1、第 21 讲 电化学基础教材习题回扣1(必修 2 P454 )下列各组材料中，不能组成原电池的是( )。选项 A B C D两极材料 Zn 片、石墨 Cu 片、Ag 片 Zn 片、Cu 片 Fe 片、Cu 片插入溶液 H2SO4溶液 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀盐酸2.(必修 2 P455 )氢氧燃料电池已用于航天飞机。以 30% KOH 溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下：2H24OH 4e =4H2OO22H 2O4e =4OH据此作出判断，下列说法中错误的是( )。AH 2在负极发生氧化反应B供电时的总反应为：2H 2O 2=2H2OC产物为无污染的水，属于环境友好电池D燃
2、料电池的能量转化率可达 100%3(选修 4 P886 )以下现象与电化学腐蚀无关的是( )。A黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B生铁比纯铁容易生锈C铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D银质物品久置表面变暗4(选修 4 P836 )用铂作电极电解某金属的氯化物(XCl 2)溶液，当收集到 1.12 L 氯气时(标准状况下)，阴极增重 3.2 g，则该金属的相对原子质量为_，电路中转移的电子数为_。能力提升训练一、单项选择题1(2016 届江苏苏北四市联考)一种石墨烯锂硫电池(2LiS 8=Li2S8)工作原理示意如图。下列有关该电池说法正确的是( )。AB 电极发生还原反应BA 电极
3、上发生的一个电极反应为：2Li S 82e =Li2S8C每生成 1 mol Li2S8转移 0.25 mol 电子D电子从 B 电极经过外电路流向 A 电极，再经过电解质流回 B 电极2(2015 年天津卷)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )。A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO )减小24C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡3(2015 年全国高考仿真模拟)锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如下图所示)电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解
4、质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是( )。A充电时与 b 相连的电极质量增大B放电时正极的电极反应式为 Br22e =2BrC放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度减小D阳离子交换膜可阻止 Br2 与 Zn 的直接发生反应4(2015 年四川卷)用如图所示装置除去含有 CN 、Cl 废水中的 CN 时，控制溶液 pH 为910，阳极产生的 ClO 将 CN 氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是( )。A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl 2OH 2e =ClO H 2OC阴极的电极反应式：2H 2O2e =H22OH D除去 CN 的反应：2CN 5ClO 2H =N22
5、CO 25Cl H 2O5(2016 年山西四校联考)500 mL NaNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中 c(NO )0.3 molL1 ，用 3石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体 1.12 L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为 500 mL，下列说法正确的是( )。A原混合溶液中 c(Na )0.2 molL 1B电解后溶液中 c(H )0.2 molL 1C上述电解过程中共转移 0.4 mol 电子D电解后得到的 Cu 的物质的量为 0.1 mol6(2016 年山东潍坊二模)某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO410FeSO 48H 2SO4=2Mn
6、SO45Fe 2(SO4)3K 2SO48H 2O 设计如下原电池，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法正确的是( )。Ab 电极上发生还原反应B外电路电子的流向是从 a 到 bC电池工作时，盐桥中的 SO 移向甲烧杯24Da 电极上发生的反应为 MnO 8H 5e =Mn2 4H 2O 47(2016 年浙江杭州模拟)假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号。下列说法错误的是( )。A当 K 闭合时，A 装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源B当 K 断开时，B 装置锌片溶解，有氢气产生C当 K 闭合后，整个电路中电子的流动方向为，D当 K 闭合
7、后，A、B 装置中 pH 变大，C 装置中 pH 不变二、非选择题8(2016 届吉林东北师大附中二模)下图是一个化学过程的示意图。(1)图中甲池中 OH 移向 _极(填“O 2”或“CH 3OH”)。(2)写出通入 CH3OH 的电极的电极反应式：_。(3)向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为_极(填“A”或“B”)，并写出此电极的反应式：_。(4)乙池中总反应的离子方程式：_。(5)当乙池中 B(Ag)极的质量增加 5.4 g 时，乙池的 pH 是_(若此时乙池中溶液的体积为 500 mL)；此时丙池某电极析出 1.60 g 某金属，则丙中的某盐溶液可能是_(填序号)。A
