2019届二轮复习电化学基础作业（全国通用）(9) 7页

电化学基础 一、选择题 ‎1．(2018·贵阳调研)在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：一艘名叫“阿那吉纳”号的货轮满载着精铜砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是(　　)‎ A．精铜砂装载过多导致沉船 B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大，超过船的承载能力 C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀 D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀 解析：选C。潮湿环境中，Cu、Fe形成原电池加快了轮船的腐蚀。‎ ‎2．某中学学生在高三毕业典礼晚会上设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是(　　)‎ A．铅笔端作阳极，发生还原反应 B．铂片端作阴极，发生氧化反应 C．铅笔端有少量的氯气产生 D．a端是负极，b端是正极 解析：选D。本题实际是对以铂片、铅笔(石墨)为电极电解NaCl溶液的实验的讨论。在电解时铅笔作阴极连在电源的负极。铅笔这一极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑(或2H＋＋2e－===H2↑)，这样在铅笔走过的地方就有较多的OH－产生，所以会出现红色字迹。‎ ‎3．(2018·延庆一模)原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是(　　)‎ A．装置①研究的是电解CuCl2溶液，b电极上有红色固体析出 B．装置②研究的是金属的吸氧腐蚀，铁钉发生的电极反应为Fe－2e－===Fe2＋‎ C．装置③研究的是电解饱和食盐水，B电极发生的反应：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ D．三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应 解析：选C。装置③中由电源正、负极可知B电极为阴极，发生得电子的还原反应，C 选项错误。‎ ‎4．用指定材料作电极来电解一定浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度，则合适的组合是(　　)‎ 选项 阳极 阴极 溶液甲 物质乙 A Pt Pt NaOH NaOH固体 B Pt Pt H2SO4‎ H2O C C Fe NaCl 盐酸 D Cu C CuSO4‎ Cu(OH)2‎ 解析：选B。A项中相当于电解的是水，应加入水才能恢复原来状态，错误；B项中相当于电解的是水，加入水后可以恢复原来状态，正确；C项中相当于电解的是HCl，但加入盐酸的同时，也引入了水，不可能恢复原来状态，错误；D项中阳极铜失电子，Cu2＋在阴极得电子，加入Cu(OH)2不可能恢复原来状态，错误。‎ ‎5．(2018·广州一模)用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　)‎ A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ B．通电后阴极区附近溶液的pH会增大 C．K＋通过阳离子交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b口导出 解析：选C。阳极区为粗KOH溶液，阳极上OH－失电子发生氧化反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A项正确；阴极上H2O得电子发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区附近溶液中c(OH－)增大，pH增大，B项正确；电解时阳离子向阴极移动，故K＋通过阳离子交换膜从阳极区移向阴极区，C项错误；阴极区生成KOH，故纯净的KOH溶液从b口导出，D项正确。‎ ‎6.如图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是(　　)‎ A．滤纸上c点附近会变红色 ‎ B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大 C．Z中溶液的pH先减小，后增大 D．溶液中的SO向Cu电极定向移动 解析：选A。紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为电源正极，a为电源负极，c为阴极，NaCl溶液中H＋放电，产生OH－，c点附近会变红色，A正确；电解硫酸铜溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH－放电：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，Cu为阴极，溶液中的Cu2＋得电子，生成铜，总反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，Pt电极附近生成H＋，则SO向Pt电极定向移动，B、D不正确；随着电解的进行，Z中溶液变为硫酸溶液，继续电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确。‎ ‎7．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备NCl3。下列说法正确的是(　　)‎ A．每生成1 mol NCl3，理论上有4 mol H＋经质子交换膜右侧向左侧迁移 B．可用湿润的淀粉KI试纸检验气体M C．石墨极的电极反应式为NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋‎ D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH会减小 解析：选C。A项，由NH→NCl3，根据元素化合价变化知，NH中N由－3价升高至＋3价，每生成1 mol NCl3，理论上有6 mol H＋由质子交换膜右侧向左侧(阴极区)迁移，错误。B项，M是氢气，不能用湿润的淀粉KI试纸检验，错误。D项，电解过程中，质子交换膜右侧溶液中c(H＋)减小，溶液pH增大，错误。‎ ‎8.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，进行电解。a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是(　　)‎ A．2∶2∶4∶1　　　　　　 B．1∶1∶2∶1‎ C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1‎ 解析：选A。由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由得失电子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为1∶1∶2∶＝2∶2∶4∶1。‎ ‎9．(2018·贵阳高三检测)‎ 如图表示用酸性氢氧燃料电池为电源进行的电解实验。下列说法中正确的是(　　)‎ A．燃料电池工作时，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出 C．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出 D．a、b两极均是石墨时，a极上产生的O2与电池中消耗的H2体积比为2∶1‎ 解析：选C。