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1、电化学练习1铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是()。A电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为FeB电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O2镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是()有5.6 g金属被腐蚀有6.5 g金属被腐蚀在标准状况下有2.24 L气体放出在标准状况下有1.12 L气体放出 A B C D3.某固体酸燃料电池以CsHSO
2、4固体为电解质传递H，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2O2=2H2O，下列有关说法正确的是()A电子通过外电路从b极流向a极 Bb极上的电极反应式为：O22H2O4e=4OHC每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 DH由a极通过固体酸电解质传递到b极4如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H)和电子，电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，该电池总反应式为：2CH3OH3O2=2CO24H2O。下列有关该电池的说法错误的是()A右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气 B左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇
3、C电池负极的反应式为：2CH3OH2H2O12e=2CO212HD电池正极的反应式为：3O212H12e=6H2O5.铅蓄电池的工作原理为：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，研读下图，下列判断不正确的是()AK闭合时，d电极反应式：PbSO42H2O2e=PbO24HB当电路中转移0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2 molCK闭合时，中SO42- 向c电极迁移 DK闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极6获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解液为AlI3溶液，已知电池总反应为：2Al3I2=2AlI3。下列说法不正确的
4、是()A该电池负极的电极反应为：Al3e=Al3 B电池工作时，溶液中铝离子向正极移动C消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多D该电池可能是一种可充电的二次电池7最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn2MnO2H2O=ZnO2MnOOH。下列说法不正确的是()A该电池Zn为负极，MnO2为正极 B该电池的正极反应为：MnO2eH2O=MnOOHOHC导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向ZnD电池工作时水分子和OH都能通过薄层纸片8防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法
5、：如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应：正极：_；负极：_。(2)在海洋工程上，通常用铝合金(AlZnCd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为：_；在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝。纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是_。 (3)钢铁表面常电镀一层Cr而达到防腐蚀的目的，这是由于Cr具有优良的抗腐蚀性能所决定的。请回答：电镀过程中，阴极是_，电解质溶液中一定含有_离子，阳极材料是_；电镀Cr时，不能使用CrO42或Cr2O72作为电镀液，请说明原因： _。9(14分)如下图所示
6、，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题：(1)通入氧气的电极为_(填“正极”或“负极”)，写出负极的电极反应式_。(2)铁电极为_(填“阳极”或“阴极”)，石墨电极(C)的电极反应式为_。(3)反应一段时间后，乙装置中生成氢氧化钠主要在_(填“铁极”或“石墨极”)区，简述理由是_。(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上电极反应式为_，反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将_(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为_；丙装置中阴极析出铜的质
7、量为_。10.铜、锌为两个电极，烧杯中盛有200 mL 1 molL1的CuSO4溶液为电解质溶液组成原电池。若初始时Zn片与Cu片质量相等，实验结束后，称得两极质量差为12.9 g，则反应中转移电子的物质的量为_，反应后溶液中溶质的物质的量浓度为_(忽略溶液体积的变化)11 Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。aNaOH bZn cFe dNH3H2O12下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，请回答下列问题：(1)M电极
