电化学基础习题

[电化学基础](满分100分时间90分钟)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1．下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是()解析：干电池将化学能转化为电能；电解是将电能转化为化学能；水力发电是将势能转化为电能；太阳能热水器是将太阳能转化为热能。答案：D2．下列有关电池的说法不．正确的是()A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．锌锰干电池中，锌电极是负极解析：铜锌原电池工作时，电子由负极(锌)沿外电路流向正极(铜)，B错误。答案：B3．铜—锌—稀硫酸组成的原电池，放电一段时间后，溶液的pH将()A．不变B．升高C．降低D．无法确定解析：此原电池放电时，反应消耗硫酸，使溶液的酸性降低。答案：B4．为防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D．在电动输油管的铸铁管上接直流电源的正极解析：A、B中形成原电池都是铁作负极，加速铁的腐蚀；D中铸铁管作阳极，加速腐蚀；C中锌比铁活泼，铁作正极，受到保护。答案：C5．(2011·衡水模拟)下列说法正确的是()A．铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B．电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠C．给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D．生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀解析：铅蓄电池放电时铅电极失去电子发生氧化反应，A错误；电解饱和食盐水，阳极上得到氯气，阴极上得到氢气，B错误；电镀时电镀液采用镀层金属的可溶性盐溶液，C正确；食盐水为中性溶液，所以应发生吸氧腐蚀，D错误。答案：C6．[双选题](2011·海南高考)根据下图，下列判断中正确的是()A．烧杯a中的溶液pH升高B．烧杯b中发生氧化反应C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2解析：由图知，烧杯b中的Zn棒失去电子，发生氧化反应，电子转移到Fe棒上，烧杯a中通入的氧气在Fe棒表面得电子生成氢氧根离子，使a中溶液的pH升高。所以正确的为A、B。答案：AB7．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－===Fe2＋解析：在氢氧燃料电池的负极上反应的是氢气；粗铜精炼时，纯铜与电源的负极相连，钢铁腐蚀的负极反应是Fe－2e－===Fe2＋。答案：A8．如下图所示是某太空空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液，下列有关说法中正确的是()向日面时背日面时A．该能量转化系统工作时，需不断补充H2OB．该转化系统的能量本质上来源于太阳能C．水电解系统中的阴极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．燃料电池放电时的负极反应：H2－2e－===2H＋解析：水电解时阴极为2H＋＋2e－===H2↑，C项错误；燃料电池放电时负极为H2＋2OH－－2e－===2H2O，故D项错误；A项中H2O可以循环利用，错误；B项正确。答案：B9．(2011·长春高二检测)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()A．电子通过盐桥从乙池流向甲池B．铜导线替换盐桥，原电池仍继续工作C．开始时，银片上发生的反应是：Ag－e－===Ag＋D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同解析：根据原电池工作原理，电子由负极(Cu)沿导线传递给正极(Ag)，电解质溶液中阴离子沿盐桥从乙流向甲；正极(Ag)：2Ag＋＋2e－===2Ag，负极(Cu)：Cu－2e－===Cu2＋，总反应：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，与将Cu片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应相同。故选D。答案：D10．(2011·山东省实验中学高二检测)氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中正确的是()A．可以选用石墨棒作为阴、阳极材料，但阳极材料也可以用铁棒B．用湿润的淀粉KI试纸靠近阴极区域，试纸变蓝C．电解过程中，在阳极区域溶液中滴加品红，品红褪色D．实验结束后，将溶液搅拌，然后用pH试纸检验，溶液呈中性解析：电解时阳极不能选用活泼的金属材料，故A错；电解饱和食盐水时阴极产物为还原产物H2，故B错；电解时阳极产物为氧化产物氯气，故C正确；电解饱和食盐水除生成氢气和氯气外，在阴极还有NaOH产生，所以电解实验结束后，搅拌溶液，溶液中有NaOH，显碱性，故D错。答案：C11．[双选题]将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中有氢气生成。若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀，B未被腐蚀，关于A、B的叙述正确的是()A．金属活动性A＞BB．还原性B＞AC．在后者装置中金属A发生还原反应，金属B发生氧化反应D．金属B的表面有明显的气泡产生解析：金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中，构成了原电池，负极腐蚀而损耗，正极被保护，即金属A为负极，金属B为正极。答案：AD12．(2011·杭州师大附中月考)1L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2＋Al3＋NO－3Cl－物质的量浓度(mol/L)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole－通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A．电解后溶液的pH＝0B．a＝3C．阳极生成1.5molCl2D．阴极析出的金属是铜与铝解析：根据电子守恒可知，该反应过程中涉及的反应有：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(产生氯气的体积，标准状况下为0.5mol)，4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑。