从中提取氧化铝、碳酸钾等物质,工艺流程如下:

回答以下问题:

  1. (1) 请以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为
  2. (2) 钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的KAlO2 和NaAlO2 , 写出Al2O3 转化为NaAlO2 的化学方程式
  3. (3) 已知“浸取”时应保持溶液呈碱性,分析其原因为(用离子方程式解释),若要提高浸取的速率,可采取的措施有(回答一条)。
  4. (4) 滤液1的主要成分是(填写化学式)
  5. (5) 此工艺中可以循环利用的主要物质是和水。
  6. (6) 以石墨为电极,通过电解Al2O3 可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极的电极反应式是。长时间电解后,需要更换新的石墨电极的是极(填“阴”或“阳”)。
电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池,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. (1) 若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则

    ①电解池中X极上的电极反应式为

    ②Y电极上的电极反应式为

  2. (2) 如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则X电极的材料是,电极反应式为
一种新型燃料电池,它是用两根金属做电极插入KOH溶液中,然后向两极上分别通甲烷和氧气,其电池反应为:X极:       Y极:   

下列关于此燃料电池的有关说法中错误的是

A . 通过甲烷的电极(X)为电池的负极,通过氧气的电极(Y)为电池正极 B . 放电一段时间后,电解质溶液中KOH的物质的量改变 C . 在标准状况下,通过5.6L氧气,完全反应后有1.0mol的电子发生转移 D . 放电时,通过甲烷的一极附近的pH升高
科研人员设想用如图所示装置生产硫酸,下列说法不正确的是(   )

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A . a为负极,b为正极 B . 生产过程中氢离子由左移向右 C . 从左下口流出的硫酸的质量分数一定大于10% D . 正极反应式为O2+2H2O+4e=4OH
地球上的氮元素对动植物有重要作用,其中氨的合成与应用是当前的研究热点。
  1. (1) 人工固氮最主要的方法是 Haber-Bosch 法。通常用以铁为主的催化剂在 400~500℃ 和10~30 MPa 的条件下,由氮气和氢气直接合成氨。

    ① 已知上述反应中生成 1 mol NH3 放出 46 kJ 热量,该反应的热化学方程式为

    ②该反应放热,但仍选择较高温度。其原因是

  2. (2) 常温常压下电解法合成氨的原理如下图所示:

    ① 阴极生成氨的电极反应式为

    ② 阳极氧化产物只有 O2。电解时实际生成的 NH3 的总量远远小于由 O2 理论计算所得 NH3 的量,结合电极反应式解释原因:

  3. (3) 氨是生产氮肥的原料,经如下转化可以得到 NH4NO3

    已知:氮原子利用率是指目标产物中氮的总质量与生成物中氮的总质量之比

    上述反应③的氮原子利用率为 66.7%。要使原料 NH3 转化为 NH4NO3 的整个转化过程

    中氮原子利用率达到 100%,可采取的措施是

下图是某种酶生物燃料电池的工作原理示意图。下列说法中不正确的是(   )

A . 葡萄糖是还原剂 B . 外电路中电子由A极移向B极 C . 溶液中H+ 由B极区移向A极区 D . B极电极反应式为:H2O2 +2H++2e= 2H2O
下图是某同学设计的一个电化学装置的示意图。

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  1. (1) 写出通入CH3OH的电极的电极反应式:
  2. (2) 向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液,附近先变红的电极为极(填“A”或“B”),乙池中总反应的离子方程式:
  3. (3) 当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,乙池的pH是(若此时乙池中溶液的体积为500 mL);此时丙池某电极析出1.60 g某金属,则丙中的某盐溶液可能是(填序号)。

    A.MgSO4    B.CuSO4    C.NaCl     D.AgNO3

金属腐蚀现象在生产生活中普遍存在,依据下列2种腐蚀现象回答下列问题:

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  1. (1) 图1,被腐蚀的金属为,其腐蚀类型属于(填字母)。图2,金属腐蚀类型属于(填字母)。

