2019届二轮复习电化学基础作业（全国通用）(7) 13页

电化学基础 一、单选题 ‎1.下图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，在读书卡片上记录如下：‎ 卡片上的描述合理的是(　　)‎ A． ①②③ B． ③④⑤ C． ①⑤⑥ D． ②③④‎ ‎2.根据如图实验装置判断，下列说法正确的是(　　)‎ A． 该装置能将电能转化为化学能 B． 活性炭为正极，其电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑‎ C． 电子从铝箔流出，经电流计、活性炭、滤纸回到铝箔 D． 装置内总反应方程式：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3‎ ‎3.有关电化学知识的描述正确的是(　　)‎ A． CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能 B． 某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是由KCl 饱和溶液制得的琼脂 C． 因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极 D． 理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池 ‎4.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是(　　)‎ A． ①③②④ B． ①③④② C． ③④②① D． ③①②④‎ ‎5.将图1所示装置中的盐桥(琼脂饱和KCl溶液)换成铜导线与石墨棒连接得到图2所示装置，发现电流计指针仍然有偏转。下列说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A． 图1中，铁棒质量减少5.6 g，则甲池NaCl溶液的质量增加5.6 g B． 图1中的石墨电极与图2中乙池石墨a电极的电极反应式相同 C． 两图所示装置的能量变化均是将化学能转化为电能 D． 图2中电子流向为Fe→电流计→石墨a→石墨b→铜丝→石墨c→Fe ‎6.利用如图所示装置可以模拟钢铁的电化学防护。下列说法正确的是(　　)‎ A． 若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生还原反应 B． 若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生还原反应 C． 若X为碳棒，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀 D． 若X为锌棒，开关K置于M处，可加快铁的腐蚀 ‎7.下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b 附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是(　　)‎ A． 逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 B． 一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体 C． a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D． a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 ‎8.以锌片和铜片为两极、稀硫酸为电解液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )‎ A． 锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气 B． 两极上溶解和析出的物质的质量相等 C． 锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气 D． 电解质溶液的酸性不变 ‎9.X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸入稀硫酸中构成原电池。X、Y相连时，X为负极；Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡；W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动性顺序是(　　)‎ A． X>Z>W>Y B． Z>X>Y>W C． X>Y>Z>W D． Y>W>Z>X ‎10.氢氧燃料电池已用于航天飞机，它是以铂作电极，KOH溶液作电解质，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，下列叙述不正确的是 (　　)‎ A． H2在负极发生氧化反应 B． 燃料电池的能量转化率可达100%‎ C． 是一种高效、环保的发电装置 D． 供电时的总反应为2H2＋O2===2H2O ‎11.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是(　　)‎ A． 负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋‎ B． 正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－‎ C． 原电池是将电能转变为化学能的装置 D． 钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀 ‎12.查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为CH3CH2OH－2e－===X＋2H＋。下列说法中正确的是(　　)‎ A． 电池内部H＋由正极向负极移动 B． 另一极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ C． 乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极 D． 电池总反应为2CH3CH2OH ＋ O2===2CH3CHO ＋ 2H2O ‎13.如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是(　　)‎ A． Fe是负极，C是正极 B． 负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋‎ C． 内电路中阴离子移向FeCl2溶液 D． 电流由石墨电极流向Fe电极 ‎14.以下防腐措施中，属于电化学保护法的是(　　)‎ A． 用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜 B． 在金属中加入一些铬或者镍制成合金 C． 在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭 D． 在金属表面喷漆 ‎15.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况下)，则原混合液中Cu2＋的物质的量浓度为(　　)‎ A． 1 mol·L－1 B． 2 mol·L－1 C． 3 mol·L－1 D． 