从电子守恒的角度知，电解后溶液的pH＝0，A项正确；从电荷守恒的角度可知，a＝4，B不正确。答案：A13．[双选题]银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时它的正、负两极的电极反应式如下：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。下列判断正确的是()A．锌为负极，氧化银为正极B．锌为正极，氧化银为负极C．原电池工作时，负极区溶液pH增大D．原电池反应的化学方程式为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag解析：从电极反应式看，锌失电子被氧化，所以锌为负极；Ag2O得电子被还原，所以是正极。由电极反应式相加可得，总化学方程式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。从负极电极反应式分析，OH－被消耗，所以负极区溶液的pH应减小，选A、D。答案：AD14．(2011·安徽师大附中模拟)利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，如图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时，有关说法正确的是()A．铝罐将逐渐被腐蚀B．炭粒和炭棒上发生的反应为O2＋4e－===2O2－C．炭棒应与玩具电机的负极相连D．该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻解析：该电池的反应原理是4Al＋3O2===2Al2O3，所以Al作电源负极，与玩具电极的负极相连，逐渐被腐蚀，A项正确，C、D项错误；B项中正确的反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。答案：A15．按下图装置实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示()①c(Ag＋)②c(AgNO3)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pHA．①③B．③④C．①②④D．①②⑤解析：该电解池，随着电解的进行，c(Ag＋)不变，c(AgNO3)不变，溶液的pH不变。因为阳极反应式为Ag－e－===Ag＋，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag。答案：D16.(2011·北京海淀区期末练习)已知在pH为4～5的溶液中，Cu2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。某学生拟用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量。该同学向pH＝3.8的含有Fe2(SO4)3杂质的CuSO4溶液中加入适量的黑色粉末X，充分搅拌后过滤，将滤液用右图所示装置电解，其中某电极增重ag，另一电极上产生标准状况下的气体VmL。下列说法正确的是()A．黑色粉末X是铁粉B．铜电极连接电源正极C．石墨电极上发生的反应是4OH－－4e－===O2↑＋2H2OD．铜的相对原子质量的计算式是22.4aV解析：利用Fe3＋的水解，除去CuSO4溶液中Fe3＋方法是向其中加入黑色的CuO，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋水解，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去，A错误；电解时，石墨作阳极，电极反应式：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，C正确；铜作阴极，电极反应式为：2Cu2＋＋4e－===2Cu，B错误；据两极上转移电子的量相等可知：aMCu×2＝V×10－3L22.4L·mol－1×4，解得：M(Cu)＝11200aV。答案：C二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17.(9分)(2011·佛山高二检测)在一个U形管里盛有CuCl2溶液，并插入两块锌片作电极，按如图连接。(1)如果把电键K接A，该装置应是电解装置，Zn①极是________极，电极反应式为____________________，Zn②极是________极，电极反应式为__________________________。(2)上述反应进行5min后，转换电键K到C，则这个装置是原电池装置，Zn①极是________极，电极反应式为________。(3)上述装置进行2min后，再转换电键K到B，则Zn①极发生的化学反应为________________________________________________________________________，Zn②极发生的有关电化学的反应为_________________________________________。解析：当电键K接触A点时，构成一个有外接直流电源的电解池装置，与电源正极相连的Zn①极是阳极，与电源负极相连的Zn②极是阴极。当工作5min后，Zn②极上析出了Cu，此时，将电键K接触C点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的Zn②极是原电池的正极，Zn①极是原电池的负极。当把电键K接触B点时，形成断路，Zn①极发生Zn与CuCl2的置换反应，Zn②极由于在锌的表面有铜，又浸在CuCl2溶液中，发生电化学腐蚀。答案：(1)阳Zn－2e－===Zn2＋阴Cu2＋＋2e－===Cu(2)负Zn－2e－===Zn2＋(3)Zn＋CuCl2===ZnCl2＋Cu负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu18．(7分)(2012·潍坊模拟)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2－离子(O2＋4e－―→2O2－)。(1)c电极的名称为________，d电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。(2)如图2所示用惰性电极电解100mL0.5mol·L－1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为________________________________________，若a电极产生56mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH＝________(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可