2019届二轮复习 电化学基础 作业（全国通用） (5) 练习

电化学基础

一、单选题

1.某原电池反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，则下列说法中正确的是(　　)

A． 用HNO3作电解质溶液                     B． 用锌作原电池正极

C． 用铁作负极，铁的质量不变                 D． 用铜作原电池正极

2.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是(　　)

A． 利用电池外壳的金属材料

B． 防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C． 不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品

D． 回收其中石墨电极

3.将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(　　)

A． 两烧杯中铜片表面均无气泡产生

B． 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C． 两烧杯中溶液的pH均增大

D． 产生气泡的速率甲比乙慢

4.某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示)，通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中不正确的是(　　)

A． 电源中的a为正极，b为负极，制取效果较好

B． 可以用NaCl溶液作为电解液

C． A、B两端都必须用铁作电极

D． 阴极发生的反应是：2H＋＋2e－===H2↑

5.有关电化学知识的描述正确的是(　　)

A． CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能

B． 某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是由KCl饱和溶液制得的琼脂

C． 因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极

D． 理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池

6.将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流。下列叙述正确的是(　　)

①通入CH4的电极为正极　②正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－　③通入CH4的电极反应式为CH4＋2O2＋4e－===CO2＋2H2O　④负极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===＋7H2O　⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动　⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动

A． ①③⑤          B． ②④⑥           C． ④⑤⑥          D． ①②③

7.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。下列结论正确的是(　　)

A． Pb为正极被氧化

B． 溶液的pH不断减小

C． SO只向PbO2处移动

D． 电解质溶液的密度不断减小

8.甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H＋)。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O。下列叙述中不正确的是(　　)

A． 负极的反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋

B． 电池的总反应式是2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O

C． 电池工作时，H＋由正极移向负极

D． 电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路再从通入氧气的一极流入

9.如图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是(　　)

A． 开关K置于N处，则铁电极的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋

B． 开关K置于N处，可以减缓铁的腐蚀

C． 开关K置于M处，则铁电极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑

D． 开关K置于M处，电子从碳棒经开关K流向铁棒

10.用惰性电极电解VmL某二价金属的硫酸盐溶液一段时间，阴极有Wg金属析出，溶液的pH从6.5变为2.0(体积变化可忽略不计)。析出金属的相对原子质量为(　　)

A．             B．            C．            D．

11.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(　　)

A． 图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B． 图b中，开关由M改置于N时，Cu－Zn合金的腐蚀速率减小

C． 图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大

D． 图d中，Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

12.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液。下列说法不正确的是(　　)

A． Zn为电池的负极

B． 正极反应式为2FeO＋10H＋＋6e－===Fe2O3＋5H2O

C． 该电池放电过程中电解质溶液浓度增大

D． 电池工作时OH－向负极迁移

13.蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置，有一种蓄电池在充电（电解池）和放电（原电池）时发生的反应是NiO2+Fe+2H2OFe（OH）2+Ni（OH）2，用该蓄电池电解（阴、阳极均为惰性电极）M（NO3）x溶液时，若此蓄电池工作一段时间后消耗0.36 g水。电解M（NO3）x溶液时某一极质量增加mg，金属M的相对原子质量（用m、x表示）的计算式为（　　）

A． 20mx           B． 20x/m         C． 25mx             D． 50m/x　

14.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+==Zn2++Cu，该原电池的合理组成是（　）

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

15.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是(　　)

A． a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B． a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu

C． 无论a和b是否用导线连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色

D． a和b分别连接直流电流正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

二、填空题                                                                        

16.钢铁在自然界中的腐蚀比较普遍。

(1)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的________(填“正”或“负”)极相连。

(2)若用钢铁(含Fe、C)制品盛装NaClO溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为________________________________________________________________________。

(3)铁器深埋地下，也会发生严重的电化学腐蚀，原因是一种称为硫酸盐还原菌的细菌，能提供正极反应的催化剂，将土壤中的SO还原为S2－，试写出该电化学腐蚀的正极反应式________________________________________________________________________。

(4)利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________。

17.某锂离子电池含Li＋导电固体为电解质。充电时，Li＋还原为Li，并以原子形式嵌入电极材料碳(C6)中，以LiC6表示，电池反应为LiCoO2＋C6CoO2＋LiC6。则放电时，电池的正极反应式为__________________________________，如图表示该装置工作时电子和离子的移动方向，此时该电池处于________(填“放电”或“充电”)状态。

