1、第四章 电化学基础(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题包括 15 个小题，每小题 3 分，共 45 分。每小题仅有一个选项符合题意)1下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是( )A电池中锌是正极B电池 是一次性电池C电池工作时，氢气发生还原反应D电池工作时，电子由锌通过导线流向碳棒答案：D2化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是( )A氢氧燃料电池的负极反应式：O 22H 2O4e =4OHB电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl 2e =Cl2C粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu 2e =Cu2D钢铁发生
2、电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e =Fe2答案：B3关于下图所示的原电池，下列说法正确的是( )A电子从锌电极通过电流表流向铜电极B盐桥中的阴离子向 CuSO4溶液中迁移C锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D铜电极上发生的电极反应是 2H e =H2答案：A4.如图实验为研究金属腐蚀的实验，下列相关说法正确的是( )A食盐水中有气泡逸出B铁表面的反应为 Fe3e =Fe3C红色首先在食盐水滴的中心出现D该实验研究的是金属的吸氧腐蚀答案：D5如图所示，a、b、c、d 均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是( )A乙池中 d 的电极反应为：2Cl 2e =Cl2Ba、c 两极产生气体的物
3、质的量相等C甲、乙两池中溶液的 pH 均保持不变D乙池中发生的反应为：2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2= = = = =电 解 答案：D6我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH 平均为 3.2。在这种环境中的铁制品极 易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )A此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B发生电化学腐蚀时的正极反应为 2H2OO 24e =4OHC在化学腐蚀过程中有氢气产生D发生电化学腐蚀时的负极反应为 Fe2e =Fe2答案：B7两电极用导线连接插入电解质溶液中(不考虑溶液中溶解的氧气的影响)，你认为不能构成原电池的是( )选
4、项 A B C D电极材料 Zn Fe Cu Al电极材料 Cu Zn Ag Sn电解质溶液 CuCl2溶液H2SO4溶液CuSO4溶液NaOH溶液答案 ：C8关于如图所示装置的叙述正确的是( )A甲、乙装置中的锌片都作负极B甲、乙装置中的溶液内的 H 在铜片被还原C甲、乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应D甲装置中铜片有气泡生成，乙装置中的铜片质量减小答案：D9一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入 KOH 溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C 2H6 7O 28KOH= =4K2CO3 10H2O，有关此电池的推断正确的是( )A正极反应为 14H2O7O 228e
5、=28OHB放电一段时间后，负极周围的 pH 升高C每消耗 1 mol C2H6 ，则电路上转移的电子为 12 molD放电过程中 KOH 的物质的量浓度不变答案：A10某学生欲完成反应 2HCl2Ag= =2AgClH 2而设计了下列四个实验，你认为可行的是( )答案：C11如图所示，X、Y 分别是直流电源的两极，通电后发现 a 极板质量增加，b 极板处有无色、无味气体放出。符合这一情况的是下表中的( )选项 a 极板 b 极板 X 电极 Z 溶液A 锌 石墨 负极 CuSO4B 石墨 石墨 正极 NaOHC 银 铁 正极 AgNO3D 铜 石墨 负极 CuCl2答案：A12(2015福建卷
6、)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O 和 CO2转化为 O2和燃料(C 3H8O)。下列说法正确的是( )A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H 从 b 极区向 a 极区迁移C每生成 1 mol O2，有 44 g CO2被还原Da 电极的反应为 3CO218H 18e =C3H8O5H 2O答案：B13.如图所示原电池工作 时，右池中 Y2O 转化为 Y3 。下列叙述正确的是( )27A左池电极反应式：X 4 2e =X2B每消耗 1 mol Y2O ，转移 3 mol 电子27C改变右池溶液的 c(H )，电流强度不变D左池中阴离子数目增加答案：D14
7、(2015浙江卷)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解 H2OCO2混合气体制备H2和 CO 是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是( )AX 是电源的负极B阴极的电极反应式是 H2O2e =H2O 2 、CO 22e =COO 2C总反应可表示为 H2OCO 2 H2COO 2= = = = =电 解 D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 11答案：D15按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标 x 表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是( )AF 表示反应生成 Cu 的物质的量BE 表示反应实际消耗 H2O 的物质的量CE 表示反应生成 O2的物质的量DF 表示
8、反应生成 H2SO4的物质的量答案：B二、非选择题(本题包括 5 各小题，共 55 分)16(10 分)已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl 2溶液、Fe2(SO4)3溶液、盐酸。按要求回答下列问题：(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因_。(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？_，若能，请写出电极反应式，负极_(若不能，此空不填)。(3)若电池反应为：Cu2H =Cu2 H 2，该池属于原电池还是电解池？_，请写出各电极的电极材料和电解质溶液：_，_。解析：(1)若把铜、铝导线连接在一起使用与外界
