2019届二轮复习电化学基础作业（全国通用）(10)

2019届二轮复习电化学基础作业（全国通用）(10)

电化学基础 一、单选题 ‎ ‎1.目前人们正研究开发一种高能电池——钠硫电池，它以熔融的钠、硫为两极，以Na＋导电的β″Al2O3陶瓷作固体电解质，反应为2Na＋xSNa2Sx。以下说法正确的是(　　)‎ A． 放电时，钠作正极，硫作负极 B． 放电时，Na＋向负极移动 C． 充电时，钠极与外电源正极相连，硫极与外电源的负极相连 D． 放电时，负极发生的反应是：2Na－2e－===2Na＋‎ ‎2.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 ‎3.若某装置发生如下反应：Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，关于该装置的有关说法正确的是(　　)‎ A． 该装置一定为原电池 B． 该装置为电解池 C． 若为原电池，Cu为正极 D． 电解质溶液可能是硝酸溶液 ‎4.火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时(　　)‎ A． 粗铜接电源负极 B． 纯铜作阳极 C． 杂质都将以单质形式沉积到池底 D． 纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.08 mol ‎5.汽车的启动电源常用铅蓄电池，该电池在放电时的反应如下：‎ Pb (s)＋PbO2(s) ＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s) ＋2H2O(l)，根据此反应判断下列叙述中正确的是(　　)‎ A． PbO2是电池的负极 B． 负极的电极反应式：Pb(s)＋(aq)－2e－===PbSO4(s)‎ C． 铅蓄电池属于一次电池 D． 电池放电时，溶液酸性增强 ‎6.一种充电电池放电时的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O；NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是(　　)‎ A． H2O的还原 B． NiO(OH)的还原 C． H2的氧化 D． Ni(OH)2的氧化 ‎7.下列有关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． 铜—锌—稀硫酸形成的原电池中，铜为正极 C． 把铜片插入氯化铁溶液中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加大 D． 把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加大 ‎8.下列描述中，不符合生产实际的是(　　)‎ A． 电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B． 电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C． 电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D． 在镀件上电镀锌，用锌作阳极 ‎9.在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A． X是电源的负极 B． 阴极的反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－‎ C． 总反应可表示：H2O＋CO2H2＋CO＋O2‎ D． 阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1‎ ‎10.如下图所示，把锌片和铜片用导线相连后插入装有稀硫酸溶液的烧杯中构成原电池。下列叙述正确的是(　　)‎ A． Zn是负极，发生还原反应 B． 电流从锌片流向铜片 C． 一段时间后，铜片质量减轻 D． 该装置将化学能转变为电能 ‎11.下列关于电解池的叙述中，正确的是(　　)‎ A． 电解池中的闭合回路仅是由电子的定向移动形成的 B． 金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阳极，从电解池的阴极流向电源的正极 C． 在电解质溶液中，阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动 D． 相同时间内，阳离子在阴极上得到电子与阴离子在阳极上失去电子的总数相等 ‎12.铁生锈是一种常见的自然现象，其主要化学反应方程式为4Fe＋3O2＋xH2O===2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架，水位高度如图所示。最容易生锈的铁架横杆是(　　)‎ A． ① B． ② C． ③ D． ④‎ ‎13.用质量均为100 g的铜棒做电极，电解硝酸银溶液，电解一段时间后，两个电极的质量差为28 g，则阴极的质量为(　　)‎ A． 128 g B． 114 g C． 119 g D． 121.6 g ‎14.镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是(　　)‎ ‎①有5.6 g金属被腐蚀　②有6.5 g金属被腐蚀　③在标况下有2.24 L气体放出　④在标况下有1.12L气体放出 A． ①② B． ②③ C． ①④ D． ③④‎ ‎15.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量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(已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)(　　)‎ A． 阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===Ni B． 电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C． 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋‎ D． 电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 二、填空题 ‎ ‎16.图中的A为直流电源，B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：‎ ‎(1)电源A中a点为________极。‎ ‎(2)滤纸B上发生的总反应方程式为____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为________________________________________________________________________，‎ 电极f上发生的反应为_______________________________________________，电镀槽中盛放的电镀液可以是________或__________(只要求填两种电解质溶液)。‎ ‎17.　氢氧燃料电池的工作原理如下图所示。