2022年高中化学竞赛辅导《电化学》 .pdf

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1、优秀学习资料欢迎下载化学竞赛辅导电化学班级 _姓名 _ _ 1固体电解质是具有与强电解质水溶液的导电性相当的一类无机固体。这类固体通过其中的离子迁移进行电荷传递，因此又称为固体离子导体。 AgI 晶体就是一个很好的固体离子导体，导电时迁移的物种全是Ag+。利用 AgI 晶体可以制成电化学气敏传感器，下图是一种测定 O2含量的气体传感器示意图。被分析的O2可以通过聚四氟乙烯薄膜，由电池电动势变化可以得知O2的含量。（1）写出AlI3与 O2的化学反应方程式。（2）传感器中发生的电极反应和电池反应。正极：；负极；电池反应：。为什么电池电动势变化可以得知O2的含量？（3）请设计一个简便的电化学实验。

2、证明AgI 晶体导电的是Ag+ 而非 I离子导电，画出实验装置图、写出实验结果并对结果进行说明。2将铝件与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝件与电解液的接触面上逐渐形成一层Al(OH)3薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al(OH)3分解，从而在铝件表面形成一层较厚的氧化膜。某校研究性学习小组根据上述原理，以铝件和铁棒为电极，一定浓度的NaHCO3溶液为电解液进行实验。（1）铝件是 _极，铁棒是 _极（2）铝件表面形成氢氧化铝薄膜的电极反应式为：（3）电解过程中，必须使电解液pH 保持相对稳定（不能太大，也不能太小）的原因是（用离子方程式表示）太大

3、，则太小，则 _ （ 4）用 NaHCO3溶液为电解液，会减缓阴极区溶液pH 的增大，能说明这一原理的离子方程式为。3下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统。左右两侧为电解质储罐，中央为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过；放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和 NaBr3，放电后，分别变为Na2S4和 NaBr。（1）左、右储罐中的电解质分别为：左_ ，右 _ _。（2）写出电池充电时，阳极和阴极的电极反应式。阳极：，阴极：。（3）写出电池充、放电的反应方程式。精选学习资料 - - - - - - - -

4、- 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页优秀学习资料欢迎下载（4）指出在充电过程中钠离子通过膜的流向：。4气态废弃物中的硫化氢可用下法转化为可利用的硫：配制一份电解质溶液，主要成分为: K4Fe(CN)6 (200g/L) 和 KHCO3 (60g/L) ；通电电解，控制电解池的电流密度和槽电压，通入H2S 气体。写出相应的反应式。已知： (Fe(CN)63/Fe(CN)64)= 0.35 V ; KHCO3溶液中的 (H+/H2) 0.5 V ; (S/S2-) 0.3 V 阳极反应：阴极反应：涉及硫化氢转化为硫的总反应：5由实验得知，用电解法将电解液中的金属离子还

5、原为金属单质时，电极所通过的电量Q 正比于金属的物质的量n 和金属离子化合价a的乘积，其比例系数F 是一个恒量，称为法拉第常数，它与金属的种类无关。已知：阿伏加德罗常数NA 6.0231023mol1；电子电量：e1.601019C； Cu 的原子量： 64103kgmol1。（1）试求出法拉第常数F（电量以库仑为单位，保留三位有效数字）。（2）用电镀的方法在半径为R 的铜球壳表面均匀镀上很薄的银层，在电镀槽中铜球是（阳极还是阴极）？另一电极是材料。若电流强度为I，通过时间为t，银的相对原子质量为A，银的密度为，求镀层的厚度d。（3）金属铜的理想堆积模型为面心立方紧密堆积，右图为金属铜晶胞，设

6、它的边长为acm。将涂黑了的Cu 原子连接起来构成的面在晶体学中称为（1，1，1）面，求（ 1，1，1）面所截得的Cu 占整个（ 1， 1，1）面面积的百分率。（4）在 1 个盛有 CuSO4溶液的电解槽内电镀铜，其中阴极经过特殊处理，只有1 个（ 1，1，1）面暴露在电解质溶液中，其余各面均被保护。假设此面面积为bcm2，电镀时电流恒为I。Cu2在此面上做恒速率均匀沉积，tmin 后，有一层Cu 原子恰好在阴极上沉积完毕，求这是已沉积的第几层Cu 原子 ? 6在一个放有多孔隔板容器中，被隔开的一部分盛放的是质量相等的两种氯化物混合物的水溶液（底部放一薄石墨层），另一部分盛放的是氯化锌的水溶液

