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    [电化学基础试题集锦] 电化学基础

    时间:2020-02-23 07:25:17 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      一、选择题(每小题只有一个正确选项)�   �   1.相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是( )�      2.关于下列装置的说法正确的是( )�
      
      A.装置①中,盐桥中的K��+�移向ZnSO��4�溶液�
      B.装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大�
      C.用装置③精炼铜时,c极为粗铜�
      D.装置④中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe��2+�生成�
      3.我国发射上天的宇宙飞船――“神舟”七号上使用的是氢氧燃料电池,其电池总反应式为2H��2�+O��2�2H��2�O,电解质溶液溶质为KOH,溶剂是水,反应保持在较高温度下进行,使生成的水不断蒸发,经过一定的处理后供宇航员使用。下列关于该电池的说法中正确的是( )�
      A.此电池能发出蓝色火焰�
      B.工作时电解溶液的pH不断减小�
      C.H��2�从正极通入,O��2�从负极通入�
      D.电池放电时正极反应式:O��2�+2H��2�O+4e��-�4OH��-��
      4.一种新型酸性乙醇电池用磺酸类质子作溶剂,比甲醇电池效率高出32倍,电池反应式为�C��2�H��5�OH�+3O��2�2CO��2�+3H��2�O,其构造如下图所示。下列关于该电池的说法正确的是( )�
      
      A.放电过程中,电源内部的H��+�从正极区向负极区迁移�
      B.通入乙醇的电极是正极�
      C.该电池的正极反应式为4H��+�+O��2�+4e��-�2H��2�O�
      D.用该电池作电源,用惰性电极电解饱和NaCl溶液时,每消耗0.2molC��2�H��5�OH,阴极产生标准状况下气体的体积为13.44L�
      5.大功率镍氢动力电池及其管理模块,是国家“十五”863计划电动汽车专项中一项重要课题。我国镍氢电池居世界先进水平,解放军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi��5�H��6�(LaNi��5�H��6�中各元素化合价为零),电池反应通常表示为�LaNi�5H�6�+6NiO(OH)放电充电�LaNi�5�+6Ni(OH)�2。下列有关镍氢电池的说法不正确的是( )�
      A.电池工作时,储氢合金作负极�
      B.电池充电时,阳极发生氧化反应�
      C.电池放电时,电子由正极通过外电路流向负极�
      D.电池工作时,负极反应式为LaNi��5�H��6�+6OH��-�-6e��-�LaNi��5�+6H��2�O�
      
      6.如图所示,a、b是多孔石墨电极,某同学按图示装置进行如下实验:断开K��2�、闭合K��1�一段时间,观察到两支玻璃管内都有气泡将电极包围,此时断开K��1�、闭合K��2�,观察到电流计A的指针有偏转。下列说法不正确的是( )�
      A.断开K��2�、闭合K��1�一段时间,溶液的pH变大�
      B.断开K��1�、闭合K��2�时,b极上的电极反应式为2H��+�+2e��-�H��2�↑�
      C.断开K��2�、闭合K��1�时,a极上的电极反应式为4OH��-�-4e��-�O��2�↑+2H��2�O�
      D.断开K��1�、闭合K��2�时,OH��-�向b极移动�
      7.Li―Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为2Li��+�+FeS+2e��-�Li��2�S+Fe。有关该电池的下列说法中正确的是( )�
      A.Li―Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价�
      B.该电池的电池反应式为2Li+FeSLi��2�S+Fe�
      C.负极的电极反应式为Al-3e��-�Al��3+��
      D.充电时,阴极发生的电极反应式为Li��2�S+Fe-2e��-�2Li��+�+FeS�
      8.在盛有饱和Na��2�CO��3�溶液的烧杯中,插入惰性电极,保持温度不变,通电一定的时间后,下列判断正确的是( )�
      A.溶液的pH将增大�
      B.Na��+�数和CO��2-���3�数的比值将变小�
      C.溶液浓度不变,有晶体析出�
      D.溶液浓度逐渐增大并有晶体析出�
      9.已知金属离子的氧化性:Cu��2+�>Ni��2+�>Fe��2+�>Zn��2+�。金属镍有广泛用途,粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是( )�
      A.阳极发生还原反应,其电极反应式为Ni��2+�+2e��-�Ni�
      B.电解过程中,阳极减少的质量等于阴极增加的质量�
      C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe��2+�和Zn��2+��
      D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有铜和铂两种金属单质�
      10.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O��2�+2H��2�O+4e��-�4OH��-��
      D.P―型半导体连接的是电池负极�
      11.如用下图Ⅰ所示装置通电8分钟后,去掉直流电源,连接成图Ⅱ所示装置,可观察到电流计指针发生偏转,U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质,U形管右端液面上升。下列说法正确的�是( )��
      
