高二化学选修4化学反应原理第四章电化学练.doc

第四章 电化学基础练习题
1．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O↑。下列说法正确的是:（ ）
A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极
D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。
2．下列叙述不正确的是（ ）
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2 +2H2O+4e-=4OH—
D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl一 一2e一=C12↑
3．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨电极为负极
4．可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（ ）
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e＝Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
5．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是（ ）
A．反应①、②中电子转移数目相等 B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀（ ）
6．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是
A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁
7.右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（ ）
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
8.茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应（ ）
A．②③ B．②④ C．①② D．①④
9.市场上经常见到的标记为Li－ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li＋2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是（ ）
A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－Li＋
B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质 D．放电过程中Li＋向负极移动
10.电解 100 mL 含c(H＋)=0.30 mol·L－1 的下列溶液，当电路中通过0.04 mol 电子时，理论上析出金属质量最大的是 （ ）
A．0.10mol·L－1 Ag＋ B．0.20 mol·L－1 Zn2＋ C．0.20 mol·L－1 Cu2＋ D．0.20 mol·L－1 Pb2＋
a
b
－
+
Na2SO4 溶液
11．右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（ ）
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
12.用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 （ ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
13． LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：（ ）FePO4+Li放电
充电
LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性 B．放电时电池内部Li＋向负极移动
C．充电过程中，电池正极材料的质量减少 D．放电时电池正极反应为：FePO4+Li++e-=LiFePO4
14..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
15.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe＋2H2O＋O2 = 2Fe2＋＋4OH－。以下说法正确的是 （ ）
A．负极发生的反应为：Fe－2e－ = Fe2＋ B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋2e－ = 4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置 D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
16．三氧化二镍(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，加放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。
17．以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出Cu的质量为（ ）
A．0．64 g B．1．28 g C．2．56 g D．5．12 g稀
H2SO4
Cu
石墨

18．某同学按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，石墨电极上不可能有铜析出 D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大
铂片 滤纸 铅笔
世纪金榜
a
b
直流电源
19．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
20．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2＋C6CoO2＋LiC6，下列说法正确的是（ ）B
A．充电时，电池的负极反应为LiC6－e－ = Li＋＋C6
B．放电时，电池的正极反应为CoO2＋Li＋＋e－ = LiCoO2
C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质ZnSO4
溶液
隔膜
(只允许SO42 －通过)
CuSO4
溶液
滤纸
(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)
表面皿
Y
Zn
Cu
铜丝
X

D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
21．如图所示，下列叙述正确的是（ ）

A．Y为阴极，发生还原反应
B．X为正极，发生氧化反应
C．Y与滤纸接触处有氧气生成
D．X与滤纸接触处变红
22.利用右图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 （ ）

氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠 
A．
B． 铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4  
C．电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属
  D．外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属 

23．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) = Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所盐桥
X
Y
A
CuSO4溶液
电流计
Ag
示。

请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是___________；
(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为______________________________；
X电极上发生的电极反应为____________________________；
(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。
24..氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，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0.82g/cm3。用锂吸收224L（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。
25.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、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 。
（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 负投反应 。
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的浓度均为0.10mol·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 。

氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3＋
1.9
3.2
Fe2＋
7.0
9.0
Cu2＋
4.7
6.7
提供的药品：Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu
（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
26.食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。
（1）粗食盐常含有少量K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：

提供的试剂：饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳
①欲除去溶液I中的＋Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次是 （只填化学式）。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为 。
（2）用提纯的NaCl配制500 mL 4.00 mol·L-1 NaCl溶液，
所用仪器除药匙、玻璃棒外还有
（填仪器名称）。
（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2 L，则
同样条件下收集的Cl2
（填“＞”、“=”或“＜”）2 L，原因是 。
装置改进后可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为 。
（4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：
Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 （填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 （填代号）。可选用制备气体的装置：

27.以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：

（1）反应I前需在FeSO4溶液中加入 （填字母），以除去溶液中的Fe3＋。
A．锌粉 B．铁屑 C．KI溶液 D．H2
（2）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是 。
（3）工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是 。
（4）反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8（二硫酸铵）。电解时均用惰性电极，阳极发生地电极反应可表示为 。-
28.请回答氯碱的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k＝ （要求计算表达式和结果）；
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是 （填序号）
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是 、 （填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小 ；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极： ； 负极： ；
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处） 、 。
28. Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 （填“正极”或“负极”）。
（2）若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是
。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的 （填代号）。
a．NaOH b．Zn c．Fe d．NH3·H2O
（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是 。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为 。
29.金属铝的生产是以Al2O3，为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O3通电，Na3AlF6

