2020届二轮复习电化学基础作业（全国通用） 10页

电化学基础 ‎1．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．钢铁在水下部分比在空气与水交界处更容易被腐蚀 答案：A ‎ 解析：根据原电池原理，钢铁在空气与水交界处更容易腐蚀，D项错。‎ ‎2．下列关于实验现象的描述不正确的是（ ）‎ ‎ A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 ‎ B．把铁片插入硫酸铜溶液中，铁片表面附着一层紫红色的物质 ‎ C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁 ‎ D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 答案：C ‎ 解析：C中Cu+2Fe3+＝2Fe2++Cu2+，不会生成Fe。‎ ‎3．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）‎ ‎ A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 ‎ B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用 ‎ C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 ‎ D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 答案：A、C ‎ 解析：B项，因铁比锡活泼，破损时，形成原电池，铁作负极，腐蚀速率加快；D项，与直流电源正极相连会加快钢管的腐蚀速率 ‎4.用惰性电极电解AgNO3溶液,下列说法不正确的是 ( )‎ A.电解过程中阴极质量不断增加 B.电解过程中溶液的pH不断降低 C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况 D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1‎ 解析：选D。用惰性电极电解AgNO3溶液,总的电极反应式为4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3。可知:阴极上析出Ag,阳极上放出O2,故A正确、D错误;由于生成硝酸溶液,pH应不断降低,B正确;要使溶液恢复电解前的状况,要看加入的物质在溶液中的反应:2Ag2O+4HNO34AgNO3+2H2O;得到的物质恰好是反应掉的物质,可以使溶液恢复电解前的状况,C正确。‎ ‎5．下图所示装置中，电流表A发生偏转，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c应是下列各组中的(　　)‎ A．a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4‎ B．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4‎ C．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液 D．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液 答案：　C 解析：　原电池工作时，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，说明b极失去电子是负极，a极上金属离子得电子是正极，电解质溶液中含有先于H＋放电的金属阳离子。‎ ‎6.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：‎ 实验装置 部分实验现象 a极质量减小 b极质量增加 b极有气泡产生 c极无变化 实验装置 部分实验现象 d极溶解 c极有气泡产生 电流从a极 流向d极 由此判断这四种金属的活动性顺序是(　　)‎ A.a>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>c D.a>b>d>c 答案：　C 解析：　由第一个装置a极溶解，故a为负极，可知金属活动性a>b，第二个装置依据金属活动顺序可知金属活动性b>c；同理第三个装置d极溶解可知d极为负极，金属活动性d>c，由第四个装置电流从a极流向d极，则电子从d极流向a极，故金属活动性d>a，则选项C符合题意。‎ ‎7．在如图所示的装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表格中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　)‎ M N P A Zn Cu 稀硫酸 B Cu Fe 稀盐酸 C Ag Zn 硝酸银溶液 D Zn Fe 硝酸铁溶液 答案：　C 解析：　从题设条件，M棒变粗，N棒变细分析：M棒为原电池正极，N棒为原电池负极；N棒金属材料的活泼性要大于M棒材料的活泼性；电解质溶液中所含阳离子必须能在M棒上析出。只有C项符合，负极材料Zn溶解，变细；Ag＋被还原，在正极材料Ag表面析出，变粗。‎ ‎8.可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是( )‎ A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓‎ C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 解析：B项，以NaOH为电解液时，不应生成Al(OH)3沉淀，而应生成AlO。C项，电解液的pH应减小。D项，电子通过外电路从负极流向正极。‎ 答案：A ‎9.TiO2在光照射下可使水分解：2H2O2H2↑＋O2↑，该过程类似植物的光合作用。下图是光照射下TiO2分解水的装置示意图。下列叙述正确的是( )‎ A．该装置可以将光能转化为电能，同时也能将其转化为化学能 B．TiO2电极上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ C．该装置工作时，电流由TiO2电极经R流向铂电极 D．该装置工作时，TiO2电极附近溶液的pH变大 解析：该装置光分解水是将光能转化为化学能，发生氧化还原反应生成氢气和氧气，电子的转移经过R，又将化学能转化为电能；铂电极上生成氢气的反应为2H＋＋2e－===H2↑；TiO2电极上生成氧气的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，所以TiO2电极附近溶液的pH减小；电子由TiO2电极经R流向铂电极，电流流动方向相反。‎ 答案：A ‎10.如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．Fe比Pb活泼，始终作负极 B．Fe在浓HNO3中钝化，始终不会溶解 C．电池停止工作时，烧杯中生成了Fe(NO3)3‎ D．