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高三 电化学 知识点
2025-09-29 17:05:56 责编:小OO
文档
   电化学原理及其应用

1.家蝇的雌性信息素可用芥酸(来自菜籽油)与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。电解总反应式为:

则下列说法正确的是(  )

A.X为C2H5COOH

B.电解的阳极反应式为:C21H41COOH+X-2e-+2H2O―→C23H46+2CO+6H+

C.电解过程中,每转移a mol电子,则生成0.5a mol雌性信息素

D.阴极的还原产物为H2和OH-

解析:A项根据原子守恒可判断X为C2H5COOH;B项由于电解质溶液为浓NaOH,因此阳极反应式应为C21H41COOH+X-2e-+60H-―→C23H46+2CO+4H2O;C项根据电解总反应可知每生成1 mol雌性信息素转移2 mol电子,则C项正确;D项阴极的还原产物为H2,OH-并非氧化还原产物.

答案:AC

2.下列关于铜电极的叙述正确的是(  )

A.铜锌原电池中铜是负极

B.用电解法精炼粗铜时,粗铜作阴极

C.在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极

D.电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极

解析:铜锌原电池中锌活泼,锌做负极;电解精炼铜时,粗铜中的铜失去电子,做阳极;电镀铜时,应选用铜片做阳极,镀件做阴极,含有铜离子的溶液做电镀液。电解稀硫酸时,铜做阳极,失电子的是铜而不是溶液中的OH-,因而得不到氧气。

答案:C

3.普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2,溶液呈碱性。根据这一特点,科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间,此法的原理如图所示,反应的总方程式为:2Cu+Ag2O===Cu2O+2Ag。

下列有关说法不正确的是(  )

A.工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石

B.测量原理装置图中,Ag2O/Ag极发生氧化反应

C.负极的电极反应式为:2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O

D.在水泥固化过程中,由于自由水分子的减少,溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化

解析:A项工业上制备普通水泥的主要原料正确;B项测量原理装置图中,Ag2O/Ag极发生还原反应;C项负极材料Cu失电子,该电极反应式正确;D项在溶液中通过离子移动来传递电荷,因此各离子浓度的变化导致电动势变化。

答案:B

4. LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。电池反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li+导电固体为电解质。

下列有关LiFePO4电池说法正确的是(  )

A.可加入硫酸以提高电解质的导电性

B.放电时电池内部Li+向负极移动

C.充电过程中,电池正极材料的质量减少

D.放电时电池正极反应为:FePO4+Li++e-===LiFePO4

解析:加入的硫酸会和金属锂反应,A项错误;放电时,发生原电池反应,Li+(在负极生成,带正电荷)在电池内部向正极移动,B项错误;放电时,负极:Li-e-===Li+,正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4;充电时,阳极:LiFePO4-e-===FePO4+Li+,阴极:Li++e-===Li,C、D两项正确。

答案:CD

5.天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极  

材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁  

锂离子电池

移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。电池反应   

为LiCoO2+C6CoO2+LiC6,下列说法正确的是(  )

A.充电时,电池的负极反应为LiC6-e-===Li++C6

B.放电时,电池的正极反应为CoO2+Li++e-===LiCoO2

C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质

D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低

解析:A项充电时,发生电解池反应,电池负极即为电解池阴极,发生还原反应:Li++C6+e-===LiC6;B项放电时,发生原电池反应,电池正极发生还原反应;C项含活泼氢的有机物作电解质易得电子;D项锂相对原子质量小、密度最小,所以锂离子电池的比能量高,故正确选项为B项。

答案:B

7.有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是(  )

①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e-

②负极上CH4失去电子,电极反应式:CH4+10OH--8e-===CO+7H2O

③负极上是O2获得电子,电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-

④电池放电后,溶液pH不断升高

A.①②  B.①③  C.①④  D.③④

解析:本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用,首先要判断出电池的正负极,其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应,若发生的是失电子反应则是原电池的负极,反之是正极。CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中的燃烧反应,即CH4→CO2,严格讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3,化合价升高,失去电子,是电池的负极,电极反应式为CH4-8e-+10OH-===CO+7H2O,1 mol CH4参加反应有8 mol e-发生转移,O2在正极上发生反应,获得电子,电极反应为O2+2H2O+4e-===

4OH-。虽然正极产生OH-,负极消耗OH-,但从总反应CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O可看出是消耗KOH,所以电池放电时溶液的pH不断下降,故①②正确,③④错误。

答案:A

8.如图装置中,A、B中电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹,a、b为电源两极。在A、B中充满KOH溶液后使其倒立于盛有KOH溶液的水槽中。切断K1,闭合K2、K3,通直流电,电解一段时间后A、B中均有气体产生,如图所示。

(1)电源的a极为________(填“正极”或“负极”)。

(2)在湿的Na2SO4滤纸条中心滴KMnO4溶液,现象是

________________________________________________________________________。

(3)写出A中电极反应式:_________________________________________________。

(4)若电解一段时间后A、B中均有气体包围电极。此时切断K2、K3,闭合K1,电流表的指针发生偏转,此时B极的电极反应式为_____________________________________。

解析:(1)由图示得电解时B中产生气体的体积是A中的2倍,而电解KOH溶液的本质是电解水,故A中生成的是氧气,A为阳极,B为阴极;a为负极、b为正极;C作阴极、D作阳极。(2)MnO向阳极移动,故紫色移向D铂夹。(3)A中是OH-放电。(4)中构成了氢氧燃料电池,KOH溶液作电解质溶液,B作负极,H2失去电子后与OH-结合生成水。

答案:(1)负极 (2)紫色向D铂夹靠近 (3)4OH--4e-===O2↑+2H2O (4)H2-2e-+2OH-===2H2O

9.(1)今有2H2+O22H2O反应,构成燃料电池,则负极通的应是________,正极通的应是________,电极反应式为________________、________________。

(2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液,则电极反应式为____________________、____________________。

(1)和(2)的电解液不同,反应进行后,其溶液的pH各有何变化?________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)如把H2改为甲烷、KOH作导电物质,则电极反应式为:____________________、____________________。

解析:根据电池反应式可知H2在反应中被氧化,O2被还原,因此H2应在负极上反应,O2应在正极上反应。又因为是碱性溶液,此时应考虑不可能有H+参加或生成,故负极反应为:2H2+4OH--4e-===4H2O,正极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-。若将导电物质换成酸性溶液,此时应考虑不可能有OH-参加或生成,故负极:2H2-4e-===4H+,正极:O2+4H++4e-===2H2O。由于前者在碱性条件下反应KOH量不变,但工作时H2O增多故溶液变稀碱性减弱,pH将变小。而后者为酸溶液,H2SO4的量不变,水增多,溶液酸性减弱,故pH将变大。如把H2改为甲烷,用KOH作导电物质,根据反应CH4+2O2===CO2+2H2O,则负极为发生氧化反应的CH4,正极为发生还原反应的O2,由于有KOH存在,此时不会有CO2放出。

答案:(1)H2 O2 负极:2H2+4OH--4e-===4H2O

正极:O2+2H2O+4e-===4OH-

(2)负极:2H2-4e-===4H+

正极:O2+4H++4e-===2H2O (1)变小,(2)变大

(3)负极:CH4+10OH--8e-===CO+7H2O

正极:2O2+4H2O+8e-===8OH-下载本文

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