750℃～970℃
4Al+3O2↑
请回答下列问题：
（1）冰晶石（Na3AIF6）的作用是 。
（2）电解生成的金属铝是在熔融液的 （填“上层”或“下层”）。
（3）阴极和阳极均由 材料做成；电解时不断消耗的电极是 （填“阳极”或“阴极”）。
（4）铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成 （填代号）。
a．冰晶石 b．氧化铝 c．铝锭 d．硫酸铝
答案：（1）降低Al2O3的熔化温度 （2）下层（3）碳素（或石墨） 阳极（4）c
30.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 。

选择题答案：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
B
A
D
A
A
D
B
A
D
C
D
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
C
B
A
A
CD
A
B
D
B
A
A

解析：3.
由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流计读数为零时Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态；D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D不正确。
解析A、电解质溶液显碱性或中性，该燃料电极的正极发生反应为：O2 +2H2O+4e-=4OH-，故A正确；
B、铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，故B错误；
C、该电池在碱性条件下消耗了碱，反应式为4Al+3O2+4OH-=4AlO2-+2H2O，溶液pH降低，故C错误；
D、电池工作时，电子从负极出来经过外电路流到正极，故D错误．
故选A．
7.解析：B
解析试题分析：生铁中含有杂质，因此投入到电解质溶液中构成原电池。根据溶液的酸碱性可判断，a中发生吸氧腐蚀，b中溶液性酸性，发生析氢腐蚀，所以a试管中压强减小，b试管中压强增大，因此红墨水柱两边的液面变为左低右高，答案选B。
考点：考查金属的电化学腐蚀
点评：金属腐蚀的本质是金属失去电子被氧化的过程，它又分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，其中以电化学腐蚀为主，而电化学腐蚀又可以分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种，金属腐蚀大部分是吸氧腐蚀。两种电化学腐蚀的判断依据是电解质溶液的酸碱性。如果溶液显酸性，则发生析氢腐蚀。如果溶液显中性或碱性，则发生吸氧腐蚀，据此可以进行判断。
10. 解析：Zn2+和Pb2+的放电顺序都在H+后面，所以含有这两种阳离子的盐溶液中，阴极上放出H2，而含有银离子和铜离子这两种阳离子的盐溶液中，Ag和Cu金属先在阴极析出．
A、0.10mol∕LAg+在氢离子之前放电，金属金属银的质量是 0.1mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g；
B、Zn2+的放电顺序在H+后面，所以含有这种阳离子的盐溶液中，阴极上放出H2，不会析出金属；
C、铜离子先放电，100mL0.20mol∕LCu2+就会得到0.04mol电子，所以析出金属铜的质量为：0.5×0.04mol×64g/mol=1.28g；
D、Pb2+的放电顺序在H+后面，所以含有这种阳离子的盐溶液中，阴极上放出H2，不会析出金属．
所以析出金属质量最大的是0.20mol∕LCu2+．
故选C．
13.解析：答案：B，A、不正确，Li会与酸剧烈反应；B、正确，充电时Li＋ 得电子被还原；C、不正确，阳离子放电时向正极移动；D、不正确，放电时电池负极反应为： Li―e－=Li＋ 
19.解析A、用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹，说明铅笔做阴极，反应为：2H++2e-═H2↑，或2H2O+2e-═H2↑+2OH-，溶液呈碱性，滴加酚酞溶液呈红色，故A错误；
B、阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，在该电解池中，铅笔做阴极，铂片做阳极，故B错误；
C、铅笔做阴极，反应为：2H++2e-═H2↑，或2H2O+2e-═H2↑+2OH-，有氢气产生，故C错误；
D、用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹，说明铅笔做阴极，连接电源的负极，即a为负极，则b为正极，故D正确．
20.解析：A、充电时，电池的负极和阴极相连，发生得电子的还原反应，故A错误；
B、放电时，电池的正极发生得电子的还原反应，CoO2+Li++e-=LiCoO2，故B正确；
C、由于单质锂较活泼，易与醇以及羧酸类物质反应而变质，电解质不能含有醇和羧酸，故C错误．
D、锂离子电池的比能量高，故D错误．
21.解析：A、在Zn、Cu、CuSO4构成的原电池中，锌做负极，铜做正极，和原电池的正极相连的是电解池的阳极，和原电池的负极相连的是电解池的阴极，所以Y为阴极，发生还原反应，故A正确；
B、Y为阴极，发生还原反应，X为阳极极，发生氧化反应，故B错误；
C、电解硫酸钠溶液的实质相当于电解水，Y为阴极，该极放电的是氢离子，有氢气析出，故C错误；
D、X为阳极极，发生氧化反应，该极放电的是氢氧根离子，该极附近氢离子浓度增大，酸性增强，酚酞遇到酸不变色，故D错误．
故选A．

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