2019届二轮复习电化学基础作业（全国通用）(12) 14页

电化学基础 一、单选题 ‎1.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是(　　)‎ A． 答案A B． 答案B C． 答案C D． 答案D ‎2.对于原电池的电极名称，下列叙述有错误的是( )‎ A． 发生氧化反应的为负极 B． 正极为电子流入的一极 C． 比较不活泼的金属为负极 D． 电流的方向由正极到负极 ‎3.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　)‎ A． 电解时以纯铜作阳极 B． 电解时阳极发生还原反应 C． 纯铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋‎ D． 电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属的阳极泥 ‎4.由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受人欢迎。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A． a处通入氧气，b处通入氢气 B． 该装置中只涉及两种形式的能量转化 C． 电池正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D． P－型半导体连接的是电池负极 ‎5.下列关于电解氯化钠水溶液(铁作阴极、石墨作阳极)的叙述正确的是(　　)‎ A． 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色 B． 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黄色 C． 电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 D． 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 ‎6.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(　　)‎ A． 钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀 B． 在上图所示环境中，铁被腐蚀速率：Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ C． 铁制品保存在温度较高的地方 D． 钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋‎ ‎7.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U形管)构成一个原电池(如图)。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　)‎ ‎①在外电路中，电流由铜电极流向银电极　②正极反应为Ag＋＋e－===Ag　③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作　④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A． ①② B． ②③ C． ②④ D． ③④‎ ‎8.用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH (不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移的电子的物质的量为(　　)‎ A． 0.4 mol B． 0.5 mol C． 0.6 mol D． 0.8 mol ‎9.在25 ℃时，电解含有0.02 mol CuSO4和0.04 mol NaCl的混合溶液200 mL，当阳极产生672 mL(标准状况下)气体时，假设忽略溶液体积变化，判断电解后溶液的酸碱性为(　　)‎ A． 酸性 B． 碱性 C． 中性 D． 无法判断 ‎10.针对下图装置的说法中正确的是(　　)‎ A． 溶液中pH明显下降 B． 铁片为正极，镀锌铁片为负极 C． 铁片的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋‎ D． 电子由锌经溶液流向铁 ‎11.如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和生铁片。观察到：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是(　　)‎ A． 生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应 B． 雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀 C． 墨水回升时，碳极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D． 具支试管中溶液pH逐渐减小 ‎12.如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（　　）‎ A． 上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B． 干电池在长时间使用后，锌筒被破坏 C． 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D． 铅蓄电池工作过程中，每通过 2 mol 电子，负极质量减轻 207 g ‎13.甲醇、氧气和强碱溶液做电解质的手机电池中的反应：‎ ‎2CH3OH＋3O2＋4OH－2＋6H2O，有关说法正确的是(　　)‎ A． 放电时，CH3OH参与反应的电极为正极 B． 放电时，负极电极反应：CH3OH＋8OH－－6e－===＋6H2O C． 标况下，通入11.2 L O2完全反应有1 mol电子转移 D． 充电时电解质溶液的pH逐渐减小 ‎14.铁在下列情况下腐蚀最快的是(　　)‎ A． 铁放入海水中 B． 铁和锌连接放入水中 C． 铁和锡连接放入海水中 D． 铁和锡连接放入淡水中 ‎15.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)‎ 下列说法错误的是（ ）‎ A． 电池工作时，锌失去电子 B． 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 C． 电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+ 2e－===Mn2O3(s)+2OH－(aq)‎ D． 