7、（底部放一薄锌片）。这两个薄片可以与在其上析出的沉淀一起称量。将溶液搅拌，用导线将两薄片相连。两者随时间的变化（按称量好递增的次序）列于下表；称量编号电极片质量的变化M （g）石墨(增量 ) 锌 (减量 ) 实验前000 000 1 000 020 2 000 040 3 049 056 4 074 064 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页优秀学习资料欢迎下载5 147 088 6 130 104 7 121 113 8 095 137 9 095 137 （1）解析实验结果，写出化学反应方程式。（2）在容器的第一

8、部分中盛放的是哪两种金属的氯化物？实验前它们的质量是多少？1（1）4AlI3+3O2=6I2+2Al2O3（2）正极： I2+2e-+2Ag+=2AgI 负极： Ag=Ag+e-电池反应： I2+2Ag=2AgI E 的变化由I2的变化量引起，而I2的变化量由O2所致。（3）阳极： Ag=Ag+e-，电极变细阴极： Ag+e-=Ag ，电极变粗若 Ag+导电， AgI 密度均匀；若I-导电， AgI 密度不均匀，阳极区密度变大。2（1）阳极阴极（2）Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3+3CO2（3）太大， Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 太小， Al2O3+6H+=2Al3

9、+3H2O （4）HCO3-+OH-=CO32-+H2O 3. （1）左：NaBr3/NaBr 右：Na2S2/Na2S4（2）阳极： 3NaBr 2e- = NaBr3 + 2Na+ 阴极： Na2S4+2Na+2e-=2Na2S2（3）2 Na2S2+NaBr3Na2S4+NaBr3放电充电（4）Na+的流向为从左到右4. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页优秀学习资料欢迎下载阳极反应： Fe(CN)64e-=Fe(CN)63阴极反应： 2HCO3+2 e-=2CO32+H2涉及硫化氢转化为硫的总反应：Fe(CN

10、)63+2CO32+H2S=Fe(CN)64+2HCO3+S 5. （1） F=NAq=9.6368104 （2）阴极为铜，阳极为银，V=4 /3（ R+d）3R3 = 4/3R3+d3+3 R2d+3 Rd2R34R2d（当 d 0 时）d=ItA/4 R2Fp （3）设 Cu 原子半径为r，r2a/4，一个（ 1，1，1）面上有1/23 1/632 个 Cu 原子。 SCu2r2a2/4，S总3a2/2，SCu/S总3 /6 90.7。（4）阴极面上一层Cu 的物质的量为：2/32ab 2AN1ANab2334；沉积的 Cu 原子的物质的量是：FIt260，层数：ANabFIt23/34/

11、30FbItNaA231526. 称量编号电极片质量的变化M （g）石墨 (增量 ) 分析锌(减量 ) 实验前000 000 1 000 还原产物溶于水，可能为Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2020 2 000 040 3 049 金属氯化物被还原生成不溶性的氯化物或金属单质 m(C)/m(Zn) 65/2 =.100, 102 , 99.5 与 Cl 的差值为： 64.5，66.5，64 故为 Cu 056 4 074 064 5 147 不溶物中部分组成转入溶液，上述析出物不是金属，而是该金属的低价氯化物。 每转移 1mol 电子，石墨电极质量的改变量分别为： m(C)/m(Z

12、n) 65/2 =.34.7,36.3,35 相当于 Cl-进入溶液。Cu2+2Cl-+e-=CuCl +Cl- CuCl+e-=Cu+Cl-088 6 130 104 7 121 113 8 095 137 9 095 137 12 次， RClxRCly 所得的电子数等于Zn 所失的电子38 次， CuCl2Cu ，所得的电子数等于Zn 所失的电子两者相比：n(CuCl2)2 n(RCl x )(xy) = 0.97 2/65.4 0.402/65.1 解得为FeCl3m(FeCl3)= m(CuCl2)=1.99 g 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页