2019届二轮复习 电化学 作业（全国通用） (5) 练习

电化学一、单项选择题：本题包括7小题，每小题6分，共42分。1.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。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：选D。由于活动性：Fe＞石墨，所以铁、石墨及海水构成的原电池中，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O2在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，A正确。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O2得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确。若d为锌块，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，Fe得到保护，铁片不易被腐蚀，C正确。d为锌块，由于电解质溶液为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。2．在铜片上镀银时，下列叙述正确的是(　　)①将铜片接在电源的正极上　②将银片接在电源的正极上　③在铜片上发生的反应是：Ag＋＋e－===Ag　④在银片上发生的反应是：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　⑤需用硫酸铜溶液为电镀液　⑥需用硝酸银溶液为电镀液A．①③⑥　　 B．②③⑥　　C．①④⑤　　 D．②③④⑥解析：选B。在铜片上镀银时，需将铜片接在电源的负极上，将银片接在电源的正极上，用硝酸银溶液作电镀液。在铜片上发生的反应是：Ag＋＋e－===Ag，在银片上发生的反应是：Ag－e－===Ag＋。3．某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应式为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是(　　)  A．放电时，Co元素的化合价升高B．放电时，正极的电极反应式为Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2C．充电时，Li＋在电解液中由阳极向阴极迁移D．充电时，阴极的电极反应式为C6＋xLi＋＋xe－===LixC6解析：选A。由放电时电池的总反应式可知，放电时Co元素的化合价降低，A项错误；放电时正极的电极反应式为Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2，B项正确；充电时阳离子由阳极向阴极迁移，C项正确；充电时阴极反应与放电时负极反应互为逆反应，阴极反应式为C6＋xLi＋＋xe－===LixC6，D项正确。4．大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池(Ni-MH电池)正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金，下列关于该电池的说法中正确的是 (　　)A．放电时电池内部H＋向负极移动B．充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连C．充电时阳极反应式为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2OD．放电时负极的电极反应式为MHn－ne－===M＋nH＋解析：选C。A项，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，错误；B项，充电时电池的负极要接电源的负极，电池的正极要接电源的正极，错误；C项，根据电池工作原理图，电池正极的电极反应式：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，充电是电解池，发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的，即阳极电极反应式：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，正确；D项，该电池的环境是碱性环境，不能有大量H＋存在，电极反应式：MHn＋nOH－－ne－===M＋nH2O，错误。]5．钠硫高能蓄电池的结构如右图所示，M为Na2O和Al2O3的混合物，电池的反应原理为2Na＋xSNa2Sx，电池的工作温度为320 ℃。下列说法错误的是 (　　)A．a为电池正极，b为电池负极B．电池放电时，正极反应为xS＋2e－===SC．电池充电时，Na所在电极连接电源的正极D．M的作用为导电和隔离钠与硫解析：选C。由电池总反应可知金属钠发生氧化反应，因此b为负极，a为正极，A项正确；放电时硫得到电子转化为多硫离子，B项正确；钠所在电极是电池的负极，充电时与电源的负极相连，作电解池的阴极，C项错误；由图可知，M相当于电解质溶液，起到导电的作用，同时将钠和硫分离开，使其在不同的区域发生反应，D项正确6．斯坦福大学华人化学家戴宏杰的团队发明了一种“一分钟充满电”的新型铝离子电池。该电池的电极材料为铝和Cn[AlCl4](Cn为石墨)，有机物阳离子和[AlCl4]－组成离子液体，电池放电时，在负极附近形成[Al2Cl7]－。充电和放电过程中离子液体中的阳离子浓度不变。下列说法不正确的是(　　)A．放电时，铝为电池负极，电极反应式为Al－3e－===Al3＋B．放电时，负极材料和正极材料质量均减少C．充电和放电过程中，有机物阳离子移动方向相反D．充电时，阳极的电极反应式为[AlCl4]－＋Cn－e－===Cn[AlCl4]解析：选A。选项A，题目信息提示，负极形成[Al2Cl7]－，故电极反应式为Al＋7[AlCl4]－－3e－===4[Al2Cl7]－，错误。