高二化學電化學原理及其應用練習題

1、高二化學電化學原理及其應用練習題(含答案)專題2 第4講 電化學原理及其應用一、選擇題1(2011河北刑臺一模)工業(yè)上利用氫氣在氯氣中燃燒，所得產(chǎn)物再溶于水的方法制得鹽酸，流程復雜且造成能量浪費。有人設想利用原電池原理直接制鹽酸，下列說法正確的是()A假設這種想法可行，則可能在制取鹽酸的同時，獲取電能B負極材料用鋅，正極材料用石墨，用氫氧化鈉作電解質(zhì)溶液C通入氫氣的電極為原電池的正極D電解質(zhì)溶液中的陰離子向通氯氣的電極移動答案：A點撥：該原電池應用惰性電極，氫氣通入負極區(qū)，氯氣通入正極區(qū)，稀鹽酸作電解質(zhì)溶液，B、C項錯誤；在原電池中，陽離子向正極區(qū)移動，陰離子向負極區(qū)移動，D項錯誤。2(201

2、1石家莊一模)鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染，鎂電池放電時電壓高且平穩(wěn)，因而越來越成為人們研制綠色電池所關注的焦點。某種鎂二次電池的反應為xMgMo3S4放電充電MgxMo3S4，下列敘述不正確的是()A放電時正極的電極反應為：Mo3S42xe=Mo3S42xB充電時陰極的電極反應為：xMg22xe=xMgC放電時Mg2向正極移動D放電時Mo3S4發(fā)生氧化反應答案：D點撥：放電時，Mg在負極發(fā)生氧化反應：xMg2xe=xMg2，Mo3S4在正極發(fā)生還原反應：Mo3S42xe=Mo3S2x4，放電過程中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。充電時，陰極的電極反應式為：xMg22xe=xM

3、g，陽極的電極反應式為：Mo3S42x=Mo3S42xe。故選項D錯誤。3(2011湖北黃岡質(zhì)量檢測)用鉛蓄電池電解AgNO3、Na2SO3的溶液，a、b、c、d電極材料均為石墨，已知鉛蓄電池的總反應為：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)放電充電2PbSO4(s)2H2O(l)，通電時a電極質(zhì)量增加，下列說法正確的是()A電路中通過1 mol電子時，Y電極質(zhì)量增加48 gB放電時鉛蓄電池負極的電極反應式為：PbO2(s)4H(aq)SO42(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)Cc、d電極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為12DX極為負極答案：A點撥：a極質(zhì)量增加，即析出了Ag，a為陰極

4、，則Y為負極，X為正極，D項錯；B項，所寫電極反應式為正極的電極反應式；C項，c為陰極放出H2，d為陽極放出O2，物質(zhì)的量之比為21。4(2011河北衡水統(tǒng)考)如圖所示，X為鐵、Y為石墨電極，a是電解質(zhì)溶液，實驗開始前，在U形管的兩邊同時滴入幾滴酚酞試液，下列敘述錯誤的是()A合上K1、斷開K2，若a是稀硫酸，則Y上有氣泡冒出B合上K1、斷開K2，若a是飽和食鹽水，則Y電極附近溶液慢慢變?yōu)榧t色C合上K2、斷開K1，若a是硫酸銅溶液，則Y電極上有紅色物質(zhì)析出D合上K2、斷開K1，若a是氫氧化鐵膠體，則X電極附近紅褐色加深答案：C點撥：A項鐵作負極、石墨作正極，石墨電極上產(chǎn)生氫氣；B項Y電極作正極

