蘇教版化學(xué)選修6 專題5課題1知能優(yōu)化訓(xùn)練

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111 1．鋅錳干電池在放電時(shí)，電池總反應(yīng)方程式可以表示為Zn＋2MnO2＋2NH===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O。在此電池放電時(shí)，正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是(　　) A．MnO2和NH B．Zn2＋和NH C．Zn D．碳棒 解析：選A。由鋅錳干電池的總反應(yīng)知，Zn為負(fù)極，MnO2為正極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，NH為正極上的輔助反應(yīng)物。 2．(2011年龍巖高二檢測(cè))據(jù)報(bào)道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因?yàn)殇\電池容量更大，而且沒(méi)有鉛污染。其電池反應(yīng)為：2Zn＋O2===2ZnO，原料為鋅粒、電解液和空氣。則下列敘述正確的是(雙選)(　　) A．鋅為正極，空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng) B．負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋ C．正極發(fā)生氧化反應(yīng) D．電解液肯定不是強(qiáng)酸 解析：選BD。，所以Zn作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋。如果電解液是強(qiáng)酸，由于c(H＋)大，正極的反應(yīng)是2H＋＋2e－===H2↑，而不是O2得到電子。因此B、D項(xiàng)是正確的。 3．(2011年高考浙江卷)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣處少。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．液滴中的Cl－ 由a區(qū)向b區(qū)遷移 B．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH－形成Fe(OH)2 ，進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹 D．若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu－2e－===Cu2＋ 解析：選B。Cl－由b區(qū)向a區(qū)遷移，A錯(cuò)；正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正確；由題干知鐵板發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，因此C項(xiàng)錯(cuò)；銅螺絲釘作正極，因此D錯(cuò)。 4．(2011年金華高二檢測(cè))燒過(guò)菜的鐵鍋未及時(shí)洗滌(殘液中含NaCl等)，第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑。下列反應(yīng)表示整個(gè)過(guò)程可能發(fā)生的變化，其中不符合事實(shí)的是(　　) A．2H2O＋O2＋4e－===4OH－ B．Fe－3e－===Fe3＋ C．Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ D．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 解析：選B。根據(jù)題意，鐵在NaCl溶液中發(fā)生吸氧腐蝕，電極反應(yīng)為：負(fù)極Fe－2e－===Fe2＋，正極2H2O＋O2＋4e－===4OH－，生成的Fe2＋與OH－結(jié)合為Fe(OH)2，并進(jìn)一步在空氣中被氧化為Fe(OH)3。 5．某學(xué)校設(shè)計(jì)了一節(jié)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)課，讓學(xué)生從廢舊電池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物質(zhì)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下?；卮鹩嘘P(guān)問(wèn)題。 (1)干電池的基本構(gòu)造和工作原理 如圖為干電池的基本構(gòu)造圖。干電池工作時(shí)負(fù)極上的電極反應(yīng)是 __________________________，MnO2的作用是除去正極上的產(chǎn)物H2，該反應(yīng)方程式為2MnO2＋H2===Mn2O3＋H2O。 (2)鋅皮和碳棒的回收 用鉗子和剪子剪開待回收的干電池的鋅筒，將鋅皮和碳棒取出，并用毛刷刷干凈，將電池內(nèi)的黑色粉末移入燒杯中。 (3)氯化銨、氯化鋅的提取、檢驗(yàn)和分離 ①如何從黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2等晶體的混合物？寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)步驟________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明所得晶體中含有NH。 實(shí)驗(yàn)步驟 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ________________________________________________________________________； 有關(guān)的離子方程式 ________________________________________________________________________。 ③用________的方法可將NH4Cl和ZnCl2的晶體混合物分離開。 ④最后剩余的黑色殘?jiān)闹饕煞质荕nO2，還有炭黑和有機(jī)物等?？捎米茻姆椒ǔルs質(zhì)，該實(shí)驗(yàn)中要用到的主要儀器有 ________________________________________________________________________。 