2019届高考化学二轮复习电化学作业 练习

技能强化专练(七)　电化学

[授课提示：对应学生用书第109页]

1．下列有关电化学的示意图中正确的是(　　)

解析：选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl－在阳极放电产生Cl2，H＋在阴极获得电子而产生H2，正确。

答案：D

2．图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示(　　)

A．铜棒的质量　　　　　　B．c(Zn2＋)

C．c(H＋)  D．c(SO)

解析：该装置构成原电池，Zn是负极，Cu是正极。A项，在正极Cu上溶液中的H＋获得电子变为氢气，Cu棒的质量不变，错误；B项，由于Zn是负极，不断发生反应Zn－2e－===Zn2＋，所以溶液中c(Zn2＋)增大，错误；C项，由于反应不断消耗H＋，所以溶液中的c(H＋)逐渐降低，正确；D项，SO不参加反应，其浓度不变，错误。

答案：C

3．用石墨电极完成下列电解实验。

下列对实验现象的解释或推测不合理的是(　　)

A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑

C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋

D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

解析：根据a、d处试纸变蓝，可判断a、d两点都为电解池的阴极，发生的电极反应为2H2O ＋2e－===H2↑＋2OH－，A选项正确；b处变红，局部褪色，说明b为电解池的阳极，2Cl－－2e－===Cl2↑，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，HCl溶液显酸性，HClO具有漂白性，B选项不正确；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，C选项正确；实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也形成电解池，铜珠的左端为电解池的阳极，铜失电子生成铜离子，m、n是铜珠的右端，为电解池的阴极，开始时产生气体，后来铜离子得到电子生成单质铜，故D选项正确。

答案：B

4.

研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是(　　)

A．d为石墨，铁片腐蚀加快

B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．d为锌块，铁片不易被腐蚀

D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑

解析：A.由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，铁的腐蚀比没有形成原电池时的速率快，正确。B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，铁片上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。

答案：D

5．现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽。用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是(　　)

A．b是阳离子交换膜，允许Na＋通过

B．从A口出来的是NaOH溶液

C．阴极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

D．Na2SO4溶液从G口加入

解析：A项，右边电极是阴极，氢离子放电，b是阳离子交换膜，允许Na＋通过，正确；B项，左边电极是阳极，阳极是氢氧根放电，从A口出来的是硫酸溶液，错误；C项，阴极是氢离子得到电子，错误；D项，根据分析可知Na2SO4溶液从F口加入，错误。

答案：A

6．如图1为甲烷和O2构成的燃料电池示意图，电解质为KOH溶液，图2为电解AlCl3溶液的装置，电极材料均为石墨。用该装置进行实验，反应开始后观察到x电极附近出现白色沉淀。下列说法正确的是(　　)

A．A处通入的气体为CH4，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O

B．图2中电解AlCl3溶液的总反应为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－

C．图1中电解质溶液的pH增大

D．电解池中Cl－向x极移动

解析：A项，反应开始后观察到x电极附近出现白色沉淀，说明x电极上氢离子放电，x电极附近生成氢氧根离子，所以x电极是阴极，y电极是阳极，则a是负极，b是正极，负极上是燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，正确；B项，电解池中电池反应式为2AlCl3＋6H2O3Cl2↑＋3H2↑＋2Al(OH)3↓，错误；C项，原电池中，负极：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，总方程式：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，消耗OH－，所以溶液的pH值变小，错误；D项，电解池中Cl－向y极移动，错误。

答案：A

7．向

新型燃料电池的两极分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导O2－。图中滤纸用含有酚酞的氯化钠溶液浸泡过，c、d、e、f均为惰性电极，工作后e极周围变红。下列叙述正确的是(　　)

A．c极为正极，A处通入甲烷气体

B．d极的反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．固体电解质中O2－由d极向c极移动

D．e极上发生氧化反应，pH增大

解析：本题是用甲烷燃料电池电解氯化钠溶液，根据e极周围变红色，表明该电极是阴极，发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，D错误，则c是负极，A处通入甲烷，A错误；d极是正极，发生反应：O2＋4e－===2O2－，B错误；原电池中阴离子移向负极，C正确。

答案：C

8．某化学小组构想将汽车尾气(NO、NO2)转化为重要的化工原料HNO3，其原理如图所示，其中A、B为多孔材料。下列说法正确的是(　　)

A．电解质溶液中电流的方向由B到A，电子的流向与之相反

B．电极A表面反应之一为NO－3e－＋2H2O===NO＋4H＋

C．电极B附近的c(NO)增大

D．该电池工作时，每转移4 mol电子，生成22.4 L O2

解析：该电池的工作原理(以NO为例)为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，则NO发生了氧化反应，故A极为负极，B极为正极。电子只能通过外电路，其流向为从A到B，A项错误；负极反应(以NO为例)为NO－3e－＋2H2O===NO＋4H＋，B项正确；原电池中阴离子(NO)向负极附近移动，另外，电极反应O2＋4e－＋4H＋===2H2O，使c(NO)减小，C项错误；电池工作时，每转移4 mol电子，消耗1 mol O2，在标准状况下O2的体积为22.4 L，D项错误。

答案：B

9.

