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1. Las reacciones de las baterías alcalinas durante la carga y descarga son las siguientes:
Fe+NiO2+2H2O Fe(OH) 2+Ni(OH)2, cuál de las siguientes afirmaciones es correcta:
A. La sustancia que reacciona en el electrodo negativo durante la descarga es Fe.b. La reacción en el electrodo positivo durante la descarga es NiO2. +2e-+2H+=Ni(OH)2.
C. Al cargar, la reacción del cátodo es Ni (OH) 2-2e-+2OH-= NiO2+2H2O d. Al cargar, el valor del pH cerca del ánodo disminuye.
Método Basado en la reacción de oxidación que ocurre en el electrodo negativo y la reacción de reducción que ocurre en el electrodo positivo cuando la batería original se descarga, y en base a los cambios de valencia de los elementos, se puede determinar que la sustancia que reacciona en el electrodo negativo de la batería es Fe y en el electrodo positivo es NiO2 _ 2. Esta batería es alcalina. El H+ no puede aparecer al escribir las ecuaciones de reacción del electrodo y reacción total de la batería, por lo que la reacción del electrodo durante la descarga es: electrodo negativo: Fe-2e-+2 = Fe (OH) _ 2, electrodo positivo:. Cuando se carga una batería primaria, se produce una reacción de electrólisis. En este momento, la reacción del cátodo es la reacción inversa de la reacción del electrodo negativo de la batería original, y la reacción del ánodo es la reacción inversa de la reacción del electrodo positivo de la batería original. Por lo tanto, se puede juzgar que las opciones correctas deberían ser A y d. Respuesta AD
2. La siguiente afirmación es correcta ()
A. a impurezas, por lo que las aleaciones no son resistentes a la corrosión.
bLa reacción de la celda galvánica es la principal causa de la corrosión del metal, por lo que no se puede utilizar para frenar la corrosión del metal.
C. La principal diferencia entre las dos corrosiones electroquímicas del acero es que el valor del pH de la película de agua es diferente, lo que conduce a diferentes reacciones positivas.
d No importa qué tipo de corrosión, la esencia es que el metal se oxida.
Método La corrosión del metal es el proceso en el que el metal pierde electrones y se oxida, por lo que D es correcto. De acuerdo con los principios de corrosión por evolución de hidrógeno y corrosión por absorción de oxígeno en la corrosión electroquímica, C también es correcto. La reacción de la celda galvánica no sólo acelera la corrosión del metal, sino que también previene la corrosión del metal. Por ejemplo, el Fe en acero inoxidable y hierro galvanizado no se corroe fácilmente, por lo que A y B son incorrectos.
3. El método incorrecto de protección del metal es ()
A. Pintar equipos de ejercicios para evitar la oxidación b. Pintar las "partes mecánicas giratorias" de algunas herramientas para evitar la oxidación.
C. Los bloques de zinc de sacrificio protegen el casco d. Las llantas de acero de la bicicleta están recubiertas con una capa de cromo para evitar la oxidación.
Método Las partes giratorias de la maquinaria deben recubrirse con grasa para evitar la oxidación. La grasa es resistente al agua, evita que los gases corroan el metal y flexibiliza las piezas giratorias.
4. (09 Anhui Volumen 12) El Cu2O es un material semiconductor y la celda electrolítica para preparar Cu2O está diseñada según el concepto de química verde.
La intención es la siguiente: la reacción total es 2Cu+H2O==Cu2O+H2O. Las siguientes afirmaciones son correctas
A. El hidrógeno se produce en el electrodo de grafito; la reacción de reducción se produce en el electrodo de cobre.
c. El electrodo de cobre está conectado al polo negativo de la fuente de alimentación CC.
D. Cuando se transfieren 0,1 moles de electrones, se producen 0,1 moles de Cu2O.
El método se basa en la reacción de electrólisis total, en la reacción participa el Cu. Por lo tanto, el Cu sirve como ánodo de la celda electrolítica y se produce una reacción de oxidación. Usando grafito como cátodo, el cátodo es la reacción h+ en la solución. La reacción del electrodo es: 2 h++2e-= H2 =, la opción A es correcta, el ánodo está conectado al electrodo positivo de la fuente de alimentación. C es incorrecta; la reacción del ánodo es 2cu+2-2e-= Cu2O+H2O. Cuando se transfieren 0,1 moles de electrones, se producen 0,05 moles de Cu2O. La opción D es incorrecta.
5. (09 Jiangsu Volumen 12) En la figura se muestra el diagrama estructural de una pila de combustible microbiana que utiliza glucosa como combustible. La afirmación correcta sobre las baterías es ()
A. Las baterías pueden funcionar a altas temperaturas. b. La reacción negativa de la batería es:
c. Migrar del área del electrodo positivo al área del electrodo negativo durante la descarga.
d. En la reacción de la batería, por cada mol de oxígeno consumido, teóricamente se puede producir gas en condiciones estándar.