5、，電極反應為O24e2H2O=4OH，使酚酞變紅；C項Y電極作陽極，產(chǎn)生氧氣；D項氫氧化鐵膠粒帶正電移向陰極即X電極。5(2010全國)下圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖，電池的一個電極由有機光敏染料(S)涂覆在TiO2納米晶體表面制成，另一電極由導電玻璃鍍鉑構成，電池中發(fā)生的反應為：TiO2/ShTiO2/S*(激發(fā)態(tài))TiO2/S*TiO2/SeI32e3I2TiO2/S3I2TiO2/SI3下列關于該電池敘述錯誤的是()A電池工作時，I離子在鍍鉑導電玻璃電極上放電B電池工作時，是將太陽能轉化為電能C電池的電解質(zhì)溶液中I和I3濃度不會減少D電池中鍍鉑導電玻璃為正極答案：A點撥：太陽能電池

6、是將太陽能轉化為電能的裝置，電極材料和電解質(zhì)溶液只起到導電的作用。6(2011課標，11)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有關該電池的說法不正確的是()A電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為FeB電池放電時，負極反應為Fe2OH2e=Fe(OH)2C電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D電池充電時，陽極反應為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O答案：C點撥：A項，由電池反應可知，Ni2O3Ni(OH)2，Ni的化合價由3價2價，化合價降低，發(fā)生還原反應，故Ni2O3為正極，F(xiàn)eFe(OH)2，F(xiàn)e的化

7、合價由0價2價，化合價升高，發(fā)生氧化反應，故Fe為負極，正確；B項，負極發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e2OH2e=Fe(OH)2，正確；C項，陰極發(fā)生還原反應，F(xiàn)e(OH)22e=Fe2OH，c(OH)增大，溶液的pH增大，故錯誤；D項，陽極發(fā)生氧化反應，電極反應為2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D正確。7(2010課標全國)根據(jù)下圖，可判斷出下列離子方程式中錯誤的是()A2Ag(s)Cd2(aq)=2Ag(aq)Cd(s)BCo2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)C2Ag(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd2(aq)D2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(aq)答案：A

8、點撥：根據(jù)原電池知識，金屬活動性負極正極，可得三種金屬的活動性順序應為：CdCoAg，則選項中符合此關系的置換反應成立。8(2011北京理綜，8)結合下圖判斷，下列敘述正確的是()A和種正極均被保護B. 和中負極反應均是Fe2e=Fe2C. 和中正極反應均是O22H2O4e=4OHD. 和中分別加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有藍色沉淀答案：A點撥：A項，電子從負極流向正極，抑制正極失電子，所以正極均被保護。B項，中的負極反應為Zn2e=Zn2。C項，中的正極反應為2H2e=H2。D項，由于中負極反應產(chǎn)生Zn2，不會與K3Fe(CN)6溶液作用產(chǎn)生藍色沉淀。9(2011試題調(diào)研)下列有關電池

9、的說法不正確的是()A手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能D鋅錳干電池中，鋅電極是負極答案：B點撥：如果不理解“二次電池”的含義，會錯選A項。本題考查電池原理，涉及電池分類、電子流向、能量轉化形式、電極判斷等，二次電池也就是充電電池，A選項正確；銅鋅原電池中，銅為正極，鋅為負極，鋅失電子，電子通過外電路導線流向銅電極(正極)，B選項錯誤；燃料電池將化學能轉化為電能，對外放電，C選項正確；鋅錳干電池中鋅為負極，石墨為正極，D選項正確。10(2010安徽)如圖是三種稀酸對FeCr合金隨Cr含量變化的腐蝕性實驗結果，下列

10、有關說法正確的是()A稀硝酸對FeCr合金的腐蝕性比稀硫酸和稀鹽酸的弱B稀硝酸和鐵反應的化學方程式是：Fe6HNO3(稀)=Fe(NO3)33NO23H2OCCr含量大于13%時，因為三種酸中硫酸的氫離子濃度最大，所以對FeCr合金的腐蝕性最強D隨著Cr含量增加，稀硝酸對FeCr合金的腐蝕性減弱答案：D點撥：A項，由圖示可知當Cr含量小于13%時，稀硝酸對合金的腐蝕性比稀硫酸和稀鹽酸強，當Cr含量大于13%時，稀硝酸對合金腐蝕性較弱。B項，稀硝酸與金屬反應時，其還原產(chǎn)物應是NO。C項，Cr含量大于13%時，硫酸對合金腐蝕性最強，由于溶液密度沒有給出，硫酸中氫離子濃度不一定最大。D項，由圖示可知