9、空气及水分构成原电池，铝作负极，加速铝腐蚀，使其使用寿命缩短。(2)因为 Cu2Fe 3 =Cu2 2Fe 2 ，所以能构成原电池，其负极 Cu2e =Cu2 。(3)因为该反应是非自发反应，故此电池反应是电解池，其电极反应式为：阳极：Cu2e =Cu2 阴极：2H 2e =H2。答案：(1)因二者连接在潮湿的环境构成原电池，加速铝腐蚀，使其使用寿命缩短 (2)能 Cu2e =Cu2(3)电解池 阳极为 Cu、阴极为 Cu、Ag 或石墨 盐酸17(10 分) ZnMnO 2干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2NH 4Cl 混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“
10、正极”或“负极”)。(2)若 ZnCl2NH 4Cl 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)。aNaOH bZn cFe dNH 3H2O(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 2 mol 电子，MnO 2的理论产量为_g。解析：(1)原电池的负极是发生氧化反应的一极：Zn2e =Zn2 ；电池工作时，电子从负极流向正极。(2)Zn 与 Cu2 发生氧化还原反应，生成的 Cu 附着在 Zn 的表面构成铜锌原电池，加快反应速率，从而加快 Zn 的腐
11、蚀。(3)电解池的阴极是发生还原 反应的一极：2H 2e =H2；每生成 1 mol MnO2需转移 2 mol 电子，故每通过 2 mol 电子，理论上生成 1 mol MnO2，质量为 87 g。答案：(1)Zn(或锌) 正极 (2)锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b(3)2H 2e =H2 8718(12 分)如图，p、q 为直流电源两极，A 由2 价金属单质 X 制成，B、C、D 为铂电极，接通电源， 金属 X 沉积于 B 极，同时 C、D 产生气泡。试回答：(1)p 为_极，A 极发生了_反应。(2)C 为_极，试管里收集到的气体是_；D 为_极，试管里收集到的气体是_
12、。(3)C 极的电极反应方程式为_。(4)当反应进行一段时间后，A、B 电极附近溶液的 pH_(填“增大” “减小”或“不变”)。(5)当电路中通过 0.004 mol 电子时，B 电极上沉积金属 X 为 0.128 g，则此金属的摩尔质量为_。解析：(1)接通电源，X 沉积于 B 极，说明 B 为阴极，则 A 为阳极，故 q 为负极，p 为正极，A 上发生氧化反应。(2)H2SO4电解池中，C 为阳极，C 试管内得 O2，D 为阴极，此试管内得 H2。(4)A 极：X2e =X2 ，B 极：X 2 2e =X，两极附近 pH 不变。(5)设 X 的摩尔质量为 M g/mol，则X2 2e =
13、 = = X2 molM g0.004 mol0.128 g得 M64。答案：(1)正 氧化 (2)阳 氧气 阴 氢气(3)4OH 4e =O22H 2O (4)不变(5)64 g/mol19(10 分)按如图装置实验，A 、B 两烧杯分别盛放 200 g 10% NaOH 溶液和足量CuSO4溶液。通电一段时间后，c 极上有 Cu 析出。又测得 A 杯溶液中 NaOH 的质量分数为10.23%，试回答：(1)电源 P 为_极。(2)b 极产生气体的体积为_L(标准状况)。(3)c 极上析出沉淀的质量为_g。(4)d 极上所发生的电极反应式：_。 解析：B 池中 c 极上有金属析出，说明它为阴
14、极。由此可知，d、b 为阳极，a 为阴极。按照“正接阳，负接阴”的规律，电源 P 为负极。NaOH 溶液电解为电解水，a 极产生H2，b 极产生 O2；CuSO 4溶液的电解为混合电解，d 极产生 O2，其电极反应式为：4OH 4e =2H2OO 2。 m(NaOH)200 g10%20 g电解后溶液的质量为： 195.5 g20 g10.23%被电解的水为：200 g195.5 g4.5 g，为 0.25 mol。由此可知，b 极产生的 O2为 0.125 mol，即 2.8 L。根据总价数相等关系，O 2的总价数等于 Cu 的总价数，可得：0.125 mol4 n(Cu)2， n(Cu0.
15、25 mol，即 16 g。答案：(1) 负 (2) 2.8 (3) 16 (4) 4OH 4e =2H2OO 220(13 分)请用下图所示仪器装置设计一个包括：电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的氧化性的实验装置。(1)所选仪器连接时，各接口的顺序是(填各接口的代号字母)：A 接_、_接_；B 接_、_接_。(2)实验时，装置中的石墨电极接电源的_极，所发生的电极反应式为_；铁电极接电源的_极，所发生的电极反应式为_；此电解总反应方程式为_。(3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为 5.60 mL，电解后溶液的体积恰好为 50.0 mL，则溶液中 OH 的浓度为
16、_。解析：根据电解饱和食盐水阳极所发生的反应式：2Cl 2e =Cl2，为防止电极被腐蚀，实验中一般选用石墨作阳极，阴极发生的是水电离出的 H 离子被还原，2H 2e =H2，从而破坏水的电离平衡，在阴极区域里形成氢氧化钠，显碱性，阴极通常使用铁电极。电解的总反应方程式为：2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2。U 型管反应器中的两个电极未= = = = =电 解 限定哪个是阳极或阴极，可以任意选用。而反应器两边连接哪些仪器及其连接顺序，取决于 A、B 为哪种电极、其电极产物和实验要求。设 A 上电极为铁质电极、B 上电极为石墨电极，则反应器两边所选用的各仪器接口连接顺序为 A 接贮气
17、瓶的 G F，把水挤入量筒上H 导管，用量筒测量出排出的水量，以测定氢气产生的体积。B 接洗气瓶的 D E，生成的氯气在洗气瓶里氧化淀粉碘化钾溶液，以证明其氧化性，多余的氯气通入烧杯里的 C 导管，借助氢氧化钠吸收氯气，防止污染大气。已知电解产生氢气 5.60 mL，相当于 0.005 6 L22.4 Lmol 12510 4 mol。x22.510 4 mol510 4 molc(OH) 0.01 molL 1。510 4mol0.05 L答案：(1)G F H D E C (2)正极 2Cl 2e =Cl2 负极 2H 2e =H2 2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2= = = = =电 解 (3)c(OH)0.01 molL 1