4 mol·L－‎ ‎1‎ 二、填空题 ‎ ‎16.根据下列四种电化学装置图，回答下列问题：‎ ‎(1)装置名称：‎ A________，B________，C________，D________。‎ ‎(2)装置A中Fe是______极，Zn是______极；‎ 装置D中Fe是______极，C是______极。‎ ‎(3)写出各电极反应式：‎ ‎(4)装置B、C相比较，其反应速率的大小关系是_________________________________。‎ ‎17.下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。‎ ‎(1)腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)。‎ ‎(2)环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为__________________________________________。‎ ‎(3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。‎ ‎18.‎ 某课外活动小组准备用如下图所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：‎ ‎(1)甲同学在实验中将电键K5闭合，Zn电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，则电解时的总反应方程式为________________________________________________________________________。‎ 实验时应闭合的电键的组合是__________________(从下列五项中选择所有可能组合，第(3)小题也在这五项中选择)。‎ A．K1和K2B．K1和K3‎ C．K1和K4D．K2和K3‎ E．K2和K4‎ ‎(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，选择了用某种盐来配制电镀液，则该盐中应含的阳离子为________，实验时，应闭合的电键的组合是________。‎ 三、实验题 ‎ ‎19.有甲、乙两位学生利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人都使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1硫酸溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的氢氧化钠溶液中，如下图所示。‎ ‎(1)写出甲池中正极的电极反应式_______________________________________。‎ ‎(2)写出乙池中负极的电极反应式________________________________________。‎ ‎(3)写出乙池中总反应的离子方程式_______________________________________。‎ ‎(4)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。‎ ‎(5)由此实验，可得到如下哪些结论正确(　　)‎ A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质 B．镁的金属性不一定比铝的金属性强 C．该实验说明金属活动顺序已过时，已没有实用价值 D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析 ‎(6)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序判断原电池中的正负极”这种做法________(可靠或不可靠)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案________________(如可靠，此空可不填)。‎ ‎20.已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。‎ ‎21.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。‎ ‎ ‎ 答案解析 ‎1.【答案】B ‎【解析】由图可知原电池正极是Cu，负极是Zn，①错误。电子从负极Zn流出，流向正极Cu，H＋向正极移动，在Cu电极上得电子：2H＋＋2e－===H2↑，②错误，③、④正确。负极反应是Zn－2e－===Zn2＋，⑥错误。总反应方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，当有1mol电子通过时，产生H2为0.5mol，⑤正确。选B。‎ ‎2.【答案】D ‎【解析】该装置是将化学能转化为电能的装置，为原电池，A错误；活性炭作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B错误；铝作负极，电子从负极铝经导线流向活性炭，不经过滤纸，滤纸内依靠离子的移动构成电流回路，C错误；负极电极反应式：Al－3e－===Al3＋，正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，总反应方程式：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，D正确。‎ ‎3.【答案】D ‎【解析】CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误。KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3，生成的AgCl会使导电性减弱，所以盐桥中不能使用KCl，可换成KNO3，B错误。铁遇到浓硝酸会发生钝化，铜可与硝酸发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu失电子被氧化，作原电池的负极，C错误。‎ ‎4.【答案】B ‎【解析】①②相连时，外电路电流从②流向①，说明①为负极；①③相连时，①为负极；②④相连时，②上有气泡，说明④为负极；③④相连时，③的质量减少，说明③为负极。原电池中，负极金属的活动性一般强于正极金属的活动性，综上可知金属活动性顺序是①③④②，B正确。‎ ‎5.【答案】B ‎【解析】图1为原电池，Fe为负极，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，盐桥中的阴离子移向负极，增加质量大于5.6 g，A错误；图1中石墨为正极，电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，图2为电解池，图2乙池中石墨a是阴极，电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，B正确；原电池是将化学能转化为电能，电解池是将电能转化为化学能，C错误；电子不能在溶液中移动，图2中电子流向应为Fe→电流计→石墨a，石墨b→铜丝→石墨c，D 错误。‎ ‎6.【答案】A ‎【解析】A形成原电池，锌为负极，铁为正极，铁被保护，正确；B形成电解池，X极为阳极，发生氧化反应，错误；C形成电解池，铁为阴极，铁被保护，可减缓铁的腐蚀，错误；D形成原电池，锌为负极，铁为正极，发生还原反应，铁被保护，D错误。‎ ‎7.