2019届二轮复习 电化学基础 作业（全国通用） (2) 练习

电化学基础

一、选择题

1．研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。

下列有关说法不正确的是(　　)

A．图1：a点溶液变红

B．图1：a点的铁比b点的铁腐蚀严重

C．图2：若d为锌，则铁不易被腐蚀

D．图2：正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－

2．某高能电池以稀硫酸作为电解质溶液，其总反应式为CH2===CH2＋O2===CH3COOH。下列说法正确的是(　　)

A．在电池工作过程中，溶液中的SO向正极移动

B．随着反应的进行，正极区域附近溶液的pH变小

C．当转移4 mol电子时，溶液中的CH3COOH分子数为NA(NA为阿伏加德罗常数的值)

D．负极的电极反应式为CH2===CH2－4e－＋2H2O===CH3COOH＋4H＋

3． LiFePO4电池稳定性高、 安全、 对环境友好， 其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．a极是电池的负极

B．电池工作时， 正极可发生反应：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4

C．电池充电时间越长，x值越小

D．电池工作时，外电路中流过 0.1 mol 电子，负极材料减重 0.7 g

4．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是(　　)

A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－

B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D．当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

5．混合动力汽车(HEV) 中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示：其中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，KOH 溶液作电解液。关于镍氢电池，下列说法不正确的是(　　)

A．充电时，阴极附近pH降低

B．电动机工作时溶液中OH－向甲移动

C．放电时正极反应式为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－

D．电极总反应式为：MH＋NiOOHM＋Ni(OH)2

6．某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3和K2CO3为电解质、以CH4为燃料，该电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．电极a为负极，发生氧化反应

B．CO向正极移动

C．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．此电池在常温下也能工作

7．金属的腐蚀除化学腐蚀和普通的电化学腐蚀外，还有“氧浓差腐蚀”，如在管道或缝隙等处的不同部位氧的浓度不同，在氧浓度低的部位是原电池的负极。下列说法正确的是(　　)

A．纯铁的腐蚀属于电化学腐蚀

B．钢铁吸氧腐蚀时，负极的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋

C．海轮在浸水部位镶一些铜锭可起到抗腐蚀作用

D．在图示氧浓差腐蚀中，M极处发生的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

8．用如图所示的实验装置进行电化学实验，下列判断中正确的是(　　)

A．若X为铝片，Y为镁片，Z为NaOH，将开关K置于B处，则镁为原电池的负极

B．若X为锌片，Y为铁片，Z为NaCl，将开关K置于A或B处均可减缓铁的腐蚀

C．若X为铁片，Y为铜片，Z为CuSO4，将开关K置于A处可实现在铁片上镀铜

D．若X、Y均为碳棒，Z为Na2SO4，开关K置于A处，X极发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑

9．现代工业生产中常用电解氯化亚铁溶液的方法制得氯化铁溶液吸收有毒的硫化氢气体。工艺原理如图所示。下列说法中不正确的是(　　)

A．左槽中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑

B．右槽中的反应式：2H＋＋2e－===H2↑

C．H＋从电解池左槽迁移到右槽

D．FeCl3溶液可以循环利用

10．纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2Cu＋H2O===Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　D　)

A．钛电极发生氧化反应

B．阳极附近溶液的pH逐渐增大

C．离子交换膜应采用阳离子交换膜

D．阳极反应式是2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O

11．一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错误的是(　　)

A．Pd电极b为阴极

B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3

C．H＋由阳极向阴极迁移

D．陶瓷可以隔离N2和H2

12. NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。下列说法正确的是(　　)

A．O2在石墨Ⅱ附近发生氧化反应

B．该电池放电时NO向石墨Ⅱ电极迁移

C．石墨Ⅰ附近发生的反应：3NO2＋2e－===NO＋2NO

D．相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4∶1

13.将二氧化碳转化为乙烯的装置如图所示，使用的电极材料均为惰性电极。下列说法正确的是(　　)