Método A: Los microorganismos se desnaturalizarán a altas temperaturas, por lo que A está equivocado; en el elemento B, el electrodo negativo es la glucosa que pierde electrones para generar dióxido de carbono, por lo que B está en lo cierto, en el elemento C, los cationes; la batería primaria debe moverse hacia el electrodo positivo, por lo que C es incorrecto en el elemento D, se consume 1 mol de oxígeno y se genera 1 mol de dióxido de carbono;
En circunstancias estándar, el volumen es 22,4 L. D es la respuesta incorrecta b.
6. Las baterías de níquel-hidruro metálico son una batería recargable desarrollada en los últimos años y pueden sustituir a las baterías de níquel-cadmio que producen contaminación por cadmio. La fórmula de reacción general de la batería de hidruro metálico de níquel es H2 + NiO (OH) Ni (OH) 2. De esta reacción, la siguiente afirmación es correcta: ()
A. Cuando la batería se descarga, el valor de pH de la solución alrededor del electrodo negativo de la batería continúa aumentando. b Cuando la batería se descarga, el níquel se oxida.
C. Cuando la batería está cargada, el gas hidrógeno disminuye. d. Cuando la batería está descargada, el hidrógeno es el electrodo negativo.
Métodos Este proyecto examina la capacidad de aplicar conocimientos electroquímicos para resolver problemas específicos en la nueva situación creada por el proyecto. El primero es distinguir la carga basada en el principio de electrólisis y la descarga basada en el principio de la batería primaria. Domine las características de la reacción de oxidación-reducción en cada polo del electrolizador y batería primaria, y analice y juzgue con base en la información proporcionada en la pregunta: CD de respuestas.
Respuesta: La fórmula de reacción del electrodo negativo de la batería primaria es H2+OH-+e-Ni(OH)2 y el valor del pH disminuye. Por tanto, A es incorrecta.
b: Batería primaria, NiO(OH)→Ni(OH)2, el níquel se reduce. Entonces b también es incorrecto. De la misma forma, se puede juzgar que la respuesta correcta es el examen de ingreso a la universidad de CD. 7. (Química, tercer grado, escuela secundaria Junlai, ciudad de Quanzhou, provincia de Fujian, 2009) Respecto a la electrólisis de una solución de NaCl, la siguiente afirmación es correcta: ()
A. En el ánodo se obtiene cloro y en el cátodo se obtiene sodio metal. b. Si la solución de KI se deja caer en la solución cerca del ánodo, la solución será marrón.
C. Si se deja caer la solución de prueba de fenolftaleína en la solución cerca del cátodo, la solución será incolora.
d. Después de la electrólisis durante un período de tiempo, transfiera todo el electrolito al vaso de precipitados y agite bien hasta que quede neutro.
[Fundamentos del método] En el elemento A, se obtiene gas hidrógeno en el cátodo; en el elemento C, la solución de prueba de fenolftaleína se deja caer en la solución cerca del cátodo y la solución se vuelve roja; la reacción genera NaOH, por lo que la solución es alcalina.
8. (Examen mensual de química de 2009 para el tercer grado de la escuela secundaria Junlai, ciudad de Quanzhou, provincia de Fujian) ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? ()
A. del cátodo de la batería primaria y del cátodo de la reacción de oxidación de la celda electrolítica.
b. Utilice un electrodo inerte para electrolizar una solución de Na2SO4, donde la relación molar de los productos ánodo y cátodo es 1:2.
c. Utilice un electrodo inerte para electrolizar una solución saturada de NaCl. Si se transfiere 1 mol de electrones, se generará 1 mol de NaOH.
d. Una vez dañado el revestimiento, las placas de hierro estañado son más resistentes a la corrosión que las placas de hierro galvanizado.
El punto clave del método es que hay una reacción de oxidación entre el electrodo negativo de la batería primaria y el ánodo de la celda electrolítica, por lo que A está mal; la electrólisis del Na2SO4 es esencialmente la electrólisis del agua; , que produce H2 en el cátodo y O2 en el ánodo. La proporción de volumen de los dos es 2:1, por lo que B está equivocado. Según la ecuación de electrólisis del NaCl: 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2 ↑+H2 ↑, se sabe que por cada 1 mol de electrones transferidos, se genera 1 mol de NaOH, por lo que C es correcto después de que se daña el recubrimiento, la placa de hierro galvanizado es más resistente a la corrosión, porque el zinc es el electrodo negativo y el hierro es positivo, por lo que D es incorrecto.
9. Después de agregar una solución de 0,1 mol/LNaCl y una solución de 0,1 mol/LAgNO3 a los dos recipientes A y B respectivamente, cuando se utiliza Pt como electrodo para la electrólisis, los cuatro electrodos A, B, C y D La proporción de sustancias producidas en es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
Método Este dispositivo equivale a dos celdas electrolíticas conectadas en serie, y el número total de electrones transferidos en todo el circuito es igual. Primero determine si cada electrodo es un ánodo o cátodo, cuál es el nombre del electrodo, y luego analice la reacción de cada electrodo. La reacción del electrodo A (cátodo) es 2H++2e-=H2 ↑, la reacción del electrodo B (ánodo) es 2cl-2e-= Cl2 ↑ la reacción del electrodo c (cátodo) es: ag++ e-= ag; ; d electrodo (ánodo) ) reacción: 4 -4e-=2H2O+O2 ↑. Según la ley de conservación de electrones, si se transfieren 4mol de electrones en todo el circuito, las cantidades de sustancias generadas H2, Cl2, Ag y O2 son 2mol, 2mol, 4mol y 1mol respectivamente, por lo que la relación de las cantidades de sustancias generadas en cada electrodo es 2:2:4.