选项B，放电时，Al溶解，负极质量减少，正极反应式为Cn[AlCl4]＋e－===[AlCl4]－＋Cn，质量也减少，正确。选项C，放电时，阳离子从负极移向正极，充电时，阳离子从阳极移向阴极，正确。选项D，充电时，电池的阳极发生氧化反应，正确。]7．NO2、O2和熔融NaNO3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。下列说法正确的是(　　)A．若将该电池中的熔融NaNO3换成NaOH溶液，则不可能产生电流B．电子从石墨Ⅱ电极流向石墨Ⅰ电极C．石墨Ⅰ电极的电极反应式为NO2＋NO－e－===N2O5D．NO2只有还原性没有氧化性解析：选C。NO2能与NaOH发生氧化还原反应，反应过程中有电子转移，故可产生电流，A项错误；根据电池工作示意图，石墨Ⅱ电极上O2得电子发生还原反应，为电池正极，石墨Ⅰ电极为电池负极，电子从石墨Ⅰ电极流向石墨Ⅱ电极，B项错误；石墨Ⅰ电极上，NO2失去电子与NO结合转化为N2O5，C项正确；NO2既有氧化性又有还原性，D项错误。]二、非选择题：本题包括4小题，共58分。8．（13分）全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动状态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图：请回答下列问题：(1)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2＋、V3＋、VO2＋、VO)为正极和负极，电池总反应式为VO2＋＋V3＋＋H2OV2＋＋VO＋2H＋。放电时的正极反应式为____________________________________________________，充电时的阴极反应式为_________________________________________________________。放电过程中，电解液的pH________(填“升高”“降低”或“不变”)。(2)钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是________(填字母)。a．VO、VO2＋混合液　 b．V3＋、V2＋混合液　 c．VO溶液d．VO2＋溶液　         e．V3＋溶液　        f．V2＋溶液(3)能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是________。答案：(1)VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O　（3分） V3＋＋e－===V2＋（3分）　 升高　（2分）(2)acd（3分）　  (3)H＋（2分）解析：(1)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应式为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O；充电时，阴极反应为还原反应，故为V3＋得电子生成V2＋的反应。(2)充电时阳极反应式为VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋，故充电完毕的正极电解液为VO溶液，而放电完毕的正极电解液为VO2＋溶液，故正极电解液可能是选项a、c、d。(3)充电和放电过程中，正极电解液与负极电解液不能混合，起平衡电荷作用的是加入的酸，故H＋可以通过隔膜。9．（13分）如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A是纯铜片、B是石墨，插在100 mL CuSO4稀溶液中，铜片、石墨与引出导线相连，引出端分别为X、Y。(1)当以I A的电流电解6 min后，测得铜片A质量减少2.56 g，则图装置中的X端应与直流电的________极相连。(2)电解后将电源反接，2I A的电流电解6 min后，假设溶液体积不变，测得溶液中CuSO4物质的量浓度为0.1 mol/L，则原溶液中CuSO4物质的量浓度________mol/L。溶液中H＋的物质的量浓度为________mol/L。(3)列式计算实验测得阿伏加德罗常数NA(用I表示)________mol－1。(已知电子电量e＝1.60×10－19 C)答案：(1)正（2分）  　(2)0.5 （3分）  　0.8 （4分）   　(3)2.8I×1022（4分）解析：考查了阿伏加德罗常数的测定，电解原理的应用的相关知识。(1)铜片A的质量减少了，铜铁去电子发生氧化反应，表明A是阳极，X端应与直流电的正极相连。(2)当以I A的电流电解6 min后，测得铜片A的质量减少了2.56 g，铜的物质的量为＝0.04 mol，转移电子的物质的量为0.08 mol，石墨上析出0.04 mol铜，电解后将电源反接，铜作阴极，石墨作阳有，首先，析出的铜放电溶解，转移电子0.08 mol，然后电解硫酸铜溶液，方程式为2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，以2I A的电流电解6 min后，转移电子的物质的量为0.08 mol×2＝0.16 mol，则电解的硫酸铜的物质的量为＝0.04 mol；原溶液中CuSO4物质的量浓度为＋0.1 mol/L＝0.5 mol/L，生成的硫酸的物质的量为0.04 mol×2＝0.08 mol/L，物质的量浓度为＝0.8 mol/L。(3)当以I A的电流电解6 min后，测得铜片A的质的量减少了2.56 g，铜的物质的量为＝0.04 mol，转移电子的物质的量为0.08 mol，根据Q＝It＝I A×6×60 s＝0.08 mol×NA/mol×1.60×10－19 C，因此NA＝2.8I×1022。 10．