      A.石墨电极上方得到的气体为H��2��
      B.装置Ⅰ通电后石墨电极周围溶液的pH上升�
      C.用装置Ⅱ进行实验时,石墨电极的电极反应为Cl��2�-2e��-�2Cl��-��
      D.用装置Ⅱ进行实验时,铁电极的电极反应式为Fe-2e��-�+2OH��-�Fe(OH)��2�↓�
      12.氯碱工业是一种高耗能产业,一种将燃料电池与电解池组合的新工艺可节能30%以上,下图是该工艺的图示(电极未标出)。下列说法正确的�是( �)�
      
      A.X为H��2�,Y为Cl��2��
      B.Ⅰ池为电解池,且�m<n��
      C.Ⅱ池为燃料电池,且�b<a��
      D.该工艺优点是燃料电池提供电能且能提高烧碱产品的浓度�
      
      13.锂离子电池已成为应用最广泛的可充电电池。某种锂离子电池的结构示意图如右,其中两极区间的隔膜只允许Li��+�通过。电池充电时的总反应式为�LiCoO��2���Li��1-�x��CoO��2��+�x�Li。关于该电池的推论错误的是( )�
      A.放电时,Li��+�主要从负极区通过隔膜移向正极区�
      B.放电时,负极反应式为�x�Li-�x�e��-��x�Li��+��
      C.充电时,由电能转化为化学能�
      D.充电时,负极(C)上锂元素被氧化�
      14.若按图甲装置进行实验,图乙中�x、y�分别表示流入电极的电子、某产物的物质的量。若将甲装置中的溶液改为等体积、等物质的量浓度的�CuSO��4��和NaCl溶液的混合液,电解过程中溶液的pH随时间�t�变化的示意图如丙所示。则下列叙述中正确的是( )�
      
      A.E表示反应生成Cu的物质的量�
      B.F表示反应生成H��2�SO��4�的物质的量�
      C.BC段阳极产物是Cl��2��
      D.CD段电解的物质是NaCl�
      15.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,向所得溶液中加入0.1molCu(OH)��2�后,恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子为( )�
      A.0.1molB.0.2mol�
      C.0.3molD.0.4mol�
      16.某溶液中含有两种溶质NaCl和H��2�SO��4�,它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是( )�
      A.阴极自始至终只析出H��2��
      B.阳极先析出Cl��2�,后析出O��2��
      C.电解最后阶段为电解水�
      D.溶液的pH不断增大,最后为7�
      二、填空题�
      17.某原电池中,电解质溶液为稀H��2�SO��4�,分别向负极通入CO(或CH��4�、H��2�S),向正极通入O��2�(或Cl��2�)。试完成下列问题。�
      (1)当分别通入CO和O��2�时�
      ①正极反应: ;�
      ②负极反应:2CO-4e��-�+2H��2�O2CO��2�+4H��+�;�
      ③电池总反应: ;�
      ④电解质溶液pH的变化: (填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。�
      (2)当分别通入CH��4�和O��2�时�
      ①正极反应:2O��2�+8e��-�+8H��+�4H��2�O;�
      ②负极反应: ;�
      ③电池总反应: ;�
      ④电解质溶液pH的变化: 。�
      (3)当分别通入H��2�S和Cl��2�时�
      ①正极反应: ;�
      ②负极反应:H��2�S-2e��-�2H��+�+S;�
      ③电池总反应: ;�
      ④电解质溶液pH的变化: 。�
      18.高纯铜(纯度可达99.99%)广泛应用于电器工业。某粗铜样品中含Fe、Ni、Ag、Au等四种金属杂质,可用电解法进行精炼制得高纯铜。�
      (1)请在下图1中标明电极材料和电解质溶液的名称。�
      
