电化学 练习题

第1页共18页◎第2页共18页电化学练习题1．LED系列产品是被看好的一类节能新产品,下图是一种氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是A．a处通入氢气，发生了还原反应:H2-2e-+2OH-=2H2OB．b处通入氧气，为电池的正极C．该装置中只涉及两种形式的能量转化，电池中的KOH溶液也可用稀硫酸溶液代替D．P-型半导体连接的是电池负极．2．我国知名企业比亚迪公司开发了具有多项专利的锂钒氧化物二次电池,其成本较低,对环境无污染,能量密度远远高于其他电池,电池总反应为V2O5+xLi＝LixV2O5。下列说法合理的是()A.电池在放电时，Li+向负极移动B.锂在放电时作正极,充电时作阳极C.该电池充电时阳极的反应为LixV2O5-xe-＝V2O5+xLi+D.V2O5只是锂发生反应的载体,不参与电池反应3．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（）A．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－=2H2OC．电池工作时，CO32－向电极B移动D．反应CH4＋H2O=====点燃=======通电=======电解========催化剂△3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol4．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是（）A．转移0．1mol电子时，a电极产生1．12LH2。B．b电极上发生的电极反应是：2H2O+2e－＝H2↑+2OH－C．c电极上发生还原反应，B电池中的H+可以通过隔膜进入A池D．d电极上发生的电极反应是：O2+4H＋+4e－＝2H2O5．利用如图装置，完成很多电化学实验．下列有关此装置的叙述中，正确的是（）A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阴极保护法。B．若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将减小6．2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池，内部用AlCl4–和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如下图所示。下列说法不正确．．．的是（）A．充电时的阳极反应为：Cn+AlCl4––e-===CnAlCl4B．放电时，铝为负极、石墨为正极C．放电时，有机阳离子向铝电极方向移动D．放电时的负极反应为：Al–3e-+7AlCl4–===4Al2Cl7–7．科学家开发出一种新型锂—氧电池，其能量密度极高，效率达90%以上。电池中添加碘化锂（LiI）和微量水，工作原理如图所示，总反应为：O2＋4LiI＋2H2O2I2＋4LiOH对于该电池的下列说法不正确的是（）A．放电时负极上I－被氧化B．充电时Li+从阳极区移向阴极区C．充电时阴极反应为LiOH＋e－==Li＋OH－D．放电时正极反应为O2＋2H2O＋4Li+＋4e－==4LiOH8．高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列推断合理的是（）A．铁是阳极，电极反应为Fe－6e-+4H2O=FeO42-+8H+B．若隔膜为阴离子交换膜，则OH-自右向左移动C．电解时电子的流动方向为：负极→Ni电极→溶液→Fe电极→正极D．电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，撤去隔膜混合后，与原溶液比较pH降低（假设电解前后体积变化忽略不计）9．金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M（OH）n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是（）第3页共18页◎第4页共18页A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高C．在M–空气电池中，为防止负极区沉积Mg（OH）2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜D．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M（OH）n10．TiO2在光照射下可使水分解：2H2O2H2↑＋O2↑，该过程类似植物的光合作用。如图是光照射下TiO2分解水的装置示意图。下列叙述正确的是（）A．该装置可以将光能转化为电能，同时也能转化为化学能B．TiO2电极上发生的反应为：2H＋＋2e－＝H2↑C．该装置工作时，电流由TiO2电极经R流向铂电极D．该装置工作时，TiO2电极附近溶液的pH变大11．光电池是发展性能源。一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl（s）Ag（s）+Cl（AgCl），［Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面］，接着Cl（AgCl）+e－=Cl－（aq），若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是A．光照时，电流由X流向YB．光照时，Pt电极发生的反应为：2Cl－+2e－=Cl2↑C．光照时，Cl－向Pt电极移动D．光照时，电池总反应为：AgCl（s）+Cu+（aq）Ag（s）+Cu2+（aq）+Cl－（aq）12．截止到2013年12月末，中国光伏发电新增装机容量达到10.66GW，光伏发电累计装机容量达到17.16GW，图为光伏并网发电装置电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢的装置示意图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。下列叙述中正确的是A．N型半导体为正极，P型半导体为负极B．制氢装置溶液中电子流向：从B极流向A极C．X2为氧气D．工作时，A极的电极反应式为CO（NH2）2+8OH－－6e－═CO32－+N2↑+6H2O13．某同学做如下实验：装置现象电流计指针未发生偏转电流计指针发生偏转下列说法正确的是A．