高中化学验证原电池的效果试题

可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2+2H2O+4e^-==4OH^-

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al+3OH^--3e^-==Al（OH）3↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

下图两个装置中，液体体积均为200 mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0．5 mol/L，工作一段时间后，测得有0．02 mol电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是

A．产生气体体积①=②

B．①中阴极质量增加，②中正极质量减小

C．溶液的pH变化：①减小，②增大

D．电极反应式①中阳极：4OH^－- 4e^－= 2H2O+O2↑，②中负极：2H^++2e^－=H2↑

(8分)（1）把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上________(填“有”或“没有”)气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为________，正极的电极反应式为____________________。
（2）如果烧杯中最初装入的是500 mL 2 mol•L^－1的稀硫酸，构成铜锌原电池(假设产生的气体没有损失)，当在标准状况下收集到11.2 L的氢气时，则此时烧杯内溶液中剩余硫酸的物质的量浓度应为(溶液体积变化忽略不计)__________________________。

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，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原料，有关数据下图所示：
溶解度/(g/100g水)

温度/℃ 化合物	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

 

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）该电池的正极反应式为                 ，电池反应的离子方程式为：            
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论消耗Zn  g。（已经F=96500C/mol）
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵，两者可以通过____分离回收，滤渣的主要成分是二氧化锰、______和     ，欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是            ，其原理是      。
（4）用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌，需去除少量杂质铁，其方法是：加入新硫酸和双氧水，溶解，铁变为            加碱调节PH为  ，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10^-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）。继续加碱调节PH为   ，锌开始沉淀（假定Zn^2＋浓度为0.1mol/L）。若上述过程不加双氧水的后果是   ，原因是    。

某实验小组依据反应设计如图原电池，探究pH对AsO₄^3-氧化性的影响。测得电压与pH的关系如图。下列有关叙述错误的是

A．调节pH可以改变反应的方向　　　       
Ｂ．pH = 0.68时，反应处于平衡状态
C．pH = 5时，负极电极反应式为２I^--2e^- =I₂       
D．pH >0.68时，氧化性I₂〉AsO₄^3-

有关下列电化学装置的说法中正确的是（   ）

A．图a是原电池装置，可以实现化学能转化为电能

B．图b电解一段时间后，加入适量CuO固体，可以使硫酸铜溶液恢复到原浓度

C．图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼

D．图d中若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀

有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中B是地壳中含量最多的元素．已知A、C及B、E分别是同主族元素，且B、E两元素原子核内质子数之和是A、C两元素原子核内质子数之和的2倍．处于同周期的C、D、E元素中，D是该周期金属元素中金属性最弱的元素．
（1）试比较C、D两元素最高价氧化物对应水化物碱性的强弱（填化学式）
        ＞         ；
（2）A、B、C形成的化合物的晶体类型为          ；电子式为          ；
（3）写出D单质与C元素最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式     ；
（4）写出两种均含A、B、C、E四种元素的化合物在溶液中相互反应、且生成气体的离子方程式                         ；
（5）A单质和B单质能构成电池，该电池用多孔惰性电极浸入浓KOH溶液，两极分别通入A单质和B单质，写出该电池负极电极反应方程式               ；
（6）通常条件下， C的最高价氧化物对应水化物2mol与E最高价氧化物对应水化物1mol的稀溶液间反应放出的热量为114.6KJ，试写出表示该热量变化的离子方程式        ．

某小组用下图装置进行实验，下列说法正确的是

A．盐桥中的电解质可以用KC1

B．闭合K，外电路电流方向为Fe电极→石墨电极

C．闭合K，石墨电极上只生成铜

D．导线中流过0．15 mol时，加入5．55 gCu2(OH)2CO3 ，CuSO4溶液可恢复原组成

以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。

除去粗盐中的、和离子，加入下列沉淀剂的顺序是（填序号）_____________ 。
A．         B．      C．
（2）将滤液的调至酸性除去的离子有___________________。
（3）人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。下图表示电解饱和NaCl溶液的装置，X、Y是石墨棒。实验开始时，在两边同时各滴入几滴酚酞溶液，请回答以下问题：X极上的电极反应式是_____，在X极附近观察到的现象是________________；Y电极上的电极反应式是______，检验该电极反应产物的方法是_______________ 。电解溶液的离子方程式是_____________________。