    A.化学腐蚀      B.电化学腐蚀      C.析氢腐蚀     D.吸氧腐蚀

  2. (2) 图1中Cu的作用是,结合电极反应、电子移动、离子移动等,分析金属被腐蚀的原理
  3. (3) 图2中铁的生锈过程:Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O,将Fe转变为Fe(OH)2的反应补充完整:正极反应为,负极反应为,总反应为
  4. (4) 下列防止铁制品生锈的措施合理的是__________。
    A . 在铁闸门表面涂油漆 B . 在地下铁管道上安装若干镁合金 C . 将铁罐与浓硫酸等强氧化剂接触,使之发生钝化
酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是碳粉,MnO2 , ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料,有关数据如表所示:

溶解度/(g/100g水)

0

20

40

60

80

100

NH4Cl

29.3

37.2

45.8

55.3

65.6

77.3

ZnCl2

343

395

452

488

541

614

溶度积常数

化合物

Zn(OH)2

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Ksp近似值

10-17

10-17

10-39

回答下列问题:

  1. (1) 该电池的正极反应式为,电池反应的离子方程式为
  2. (2) 维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟,理论上消耗Zng。(已经F=96500C/mol)
  3. (3) 废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通过分离回收;滤渣的主要成分是MnO2,欲从中得到较纯的MnO2 , 最简便的方法是,其原理是
               
  1. (1) ①已知H2与O2反应生成1molH2O(g)时放出241.8kJ的热量,请完成该反应的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=kJ/mol。

    ②已知:C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H>0,则稳定性:石墨金刚石(填“>”、“<”或“=”)。

  2. (2) 在某密闭容器中进行可逆反应:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)△H>0,平衡常数表达式为K=

    ①反应达到平衡后,向容器中通入CO,化学平衡向方向移动(填“正反应”或“逆反应”);

    ②若升高温度,平衡常数K(填“增大”、“减少”或“不变”)。

    ③查阅资料得知1100℃时K=0.263。某时刻测得容器中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.10mol/L,此时刻反应平衡状态(填“达到”或“未达到”)。

  3. (3) 电化学是研究化学能与电能相互转化的装置、过程和效率的科学。

    ①根据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=2Ag(s)+Cu2+(aq),设计的原电池如图一所示,X溶液时溶液(填“CuSO4”或“AgNO3”)。

    图片_x0020_100025

    ②图二装置在铁件上镀铜,铁作阴极,则铜极上的电极反应是

一种新型 水介质电池,为解决环境和能源问题提供了一种新途径,其工作示意图如图所示,下列说法错误的是(   )

A . 放电时,金属锌为负极 B . 放电时,温室气体 被转化为储氢物质HCOOH C . 充电时,电池总反应为 D . 充电时,双极隔膜产生的 向右侧正极室移动
工业上利用电解精炼锡后的阳极泥(含 Cu、Ag、 及少量的 Sn 等)回收金属 Cu 和 Ag 的流程如图:

  1. (1) “清洗”时加入浓盐酸的作用是
  2. (2) “浸取 1”金属 Ag 发生反应的离子方程式为, 从“浸液 1”中回收 Cu 常用的方法是。(写一种)
  3. (3) “浸液 2”的主要成分是 ,氨水溶解氯化银的离子方程式为,“滤渣 2”的成分为
  4. (4) 若制得 银,至少需要水合肼 mol。
  5. (5) 某同学用以下实验方法测定粗锡中锡的含量。

    称取  粗锡,溶于酸后过滤,向滤液中加入过量 ,使 氧化为 ,用 溶液滴定生成的 ,达到滴定终点时消耗 溶液 。反应的离子方程式为: 。则粗锡中锡的含量为(结果保留三位有效数字)。

工业上可用红土镍矿(主贾成分为NiO、FeO、Fe2O3)制备镍并回收副产物黄铵铁矾 [化学式可表示为(NH4)xFey(SO4)z(OH)w , 摩尔质量为480 g·mol-1]的上艺流程如下。