解析：以干電池為情景綜合考查物質(zhì)的提取、檢驗(yàn)和分離。 答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋ (3)①向小燒杯中加入一定量的蒸餾水，充分?jǐn)嚢?，然后過(guò)濾，將濾液移入蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)結(jié)晶　②取少量晶體溶于蒸餾水配成溶液，取少許溶液于試管中，加入少量NaOH溶液后加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口　試紙變藍(lán)　NH＋OH－NH3↑＋H2O?、奂訜帷、苒釄?、酒精燈(玻璃棒、三角架等) 1．出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面。下列說(shuō)法正確的是(雙選)(　　) A．錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高 B．在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫可對(duì)銅起保護(hù)作用 C．錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快 D．生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過(guò)程，但不是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 解析：選BC。合金的熔點(diǎn)一般比各組分金屬的熔點(diǎn)要低，所以錫銅合金的熔點(diǎn)比純銅低，A錯(cuò)誤；Sn與Cu形成原電池，因Sn比Cu金屬活潑性強(qiáng)，所以Sn作負(fù)極，Cu作正極，Sn對(duì)Cu起到保護(hù)作用，B正確；合金在潮濕環(huán)境下，可以發(fā)生電化學(xué)腐蝕，比干燥環(huán)境腐蝕要快，C正確；金屬腐蝕，即金屬被氧化，化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕都屬于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，D錯(cuò)誤。 2．(2011年莆田高二檢測(cè))下列各變化中屬于原電池反應(yīng)的是(　　) A．在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護(hù)層 B．鍍鋅鐵表面有劃損時(shí)，也能阻止鐵被氧化 C．紅熱的鐵絲與冷水接觸，表面形成藍(lán)黑色保護(hù)層 D．濃HNO3比稀HNO3更能氧化金屬銅 解析：選B。A、C、D項(xiàng)為化學(xué)腐蝕；B項(xiàng)Zn作負(fù)極，F(xiàn)e作正極，在潮濕環(huán)境中構(gòu)成原電池，Zn被腐蝕，F(xiàn)e受到保護(hù)；C項(xiàng)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；D項(xiàng)濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸，所以更易氧化銅。 3．對(duì)于銅、鋅和稀H2SO4組成的原電池裝置中，當(dāng)導(dǎo)線中有1 mol 電子通過(guò)時(shí)，理論上的兩極變化是(　　) ①鋅片溶解了32.5 g?、阡\片增重32.5 g?、坫~片上析出1 g H2?、茔~片上析出1 mol H2 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 解析：選A。根據(jù)反應(yīng)可知，當(dāng)有1 mol電子通過(guò)時(shí)，溶解0.5 mol Zn，其質(zhì)量為0.5 mol65 gmol－1＝32.5 g，同時(shí)生成0.5 mol H2，其質(zhì)量為0.5 mol2 gmol－1＝1 g。 4．(2011年漳州高二檢測(cè)) 關(guān)于如圖裝置的敘述，正確的是(　　) A．鋁是負(fù)極，鋁片上析出無(wú)色氣體 B．石墨是陽(yáng)極，石墨棒上析出黃綠色氣體 C．溶液中兩電極間產(chǎn)生白色沉淀 D．溶液中先產(chǎn)生白色沉淀，最后沉淀溶解 解析：選C。Al—空氣—電解質(zhì)溶液形成原電池。鋁是負(fù)極，Al－3e－===Al3＋，石墨為正極，氧氣在石墨上放電O2＋2H2O＋4e－===4OH－，總反應(yīng)為：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。 5．鋼鐵在潮濕的空氣中會(huì)被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)為：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下說(shuō)法正確的是(　　) A．負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：Fe－2e－===Fe2＋ B．正極發(fā)生的反應(yīng)為：2H2O＋O2＋2e－===4OH－ C．原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置 D．鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕 解析：選A。正極發(fā)生的反應(yīng)應(yīng)為：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；由于空氣與水交界處比在水下部分氧氣濃度大，所以鋼柱在空氣與水交界處比在水下部分更容易腐蝕。 6．(2011年邯鄲高二檢測(cè))有A、B、C、D四塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①A、B用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀硫酸溶液中，A為負(fù)極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀硫酸溶液中，電流由D―→導(dǎo)線―→C；③A、C相連后，同時(shí)浸入稀硫酸溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀硫酸溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此，判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是(　　) A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞D＞B C．