因为是酸性氢氧燃料电池，所以正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，A项错误；a极与电池的正极相连，为电解池的阳极，所以铁失电子逐渐溶解，b极上有铜析出，B项错误；a极是粗铜，b极是纯铜时，形成电解精炼铜的装置，C项正确；a极上产生1 mol O2时转移4 mol电子，转移4 mol电子时消耗2 mol H2，则相同条件下，生成的氧气与消耗的H2的体积比为1∶2，D项错误。‎ ‎10．假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求，即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是(　　)‎ A．当K闭合时，A装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源 B．当K断开时，B装置锌片溶解，有氢气产生 C．当K闭合后，整个电路中电子的流动方向为③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④‎ D．当K闭合后，A、B装置中pH变大，C、D装置中pH不变 解析：选A。当K闭合时，B装置构成原电池，在电路中作电源，整个电路中电子的流动方向为③→②；①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；B装置中消耗H＋，pH变大，A装置中电解饱和食盐水，pH变大；C装置中相当于在银上镀铜，pH不变；D装置中相当于铜的电解精炼，pH不变。‎ 二、非选择题 ‎11．认真观察下列装置，回答下列问题：‎ ‎(1)装置B中PbO2上发生的电极反应式为_____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的KCl饱和溶液，其作用是____________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)装置A中总反应的离子方程式为__________________________________________‎ ‎____________________。‎ ‎(3)若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则X为__________，极板N的材料为__________。‎ 解析：本题的关键是判断原电池，由盐桥可知B、C构成原电池。Pb作负极：Pb－2e－＋SO===PbSO4，PbO2作正极：PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O。A池中与PbO2相连的Cu电极为电解池的阳极：Cu－2e－===Cu2＋，Pt电极为阴极：2H＋＋2e－===H2↑，总反应为Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑。装置E中为电镀，镀层金属作阳极，镀件作阴极，M为阴极，为铜，N为阳极，为银，溶液为AgNO3溶液。‎ 答案：(1)PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O　使装置B、C中的溶液连成通路，平衡电荷 ‎(2)Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑‎ ‎(3)AgNO3　Ag ‎12．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。‎ ‎(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择____________(填字母序号)。‎ a．碳棒　　　　b．锌板　　　　c．铜板 用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)图2中，钢闸门C作________极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，‎ 则D上的电极反应式为__________________________，检测该电极反应产物的方法是____________________________________________________________________________。‎ ‎(3)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。‎ ‎①E电极为该燃料电池的______极(填“正”或“负”)。F电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学方程式解释其原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)形成原电池时，Fe作正极被保护，则要选择活泼性比Fe强的金属作负极，所以选锌；锌的活泼性比Fe强，作负极，不断遭受腐蚀，需定期拆换。(2)Fe作阴极被保护，则钢闸门C作阴极；电解氯化钠溶液时阳极上氯离子失电子生成氯气，其电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸。(3)①“镁次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，则Mg为负极；正极上ClO－得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－；②Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气，其反应为Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑。‎ 答案：(1)b　锌作原电池的负极(失电子：Zn－2e－===Zn2＋)，不断遭受腐蚀，需定期拆换 ‎(2)阴　2Cl－－2e－===Cl2↑　将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气 ‎(3)①负　ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－‎ ‎②Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑‎ ‎13．(2018·重庆模拟)某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况)，丙池中______(填字母)极析出________g铜。‎ ‎(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；丙中溶液的pH将________。‎ 解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。‎ ‎(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。‎ ‎(3)根据各电极上转移的电子相同，得n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝××22.4 L·mol－1＝0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝××64 g·mol－1＝1.60 g。‎ ‎(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，则溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，则溶液pH减小。‎ 答案：(1)原电池　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O　(2)阳极　4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3　(3)280　D　1.60　(4)减小　增大