2025年大学化学（电化学实训）试题及答案.doc

2025年大学化学（电化学实训）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意，请将正确答案填在括号内）
w1. 下列关于原电池的说法正确的是（ ）
A. 原电池是将电能转化为化学能的装置
B. 原电池中负极发生氧化反应
C. 原电池的正极是电子流出的一极
D. 原电池的两极一定是由活泼性不同的两种金属组成
答案：B

w2. 某原电池反应为Fe + 2Fe³⁺ = 3Fe²⁺，则该原电池的负极材料是（ ）
A. Fe
B. Fe³⁺
C. Fe²⁺
D. 无法确定
答案：A

w3. 下列关于电极电势的说法错误的是（ ）
A. 电极电势的大小反映了电极得失电子能力的强弱
B. 标准电极电势是在标准状态下测定的
C. 电极电势与电极反应中物质的化学计量数有关
D. 电极电势可以通过能斯特方程进行计算
答案：C

w4. 已知E⁰(Fe³⁺/Fe²⁺)=0.77V，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V，将铜片插入FeCl₃溶液中，发生的反应为（ ）
A. Cu + 2Fe³⁺ = Cu²⁺ + 2Fe²⁺
B. Cu + Fe³⁺ = Cu²⁺ + Fe²⁺
C. Cu + 2Fe²⁺ = Cu²⁺ + 2Fe
D. 不发生反应
答案：A

w5. 下列哪种电池属于一次电池（ ）
A. 铅酸蓄电池
B. 镍氢电池
C. 锌锰干电池
D. 锂离子电池
答案：C

w6. 对于一个可逆电池，下列说法正确的是（ ）
A. 电池反应的ΔG = 0
B. 电池反应的ΔH = 0
C. 电池反应的ΔS = 0
D. 电池的电动势E = 0
答案：A

w7. 测定原电池电动势时，下列操作正确的是（ ）
A. 用导线将两个电极直接连接起来测量
B. 测量时电池工作电流较大
C. 测量前需对电位差计进行校准
D. 测量过程中可以随意改变电极的位置
答案：C

w8. 下列关于电解池的说法正确的是（ ）
A. 电解池是将化学能转化为电能的装置
B. 电解池中阳极发生还原反应
C. 电解池的阴极是电子流入的一极
D. 电解池的两极一定是由惰性电极组成
答案：C

w9. 在电解饱和食盐水的过程中，阴极产生的气体是（ ）
A. Cl₂
B. O₂
C. H₂
D. CO₂
答案：C

w10. 电镀时，待镀金属应作（ ）
A. 阳极
B.阴极
C. 电解质溶液
D. 都可以
答案：B

第II卷（非选择题 共70分）

w11. （本题10分）
简述原电池和电解池的工作原理，并比较两者的异同点。

原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。在原电池中，负极发生氧化反应，失去电子，电子通过外电路流向正极；正极发生还原反应，得到电子。电解质溶液中的离子定向移动，形成闭合回路。

电解池是利用电能使非自发的氧化还原反应发生的装置。在电解池中，阳极发生氧化反应，失去电子；阴极发生还原反应，得到电子。电流通过电解质溶液，使离子定向移动。

相同点：都涉及氧化还原反应以及电子的转移。不同点：原电池是自发的氧化还原反应产生电能，电解池是利用电能引发非自发的氧化还原反应；原电池负极失电子，电解池阳极失电子，原电池正极得电子，电解池阴极得电子。

w12. （本题15分）
已知电极反应：Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V。
（1）计算当c(Cu²⁺)=0.1mol/L时，该电极的电极电势。
（2）若在上述溶液中加入一定量的氨水，使溶液中c([Cu(NH₃)₄]²⁺)=0.1mol/L，c(NH₃)=1mol/L，计算此时电极的电极电势。（已知K稳([Cu(NH₃)₄]²⁺)=2.1×10¹³）