10. (Examen de marzo de 2009 de la escuela secundaria Junlai, ciudad de Quanzhou, provincia de Fujian) La sal es una necesidad en la vida diaria y una importante materia prima química.
(1) La sal cruda a menudo contiene una pequeña cantidad de K+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, SO42- y otros iones de impureza. El proceso de purificación de NaCl en el laboratorio es el siguiente:
Reactivos suministrados: solución saturada de Na2CO3 solución saturada de K2CO3 solución de NaOH solución de BaCl2.
Solución de Ba(NO3)2 etanol al 75% tetracloruro de carbono
(1) Eliminar los iones Ca2+, Mg2+, Fe3+ y SO42- de la solución I, seleccionar el reactivo representado por A, de acuerdo al orden de caída (solo complete la fórmula química).
(2) Lavar para eliminar una pequeña cantidad de KCl adherida a la superficie del cristal de NaCl. El reactivo seleccionado es.
(2) Utilice NaCl purificado para preparar 500 ml 4,00 mol? Para la solución de L-1NaCl, los instrumentos utilizados incluyen cucharas medicinales y varillas de vidrio (insertar el nombre del instrumento). (3) El dispositivo para electrolizar salmuera saturada es como se muestra en la figura. Si el H2 recolectado es 2L, Cl2 (llene ">", " = " o "
Después de mejorar el dispositivo, se puede utilizar para preparar una solución de NaOH. Si la concentración de NaOH en la solución se mide, el método comúnmente utilizado es el siguiente
(4) Las siguientes reacciones se utilizan comúnmente para preparar H2 y Cl2 en el laboratorio:
Zn+h2so 4 = = =. = znso 4+H2 ↑; concentración de MnO2+4 HCl )MnCl2+Cl2 =+2H2O
Por lo tanto, el dispositivo para preparar y recolectar H2 (símbolo) y el dispositivo para preparar y recolectar Cl2 seco y puro ( símbolo) se puede seleccionar entre los siguientes instrumentos y dispositivos Seleccione el dispositivo para preparar gas:
Respuesta (1) ① Bacl2, NaOH, Na2CO3; ② 75% etanol; 2) Balanza, vaso de precipitados, matraz aforado de 500 ml y tubo de caída con punta de goma;
⑶< ; Reacción del cloro gaseoso producido por electrólisis y NaOH producido por titulación de neutralización ácido-base; p>
Fundamentos del método (1) ① La solución de NaOH y Mg2+ y Fe3+ reaccionan para generar Mg(OH)2 y Fe(OH)3, eliminando la solución de Mg2+ y Fe3+ que reacciona con SO42- para generar BaSO4, eliminando SO42-; Finalmente, use una solución saturada de Na2CO3 para eliminar el Ca2+ y el Ba2+ agregados posteriormente. El orden de adición de la solución de BaCl2 se puede invertir, pero la solución de Na2CO3 debe agregarse al final.
② Use etanol al 75 % para lavar. la pequeña cantidad de KCl unida a la superficie del cristal de NaCl, porque el KCl se puede disolver en etanol al 75% y el tetracloruro de carbono es un disolvente orgánico y el KCl es insoluble en tetracloruro de carbono, por lo que se utiliza etanol al 75% como reactivo.
(2) Según la cantidad y concentración de una determinada sustancia, no es difícil preparar la solución experimental. Obtenga la respuesta además de las herramientas proporcionadas en la pregunta. p>Además, también necesitarás una balanza de bandeja, un vaso de precipitados, un matraz aforado de 500 ml y un gotero con punta de plástico.
(3 )Según la ecuación de electrólisis: 2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2 ↑+H2. ↑ y la conservación de la electricidad en el circuito,
V(H2)=V(Cl2)=2L, pero el cloro gaseoso producido es fácil de producir con la reacción de electrólisis NaOH, V(Cl2)
(4) La selección del dispositivo para preparar y recolectar H2 debe partir del principio de preparación de hidrógeno en el laboratorio y las propiedades físicas del hidrógeno sólido
Preparación de laboratorio para el hidrógeno, una producción simple de hidrógeno. Se utiliza el dispositivo, es decir, el dispositivo a la izquierda de E y F. Debido a que no requiere calentamiento, el hidrógeno se recolecta. Dado que la densidad del hidrógeno es menor que la del aire y difícil de disolver en agua, se utiliza el método de drenaje. se utiliza para recolectarlo, es decir, El dispositivo a la derecha de E; preparación y recolección
En cuanto al dispositivo para secar y purificar Cl2, se debe considerar que el cloro generado en el laboratorio necesita calentarse y se debe agregar un dispositivo de secado al dispositivo para eliminar las impurezas.