18.如图所示，p、q为直流电源的两极，A由金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D上产生气泡，试回答：

(1)p为________极，A极发生了________________________________________________反应。

(2)C为________极，可收集到____________；D为________极，可收集到______________。

(3)C极的电极反应式为_____________________________________________________。

(4)在电解过程中，测C、D两极上产生气体的体积，实验数据如下表：

仔细分析以上实验数据，请说出变化的可能原因是

________________________________________________________________________。

(5)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(6)当电路中通过0.004 mol电子时，B极上沉积的金属X为0.128 g，则此金属的摩尔质量为________。

三、实验题                                                                     

19.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)。

20.某研究性学习小组对原电池的构成及形成条件做如下探究性实验，请你对可能的现象作出推测，并作出合理的解释。

21.某同学利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计了一个原电池。请填写下列空白：

(1)实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

(2)实验用品：电极(______、______)、稀硫酸、______、________、耳机(或者电流表)(填写所缺的实验用品)。

(3)实验装置如图。

(4)原电池设计及注意的问题：

①按如图所示装置连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发生“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为____________，在耳机中又由__________转化为声音这种能量；

②如果将装置中的耳机改为电流表，则铁钉应该接电流表的________极，电极反应式为_____________，发生了________反应；

③铜钉应该接电流表的________极，电极反应式为_____________，发生了_________反应。

答案解析

1.【答案】D

【解析】根据原电池反应式可以确定原电池负极为Fe，电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸，但不能为HNO3，若为稀HNO3，则原电池反应为3Fe＋8H＋＋2NO===2NO↑＋3Fe2＋＋4H2O。

2.【答案】B

【解析】汞、镉、铅等重金属离子会对土壤和水源造成污染。

3.【答案】C

【解析】乙烧杯中锌片和铜片没有接触，不能构成原电池，A、B皆错；甲烧杯中Zn、Cu用导线连接后构成原电池，加快了Zn的溶解，产生气泡速率加快，D错；两烧杯中的Zn都能与稀H2SO4反应产生H2而消耗H＋，C正确。

4.【答案】C

【解析】电解过程溶液必须产生Fe2＋，铁必须作阳极，即Fe－2e－===Fe2＋，而阴极需要产生OH－，最好为H＋放电，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，D正确；氯化钠溶液作电解质溶液时，不影响阴极H＋放电生成氢气，B正确；装置中铁一定作阳极，阴极可以是铁，也可以是其他惰性电极，C错误；a为正极，b为负极时，Fe2＋在A区生成，H2在B区生成，气体上升，既可以排除溶液中的氧气，也可起到搅拌作用，制取效果较好，A正确。

5.【答案】D

【解析】CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误。KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3，生成的AgCl会使导电性减弱，所以盐桥中不能使用KCl，可换成KNO3，B错误。铁遇到浓硝酸会发生钝化，铜可与硝酸发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu失电子被氧化，作原电池的负极，C错误。

6.【答案】B

【解析】在KOH溶液中，燃料电池总反应为CH4＋2O2＋2OH－===＋3H2O，CH4为还原剂，作负极，其电极反应为CH4＋10OH－－8e－===＋7H2O，①③错误、④正确；正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，②正确；放电时溶液(原电池内电路)中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，⑤错误，⑥正确。

7.【答案】D

【解析】由题给电极反应可以看出H2SO4不断被消耗，故pH不断增大，H2SO4浓度减小，溶液密度减小，所以B错，D对；由Pb元素化合价的变化，可以看出Pb是负极，所以A不正确；原电池工作时，整个电路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由Pb极流向PbO2极；内电路中，负电荷(SO和OH－)移向Pb极，所以C不正确。

8.【答案】C

【解析】氧气得到电子，作正极，在酸性溶液中发生反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；甲醇失去电子，发生氧化反应，作负极，在酸性溶液中发生反应：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋，A正确；由两极反应可知总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，B正确；由电极反应可判断出电池工作时，H＋移向正极而不是移向负极，C错误，D正确。

9.【答案】B

【解析】开关K置于N处，构成电解池，铁电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，铁的腐蚀减缓；开关K置于M处，构成原电池，铁电极为负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，电子从铁棒经开关K流向碳棒。

