高中化学复习知识点电镀.docx
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高中化学复习知识点电镀
高中化学复习知识点:
电镀
一、单选题
1.下列说法正确的是()
A.电解法精炼铜时应将粗铜板作阳极
B.100℃时,纯水的pH约为6,此时纯水呈酸性
C.电镀时应将待镀物品(镀件)与直流电源的正极相连
D.在外加电流的阴极保护法中,须将被保护的钢铁设备与直流电源的正极相连
2.下列有关电化学原理的说法正确的是
A.用惰性电极电解MgCl2饱和溶液可制得金属镁
B.用惰性电极电解CuCl2溶液时,阳极表面生成红色物质
C.在铁钉表面电镀铜时,将铁钉作阳极,铜作阴极,硫酸铜溶液为电解质
D.用石墨电极电解饱和食盐水的过程中,溶液的pH逐渐增大
3.下列说法不正确的是
A.电冶金时,电解熔融氯化铝制取金属铝
B.电镀时,将镀层金属与电源正极相连
C.二次电池充电时,发生电解反应;放电时,发生原电池反应
D.将钢闸门与外加直流电源的负极相连,可防止其被腐蚀
4.下列有关铜片镀银的说法不正确的是
A.阳极反应式为Ag-e-=Ag+
B.铜片应与电源正极相连
C.电解液为AgNO3溶液
D.镀银过程中电能转化为化学能
5.关于下列装置的说法正确的是
A.装置①中Cu为正极,电极上大量气泡产生
B.装置①中e-的迁移方向是:
Zn→导线→Cu→盐桥→Zn
C.若装置②用于铁棒镀铜,则N极为铜棒
D.若装置②用于电解精炼铜,则电解前后溶液中的Cu2+浓度保持不变
6.下列有关电化学装置完全正确的是
A.铁片镀锌
B.模拟吸氧腐蚀
C.铜锌原电池
D.电解法制氯气
7.关于下列各装置图的叙述不正确的是()
A.用图①装置实现铁上镀铜,a极为铜,电解质溶液可以是CuSO4溶液
B.图②装置盐桥中KCl的Cl-移向右烧杯
C.图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D.图④两个装置中通过导线的电子数相同时,消耗负极材料的物质的量不同
8.用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.
制备乙酸乙酯
B.
配置一定物质的量浓度的NaOH溶液
C.
在铁制品表面镀铜
D.
制取少量CO2气体
9.假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求,即为理想化①~⑧为各装置中的电极编号。
当K闭合后,下列说法正确的有
①D装置中纯Cu电极反应为:
Cu2++2e-=Cu
②整个电路中电子的流动方向为:
③→②;①→③;⑦→⑥;⑤→④
③装置原理上是一个电镀池(Ag表面镀Cu),其中Cu作阴极,Ag作阳极
④A装置中C电极反应为:
O2+4e-+2H2O=4OH-
A.①②B.③④C.②③④D.①②④
10.铁皮表面镀锌是钢铁防锈的常用方法,电镀过程中正确的是
A.电镀时铁皮连接电源正极B.电镀时锌块发生氧化反应
C.电镀液中Zn2+浓度明显下降D.电镀液中电子由铁流向锌
二、综合题
11.Ni常被镀在金属制品上以保护金属不生锈。
(1)镀镍的方法有:
方法Ⅰ:
电镀镍。
以NiSO4为电镀液。
①待镀零件与电源___________相连。
方法Ⅱ:
化学镀。
将待镀零件浸泡在含有Ni2+和H2PO2-的溶液中,在酸性等条件下发生下述反应:
(a)____Ni2++____H2PO2-+_____→___Ni++______H2PO3-+____,
(b)6H2PO2-+2H+=2P+4H2PO3-+3H2↑
上述反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金,从而达到化学镀镍的目的。
②写出并配平反应式(a)。
______________
(2)LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。
当温度高于850℃时,LiNiO2会分解。
工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700~800℃制得LiNiO2,该反应的化学方程式为________________,加热温度不宜过高的原因是________________________,工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH,存在的缺点可能是____________。
(3)以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni(OH)2的工艺:
已知:
酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14;
①“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应历程如下:
i.5S2O82-+2Mn2++8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+;
ii._____________________________________(用离子方程式表示)。
②调pH=5操作时,已知溶液中Ni2+浓度为2.0mol/L,则“滤渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀?
____________(列式计算,并使用必要的文字说明)。
12.