11、，隨著Cr含量增加，稀硝酸對合金腐蝕性減弱。11(2010北京)下列有關鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是()A鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護B鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護內(nèi)部不被腐蝕C鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應是Fe3e=Fe3答案：B點撥：A項，鋼管與電源正極連接，則鋼管為電解池的陽極，發(fā)生氧化反應被腐蝕；B項，鐵遇冷濃硝酸，表面形成致密的氧化膜，可保護內(nèi)部不被腐蝕；C項，鋼管與銅管露天堆放在一起時易形成原電池，鋼管作負極易被腐蝕；D項，負極反應應為Fe2e=Fe2。12如下圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是()A4213B

12、2134C4231 D3241答案：A點撥：金屬的腐蝕，從本質(zhì)上講也是組成化學電池發(fā)生氧化還原反應的結果。在原電池中，活潑金屬為負極，該金屬被氧化，不活潑金屬便被保護起來，其被腐蝕的速度大大減小，所以裝置3中的鐵被腐蝕的速率比1中的慢；反之，當鐵與比它不活潑的金屬，如Sn、Cu等連接起來，則被腐蝕的速率增大，所以容器2中的鐵比容器1中的鐵被腐蝕得快。容器4是一個電解池，在這里Fe是陽極，不斷地以Fe2的形式進入容器中，從而加速了鐵的腐蝕，在上述四種容器中，容器4中鐵的腐蝕過程是最快的。綜上分析，鐵被腐蝕的快慢順序為：4213。二、非選擇題13按下圖所示裝置進行實驗，并回答下列問題：(1)判斷裝

13、置的名稱：A池為_，B池為_。(2)鋅極為_極，電極反應式為_；銅極為_極，電極反應式為_；石墨棒C1為_極，電極反應式為_；石墨棒C2附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象為_ _。(3)當C2極析出224 mL氣體(標準狀況下)，鋅的質(zhì)量變化為(增加或減少)_g。CuSO4溶液的質(zhì)量變化為(增加或減少)_g。答案：(1)原電池電解池(2)負Zn2e=Zn2正Cu22e=Cu陽2Cl2e=Cl2有無色氣體產(chǎn)生，附近溶液出現(xiàn)紅色(3)減少0.65增強0.01點撥：A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中構成原電池，B池中兩個電極均為石墨電極，在以A為電源的情況下構成電解池，即A原電池帶動B電解池。A池中Zn為負極，C

14、u為正極。B池中C1為陽極，C2為陰極析出H2，周圍OH富集，酚酞變紅。n(H2)0.01 mol，所以電路上轉移電子的物質(zhì)的量為0.01 mol20.02 mol，根據(jù)得失電子守恒，鋅極有0.01 mol Zn溶解，即Zn極質(zhì)量減少0.01 mol65 gmol10.65 g，銅極上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol(65 gmol164 gmol1)0.01 g。14(2011試題調(diào)研)下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。(1)接通

15、電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：電源的N端為_極；電極b上發(fā)生的電極反應為_；列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積：_ _；電極c的質(zhì)量變化是_g；電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_；(2)如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？_答案：(1)正4OH4e=2H2OO2水減少的質(zhì)量：100g(110.00%10.47%)4.5g，生成O2的體積：4.5g18gmol11222.4Lmol12.8L16堿性增大，因為電解后，水量減少，溶液中NaOH濃度增大酸性增大