Dispositivo, dispositivo de recogida y dispositivo de absorción de gases de escape, por lo que la respuesta es d.
Análisis detallado de casos típicos
1. Principio de funcionamiento de la batería primaria
Ejemplo 1. (09 Guangdong Science Foundation 34) Las siguientes afirmaciones sobre las baterías son incorrectas.
R. La batería de iones de litio utilizada en los teléfonos móviles es una batería secundaria. b Cuando la batería primaria de cobre-zinc está funcionando, los electrones fluyen desde el electrodo de cobre al electrodo de zinc a lo largo del circuito externo.
C. Las pilas de combustible de metanol pueden convertir la energía química en energía eléctrica d. En las baterías secas de zinc-manganeso, el electrodo de zinc es el electrodo negativo.
Las baterías de iones de litio se pueden cargar y reutilizar y son baterías secundarias. El elemento A es correcto. El cobre es el electrodo positivo en la batería primaria de cobre y zinc, por lo que la corriente fluye del cobre al zinc y los electrones fluyen del zinc al cobre. El elemento B es incorrecto. La esencia de la batería es convertir la energía química en energía eléctrica. C es correcta; Zn pierde electrones para generar Zn2++, por lo que como polo negativo, el punto D es la respuesta correcta b.
Ejemplo 2. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
A. Los materiales que constituyen el ánodo y el cátodo de la batería primaria deben ser dos metales.
bEl cobre es el electrodo negativo de una batería primaria compuesto por cobre y zinc como electrodos y una solución de sulfato de cobre.
C. Cuando la hojalata (hierro estañado) se daña, el estaño en contacto con el electrolito se corroe primero.
D. Cuando una batería primaria de cobre-zinc está funcionando, si se disuelven 13 gramos de zinc, pasarán por el circuito 0,4 moles de electrones.
El análisis de dos metales activos y soluciones de electrolitos diferentes puede formar una batería primaria, pero no se puede decir que los materiales que forman los electrodos de una batería primaria deban ser todos metales. Por ejemplo, electrodos de zinc y grafito. También se puede formar una batería primaria con una solución electrolítica. En una celda galvánica, los electrones del metal activo fluyen hacia el electrodo inactivo, por lo que el metal activo es el electrodo negativo. Una vez dañada la capa exterior del hierro estañado, forma una batería primaria con el electrolito. El hierro es más reactivo que el estaño y el hierro pierde electrones primero y se corroe. Cuando la batería primaria de cobre-zinc está funcionando, el electrodo negativo de zinc pierde electrones y la reacción del electrodo es Zn–2e = = Zn2+. 1 mol de Zn pierde 2 moles de electrones y 0,2 mol de zinc (masa: 13 g). pasa por el circuito de disolución. Entonces elija D, la respuesta para el examen de ingreso a la universidad es D.
2. Fuentes de energía química comunes
Ejemplo 3. Los materiales bipolares de las pilas de botón para computadoras electrónicas son óxido de zinc y óxido de plata, y la solución de electrolito es una solución de KOH. La reacción del electrodo es: Zn+2OH-2E = ZnO+H2O Ag2O+H2O+2E = 2AG+2OH-El siguiente juicio es correcto.
A. El Zinc es el electrodo positivo y el Ag2O es el electrodo negativo. b El zinc es el electrodo negativo y Ag2O es el electrodo positivo.
C. Cuando la batería primaria está funcionando, el valor de pH de la solución en el área del electrodo negativo disminuye. d. Cuando la batería primaria está funcionando, el valor de pH de la solución en el área del electrodo negativo aumenta.
Análisis: Esta pregunta pone a prueba los conceptos de baterías primarias y pH En una batería primaria, el electrodo que pierde electrones es el electrodo negativo, por lo que el zinc es el electrodo negativo y el Ag2O es el electrodo positivo. b es la respuesta correcta. Debido a que Zn+2OH-2E = ZnO+H2O, el [OH-] en la solución en el área del electrodo negativo continúa disminuyendo, por lo que el PH disminuye, por lo que C también es correcta. Entonces responde b y c: BC
Ejemplo 4. La pila de combustible de hidrógeno y oxígeno es un nuevo dispositivo de generación de energía que se ajusta al concepto de química verde. La siguiente imagen es el diagrama esquemático de la batería. La superficie del electrodo de la batería está recubierta con una capa de polvo fino de platino, que tiene una fuerte capacidad de adsorción de gas y propiedades estables. Por favor responda:
(1) La principal forma de conversión de energía en las pilas de combustible de hidrógeno-oxígeno es la dirección del flujo de electrones en el cable (indicado por A y B).
(2) La fórmula de la reacción negativa es.
(3) Las razones para recubrir polvo de platino en la superficie del electrodo son las siguientes.