(1)NaHCO3和Na2CO3可用于面食制作和油污清洗。
①常温下0.1mol·L-1NaHCO3溶液呈_____性(填“酸”、“碱”或“中”),溶液中c(Na+)___c(HCO3-)(填“>”、“<”或“=”);
②用Na2CO3溶液清洗油污时,加热可以增强去污能力,是由于升温_______(填“促进”或“抑制”)Na2CO3水解,使溶液pH增大。
(2)C(s)与H2O(g)反应生成1molCO(g)和1molH2(g)吸收131.5kJ热量。
该反应的热化学方程式为___(填字母代号)。
A.C+H2O=CO+H2△H=+131.5kJ·mol-1
B.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ
C.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ·mol-1
(3)一定温度和压强下,可逆反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)在密闭容器中达到平衡,请回答下列问题:
①若增大H2O(g)的浓度,则CO的转化率_______(填“增大”或“减小”);
②若降低温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为_____反应(填“放热”或“吸热”);
③若加入催化剂,则平衡______(填字母代号)。
A.不移动B.向正反应方向移动C.向逆反应方向移动
(4)钢铁是目前用量最大、用途最广的金属材料,但钢铁容易生锈。
①某同学取一颗光亮的铁钉按图装置实验,数天后,试管内的现象是_______(填字母代号);
A.铁钉不生锈,液面上升B.铁钉生锈,液面上升C.铁钉生锈,液面下升
②铁表面镀锌可以增强铁的耐腐蚀性。
铁片镀锌装置的原理示意图如图所示,铁片作____极(填“阳”或“阴”),锌片上的电极反应式是______________________________________。
。
参考答案
1.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.电解精炼铜时粗铜中的铜以及某些杂质在阳极被氧化,铜离子在阴极被还原生成精铜,故A正确;
B.纯水中氢离子浓度与氢氧根浓度始终相等,任何温度下都显中性,故B错误;
C.电解池中与电源正极相连的一极为阳极,阳极发生氧化反应,镀件若与电源正极相连会被氧化,所以应与电源负极相连,故C错误;
D.在外加电流的阴极保护法中,须将被保护的钢铁作阴极,与直流电源的负极相连,故D错误;
故答案为A。
2.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.Mg是比较活泼的金属,用惰性电极电解MgCl2饱和溶液,溶液中水电离出的H+在阴极的放电性比Mg2+强,故用惰性电极电解MgCl2饱和溶液不能制得金属镁,A错误;
B.用惰性电极电解CuCl2溶液时,阳极发生氧化反应,阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,阳极表面无红色物质生成,B错误;
C.在电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极,含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液,在铁钉表面电镀铜时,将铁钉作阴极,铜作阳极,硫酸铜溶液为电解质溶液,C错误;
D.用石墨电极电解饱和食盐水的电解方程式:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,故用石墨电极电解饱和食盐水的过程中,溶液的pH逐渐增大,D正确;
答案选D。
3.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.氯化铝为共价化合物,熔融状态不导电,故A错误;
B.电镀时,将镀层金属与电源正极相连,被镀金属与电源负极相连,故B正确;
C.二次电池充电时,发生电解反应;放电时,发生原电池反应,故C正确;
D.将钢闸门与外加直流电源的负极相连,可防止其被腐蚀,为外接电源的阴极保护,故D正确;
故答案选:
A。
【点睛】
氯化铝为共价化合物,熔融状态不导电。
4.B
【解析】
【详解】
A.电镀时,镀层金属Ag作阳极,发生氧化反应:
Ag-e-=Ag+,A正确;
B.铜片是镀件,应与电源负极相连,作阴极,B错误;
C.铜片镀银,电解质溶液应该是含有镀层金属Ag的离子的溶液为电镀液,所以电解液为AgNO3溶液,C正确;
D.镀银过程中,消耗电能,在阴、阳两极发生还原反应、氧化反应,因此实现了电能向化学能转化,D正确;