外电路中每通过O.2 mol e－，锌的质量理论上减小6.5 g ‎16.为了防止钢铁锈蚀，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． 在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极 ‎17.下列装置中，属于原电池的是(　　)‎ ‎ ‎ A． 答案A B． 答案B C． 答案C D． 答案D ‎18.锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示)，电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是(　　)‎ A． 充电时电极a连接电源的负极 B． 放电时负极的电极反应式为Zn—2e－===Zn2＋‎ C． 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 D． 阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应 ‎19.下图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是(　　)‎ A． 锌片逐渐溶解 B． 烧杯中溶液逐渐呈蓝色 C． 电子由铜片通过导线流向锌片 D． 锌为正极，铜为负极 ‎20.将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如图(A、B为多孔性碳棒)持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。则下列说法错误的是(　　)‎ A． 通入CH4的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极 B． 0＜V≤22.4 L时，电池总反应的化学方程式为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O C． 22.4 L＜V≤44.8 L时，负极电极反应为CH4－8e－＋9＋3H2O===10H D．V＝33.6 L时，溶液中只存在阴离子 二、填空题 ‎ ‎21.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构如图所示。‎ ‎(1)判断电极名称：电极(Ⅰ)为________，理由是_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 电极(Ⅱ)为________，理由是_________________________________________________。‎ ‎(2)微生物燃料电池需要选择合适的温度，理由是________________________________。‎ ‎(3)写出该微生物燃料电池的电极反应式：电极(Ⅰ)反应式为______________________；‎ 电极(Ⅱ)反应式为____________________。‎ ‎(4)“质子交换膜”允许溶液中H＋向____ ____(电极名称)迁移，理由是___________________________________________________________________________________________。‎ ‎(5)若该电池生成2.24 L CO2(标准状况)，转移电子的物质的量为________。‎ ‎(6)燃料电池中，助燃剂(氧化剂)不一定是氧气。例如，以铂为电极，氢气－氯气在KOH溶液中构成燃料电池，该燃料电池中负极反应式为_______________________________。燃料电池的总反应方程式为______________________________________。‎ ‎22.电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图如图所示(‎ 电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阴极的电极反应式为_____________________。阳极的电极反应式为_________________________。‎ ‎23.某研究小组对铁生锈进行研究。‎ ‎(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。‎ ‎①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是___________________________；‎ ‎②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为____________________________________；‎ ‎③实验B所用的水要经过________处理；植物油的作用是_______________________；‎ ‎④实验C中碱石灰的作用是_______________________________________________。‎ ‎(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是________ _____________________________________________，‎ 该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。‎ 三、实验题 ‎24.某同学利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计了一个原电池。请填写下列空白：‎ ‎(1)实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑‎ ‎(2)实验用品：电极(______、______)、稀硫酸、______、________、耳机(或者电流表)(填写所缺的实验用品)。‎ ‎(3)实验装置如图。‎ ‎(4)原电池设计及注意的问题：‎ ‎①按如图所示装置连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发生“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为____________，在耳机中又由__________转化为声音这种能量；‎ ‎②如果将装置中的耳机改为电流表，则铁钉应该接电流表的________极，电极反应式为_____________，发生了________反应；‎ ‎③铜钉应该接电流表的________极，电极反应式为_____________，发生了_________反应。