2019届二轮复习 电化学基础 作业（全国通用） (11) 练习

电化学基础
1、下列电池工作时，O2在正极放电的是( )




A．锌锰电池
B．氢燃料电池
C．铅蓄电池
D．镍镉电池
答案：B
2、铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　 )
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从正极流向负极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
答案：B
3、在通风橱中进行下列实验：
步骤


现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止
Fe、Cu接触后，其表面产生红棕色气泡
下列说法中不正确的是：（ ）
A．Ⅰ中气体有无色变红棕色的化学方程式为：2NO+O2=2NO2
B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
答案：C
4、科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2－。下列对该电池的说法不正确是(　　)
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B．该电池的总反应是C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O
C．电路中每通过5 mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化
D．通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为：C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O
答案：A
5、生铁在pH = 2和pH = 4的盐酸中发生腐蚀。在密闭容器中，用压强传感器记录该过程的压强变化，如右图所示。下列说法中，不正确的是（ ）
A．两容器中负极反应均为Fe - 2e－== Fe2+
B．曲线a记录的是pH = 2的盐酸中压强的变化
C．曲线b记录的容器中正极反应是O2 + 4e－+ 2H2O == 4OH－
D．在弱酸性溶液中，生铁能发生吸氧腐蚀
答案：C
6、Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是
A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+
B．正极反应式为Ag++e-=Ag
C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
答案：B
7、锌−空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42－。下列说法正确的是（ ）
A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动
B．充电时，电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)42－
D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）
答案：C
8、金属（M）–空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是

A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高
C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n
D．在Mg–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜
答案：C
9、验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。
①
②
③



在Fe表面生成蓝色沉淀
试管内无明显变化
试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是( )
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法 D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
答案：D
10、最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+ ②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+
该装置工作时，下列叙述错误的是
A． 阴极的电极反应：CO2+2H++2e-＝CO+H2O B．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+S
C.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低 D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性
答案：B
11、我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是

A．放电时，ClO4－向负极移动 B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C．放电时，正极反应为：3CO2+4e− ＝2CO32－+C D．充电时，正极反应为：Na++e−＝Na
答案：D
12、一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。下列说法正确的是

A．放电时，多孔碳材料电极为负极B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C．充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移
D．充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+（1－x/2）O2
答案：D
13、全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
答案：D
14、用石墨电极完成下列电解实验。

实验一
实验二
装置


现象
a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……
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
答案：B
15、为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究
“2Fe3++2I-2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下：

（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到 。
（2）iii是ii的对比试验，目的是排除有ii中 造成的影响。
（3）i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2+向Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释原因：
。
（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中Fe2+向Fe3+转化的原因：外加Ag+使c(I-)降低，导致I-的还原性弱于Fe2+，用右图装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证。

①K闭合时，指针向右偏转，b作 极。
②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO3溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是 。
（5）按照（4）的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ii中Fe2+向Fe3+转化的原因，
①转化原因是 。
②与（4）实验对比，不同的操作是 。
（6）实验I中，还原性：I->Fe2+；而实验II中，还原性：Fe2+>I-，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是 。
答案：
（1）化学平衡状态（2）溶液稀释对颜色变化
（3）加入Ag+发生反应：Ag++I-=AgI↓，c(I-)降低；或增大c(Fe2+)平衡均逆向移动
（4）①正 ②左管产生黄色沉淀，指针向左偏转。 
（5）①Fe2+随浓度增大，还原性增强 ，使Fe2+还原性强于I-
②向U型管右管中滴加1mol/L FeSO4溶液。 
（6）该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向
16、电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
（1）图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择 （填字母序号）。

图1

图2










a．碳棒 b．锌板 c．铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因： 。
（2）图2中，钢闸门C做极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应式为 ，检测该电极反应产物的方法是 。


图3 图4
（3）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的 极（填“正”或“负”）。F电极上的电极反应式为 。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因 。
（4）乙醛酸（HOOC-CHO）是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两级室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
①N电极上的电极反应式为 。
②若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为 mol。
答案：（1）b 锌等做原电池的负极，（失电子，Zn -2e- = Zn2+），不断遭受腐蚀，需定期拆换
（2）阴2Cl－- 2e－=== Cl2↑
湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气（或取阳极附近溶液滴加淀粉、KI溶液，变蓝）
（3）① 负 ClO－+2e－+H2O = Cl－+2OH－（2分）
② Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
（4）① HOOC-COOH+2e－+2H+=HOOC-CHO+ H2O （2分）
② 2（2分）
17、某小组设计不同实验方案比较Cu2+、Ag+ 的氧化性。
（1）方案1：通过置换反应比较
向酸化的AgNO3溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝。反应的离子方程式是 ，说明氧化性Ag+＞Cu2+。
（2）方案2：通过Cu2+、Ag+ 分别与同一物质反应进行比较
实验
试剂
编号及现象
试管
滴管