故合理选项是B。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.装置①为原电池装置,总反应为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,铜为正极,电极反应为Cu2++2e-=Cu,不产生气泡,故A错误;
B.装置①为原电池装置,电子不能在电解质溶液中发生迁移,故B错误;
C.装置②为电解池装置,给铁棒镀铜,则需要铜离子在阴极被还原成铜单质,铜单质在阳极生成铜离子补充电解质中的铜离子,据图可知N与电源正极相连,则N为阳极,所以N为铜棒,故C正确;
D.精炼铜时,阴极只有铜离子放电生成铜单质得到精铜,粗铜在阳极,粗铜含有杂质,则在阳极放电的不止有铜单质,还会有其他金属单质被氧化,所以溶液中的铜离子浓度会发生变化,故D错误;
故答案为C。
【点睛】
原电池中电子由负极流出经导线流入正极,电解质是阴阳离子发生迁移从而形成闭合回路。
6.B
【解析】
【分析】
电化学是电能和化学能的转化,前提条件是发生氧化还原反应,并且遵守氧化还原规律。
【详解】
A.铁片镀锌,则铁做阴极,电解质溶液应有锌离子,故A错误;
B.吸氧腐蚀为中性或弱碱性环境,且金属做负极,发生吸氧腐蚀,故B正确;
C.该装置无法发生氧化还原反应,故无法构成原电池,C错误;
D.若要制氯气,则氯发生氧化反应,则金属铁应与电源负极相连做阴极,故D错误;
答案选B。
【点睛】
电镀时,镀件做阴极,镀层金属做电解质溶液;析氢腐蚀是酸性环境,吸氧腐蚀是中性或弱碱性环境。
7.B
【解析】
【详解】
A.用图①装置实现铁上镀铜,根据电流的移动方向可知a极为阳极,是铜电极,b电极为Fe电极,电解质溶液可以是CuSO4溶液,A正确;
B.Zn电极为负极,Cu电极为正极,负极Zn失去电子变为Zn2+进入溶液,根据异种电荷相互吸引的原则,在含有盐桥的原电池中,盐桥中阴离子流向负极区、阳离子流向正极区,该装置中Zn作负极、Cu作正极,所以盐桥中KCl的Cl-移向左烧杯,B错误;
C.电解池阴极与电源的负极连接,金属被保护,电解池阳极的金属与电源正极连接而加速被腐蚀,要保护钢铁,则钢铁连接原电池负极,C正确;
D.在左边的原电池中Al为负极,Al是+3价的金属,每27gAl会失去3mol电子;右边的原电池中Zn是负极,Zn是+2价的金属,65gZn会失去2mol电子,所以图④两个装置中通过导线的电子数相同时,消耗负极材料的物质的量不同,D正确;
故合理选项是B。
8.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.将乙醇加入大试管中,再注入浓硫酸并振荡冷却后加入冰醋酸,混合加热制备乙酸乙酯,产物用饱和碳酸钠溶液吸收,导管末端置于液面上,能达到实验目的,选项A正确;
B.容量瓶不能直接用于配置溶液,必须将NaOH固体倒入烧杯中,加入蒸馏水溶解后,冷却至室温,再转移至容量瓶,选项B错误;
C.在铁制品表面镀铜时应将铁制品连接在电源的负极作为阴极,铜连接在电源的正极,电解质溶液为可溶性铜盐溶液,选项C错误;
D.实验室制取CO2用的是大理石或石灰石和稀盐酸反应,纯碱与盐酸反应速率快不易收集,另外纯碱易溶于水,不能停留在有孔塑料板上,不能达到反应随时发生随时停止的作用,选项D错误。
答案选A。
9.A
【解析】
【分析】
当K闭合时,B装置能自发进行氧化还原反应,所以为原电池,则A、C、D都是电解池,B中Zn易失电子作负极、Cu作正极,所以A中C、C中Cu、D中粗铜都是阳极,A中Fe、C中Ag、D中纯铜都是阴极;当K打开时,B不能形成闭合回路,所以不能构成原电池,则锌和稀硫酸发生化学腐蚀,据此分析解答。
【详解】
当K打开时,B不能形成闭合回路,所以不能构成原电池,则锌和稀硫酸发生化学腐蚀,
①D 装置中纯Cu是阴极,电极反应为Cu2++2e−=Cu,故正确;
②当K闭合后,B为原电池,A、C、D为电解池,电子从负极流向阴极,再从阴极流向阳极,所以整个电路中电子的流动方向为①→⑧;⑦→⑥;⑤→④;③→②,电子不进入电解质溶液,故正确;
③C装置中Cu是阳极,Ag是阴极,可以实现银上镀铜,故错误;
④A装置中C电极是阴极,电极上发生反应:
2H++2e−=H2↑,故错误;
故答案为:
A。
10.B
【解析】
【分析】
电镀的原理:
镀层金属为阳极,失去电子,发生氧化反应;待镀金属做阴极,得到电子,发生还原反应,含镀层金属离子的溶液作电解液,电解时离子的浓度不变。
【详解】
A.电镀时铁皮作阴极,与电源负极相连,故A错误;
B.电镀时锌块为阳极,失去电子,发生氧化反应,故B正确;
C.电镀液中Zn2+浓度不变,故C错误;
D.电镀液中没有电子的流动,阳离子流向阴极,阴离子流向阳极,故D错误。
故选B
11.负极2、1、1H2O、2、1、2H+4Ni(OH)2+4LiOH+O2
