《有关电化学的计算3——转移电子的量和产物的量》有关电化学的计算3——转移电子的量和产物的量 - 人教版高考化学复习化学知识点练习 - 读趣百科

《有关电化学的计算3——转移电子的量和产物的量》有关电化学的计算3——转移电子的量和产物的量

1单选题

如图,a、b是石墨电极,通电一段时间后,a极附近溶液显红色.下列说法不正确的是(  )

A
X极是电源负极,Y极是电源正极
B
b极的电极反应为:2Cl_-2e_=Cl$_2$↑
C
电解过程中CuSO$_4$溶液的浓度逐渐减小
D
Pt极上有6.4 g Cu析出时,a极产生2.24 L(标准状况)气体

题目答案

C

答案解析

分析:

a、b都是惰性电极,通电一段时间后,a极附近溶液显红色,说明a电极有氢氧化钠生成,则a电极上氢离子放电,所以a电极是阴极,b是阳极,X是负极,Y是正极,铜是阳极,铂是阴极,左边装置中,阳极上铜失电子发生氧化反应,阴极上铜离子得电子发生还原反应.

解答:

解:a、b都是惰性电极,通电一段时间后,a极附近溶液显红色,说明a电极有氢氧化钠生成,则a电极上氢离子放电,所以a电极是阴极,b是阳极,X是负极,Y是正极,铜是阳极,铂是阴极,左边装置中,阳极上铜失电子发生氧化反应,阴极上铜离子得电子发生还原反应,

A.X是负极,Y是正极,故A正确;

B.b电极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl_-2e_=Cl$_2$↑,故B正确;

C.铜电极上铜失电子生成铜离子进入溶液,铂电极上铜离子得电子生成铜,所以硫酸铜溶液中浓度不变,故C错误;

D.Pt电极上有6.4 g Cu析出时,a极产生气体体积=$\frac {$\frac {6.4g}{64g/mol}$}{2}$×2×22.4L/mol=2.24 L,故D正确;

故选C.

点评:

本题考查原电池和电解池原理,明确离子放电顺序是解本题关键,难度不大.

2单选题

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.右图为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1.12LH$_2$
B
b电极上发生还原反应
C
酸性电解质溶液中H_移向c电极
D
d电极上发生的电极反应是:O$_2$+4H_+4e_=2H$_2$O

题目答案

C

答案解析

分析:

依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池,ab电极是电解池的电极,由电源判断a为阴极产生的气体是氢气,b为阳极产生的气体是氧气;cd电极是原电池的正负极,c是正极,d是负极;电解池中的电极反应为:b电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑;a电极为阴极得到电子发生还原反应:4H_+4e_=2H$_2$↑;原电池中是酸性溶液,电极反应为:d为负极失电子发生氧化反应:2H$_2$-4e_=4H_;c电极为正极得到电子发生还原反应:O$_2$+4H_+4e_=2H$_2$O,结合电极上的电子守恒分析计算.

解答:

解:A.当有0.1 mol电子转移时,a电极为原电池正极,电极反应为4H_+4e_=2H$_2$↑,标准状况下可产生1.12LH$_2$,但气体存在的状况未知,不一定为标准状况下,则气体不一定为1.12L,故A错误;

B.b电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑,故B错误;

C.B池中c为正极,阳离子H_可以通过隔膜进入c池,故C正确;

D.d为负极失电子发生氧化反应:2H$_2$-4e_=4H_,故D错误.

故选C.

点评:

本题考查了化学电源新型电池,主要考查原电池和电解池的工作原理、电极判断、电极反应,注意原电池中电解质溶液是酸而不是碱,电极反应式的书写是易错点.

3单选题

如图所示甲、乙两个装置,所盛溶液体积和浓度均相同且足量,当两装置电路中通过的电子都是1mol时,下列说法不正确的是(  )

A
溶液的质量变化:甲减小乙增大
B
溶液pH值变化:甲减小乙增大
C
电极反应式:甲中阴极:Cu_+2e_=Cu乙中负极:Mg-2e_=Mg_
D
相同条件下产生气体的体积:V_甲=V_乙

题目答案

D

答案解析

分析:

甲中总反应为:2CuSO$_4$+2H$_2$O $\xlongequal[]{电解}$2Cu+2H$_2$SO$_4$+O$_2$↑,乙中总反应为:Mg+2HCl=MgCl$_2$+H$_2$↑,故甲溶液质量减小,乙溶液质量增大;甲中生成H$_2$SO$_4$,pH减小,乙中消耗HCl,pH增大;当两装置电路中通过的电子都是0.1mol时,甲中产生0.025molO$_2$,乙中产生0.05molH$_2$;甲中阴极为Cu_放电,电极反应为Cu_+2e_=Cu,乙中负极为Mg放电,电极反应为:Mg-2e_=Mg_.

解答:

解:A.甲中总反应为:2CuSO$_4$+2H$_2$O$\xlongequal[]{电解}$2Cu+2H$_2$SO$_4$+O$_2$↑,乙中总反应为:Mg+2HCl=MgCl$_2$+H$_2$↑,故甲溶液质量减小,乙溶液质量增大,故A正确;

B.甲中生成H$_2$SO$_4$,pH减小,乙中消耗HCl,pH增大,故B正确;

C.甲中阴极为Cu_放电,电极反应为Cu_+2e_=Cu,乙中负极为镁放电,电极反应为:Mg-2e_=Mg_,故C正确;

D.当两装置电路中通过的电子都是0.1mol时,甲中产生0.025molO$_2$,乙中产生0.05molH$_2$,故相同条件下,甲乙中产生气体的体积比为1:2,故D错误.

