1、 “电化学”一、选择题1图12-24是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏燃料()涂覆在。纳米晶体表面制成，另一个电极由导电玻璃镀铂制成。电池中发生的反应为：下列关于该电池叙述中错误的是（ ）。 A.电池工作时，是将太阳能转化为电能B.电池工作时，在镀铂导电玻璃电极上放电C.电池中镀铂导电玻璃为正极D.电池的电解质溶液中和的浓度不会减少解析：本题考查原电池。选项A正确，这是太阳能电池，从装置示意图可看出是原电池，最终是将光能转化为化学能，应把上面四个反应加起来后可知，化学物质并没有减少，选项B错误。从示意图可看出在外电路中电子由负极流向正极，也即镀铂电极做正极，发生还原反应
2、：；选项C正确，见选项B解析；选项D正确。此太阳能电池中总反应的一部分实质：一是的转化（还有），二是光敏有机物从激发态与基态的相互转化。所有化学物质最终均不被损耗！本题答案为选项B。2研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：下列“水”电池在海水中放电时的有关说法中正确的是（ ）。A.正极反应式：B.每生成转移2电子C.不断向“水”电池的负极移动D.是还原产物解析：本题综合考查原电池和氧化还原反应的相关知识。正极反应得电子，因此选项A错误；原电池中电解质溶液中的阳离子应该向正极移动，选项C错误；是反应的还原剂，因此是氧化产物，
3、选项D错误。本题答案为选项B。3铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应的化学方程式为：下列有关该电池的说法中不正确的是（ ）。A.电池的电解液为碱性溶液，正极为，负极为B.电池放电时，负极反应为C.电池充电过程中，阴极附近溶液的降低D.电池充电时，阳极反应为解析：由放电时的总反应的化学方程式可知：铁被氧化失去电子，为负极，被还原得到电子，为正极，故选项A正确。根据总反应的化学方程式可知：负极是铁，发生氧化反应，失去电子生成，在碱性溶液中最终生成，所以负极反应式为：，选项B正确。充电可以看作是放电的逆过程，阴极为原来的负极，所以充电过程阴椴反应式为，因此电池充电过程中阴极附近溶液的pH会升高，
4、选项C错误。充电时，阳极为：，故选项D正确。本题答案为选项C。4铅蓄电池的工作原理为：，研读图12-25，下列判断中不正确的是（ ）。A.闭合时，电极反应式：B.当电路中转移0.2电子时，中消耗的为0.2 C.闭合时，中向电极迁移D.闭合一段时间后，可单独作为原电池，电极为正极解析：根据图示，I为原电池，为正极，为负极，为电解池，为阴极为阳极。电键闭合时，为阳极，发生氧化反应：，选项A正确；根据铅蓄电池的总反应知该反应中转移电子数为，则电路中转移0.2电子时，工中消耗0.2，选项B正确；闭合时，中向阳极(极)迁移，选项C错误闭合一段时间后，电极析出，电极析出，电解质溶液为，此时可以形成铅蓄电池
5、，电极作正极，选项D正确。本题答案为选项C。5图12-26是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法中正确的是（ ）。A.该系统中只存在3种形式的能量转化B. 装置中负极的电极反应式为：C.装置能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D.装置、形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化解析：本题主要考查的是电化学知识。在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；装置为氢氧燃料电池，负极上电极反应式为;相当于用光能电解水，产生和，实现燃料()和氧化剂()的再生；在反应过程中，有能量的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化。本题
6、答案为选项C。6.能够实现反应的是（ ）。A.铜银合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀B.用铜片作阴极，石墨作阳极，电解饱和氯化钠溶液C.用铜片作阳极，石墨作阴极，电解饱和氯化钠溶液D.铜片作原电池的负极，石墨作原电池的正极，氯化钠溶液作电解质溶液解析：在金属活动性顺序中排在的后面，因此题设中的反应只能在电解池中发生。由于被氧化，因此片作阳极，产物中有，则电解质溶液为中性或碱性溶液，如用铜作电解池阳极，电解饱和食盐水。本题答案为选项C。7某学生按图12-27所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水。当闭合时，从右向左通过交换膜移向A极。下列分析正确的是（ ）。A.溶液中减小B.