8、的名称为_(填“阳极”或“阴极”)；通入O2的Pt电极的电极反应式为_。(2)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32 g时，甲池中理论上消耗O2为_L(标准状况下)；若此时乙池溶液的体积为400 mL，则乙池中溶液的pH为_。(3)若在常温常压下，1 g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出热量为29.71 kJ，表示该反应的热化学方程式为_。13pHa的某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质可能是() ANaOH BH2SO4 CAgNO3 DNa2SO414如图甲进行实验，若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量。下列叙述不正确的是
9、()AE表示反应生成Cu的物质的量 BE表示反应消耗H2O的物质的量CF表示反应生成H2SO4的物质的量 DF表示反应生成O2的物质的量15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()c(Ag)c(AgNO3)a棒的质量b棒的质量 溶液的pHA B C D16如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法正确的是(双选)()A电源B极是正极B(甲)、(乙)装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1222C欲用(丙)装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液D装置(丁)中Y极附近
10、红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷17用石墨作电极，电解1 molL1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是()AHCl BNaOH CNa2SO4 DNaCl18在水中加等物质的量的Ag、Pb2、Na、SO42、NO3、Cl，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物质量比为()A35.5108 B16207 C81 D10835.519用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，若保持温度不变，则一段时间后()A溶液的pH变大 Bc(Na)与c(CO32)的比值变大C溶液浓度变大，有晶体析出 D溶液浓度不变，有晶体析出20关于下图所示装置的判断，叙述正确的是()A左边的
11、装置是电解池，右边的装置是原电池 B该装置中铜为正极，锌为负极C当铜片的质量变化为12.8 g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为2.24 LD装置中电子的流向是：aCu经过CuSO4溶液Znb21.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是()Ab电极是阴极 Ba电极与电源的正极相连接C电解过程中，水是氧化剂 Db电极附近溶液的pH变小22.如图，X 和Y均为石墨电极。(1)若电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_；电解过程中_(填“阴”或“阳”
12、)极附近会出现红色。(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极质量增加1.6 g。 电解后溶液的pH为_；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的_(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)Y电极产生气体的体积为_L。请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是_；并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：_。23如图是两种溶液进行电解的装置，电极A是由金属M制成的，M的硝酸盐的化学式为M(NO3)2，B、C、D都是铂
13、电极，P、Q是电池的两极，电路接通后，试回答下列问题：(1)电极B上金属M沉淀出来：B电极反应为_，A极上电极反应为_电极C电极反应为_，电极D电极反应为_。(2)电池中P是_ 极，Q是_极。24.工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个电极室用离子交换膜隔开(如图所示)，其目的是_，阳极室(A处)加入_，阴极室(B处)加入_，离子交换膜只许_离子通过。25燃料电池已用于宇宙飞船及潜艇中。（1)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为2H2O2=2H2O，电解液为KOH溶液，反应保持在较高温度使H2O蒸发。下列叙述正确的是_。A此电池能发出蓝色火焰 BH2为正极，O2为负极 C工作时，
14、电解液的pH不断减小D负极的电极反应为2H24OH4e=4H2O，正极的电极反应为O22H2O4e=4OH(2)在宇宙飞船或潜艇中，还可利用氢氧燃料电池所产生的水作为饮用水，今欲得常温下1 L水，则电池内电子转移的物质的量约为_。(3)由美国西屋公司研制开发的固体氧化物燃料电池，以固体氧化铝氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2)在其间通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。该电池a极对应的电极反应式为_，电池总反应方程式为_。电化学练习题答案1、C解析：由铁镍蓄电池放电时的产物全部是碱可知，电解液为碱性溶液，放电时负极发生氧化反应，正极发生还原反应