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式[当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时]两种。试回答下列问题：‎ ‎(1)酸式电池的电极反应：‎ 负极：____________________________________________________________，‎ 正极：____________________________________________________________；‎ 电池总反应：______________________________________________________；‎ 电解质溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。‎ ‎(2)碱式电池的电极反应：‎ 负极：_______________________________________________________________，‎ 正极：_______________________________________________________________；‎ 电池总反应：______________________________________________；‎ 电解质溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。‎ ‎18.Ⅰ.某化学活动小组利用如下甲装置对原电池进行研究，请回答下列问题：(其中盐桥为含有KCl饱和溶液的琼脂)‎ ‎(1)在甲图装置中，当电流计中指针发生偏转时，盐桥中的离子移动方向为K＋移向________(填“A”或“B”)烧杯。‎ ‎(2)锌电极为电池的________极，发生的电极反应式为____________________________，铜电极上发生的电极反应式为________________________________。‎ Ⅱ.该小组同学提出设想，如果该实验中的盐桥换为导线(铜线)，电流计指针是否也发生偏转呢？带着疑问：‎ 该小组利用图乙装置进行了实验，发现电流计指针同样发生偏转，回答下列问题：‎ ‎(3)对于实验中产生电流的原因，该小组进行了深入探讨，后经老师提醒注意到使用的是铜导线，烧杯A实际为原电池，B成了用电器。对于图乙烧杯A实际是原电池的问题上，该小组成员发生了很大分歧：‎ ‎①一部分同学认为是由于ZnSO4溶液水解显酸性，此时原电池实际是由Zn、Cu作电极。H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。如果这个观点正确，那么原电池的正极反应式为____________________________________________________________________。‎ ‎②另一部分同学认为是溶液酸性较弱。由于溶解在溶液中的氧气的作用，使得Zn、Cu之间形成原电池。如果这个观点正确，那么原电池的正极反应式为___________________________。‎ ‎(4)若第(3)问中②观点正确，则可以利用此原理设计电池为在偏远海岛工作的灯塔供电。其具体装置为以金属铝和石墨为电极。以海水为电解质溶液，最终铝变成氢氧化铝。请写出该电池工作时总反应的化学方程式：________________________________。‎ 三、实验题 ‎ ‎19.某同学在做原电池原理的实验时，有如下实验步骤：‎ ‎①用导线将灵敏电流计的两端分别与纯净的锌片和铜片相连接(如图1)。‎ ‎②把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中;‎ ‎③把一块纯净的铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中;‎ ‎④用导线把锌片和铜片连接起来后,再平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中(如图2)。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)实验步骤①中应观察到的现象是　。‎ ‎(2)实验步骤②中应观察到的现象是　。‎ ‎(3)实验步骤③中应观察到的现象是　。‎ ‎(4)实验步骤④中应观察到的现象是　。‎ ‎(5)通过实验步骤④该同学头脑中有了一个猜想(或假设),该猜想是　。‎ ‎(6)为了证实该猜想,该同学又设计了第⑤步实验,请简要画出第⑤步实验的装置示意图。‎ ‎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.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)。‎ ‎ ‎ 答案解析 ‎1.【答案】D ‎【解析】放电时，负极失去电子发生氧化反应，正极得到电子发生还原反应，故钠作负极，硫作正极，A错误；放电时，阳离子向正极移动，B错误；充电时，钠极(负极)与外电源的负极相连，硫极(正极)与外电源的正极相连，C错误；放电时，负极发生氧化反应，D正确。‎ ‎2.【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。‎ ‎3.【答案】B ‎【解析】已知反应为非自发的氧化还原反应，该装置只能电解池，A错误，B正确。电解质不能为HNO3，否则得电子的为，而非H＋得电子放出H2，D错误；即使为原电池，由反应可知，Cu发生氧化反应，Cu失去电子，也只能是Cu作负极，C错误。‎ ‎4.【答案】D ‎【解析】电解精炼铜时，用粗铜作阳极，用纯铜作阴极，A、B错误；锌比铜活泼，失电子变成锌离子进入溶液中，金、银不活泼，以单质形式沉积到池底，C错误；n(e－)＝×2＝0.08 mol，D正确。‎ ‎5.【答案】B ‎【解析】　在放电时PbO2是原电池的正极，A错误；负极的电极反应式：Pb(s)＋(aq)＋2e－===PbSO4(s)，B正确；铅蓄电池属于可充电电池，是二次电池，C错误；电池放电时，由于不断消耗硫酸，所以溶液酸性减弱，D错误。‎ ‎6.【答案】D ‎【解析】与外电源正极连接的应为充电电池的阳极，阳极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O，Ni(OH)2被氧化。‎ ‎7.【答案】C ‎【解析】铜－稀硫酸－铁形成原电池，铁为负极，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋‎ ‎，铜为正极，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，A正确；金属活动性Zn>Cu，在铜—锌—稀硫酸原电池中锌为负极，铜为正极，B正确；铜插入氯化铁溶液，反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，氯化铜对此反应无影响，C错误；Zn＋ 2H＋===Zn2＋＋ H2↑，加入几滴氯化铜，部分锌发生反应Zn＋ Cu2＋===Zn2＋＋Cu，置换出的铜附着在锌片表面可形成原电池，加快氢气的生成速率，D正确。‎ ‎8.