一种碳纳米管能够吸附氢气，可作充电电池(如图所示)的碳电极，该电池的电解质溶液为6 mol·L－1KOH溶液，下列说法中正确的是(　　)

A．充电时将碳电极与电源的正极相连

B．充电时阴极发生氧化反应

C．放电时镍电极反应为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－

D．放电时碳电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑

解析：A项，碳纳米管能够吸附氢气，可作充电电池的负极，放电时氢气发生氧化反应，故充电时该电极与外接电源的负极相连，错误；B项，充电时阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，错误；C项，放电时镍电极为正极，得到电子，发生还原反应，其电极反应为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，正确；D项，放电时碳电极反应为：H2－2e－＋2OH－===2H2O，错误。

答案：C

10．我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。下列说法不正确的是(　　)

A．腐蚀过程中，负极是a

B．正极反应是O2＋4e－＋2H2O===4OH－

C．若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为0.224 L(标准状况)

D．环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓

解析：C项，n[Cu2(OH)3Cl]＝＝0.02 mol，根据转移电子数得n(O2)＝＝0.02 mol，则理论上耗氧体积为0.448 L(标准状况)，故C错误。

答案：C

11．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料C3H8O。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

D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O

解析：结合装置图可知该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误；b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H＋向a极(阴极)区移动，B项正确；右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是－2,3CO2→C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗mol CO2，C项错误；a电极发生的是还原反应：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，D项错误。

答案：B

12．金属及其化合物在国民经济发展中起着重要作用。

(1)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2，该反应的氧化剂是________，当生成19.2 g Cu时，反应中转移的电子为________mol。铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈，铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。该过程中负极的电极反应式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷(可传导Na＋)为电解质，其原理如图所示：

①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在________。

a.100℃以下　　　　b．100℃～300℃

c．300℃～350℃  d．350℃～2 050℃

②放电时，电极A为________极，S发生________反应。

③放电时，内电路中Na＋的移动方向为________(填写“从A到B”或“从B到A”)。

④充电时，总反应为Na2Sx===2Na＋Sx(3<x<5)，Na所在电极与直流电源________极相连，阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。

解析：(1)题给反应中，铜元素的化合价降低，硫元素的化合价升高，氧化剂为Cu2O、Cu2S，还原剂为Cu2S，根据硫元素化合价变化，可知该反应转移的电子数为6e－。当生成0.3 mol Cu时转移电子为0.3 mol。铜发生吸氧腐蚀，正极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，负极反应为：Cu－4e－→Cu2(OH)2CO3，根据电荷守恒补4OH－，根据碳原子守恒补CO2，根据原子守恒生成H2O。

(2)①温度要求能熔化Na、S而不能使其为蒸气，因此温度高于115℃，而低于444.6℃。②熔融钠作负极，熔融硫作正极，正极电极反应式为xS＋2e－===S，Na＋在负极生成，移向正极，即如图所示，由A到B。④放电时，钠作负极，发生氧化反应，则充电时发生还原反应，为阴极，接电源的负极，阳极发生放电时正极的逆反应，即：S－2e－===xS。

答案：(1)Cu2O和Cu2S　0.3

2Cu＋4OH－＋CO2－4e－===Cu2(OH)2CO3＋H2O

(2)①c　②负　还原　③从A到B　④负

S－2e－===xS

13．H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

(1)写出阳极的电极反应式________。

(2)分析产品室可得到H3PO2的原因________。

(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质，该杂质产生的原因是________________。

解析：(1)在阳极由于含有的阴离子OH－、SO、H2PO中放电能力最强的是OH－， 所以发生反应2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；

(2)在产品室可得到H3PO2是因为阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成；

(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是阳极产生的氧气会把H3PO2或H2PO氧化为PO，使产品不纯。

答案：(1)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

(2)阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室， 二者反应生成H3PO2

(3)PO　H2PO或H3PO2被氧化