【答案】D ‎【解析】根据图示，b极为阳极，a极为阴极，根据电荷守恒，电解质溶液中的、OH－移向阳极(b极)，电极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，b极附近c(H＋)>c(OH－)，石蕊溶液变红；Na＋、H＋移向阴极(a极)，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，a极附近c(OH－)>c(H＋)，石蕊溶液变蓝，C错误，D正确；根据电子守恒：O2～4e－～2H2，产生的气体体积a电极的大于b电极，A错误；两种气体均为无色无味的气体，B错误。‎ ‎8.【答案】A ‎【解析】铜锌原电池中，锌为负极：Zn－2e－===Zn2＋；铜为正极：2H++2e-==H2↑。由正极、负极得失电子守恒可得关系式：Zn ~ 2e-~ 2H+~ H2，即1mol锌(质量65g)溶解时，有2mol电子转移，可产生氢气1mol(质量2g)。反应过程中，硫酸被消耗，溶液的酸性减弱。‎ ‎9.【答案】A ‎【解析】在原电池中，活泼金属作原电池的负极，失去电子发生氧化反应；不活泼的金属或非金属导体作原电池的正极，阳离子或氧气等在正极得到电子发生还原反应。电子由负极经导线流向正极，与电流的方向相反。因此，X、Y相连时，X为负极，则活动性X>Y；Z、W相连时，电流方向是W→Z，则活动性Z>W；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，则活动性X>Z；W、Y相连时，W极发生氧化反应，则活动性W>Y。综上所述，可以得出金属的活动性顺序：X>Z>W>Y。‎ ‎10.【答案】B ‎【解析】该燃料电池中，通H2的电极作负极，发生氧化反应；通O2的电极为正极，发生还原反应，总反应式为2H2＋O2===2H2O，是一种高效、环保的发电装置，燃料电池的能量转化率虽然比燃料直接燃烧时高，但也达不到100%。‎ ‎11.【答案】A ‎【解析】在铁的吸氧腐蚀过程中，Fe是负极，发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，A正确；O2在正极，发生的反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，B错误；原电池是将化学能转变为电能的装置，C错误；钢柱在空气与水交界处，O2浓度比在水下部分大，更容易腐蚀，D错误。‎ ‎12.【答案】D ‎【解析】通入氧气的电极为正极，在酸性溶液中电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B错误；正极消耗H＋，在电池内部H＋向正极移动，A错误；乙醇在负极发生反应，电子经过外电路流向正极，C错误；由正、负极合并可得总反应为2CH3CH2OH＋O2===2X＋2H2O，根据元素守恒可得X为CH3CHO，D正确。‎ ‎13.【答案】B ‎【解析】如图装置构成Fe－FeCl3－石墨原电池，活泼金属Fe为负极，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，发生氧化反应，B错误；C是正极，A正确；电流与电子流向相反，从正极经导线流向负极，D正确；为保持电荷平衡，阴离子向负极移动，C正确。‎ ‎14.【答案】C ‎【解析】在轮船的船壳水线以下部分，装上锌能形成铁－锌原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护，C符合题意；而A、D属于外加保护层法，B选项通过改变金属的内部结构来起到保护金属的作用。‎ ‎15.【答案】A ‎【解析】得电子能力：Cu2＋>H＋，失电子能力：OH－>)，阳极反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极先Cu2＋＋2e－===Cu，后2H＋＋2e－===H2↑，H2、O2各0.1 mol，O2是由OH－失去0.4 mol电子而得到，H2是由H＋得到0.2 mol电子而生成，由得失电子守恒知，还有0.2 mol电子是Cu2＋得到的，故Cu2＋的物质的量是0.1 mol，则Cu2＋的物质的量浓度为＝1 mol·L－1。‎ ‎16.【答案】(1)电镀池　电解池　原电池　原电池　‎ ‎(2)阴　阳　负　正　‎ ‎(3)A：Zn－2e－===Zn2＋　Zn2＋＋2e－===Zn　B：Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑　C：Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑　D：Fe－2e－===Fe2＋　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　‎ ‎(4)B>C ‎【解析】‎ ‎17.【答案】(1)c　(2)2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓‎ ‎(3)0.448‎ ‎【解析】(1)铜为负极被腐蚀生成Cu2＋，正极氧气得电子生成OH－。‎ ‎(2)正极反应产物为OH－，负极反应产物为Cu2＋，与Cl－作用生成Cu2(OH)3Cl。‎ ‎(3)n[Cu2(OH)3Cl]＝＝0.02 mol，所以有0.04 mol Cu被氧化，根据电子得失守恒n(O2)＝＝0.02 mol，标准状况下V(O2)＝0.02 mol×22.4 L·mol－1＝0.448 L。‎ ‎18.【答案】(1)Zn－2e－===Zn2＋　 (2)CuCl2Cu＋Cl2↑　CD　(3)Cu2＋　D ‎【解析】(1)甲同学在实验中将电键K5闭合，形成Cu－Zn－稀硫酸的原电池，Zn较活泼，失电子：Zn－2e－===Zn2＋。‎ ‎(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，形成电解池，需外加电源，需闭合K1和K4或K2和K3，电解CuCl2溶液实质是电解溶质CuCl2：CuCl2Cu＋Cl2↑。‎ ‎(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，所以Cu作电镀池的阳极，Fe作电镀池的阴极，电解液中含Cu2＋。‎ ‎19.【答案】(1)2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎(2)2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O ‎(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎(4)Mg　Al　‎ ‎(5)AD ‎(6)不可靠；将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极 ‎【解析】甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。由于铝与碱的反应是一个特例，不可作为判断金属性强弱的依据。判断原电池的正极、负极要依据实验事实。‎ ‎20.【答案】(答案合理即可)‎ ‎【解析】因为总反应式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所以负极为Fe，正极可为Cu、Ag或石墨，电解质溶液为稀硫酸，按原电池示意图一般形式画出装置图。‎ ‎21.【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。‎