（4）若向分离出晶体后的母液中加入过量生石灰，则可获得一种可以循环使用的气体，其化学式是 _____________________ 。
（5）某同学设计一个燃料电池（如下图所示），目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答相关问题：
①通入氢气的电极为       （填“正极”或“负极”），负极的电极反应式为          。
②石墨电极为     （填“阳极”或“阴极”），反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，_      区（填“铁极”或“石墨极”）的溶液先变红。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将         ，填“增大”“减 小”或“不变”）。精铜电极上的电极反应式为______________。
④若在标准状况下，有224m L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为            ；丙装置中阴极析出铜的质量为               。

某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是

A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应

B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO3^－的浓度不变

C．若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，乙池某电极析出1.6g金属，则乙中的某盐溶液可能是AgNO3溶液

D．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小

利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是

A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀

B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应

C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀

D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应

“海底黑烟囱”是海底热泉将地壳深处金属、非金属化合物带出时逐渐沉积形成的烟囱状通道，含有铜、锌、锰、钻、镍等金属的硫化物及金、银、铂等贵金属。“海底黑烟囱”的研究对海底矿产资源的勘探及金属硫化物成矿过程的认识均有极大的推动作用。
（1）“烟囱”周围的水样中发现了中子数是1,质子数是2的核素，该核素符号是     。
（2）“烟囱”内壁含有的结晶黄铁矿（主要成分是FeS₂）在一定条件下发生如下反应：
X的化学式是     ，氧化剂是     。
（3）“烟囱”外壁含有石膏（CaS0₄-2H₂0），在1400 ⁰C时能分解生成CaO,水蒸气和另外两种气体，其中一种气体可使品红溶液褪色。写出1400℃时石膏分解的化学方程式     。
（4）“烟囱”底部存在的难溶物ZnS遇CuSO₄认溶液会慢慢转化为铜蓝(CuS）。根据沉淀溶解平衡理论写出由ZnS转化为CuS的离子方程式         ；
若转化后溶液中，则c(Cu²⁺）=         mol·L^－1〔已知
(5）“烟囱”中含有钻元素，LiCoO₂可用作一种铿离子电池的正极材料。该锉离子电池充电过程中，负极发生的反应为，正极发生之间的转化，写出放电时电池总反应方程式     。

下列关于下图所示电化学装置的分析正确的是

A．若X为直流电源，Y为铜棒接正极，则Fe棒上镀铜

B．若X为直流电源，Y为碳棒接负极，则Fe棒被保护

C．若X为电流计，Y为锌棒，则SO4^2^－ 移向Fe棒

D．若X为导线，Y为铜棒，则Fe棒发生还原反应

有关下列四个常用电化学装置的叙述中，不正确的是

图Ⅰ 碱性锌锰电池	图Ⅱ 铅硫酸蓄电池	图Ⅲ 电解精炼铜	图Ⅳ 银锌纽扣电池

A．图Ⅰ所示装置中，MnO₂是正极，工作时其还原产物是MnOOH；
B．图Ⅱ所示装置充电过程中，阴极的电极反应式为：PbSO₄(s) + 2e^- =" Pb(s)" + SO₄^2-(aq)
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu²⁺浓度始终不变
D．图Ⅳ所示装置中，工作时OH^-移向锌电极

普通锌锰干电池的简图（下图所示），它是用锌皮制成的锌筒作电极兼做容器，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；该电池工作时的总反应为：Zn＋2NH₄⁺＋2MnO₂＝[Zn(NH₃)₂]²⁺＋Mn₂O₃＋H₂O
关于锌锰干电池的下列说法中正确的是

A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原

B．电池负极的电极反应式为：2MnO2+2NH4^++2e^- = Mn2O3+2NH3+H2O

C．该电池碳棒可用铜棒代替，但是工作电压会下降

D．外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小6.5g