8、MgSO 4 BCuSO 4 CAgNO 3 DAlCl 39如图所示，是原电池的装置图。请回答：(1)若 C 为稀 H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材料为 Fe 且做负极，则 A 电极上发生的电极反应式为_；反应进行一段时间后溶液 C 的 pH 将_(填“升高” “降低”或“基本不变”)。(2)若需将反应：Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 设计成如上图所示的原电池装置，则 A(负极)极材料为_，B(正极)极材料为_，溶液 C 为_。(3)若 C 为 CuCl2溶液，Zn 是_极，Cu 极发生_反应，电极反应为_。反应过程溶液中 c(Cu2 )_(填“变大” “变小”或“不变”
9、)。(4)CO 与 H2反应还可制备 CH3OH，CH 3OH 可作为燃料使用，用 CH3OH 和 O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：电池总反应为 2CH3OH3O 2=2CO24H 2O，则 c 电极是_(填“正极”或“负极”)，c 电极的反应方程式为_。若线路中转移 2 mol 电子，则上述 CH3OH 燃料电池消耗的 O2在标况下的体积为_L。10(2015 年北京通州月考)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。图 图(1)图为某实验小组依据氧化还原反应_(用离子方程式表示)设计的原电池装置。反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差 12 g，导线中通过
10、_mol 电子。(2)其他条件不变，若将 CuCl2溶液换为 NH4Cl 溶液，石墨电极发生的电极反应为_，这是由于 NH4Cl 溶液显_(填“酸性” “碱性”或“中性”)。用吸管吸出铁片附近的溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，然后滴加几滴 KSCN 溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，溶液颜色褪去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设：“溶液中的3 价铁被氧化为更高价态” 。如果3 价铁被氧化为 FeO ，写出发生反应的离子方程24式：_。(3)其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨连成的形装置(如图所示)，一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞溶液，现象是_，电极反应为
11、_；乙装置中石墨为_(填“正” “负” “阴”或“阳”)极。第 21 讲 电化学基础【教材习题回扣】1C 2.D 3.D 4.64 6.0210 22个【能力提升训练】1B 解析：在原电池中，电解质里的阳离子移向正极，所以 A 是正极，发生还原反应，B 是负极，发生氧化反应，故 A 错误；A 是正极，发生得电子的还原反应：2Li S 82e =Li2S8，故B 正确；每生成 1 mol Li2S8转移 2 mol 电子，故 C 错误；电子从 B 电极经过外电路流向 A 电极，但是电子不会经过电解质溶液，故 D 错误。2C 解析：电池的总离子方程式为 ZnCu 2 =Zn2 Cu，其中甲中电极反
12、应式为Zn2e =Zn2 ；乙中电极反应式为 Cu2 2e =Cu。由此判定，A 项，铜电极上发生得电子的还原反应，错误； B 项，阳离子交换膜只允许阳离子通过，即甲中生成的 Zn2 向乙池移动，而甲池的c(SO )不变，错误；C 项，根据 B 项分析，乙池的变化相当于 Cu2 变成24Zn2 ，质量随即由 64 变为 65，故乙池溶液的总质量增加，正确；D 项，阳离子交换膜只允许阳离子，阴离子不会移动，甲池中产生的阳离子 Zn2 移向乙池后，中和了失去 Cu2 的 SO ，保持了溶液中24的电荷平衡。3C 解析：放电时(相当于原电池)与 b 相连的是原电池的负极，电极反应式为：Zn2e =Z
13、n2 ，与 a 相连的是正极，电极反应式为：Br 22e =2Br ，总反应式为：ZnBr 2=ZnBr2；充电时(相当于电解池)，电极反应相反，由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，即产生的 Zn2 可以通过交换膜进入到左侧室，导致左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，C 项错误。4D 解析：该电解质溶液呈碱性，电解时，用不活泼金属或导电非金属作阳极，可以用较不活泼金属作阴极，所以可以用石墨作阳极，铁作阴极，A 正确；阳极上 Cl 失电子生成氯气，氯气和OH 反应生成次 ClO 和水，所以阳极反应式为 Cl 2OH 2e =ClO H 2O，B 正确；电解质溶液呈碱性，则阴极上水得电子生成氢气和 O
14、H ，电极反应式为 2H2O2e =H22OH ，C 正确；阳极产生的 ClO 将 CN 氧化为两种无污染的气体，两种气体为二氧化碳和氮气，该反应在碱性条件下进行，反应式等号前不应有 H ，反应方程式为2CN 5ClO H 2O=N2 2CO25Cl 2OH ，D 错误。5B 解析：阳极是阴离子放电(放电能力：OH NO )，根据题给信息，阳极一定是 OH 放电， 3生成 0.05 mol 氧气，转移 0.2 mol 电子；阴极离子放电能力：Cu 2 H Na ，所以 Cu2 先放电，然后是 H 放电，阴极生成 0.05 mol 氢气时，转移 0.1 mol 电子，根据得失电子守恒知，Cu 2