  1. (1) “初步沉铁”中鼓入“空气”的作用是
  2. (2) “深度沉铁”时溶液保持的温度比“初步沉铁”时溶液保持的温度低的原因是。检验深度沉铁完全的方法是
  3. (3) 已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示。

    金属离子的氢氧化物

    Ni(OH)2

    Fe(OH)3

    黄铵铁矾

    开始沉淀pH

    7.2

    2.7

    1.3

    沉淀刚好完全pH

    9.2

    3.7

    2.3

    “深度沉铁”中通入NH3调节溶液pH的范围是

  4. (4) 灼烧时得到Ni2O3 , 请写出灼烧的化学反应方程式为
  5. (5) 粗镍提纯后,可用于高功率Ni MH( M表示储氢合金)电池。该电池已用于混合动力汽车。总反应方程式如下:Ni(OH)2+M NiOOH +MH。充电时阳极的电板反应方程式为
  6. (6) Min Ristic等曾对黄铵铁矾进行热分解实验。其结果可用下图热重曲线表示(已知:黄铵铁矾在300℃前分解释放的物质为H2O,300-575℃之间只有NH3和H2O放出,此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素,670℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)。

    根据以上实验及图中数据确定黄铵铁矾的化学式为

酒驾是交通事故的第一大“杀手”。 一种酒精检测仪工作原理如图,a、b两个多孔铂电极外均覆盖了一层聚四氟乙烯纳米纤维膜,方便气体透过。下列说法错误的是(   )

A . 采用多孔铂电极可增大电极与气体接触面积 B . 该酒精检测仪运用了原电池原理 C . a极的电极反应:CH3CH2OH+12OH--12e-=2CO2+9H2O D . 乙醇浓度越大,电路中的电流强度就越大
       
  1. (1) I.将6molCO2和8molH2充入一容积为2L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应 。测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。

    在1~3min内CO2的化学反应速率为;该可逆反应达到平衡状态时,H2转化率为

  2. (2) 该反应达到平衡状态的标志是__________(填字母)。
    A . 容器内混合气体的密度保持不变 B . CO2、H2的化学反应速率之比为1∶3 C . 容器内混合气体的压强保持不变 D . CH3OH的体积分数在混合气体中保持不变
  3. (3) Ⅱ.微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中,电解质溶液为酸性,示意图如下:

    该电池中外电路电子的流动方向为(填“从A到B”或“从B到A”),A电极附近甲醇发生的电极反应式为:

  4. (4) 当电路中通过1mol电子时,B电极消耗标准状况下O2L。

微生物燃料电池可用于净化含铬废水,其工作原理如图所示,该电池工作时,下列说法不正确的是(   )

A . 该离子交换膜为阳离子交换膜 B . 外电路中的电子的流动方向为M→电流表→N C . M电极的电极反应式为 D . N电极上发生还原反应,得到电子
回答下列问题:
  1. (1) X、Y、Z、W均为中学化学中常见物质,一定条件下它们之间有如下转化关系(其它产物已略去)。下列说法错误的是
    A . 若W是单质铁,则Z溶液可能是溶液 B . 若W是氢氧化钠,则X水溶液呈酸性 C . 若W是氧气,则X、Z的相对分子质量可能相差48 D . 若W是强氧化性的单质,则X可能是金属铝
  2. (2) A是一种常见的铵盐,受热分解可得到碱性气体B,C、D是常见的两种氧化物,E溶液显酸性。A、B、C、D、E是含有一种相同元素的五种化合物,在一定条件下可发生如图所示的转化。

    ①B的化学式;D的颜色

    ②实验室中常用A和另一种固体制备B,写出相应的化学方程式

  3. (3) 电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。

    ①图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择(填字母标号)。

    a.碳棒        b.锌板        c.铜板

    ②镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图2为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金。E为该燃料电池的(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为

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