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A 解析：選B。金屬與稀硫酸溶液組成原電池，活潑金屬為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬為正極，H＋在正極表面得到電子生成氫氣，電子運(yùn)動(dòng)方向由負(fù)極到正極。題中由①知A＞B；由②知C＞D；由③知A＞C；由④知D＞B。綜合以上信息可知金屬活動(dòng)性A＞C＞D＞B。 7．化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說(shuō)法不正確的是(雙選)(　　) A．鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．鋼鐵在海水中比在河水中更易腐蝕，主要原因是海水含氧量高于河水 C．在海輪外殼上鑲?cè)脘\塊，鋅作負(fù)極，可減緩船體的腐蝕速率 D．在空氣中，鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕 解析：選BD。選項(xiàng)A，鋼鐵吸氧腐蝕時(shí)，O2在正極獲得電子，選項(xiàng)B，鋼鐵在海水中比在河水中更易腐蝕，主要原因不是海水含氧量高于河水，而是海水中電解質(zhì)的濃度高于河水，在海水中更易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。選項(xiàng)C，是因?yàn)檩喆饕描F造外殼，鐵在海水中易被腐蝕。鑲?cè)氡辱F活潑的鋅塊，形成原電池，鋅作負(fù)極，失去電子先被腐蝕，從而起到保護(hù)鐵的作用，可減緩船體的腐蝕速率；選項(xiàng)D，在潮濕空氣中鐵板容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鍍鋅鐵板則不容易被腐蝕，鋅比鐵活潑，鋅鐵構(gòu)成原電池，鐵作正極被保護(hù)。 8．可用于電動(dòng)汽車的鋁空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3 C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變 D．電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極 解析：選A。無(wú)論是NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，在正極上都是O2得到電子被還原，A正確；生成的Al(OH)3是兩性氫氧化物，在堿溶液中發(fā)生反應(yīng)生成Al(OH)，B錯(cuò)誤；生成的Al(OH)3與NaOH反應(yīng)生成Na[Al(OH)4]，消耗電解質(zhì)中的NaOH，使pH減小，C錯(cuò)誤；原電池中，電子從外電路的負(fù)極流向正極，D錯(cuò)誤。 9．為研究金屬腐蝕的條件和速率，某課外興趣活動(dòng)小組學(xué)生用金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在如圖所示的三個(gè)裝置中，再放置于玻璃鐘罩里保存相同的一段時(shí)間，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)現(xiàn)象的描述不正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅰ左側(cè)的液面一定會(huì)下降 B．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，左側(cè)液面裝置Ⅰ比裝置Ⅱ的低 C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴(yán)重 D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒(méi)被腐蝕 解析：選B。這是一道原電池原理應(yīng)用于金屬腐蝕的選擇題。裝置Ⅰ中的鐵釘處于鹽酸蒸氣中，被侵蝕而釋放出H2，使左側(cè)液面下降而右側(cè)液面上升；裝置Ⅱ中鐵釘同樣處于鹽酸的蒸氣中，所不同的是懸掛鐵釘?shù)慕饘俳z由鐵絲換成了銅絲，在這種氛圍中構(gòu)成了原電池，加速了鐵釘?shù)母g而放出更多的H2，使左側(cè)液面下降更多，右側(cè)液面上升更多；裝置Ⅲ中雖然掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性而無(wú)揮發(fā)性，使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時(shí)間內(nèi)幾乎沒(méi)有被侵蝕。金屬發(fā)生何種腐蝕要根據(jù)環(huán)境條件來(lái)確定，在此題中若能將裝置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ逐一對(duì)比，找出鐵釘所處環(huán)境的異同，便不難作出正確選擇。 10．(2010年高考安徽卷)某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H＋，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，電池總反應(yīng)可表示為：2H2＋O2===2H2O，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．電子通過(guò)外電路從b極流向a極 B．b極上的電極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極 解析：選D。本題考查原電池知識(shí)，意在考查學(xué)生的分析能力。該原電池的化學(xué)原理是H2被氧化，在負(fù)極(a極)發(fā)生反應(yīng)：H2－2e－===2H＋，H＋由a極轉(zhuǎn)移到b極，D項(xiàng)正確；O2發(fā)生還原反應(yīng)，在正極(b極)發(fā)生反應(yīng)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，則電子從a極流向b極，A、B項(xiàng)不正確；C項(xiàng)因未指明氣體所處的溫度和壓強(qiáng)，不正確。 11.