故选D.

点评:

本题考查原电池和电解池的原理,题目难度中等,注意平时知识的积累是解题的关键.

4单选题

如图,四种装置中所盛的溶液体积均为200mL,浓度为0.6mol•L_,工作一段时间后,测得导线上均通过了0.2mol电子,此时溶液中的pH由大到小的顺序是(  )

A
④②①③
B
④③①②
C
④③②①
D
①③②④

题目答案

C

答案解析

分析:

①③④是电解池,②是原电池,①中阳极上析出氧气,阴极上析出铜,所以电解质溶液酸性增强;②中正极上氢离子放电生成氢气,所以溶液的酸性减弱;③是电镀池,所以pH不变,④阳极上生成氯气,阴极上生成氢气,所以导致溶液中pH增大.

解答:

解:①是电解CuSO$_4$,电解方程式为:2H$_2$O+2Cu_$\xlongequal[]{电解}$2Cu+O$_2$↑+4H_,根据方程式知生成4mol氢离子转移4mol电子,生成当转移0.2mol电子时氢离子浓度=$\frac {$\frac {0.2mol}{4}$×4}{0.2L}$=1mol/L,pH=0;

②装置为原电池,铜电极上氢离子得电子生成氢气,根据2H_+2e_═H$_2$↑知,当转移0.2mol电子时溶液中氢离子浓度=0.6mol/L×2-$\frac {$\frac {0.2mol}{2}$×2}{0.2L}$=0.2mol/L;

③该装置实际上是一个电镀池,pH值不变,为强酸弱碱盐,溶液呈弱酸性;

④装置为电解NaCl饱和溶液,生成NaOH,为强碱溶液,pH值最大,所以pH大小顺序是④③②①,

故选:C.

点评:

本题考查了原电池和电解池原理,明确离子放电顺序是解本题关键,结合化学反应方程式进行分析解答,难度中等.

5单选题

如图两个装置中,液体体积均为200mL,开始工作前电解质溶液的浓度均为0.5mol/L,工作一段时间后,测得有0.02mol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
溶液的pH变化:①减小,②增大
C
电极反应式:①中阳极为4 OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑②中负极为2H_+2e_=H$_2$↑
D
①中阴极质量增加,②中正极质量减小

题目答案

B

答案解析

分析:

①为电解池,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上铜离子放电生成铜;

②为原电池,锌失电子作负极,铜作正极,负极上锌失电子发生氧化反应,正极上氢离子得电子发生还原反应.

解答:

解:A.①中阳极上生成氧气,②中正极上生成氢气,当转移电子相等为0.02mol时,生成氧气体积=$\frac {0.02mol}{4}$×22.4L/mol=0.112L,生成氢气体积=$\frac {0.02mol}{2}$×22.4L/mol=0.224L,故A错误;

B.①中溶液有氢离子生成,溶液酸性增强,②中有氢氧根离子生成,溶液碱性增强,所以溶液的pH变化:①减小,②增大,故B正确;

C.电极反应式为:①中阳极为4 OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑,②中负极为Zn-2e_=Zn_,故C错误;

D.①中阴极上析出铜,②中正极上生成氢气导致电极质量不变,故D错误;

故选B.

点评:

本题考查了原电池和电解池原理,根据各个电极上电极反应及转移电子来分析解答,难点是电极反应式的书写,题目难度不大.

6单选题

如图所示的两个装置中,溶液的体积均为200mL,开始时电解质溶液的浓度均为0.1mol/L,工作一段时间后,测得导线上通过0.02mol电子,若不考虑盐的水解和溶液的体积变化,则下列叙述正确的是(  )

A
产生气体的体积①>②
B
溶液pH的变化①增大 ②减小
C
电极上析出固体物质的质量①>②
D
电极反应式:①中阳极:4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑②中负极:2H_+2e_=H$_2$↑

题目答案

C

答案解析

分析:

①有外接电源,是电解池;②没有外接电源,是原电池,①阳极发生4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑,阴极发生Cu_+2e_=Cu;②中锌的活泼性大于铜的,所以锌是负极,铜是正极,正极反应为2H_+2e_=H$_2$↑,负极发生Zn-2e_=Zn_,以此解答该题.

解答:

解:导线上通过0.02mol电子,

A.①阳极发生4OH_-4e_=2H$_2$O+O$_2$↑,生成0.005molO$_2$,②正极反应为2H_+2e_=H$_2$↑,生成0.01molH$_2$,则产生气体的体积①<②,故A错误;

B.①消耗OH_,生成H_,溶液pH减小,②消耗H_,溶液pH增大,故B错误;

C.①析出阴极铜,②正极析出氢气,没有固体析出,则电极上析出固体物质的质量①>②,故C正确;

D.②中负极反应为Zn-2e_=Zn_,故D错误.

故选C.

点评:

本题考查原电池和电解池的工作原理,注意把握电极方程式的书写,为解答该题的关键,注意原电池和电解池的区别,题目难度不大.