2019届二轮复习 电化学基础 作业（全国通用） (4) 练习
展开电化学基础
一、单选题
1.用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则下列说法正确的是( )
A． 电解过程中阴极没有气体生成
B． 电解过程中转移的电子的物质的量为0.4 mol
C． 原CuSO4溶液的浓度为0.1 mol·L－1
D． 电解过程中阳极收集到的气体体积为1.12 L(标况)
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.在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A． X是电源的负极
B． 阴极的反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－
C． 总反应可表示：H2O＋CO2H2＋CO＋O2
D． 阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
4.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )
A． a为电池的正极
B． 电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi
C． 放电时，a极锂的化合价发生变化
D． 放电时，溶液中Li＋从b向a迁移
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.以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生气体的物质的量为0.01 mol，则阴极上析出Cu的质量为( )
A． 0.64 g B． 1.28 g C． 2.56 g D． 5.12 g
7.目前，市场上的手提应急灯主要是“无液干粉”铅酸蓄电池，其原理是将有腐蚀性的浓硫酸灌注到硅胶凝胶中去，使电解质溶液不易发生泄漏，大大改善了电池的性能。所用的原料仍然是铅—二氧化铅—硫酸。下列关于该铅酸蓄电池的说法正确的是（ ）
A． 该应急灯在照明时，电池能将电能转变为化学能
B． “无液干粉”铅酸蓄电池彻底改变了原来的铅酸蓄电池的原理
C． 放电时，在铅酸蓄电池的负极发生还原反应
D． 照明时，电池上标有“－”的极发生氧化反应
8.如图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是( )
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
9.用石墨电极电解某酸溶液时，在相同条件下，阴、阳两极收集到的气体的体积比是2∶1，则下列结论正确的是( )
A． 阴极一定是H2，阳极一定是O2
B． 该酸可能是HCl
C． 电解后溶液的酸性减弱
D． 阳极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
10.如图装置，在盛水的烧杯中，铁圈和银圈的相接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)( )
A． 铁圈和银圈左右摇摆不定 B． 保持平衡状态不变
C． 铁圈向下倾斜 D． 银圈向下倾斜
11.有A、B、C、D四种金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线连接后浸入稀H2SO4中，电流由D流向C；③A、C相连后同时浸入稀H2SO4中，C极产生大量气泡；④B、D相连后同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应，试判断四种金属的活动顺序是( )
A． A＞B＞C＞D B． A＞C＞D＞B
C． C＞A＞B＞D D． B＞D＞C＞A
12.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）（ ）
A． 阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e﹣===Ni
B． 电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C． 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D． 电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
13.关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是( )
A． 原电池中失去电子的一极为负极
B． 电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C． 原电池中相对活泼的一极为正极
D． 电解池中发生氧化反应的一极为阳极
14.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：
下列说法不正确的是( )
A． 在pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀
B． 在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀
C． 在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D． 在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓
15.下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是( )
A． 放电时正极反应为NiOOH＋H2O＋e－―→Ni(OH)2＋OH－
B． 电池的电解液可为KOH溶液
C． 充电时负极反应为MH＋OH－―→H2O＋M＋e－
D． MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高
二、填空题
16.某实验小组用以下几个实验装置探究电化学过程对金属与稀硫酸反应速率的影响，烧杯中都盛有稀H2SO4。
试回答：
(1)B装置中Cu电极上的电极反应式为_____________________________________________，
D装置中Fe电极上的电极反应式为______________________。
(2)D装置中的实验现象有_______________________________________________，
若用电流计测量反应时通过导线的电子流量为0.2mol，则Fe电极的质量变化为________________________________________________________________________。
(3)B、C两个装置中Fe片被腐蚀的速率更快的是________(填“B”或“C”)。
17.ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是________，电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质铜离子，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是___________________________________________。
(3)欲除去ZnCl2NH4Cl混合溶液中的铜离子，最好选用下列试剂中的________(填字母)。
A．NaOH B．Zn C．Fe D．NH3·H2O
18.在一个U形管里盛有氯化铜溶液，插入两块锌片作电极，按下图连接。
(1)如果把电键K接A，该装置应是________，
电极(1)是________极，电极反应为________；
电极(2)是________极，电极反应为________。
(2)上述反应进行5 min后，转换电键K到C，则这一装置是________________________________________________________________________，
电极(1)是________极，电极反应为________________________________________________；
电极(2)是________极，电极反应为____________________________________________。
电流的方向是从________流向________。
三、实验题
19.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。
20.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_____________________。