利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想 答案：　D 解析：　开始时，电解质溶液是浓HNO3，Fe在浓HNO3中钝化，所以开始时Pb是负极：Pb－2e－===Pb2＋，A项错误；随着反应的进行，浓HNO3变成稀HNO3，Fe变为原电池的负极：Fe－2e－===Fe2＋，B项错误；由于最终Fe有剩余，所以不会生成Fe(NO3)3，C项错误；根据Pb与浓HNO3反应：Pb＋4HNO3(浓)===Pb(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，过量的Fe与稀HNO3发生反应：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，可知反应产生了有害气体NO2、NO，会污染环境，不符合“绿色化学”思想，D项正确。‎ ‎11.在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多金属腐蚀现象。现通过如图所示装置进行实验探究。下列说法正确的是( )‎ A．用图Ⅰ所示装置进行实验，为了更快、更清晰地观察到液柱上升，可用酒精灯加热具支试管 B．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ所示装置的正极材料是铁 C．铝制品表面出现白斑的原理可以通过图Ⅲ所示装置进行探究，Cl－由活性炭向铝箔表面迁移，并发生电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ D．图Ⅲ所示装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑 答案：D 解析：选D。A项，加热使具支试管中气体体积增大，部分气体逸出，冷却后，气体体积缩小，导管中形成液柱，不能证明金属发生了吸氧腐蚀，错误；B项，负极材料应为铁，错误；C项，铝箔为负极，活性炭为正极，正极反应为3O2＋12e－＋6H2O===12OH－，负极反应为4Al－12e－＋12OH－===4Al(OH)3，错误；D项，将正极反应式和负极反应式相加可得图Ⅲ所示装置的总反应：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑，正确。‎ ‎12.Mg－AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgCl＋Mg===Mg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是( )‎ A．AgCl为电池的正极 B．正极反应为Ag＋＋e－===Ag C．该电池一定不能被MgCl2溶液激活 D．可用于海上应急照明供电，直接将化学能转化为光能 答案：A 解析：选A。A.根据电池的总反应，AgCl中Ag＋得电子生成Ag发生还原反应，作电池的正极，A项正确；B.AgCl是难溶于水的物质，正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B项错误；C.MgCl2‎ 是电解质，导电能力强于海水，能激活该电池，C项错误；D.该电池能应急照明供电，能将化学能转化为电能，D项错误。‎ ‎13.铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。研读下图，下列判断不正确的是( )‎ A．K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol C．K闭合时，Ⅱ中SO向c电极迁移 D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极 答案：C 解析：选C。C项，当K闭合时，Ⅰ为原电池、Ⅱ为电解池，Ⅱ中c电极上的PbSO4得电子转化为Pb和SO，d电极上的PbSO4失电子转化为PbO2和SO，SO向d电极移动。‎ ‎14.下图是某同学设计的验证原电池和电解池的实验装置，下列有关说法不正确的是( )‎ A．关闭K2、打开K1，试管内两极都有气泡产生 B．关闭K2、打开K1，一段时间后，发现左侧试管收集到的气体比右侧略多，则a为负极，b为正极 C．关闭K2、打开K1，一段时间后，用拇指堵住试管移出烧杯，向试管内滴入酚酞，发现左侧试管内溶液变红色，则a为负极，b为正极 D．关闭K2、打开K1，一段时间后，再关闭K1、打开K2，电流表指针不会偏转 答案：D 解析：选D。关闭K2、打开K1，是电解NaCl溶液的过程，反应方程式为2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，Cl－在阳极上放电生成Cl2，H＋在阴极上放电生成H2，则两极都有气泡产生；且由于Cl2可以溶于水，收集到的Cl2的体积略少于H2的体积，则与外电源b极相连的石墨棒作电解池的阳极，b极为正极；左侧试管中溶液变红色，说明左侧试管中溶液呈碱性，则H＋放电，左侧石墨棒为电解池的阴极，a为外电源的负极；一段时间后，打开K2、关闭K1，可以构成原电池，放电时会引起电流表指针发生偏转。‎ ‎15．下列叙述正确的是 (　　)‎ A．反应AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，可以设计成原电池 B．Zn和稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率 C．把铁片和铜片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到铜片上产生大量气泡，说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化 D．Zn－Cu原电池工作过程中，溶液中H＋向负极做定向移动 答案：　B 解析：　A项，该反应不属于氧化还原反应，不能用于设计原电池；B项，锌与置换出来的铜在电解质溶液中构成原电池，加快产生H2的速率；C项，Cu与稀硫酸不反应，Fe在稀硫酸中不发生钝化；D项，H＋应向原电池的正极做定向移动。‎ ‎16．镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为xMg＋Mo3S4MgxMo3S4，在镁原电池放电时，下列说法错误的是 (　　)‎ A．Mg2＋向正极迁移 B．Mo3S4得到电子 C．Mo3S4发生氧化反应 D．负极反应为Mg－2e－===Mg2＋‎ 答案：　C 解析：　该原电池反应中镁是还原剂，作原电池的负极，失去电子，电极反应是Mg－2e－===Mg2＋； Mo3S4在反应中是氧化剂，得到电子，发生还原反应；溶液中阳离子向正极移动，故A、B、D正确，C错误。‎ ‎17.电池是人类生产和生活中的重要能量来源,各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )‎ A.原电池反应均是自发的氧化还原反应 B.氢氧燃料电池工作时氢气在正极被氧化 C.氢氧燃料电池是将热能转变为电能的装置 D.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加 解析:原电池反应中的能量变化是将化学能转化为电能,必须是自发的氧化还原反应,A项正确,C项错误;氢氧燃料电池中,H2发生氧化反应,在负极被氧化,B项错误;铅蓄电池放电过程中总反应为Pb(s)+PbO2 (s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),生成物PbSO4附着在两电极上使正、负极质量增加,D项错误。