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．

9