2019届二轮复习 电化学基础 作业（全国通用） (16) 练习

电化学基础

一、单选题

1.下图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d。符合上述实验结果的盐溶液是(　　)

A． 答案A        B． 答案B        C． 答案C          D． 答案D

2.银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是(　　)

A． 处理过程中银器一直保持恒重

B． 银器为正极，Ag2S被还原生成单质银

C． 该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3

D． 黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl

3.如图所示是锌和铜形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上的描述合理的是(　　)

实验后的记录：

①铜为负极，锌为正极

②铜极上有气泡产生，发生还原反应

③硫酸根离子向铜极移动

④若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体

⑤电子的流向是：铜―→锌

⑥正极反应式：Cu＋2e－===Cu2＋，发生氧化反应

A． ①②③      B． ②④       C． ②④⑥          D． ③④⑤

4.燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是(　　)

A． 甲醇      B． 天然气          C． 液化石油气        D． 氢气

5.研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的 CaF2﹣CaO 作电解质，利用如图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中，正确的是（　　）

A． 由 TiO2制得 1 mol 金属 Ti，理论上外电路通过 2 mol 电子

B． 阳极的电极反应式为 C+2O2﹣-4e﹣===CO2↑

C． 在制备金属钛前后，整套装置中 CaO 的总量减少

D． 若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+”接线柱应连接 Pb 电极

6.以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是(　　)

A． 未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程

B． 因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系

C． 电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率

D． 镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用

7.下列有关实验现象的描述不正确的是(　　)

A． 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡

B． 铜—锌—稀硫酸形成的原电池中，铜为正极

C． 把铜片插入氯化铁溶液中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加大

D． 把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加大

8.下列图示中关于铜电极的连接错误的是(　　)

A． A         B． B      C． C           D． D

9.一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为C2H6＋18OH－－14e－===2＋12H2O、7H2O＋O2＋14e－===14OH－，有关此电池的推断正确的是(　　)

A． 通氧气的电极为负极

B． 参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2

C． 放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变

D． 电解质溶液中，向正极移动

10.下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是(　　)

A． a为负极、b为正极                    B． a为阳极、b为阴极

C． 电解过程中，d电极质量增加            D． 电解过程中，氯离子浓度不变

11.下列叙述不正确的是(　　)

A． 铁表面镀锌，铁作阳极

B． 船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀

C． 钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D． 工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑

12.下列有关电化学的示意图中正确的是(　　)

A．　　          B．　

C．　　               D．

13.下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是(　　)

A． 水中的钢闸门连接电源的负极

B． 金属护拦表面涂漆

C． 枪炮表面涂上一层油

D． 地下钢管连接镁块

14.汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的反应如下：

Pb (s)＋PbO2(s) ＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s) ＋2H2O(l)，根据此反应判断下列叙述中正确的是(　　)

A． PbO2是电池的负极

B． 负极的电极反应式：Pb(s)＋(aq)－2e－===PbSO4(s)

C． 铅蓄电池属于一次电池

D． 电池放电时，溶液酸性增强

15.关于下图所示装置，下列叙述中，正确的是（  ）

A． 铜是负极，锌片上有气泡产生

B． 锌片逐渐减轻，铜片逐渐增重

C． 电流从锌片经导线流向铜片

D． 氢离子在铜片表面得电子被还原

二、填空题                                                                       

16.由锌片、铜片和200mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。

(1)原电池的负极反应是_______________________________________________，

正极反应是________________________________________________________________。

(2)电流的方向是___________________________________________________。

(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68L(标准状况下)气体时，H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗________g锌，有________个电子通过了导线，原硫酸的物质的量浓度是____________(设溶液体积不变)。

17.如图所示的铜－锌原电池中，理论上应观察到的现象是：

(1)铜片_________________；锌片_________________。

(2)写出此时原电池的电极反应式：

正极____________________，负极____________________。

(3)在实际实验中，锌片上也有气泡产生(装置连接正常)，其原因可能是__________________。

18.某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。

请回答下列问题：

(1)甲池为____________(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH一极的电极反应式为__________________________。

(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，总反应式为______________________________________。

(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况)，丙池中________极析出________g铜。

(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

三、实验题                                                                     

19.某同学在做原电池原理的实验时，有如下实验步骤：

①用导线将灵敏电流计的两端分别与纯净的锌片和铜片相连接(如图1)。

②把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中;

③把一块纯净的铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中;

④用导线把锌片和铜片连接起来后,再平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中(如图2)。

回答下列问题：

(1)实验步骤①中应观察到的现象是　。

(2)实验步骤②中应观察到的现象是　。

(3)实验步骤③中应观察到的现象是　。

(4)实验步骤④中应观察到的现象是　。

(5)通过实验步骤④该同学头脑中有了一个猜想(或假设),该猜想是　。

(6)为了证实该猜想,该同学又设计了第⑤步实验,请简要画出第⑤步实验的装置示意图。

20.已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。

21.某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下表：

试根据表中的实验现象完成下列问题：

(1)实验①、②中铝所作的电极(指正极或负极)________(填“相同”或“不相同”)。

(2)实验③中铝为________极，电极反应式为________________；石墨为________极，电极反应式为_______________；电池总反应式为_____________________________。