4LiNiO2+6H2O防止温度高于850℃时LiNiO2分解产生氮氧化物,污染环境2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+pH=5,滤液中c(OH-)=10-9mol/L,Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18<Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14,故无Ni(OH)2沉淀产生。
【解析】
【分析】
废旧二次电池加入硫酸,结合题目信息可知,酸浸后滤液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+,过滤得到残渣I为炭粉;滤液中加入NiO调节溶液pH,使溶液中Al3+、Fe3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,过滤分离出滤渣II为Al(OH)3、Fe(OH)3,氧化除去锰离子,过滤分离出滤渣III为MnO2,滤液中加NaOH生成Ni(OH)2.过滤分离得到Ni(OH)2,以此来解答。
【详解】
(1)①电镀镍的过程中Ni2+要在镀件上被还原生成Ni单质,所以镀件为阴极,与电源负极相连;
②根据题目给出的部分反应物和生成物可知该过程中Ni2+被还原成Ni+,化合价降低1价,H2PO2-被氧化成H2PO3-,化合价升高2价,所以二者的系数比为2:
1,结合元素守恒可知方程式为2Ni2++1H2PO2-+1H2O=2Ni++1H2PO3-+2H+;
(2)已知反应物有Ni(OH)2与LiOH,产物为LiNiO2,该过程中Ni元素被氧化,根据“在空气流中加热”可知氧化剂应为氧气,结合电子守恒和元素守恒可得方程式为:
4Ni(OH)2+4LiOH+O2
4LiNiO2+6H2O;根据题目信息可知温度高于850℃时LiNiO2分解;LiNO3中硝酸根具有氧化性,反应中硝酸根被还原会生成氮氧化物污染环境;
(3)氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去,反应i中锰元素转化为MnO4-,需要将其还原得到MnO2,根据各元素价态变化规律和元素守恒可知该过程中MnO4-和Mn2+发生归中反应,方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+;
(4)pH=5,滤液中c(OH-)=10-9mol/L,Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18<Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14,故无Ni(OH)2沉淀产生。
12.碱>促进C增大放热AB阴Zn-2e-=Zn2+
【解析】
【分析】
(1)①NaHCO3溶液中HCO3−的水解程度大于其电离程度,导致其溶液呈碱性,钠离子不水解,据此判断Na+和HCO3−浓度的相对大小;
②盐类水解是吸热反应,升高温度平衡向吸热反应方向移动;
(2)热化学方程式要标明物质的状态、焓变,且焓变的单位是kJ/mol;
(3)①增大反应物浓度平衡向正反应方向移动;
②降低温度,平衡向放热反应方向移动;
③催化剂不改变平衡移动;
(4)①弱酸性或中性溶液中,铁钉发生吸氧腐蚀;
②电镀时,镀层作阳极、镀件作阴极。
【详解】
(1)①NaHCO3溶液中HCO3−的水解程度大于其电离程度,导致其溶液呈碱性,钠离子不水解,所以c(Na+)>c(HCO3−),故答案为:
碱;>;
②盐类水解是吸热反应,升高温度平衡向吸热反应方向移动,所以升高温度促进水解,故答案为:
促进;
(2)热化学方程式要标明物质的状态、焓变,且焓变的单位是kJ/mol,
A.该选项中没有标明物质的状态,故错误;
B.该选项中焓变的单位错误,故错误;
C.该选项符合热化学反应方程式的书写要求,故正确;故答案为:
C;
(3)①若增大H2O(g)的浓度,平衡向正反应方向移动,则CO的转化率增大,故答案为:
增大;
②若降低温度,平衡向正反应方向移动,而降低温度平衡向放热反应方向移动,则正反应为放热反应,故答案为:
放热;
③催化剂能同等程度改变正逆反应速率,不影响平衡移动,故答案为:
A;
(4)①铁钉与试管中的氧气和水充分接触,容易生锈,铁钉生锈消耗了试管中的氧气,压强减小,试管内的水面上升,故答案为:
B;
②铁片镀锌,铁作阴极,锌作阳极,锌片上锌失电子生成锌离子进入溶液,锌片上的电极反应式为Zn−2e−=Zn2+,故答案为:
阴;Zn−2e−=Zn2+。
【点睛】
弱酸的酸式盐溶液显什么性,取决于酸式酸根离子的水解程度和电离程度的大小关系,例如,NaHCO3溶液中HCO3−的水解程度大于其电离程度,导致其溶液呈碱性;NaHSO3溶液中HSO3−的水解程度小于其电离程度,导致其溶液呈酸性。
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