6．如右图所示，某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是

　(　)

A．铅笔端作阳极，发生还原反应

B．铂片端作阴极，发生氧化反应

C．铅笔端有少量的氯气产生

D．a点是负极，b点是正极

[解析]　这是一个按照电解饱和食盐水原理设计的趣味实验，根据原理可知电极反应式为

阴极：2H₂O+2e^－===H₂↑+2OH^－(发生还原反应)

阳极：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑(发生氧化反应)

若要能够出现“黑笔写红字”的现象，必须是铅笔作阴极，这样铅笔附近产生的OH^－会使酚酞变红。因此与铅笔相连的a点是直流电源的负极。

[答案]　D

5．(2008年江苏)镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：

Cd+2NiOOH+2H₂OCd(OH)₂+2Ni(OH)₂

有关该电池的说法正确的是

(　)

A．充电时阳极反应：Ni(OH)₂－e^－+OH^－===NiOOH+H₂O

B．充电过程是化学能转化为电能的过程

C．放电时负极附近溶液的碱性不变

D．放电时电解质溶液中的OH^－向正极移动

[解析]　本题主要考查原电池的相关知识。电池的充、放电互为相反的过程。充电时作为电解装置，电能转化为化学能，阳极发生氧化反应，电极反应为：Ni(OH)₂－e^－+OH^－===NiOOH+H₂O，A正确，B错误。放电时作为原电池装置，化学能转变为电能，负极镉失去电子发生氧化反应，变为Cd²⁺，吸收OH^－，负极周围碱性增强，所以C、D错误。

[答案]　A

4．某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是

(　)

A．电解过程中，铜电极上有H₂产生

B．电解初期，主反应方程式为：Cu+H₂SO₄CuSO₄+H₂↑

C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出

D．整个电解过程中，H⁺的浓度不断增大

[解析]　Cu作阳极被消耗、溶液中H⁺放电在阴极析出。因此，电解后一段时间c(H⁺)减小，当生成的CuSO₄浓度不断增大后，Cu²⁺在阴极放电而析出。

[答案]　BC

3．三氧化二镍(Ni₂O₃)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl₂溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl₂在弱碱性条件下生成ClO^－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是

(　)

A．可用铁作阳极材料

B．电解过程中阳极附近溶液的pH升高

C．阳极反应方程式为：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑

D．1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol电子

[解析]　两极的反应为阴极：2H⁺+2e^－===H₂↑；阳极：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑，Cl₂+2Ni²⁺+6OH^－===Ni₂O₃+2Cl^－+3H₂O，A项铁为活性电极，参与反应，Cl^－不能放电，不能生成Cl₂；B项阳极OH^－被消耗，pH下降。

[答案]　CD

2．(2008年海南)关于铅蓄电池的说法正确的是

(　)

A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)+SO(aq)－2e^－===PbSO₄(s)

B．在放电时，该电池的负极材料是铅板

C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小

D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO₄(s)+2e^－===Pb(s)+SO(aq)

[解析]　A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为：PbO₂+4H⁺+SO+2e^－===PbSO₄+2H₂O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。

[答案]　B

1．(2008年上海)取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直接电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是

(　)

A．b电极是阴极

B．a电极与电源的正极相连接

C．电解过程中，水是氧化剂

D．b电极附近溶液的pH变小

[解析]　根据题意，a电极应产生Cl₂，为阳极，与电源正极相连，则b为阴极。D项中b电极上H⁺放电，附近OH^－浓度增大，pH变大。

[答案]　D

14．(2009年天津理综)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是

________________________________________________________________________，

在导线中电子流动方向为__________________________(用a、b表示)。

(2)负极反应式为___________________________________________________________。

(3)电极表面镀铂粉的原因为_______________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)该电池工作时，H₂和O₂连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：

Ⅰ.2Li+H₂2LiH

Ⅱ.LiH+H₂O===LiOH+H₂↑

①反应Ⅰ中的还原剂是__________，反应Ⅱ中的氧化剂是____________。

②已知LiH固体密度为0.82 g/cm³，用锂吸收224 L(标准状况)H₂，生成的LiH体积与被吸收的H₂体积比为________。

③由②生成的LiH与H₂O作用，放出的H₂用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为______mol。

[解析]　(1)电池即是把化学能转变为电能的装置；在电池中电子是从负极经导线流向正极，而氢氧燃料电池中通入H₂的一极是负极，故电子由a流动到b。(2)H₂在负极失电子，因为电解质溶液是KOH溶液，故负极反应式为2H₂+4OH^－－4e^－===4H₂O。(3)电极表面镀铂粉可以增大电极单位面积吸附H₂、O₂的分子数，从而增大反应速率。(4)LiH中Li为+1价，H为－1价故反应Ⅰ中还原剂是Li，反应Ⅱ中氧化剂是H₂O。由反应Ⅰ可知吸收标准状况下224 L H₂时生成160 g LiH，则生成的LiH的体积是，则生成的LiH体积与被吸收的H₂的体积比为：＝。由②生成的20 mol LiH与H₂O反应，由反应Ⅱ可知生成20 mol H₂，H₂-2e^－，能量转化率为80%，则通过电子的物质的量为20 mol×2×80%＝32 mol。