（1）根据能斯特方程：E = E⁰ + (0.0592/n)lgc(氧化态)/c(还原态)，对于Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu，n = 2，c(Cu²⁺)=0.1mol/L，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V。
则E = 0.34 + (0.0592/2)lg(0.1)=0.34 - 0.0296 = 0.3104V。

（2）加入氨水后，存在配位平衡：[Cu(NH₃)₄]²⁺⇌Cu²⁺ + 4NH₃，K稳([Cu(NH₃)₄]²⁺)=c([Cu(NH₃)₄]²⁺)/[c(Cu²⁺)×c⁴(NH₃)]。
已知c([Cu(NH₃)₄]²⁺)=0.1mol/L，c(NH₃)=1mol/L，K稳([Cu(NH₃)₄]²⁺)=2.1×10¹³，可得c(Cu²⁺)=c([Cu(NH₃)₄]²⁺)/(K稳×c⁴(NH₃))=0.1/(2.1×10¹³×1⁴)=4.76×10⁻¹⁵mol/L。
再根据能斯特方程：E = E⁰ + (0.0592/n)lgc(氧化态)/c(还原态)，n = 2，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V。
则E = 0.34 + (0.0592/2)lg(4.76×10⁻¹⁵)=0.34 - 0.437 = -0.097V。

w13. （本题15分）
某原电池的总反应为Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ + Cu。
（1）写出该原电池的电极反应式。
（2）画出该原电池的装置图，并标明电极材料、电解质溶液。
（3）计算该原电池的电动势。（已知E⁰(Zn²⁺/Zn)= -0.76V，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V）

（1）负极反应：Zn - 2e⁻ = Zn²⁺；正极反应：Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu

（2）装置图：用一个烧杯，里面盛有CuSO₄溶液作为电解质溶液。将锌片插入ZnSO₄溶液中，铜片插入CuSO₄溶液中，用盐桥连接两个溶液，锌片和铜片用导线连接，导线中间连接一个电压表。

（3）根据原电池电动势的计算公式：E = E⁰(正极)-E⁰(负极)，E⁰(Zn²⁺/Zn)=
-0.76V，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V。
则E = 0.34 - (-0.76)=1.1V。

w14. （本题15分）
材料：在工业生产中，常常利用电解法精炼铜。粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质。
问题：
（1）电解精炼铜时，阳极和阴极分别是什么材料？电解质溶液是什么？
（2）写出阳极和阴极发生的主要电极反应式。
（3）简述电解精炼铜的原理及过程中杂质的去除情况。

（1）阳极材料是粗铜，阴极材料是纯铜，电解质溶液是含Cu²⁺的溶液。

（2）阳极主要电极反应：Zn - 2e⁻ = Zn²⁺、Fe - 2e⁻ = Fe²⁺、Ni - 2e⁻ = Ni²⁺、Cu - 2e⁻ = Cu²⁺；阴极主要电极反应：Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu。

（3）原理：粗铜作阳极，纯铜作阴极，含Cu²⁺的溶液作电解质溶液进行电解。阳极上比铜活泼的金属如Zn、Fe、Ni等失去电子变成离子进入溶液，而Ag、Au等不活泼金属形成阳极泥沉降下来。阴极上Cu²⁺得到电子生成纯铜，从而达到精炼铜的目的。

w15. （本题15分）
材料：某同学在进行原电池实验时，将锌片和铜片分别插入稀硫酸中，用导线连接后发现有电流产生，于是他想进一步探究影响原电池电动势的因素。
问题：
（1）请你帮他设计一个实验方案，探究某一因素对原电池电动势的影响。
（2）写出实验步骤、现象及结论。

（1）实验方案：探究硫酸浓度对原电池电动势的影响。用相同的锌片和铜片，分别插入不同浓度的稀硫酸中，组成原电池，测量其电动势。

（2）实验步骤：准备不同浓度（如0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L）的稀硫酸。将锌片和铜片分别插入不同浓度的稀硫酸中，用导线连接并接入电位差计测量电动势。
现象：随着硫酸浓度增大，电位差计显示的电动势数值增大。
结论：硫酸浓度越大，原电池的电动势越大。