(4) Cuando la batería está funcionando, el H2 y el O2 se suministran continuamente desde el exterior y la batería puede seguir proporcionando energía eléctrica. Por tanto, el almacenamiento seguro de hidrógeno a gran escala es una de las tecnologías clave. El litio metálico es un importante material de almacenamiento de hidrógeno. El principio de absorción y liberación de hidrógeno es el siguiente:
ⅰ. Li Hui+H2O = =Li Hui+H2 ↑
(1) El agente reductor de la reacción ⅰ es y el agente oxidante de la reacción ⅱ es.
②Se sabe que la densidad sólida del LiH es 0,82 g/cm3. Usando litio para absorber 224L (estado estándar) H2, la relación de volumen del LiH generado al H2 absorbido.
(3) El LiH producido por (2) reacciona con H2O y el H2 liberado se utiliza como combustible de la batería. Si la tasa de conversión de energía es del 80%, la cantidad de material que pasa a través de los electrones en el alambre es mol.
Analiza esta pregunta y pone a prueba tus conocimientos de electroquímica. (1) La esencia de la batería primaria es convertir la energía química en energía eléctrica. La reacción total es 2H2+O2 =2H2O, en la cual H2 sube de valencia cero a valencia +1 y pierde electrones, es decir, los electrones fluyen de A a B. (2) El electrodo negativo es el electrodo que pierde electrones, es decir , el H2 pierde electrones para generar H+. Dado que la solución es alcalina, se debe agregar OH- a los lados izquierdo y derecho de la ecuación de reacción del electrodo.
(3) El área de contacto del polvo de platino es grande, lo que puede acelerar la velocidad de reacción. (4) Aumentar I.Li de valencia cero a valencia +1 como agente reductor. dos. La h del H2O se reduce de valencia +1 a cero en H2 y se utiliza como agente oxidante. A través de la reacción I, cuando se absorben 10molH2, se generan 20molLiH, v = m/ρ= 20×7,9/0,82×10-3l = 192,68×10-3l. v(LiH)/v(H2)= 192,68×10-3L/224 l = 8,71×10-4. 20 moles de LiH pueden generar 20 moles de H2. El H2 que realmente participa en la reacción es 20×80% = 1,6. moles. 1 mol de H2 se convierte en 1 mol de H2O, transfiriendo 2 moles de electrones, por lo que 1,6 moles de H2 pueden transferir 3,2 moles de electrones.
Respuesta ③32
3. Principio de electrólisis
Ejemplo 5. Como se muestra en la figura, A, B, C y D son electrodos de grafito que se energizan para la electrólisis.
La siguiente afirmación es correcta ()
A. La reacción del electrodo de d en el vaso b es 2cl––2e–Cl2 ↑.
B. Las cantidades de sustancias generadoras de gas en el polo A y en el polo C son iguales.
C. El pH de las soluciones de los vasos a y b se mantiene sin cambios.
D. La reacción en el vaso B es 2 NaCl+2H2O2NaOH+H2 =+Cl2 =
El análisis muestra que A y C son ambos ánodos y producen O2 y Cl2 respectivamente, entonces Las cantidades de sustancias no son iguales. Tanto b como D son cátodos, por lo que la reacción del electrodo D es 2 h++ 2e-= H2 ↑ los valores de pH del vaso A y del vaso B disminuyen y aumentan respectivamente durante el proceso de electrólisis. Respuesta d
Ejemplo 6. (Anhui Volumen 2009) El Cu2O es un material semiconductor. El diagrama esquemático de la celda electrolítica para preparar Cu2O basado en el concepto de química verde es el siguiente. La reacción total de descomposición puntual es 2Cu+H2O==Cu2O+H2O. Las siguientes afirmaciones son correctas
A. El hidrógeno se produce en el electrodo de grafito; la reacción de reducción se produce en el electrodo de cobre.
c. El electrodo de cobre está conectado al polo negativo de la fuente de alimentación CC.
D. Cuando se transfieren 0,1 moles de electrones, se producen 0,1 moles de Cu2O.
Según el análisis de la reacción de electrólisis total, Cu participó en la reacción, por lo que se usó Cu como ánodo de la celda electrolítica y se produjo una reacción de oxidación como grafito; el cátodo, y el cátodo fue la reacción h+ en la solución. La reacción del electrodo es: 2 h++2e-= H2 =, la opción A es correcta; el ánodo está conectado al polo positivo de la fuente de alimentación, opción C; está mal; la reacción del ánodo es 2cu+2oh-2e-= Cu2O+H2O. Cuando se transfieren 0,1 moles de electrones, se generan 0,05 moles de Cu2O. La opción D es incorrecta. Responde a.
Cuatro. Corrosión y Protección de Metales
Ejemplo 7. La siguiente afirmación sobre la corrosión del metal es correcta ()
A. La esencia de la corrosión del metal en condiciones húmedas es m+nh2o = = = m (oh) n+H2 =
b. La esencia de la corrosión química de los metales es M-ne-Mn+ y los electrones se transfieren directamente al oxidante.
C. La corrosión química del metal debe realizarse en condiciones ácidas.
d En un ambiente neutro húmedo, la corrosión electroquímica de los metales es principalmente corrosión que absorbe oxígeno.