‎ 答案:A ‎18.电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是( )‎ A．化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电 B．铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大 C．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点 D．锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，比能量高 解析：A项，化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电反复使用，正确；B项，铅蓄电池应用广泛，主要优点是制作方便，但质量重，单位质量的电极材料释放的电能小，错误；C项，任何可燃性燃料，只要把燃料失去电子的氧化反应和助燃剂的还原反应分开进行，都可以设计成燃料电池，燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染小等优点，正日益成为备受人们喜爱的电池，正确；D项，锂的原子量为7，每产生1 mol电子，消耗金属的质量只有‎7 g，所以相同质量时提供的能量要比其他电池高得多。因此锂电池是一种高能电池，具有体积小、重量轻，比能量高的优点，正确。‎ 答案：B ‎19.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+H2OCH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是( )‎ A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动 B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗‎4.48 L氧气 C.电池反应的化学方程式为CH3CH2OH+O2CH3COOH+H2O D.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O4OH-‎ 解析:A项,检测时,电解质溶液中的H+移向正极;B项,若反应中有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗的O2体积为‎2.24 L;D项,电解质溶液呈酸性,正极上发生的反应为O2+4H++4e-2H2O。‎ 答案:C ‎20.燃料电池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转化为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是( )‎ A．负极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O B．正极反应式为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－‎ C．随着不断放电，电解质溶液碱性不变 D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大 解析：A、B两项是正确的；综合A、B两项知C项不正确；根据能量转化的规律，燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功的效率要大得多，D项正确。‎ 答案：C ‎21.研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )‎ A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C．Na＋不断向“水”电池的负极移动 D．AgCl是还原产物 解析：本题考查电化学，意在考查电极反应式的书写、电子转移情况和溶液中离子的移动情况。电池的正极得电子，A项错误；阳离子向正极移动，C项错误；Ag化合价升高形成AgCl，AgCl是氧化产物，D项错误。‎ 答案：B ‎22.将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即可构成CH4燃料电池。已知通入CH4一极的电极反应式是CH4＋10OH－===CO＋7H2O＋8e－；通入O2一极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－。下列有关叙述中，不正确的是( )‎ A．通入CH4的电极为负极 B．正极发生氧化反应 C．溶液中的OH－向负极移动 D．工作一段时间后应补充KOH 解析：该燃料电池正极发生还原反应，B不正确。根据题中电极反应式知CH4发生氧化反应，通入CH4的电极为负极，A正确；原电池工作时，电解质溶液中阴离子移向负极，C正确；该电池总反应为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，工作时消耗KOH，D正确。‎ 答案：B ‎23.以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水,关于两个电解池反应的说法正确的是　( )‎ A.阳极反应式相同 B.电解结束后所得液体的pH相同 C.阴极反应式相同 D.通过相同电量时生成的气体总体积相等(同温同压)‎ 解析：选C。A项,以石墨为电极电解水,阳极:4OH--4e-2H2O+O2↑,以石墨为电极电解饱和食盐水,阳极:2Cl--2e-Cl2↑,二者阳极电极反应式不同,故A错误;B项,电解水溶液的pH不变,电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气,pH变大,所以电解结束后所得液体的pH不相同,故B错误;C项,以石墨为电极分别电解水和饱和食盐水阴极上都是2H++2e-H2↑,所以阴极电极反应式相同,故C正确;D项,设转移电子数为4 mol,则依据电解方程式:2H2O2H2↑+O2↑,电解水生成3 mol气体;依据电解方程式2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,电解食盐水生成4 mol气体,故D错误。‎ ‎24.根据下表提供的数据，判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中，各种离子浓度关系正确的是( )‎ 化学式 电离常数 HClO K＝3×10－8‎ H2CO3‎ K1＝4.3×10－7‎ K2＝5.6×10－11‎ A.c(HCO)>c(ClO－)>c(OH－)‎ B．c(ClO－)>c(HCO)>c(H＋)‎ C．c(HClO)＋c(ClO－)＝c(HCO)＋c(H2CO3)‎ D．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(ClO－)＋c(OH－)‎ 答案：A 解析：由电离常数可知H2CO3的一级电离要大于HClO的电离，故ClO－的水解程度大于HCO的水解程度，故c(HCO)>c(ClO－)>c(OH－)，A正确；D中的电荷守恒中缺少CO，应为：c(Na＋)＋c(H＋)===c(HCO)＋c(ClO－)＋c(OH－)＋‎2c(CO)。‎