15、，故Fe为负极，Ni2O3为正极，A正确。放电时，Fe失电子被氧化，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2，B正确。充电时，阴极发生还原反应，电极反应为Fe(OH)22e=Fe2OH，pH增大，C错误。充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D正确2、解析：选C。镀锌的铁发生电化学腐蚀，锌作负极：Zn2e=Zn2，有0.2 mol电子转移，则有0.1 mol Zn溶解(即6.5 g)，正极：2H2e=H2，生成0.1 mol H2(标准状况下为2.24 L)，故选C。3、解析：选D。本题考查原电池知识，意在考查考生的分析能力。该原电池的化学原理是H
16、2被氧化，在负极(a极)发生反应：H22e=2H，H由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O24H4e=2H2O，则电子从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确。4、解析：选A。在电解质溶液中，阳离子从负极移向正极，从质子通过的方向可知，a处通入的为甲醇，为原电池的负极，b处通入的为空气，为原电池的正极，A选项错误。5、解析：选C。本题考查铅蓄电池，意在考查考生对电池的充电和放电过程所涉及的化学原理进行分析的能力。根据图示，为原电池，a为正极，b为负极，为电解池，c为阴极，d为阳极。K闭合时，d为阳极，发生氧化反应：PbSO42
17、e2H2O=PbO24H SO42-，A项正确；根据铅蓄电池的总反应知该反应中转移电子数为2e，则电路中转移0.2 mol电子时，中消耗0.2 mol H2SO4，B项正确；K闭合时，中 向阳极(d极)迁移，C项错误；K闭合一段时间后，c电极析出Pb，d电极析出PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，此时可以形成铅蓄电池，d电极作正极，D项正确。6、解析：选D。由电池总反应方程式和电池中离子的移动方向可知A、B正确；锂提供的电子数与其质量的比是金属中最大的，C正确；充电时为电解池，而在水溶液中Al3不可能放电析出到电极上，所以D不正确。7、解析：选C。原电池反应中Zn失电子、MnO2得电子，因此
18、该电池负极为Zn，正极为MnO2。由电池总反应式减去负极反应式Zn2e2OH=ZnOH2O即得正极反应式MnO2eH2O=MnOOHOH。电子只能由Zn经外电路流向MnO2，而不能通过内电路。8、解析：根据原电池反应原理，不难回答问题(1)，对于(2)注意联系日常生活接触到的铝和不锈钢知识。问题(3)考查电解电镀原理，阴极发生的是还原反应，故可以使Cr3还原成Cr而析出，由于电解液中的Cr3不断消耗，因此要有阳极溶解补充。故阳极应为Cr。同时要掌握电解过程中阴阳离子的定向移动问题。答案：(1)O22H2O4e=4OH2Fe4e=2Fe2 (4)Al3e=Al3铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固
19、的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性” (3)镀件Cr3纯铬由于CrO24、Cr2O27均带有负电荷，电镀过程中向阳极移动，不能在阴极上放电析出Cr9、答案：(1)正极CH3OCH312e16OH=2CO11H2O(2)阴极2Cl2e=Cl2(3)铁极石墨(C)极为阳极，氯离子发生氧化反应，铁极为阴极，H反应，OH过量，由于阳离子交换膜只允许钠离子向阴极区移动，故氢氧化钠主要在阴极区生成(4)Zn2e=Zn2、Cu2e=Cu2减小(5)0.26.02102312.8 g解析：甲装置中甲醚(CH3OCH3)与氧气反应，甲醚被氧化，氧气被还原，故在正极通入氧气，在负极通入甲醚。甲醚在碱溶液中最终生成C
20、O和H2O。乙装置中铁极与负极相连，铁极为阴极，石墨(C)极为阳极；丙装置中粗铜为阳极，与甲的正极相连，精铜为阴极。由于粗铜中含有锌等比铜活泼的金属，Zn2得电子能力比Cu2弱，根据电子守恒，阳极铜、锌失去电子总数等于阴极上析出的铜得电子总数，故硫酸铜溶液浓度会降低。n(O2)0.1 mol，O24e2H2O=4OH，n(e)0.4 mol，乙装置中，铁极为阴极：2H2e=H2，根据电子守恒知，n(H2)0.2 mol，丙装置中阴极：Cu22e=Cu，由电子守恒知，m(Cu)0.2 mol64 gmol112.8 g。10、解析：电池总反应为：ZnCu2=Zn2Cu，反应过程中Zn片质量减轻，
21、Cu片质量增重，两极质量差应为反应掉的Zn的质量与析出的Cu的质量之和，设Zn反应的物质的量为x，则析出的Cu的物质的量也为x，所以，65 gmol1x64 gmol1x12.9 g，解得x0.1 mol，由电极反应式可知1 mol Cu参加反应，转移电子为2 mol，所以整个反应中转移电子为0.2 mol。反应后溶液中的溶质为ZnSO4与CuSO4，c(ZnSO4)0.5 molL1，c(CuSO4)0.5 molL1。答案： 0.2 mol c(ZnSO4)0.5 molL1，c(CuSO4)0.5 molL111、解析：锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能
22、引入新杂质，所以应选Zn将Cu2置换为单质而除去。答案：锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b12、解析：关于原电池、电解池的计算，利用各个电极上转移的电子相等来进行。热化学方程式的书写要注意物质的状态，化学计量数与对应热量的关系。答案：(1)阴极O22H2O4e=4OH(2)0.2241(3)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)；H1366.66 kJmol113、解析：选A。由阴、阳离子的放电顺序可知，电解NaOH、H2SO4、Na2SO4溶液的实质都是电解水，电解质溶液的浓度都增大，故NaOH溶液的pH增大，H2SO4溶液的pH减小，Na2SO4溶液的