按如圖所示進(jìn)行鐵腐蝕的實(shí)驗(yàn)，一周后觀察： (1)若試管中液面上升，發(fā)生的是________腐蝕，電極反應(yīng)為： 正極_________________________________________________________； 負(fù)極___________________________________________________________。 (2)若試管中液面下降，發(fā)生的是____________腐蝕，電極反應(yīng)為：正極 ________________________________________________________________________； 負(fù)極________________________________________________________________________。 解析：由題意知：(1)若試管中液面上升，則說(shuō)明試管內(nèi)氣體體積減小，肯定發(fā)生的是吸氧腐蝕而消耗了O2，因此正、負(fù)兩極的電極反應(yīng)為： 正極：2H2O＋O2＋4e－===4OH－； 負(fù)極：2Fe－4e－===2Fe2＋。 (2)若試管中液面下降，則說(shuō)明試管內(nèi)氣體體積增大，應(yīng)該有H2生成，則發(fā)生的是析氫腐蝕，因此正、負(fù)兩極的電極反應(yīng)為： 正極：2H＋＋2e－===H2↑； 負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋。 答案：(1)吸氧　2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 2Fe－4e－===2Fe2＋ (2)析氫　2H＋＋2e－===H2↑　Fe－2e－===Fe2＋ 12．利用反應(yīng)Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2組成一個(gè)化學(xué)電池。 (1)指出正極為________，電極反應(yīng)式為__________________________________；負(fù)極為____________，電極反應(yīng)式為____________________________。 (2)若電池內(nèi)溶液為100 mL 0.5 mol/L的FeCl3溶液；當(dāng)溶液中FeCl3全部被還原成FeCl2時(shí)，溶液中CuCl2的物質(zhì)的量濃度是________，導(dǎo)線上通過(guò)的電子是________mol。 解析：n(Fe3＋)＝0.5 mol/L0.1 L＝0.05 mol，則通過(guò)的電子數(shù)為0.05 mol，CuCl2的物質(zhì)的量濃度為0.25 mol/L。 答案：(1)Pt(或C)　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Cu　Cu－2e－===Cu2＋　(2)0.25 mol/L　0.05 13．某化學(xué)興趣小組為了探索鋁電極在原電池中的作用，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下： 編號(hào) 電極材料 電解質(zhì)溶液 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向 1 Mg　Al 稀鹽酸 偏向Al 2 Al　Cu 稀鹽酸 偏向Cu 3 Al　石墨 稀鹽酸 偏向石墨 4 Mg　Al NaOH溶液 偏向Mg 5 Al　Zn 濃硝酸 偏向Al 根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)1、2中Al所作的電極是否相同？ ________________________________________________________________________。 (2)指出鋁和石墨的電極并寫出實(shí)驗(yàn)3中的電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式。 鋁為(　　)： ________________________________________________________________________。 石墨為(　　)： ________________________________________________________________________。 電池總反應(yīng)： ________________________________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)4中的鋁作正極還是負(fù)極？________，為什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)解釋實(shí)驗(yàn)5中電流計(jì)指針偏向鋁的原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)：在原電池中金屬鋁作正極還是負(fù)極受到哪些因素的影響？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：實(shí)驗(yàn)1中Mg活潑，故Mg作負(fù)極；實(shí)驗(yàn)2中Al活潑，故Al作負(fù)極；實(shí)驗(yàn)3中是Al作負(fù)極，將鹽酸中的氫離 子置換出氫氣；實(shí)驗(yàn)4中Mg雖比Al活潑，但Mg不能與NaOH溶液反應(yīng)，而Al可與NaOH溶液反應(yīng)，故Al作負(fù)極；實(shí)驗(yàn)5中Al雖比Zn活潑，但常溫下，Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，阻止內(nèi)部的金屬繼續(xù)與酸反應(yīng)，故Zn為負(fù)極。 答案：(1)不相同 (2)負(fù)極　2Al－6e－===2Al3＋　正極　6H＋＋6e－===3H2↑　2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (3)負(fù)極　因Mg雖比Al活潑，但Mg不能與NaOH溶液反應(yīng)，而Al可與NaOH溶液反應(yīng)，故Al作負(fù)極 (4)Al雖比Zn活潑，但常溫下，Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，阻止內(nèi)部的金屬繼續(xù)與酸反應(yīng)，故Zn為負(fù)極，電流計(jì)指針偏向鋁 (5)與另一電極材料的活潑性、電解質(zhì)溶液的酸堿性以及電解質(zhì)溶液的氧化性強(qiáng)弱等因素有關(guān) 111