Analice que los metales en el elemento A pueden sufrir corrosión por desprendimiento de hidrógeno o corrosión por absorción de oxígeno en condiciones de humedad. La pregunta solo da la esencia de la corrosión por desprendimiento de hidrógeno. En el ítem C, la corrosión química del aluminio puede llevarse a cabo en condiciones alcalinas, por lo que la opción es incorrecta. Respuesta BD
Ejemplo 8. Las reliquias culturales de bronce (aleación de cobre y estaño) desenterradas en Guangdong en 2009 suelen estar cubiertas con Cu2(OH)3Cl. Las siguientes afirmaciones son correctas
A. El punto de fusión del bronce al estaño es más alto que el del cobre puro. b. En el medio natural, el estaño en bronce al estaño protege el cobre.
C. Los artefactos de bronce al estaño se corroen más rápido en ambientes húmedos que en ambientes secos.
D. La formación de la capa de cobertura de Cu2(OH)3Cl es un proceso de corrosión electroquímica, no un proceso de reacción química.
Basándonos en las propiedades de la aleación, el bronce al estaño tiene un punto de fusión más bajo que cualquier metal puro.
Debido a que el estaño es más activo que el cobre, cuando se produce la corrosión electroquímica, el estaño pierde electrones para proteger el cobre. B es correcto; un ambiente húmedo acelerará la velocidad de corrosión del metal, y el proceso de corrosión electroquímica es esencialmente la transferencia de electrones. es una reacción química, D error. Respuesta BC
Ejemplo 10. (09 Guangdong Science Foundation 25) Las siguientes reacciones ocurrieron durante el proceso de oxidación del acero:
①2Fe+O2+2H2O = 2Fe(OH)2 ②4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH); )3; ③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O.
Las siguientes afirmaciones son correctas
A. Los números de transferencia de electrones en las reacciones ① y ② son iguales. b. Los oxidantes en la reacción ① son oxígeno y agua.
C. Las tuberías de agua de acero conectadas a los grifos de cobre no se corroen fácilmente. d. El acero no sufrirá corrosión electroquímica en aire húmedo.
Análisis ① ② La cantidad de O2 consumida en la reacción es igual. Ambas reacciones solo usan O2 como oxidante, por lo que el número de electrones transferidos es igual y el punto A es correcto. (1) La valencia de H y O en H2O no ha cambiado, por lo que no se usa como oxidante, el elemento B es incorrecto; el cobre y el acero constituyen una batería primaria, lo que acelera la velocidad de corrosión, lo que hace que el elemento C sea incorrecto; una mezcla de hierro y carbono, y en aire húmedo La corrosión por oxígeno es propensa a ocurrir en el agua, que pertenece a la corrosión electroquímica, por lo que el punto D es incorrecto.
5. Escritura de reacciones de electrodos
Ejemplo 11. La superficie de la plata se oscurece gradualmente con el tiempo debido a la formación de sulfuro de plata. Algunas personas han diseñado utilizar el principio de las baterías primarias para eliminarlo. El método de tratamiento es: poner una cierta concentración de solución salina en un recipiente de aluminio y luego sumergir los cubiertos ennegrecidos en la solución. Después de un tiempo, el color negro se desvanecerá sin perder el color plateado. Respuesta: En esta reacción de celda primaria, la reacción del electrodo negativo es _ _ _ _ _ _ _ _; la reacción en el ánodo es _ _ _ _ _ _ _ _ cuando se produce el gas con olor a huevos podridos; reacción, la original La ecuación de reacción total de la batería es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
El análisis debe ser bueno para captar la información de la pregunta, "el negro se desvanece, la plata no se cae", inevitablemente habrá cambios: Ag2S Ag,
Obviamente, esto es lo positivo. Reacción de la batería primaria, Ag2S+2e- 2Ag+S2-, la reacción negativa es la reacción de oxidación del metal activo: Al-3e- Al3+. El S2- producido por el electrodo positivo y el Al3+ producido por el electrodo negativo sufren doble hidrólisis en la solución: 2Al3++3S2-+6H2O 2Al(OH)3↓+3H2S ↑, lo que concuerda con el gas que produce el olor. de huevos podridos. La reacción total de la celda primaria es la suma de las tres reacciones anteriores: 3ag 2s+2al+6H2O 6ag+2al(OH)3↓+3H2S ↑.
Respuesta Al-3e- Al3+ Ag2S+2e- 2Ag+S2-
3ag 2s+2Al+6H2O 6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↓
Ejemplo 12. Cuando el acero se corroe electroquímicamente en condiciones ácidas o neutras extremadamente débiles, la fórmula de reacción del electrodo positivo es ().
A.Fe-2e-Fe2+b 2 h++ 2e-H2 ↑
C.4d Fe-3e-Fe3+
Según análisis, acero Contiene muchas impurezas. Al considerar la corrosión electroquímica del acero, para simplificar el problema, se analizan principalmente las impurezas de carbono. Es decir, una reacción de celda galvánica con Fe como electrodo negativo y C como electrodo positivo. La corrosión por absorción de oxígeno se produce en condiciones neutras o débilmente ácidas. El electrodo positivo de la batería primaria es C y se produce una reacción de reducción, es decir, una reacción electrónica, por lo que se deben eliminar las opciones A y D. Entre las opciones B y C, el elemento B es la respuesta C de la Red de recursos del examen de ingreso a la universidad para la reacción de electrodos de corrosión de evolución de hidrógeno.
