6．如右圖所示，某學生設計了一個“黑筆寫紅字”的趣味實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會出現(xiàn)紅色字跡。據此，下列敘述正確的是

　(　)

A．鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應

B．鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應

C．鉛筆端有少量的氯氣產生

D．a點是負極，b點是正極

[解析]　這是一個按照電解飽和食鹽水原理設計的趣味實驗，根據原理可知電極反應式為

陰極：2H₂O+2e^－===H₂↑+2OH^－(發(fā)生還原反應)

陽極：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑(發(fā)生氧化反應)

若要能夠出現(xiàn)“黑筆寫紅字”的現(xiàn)象，必須是鉛筆作陰極，這樣鉛筆附近產生的OH^－會使酚酞變紅。因此與鉛筆相連的a點是直流電源的負極。

[答案]　D

5．(2008年江蘇)鎳鎘(Ni－Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進行：

Cd+2NiOOH+2H₂OCd(OH)₂+2Ni(OH)₂

有關該電池的說法正確的是

(　)

A．充電時陽極反應：Ni(OH)₂－e^－+OH^－===NiOOH+H₂O

B．充電過程是化學能轉化為電能的過程

C．放電時負極附近溶液的堿性不變

D．放電時電解質溶液中的OH^－向正極移動

[解析]　本題主要考查原電池的相關知識。電池的充、放電互為相反的過程。充電時作為電解裝置，電能轉化為化學能，陽極發(fā)生氧化反應，電極反應為：Ni(OH)₂－e^－+OH^－===NiOOH+H₂O，A正確，B錯誤。放電時作為原電池裝置，化學能轉變?yōu)殡娔�，負極鎘失去電子發(fā)生氧化反應，變?yōu)镃d²⁺，吸收OH^－，負極周圍堿性增強，所以C、D錯誤。

[答案]　A

4．某同學按下圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是

(　)

A．電解過程中，銅電極上有H₂產生

B．電解初期，主反應方程式為：Cu+H₂SO₄CuSO₄+H₂↑

C．電解一定時間后，石墨電極上有銅析出

D．整個電解過程中，H⁺的濃度不斷增大

[解析]　Cu作陽極被消耗、溶液中H⁺放電在陰極析出。因此，電解后一段時間c(H⁺)減小，當生成的CuSO₄濃度不斷增大后，Cu²⁺在陰極放電而析出。

[答案]　BC

3．三氧化二鎳(Ni₂O₃)可用于制造高能電池，其電解法制備過程如下：用NaOH調NiCl₂溶液pH至7.5，加入適量硫酸鈉后進行電解。電解過程中產生的Cl₂在弱堿性條件下生成ClO^－，把二價鎳氧化為三價鎳。以下說法正確的是

(　)

A．可用鐵作陽極材料

B．電解過程中陽極附近溶液的pH升高

C．陽極反應方程式為：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑

D．1 mol二價鎳全部轉化為三價鎳時，外電路中通過了1 mol電子

[解析]　兩極的反應為陰極：2H⁺+2e^－===H₂↑；陽極：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑，Cl₂+2Ni²⁺+6OH^－===Ni₂O₃+2Cl^－+3H₂O，A項鐵為活性電極，參與反應，Cl^－不能放電，不能生成Cl₂；B項陽極OH^－被消耗，pH下降。

[答案]　CD

2．(2008年海南)關于鉛蓄電池的說法正確的是

(　)

A．在放電時，正極發(fā)生的反應是Pb(s)+SO(aq)－2e^－===PbSO₄(s)

B．在放電時，該電池的負極材料是鉛板

C．在充電時，電池中硫酸的濃度不斷變小

D．在充電時，陽極發(fā)生的反應是PbSO₄(s)+2e^－===Pb(s)+SO(aq)

[解析]　A項中電池放電時正極應發(fā)生還原反應，電極反應為：PbO₂+4H⁺+SO+2e^－===PbSO₄+2H₂O；C項中電池充電時硫酸的濃度應不斷增大；D項中電池充電時陽極應發(fā)生氧化反應。