1.0 mol·L-1
KI溶液
1.0 mol·L-1
AgNO3溶液
Ⅰ．产生黄色沉淀，溶液无色
1.0 mol·L-1
CuSO4溶液
Ⅱ．产生白色沉淀A，溶液变黄
① 经检验，Ⅰ中溶液不含I2，黄色沉淀是 。
② 经检验，Ⅱ中溶液含I2。推测Cu2+做氧化剂，白色沉淀A是CuI。确认A的实验如下：

a．检验滤液无I2。溶液呈蓝色说明溶液含有 （填离子符号）。
b．白色沉淀B是 。
c．白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是 ，说明氧化性Ag+＞Cu2+。
（3）分析方案2中Ag+ 未能氧化I- ，但Cu2+氧化了I-的原因，设计实验如下：
编号
实验1
实验2
实验3
实验




现象
无明显变化
a中溶液较快变棕黄色,b中电上析出银；电流计指针偏转
c中溶液较慢变浅黄色；电流计指针偏转
（电极均为石墨，溶液浓度均为 1 mol/L，b、d中溶液pH≈4）
① a中溶液呈棕黄色的原因是 （用电极反应式表示）。
② “实验3”不能说明Cu2+氧化了I-。依据是空气中的氧气也有氧化作用，设计实验证实了该依据，实验方案及现象是 。
③ 方案2中，Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-的原因： 。
（资料：Ag+ + I- = AgI↓ K1 =1.2×1016；2Ag+ + 2I- = 2Ag↓+ I2 K2 = 8.7×108）
答案（1）
（2）① AgI ② a． b．AgCl c．
（3）①2I——2e—=I2 ② 将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L 溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转
（4）K1＞K2，故更易与发生复分解反应，生成AgI。2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 ，生成了CuI沉淀，使得的氧化性增强。
18．铅精矿可用于冶炼金属铅，其主要成分为PbS。
I．火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧，生成PbO和SO2。
（1）用铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式为 。
（2）火法炼铅的废气中含低浓度SO2，可将废气通入过量氨水中进行处理，反应的离子方程式为
。
II．湿法炼铅在制备金属铅的同时，还可制得硫磺，相对于火法炼铅更为环保。湿法炼铅的工艺流程如下：

已知：①不同温度下PbCl2的溶解度如下表所示。
温度（℃）
20
40
60
80
100
溶解度（g）
1．00
1.42
1.94
2.88
3.20
②PbCl2为能溶于水的弱电解质，在Cl-浓度较大的溶液中，存在平衡：
PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)
（3）浸取液中FeCl3的作用是 。
（4）操作a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于滤液1中PbCl2的析出，分析可能的原因是 。
（5）将溶液3和滤液2分别置于右图所示电解装置的两个极室中，可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生。





①溶液3应置于 （填“阴极室”或“阳极室”）中。
① 简述滤液2电解后再生为FeCl3的原理： 。
② 若铅精矿的质量为a g，铅浸出率为b ，当电解池中通过c mol电子时，金属铅全部析出，铅精矿中PbS的质量分数的计算式为 。
答案：（1）2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2
（2）2NH3·H2O + SO2 2NH4+ + SO32- + H2O
（3）使Pb元素从难溶固体PbS转化成溶液中的PbCl4-，S元素转化成单质硫成为滤渣
（4）加水稀释使PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)平衡向左移动；温度降低PbCl2溶解度减小
（5）①阴极室
②阳极发生电极反应：Fe2+ - e- Fe3+（或2Cl- -2e- Cl2；Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl-，文字表述也可），使c(Fe3+)升高，同时Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动，使FeCl3再生
③
19、某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。
资料显示：原电池装置中，负极反应物的还原性越强，或正极反应物的氧化性越强，原电池的电压越大。
（1）同学们利用下表中装置进行实验并记录。
装置
编号
电极A
溶液B
操作及现象

Ⅰ
Fe
pH=2
的 H2SO4
连接装置后，石墨表面产生无色气泡；电压表指针偏转
Ⅱ
Cu
pH=2
的H2SO4
连接装置后，石墨表面无明显现象；电压表指针偏转，记录读数为a
①同学们认为实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀，其正极反应式是 。
②针对实验Ⅱ现象：甲同学认为不可能发生析氢腐蚀，其判断依据是 ；乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式是 。
（2）同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验，探究实验Ⅱ指针偏转原因及影响O2氧化性因素。
编号
溶液B
操作及现象
Ⅲ
经煮沸的pH=2的 H2SO4
溶液表面用煤油覆盖，连接装置后，电压表指针微微偏转，记录读数为b
Ⅳ
pH=2的H2SO4
在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓Na2SO4溶液混合后，插入电极，保持O2通入，电压表读数仍为c
Ⅴ
pH=12的NaOH
在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为d
① 丙同学比较实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的电压表读数为：c＞a＞b，请解释原因是

②丁同学对Ⅳ、Ⅴ进行比较，其目的是探究对O2氧化性的影响。
③实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是 。
④为达到丁同学的目的，经讨论，同学们认为应改用右图装置对Ⅳ、Ⅴ重复进行实验，