(3)实验④中铝作负极还是正极？_____，理由是_______________________________，铝电极的电极反应式为_______________________________。

(4)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为_____________________。

答案解析

1.【答案】D

【解析】根据图示可知a、c为阳极，b、d为阴极。A项，电解池Ⅰ中相当于电解水，b上有H2产生，不合题意；B项，Ⅰ池中b极上得到Ag，Ⅱ池d极上产生Cu，根据电子守恒可得2Ag～Cu，二者的物质的量之比为2∶1，增重b>d，不合题意；C项，Ⅰ、Ⅱ池均相当于电解水，b、d上都有H2生成，两电极质量不变，不合题意；D项，Ⅰ池b极上产生Cu，Ⅱ池d极上产生Ag，Cu～2Ag，增重b<d，符合题意。

2.【答案】B

【解析】根据电化学原理可知，Al为负极，电极反应为2Al－6e－===2Al3＋，银器为正极，电极反应式为3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－，溶液中反应为2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，三反应相加可得该过程的总反应为2Al＋3Ag2S＋6H2O===2Al(OH)3＋6Ag＋3H2S↑，故B正确，C、D错误；银器表面黑色的Ag2S变成了Ag，质量必然减小，A错误。

3.【答案】B

【解析】在铜锌原电池中，溶液中阴离子(硫酸根离子)移向负极(电极锌)，阳离子(氢离子)移向正极(电极铜)；负极锌失去电子，Zn－2e－===Zn2＋，发生氧化反应；溶液中氢离子在正极铜上得到电子，2H＋＋2e－===H2↑，发生还原反应，当有0.5  mol电子流经导线时，则有0.25 mol氢气生成。

4.【答案】D

【解析】氢氧燃料电池的产物只有H2O，没有其他物质生成，最为环保。其余三种燃料电池都有温室气体CO2产生。

5.【答案】B

【解析】由TiO2制得1 mol金属Ti，Ti元素化合价由+4价变为0价，所以理论上外电路转移4 mol电子，A错误；根据图知，阳极上C失电子和氧离子反应生成二氧化碳，电极反应式为C+2O2﹣﹣4e﹣===CO2↑，B正确；左边装置中氧化钙生成钙离子和氧离子，右边装置中钙离子结合氧离子生成氧化钙，所以整套装置中CaO的总量不变， C错误；若用铅蓄电池作该装置的供电电源，铅蓄电池放电时，二氧化铅作阳极，所以“+”接线柱应连接PbO2电极，D错误。　

6.【答案】C

【解析】A项，该装置中没有自发的氧化还原反应发生，不能构成原电池；B项，根据能量守恒定律可知，总能量一定，它等于电镀过程中转化的化学能和转化的热能的和，因此通过的电量与锌的析出量有确定的关系；C项，电流恒定，单位时间内提供给阴极的电量就一定，析出的锌的量也一定；D项，镀锌层破损后形成的Zn－Fe原电池起到牺牲阳极保护阴极的作用。

7.【答案】C

【解析】铜－稀硫酸－铁形成原电池，铁为负极，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，铜为正极，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，A正确；金属活动性Zn>Cu，在铜—锌—稀硫酸原电池中锌为负极，铜为正极，B正确；铜插入氯化铁溶液，反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，氯化铜对此反应无影响，C错误；Zn＋ 2H＋===Zn2＋＋ H2↑，加入几滴氯化铜，部分锌发生反应Zn＋  Cu2＋===Zn2＋＋Cu，置换出的铜附着在锌片表面可形成原电池，加快氢气的生成速率，D正确。

8.【答案】C

【解析】电镀铜时，Cu作阳极，镀件作阴极，故C错。

9.【答案】B

【解析】根据电极反应，C2H6失去电子为负极，氧气得到电子为正极，A错误；根据电子守恒：C2H6～14e－～O2，B正确；合并正、负极反应可得总反应为2C2H6＋7O2＋8OH－===4＋10H2O，KOH参与电极反应，浓度减小，C错误；在原电池内部，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，电解质溶液中向负极移动，D错误。

10.【答案】C

【解析】根据电流方向可知，a是正极，b是负极，则电解池中c是阳极，d是阴极，A、B错误；阴极反应(d电极)：Cu2＋＋2e－===Cu，C正确；阳极反应(c电极)：2Cl－－2e－===Cl2↑，D错误。

11.【答案】A

【解析】本题考查电化学知识的应用。选项A，在铁表面镀锌时，应该锌作阳极，含Zn2＋的溶液作电解液；选项B，Zn的活动性比Fe强，Zn失去电子而保护了船体；选项C，钢铁吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子；选项D，Cl－失电子能力大于OH－，电解饱和食盐水时，Cl－在阳极失去电子变为Cl2。