[答案]　B

1．(2008年上海)取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直接電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內圓為白色，外圈呈淺紅色。則下列說法錯誤的是

(　)

A．b電極是陰極

B．a電極與電源的正極相連接

C．電解過程中，水是氧化劑

D．b電極附近溶液的pH變小

[解析]　根據題意，a電極應產生Cl₂，為陽極，與電源正極相連，則b為陰極。D項中b電極上H⁺放電，附近OH^－濃度增大，pH變大。

[答案]　D

14．(2009年天津理綜)氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。右圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，性質穩(wěn)定。請回答：

(1)氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是

________________________________________________________________________，

在導線中電子流動方向為__________________________(用a、b表示)。

(2)負極反應式為___________________________________________________________。

(3)電極表面鍍鉑粉的原因為_______________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)該電池工作時，H₂和O₂連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ.2Li+H₂2LiH

Ⅱ.LiH+H₂O===LiOH+H₂↑

①反應Ⅰ中的還原劑是__________，反應Ⅱ中的氧化劑是____________。

②已知LiH固體密度為0.82 g/cm³，用鋰吸收224 L(標準狀況)H₂，生成的LiH體積與被吸收的H₂體積比為________。

③由②生成的LiH與H₂O作用，放出的H₂用作電池燃料，若能量轉化率為80%，則導線中通過電子的物質的量為______mol。

[解析]　(1)電池即是把化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置；在電池中電子是從負極經導線流向正極，而氫氧燃料電池中通入H₂的一極是負極，故電子由a流動到b。(2)H₂在負極失電子，因為電解質溶液是KOH溶液，故負極反應式為2H₂+4OH^－－4e^－===4H₂O。(3)電極表面鍍鉑粉可以增大電極單位面積吸附H₂、O₂的分子數，從而增大反應速率。(4)LiH中Li為+1價，H為－1價故反應Ⅰ中還原劑是Li，反應Ⅱ中氧化劑是H₂O。由反應Ⅰ可知吸收標準狀況下224 L H₂時生成160 g LiH，則生成的LiH的體積是，則生成的LiH體積與被吸收的H₂的體積比為：＝。由②生成的20 mol LiH與H₂O反應，由反應Ⅱ可知生成20 mol H₂，H₂-2e^－，能量轉化率為80%，則通過電子的物質的量為20 mol×2×80%＝32 mol。

[答案]　(1)由化學能轉變?yōu)殡娔堋∮蒩到b

(2)2H₂+4OH^－－4e^－===4H₂O或H₂+2OH^－－2e^－===2H₂O

(3)增大電極單位面積吸附H₂、O₂分子數，加快電極反應速率

(4)①Li　H₂O�、�1/1 148或8.71×10^－4　③32

13．(2009年海南單科)Li-SOCl₂電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl₄-SOCl₂。電池的總反應可表示為：4Li+2SOCl₂===4LiCl+S+SO₂。

請回答下列問題：

(1)電池的負極材料為______________，發(fā)生的電極反應為________________；

(2)電池正極發(fā)生的電極反應為_______________________________________________；

(3)SOCl₂易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl₂中，實驗現(xiàn)象是__________________________________，反應的化學方程式為______________________________________；

(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是________________________

________________________________________________________________________。

[解析]　(1)、(2)電池負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應。(3)由NaOH與SOCl₂反應的產物為Na₂SO₃、NaCl可知，SOCl₂與水反應生成H₂SO₃和HCl。(4)由于電池材料易與水、O₂反應。

[答案]　(1)鋰　Li－e^－===Li⁺

(2)2SOCl₂+4e^－===4Cl^－+S+SO₂

(3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成　SOCl₂+H₂O===2HCl↑+SO₂↑

(4)鋰是活潑金屬，易與H₂O、O₂反應；SOCl₂也可與水反應

12．鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象，某實驗小組，為研究鐵生銹的條件，設計了以下快速、易行的方法：