[答案]　(1)由化学能转变为电能　由a到b

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

(3)增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快电极反应速率

(4)①Li　H₂O　②1/1 148或8.71×10^－4　③32

13．(2009年海南单科)Li-SOCl₂电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl₄-SOCl₂。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl₂===4LiCl+S+SO₂。

请回答下列问题：

(1)电池的负极材料为______________，发生的电极反应为________________；

(2)电池正极发生的电极反应为_______________________________________________；

(3)SOCl₂易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl₂中，实验现象是__________________________________，反应的化学方程式为______________________________________；

(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________________

________________________________________________________________________。

[解析]　(1)、(2)电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应。(3)由NaOH与SOCl₂反应的产物为Na₂SO₃、NaCl可知，SOCl₂与水反应生成H₂SO₃和HCl。(4)由于电池材料易与水、O₂反应。

[答案]　(1)锂　Li－e^－===Li⁺

(2)2SOCl₂+4e^－===4Cl^－+S+SO₂

(3)出现白雾，有刺激性气体生成　SOCl₂+H₂O===2HCl↑+SO₂↑

(4)锂是活泼金属，易与H₂O、O₂反应；SOCl₂也可与水反应

12．铁生锈是比较常见的现象，某实验小组，为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：

首先检查制氧装置的气密性，然后按上图所示连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；②干燥管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；③烧杯中潮湿的铁丝表面稍有变暗。

试回答以下问题：

(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于____________。能表示其原理的反应方程式为______________________________________。

(2)仪器A的名称为______________，其中装的药品可以是________，其作用是______________。

(3)由实验可知，该类铁生锈的条件为________________________________________

________________________________________________________________________。

决定铁生锈快慢的一个重要因素是______________。

[解析]　钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明，潮湿是铁生锈的必须前提，而没有涉及潮湿程度对生锈快慢的影响，直形管实验与烧杯实验的对比，则说明O₂浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。

[答案]　(1)电化学腐蚀　负极：2Fe－4e^－===2Fe²⁺

正极：O₂+4e^－+2H₂O===4OH^－

(2)球形干燥管　碱石灰(或CaCl₂等)　干燥O₂

(3)①与O₂接触；②与水接触　氧气浓度

11．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用做催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式是

________________________________________________________________________。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应________________，负极反应__________________。

(3)腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的浓度均为0.10 mol·L^－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的实验步骤_______________

________________________________________________________________________。

(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。

有关反应的化学方程式____________________________________________________

________________________________________________________________________。

劣质不锈钢腐蚀的实验现象________________________________________________。

[解析]　(1)该反应是FeCl₃氧化金属铜，离子方程式为2Fe³⁺+Cu===2Fe²⁺+Cu²⁺

(2)将(1)中反应设计成原电池必须是Cu作负极，选择比铜不活泼的金属或碳棒为正极，FeCl₃溶液作电解质溶液。装置图如右图所示：

正极：2Fe³⁺+2e^－===2Fe²⁺

负极：Cu－2e^－===Cu²⁺

(3)根据表给出的数据可知，把Cu²⁺中混有的Fe²⁺、Fe³⁺除掉的方法是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，调节溶液的pH到3.2-4.7，Fe³⁺以Fe(OH)₃的形式沉淀，过滤除去，根据除杂原则，去杂不能加杂，选择氧化剂为Cl₂，加入CuO调节溶液的pH。

(4)根据题给条件，此不锈钢在盐溶液中腐蚀明显，可选择的药品为CuO、浓H₂SO₄，先用水稀释浓H₂SO₄再用H₂SO₄与CuO反应生成CuSO₄溶液，不锈钢与CuSO₄溶液反应，在不锈钢的表面有紫红色物质生成，即可验证劣质不锈钢易被腐蚀。

[答案]　(1)2Fe³⁺+Cu===2Fe²⁺+Cu²⁺

(2)装置图如下

正极反应：Fe³⁺+e^－===Fe²⁺(或2Fe³⁺+2e^－===2Fe²⁺)

负极反应：Cu===Cu²⁺+2e^－(或Cu－2e^－===Cu²⁺)

(3)①通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；

②加入CuO调节溶液的pH至3.2-4.7；

③过滤[除去Fe(OH)₃]

(4)CuO+H₂SO₄===CuSO₄+H₂O

CuSO₄+Fe===FeSO₄+Cu

不锈钢表面有紫红色物质生成