23、pH不变；AgNO3的电解方程式为：4AgNO32H2O4AgO24HNO3，故溶液的pH减小。14、解析：选C。此题的考查点为电解池反应，在该电解池中，阴极：Cu22e=Cu，阳极：4OH4e=2H2OO2，总反应：2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，从乙中所给的图象看每转移4 mol e，E从02，F从01，显然，A、B、D正确，选项C中要表示生成H2SO4的物质的量应为E。15、解析：选D。该电解池中随着电解的进行c(Ag)不变，c(AgNO3)不变，溶液的pH不变，因为阳极为Age=Ag；阴极为Age=Ag。16、解析：选BD。据F极附近显红色，推出F为阴极，电极反应：2H2e
24、=H2，从而确定A为电源正极，B为负极，C、E、G、X为阳极，D、F、H、Y为阴极。故A错误，C、D、E、F分别生成单质为O2、Cu、Cl2、H2，转移电子的量相同，故其物质的量之比为1222，B正确；因G为阳极，故G应为Ag，H为铜，C错误；据Y极附近红褐色加深，说明Fe(OH)3胶体微粒带有正电荷向阴极移动，D正确。17、解析：选C。选项A，电解1 molL1 HCl溶液，阴极2H2e=H2，阳极2Cl2e=Cl2，H得电子，c(H)减小，pH增大。选项B，电解1 molL1 NaOH溶液，阴极2H2e=H2，阳极4OH4e=2H2OO2，实质上电解水，NaOH浓缩，溶液的pH增大。选项C
25、，电解1 molL1 Na2SO4溶液，阴极2H2e=H2，阳极4OH4e=2H2OO2，实质上电解水，溶液的pH保持不变。选项D，电解1 molL1 NaCl溶液，阴极2H2e=H2，阳极2Cl2e=Cl2，破坏了水的电离平衡，c(OH)增大，pH增大。18、解析：选C。溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀，AgCl=AgCl、Pb2SO42=PbSO4，最后溶液就成了NaNO3溶液；而电解NaNO3溶液，实质就是电解水，电解方程式为：2H2O2H2O2。氧化产物和还原产物的质量之比为m(O2)m(H2)(1 mol32 gmol1)(2 mol2 gmol1)81，即C项正确。19、解
26、析：选D。用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，实际是电解水，故Na2CO3会结晶析出，若保持温度不变，则仍为原温度下的饱和溶液，故溶液浓度不变，pH不变，c(Na)c(CO23)不变，故选D。20、解析：选C。根据图中所给的信息，我们可以判断出左边是氢氧燃料电池，右边是电解池，所以A错；根据入口中所标的氧气和氢气的位置，可以知道a作正极，b作负极；并且Zn和b相连，所以是阴极，而Cu是阳极，故B项错误；Cu片上的电极反应式为：Cu2e=Cu2，当铜片的质量变化为12.8 g时，电路中转移电子的物质的量为：n(e)2n(Cu2)20.4 mol。a极上的电极反应为：O24e2H2O=4OH，因为
27、各个电极转移电子的物质的量相等，所以a极上消耗V(O2)22.4 Lmol1n(O2)22.4 Lmol12.24 L，故C项正确；装置中电子的流向为：bZn，Cua，所以D项错误。21、解析：选D。解答本题应先根据实验现象判断出a、b的两极名称，再根据电解原理的有关知识对各项作出判断。由题意知，外圈呈浅红色，说明该处呈酸性：Cl2H2OHClHClO，则a极上产生Cl2，a极为阳极，b极为阴极，故A、B项均正确；在2NaCl2H2O2NaOHCl2H2中，H2O作氧化剂，故C项正确；b极上由于H放电，导致b极附近溶液中的OH浓度增大，溶液的pH变大，故D项错误。22、解析：(1)电解饱和食盐
28、水的离子方程式：2Cl2H2O2OHCl2H2，在阴极区生成NaOH，使酚酞溶液变红。(2)蓝色溶液中可能含有Cu2，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜；Y电极上析出无色气体，应该是O2，电解离子方程式：2Cu22H2O2CuO24H。根据电解离子方程式得：n(H)2n(Cu2)20.05 mol，故溶液中c(H)0.1 molL1，溶液的pH1。要使溶液恢复到以前，可以加入CuO或CuCO3。根据电解离子方程式得：n(O2)n(Cu)0.0125 mol，在标准状况下的体积V(O2)22.4 Lmol10.0125 mol0.28 L。溶液中存在的必须是含氧酸根离子，可以是S
29、O24或NO3；然后利用实验进行检验。答案：(1)2Cl2H2O2OHCl2H2阴(2)1CuO(或CuCO3)0.28硫酸根离子取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，继续加入氯化钡溶液若有白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子(或：硝酸根离子取少量待测液于试管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，则证明是硝酸根离子)23、解析：电极B上金属M沉淀出来说明B是阴极，A是阳极，而乙池中电极C是阳极，D是阴极；对应的电极P是正极，电极Q是负极；而乙中的电解质溶液为硫酸钠溶液，所以在C电极上有氧气产生，D电极上有氢气产生。答案：(1)M22e=M M2e=M24OH4e=2H2OO22H
30、2e=H2(2)正负24、答案：防止H2与Cl2混合发生爆炸，防止Cl2与NaOH反应生成NaClO，使NaOH不纯饱和食盐水纯水(或NaOH稀溶液)钠25、解析：(1)A项燃料电池中的反应没有燃烧现象；反应中H2被氧化，为负极反应物，O2为正极反应物；反应中电解液KOH的质量不变，而且题意交代反应产生的水蒸发，故电解液浓度不变，则pH不变。(2)1 L水为1000 g，物质的量为55.6 mol，由 ，得转移的电子数为55.62 mol1.1102 mol。(3)据该电池的工作原理图可知，被氧化的是H2，H22eO2=H2O，b极为原电池的负极；被还原的是O2，O24e=2O2，a极为原电池的正极。总反应方程式为2H2O2=2H2O，反应条件应是高温。答案：(1)D(2)1.1102 mol(3)O24e=2O22H2O22H2O