6. Cálculos relacionados con la electrólisis
Ejemplo 13. Inserte dos electrodos de platino en 500 ml de solución de sulfato de cobre para electrólisis. Después de ser energizado durante un cierto período de tiempo, un electrodo obtiene 0,064 g (suponiendo que el electrodo no desprende hidrógeno durante el proceso de electrólisis y no considera la hidrólisis ni el cambio de volumen de la solución).
En este momento, la concentración de iones de hidrógeno en la solución es aproximadamente a. 4×10-3 mol/L b 2×10-3 mol/L c. 7 mol/L
Según el análisis de la ley de electrólisis, la reacción catódica es: Cu2++2e-=Cu, el aumento de peso es 0,064gCu, que debería ser la masa de Cu. Según la ecuación de reacción total:
2Cu so 4+2H2O 2Cu+O2 ↑+ 2h2so 4->4H+
2×64g 4mol
0.064g x
x = 0.002mol mol
[H+]= =4×10-3mol/L Respuesta A
Ejemplo 14. (Química, tercer grado, escuela secundaria Junlai, ciudad de Quanzhou, provincia de Fujian, 2009) Electrólisis 100 ml contienen C (H+) = 0,30 mol/L.
Las siguientes soluciones. Cuando pasan 0,04 moles de electrones por el circuito, la masa máxima teórica del metal precipitado es a 0,10 mol/L Ag+b 0,20 mol/L Zn2+c . d . 0,20 Mol/L Pb2+
La secuencia de reacción de cada ion en la solución en el cátodo durante la electrólisis es Ag+>Cu2+>H+>Pb2+>Zn2+.
En el ítem A, Ag+ reacciona primero y luego H+, Ag: 0,10mol/l×0,108g/mol = 1,08g; H2: 0,03g.
En el ítem B, H+. reacciona primero, el Zn2+ reacciona después para obtener H2: 0,03 g; Zinc: (0,04 mol-0,03 mol) ÷ 2 × 65 g/mol = 0,325 g.
En el elemento C, el Cu2+ reacciona primero y el H+. reacciona a continuación Cu obtenido: 0,02 mol/l x 0,1 l x 64 g/mol = 1,28 g. En el punto D, el H+ reacciona primero y el Pb 2+ reacciona después, para obtener H2: 0,03 g; plomo: (0,04 mol-0,03 mol) ÷ 2 × 207 g/mol = 1,05 g.
Por lo tanto , la teoría sigue, la masa máxima de metal precipitado es c. Respuesta c
7. Aplicación integral de los principios de las baterías primarias y los principios de la electrólisis.
Ejemplo 15. (09 Yuehua 14) Las pilas de combustible de aire de aluminio que se pueden utilizar en vehículos eléctricos generalmente utilizan una solución de NaCl o NaOH.
La solución es el electrolito, la aleación de aluminio es el electrodo negativo y el electrodo de aire es el electrodo positivo. Las siguientes afirmaciones son correctas
A. Cuando se utiliza una solución de NaCl o una solución de NaOH como electrolito, la reacción directa es O2+2H2O+4e-= 4.
B. Cuando se usa una solución de NaOH como electrolito, la reacción negativa es: Al+3-3e-= Al (OH) 3 ↓
C. electrolito, el valor de pH del electrolito permanece sin cambios durante el funcionamiento con batería.
d Cuando la batería está funcionando, los electrones fluyen desde el electrodo positivo al electrodo negativo a través del circuito externo.
La solución electrolítica es alcalina o neutra, y la reacción del electrodo positivo del electrodo de combustible es la siguiente: O2+2H2O+4e-= 4, un par cuando se utiliza aluminio como electrodo negativo, el La reacción del electrodo negativo debería ser que el aluminio pierda electrones y se convierta en ion aluminio. En la solución de hidróxido de sodio, los iones de aluminio continúan reaccionando con el exceso de álcali para formar metaaluminato, por lo que la reacción del electrodo negativo es: Al + 4-3e = + 2H2O, B es incorrecto, la batería consume álcali en condiciones alcalinas y la reacción La la fórmula es 4al+3o2+4 = 4+2h2o El valor del pH de la solución disminuye, C es incorrecto cuando la batería está funcionando, los electrones salen del electrodo negativo y fluyen hacia el electrodo positivo a través del circuito externo, D y a están equivocados.
Ejemplo 16. (Volumen Zhejiang de 2009) Las baterías etiquetadas como Li-ion que se ven a menudo en el mercado se denominan "baterías de iones de litio". Su material catódico es un material compuesto de litio metálico y carbono (el carbono es el portador del litio metálico) y el electrolito es un material polimérico conductor. La reacción de la batería de esta batería de iones de litio es: Li+2Li.
