1、1电化学基础训练题李仕才一、选择题1分别放置在以下装置(都盛有 0.1 mol/L H2SO4)中的四个相同的纯锌片，腐蚀最快的是( )2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：3CO 216H 18e =C3H8O4H 2O3用石墨电极电解 CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是( )Aa 端是直流电源的负极B通电使 CuCl2发生电离C阳极上发生的反
2、应：Cu 2 2e =CuD通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体4如图是利用一种微生物将废水中的有机物(假设是淀粉)的化学能直接转化为电能，并利用此电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是( )A质子透过离子交换膜由右向左移动B铜电极应与 X相连接CM 电极反应式：(C 6H10O5)n7 nH2O24 ne =6nCO224 nHD当 N电极消耗 0.25 mol气体时，则铁电极增重 16 g5如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl溶液的 U型管中。下列分析正确的是( )AK 1闭合，铁棒上发生的反应为 2H 2e H 2BK 1闭合，石墨棒周围溶液 pH逐渐升高CK 2闭合，铁棒
3、不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK 2闭合，电路中通过 0.002 NA个电子时，两极共产生 0.001 mol气体6下列叙述不正确的是( )2A用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后(阴极无气体放出)。可加入 CuO使溶液复原B如图：若 X为铜棒，开关 K置于 A或 B处均可加快铁的腐蚀C在总反应为 Zn2H =Zn2 H 2的原电池中，正极材料为石墨，稀硝酸或稀盐酸均可以用作电解质溶液D将反应 2CuO 22H 2SO4=2CuSO42H 2O设计成原电池，则正极电极反应式为O24H 4e =2H2O7双隔膜电解池的结构示意简图如图所示，利用该装置电解硫酸钠溶液可以制取硫酸和氢氧化钠，并
4、得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是( )Aa 气体为氢气，b 气体为氧气BA 溶液为氢氧化钠，B 溶液为硫酸Cc 隔膜为阳离子交换膜、d 隔膜为阴离子交换膜，通过阳离子交换膜的离子总数和通过阴离子交换膜的离子总数相等D电解反应总方程式为：2Na 2SO46H 2O 2H2SO44NaOHO 22H 2= = = = =电 解 二、非选择题8(1)利用 LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH 可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图装置电解制备 LiOH，两电极区电解液分别为 LiOH和LiCl溶液。B 极区电解液为_溶液(填化学式)，阳极电极反应式为_，电解
5、过程中 Li 向_电极迁移(填“A”或“B”)。(2)电解制备 Al(OH)3时，电极分别为 Al片和石墨，电解总反应方程 。(3)用 NaOH溶液吸收烟气中的 SO2，将所得的 Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到 H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。图中 a极要连接电源的(填“正”或“负”)_极，C 口流出的物质是_。SO 放电的电极反应式为_。239电解原理在化学工业中有广泛应用如图表示一个电解池，装有电解液 a；X、Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连请回答以下问题：3(1)若 X、Y 都是惰性电极，a 是饱和 NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴
6、入几滴酚酞试液，则电解池中阴极上的电极反应式为：_ ，在 X极附近观察到的现象是溶液呈_。阳极上的电极反应式为_，检验该电极反应产物的方法是_。(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液 a选用 CuSO4溶液，则X 电极的材料是纯铜 ，电极反应是_。Y 电极的材料是粗铜 ，电极反应式是_。(说明：杂质发生的电极反应不必写出) (3)如果要在铁上银镀，则 Y极物质为_。10(1) MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解 MnSO4溶液可制得 MnO2，其阳极的电极反应式是_。(2)下图为电解精炼银的示意图，_(填 a或 b)极为含有杂质的粗银，若 b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应
7、式为_。(3) 氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点，其中电解法是一种重要方法，其原理是电解尿素CO(NH 2)2的碱性溶液，制氢的装置示意图如下(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为 。11某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。(1)X极与电源的_(填“正”或“负”)极相连，氢气从_(填“A” 、 “B”、“C”或“D”)口导出。(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则 M为_(填“阴离子”或“阳离子” ，下同)交换膜，N 为_交换膜。(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池