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均未被腐蚀B．铁片Ⅳ的电极反应式可能为Fe-3e-=Fe3+C．用K3[Fe（CN）6]溶液检验铁片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判断装置的正、负极D．铁片Ⅰ、Ⅲ所处的电解质溶液浓度相同，所以二者的腐蚀速率相等14．利用控制n（H2S）:n（FeCl3）=1:2反应得到的产物再用电解法制氢，其工作原理如图所示。下列有关的说法错误．．的是（）A.惰性电极a发生氧化反应B.Fe（OH）3胶体中滴加溶液X，先有沉淀后沉淀溶解C.溶液Y加热蒸发灼烧最终得到Fe2O3D.电解池总反应的离子方程式为2Fe2++2H+2Fe3++H2↑第5页共18页◎第6页共18页15．电-Fenton法是用于水体里有机污染物降解的高级氧化技术。其反应原理如图所示，其中电解产生的H2O2与Fe2+发生Fenton反应：Fe2++H2O2Fe3++OH-+·OH，生成的羟基自由基(·OH)能氧化降解有机污染物。下列说法不正确的是（）A．电源的A极是负极B．电解池中只有O2、Fe3+发生还原反应C．阳极上发生电极反应：H2O-e-·OH+H+D．消耗1molO2，可以产生4mol·OH16．我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应H2S+O2=H2O2+S。己知甲池中发生的反应为下列说法正确的是（）A．该装置中电能转化为光能B．H+从甲池移向乙池C．甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H+-2e-=H2AQD．乙池溶液中发生的反应为H2S+I3-=3I-+S+2H+17．一种锂钒氧化物热电池装置如图所示。其电池总反应为xLi+LiVO8=Li1+xV3O8，工作时需先引发铁和氯酸钾反应使共晶盐融化。下列说法正确的是（）A．Li—Si合金为该热电池的正极B．电池放电时Cl-移向LiV308电极C．LiCl-KCl共晶盐可用LiCl和KCl的混合水溶液代替D．放电时，正极反应式为LiV3O8+xLi++xe-=Li1+xV3O818．如图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D为电解槽,其电极材料及电解质溶液如图所示。(1)关闭K1,打开K2,通电后,B的KMnO4紫红色液滴向c端移动,则电源b端为极，通电一段时间后,滤纸d端的电极反应式是。(2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3,且均为0.1mol,打开K1,关闭K2,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示,则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是。(3)D装置中溶液是H2SO4溶液,则电极C端从开始至一段时间后的实验现象是。19．数十年来，化学工作者对碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。如利用CO2和CH4重整可制合成气（主要成分为CO、H2），已知重整过程中部分反应的热化学方程式为：I、CH4（g）=C（s）+2H2（g）△H=+75.0kJ·mol-1II、CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）△H=+41.0kJ·mol-1III、CO（g）+H2（g）=C（s）+H2O（g）△H=－131.0kJ·mol-1（1）反应CO2（g）+CH4（g）=2CO（g）+2H2（g）的△H=kJ·mol-1。（2）固定n（CO2）=n（CH4），改变反应温度，CO2和CH4的平衡转化率见图甲。①同温度下CO2的平衡转化率（填“大于”或“小于”）CH4的平衡转化率，其原因是。②高温下进行该反应时常会因反应I生成“积碳”（碳单质），造成催化剂中毒，高温下反应I能自发进行的原因是。（3）一定条件下Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”从而变废为宝，其反应机理如图乙所示，该反应的化学方程式为。（4）CO常用于工业冶炼金属，右图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg[c（CO）/c（CO2）]与温度（t）的关系曲线图。下列说法正确的是。第7页共18页◎第8页共18页A．工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间，减少尾气中CO的含量B．CO不适宜用于工业冶炼金属铬（Cr）C．工业冶炼金属铜（Cu）时较低的温度有利于提高CO的利用率D．CO还原PbO2的反应ΔH＞0（5）在载人航天器中应用电化学原理，以Pt为阳极，Pb（CO2的载体）为阴极，KHCO3溶液为电解质溶液，还原消除航天器内CO2同时产生O2和新的能源CO，总反应的化学方程式为：2CO22CO+O2，则其阳极的电极反应式为。20．某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，装置如下图，含有某种催化剂。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。（1）通入SO2的电极为__________极，其电极反应式为_________________，此电极区pH_______(填“增大”“减小”或“不变”）。（2）若通入SO2的速率为2.24L/min（标准状况），为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的流入速率是（结果用mL/min表示）（3）以此电源电解足量的硝酸银溶液，若阴极产物的质量为21.6g，则阳极产生气体标准状况下体积为__________L。（4）常温时，BaSO4的Ksp=1.08×10-10。现将等体积的BaCl2溶液与3.5×10-3mol/L的Na2SO4溶液混合。若要生成BaSO4沉淀，BaCl2溶液的最小浓度为________。（5）已知：Fe2O3(s）＋3C(石墨）==2Fe(s）＋3CO(g）ΔH=+489.0kJ·mol-1CO(g）＋1/2O2(g）==CO2(g）ΔH=－283.0kJ·mol-1C(石墨）＋O2(g）==CO2(g）ΔH=－393.5kJ·mol-1