‎ 答案解析 ‎1.【答案】A ‎【解析】Cu、Ag均为不活泼金属，不会置换出酸中的H＋生成H2，B、C均无化学反应；D虽然Zn与稀H2SO4反应，但装置不能形成闭合回路，只有A符合要求。‎ ‎2.【答案】C ‎【解析】在原电池中，相对活泼的金属为负极，不活泼的金属或导电非金属为正极；发生氧化反应的电极为负极，发生还原反应的电极为正极；原电池工作时，其外电路中电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极，电流的方向与电子流动的方向相反。‎ ‎3.【答案】D ‎【解析】电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去电子逐渐溶解，Cu2＋得到电子后析出，附着在阴极上，故纯铜作阴极；在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源的正极，发生氧化反应，A、B、C错误；越活泼的金属越易失去电子，故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子，变成Fe2＋、Zn2＋进入溶液，然后是铜失去电子，变成Cu2＋进入溶液，因Ag、Au等金属不如铜活泼，故在铜溶解后便沉淀在电解槽底部成为阳极泥，D正确。‎ ‎4.【答案】C ‎【解析】根据LED中电子移动方向可判断N－型半导体与电池负极相连， a处为负极，应通入氢气，b处通入氧气，P－型半导体与电池正极相连， A、D错误；该装置主要涉及化学能、电能、光能三种形式的能量转化，B错误；在KOH溶液中，正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确。‎ ‎5.【答案】B ‎【解析】电解食盐水时发生的反应：‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑‎ 对照分析选项，C错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕黄色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后变红色，A错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。‎ ‎6.【答案】B ‎【解析】Fe、Cu露天堆放时，一旦与电解质溶液接触就能形成原电池，Fe作负极，被腐蚀，铜作正极，A错误；均发生吸氧腐蚀，Ⅰ中Fe直接和碳块接触，Ⅲ中Fe含有少量杂质碳，前者更容易发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，Ⅱ中锌作负极，Fe作正极，受到保护，B正确；温度较高，铁腐蚀速率加快，C错误；Fe作负极时，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D错误。‎ ‎7.【答案】C ‎【解析】图示是Cu－AgNO3－Ag原电池，相对活泼金属Cu作为负极，Cu－2e－===Cu2＋，发生氧化反应；Ag作正极，Ag＋＋e－===Ag，总反应为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，②与④正确，选C。在外电路中，电子由Cu经导线流入Ag，电流方向与之相反，①错误。若取出盐桥，无法形成电流回路，原电池将停止工作，③错误。‎ ‎8.【答案】C ‎【解析】由于Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋3H2O＋CO2↑，n[Cu2(OH)2CO3]＝0.1 mol，则根据反应方程式可知产生0.2 mol的CuSO4和0.3 mol的H2O。电解后恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解了0.2 mol的CuSO4和0.3 mol的H2O。根据电解方程式2CuSO4＋3H2O2Cu＋2H2SO4＋H2↑＋O2↑。则电解过程中转移的电子的物质的量为0.6 mol，C符合题意。‎ ‎9.【答案】C ‎【解析】根据放电顺序，阴离子：Cl－>OH－>，阳离子：Cu2＋>H＋>Na＋，知该电解过程分为二个阶段。第一阶段：电解CuCl2溶液：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑；第二阶段：电解H2O：2H2O2H2↑＋O2↑，最后溶液为硫酸钠溶液，为中性，C正确。‎ ‎10.【答案】B ‎【解析】锌的金属性强于铁，因此锌是负极，失去电子，Zn－2e－===Zn2＋，铁是正极，溶液中的氢离子得到电子，2H＋＋2e－===H2↑，溶液中pH明显升高，A、C、D错误，B正确。‎ ‎11.【答案】C ‎【解析】生铁片中的碳是原电池的正极，A 错误；雨水酸性较强，开始时铁片发生析氢腐蚀，产生氢气，导管内液面下降，一段时间后铁片发生吸氧腐蚀，吸收氧气，导管内液面回升，B错误；墨水回升时，铁片发生吸氧腐蚀，碳极为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，C正确；铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，具支试管中溶液pH均增大，D错误。‎ ‎12.【答案】D ‎【解析】干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确；氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，C正确；铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，D错误。　‎ ‎13.【答案】B ‎【解析】放电时，CH3OH失电子，发生氧化反应，CH3OH参与反应的电极为负极，A错误；电解质溶液为碱性，电极反应式为CH3OH＋8OH－－6e－===＋6H2O，B正确；标况下，11.2 L O2的物质的量为0.5 mol，所以11.2 L O2完全反应有0.5 mol×4＝2mol电子转移，C错误；充电时，反应从右向左进行，氢氧根离子浓度增大，溶液pH逐渐升高，D错误。‎ ‎14.【答案】C ‎【解析】铁的腐蚀主要是与接触到的电解质形成原电池反应而发生电化学腐蚀为主。根据原电池的工作原理可知，Fe若作原电池的负极，被腐蚀的速度就快，而作原电池的正极，则被腐蚀的速度就减慢。本题中要找铁被腐蚀最快的，当然应找铁与锡连接放入海水中的腐蚀。因为此时已构成形成原电池的条件，且铁作负极，电解质溶液的导电能力也很强，腐蚀速度最快。‎ ‎15.【答案】B ‎【解析】①由锌锰碱性电池的总反应式可知，锌的化合价升高，失去电子发生氧化反应，锌为负极；二氧化锰的化合价降低，在正极上得到电子发生还原反应。