A．a为电源的正极

B．每生成0.1 mol乙烯，同时生成6.72 L O2

C．阴极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O

D．电解过程中，阳极区溶液中c(H＋)逐渐减小

14.海水中含有大量Na＋、Cl－及少量Ca2＋、

Mg2＋、SO，用电渗析法对该海水样品进行淡化处理，如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．b膜是阳离子交换膜

B．A极室产生气泡并伴有少量沉淀生成

C．淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pHA<pHB<pHC

D．B极室产生的气体可使湿润的KI淀粉试纸变蓝

15．某电化学气敏传感器的工作原理如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．a极为负极

B．b极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－

C．电解质溶液中的OH－ 移向a极

D．该传感器工作一段时间后，电解质溶液的pH值将变大

二、非选择题

16．太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电，其构造的简化图如下：

(1)下列说法中，正确的是________( 填字母序号)。

a．太阳能、风能都是清洁能源

b．太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化

c．控制系统能够控制储能系统是充电还是放电

d．阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化

(2)全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。已知放电时V2＋发生氧化反应，则放电时电极A 的电极反应式为____________；充电时电极B 做____________极。

(3)含钒废水会造成水体污染，对含钒废水(除VO外，还含有Al3＋，Fe3＋等)进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下：

已知溶液pH 范围不同时，钒的存在形式如下表所示：

①加入NaOH 调节溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH 后生成沉淀1的反应过程为__________、____________；所得滤液1中，铝元素的存在形式为____________。

②向碱性的滤液1(V的化合价为＋4)中加入H2O2的作用是__________________(用离子方程式表示)。

17．电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的Cr(VI)是主要污染物，可采用多种方法处理将其除去。

查阅资料可知：

①在酸性环境下，Cr(VI)通常以Cr2O的形式存在，Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋

②Cr2O的氧化能力强于CrO

③常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

Ⅰ.腐蚀电池法

(1)向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原Cr(VI)。下列关于焦炭的说法正确的是___(填字母序号)。

a．作原电池的正极　　　

b．在反应中作还原剂

c．表面可能有气泡产生

Ⅱ.电解还原法

向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。装置如下图所示。

(2)A极连接电源的___极，A极上的电极反应式是 　。

(3)电解开始时，B极上主要发生的电极反应为2H＋＋2e－＝H2↑，此外还有少量Cr2O在B极上直接放电，该反应的电极反应式为 　。

(4)电解过程中，溶液的pH不同时，通电时间(t)与溶液中Cr元素去除率的关系如下图所示。

①由图知，电解还原法应采取的最佳pH范围为___。

a．2～4  b．4～6  c．6～10

②解释曲线I和曲线IV去除率低的原因：___。

18．氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是____________________

________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_____________。

(2)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe＋2H2O＋2OH－FeO＋3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

　　　　　　      图1　　　　　　图2

①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是

_____________________________________________________。

③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：

_____________________________________________________。

参考答案

1——5 BDCDA  ADBAD ADCAD

16．(1)abc

(2)VO＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O　阴

(3)①Fe2＋ ＋ 2OH－===Fe(OH)2↓　4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3　AlO　②2VO(OH)＋H2O2＋4OH－===2VO＋6H2O

17  (1) ac

       (2) 正   Fe－2e－===Fe2＋

(3)Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O

(4) b

曲线Ⅰ的pH较小，此时Cr(Ⅵ)被还原生成的Cr3＋难以生成Cr(OH)3沉淀，仍以Cr3＋存在于溶液中，导致去除率较低；曲线Ⅳ的pH较大，铬元素主要以CrO存在，其氧化能力弱于Cr2O，Cr(Ⅵ)难以被还原继而生成沉淀，导致去除率较低

18：(1)污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高(任写其中2条)　H2＋2OH－－2e－===2H2O

(2)①阳极室　②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低③M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；

N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低(任写其中1条)