7、B极的电极反应式：C.电极上有产生，发生还原反应D.反应初期，电极周围出现白色胶状沉淀解析：根据从右向左通过交换膜移向极，可判断极为负极。极上的电极反应式为，溶液中增大，选项A错误；B极为正极，得电子，发生还原反应，选项B错误；电极为阳极，在Y电极放电，发生氧化反应：，有产生，选项C错误；右边形管中最初为电解溶液，电极为放电，减小，增大，且移向极，因此会产生白色胶状沉淀，因此选项D正确。本题答案为选项D。8如图12-28所示，电解池中装有硫酸铜溶液，选用不同材料的电极进行电解。下列说法中正确的是（ ）。序号电极材料通电后的变化阴极阳极A石墨石墨阴极质量增加，溶液的增大B铜铜阳极质量减小，阴极质
8、量增加C铁铁量级的质量不发生变化D铂铁阴极质量增加，溶液的恒定不变解析：阳极反应式为，溶液中有生成，减小，阴极反应式为，阴极质量增加；构成电镀池，阳极反应式为，阴极反应式为，阳极质量减小，阴极质量增加；阳极反应式为，阴极反应式为，阳极质量减小，阴极质量增加；阳极反应式为，阴极反应式为，阴极质量增加，由于和水解能力有差异，因此溶液变化无法确定。本题答案为选项B。9下列说法不正确的是（ ）。A.铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加B.常温下，反应不能自发进行，则该反应的C. 一定条件下，使用催化剂能增大反应速率并提高反应物的平衡转化率D.相同条件下，溶液中、的氧化性依次减弱解析：本题主
9、要考查相关的反应原理。铅蓄电池在放电过程中，负极反应式为，其质量增加；该反应是典型的吸热反应，在常温下不能自发进行；催化剂能改变反应速率，但不一定增大，同时它不能改变转化率；，可知的氧化性大于。本题答案为选项A、C。10.全钒液流储能电池()广泛应用于风能、太阳能发电系统的储能系统。其电池反应式为：，装置如图12-29所示。下列说法中正确的是（ ）A.该电池属于一次电池B.电池工作时，H+由正极经质子膜流向负极C.电池放电时，正极的电极反应式为：D.电池充电时，阴极的电极反应式为：解析：全钒液流储能电池可充、放电，因此属于二次电池，选项A错误。电池工作时，阳离子由负极经质子膜流向正极，因此选项
10、B错误。由可知，电池放电时，正极发生还原反应，其电极反应式为，因此选项C正确。负极发生氧化反应，其电极反应式为，因此选项D正确。本题答案为选项C、D。二、填空题11是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在中加入适量溶液，生成沉淀，保持反应温度为80，边搅拌边将一定量溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应的化学方程式为答下列问题：(1)上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是_。(2)银锌碱性电池的电解质溶液为溶液，电池放电时正极的转化为，负极的转化为。，写出该电池反应的化学方程式：_。(3)准确称取上述制备的样品(设仅含和) 2.558，在一定
11、条件下完全分解为和，得到224.0 （标准状况）。则样品中的质量分数为_（计算结果精确到小数点后两位）。解析：本题是关于银锌碱性电池正极活性物质制备、制备过程检验、洗涤是否完全的实验方法、电池反应以及成分分析与相关计算等。(1)取少许最后一次洗涤滤液，滴人l2滴溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全（取少许最后一次洗涤滤液，滴人12滴酚酞试液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全）。(2)。(3)设样品中的物质的量为，的物质的量为，12.碘被称为“智慧元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾()是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质
12、碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图12-30所示。请回答下列问题：(1)碘是_(填颜色)固体物质，实验室中常用_方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液中，溶解时发生反应：，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为_；阴极上观察到的实验现象是_。(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有。请设计一个检验电解液中足否有的实验方案，并按要求填写下表。要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。
13、试验方法实验现象及结论(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：步骤的操作名称是_，步骤的操作名称是_。步骤洗涤晶体的目的是_。解析：(1)卤素单质的颜色随着相对分子质量的增加而变深，单质碘为紫黑色，具有加热易升华的性质。(2)电解时，阳极发生氧化反应，失去电子被氧化；阴极发生还原反应，得电子生成氢气。(或)；有气泡产生。(3)阳极电解产物中含有该离子与在酸性条件下可以发生氧化还原反应生成单质碘，可用淀粉溶液检验生成的单质碘。因此实验现象为：试验方法实验现象及结论取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝如果不变蓝。说明无(如果变蓝，说明有)(4)溶液