21.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。
答案解析
1.【答案】B
【解析】由2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑知，如CuSO4未电解完，加CuO即可复原，而加入Cu(OH)2相当于加入CuO和H2O，因此CuSO4电解完后，还应电解部分水，因此阳极电极反应为2OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极电极反应依次为Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑，两极均生成气体，A错误；根据电子守恒：Cu～2e－，电解析出了0.1 mol Cu，转移电子0.2 mol,2H2O～4e－～O2～2H2，电解0.1 mol H2O转移电子0.2 mol，故转移的电子的总物质的量为0.4 mol，B正确；所以阳极收到的O2为0.1 mol，D错误；因为溶液体积未知，无法计算浓度，C错误。
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】D
【解析】根据图示知：与X相连的电极产生CO和H2，CO2→CO、H2O→H2得到电子被还原，应在电解池阴极发生，X是电源的负极，A正确；电解质为熔融金属氧化物，电极反应：H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－，B正确；阳极释放出氧气，反应为2O2－＋4e－===O2↑，总反应：H2O＋CO2H2↑＋CO↑＋O2↑，C正确；根据电子守恒：2H2～4e－～O2、2CO～4e－～O2，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是2∶1，D错误。
4.【答案】C
【解析】由图可知，b极(Li电极)为负极，a极为正极，放电时，Li＋从负极(b)向正极(a)迁移，A、D正确；该电池放电时，负极：xLi－xe－===xLi＋，正极：Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，a极Mn元素的化合价发生变化，C错误；由放电反应可得充电时的反应，B正确。
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】B
【解析】电解CuSO4溶液最后生成硫酸溶液，
m(Cu)＝0.02 mol×64 g·mol－1＝1.28 g。
7.【答案】D
【解析】由铅蓄应急灯照明时，电池供电，将化学能转化为电能；无液干粉电池与普通铅蓄电池原理相同；标有“—”符号的一极为电池的负极，在放电时该电极上的物质失去电子，发生氧化反应，铅为负极。
8.【答案】C
【解析】根据图示电流方向，先确定a是电源正极，b是电源负极，A、B错误；c是电解池的阳极，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，溶液中氯离子不断减少，D错误；d是电解池的阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，d电极质量不断增加，C正确。
9.【答案】A
【解析】酸溶液中H＋在阴极得电子，发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，D错误；阴、阳两极收集到气体体积比是2∶1，可知另一电极一定是O2，A正确；该酸为含氧酸，不能是氢卤酸，B错误；实质是电解水，酸性增强，C错误。
10.【答案】D
【解析】构成原电池，较活泼的铁作负极，失去电子，发生氧化反应生成亚铁离子，质量减小；较不活泼的银作正极，铜离子在正极得到电子，发生还原反应生成铜，在银圈上析出，质量增加，所以铁圈向上倾斜，银圈向下倾斜，D正确。
11.【答案】B
【解析】①原电池中，负极金属的活动性一般强于正极金属的活动性，A极为负极，活动性：A＞B；②原电池中，电流从正极流经外电路流向负极，电流由D流向C，D为正极，活动性：C＞D；③C极产生大量气泡，说明C极得到电子，发生反应：2H＋＋2e－===H2，C是正极，活动性：A＞C；④D极发生氧化反应，说明D极失去电子，是负极，活动性：D＞B；综上可知金属活泼性顺序是A＞C＞D＞B，B正确。
12.【答案】D
【解析】阳极发生氧化反应，其电极反应式：Ni﹣2e﹣===Ni2+，Fe﹣2e﹣===Fe2+；Zn﹣2e﹣===Zn2+，A错误；电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni；阴极析出的是镍，依据电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，B错误；电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Zn2+、Ni2+，C错误；粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质做阳极，铜和铂不失电子，沉降到电解池底部形成阳极泥，电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt， D正确。
13.【答案】C
【解析】根据两池的结构与反应原理可确定，原电池中相对活泼的一极为负极。
14.【答案】C
【解析】pH＜4，酸性较强，碳钢主要发生析氢腐蚀，A正确；pH＞6时，酸性较弱，主要发生吸氧腐蚀，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确，C错误；煮沸除O2后，不易形成原电池反应，腐蚀速率减缓，D正确。
15.【答案】C
【解析】在金属氢化物镍电池(MHNi电池)中，MH在负极发生反应：MH＋OH－－e－―→M＋H2O，NiOOH在正极发生反应：NiOOH＋H2O＋e－―→Ni(OH)2＋OH－，电解液可为KOH溶液，A、B正确；充电时，阴极反应式为M＋H2O＋e－―→MH＋OH－，C错误；MH中氢密度越大，单位体积电池所储存电量越多，即电池能量密度越高，D正确。
16.【答案】(1) 2H＋＋2e－===H2↑ Fe－2e－===Fe2＋
(2)Cu电极上有气泡，Fe电极逐渐溶解，溶液逐渐变为浅绿色 减小5.6g
(3)B
【解析】(1)在B装置中，活动性Fe＞Cu，Cu电极为原电池的正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；D装置为电解池，Fe电极与直流电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。
(2)在D装置中可看到的实验现象有Fe电极逐渐溶解消耗，在Cu电极上不断有气泡产生，溶液逐渐由无色变为浅绿色，根据Fe～2e－～Fe2＋可知，当n(e－)＝0.1mol，则n(Fe)＝0.1mol，质量变化为5.6g。
(3)在B装置中Fe为原电池的负极，腐蚀加快；在C装置中Fe作原电池的正极，被腐蚀的是活动性强的Zn，Fe被保护起来。在B、C两个装置中被腐蚀的速率更快的是B。
17.【答案】(1)锌 正极
(2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀
(3)B
【解析】在原电池的外电路中，电子由负极(锌) 经外电路流向正极；锌能与ZnCl2NH4Cl混合溶液中的含有杂质铜离子反应生成铜，构成铜锌原电池，可加快锌的腐蚀。
18.【答案】(1)电解池 阳 Zn－2e－===Zn2＋ 阴极 Cu2＋＋2e－===Cu
(2)原电池 负 Zn－2e－===Zn2＋ 正 Cu2＋＋2e－===Cu Zn (2)流向Zn(1)。
【解析】(1)电键K接A，有外接电源，为电解池，与正极相连的Zn(1)为活性阳极，失电子发生氧化反应，电极反应：Zn－2e－===Zn2＋；Zn(2)是阴极，得电子发生还原反应，电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu。
(2)电解5 min后，转换电键K到C，此时形成原电池，Zn(1)为负极，电极反应：Zn－2e－===Zn2＋；表面有一层铜的Zn(2)为正极，电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，电流从正极流向负极。
19.【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。
20.【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。
21.【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。
