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电化学答题冲关综合题


1

答题冲关综合题(6 道) 1.铁和铁的化合物在工业生产和日常生活中都有广泛的用途。请回答下列问题: (1)钢铁锈蚀是目前难以解决的现实问题,电化学腐蚀最为普遍。写出在潮湿空气中钢铁锈蚀时发生还原反应的电极反 应式:________________________________。 铁锈的主要成分是____________(填写化学式),将生锈的铁屑放入

H2SO4 溶液中充分溶解后,在溶液中并未检测出 Fe3


,用离子方程式说明原因:_____________________。 (2)爱迪生蓄电池的反应式为 Fe+NiO2+2H2O? ? ?? Fe(OH)2+Ni(OH)2;高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂。用如 充电
放电

图装置可以制取少量高铁酸钠。 ①此装置中爱迪生蓄电池的负极是 ________(填“a”或“b”),该电池工作一段时间后必须充 电,充电时生成 NiO2 的反应类型是__________。 ②写出在用电解法制取高铁酸钠时,阳极的电极反应式 ________________________________________________。 ③你认为高铁酸钠作为一种新型净水剂的理由可能是 ________。 A.高铁酸钠溶于水形成一种胶体,具有较强的吸附性 B.高铁酸钠具有强氧化性,能消毒杀菌 C.高铁酸钠在消毒杀菌时被还原生成 Fe3 ,水解产生氢氧化铁胶体能吸附悬浮杂质


2.+6 价铬易被人体吸收,可致癌;+3 价铬不易被人体吸收,毒性小。工业含铬废水的处理方法之一是将含+6 价铬
3 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的 NaCl 后进行电解:阳极区生成的 Fe2 和 Cr2O2 7 发生反应,生成的 Fe 和
+ - +

Cr3 在阴极区与 OH 结合生成 Fe(OH)3 和 Cr(OH)3 沉淀除去。
+ -

(1)若阳极铁质量减少 16.8 g,则理论上被还原的 Cr2O2 7 的物质的量为________mol。


(2)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而在图 2 装置中当开关 K 断开时,铬电极无现象,K 闭合时,铬电极上产生大量无色气体,并变成红棕色气体。根据上述现象试推测金属铬的两个重要化学性质 ___________________、_____________________________。

3.(1)某课外活动小组同学用下图 1 装置进行实验,试回答下列问题: ①若开始时开关 K 与 a 连接,则铁发生电化学腐蚀中的________腐蚀。 ②若开始时开关 K 与 b 连接,则总反应的离子方程式为 _____________________________________________________________________。

2

图1

图2

(2)芒硝化学式为 Na2SO4· 10H2O,无色晶体,易溶于水,是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想,如果模拟 工业上离子交换膜法制烧碱的方法,用上图 2 所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠,无论从节省能 源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。 ①该电解槽的阳极反应式为 __________________。此时通过阴离子交换膜的离子数 __________(填“大于”、“小于” 或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。 ②制得的氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)________导出。 ③通电开始后,阴极附近溶液 pH 会增大,请简述原因:_________________________ _______________________________________________________________________。 ④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池,则电池负极的电极反应式为____________。已知 H2 的 燃烧热为 285.8 kJ· mol 1,则该燃料电池工作产生 36 g 液态 H2O 时,理论上有________ kJ 的能量转化为电能。


4.如图装置,A、B 中的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;电源有 a、b 两极。若 A、B 中充满 KOH 溶液后倒立于 KOH 溶液的水槽中。切断 K1,闭合 K2、K3 通直流电,回答下列问题:

(1)判断电源的正、负极:a 为________极,b 为________极。 (2)在湿的 Na2SO4 溶液滤纸条中心的 KMnO4 液滴,有什么现象______________ (3)写出电极反应式:A 极__________________________________________________________, C 极____________________________________________________________。 (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,则电流表的指针是否移动(填“是”或 “否”)________,说明理由______________。 5.某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。 Ⅰ. 利用右图装置探究金属的防护措施,实验现象是锌电极不断溶解,铁电极表面有气泡产 生。 (1)写出负极的电极反应式________________________________________________。 (2)某学生认为,铁电极可能参与反应,并对产物作出假设: 假设 1:铁参与反应,被氧化生成 Fe2


假设 2:铁参与反应,被氧化生成 Fe3



假设 3:__________________________________________________________。

3

(3)为了探究假设 1、2,他采取如下操作: ①取 0.01 mol· L
-1

FeCl3 溶液 2 mL 于试管中,加入过量铁粉;

②取操作①试管的上层清液加入 2 滴 K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀; ③取少量正极附近溶液加入 2 滴 K3[Fe(CN)6]溶液,未见蓝色沉淀生成; ④取少量正极附近溶液加入 2 滴 KSCN 溶液,未见溶液变血红; 据②、③、④现象得出的结论是___________________________________________。 (4)该实验原理可应用于防护钢铁腐蚀,请再举一例防护钢铁腐蚀的措施___________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.利用右图装置作电解 50 mL 0.5 mol· L 1 的 CuCl2 溶液实验。


实验记录: A.阳极上有黄绿色气体产生,该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色(提示:Cl2 氧化性大于 IO3 ); B.电解一段时间以后,阴极表面除有铜吸附外,还出现了少量气泡和浅蓝色固体。 (1)分析实验记录 A 中试纸颜色变化,用离子方程式解释: ①_____________________________________②______________________________________ (2)分析实验记录 B 中浅蓝色固体可能是__________(写化 学式),试分析生成该物质的原因___________________。 6.某反应中反应物与生成物有:FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。 (1)将上述反应设计成的原电池如图甲所示,请回答下列问题:


①图中 X 溶液是____________; ②Cu 电极上发生的电极反应式为__________________________________________; ③原电池工作时,盐桥中的____________(填“K ”或“Cl ”)不断进入 X 溶液中。 (2) 将上述反应设计成的电解池如图乙所示,乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图 丙,请回答下列问题: ①M 是__________极; ②图丙中的②线是______________的变化。 ③当电子转移为 2 mol 时,向乙烧杯中加入________ L 5 mol· L
-1 + -

NaOH 溶液才能使所有的金属阳离子沉淀完全。

(3)铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂,具有很多优点。 ①高铁酸钠生产方法之一是电解法,其原理为 Fe+2NaOH+2H2O=====Na2FeO4+3H2↑,则电解时阳极的电极反应式 是__________________________________。 ②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用 NaClO 氧化 Fe(OH)3 生成高铁酸钠、氯化钠和水,该反应的离子方程式 为_______________________________________。
电解

4

③Na2FeO4 能消毒、净水的原因:_________________________________________


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