12.【答案】D

【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，纯铜接在电源的负极；选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl－在阳极放电产生Cl2，溶液中的H＋在阴极获得电子而产生H2。

13.【答案】A

【解析】水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门做阴极，为外加电流的阴极保护法，A正确；金属护拦表面涂漆，是外加保护层保护法，B错误；枪炮表面涂上一层油，是外加保护层保护法，C错误；地下钢管连接镁块，形成原电池，钢管做原电池的正极而被保护，D错误。

14.【答案】B

【解析】　在放电时PbO2是原电池的正极，A错误；负极的电极反应式：Pb(s)＋(aq)＋2e－===PbSO4(s)，B正确；铅蓄电池属于可充电电池，是二次电池，C错误；电池放电时，由于不断消耗硫酸，所以溶液酸性减弱，D错误。

15.【答案】D

【解析】在铜锌原电池中，活泼的金属锌为负极，失去电子，发生氧化反应，锌片质量逐渐减少；铜极为正极，溶液中氢离子在正极上得到电子被还原，放出氢气，铜片质量不变；在其外电路中，电子的流向是由负极(锌片)沿导线流向正极(铜片)，而电流的方向与电子的流向相反，即由正极(铜片)流向负极(锌片)。

16.【答案】(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑

(2)由Cu极经导线流向Zn极

(3)4.875　9.03×1022　0.75mol·L－1

【解析】产生0.075 mol H2，通过0.075 mol×2＝0.15  mol电子，消耗0.075molZn和0.075  mol H2SO4。所以m(Zn)＝0.075  mol×65  g·mol－1＝4.875g，N(e－)＝0.15 mol×6.02×1023mol－1＝9.03×1022，c(H2SO4)＝＝0.75 mol·L－1。

17.【答案】(1)有无色气泡产生；逐渐溶解

(2)2H＋＋2e－==H2↑；Zn－2e－==Zn2＋

(3)锌片含有杂质，杂质与锌形成原电池产生气泡

【解析】在铜锌原电池中，锌的活动性大于铜，锌为负极、铜为正极。负极锌失去电子不断溶解，发生氧化反应，Zn－2e－==Zn2＋；溶液中的氢离子，在正极铜上得到电子发生还原反应，2H＋＋2e－==H2↑，正极铜上有氢气产生。锌片不纯，可形成微小的原电池，在锌片表面也有气泡生成。

18.【答案】(1)原电池　CH3OH－6e－＋8OH－===＋6H2O

(2)阳极　4AgNO3＋2H2O4Ag↓＋O2↑＋4HNO3

(3)280mL　阴极　1.6 g

(4)减小　增大

【解析】(1)甲池为原电池，作为电源，电解乙、丙池，根据原电池的形成条件，通入CH3OH的一极为负极，通入O2的一极为正极，在碱性介质中，负极反应：CH3OH－6e－＋8OH－===＋6H2O；

(2)石墨连电源的正极，为电解池的阳极，乙池为电解AgNO3溶液，总反应：4AgNO3＋2H2O4Ag↓＋O2↑＋4HNO3；

(3)乙池中B电极析出Ag,  根据串联电路中电子相等可得4Ag～4e－～O2～2Cu，n(Ag)＝5.4/108＝0.05 mol，n(O2)＝0.05/4＝0.0125mol，V(O2)＝280 mL，n(Cu)＝0.05/2＝0.025 mol，m(Cu)＝1.6 g，Cu2＋＋2e－===Cu得电子，在电解池的阴极(D)；

(4)甲中消耗OH－，pH减小；丙中总反应：2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH，pH增大。

19.【答案】(1)电流计指针不偏转

(2)锌片上有气泡产生

(3)铜片上无气泡

(4)铜片上有大量气泡,锌片上没有气泡或有少量气泡

(5)有电子从锌经导线向铜片移动

(6)

【解析】原电池的形成条件：

①有活动性不同的两个电极，②两电极插入电解质溶液中，③两极用导线相连形成闭合回路，

④相对活泼的金属与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。

20.【答案】(答案合理即可)

【解析】因为总反应式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所以负极为Fe，正极可为Cu、Ag或石墨，电解质溶液为稀硫酸，按原电池示意图一般形式画出装置图。

21.【答案】(1)不相同　

(2)负；  2Al－6e－===2Al3＋；正；6H＋＋6e－===3H2↑；2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑  　　

(3)负极；铝与氢氧化钠溶液反应，镁与氢氧化钠溶液不反应；

Al－3e－＋4OH－==AlO2－＋2H2O

(4)另一个电极材料的活泼性和电解质溶液的氧化性

【解析】实验①中镁比铝活泼，镁作原电池的负极，铝作原电池的正极，电流计指针偏向铝；实验②中铝比铜活泼，铝作原电池的负极，铜作原电池的正极，电流计指针偏向铜；实验③中铝失去电子，发生氧化反应，③为负极，石墨为正极，电流计指针偏向石墨。