10.【答案】C

【解析】设析出金属的相对原子质量为x，据阴、阳两极得失电子守恒，有

解得x＝。

11.【答案】B

【解析】插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，最易发生吸氧腐蚀，而底端氧气含量少，腐蚀相对较慢，A错误；开关置于M时，合金作负极，铜作正极，改置于N时，Zn作负极，合金作正极，合金受到保护，B正确；接通开关形成原电池，Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大，但气体在Pt电极上生成，C错误；  Zn－MnO2干电池自放电腐蚀主要是锌不纯引起，Zn、锌中杂质和电解质溶液构成微型原电池而放电，D错误。

12.【答案】B

【解析】以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解质溶液的电池中，Zn为负极，发生反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，K2FeO4为正极，发生反应：FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，放电过程中有OH－生成，则电解质溶液的浓度增大，OH－向负极迁移，故A、C、D正确，B错误。

13.【答案】C

【解析】电解M（NO3）x溶液时某一极质量增至mg，则Mx++xe﹣===M，n（H2O）==0.02 mol，发生2H2O2H2↑+O2↑～4e﹣，由电子守恒可知，存在xH2O～2M，n（M）=0.02 mol×=mol，金属M的相对原子质量为=25mx。

14.【答案】C

【解析】该原电池的总反应可分为两个电极反应，负极：Zn－2e-==Zn2+，正极：Cu2++2e-==Cu，因此锌为负极，活动性比锌弱的金属或导电非金属为正极，电解质溶液中应含有铜离子。

15.【答案】D

【解析】a和b不连接时，铁与CuSO4溶液发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，A项正确；a和b用导线连接时，组成了原电池，Fe为负极，Cu为正极，铜片上发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，铁片上发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，B项正确；通过以上分析可知，无论a和b是否用导线连接，均发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故溶液均从蓝色(Cu2＋的颜色)逐渐变成浅绿色(Fe2＋的颜色)，C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，构成电解池，铜片为阳极，铁片为阴极，Cu2＋应向阴极(铁电极)移动，D项错误。

16.【答案】(1)吸氧腐蚀　负　(2)ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－　(3)SO＋8e－＋4H2O===S2－＋8OH－　(4)N　牺牲阳极的阴极保护法

【解析】(1)海水呈弱碱性，故轮船的钢铁船体在海水中易发生吸氧腐蚀，钢铁与外接电源负极相连，充当电解池的阴极，得到保护。

(2)ClO－在正极得电子生成Cl－和OH－，故正极电极反应式为ClO－＋H2O＋2e－===2OH－＋Cl－。

(4)若X为碳棒，则只能用外加电源的阴极保护法，此时K应置于N处。若X为Zn，K置于M处，其保护原理称为牺牲阳极的阴极保护法。

17.【答案】CoO2＋Li＋＋e－===LiCoO2　充电

【解析】原电池正极反应为还原反应，由反应可写出CoO2＋Li＋＋e－===LiCoO2；根据示意图，电子移向C6电极，C6电极发生得电子反应，且也移向此极，与原电池正极反应不同，应为电解池的还原反应，C6＋Li＋＋e－===LiC6；此时该电池处于充电状态。

18.【答案】　(1)正　氧化

(2)阳　氧气　阴　氢气

(3)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑

(4)在开始反应的1～4 min内，由于生成的氧气和氢气在水中的溶解没有达到饱和，氧气的溶解度大于氢气，故氢气和氧气的体积比大于2∶1；随着反应的进行，到4 min后，由于生成的氧气和氢气在水中的溶解均达到饱和，故体积比约等于2∶1。

(5)不变

(6)64 g·mol－1

【解析】(1)B极X2＋＋2e－===X，B为阴极，由此可推知A是阳极，p为电源正极，q是电源负极，A极为活性电极，X－2e－===X2＋。

(2)C是阳极，2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，D是阴极，2H＋＋2e－===H2↑。

(4)不是2∶1，因为不存在化学反应，只能从O2和H2在水中的溶解度大小不同进行说明。

(5)A极X－2e－===X2＋，B极X2＋＋2e－===X，两极pH不变。

(6)设X的摩尔质量为M，则：

M＝＝64 g·mol－1。

19.【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。

20.【答案】

【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。表中的①和②两组不能形成闭合电路；⑥组两个电极相同；⑦组两个电极都不能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应；③④⑤⑧⑨符合形成原电池的条件。

21.【答案】(2)铁钉或铁条；铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、铂等都正确)；　烧杯；导线

(4)①电能；电能；　②负；Fe－2e－===Fe2＋；氧化

③正；2H＋＋2e－===H2↑；还原

【解析】原电池是将化学能转变为电能的装置，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼材料作正极，发生还原反应。电流表正极应接原电池正极，电流表负极应接原电池负极。