La siguiente afirmación es incorrecta.
A. Durante la descarga, la fórmula de reacción del electrodo negativo es Li-e = Li B. Durante la carga, el Li sufre reacciones de oxidación y reducción al mismo tiempo.
C. La batería no puede utilizar una solución acuosa ya que el electrolito d. Li se mueve hacia el electrodo negativo durante la descarga.
Analizando el elemento A, el Li sube de valencia cero a valencia positiva y pierde electrones, lo que corresponde al electrodo negativo del elemento b, cuando se invierte la reacción; Sólo hay un tipo de reactivo, por lo que la valencia del compuesto aumenta y disminuye, por lo que se producen reacciones de oxidación y reducción, lo cual es correcto; el elemento C, debido a que Li Can reacciona con el agua, debe ser una sustancia no acuosa, que es una sustancia no acuosa. es correcto; elemento d, batería primaria. Los cationes deben migrar hacia el electrodo positivo y perder electrones, por lo que es incorrecto. Respuesta d
Ejemplo 17. (Volumen de Shandong 2009) Las baterías secas de zinc y manganeso se utilizan ampliamente y sus electrolitos son soluciones mixtas de ZnCl 2 ZnCl 2-NH4Cl.
(1)El material del electrodo negativo de esta batería es. Cuando la batería está funcionando, los electrones fluyen (escriba "polo positivo" o "polo negativo").
(2) Si la solución mixta ZnCl2-NH4Cl contiene impureza Cu2+, acelerará la corrosión del electrodo. La razón principal es. Para eliminar Cu2+, lo mejor es elegir uno de los siguientes reactivos (rellene el símbolo).
a. ¿Hidróxido de sodio, boro, zinc, carbono, hierro y amoníaco? H2O
(3) Uno de los métodos de producción de trióxido de manganeso es utilizar grafito como electrodo para electrolizar y acidificar la solución de sulfato de manganeso. La fórmula de reacción del electrodo del cátodo es. Si pasan 2 moles de electrones por el circuito de electrólisis, el rendimiento teórico de MnO2 es.
Análisis (1) Hay un polo donde se pierden electrones en el electrodo negativo Zn, y el electrodo negativo fluye hacia el electrodo positivo a través del circuito externo. (2) El zinc y el cobre reducido forman una batería primaria de cobre-zinc, que acelera la corrosión del zinc. El requisito básico para la eliminación de impurezas es que no se deben introducir nuevas impurezas, por lo que se debe seleccionar Zn y reemplazar Cu2+ con sustancias simples para eliminarlo. (3) Los electrones del cátodo experimentan una reacción de reducción y los electrones de H+ generan gas hidrógeno. Debido a que mnso 4 ~ MnO 2 ~ 2 e-, 2 moles de electrones producen 1 mol de mnno 2 con una masa de 87 gramos.
Respuesta (1) Ánodo de Zn (o zinc) (2) El zinc y el Cu reducido forman una batería primaria de cobre-zinc, que acelera la corrosión del zinc b.
(3)2H++2e-→H2, 87g
Avance temático
1 (Escuela secundaria experimental de Changchun 2009 Ciencias integrales de la escuela secundaria) Acero en Se corroerá con el aire húmedo y se producirá la reacción galvánica: 2Fe+2H2O+O2 2Fe2++4OH-. La siguiente afirmación es ()
A. La reacción en el electrodo negativo es Fe-2e-Fe2+B. La reacción en el electrodo positivo es 2H2O+O2+2e-4OH-
.C. Original Una batería es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía química. d. Las columnas de acero son más susceptibles a la corrosión bajo el agua que en la interfaz entre el aire y el agua.
2. La siguiente figura es un diagrama esquemático parcial del sistema de conversión de energía de la estación espacial, en el que la pila de combustible utiliza KOH como electrolito. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta ()?
A. El agua en los sistemas de conversión de energía también se puede reciclar.
B. La energía generada por el sistema de pila de combustible en realidad proviene del agua c. La reacción del ánodo en el sistema de electrólisis del agua: 4oh-4e-= 2h2o+O2 =
D. Cuando la pila de combustible se está descargando La reacción del electrodo negativo: H2-2e-+2oh-= 2h2o.
3. Utilice un electrodo inerte para electrolizar la solución de sulfato de cobre. Cuando se agregan 0,1 moles de Cu(OH)2 para restaurar la concentración original y el valor de pH de la solución, la cantidad de material que transfiere electrones al electrodo es ().
a .1 mol b .2 mol c .3 mol d .4. (Encuesta de graduados de secundaria en Wuhan, provincia de Hubei en 2009) electrodo, la electrólisis contiene en una solución de 0,10 mol M+ y 0,10 mol N3+ (M+ (tanto M+ como N3+ son cationes metálicos)), la relación entre la cantidad total de elementos metálicos o gases precipitados del cátodo (Y) y la cantidad del material que pasa electrones en el alambre metálico (X) es el siguiente: Es correcto juzgar la capacidad de oxidación de los iones (H+ en la opción es ion hidrógeno)
AM+>h+& gt; B .