‎ ‎②锌锰碱性电池的总反应式与负极反应式(Zn－2e－==Zn2＋)相减，可得其正极反应式。‎ ‎16.【答案】C ‎【解析】A、B中形成的原电池，铁都是作负极，加速钢铁腐蚀，A、B错误；锌比铁活泼，铁作正极，起到防护作用，C正确；铸铁管上接直流电源的正极，铸铁管作阳极，加速腐蚀，D错误。‎ ‎17.【答案】D ‎【解析】A中两电极相同；B中酒精为非电解质，不导电；C缺少盐桥不能构成电流回路；只有D中既能反应，又有两个不同电极，且构成电流回路，能组成原电池。‎ ‎18.【答案】A ‎【解析】在充电时，电能转化为化学能，相当于电解池；放电时，化学能转化为电能，相当于原电池。可先分析原电池的正负极反应式分析放电现象或原理，正负极电极反应式的反向就是电解池的阳阴极反应式，由此分析充电时反应现象或原理。‎ 由图示信息和原电池工作原理知，Zn失去电子，发生氧化反应，Zn—2e－===Zn2＋，b为原电池的负极，B正确；充电时b极发生还原反应，作电解池阴极，外接电源负极，a应外接电源正极，A错误；放电时a极为正极，发生还原反应，Br2＋2e－===2Br－，阳离子通过交换膜进入左侧平衡电荷，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子通过，不允许分子和阴离子通过，有效避免Br2与Zn直接发生反应，D正确。‎ ‎19.【答案】A ‎【解析】在铜锌原电池中，锌的活动性大于铜，锌为负极、铜为正极。负极锌失去电子不断溶解，在外电路中电子由锌电极流向铜电极；溶液中的氢离子，在正极铜表面得到电子被还原，有氢气产生，铜电极保持不变，溶液中不存在铜离子，不能使溶液成蓝色。‎ ‎20.【答案】D ‎【解析】CH4燃烧失去电子，为原电池的负极，空气中氧气得电子，为原电池的正极，A正确；0＜V≤22.4 L，即n(CH4)≤1 mol，n(KOH)＝2 mol，产物为K2CO3，总反应方程式为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，B正确；22.4 L＜V≤44.8 L，即1 mol≤n(CH4)≤2 mol，产物由K2CO3转向KHCO3，负极电极反应为CH4－8e－＋9＋3H2O===10H，C正确；V＝33.6 L，溶液中的溶质是K2CO3和KHCO3，其比值为1∶1，溶液中存在和H，D错误。‎ ‎21.【答案】(1)正极　氧气发生还原反应　负极　葡萄糖发生氧化反应　‎ ‎(2)微生物燃料电池的放电效率是由微生物的活性决定的，而微生物一般在30～50 ℃活性最高，温度过高或过低均影响其活性，从而导致电池工作效率低 ‎(3)6O2＋24H＋＋24e－===12H2O　C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋‎ ‎(4)电极(Ⅰ)　葡萄糖在电极(Ⅱ)失去电子，电子经外电路流向电极(Ⅰ)，使电极(Ⅰ)区带负电荷，因此H＋向电极(Ⅰ)区迁移 ‎(5)0.4 mol　(6)H2－2e－＋2OH－===2H2O　H2＋Cl2＋2KOH===2KCl＋2H2O ‎【解析】(1)根据图示可知，电极(Ⅰ)区域：通入氧气，排出水。O2→H2O：氧元素由0价降至－2价，氧元素的化合价降低，发生还原反应，电极(Ⅰ)为正极；电极(Ⅱ)区域：在微生物作用下，葡萄糖转化成二氧化碳。C6H12O6→CO2，碳元素的化合价升高，发生了氧化反应，电极(Ⅱ)为负极。‎ ‎(2)微生物燃料电池工作效率由微生物的活性决定，在高温下微生物(主要由蛋白质组成)会发生变性，失去活性；温度太低也影响微生物的活性，导致电池工作效率低。‎ ‎(3)C6H12O6→CO2，说明电解质溶液呈酸性，正极反应：6O2＋24H＋＋24e－===12H2O；负极反应：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋。‎ ‎(4)负极发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向正极，所以负极区带正电荷，正极区带负电荷，H＋向正极区迁移，即向电极(Ⅰ)区迁移。‎ ‎(5)该电池总反应式为C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O，生成1 mol CO2，转移4 mol电子，n(CO2)＝＝0.1 mol 时，则n(e－)＝0.4 mol。‎ ‎(6)氢气在负极发生氧化反应，KOH参与反应，H2－2e－＋2OH－===2H2O；氯气得电子，发生还原反应，在碱性溶液中生成KCl，Cl2＋2e－===2Cl－，电池的总反应式为H2＋Cl2＋2KOH===2KCl＋2H2O。‎ ‎22.【答案】2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　CO(NH2)2＋8OH－－6e－===＋N2↑＋6H2O ‎【解析】H2由水电离的H＋在阴极放电得到的，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；N2在阳极产生，在碱性环境下的电极反应为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===＋N2↑＋6H2O。‎ ‎23.【答案】(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)‎ ‎②O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ ‎③煮沸(或“除去氧气”)　隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)　④吸收水蒸气(或“干燥”、“保持试管内干燥环境”)‎ ‎(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“参与反应”、“消耗了氧气”)使气体体积减小　不能 ‎【解析】钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。B试管用植物油防止氧气与铁接触，则说明O2是影响生锈的一个重要因素。C中的现象说明，潮湿是铁生锈的另一个重要因素。D中既有空气又有水分存在，不能确定是那种因素对铁钉生锈产生的影响。‎ ‎24.【答案】(2)铁钉或铁条；铜钉(其他的惰性电极如铅笔芯、铂等都正确)‎ ‎；　烧杯；导线 ‎(4)①电能；电能；　②负；Fe－2e－===Fe2＋；氧化 ‎③正；2H＋＋2e－===H2↑；还原 ‎【解析】原电池是将化学能转变为电能的装置，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼材料作正极，发生还原反应。电流表正极应接原电池正极，电流表负极应接原电池负极。‎