首先檢查制氧裝置的氣密性，然后按上圖所示連接好裝置，點燃酒精燈給藥品加熱，持續(xù)3分鐘左右，觀察到的實驗現(xiàn)象為：①直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗，發(fā)生銹蝕；②干燥管中干燥的鐵絲表面依然光亮，沒有發(fā)生銹蝕；③燒杯中潮濕的鐵絲表面稍有變暗。

試回答以下問題：

(1)由于與金屬接觸的介質不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實驗中鐵生銹屬于____________。能表示其原理的反應方程式為______________________________________。

(2)儀器A的名稱為______________，其中裝的藥品可以是________，其作用是______________。

(3)由實驗可知，該類鐵生銹的條件為________________________________________

________________________________________________________________________。

決定鐵生銹快慢的一個重要因素是______________。

[解析]　鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化學腐蝕。此實驗在直形管中的現(xiàn)象說明，潮濕是鐵生銹的必須前提，而沒有涉及潮濕程度對生銹快慢的影響，直形管實驗與燒杯實驗的對比，則說明O₂濃度是影響生銹快慢的一個重要因素。

[答案]　(1)電化學腐蝕　負極：2Fe－4e^－===2Fe²⁺

正極：O₂+4e^－+2H₂O===4OH^－

(2)球形干燥管　堿石灰(或CaCl₂等)　干燥O₂

(3)①與O₂接觸；②與水接觸　氧氣濃度

11．鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl₃可用做催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。

(1)寫出FeCl₃溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式是

________________________________________________________________________。

(2)若將(1)中的反應設計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應式。

正極反應________________，負極反應__________________。

(3)腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的濃度均為0.10 mol·L^－1，請參照下表給出的數據和藥品，簡述除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的實驗步驟_______________

________________________________________________________________________。

(4)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選)，設計最佳實驗，驗證劣質不銹鋼易被腐蝕。

有關反應的化學方程式____________________________________________________

________________________________________________________________________。

劣質不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象________________________________________________。

[解析]　(1)該反應是FeCl₃氧化金屬銅，離子方程式為2Fe³⁺+Cu===2Fe²⁺+Cu²⁺

(2)將(1)中反應設計成原電池必須是Cu作負極，選擇比銅不活潑的金屬或碳棒為正極，F(xiàn)eCl₃溶液作電解質溶液。裝置圖如右圖所示：

正極：2Fe³⁺+2e^－===2Fe²⁺

負極：Cu－2e^－===Cu²⁺

(3)根據表給出的數據可知，把Cu²⁺中混有的Fe²⁺、Fe³⁺除掉的方法是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，調節(jié)溶液的pH到3.2-4.7，F(xiàn)e³⁺以Fe(OH)₃的形式沉淀，過濾除去，根據除雜原則，去雜不能加雜，選擇氧化劑為Cl₂，加入CuO調節(jié)溶液的pH。

(4)根據題給條件，此不銹鋼在鹽溶液中腐蝕明顯，可選擇的藥品為CuO、濃H₂SO₄，先用水稀釋濃H₂SO₄再用H₂SO₄與CuO反應生成CuSO₄溶液，不銹鋼與CuSO₄溶液反應，在不銹鋼的表面有紫紅色物質生成，即可驗證劣質不銹鋼易被腐蝕。

[答案]　(1)2Fe³⁺+Cu===2Fe²⁺+Cu²⁺

(2)裝置圖如下

正極反應：Fe³⁺+e^－===Fe²⁺(或2Fe³⁺+2e^－===2Fe²⁺)

負極反應：Cu===Cu²⁺+2e^－(或Cu－2e^－===Cu²⁺)

(3)①通入足量氯氣將Fe²⁺氧化成Fe³⁺；

②加入CuO調節(jié)溶液的pH至3.2-4.7；

③過濾[除去Fe(OH)₃]

(4)CuO+H₂SO₄===CuSO₄+H₂O

CuSO₄+Fe===FeSO₄+Cu

不銹鋼表面有紫紅色物質生成