15、 转移 0.1 mol 电子， n(Cu2 )0.05 mol。所以原溶液中 n0.05 mol， n(NO )0.3 molL1 0.5 3L0.15 mol， n(NaNO3)0.05 mol。原混合溶液中 c(Na )0.1 molL1 ，A 项错误；结合以上分析及电解总方程式 Cu2 2H 2O CuH 2O 22H 可= = = = =电 解 知，生成 0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2和 0.1 mol H ，电解后溶液中 c(H ) 0.2 molL 1 ，B 项正确，D 项错误；上述电解过程中共转移 0.2 mol 电子，C 项错误。0.1
16、mol0.5 L6D 解析：根据反应方程式判断 b 极是 FeSO4发生氧化反应，为负极，A 错误；由上述分析可知，a 为正极，电子由负极流向正极，即从 b 流向 a，B 错误；原电池中阴离子向负极移动，则盐桥中的 SO 移向乙烧杯中，C 错误。247A 解析：当 K 闭合时，B 装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为，；B 装置中消耗 H ，pH 变大，A 装置中电解饱和食盐水，pH 变大；C 装置中相当于在银上镀铜，pH 不变。8(1)CH 3OH(2)CH3OH6e 8OH =CO 6H 2O23(3)A 4OH 4e =O22H 2O(4)4Ag 2H 2O 4Ag
17、O 24H = = = = =电 解 (5)1 BC解析：(3)乙池有外接电源属于电解池，连接原电池正极的 A 是阳极，连接原电池负极的 B 是阴极，电解硝酸银溶液时，A 电极上氢氧根离子放电导致电极附近氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，溶液呈酸性，加热紫色石蕊试液呈红色，电极反应式为 4OH 4e =O22H 2O。(4)电解硝酸银溶液时，Ag 得电子生成银、水失电子生成氧气和 H ，离子方程式为4Ag 2H 2O 4AgO 24H 。(5)当乙池中 B(Ag)极的质量增加 5.40 g 时，由电子= = = = =电 解 守恒可知，AgH ， n(H ) 0.05 mol， c(H ) 0.1
18、 moll1 ，则溶5.4 g108 gmol 1 0.05 mol0.5 L液的 pH1。阴极上析出金属，则在金属活动性顺序表中金属元素处于 H 元素后，根据串联电池中转移电子数相等知，丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数，乙池析出 5.40 g时转移电子是 0.05 mol。硫酸镁中镁元素处于 H 元素前，所以阴极上不析出金属单质，A 错误；电解硫酸铜溶液时，阴极上析出 1.60 g 铜需要转移电子 0.05 mol，B 正确；电解硝酸银溶液时，阴极上析出 1.60 g 银需要转移电子 0.0148 mol0.05 mol，C 正确；氯化铝中铝元素处于氢元素前，所以阴极上不
19、析出金属单质，D 错误。9(1)2H 2e =H2 升高(2)Cu 石墨 FeCl 3溶液(3)负 还原 Cu 2 2e =Cu 变小(4)负极 CH 3OH6e H 2O=CO26H 11.2解析：(1)铁作负极，则该原电池反应是铁与稀硫酸置换氢气的反应，所以正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为 2H 2e =H2；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，pH 升高。(2)Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 设计成如题图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu 发生氧化反应，作原电池的负极，所以 A 材料是 Cu，B 极材料是比 Cu 不活泼的导电物质如石墨、
20、Ag 等即可。溶液 C 中含有 Fe3 ，如 FeCl3溶液。(3)Zn 比较活泼，在原电池中做负极，Cu 做正极，正极发生还原反应，电极反应为Cu2 2e =Cu，Cu 2 发生了反应，则 c(Cu2 )变小。(4)根据图中的电子流向知 c 是负极，是甲醇发生氧化反应：CH 3OH6e H 2O=CO26H ，线路中转移 2 mol 电子时消耗氧气 0.5 mol，标况下体积为 11.2 L。10(1)FeCu 2 =Fe2 Cu 0.2(2)2H 2e =H2 酸性 2Fe 3 3Cl 28H 2O=2FeO 6Cl 16H 24(3)溶液变红 O 22H 2O4e =4OH 阳解析：(1
21、)图为原电池反应，Fe 为负极，发生：Fe2e =Fe2 ，石墨为正极，发生Cu2 2e =Cu，总反应式为 FeCu 2 =Fe2 Cu；一段时间后，两电极质量相差 12 g，则FeCu 2 =Fe2 Cu 两极质量差 m 转移电子56 g 64 g 56 g64 g120 g 2 mol12 g nn0.2 mol。(2)其他条件不变，若将 CuCl2溶液换为 NH4Cl 溶液，NH 4Cl 在溶液中水解显酸性，酸性溶液中，正极上氢离子得电子，则石墨电极发生的电极反应为 2H 2e =H2。(3)若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成形，甲装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，正极发生 O22H 2O4e =4OH ，呈碱性，滴加酚酞，溶液变红，则乙装置与铜相连的石墨为阳极，与铁相连的石墨为阴极。