其设计意图是 ；重复实验时，记录电压表读数依次为c′、d′，且c′＞d′，由此得出的结论是 。
答案、（1）①2H+ + 2e- = H2↑
②在金属活动性顺序中，Cu在H后，Cu不能置换出H2
O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
（2）①O2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大
②溶液的酸碱性
③排除溶液中的Na+（或SO42-）对实验的可能干扰
④排除Cu在酸碱性不同的溶液中，其还原性不同对该实验结果的影响
溶液酸性越强，O2的氧化性越强（介质或环境的pH影响物质的氧化性）
20．某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：
装置
分别进行的操作
现象





i. 连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞

ii. 连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
铁片表面产生蓝色沉淀
（1）小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。
①实验i中的现象是 。
②用化学用语解释实验i中的现象： 。
（2）查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。
①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是 。
②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：
实验
滴管
试管
现象


0.5 mol·L-1
K3[Fe(CN)6]溶液
iii. 蒸馏水
无明显变化
iv. 1.0 mol·L-1NaCl 溶液
铁片表面产生大量蓝色沉淀
v.0.5 mol·L-1Na2SO4溶液
无明显变化
a. 以上实验表明：在条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。
b. 为探究Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗净）
后再进行实验iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是 。
（3）有同学认为上述实验仍不严谨。为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ii结果的影
响，又利用（2）中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是 （填字母序号）。
实验
试剂
现象
A
酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液（已除O2）
产生蓝色沉淀
B
酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液（未除O2）
产生蓝色沉淀
C
铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液（已除O2）
产生蓝色沉淀
D
铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液（已除O2）
产生蓝色沉淀

（4）综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是
答案

21、某小组研究溶液中Fe2+与NO2−、NO3−的反应。
实验I
滴管
试剂 试管
现象





2ml

1 mol·L−1 
FeSO4
溶液（pH＝4）


1 mol·L−1 NaNO2溶液
（pH＝8）
a．滴入1滴FeSO4溶液，溶液变黄色，继续滴加，溶液变为棕色。2小时后，无明显变化
1 mol·L−1 NaNO3溶液
（加NaOH溶液至pH＝8）
b．持续滴加FeSO4溶液，无明显变化。

资料： [Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
（1）研究现象a中的黄色溶液。
①用_____ _溶液检出溶液中含有Fe3+。
②甲认为是O2氧化了溶液中的Fe2+。乙认为O2不是主要原因，理由是__ ____。

③进行实验Ⅱ，装置如下图。左侧烧杯中的溶液只变为黄色，不变为棕色，右侧电极上产生无色气泡，经检验该气体为NO。
产生NO的电极反应式是___ __。实验Ⅱ的目的是____
（2）研究现象a中的棕色溶液。
①综合实验Ⅰ和实验Ⅱ，提出假设：现象a中溶液变为棕色可能是NO与溶液中的Fe2+或Fe3+发生了反应。进行实验Ⅲ，证实溶液呈棕色只是因为Fe2+与NO发生了反应。
实验Ⅲ的操作和现象是____
②加热实验Ⅰ中的棕色溶液，有气体逸出，该气体在接近试管口处变为红棕色，溶液中有红褐色沉淀生成。解释产生红褐色沉淀的原因是___ ___。
（3）研究酸性条件下，溶液中Fe2+与NO2−、NO3−的反应。
序号
操作
现象
ⅰ
取1 mol·L−1的NaNO2溶液，加醋酸至pH=3，加入1 mol·L−1FeSO4溶液
溶液立即变为棕色
ⅱ
取1 mol·L−1的NaNO3溶液，加醋酸至pH=3，加入1 mol·L−1FeSO4溶液
无明显变化
ⅲ
分别取0.5 mL 1 mol·L−1的NaNO3溶液与1 mol·L−1的FeSO4溶液，混合，小心加入0.5 mL浓硫酸
液体分为两层，稍后，在两层液体界面上出现棕色环
①ⅰ中溶液变为棕色的离子方程式是___ ___、
②ⅲ中出现棕色的原因是___ ___。
实验结论：本实验条件下，溶液中NO2−、NO3−的氧化性与溶液的酸碱性等
答案（1）①KSCN ②两个实验过程均有O2，但NaNO3溶液中无明显变化
③NO2−+e−+H2O== NO↑+2OH− 证实Fe2+被NO2−氧化生成Fe3+
（2）①将NO通入FeSO4溶液中，溶液由浅绿色变黄色最后变棕色，将NO通入Fe2(SO4)3溶液中，无明显变化
②棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成Fe2+，加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+，促进Fe3+水解，产生Fe(OH)3沉淀
（3）①Fe2++NO2−+2CH3COOH== Fe3++NO↑+H2O+2CH3COO− Fe2++NO== [Fe(NO)]2+
②两层液体界面上H+、NO3−与Fe2+反应，生成棕色的[Fe(NO)]2+