(16分)某课外活动小组的同学在学习了电化学相关知识后，用如图装置进行实验，请回答下列问题：(1)实验一：将开关K与a连接，则乙为________极，电极反应式为____________________。(2)实验一结束后，该研究小组的同学决定在乙电极表面上镀下列金属中的一种以防止铁被腐蚀，正确的选择是________(填字母编号)。A．Cu　　 B．Zn　　C．Sn　　 D．Ag(3)实验二：开关K与b连接，则乙________极，总反应的离子方程式为_______________________________________________________________。(4)对于实验二，下列说法正确的是________(填字母编号)。A．溶液中Na＋向甲极移动B．从甲极处逸出的气体能使湿润的淀粉－KI试纸变蓝C．反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度D．反应在结束后，甲电极和乙电极上收集到的气体体积一定相等(5)该研究小组的同学在进行实验二结束的溶液中滴加酚酞溶液，发现________(填“甲”或“乙”)极附近变红。若标准状况下乙电极产生22.4 mL气体，转移电子的物质的量为________ mol；若剩余溶液体积为200 mL，则该溶液的pH为________。答案：(1)负（1分）  　Fe－2e－===Fe2＋　（2分）       (2)B（2分）(3)阴（1分）　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑（2分）(4)B（2分）　(5)乙（2分）　0.002　（2分）   12（2分）解析：(1)K与a相连构成原电池，铁作为原电池的负极，失去电子发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋。(2)在Fe上镀的金属必须比铁活泼，所以选择Zn。(3)K与b相连构成电解池，乙与电源负极相连，所以作为电解池的阴极。(4)A项，电解池中阳离子向阴极移动，错误；B项，甲极Cl－放电生成Cl2，Cl2可使湿润的淀粉－KI试纸变蓝，正确；C项，两电极生成的是等量的H2和Cl2，应通入HCl，若加入盐酸会引进H2O，使溶液浓度变稀，错误；D项，阴极Cl－放电结束后，OH－放电得到O2，错误。(5)乙电极是H＋放电，所以该电极处产生了大量的OH－，加入酚酞溶液变红；乙电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，n(e－)＝2n(H2)＝2×0.022 4 L÷22.4 L·mol－1＝0.002 mol c(OH－)＝＝＝＝0.01 mol·L－1，所以pH＝12。11．(16分)如图所示，U形管内盛有100 mL的溶液，按要求回答下列问题：(1)断开K2，闭合K1，若所盛溶液为CuSO4溶液，则A极为________极，B极的电极反应式为_________________________________________________。若所盛溶液为KCl溶液，则B极的电极反应式为__________________________________。(2)断开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则：①A电极附近可以观察到的现象是________，Na＋移向________(填“A”或“B”)极。②B电极上的电极反应式为______________________________________，总反应的化学方程式是_________________________________________。③反应一段时间后断开K2，若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积(标准状况)为11.2 mL，将溶液充分混合，溶液的pH约为________。若要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内加入或通入一定量的________。答案：(1)负（1分）　Cu2＋＋2e－===Cu（2分）　O2＋2H2O＋4e－===4OH－（2分）(2)①溶液变红（1分）　A（2分）　②2Cl－－2e－===Cl2↑（2分）　2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑（2分）③12（2分）　HCl（2分）解析：(1)断开K2，闭合K1时，该装置是原电池，锌作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子生成铜，发生氧化反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；所盛溶液为KCl溶液时发生吸氧腐蚀，正极(B极)的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；(2)断开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，①该装置是电解池，碳棒是阳极，锌棒是阴极，电解时，锌棒上氢离子放电生成氢气，同时电极附近生成的氢氧根离子导致溶液呈碱性，加入酚酞溶液后变红；溶液中的Na＋向阴极移动，即向A电极移动；②电解时，阳极B上氯离子放电生成氯气：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池总反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；③由②可知，B极产生(标准状况)11.2  mL Cl2，生成0.001 mol NaOH。故c(OH－)＝0.01 mol/L，c(H＋)＝＝ mol/L＝10－12 mol/L，故pH＝12。两极逸出的气体分别是H2和Cl2，故要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内通入一定量的HCl气体。