      (2)已知Ni的金属活动性介于Fe和Sn之间。则精炼完成后,在阳极底部的沉积物中可回收到的金属为 (填化学式)。�
      (3)若在实验室中完成此实验,可用铅蓄电池作电源。铅蓄电池的总反应式为Pb+PbO��2�+4H��+�+2SO��2-���4�放电充电2PbSO��4�+2H��2�O,在完全放电耗尽PbO��2�和Pb时,若按上图2所示连接进行充电,充电一段时间后,则在A电极上生成� �(填化学式),B电极上生成 (填化学式);充电完毕,铅蓄电池的正极是 (填“A”或“B”)极。�
      19.在如图所示的装置中,若通入直流电5min时,铜电极质量增加2.16g。试回答:�
      
      (1)电源中X极为直流电源的 极。�
      (2)pH变化:A ,B ,C (填“增大”、“减小”或“不变”)。�
      (3)通电5min时,B中共收集224mL气体(标况),溶液体积为200mL,则通电前CuSO��4�溶液的物质的量浓度为 (设电解前后溶液体积无变化)。�
      (4)若A中KCl足量且溶液的体积也是200mL,电解后,溶液的pH为 (设电解前后溶液体积无变化)。�
      参考答案�
      1.C 【解析】本题将实际问题与理论模型相结合,需要较强的理论联系实际的分析能力。A装置能构成原电池,铁作负极易被腐蚀;在B中,食盐水提供电解质溶液环境,炒锅和铁铲都是铁碳合金,符合原电池形成的条件(发生吸氧腐蚀),铁作负极,碳作正极;在C中,铜镀层将铁球覆盖,使铁被保护,所以铁不易被腐蚀;在D中,酸雨提供电解质溶液环境,铁铆钉和铜板分别作负极、正极,形成原电池。�
      2.B 【解析】因为平时常见的原电池装置是简易装置,不少同学对带盐桥的原电池装置较陌生,分析问题时易出错。装置①是原电池,Zn是负极:Zn-2e��-�Zn��2+�,ZnSO��4�溶液中Zn��2+�增多,盐桥中的阴离子移向ZnSO��4�溶液,去中和过量的正电荷。装置②中,a极是阴极,电解时水电离出的H��+�发生还原反应生成H��2�,破坏水的电离平衡,使�c�(OH��-�)>��c�(H��+��),溶液的pH增大。用装置③精炼铜时,粗铜应置于阳极(d极),精铜应置于阴极(c极)。装置④是原电池,Zn是负极,电子由Zn流向Fe,装置中有Zn��2+�生成。�
      3.D 【解析】本题易错选A或B,原因在于不了解氢氧燃料电池的工作原理,没注意审题。原电池是将化学能转化为电能的装置,电池内的氢气没有发生燃烧反应,A不正确。电池工作过程中KOH没有消耗,且生成的水不断蒸发,故pH基本保持不变。反应中H��2�发生氧化反应,应从负极通入;O��2�发生还原反应,应从正极通入。�
      4.C 【解析】本题中的电池是燃料电池,电极不参与反应,因不会判断电极反应,易错选A或D。原电池工作时,阳离子从负极区向正极区移动,A错误;乙醇发生氧化反应,通入燃料的电极是负极,B错误;每消耗0.2molC��2�H��5�OH,电路中转移�2.4mol�电子,由2H��+�+2e��-�H��2�↑,可知阴极产生�1.2molH��2��,在标准状况下气体的体积为26.88L。�
      5.C 【解析】本题极易错选,原因在于不能正确判断元素的化合价,从而不能正确判断反应和电极类型。放电时,LaNi��5�H��6�中的氢元素(相当于氢气)发生氧化反应生成水:LaNi��5�H��6�+6OH��-�-6e��-�LaNi��5�+6H��2�O,储氢合金作负极,充电时该电极发生还原反应,是阴极,阳极发生氧化反应。�
      6.B 【解析】原电池和电解池中离子的移动方向特别容易被混淆。当断开K��2�、闭合K��1�时为电解池,此时根据电源判断a极为阳极、b极为阴极,相当于电解了水,A、C项正确;当断开K��1�、闭合K��2�时,该装置为燃料电池,a极为正极,电极反应式为O��2�+2H��2�O+4e��-�4OH��-�,b极为负极,OH��-�向负极移动,电极反应式为2H��2�+4OH��-�-4e��-�2H��2�O,故D项正确、B项错误。�
      7.B 【解析】二次电池的电极类型和电极反应容易混淆,充放电时电极的连接问题尤其容易出错。Li是碱金属元素,比Al活泼,Li在电池中作负极材料,发生氧化反应,负极的电极反应式为Li-e��-�Li��+�;Al是正极材料,FeS在正极发生还原反应。充电时,电池的负极接直流电源的负极,此时电池的负极变为阴极,发生还原反应:Li��+�+e��-�Li。�
      8.C 【解析】本题电解的溶液是饱和溶液,不理解饱和溶液的特性会导致错选。电解饱和碳酸钠溶液,实际是电解水,反应后溶液仍为饱和溶液,在同一温度下,溶液浓度不变,会有晶体析出,溶液的pH保持不变。�
      9.D 【解析】分析电解精炼问题的关键,在于对放电顺序的理解和运用。电解池中阳极发生氧化反应,A项错误;阳极镍、铁、锌都溶解,而阴极只析出镍,故阳极减少的质量不等于阴极增加的质量,B项错误;镍精炼实验中的电解质溶液是镍盐,溶液中存在Ni��2+�、Fe��2+�、Zn��2+�,C项错误;铜、铂没有溶解,D项正确。�
      10.C 【解析】确定原电池电极类型的方法很多,但万变不离其宗。从电子的流向可知,a极是电子流出的极(负极),所以a处通入H��2�,b处通入O��2�;该装置至少涉及化学能、电能、光能的转化;碱性条件下,电池正极电极反应式为O��2�+2H��2�O+4e��-�4OH��-�;P―型半导体连接的是电池正极。�
      11.D 【解析】不少同学认为溶液中的OH��-�向阳极(石墨电极)移动,该极周围溶液的pH上升,这是典型的思维定势。装置Ⅰ是电解池,石墨是阳极,该电极上方得到的气体是Cl��2�;铁电极是阴极,该电极上方得到的气体是H��2�,同时该电极溶液中有OH��-�生成,通电后溶液的pH上升。装置Ⅱ是原电池,负极是铁,铁被氧化后与溶液中的OH��-�反应生成白色胶状的Fe(OH)��2�沉淀;正极的氯气溶于水,导致U形管右端液面上升,石墨电极的电极反应式为2H��+�+2e��-�H��2�↑。�
      12.D 【解析】不清楚生产原理、看不懂流程图,是导致解题出错的原因。电解饱和食盐水时,应加入饱和食盐水,流出电解生成的NaOH溶液,流出的是浓度变小的食盐水,据此可判断Ⅰ是电解池,X是Cl��2�,Y是H��2�。H��2�和电解生成的NaOH溶液进入Ⅱ装置,组成燃料电池,依据O�2+4e�-+2H�2O4OH�-,可知流出的NaOH溶液浓度增大。�
      13.D 【解析】该电池反应很陌生,很多学生不能据此判断电极反应。该电池放电时发生原电池反应,Li��+�主要从负极区通过隔膜移向正极区,负极Li发生氧化反应:�x�Li-�x�e��-��x�Li��+�。充电时发生电解反应,由电能转化为化学能;负极(C)上锂元素被还原。�
      14.B 【解析】本题涉及的信息较多,解题时容易顾此失彼。2CuSO��4�+2H��2�O电解2Cu+2H��2�SO��4�+O��2�↑,铜极流入2mol电子时,反应生成1molCu和1molH��2�SO��4�,则A项错误、B项正确。CuSO��4�和NaCl的混合溶液中,存在6种离子:Cu��2+�、Na��+�、H��+�、Cl��-�、SO��2-���4�、OH��-�,根据离子的放电顺序,可知电解时阴极首先是Cu��2+�放电,然后是H��+�;阳极首先是Cl��-�放电,然后是OH��-�。当CuSO��4�和NaCl的物质的量相等时,反应可分为三个阶段,先是电解CuCl��2�溶液(AB段),然后是电解CuSO��4�溶液(BC段,此时阳极产物是O��2�),最后是电解Na��2�SO��4�溶液(CD段,即电解水)。�
      15.D 【解析】根据2CuSO��4�+2H��2�O电解2Cu+2H��2�SO��4�+O��2�↑,电解硫酸铜溶液减少的质量相当于CuO的质量。加入0.1molCu(OH)��2�,可以使所得溶液恰好恢复到电解前的状态,说明电解过程中有0.1molCuSO��4�和0.1molH��2�O发生电解,因此转移的电子为0.1×2+0.1×2=0.4(mol)。不少学生没有考虑到加入Cu(OH)��2�后会导致溶液中水量的增加,从而误选B。�
      16.D 【解析】分析溶液中存在的离子及物质的量,搞清楚电解的过程是解题的关键。电解质溶液中,�n�(Na��+�)∶�n�(Cl��-�)∶�n�(H��+�)∶�n�(SO��2-���4�)=3∶3∶2∶1,电解的三个阶段分别相当于电解HCl→电解NaCl→电解�H��2�O�。电解HCl溶液时,产生H��2�和Cl��2�;电解NaCl溶液时,产生H��2�、OH��-�和Cl��2�,生成的OH��-�中和�H��2�SO��4��,且OH��-�过量;最后是电解水,阳极析出O��2�,所以最后的pH>7,阴极只放出H��2�。�
      17.(1)①O��2�+4e��-�+4H��+�2H��2�O ③2CO+O��2�2CO��2� ④不变 (2)②CH��4�-8e��-�+2H��2�OCO��2�+8H��+� ③CH��4�+2O��2�CO��2�+2H��2�O ④增大 (3)①Cl��2�+2e��-�2Cl��-� ③Cl��2�+H��2�S2Cl��-�+2H��+�+S↓ ④减小�
      【解析】用电池总反应式减去一个电极反应式,即可得到另外一个电极反应式。分析电解质溶液的pH变化时,应根据总反应式。(1)中电池反应为2CO+O��2�2CO��2�,不会导致溶液的pH变化;(2)中反应生成了水,对硫酸进行了稀释,导致溶液的pH增大;(3)中反应生成了强酸,导致溶液的pH减小。�
      18.(1)精铜 粗铜 硫酸铜溶液 (2)Ag、Au�
      (3)Pb PbO��2� B�
      【解析】(1)电解精炼铜时,用粗铜作阳极,精铜作阴极,用含有Cu��2+�的硫酸铜溶液作电解质溶液。(2)精炼完成后,在阳极底部的沉积物中可回收到的金属是比铜活泼性弱的Ag、Au。(3)充电时,A极是阴极,PbSO��4�发生还原反应生成Pb;B极是阳极,PbSO��4�发生氧化反应生成PbO��2�。充电完毕后,A极Pb发生氧化反应,是负极;B极PbO��2�发生还原反应,是正极。�
      19.(1)负 (2)增大 减小 减小 (3)�0.025mol/L� (4)13�
      【解析】解决本题的关键,是判断电极类型和电极反应,第二问的计算易出错。(1)三个装置是串联的电解池。电解硝酸银溶液时,Ag��+�在阴极发生还原反应变为Ag,所以质量增加的铜电极是阴极,则银电极是阳极,Y极是正极,X极是负极。(2)电解KCl溶液生成KOH,溶液pH增大;电解CuSO��4�溶液生成�H��2�SO��4��,溶液pH减小;电解AgNO��3�溶液生成HNO��3�,溶液pH减小。(3)通电5min时,C中析出0.02molAg,B中收集到的气体不是纯氧气,否则电子转移不守恒。因此,B中电解分为两个阶段,先电解CuSO��4�溶液,后电解水。所以,B中共收集到的�0.01mol�气体是O��2�和H��2�的混合物。设电解CuSO��4�溶液时生成O��2�的物质的量为�x�,电解H��2�O时生成O��2�的物质的量为�y�。则�:4x+4y�=0.02mol(电子数守恒),�x+3y�=0.01mol(气体体积之和),解得:�x=y�=0.0025mol,所以�n�(CuSO��4�)=2�n�(O��2�)=�0.005mol�,��c�(CuSO��4��)=0.005mol÷0.2L=0.025mol/L。(4)通电5min时,A中放出0.01molH��2�,溶液中生成�0.02molNaOH�,�c�(OH��-�)=0.02mol÷0.2L=�0.1mol/L�,pH=13。

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