14、经蒸发浓缩，冷却后析出晶体，然后过滤得目标产物，洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质，干燥后即得较为纯净的。13.在图12-31所示的装置中，甲、乙、丙三只烧杯中依次分别盛放溶液、足量，溶液和溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中浓度为，乙中电极质量增加。据此回答问题：电源的端为_极；电极上发生的电极反应为_；列式计算电极上生成的气体在标准状况下的体积：_；电极c的质量变化是_g电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_。(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解（填“能”或“不能”）继续进行，原因是_。解析：(1)用石墨电极电
15、解乙装置中的溶滚时，电极质量增加，说明该电极上获得电子生成单质铜，即电极为电解池的阴极。为阴极，为阳极，为阳极，为阴极，为阳极，为电源的正极，电极上发生的电极反应式为。装置丙中电解水，设电解后溶液的总质量为，则，。电解水的质量为，线路中转移电子的物质的量为由电极上的电极反应式可知产生的体积为电极上析出铜的质量为。碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中浓度增大。酸性增大，因为阳极上生成，溶液中浓度增加。酸碱性大小没有变化，因为是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性。(2)能继续进行；因为溶液已转变为溶液，反应也就变为水的电解反应。三、实验题14.已知在为45的环境中，几乎不水解，而几乎完全水解
16、。某学生欲用电解纯净的溶液的方法，根据电极上析出铜的质量以及电极上产生气体的体积来测定铜的相对原子质量。其实验过程如图12-32所示：(1)符合条件的A可能是_。A.B. C.D.,(2)过滤操作中用到的玻璃仪器有_；步骤中所用到的部分仪器如图12 33所示，则A连接直流电源的极_，B电极上发生的电极反应式为_。(3)电解开始一段时间后，在U形管中观察到的现象有_，电解的离子方程式为_。(4)下列实验操作中必要的是_（填字母）。A.量电解前电极的质量B.电解后，电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗C.刮下电解后电极上析出的铜，并清洗、称重D.电极在烘干称重的操作中必须按“烘干、称重、再烘干、再称
17、重”进行(E)在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法(5)铜的相对原子质量为_用带有、V的计算式表示）。解析：(1)C、D。(2)烧杯、玻璃棒、漏斗；负；。(3)铜棒变粗，石墨极上有气泡生成，溶液的颜色变浅，(4) ABDE(解析：实验中铜电极前后质量之差为生成的的质量，所以不需要进行操作C。首先要准确称量生成铜的质量，表面会吸附离子，需要清洗除去，并且铜与氧气会发生反应，在空气存在情况下，应低温烘干，称量两次之差小于天平的感量，说明烘干完全，故答案为：A、B、D、E)。(5) （解析：氧气的物质的量为，令的相对原子质量为，根据电子转移守恒，则，解得）。15.已知在碱性较强的溶液
18、中将生成，铬的化合物有毒，由于+6价的强氧化性，其毒性是+3价毒性的100倍。因此，必须对含铬的废水进行处理。目研究和采用的处理方法主要有：方法一，还原法：在酸性介质中用、等将+6价还原成+3价。具体流程如下：有关离子完全沉淀的如下表：物质完全沉淀的9.03.25.6请回答下列问题：(1)在中调节pH的范围至_（填序号）为最好。A.34B.68C. 1011D. 1214(2)若在使适当过量、空气适量，使与的比例恰当时，可产生具有磁性、组成类似于的铁氧体悬浮物，变废为宝。则控制空气适量的目的是_，使铁氧体分离出来较简便的方法是_。方法二，电解法：将含+6价的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适
19、量的氯化钠进行电解：阳极区生成的和发生反应，生成的和在阴极区与结合生成和沉淀除去。(3)写出此阴极反应的电极方程式：_。现用上法处理含铬（+6价）78的废水，电解时阳极物质消耗的质量至少为_kg。本题答案为：(1)B。(2)使溶液中与的比例恰当；用磁铁吸引。(3) ；2.52。四、综合计算题16由黄铜矿为原料（主要成分为）制备99.95%99.98%精铜的流程如下：(1)高温焙烧第一反应为，该反应中氧化剂为_。产物在1200高温下继续反应：，。和14.25反应，理论上可得到_ (假定各步反应都完全)。(2)取三份质量均为16.9的上述粗铜，成分为、。现在需要分析其中铜的含量，进行如下实验（所有
20、气体体积均为标准状况下的数据）：取一份粗铜放入足量稀硫酸中，共放出氢气。另取一份粗铜放入稍过量的较浓硝酸中，加热使粗铜完全溶解，收集到了和的混合气体8.736，与3.304混合后，得到的混合气体恰好被水完全吸收。再取一份粗铜进行电解精炼，阳极完全溶解后阴极增加质量17.28。求粗铜中的质量分数（保留一位小数）。解析：(1)根据化学方程式，分析其中元素化合价的变化，化合价降低的物质为氧化剂，所以氧化剂为、。A由化学方程式可知，6反应消耗12，剩余的物质的量=；生成的物质的量=3。B由化学方程式。可知，剩余的2.25氧气反应了，剩余的物质的量=；生成的物质的量=。C由化学方程式可知，生成铜的物质的量为4.5。(2)粗铜中的铁和锌与稀硫酸反应，铜和稀硫酸不反应，设锌的物质的量为，铁的物质的量为。由化学方程式：，可得锌与铁总的物质的量。再由粗铜电解精炼后，阳极完全溶解时阴极增加质量17.28，根据化学方程式可知： 由粗铜制得纯铜的质量增加为：，列出方程组解得，可求得铜的质量分数=。本题答案为：(1) ；4.5。(2)。- 13 -