16、，因為在陽極上OH生成O2，溶液中H離子濃度增加酸堿性大小沒有變化，因為K2SO4是強酸強堿鹽，濃度增加不影響溶液的酸堿性(2)能繼續(xù)進行，因為乙裝置中已轉變?yōu)镠2SO4溶液，反應也就變?yōu)樗碾娊夥磻c撥：本題考查綜合分析電解原理及計算能力。(1)依題意，甲裝置中裝氫氧化鈉溶液，實質(zhì)相當于電解水；乙裝置電解硫酸銅溶液；陰極：2Cu24e=2Cu；陽極：4OH4e=2H2OO2。c電極質(zhì)量增加，說明該電極為陰極，由d極為陽極，依次類推：e極為陰極，f極為陽極，N極為正極，M極為負極，a極為陰極，b極為陽極。甲裝置中裝氫氧化鈉溶液，在b極OH發(fā)生氧化反應：4OH4e=2H2OO2，電解反應為：2H

17、2O=通電2H2O2。兩裝置中裝K2SO4溶液，電解前后溶質(zhì)質(zhì)量不變，實質(zhì)是電解水，設電解水的質(zhì)量為x,100 g10.00%(100 gx)10.47%，x4.5 g。n(H2O)4.5 g18 gmol10.25 mol，n(O2)0.125 mol，V(O2)0.125 mol22.4 L/mol2.8 L。電解0.25 mol水轉移電子的物質(zhì)的量為0.5 mol，c極反應：Cu22e=Cu，根據(jù)電子守恒知，析出金屬質(zhì)量為m(Cu)0.25 mol64g/mol16g。甲、丙裝置實質(zhì)是電解水，乙裝置電解反應式為2CuSO42H2O=電解2Cu2H2SO4O2，溶液酸性增強。(2)如果銅全

18、部析出，甲裝置裝有氫氧化鈉溶液，乙裝置裝有硫酸溶液，丙裝置裝有硫酸鉀溶液，仍然能電解，三個裝置都相當于電解水。如果不清楚甲、乙、丙裝置中電極串聯(lián)，會錯誤判斷電極，導致回答問題出錯。15(2011試題調(diào)研)金屬鋁是應用廣泛的金屬之一，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用，對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。(1)在進行電解前，要對鋁電極進行表面處理，是將鋁片浸入熱的16% NaOH溶液中半分鐘左右，目的是_，反應的離子方程式為_。堿洗時常有氣泡冒出，原因是_(用離子方程式表示)。(2)以鋁片為陽極，在H2SO4溶液中電解，取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是

19、_。(3)在金屬表面形成一薄層有抗腐蝕、抗磨損能力的金屬鍍膜。例如在鋁片上電鍍銅時，電解原理是采用Cu(NO3)2溶液為電解質(zhì)，用_作陽極。而在實際的電鍍工藝中，要求金屬在鍍件上的析出速率得到控制，使析出的鍍層厚度均勻、光滑致密、與底層金屬的附著力強。所以電鍍銅時，實際使用的電鍍液是_(填序號)。AAlCl3 BCuCl2CK6Cu(P2O7)2 DCuSO4(4)在如圖所示裝置中，溶液的體積為100 mL，開始時電解質(zhì)溶液的濃度為0.1 mol/L，工作一段時間后導線上通過0.001 mol電子。若不考慮鹽的水解和溶液體積的變化，則電解后溶液的pH為_。答案：(1)除去表面的氧化膜Al2O32OH=2AlO2H2O2Al2OH2H2O=2AlO23H2(2)廢電解液中含有的Al3和HCO3發(fā)生了雙水解反應(3)Cuc(4)2點撥：本題以鋁的抗腐蝕處理為載體，主要考查電化學原理、簡單計算等。(1)鋁的金屬性強，表面易被氧化成氧化鋁，加入NaOH溶液后，氧化鋁與NaOH溶液反應，同時鋁也可能與NaOH溶液反應，有氣泡產(chǎn)生。(2)溶液中存在的Al3與HCO3發(fā)生雙水解反應，因此既有沉淀生成，又有氣體放出。(3)電鍍時用鍍層金屬為陽極，鍍件為陰極，含有鍍層金屬離子的溶液為電解質(zhì)溶液，因此采用銅為陽極