【答案】A ‎【解析】电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生反应Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生反应Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。‎ ‎9.【答案】D ‎【解析】根据图示知：与X相连的电极产生CO和H2，CO2→CO、H2O→H2得到电子被还原，应在电解池阴极发生，X是电源的负极，A正确；电解质为熔融金属氧化物，电极反应：H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－，B正确；阳极释放出氧气，反应为2O2－＋4e－===O2↑，总反应：H2O＋CO2H2↑＋CO↑＋O2↑，C正确；根据电子守恒：2H2～4e－～O2、2CO～4e－～O2，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是2∶1，D错误。‎ ‎10.【答案】D ‎【解析】该装置可构成原电池，是将化学能转变为电能的装置，D正确。较活泼金属锌作负极，Zn－2e－===Zn2＋，发生氧化反应，A错误；较不活泼金属铜做正极，2H＋＋2e－===H2↑，发生还原反应，C错误；电子从负极经导线流向正极，电流方向与之相反，B错误。‎ ‎11.【答案】D ‎【解析】外电路电子的定向移动和内电路电解质溶液中的阴、阳离子的定向移动，形成电解池的闭合回路，A错误；金属导线中，电子从电源的负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极，B错误；电解池中阴离子向带正电荷的阳极移动，阳离子向带负电荷的阴极移动，C错误；相同时间内，根据电子守恒，阳离子在阴极上得到电子与阴离子在阳极上失去电子的总数相等，D正确。‎ ‎12.【答案】C ‎【解析】铁的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，后者是铁腐蚀的主要原因。电化学腐蚀中最常见的是在中性和弱酸性条件下的吸氧腐蚀，图中③处接触空气最多，最符合吸氧腐蚀发生的条件，所以腐蚀最快。④处不存在电解质溶液，只能发生化学腐蚀，①②处接触溶液中含氧量少，吸氧腐蚀机会也少。‎ ‎13.【答案】D ‎【解析】用铜作电极电解硝酸银溶液时，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应：Cu－2e－===Cu2＋，阴极上银离子得电子生成银，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，设阴极析出银的质量为x，阳极溶解铜的质量为y，根据电子守恒得x/108＝2y/64，两个电极质量差为溶解铜的质量和析出银的质量之和，所以x＋y＝28，解得x＝21.6，y＝6.4。所以阳极上金属质量＝100 g－6.4 g＝93.6 g，阴极上金属质量＝100 g＋21.6 g＝121.6 g，选D。‎ ‎14.【答案】B ‎【解析】镀锌铁发生电化学腐蚀，活泼性强的锌作负极：Zn－2e－===Zn2＋，有0.2 mol电子转移，有0.1 mol Zn溶解，在正极上：2H＋＋2e－===H2↑，生成0.1 mol H2，B正确。‎ ‎15.【答案】D ‎【解析】阳极发生氧化反应，A错；电解过程中，阳极主要电极反应为Ni－2e－===Ni2＋，但比Zn活泼的铁和锌也会溶解，Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，而阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，溶解和析出金属不同，B错误；电解后溶液还有镍离子，C错；Cu和Pt比镍弱，形成阳极泥，D正确。‎ ‎16.【答案】(1)正　‎ ‎(2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH　‎ ‎(3)Zn－2e－===Zn2＋　Zn2＋＋2e－===Zn ZnSO4溶液　ZnCl2溶液 ‎【解析】‎ ‎17.【答案】(1)2H2－4e－===4H＋　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　2H2＋O2===2H2O　变大 ‎(2)2H2－4e－＋4OH－===4H2O　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　2H2＋O2===2H2O　变小 ‎【解析】燃料电池所用的介质(电解质溶液或相当于电解质溶液)‎ 不同，相应的电极反应就不同；但无论如何书写，两电极反应相叠加始终等于燃料的燃烧反应。这也是验证电极反应是否正确的一种方法。‎ ‎(1)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在，酸性条件下与H＋结合生成H2O；负极上，H2失电子变为H＋，H＋进入电解质溶液。电池总反应为H2在O2中燃烧的反应，由于有水生成，溶液将逐渐变稀，故pH变大。‎ ‎(2)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在，碱性条件下与H2O分子结合生成OH－；负极上，H2失电子变为H＋，碱性条件下H＋不能大量存在，与OH－结合生成水。电池总反应也是H2在O2中的燃烧反应。同样，由于有水生成，c(OH－)变小，pH变小。‎ ‎18.【答案】Ⅰ.(1)B　(2)负　Zn－2e－===Zn2＋　Cu2＋＋2e－===Cu　‎ Ⅱ.(3)①2H＋＋2e－===H2↑　②O2＋2H2O＋4e－===4OH－　(4)4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3‎ ‎【解析】Ⅰ.电极反应式为 负极：Zn－2e－===Zn2＋‎ 正极：Cu2＋＋2e－===Cu 所以K＋应移向正极区即移向B。‎ Ⅱ.(3)①若是酸性引起的，电极反应式为 负极：Zn－2e－===Zn2＋‎ 正极：2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎②若是O2作用引起的，电极反应式为 负极：2Zn－4e－===2Zn2＋‎ 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ ‎(4)Al作负极，石墨为正极，海水作为电解质溶液，电极反应式为 负极：4Al－12e－===4Al3＋‎ 正极：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－‎ 总反应式为 ‎4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。‎ ‎19.【答案】(1)电流计指针不偏转 ‎(2)锌片上有气泡产生 ‎(3)铜片上无气泡 ‎(4)铜片上有大量气泡,锌片上没有气泡或有少量气泡 ‎(5)有电子从锌经导线向铜片移动 ‎(6)‎ ‎【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。‎ ‎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】(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。‎