科学家最近发明了一种 电池,电解质为 、 、 KOH ,通过 x 和 y 两种离子交换膜将电解质溶液隔开,形成 M 、 R 、 N 三个电解质溶液区域 ( ) ,结构示意图如图所示。下列说法错误的是
A . X 为阳离子交换膜、 y 为阴离子交换膜
B .每消耗 0.2mol 电路中转移 0.4mol 电子
C .放电时, Al 电极反应为:
D . R 区域的电解质为 ,电池工作一段时间后 浓度减小
D
【分析】由图可知,原电池工作时, Al 发生氧化反应,则 Al 为负极, PbO 2 为正极,负极生成 Al[OH] ,则 M 区域电解质为 KOH , R 区域电解质为 K 2 SO 4 , N 区为硫酸, a>b , N 区硫酸浓度下降,硫酸根离子向 R 区迁移,则 x 是阳离子交换膜, y 是阴离子交换膜。
【详解】 A .由分析知 a>b , N 区硫酸浓度下降,硫酸根离子向 R 区迁移,则 x 是阳离子交换膜, y 是阴离子交换膜, A 正确;
B . PbO 2 为正极,正极的电极反应式为 PbO 2 +2e - +SO +4H + =PbSO 4 +2H 2 O ,则每消耗 0.2molPbO 2 电路中转移 0.4mol 电子, B 正确;
C .放电时, Al 电极是负极, Al 发生氧化反应生成 Al[OH] ,电极反应式为: Al-3e − +4OH − =[Al(OH) 4 ] − , C 正确;
D . R 区域的电解质为 ,硫酸根离子通过阴离子交换膜 y 进入 R 区域,电池工作一段时间后 浓度增大, D 错误;
故选 D 。
下列关于图示两个装置的叙述不正确的是
A .装置甲是可以在铁钉上镀铜的装置
B .装置甲电解过程中,电解质溶液的浓度保持不变
C .装置乙为电解精炼铜装置,则 X 电极为精铜
D .装置乙为电解精炼铜装置,当电路转移 的电子时, Y 电极质量减少
D
【分析】由图可知,两个装置都是电解装置,在电解装置中,和电源正极相连的是阳极,发生氧化反应,和电源负极相连的是阴极,发生还原反应。
【详解】 A .电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,装置甲是可以在铁钉上镀铜的装置,故 A 正确;
B .装置甲电解过程中,阳极反应为 Cu-2e - =Cu 2+ ,阴极: Cu 2+ +2e - =Cu ,电解质溶液的浓度保持不变,故 B 正确;
C .装置乙中 Y 为阳极, X 为阴极,电解精炼铜装置中,粗铜作阳极,纯铜作阴极,则 X 电极为精铜,故 C 正确;
D .粗铜中存在其他金属,如铁、镍等,活泼金属会先失去电子,所以当电路转移 2N A 的电子时, Y 电极质量减少质量不是 64g ,故 D 错误;
故选 D 。
下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
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A .比较铜、铁金属活动性强弱 | B .制备含较多 NaClO 的消毒液 | C .铁钥匙上镀铜 | D .验证铁的吸氧腐蚀 |
A . A B . B C . C D . D
A
【详解】 A .图中构成原电池,通过实验现象铁电极溶解,铜表面有红色物质极出,可知铁为负极、铜为正极, 即活动性铁大于铜, A 正确;
B .为制备较多的次氯酸钠,必须玻璃管的下方产生氯气,故下端的电极应该与电源的正极相连, B 错误;
C .铁钥匙表面镀铜,则铁钥匙与电源负极相连,铜与正极相连, C 错误;
D . 浓硫酸有吸水性,铁丝表面干燥,铁短时间内无法生锈,不能验证铁的吸氧腐蚀, D 错误;
故选 A 。
下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A .纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗
B .当有镀层的铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用
C .在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极保护法
D .可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
C
【详解】 A .发生电化学腐蚀时,金属应不纯,则纯银器主要发生化学腐蚀, A 错误;
B .铁比锡活泼,当镀锡铁制品的镀层破损时,铁作负极被腐蚀,所以铁易被腐蚀, B 错误;
C .海轮外壳连接锌块,锌、铁、海水构成原电池,锌为负极,钢铁外壳为正极,保护外壳不受腐蚀,为牺牲阳极的阴极保护法, C 正确;
D .为防止输油管道的金属被氧化腐蚀,金属应连接电源的负极,作阴极,若连接正极作阳极,则会加剧腐蚀, D 错误;
故合理选项是 C 。
某原电池的负极为材料为锌片,则其正极材料不能下列物质中的
A .石墨 B .镁 C .铜 D .铂
B
【详解】若原电池的负极为材料为锌片,则正极一定是金属性弱于锌的金属或石墨,镁的金属性强于锌,则正极材料不能为镁,故选 B 。
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