8、(石墨为电极)，则电池负极的反应式为 。(4)若在标准状况下，制得 11.2 L氢气，则生成硫酸的质量是_，转移的电子数为_。答案解析1解析：A 项中 Zn为化学腐蚀；B 项中 Mg比 Zn活泼，Mg 作负极腐蚀，保护了Zn；C 项中 Zn比 Sn活泼，Zn 作负极腐蚀；D 项中 Zn作阴极被保护。所以，C 装置中 Zn腐蚀最快。答案：C2解析：A 选项：根据图示可知，该装置将电能和光能转化为化学能。B 选项：根据4外接电源的正负极，可以确定外电路的电子流动方向，从而可以确定内电路的离子流动方向。C 选项：该反应的总方程式是：6CO 28H 2O=2C3H8O9O 2。根据反应方程式可知，每生
9、成 1 mol O2，有 2/3mol CO2被还原，其质量是 88/3 g。D 选项：根据图示可知与电源负极连接的 a 电极为阴极，发生还原反应，电极的反应式为：3CO218H 18e =C3H8O5H 2O。答案：B3解析：阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，可知 a为负极、b 为正极，A 项正确；阳极发生失电子的反应生成 Cl2、阴极发生得电子的反应生成 Cu，C、D 两项错误；电解质的电离与是否通电无关，B 项错误。答案：A4解析：甲图中 M极有机物失电子为负极，N 极氧气得电子为正极，所以外电路电子从 M流向 N，交换膜处 H 从左流向右，A 选项错误；镀铜时铜作阳极应接外电源的正极
10、，所以 B选项错误。答案：C5解析：A 选项：若闭合 K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子，Fe2e =Fe2 ；B 选项：若闭合 K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；不活泼的石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应，电极反应式为 2H2OO 24e =4OH ，所以石墨棒周围溶液 pH逐渐升高；C 选项：K 2闭合，Fe 与负极相连为阴极，铁棒不会被腐蚀，属于外加电源的阴极保护法；D 选项：K 2闭合，电路中通过 0.002 NA个电子时，阴极生成 0.001 mol氢气，阳极生成 0.001 mol氯气，两极共产生 0.0
11、02 mol气体。答案：B6解析： 惰性电极电解硫酸铜溶液时一极析出铜，一极析出氧气，加入氧化铜可复原，A 正确；开关置于 A处时组成电解池，阳极腐蚀加快，开关置于 B处时组成原电池，负极腐蚀加快，B 正确；在上述的总反应中，电解质溶液不能选取稀硝酸，C 错误；上述反应设计成原电池时，发生吸氧腐蚀，正极反应式正确，D 正确。答案：C7解析：根据图中外加电源，可以确定左侧为阳极，OH 离子向左侧移动并放电产生氧气，右侧为阴极，H 通过 d隔膜向右侧移动并放电产生 H2。答案：D8解析：(1)根据示意图，B 极区生产 H2，同时生成 LiOH，则 B极区电解液不能是LiCl溶液，如果是 LiCl溶
12、液则无法得到纯净的 LiOH，则 B极区电解液为 LiOH溶液；电极A为阳极，阳极区电解液为 LiCl溶液，根据放电顺序，阳极电极反应式为：2Cl 2e =Cl2；根据电流方向，电解过程中 Li 向 B电极迁移。(2)电解制备 Al(OH)3时，电极分别为 Al片和石墨，Al 作阳极，石墨作阴极。Al 在阳极放电，溶液中的 H 在阴极放电，破坏了水的电离平衡，使的溶液中的 OH 浓度增大，与产生的 Al3 结合生成 Al(OH)3，故总反应方程式为：2Al6H 2O 2Al(OH)= = = = =通 电 33H 2。(3)从图中离子移动方向可以确定 a为阴极。答案：(1)LiOH；2Cl 2
13、e =Cl2；B(2)2Al6H 2O 2Al(OH)33H 2= = = = =通 电 (3) 负 硫酸 SO 2e H 2O=SO 2H 23 2459解析：(1)和电源的负极相连的电极 X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即 2H 2e =H2，X 电极负极水的电离被破坏，氢氧根离子浓度增大，溶液呈红色，和电源的正极相连的电极 Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即 2Cl 2e =Cl2，检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体，气体能使试纸变蓝色。(2)X 电极材料是纯铜，阴极上铜离子放电，电极反应式为 Cu2 2e =Cu，Y 电极材料是粗铜，电
14、极反应式为 Cu2e =Cu2 。答案：(1)2H 2e =H2；红色； 2Cl 2e =Cl2；用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体，气体能使试纸变蓝色(2)Cu 2 2e =Cu；Cu2e =Cu2(3)银10解析：(1)电解池中阳极失去电子发生氧化反应，则用惰性电极电解 MnSO4溶液可制得MnO2，则阳极是 Mn2 放电，其阳极电极反应式为 Mn2 2H 2O2e =MnO2 4H 。答案：(1)Mn 2 2H 2O2e =MnO24H (2)a；NO 3e 4H =NO2H 2O3(3)CO(NH2)26OH 6e =CO2 N 25H 2O11解析： 题图中左边加入含硫酸的水，暗示
15、左边制硫酸，即 OH 在阳极发生氧化反应，使左边溶液中 H 增多，为了使溶液呈电中性，硫酸钾溶液中的 SO 通过 M交换膜向左边24迁移，即 M为阴离子交换膜，由此推知 X为阳极，与电源正极相连，B 出口产生氧气，A 出口流出硫酸；同理，右侧加入含 KOH的水，说明右边制备 KOH溶液，H 在 Y极发生还原反应，说明 Y极为阴极，与电源负极相连，右边溶液中 OH 增多，硫酸钾溶液中 K 向右迁移，N为阳离子交换膜，所以 C出口产生氢气，D 出口流出 KOH溶液。(3)若将制得的氢气和氧气在氢氧化钾溶液中构成原电池，正极反应式为 O22H 2O4e =4OH ，负极反应式为2H24e 4OH =4H2O。(4) n(H2)0.5 mol，2H 2e =H2，得电子 1 mol，X 极的反应式为 4OH 4e =2H2OO 2，根据得失电子守恒知，生成 H 的物质的量为 1 mol，故生成 0.5 mol H2SO4， m(H2SO4)49 g。答案：(1)正 C (2)阴离子 阳离子 (3)H 22e 2OH =2H2O (4)49 g 6.021023(或 NA)
