第四章電化學(xué)基礎(chǔ)專項(xiàng)訓(xùn)練（人教版選修4）

電化學(xué)基礎(chǔ)專項(xiàng)訓(xùn)練一、原電池工作原理1．為將反應(yīng)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，下列裝置能達(dá)到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜)()答案B解析A項(xiàng)電解質(zhì)溶液為NaOH，Al與之反應(yīng)實(shí)質(zhì)不是與H＋反應(yīng)，生成產(chǎn)物是AlOeq\o\al(－,2)而不是Al3＋；C項(xiàng)Al與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的為NO；D項(xiàng)為電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。2．日常所用的干電池，其電極分別為碳棒(上面有帽)和鋅(皮)，以糊狀NH4Cl和ZnCl2作為電解質(zhì)溶液(其中加入MnO2吸收H2)，電極反應(yīng)可簡(jiǎn)化為Zn－2e－=Zn2＋，2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3與Zn2＋結(jié)合)，根據(jù)上面敘述判斷下列說(shuō)法正確的是()A．Zn為正極，碳為負(fù)極B．負(fù)極反應(yīng)為2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3↑＋H2↑C．工作時(shí)電子由碳極經(jīng)外電路流向鋅極D．長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用時(shí)，內(nèi)裝的糊狀物可能流出腐蝕電器答案D解析活動(dòng)性：Zn>C，由負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)可知，負(fù)極為Zn，正極為C；外電路中電子移動(dòng)方向?yàn)樨?fù)極→正極，故C錯(cuò)；電池工作時(shí)MnO2吸收H2生成H2O，Zn溶解，糊狀物變稀，故可能流出腐蝕電器。二、新型電池的結(jié)構(gòu)與原理3．據(jù)報(bào)道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因?yàn)殇\電池容量更大，而且沒(méi)有鉛污染，其電池反應(yīng)為2Zn＋O2=2ZnO，原料為鋅粒、電解液和空氣，則下列敘述正確的是()A．鋅為正極，空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng)B．負(fù)極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2OC．正極發(fā)生氧化反應(yīng)D．電解液可以是強(qiáng)酸也可以是強(qiáng)堿答案B解析2Zn＋O2=2ZnO，Zn失電子，O2得電子，即Zn為原電池負(fù)極，O2在正極上反應(yīng)，故B正確；若電解液為強(qiáng)酸，ZnO則不能存在，故D不正確。4．燃料電池的基本組成為電極、電解液、燃料和氧化劑。此種電池的能量利用率可高達(dá)80%(一般柴油發(fā)電機(jī)只有40%左右)，產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)B．氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過(guò)處理之后可供宇航員使用C．乙醇燃料電池的電解液常用KOH溶液，該電池的負(fù)極反應(yīng)為C2H5OH－12e－=2CO2↑＋3H2OD．甲烷堿性燃料電池的正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－答案C5．LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動(dòng)汽車。電池反應(yīng)為FePO4＋Lieq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li＋導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說(shuō)法正確的是()A．可加入硫酸以提高電解液的導(dǎo)電性B．放電時(shí)電池內(nèi)部Li＋向負(fù)極移動(dòng)C．充電過(guò)程中，電池正極材料的質(zhì)量增加D．放電時(shí)電池正極反應(yīng)為FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4答案D三、電解原理及其應(yīng)用6．如圖中，兩電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為a極：Cu2＋＋2e－=Cub極：Fe－2e－=Fe2＋，下列說(shuō)法中不正確的是()A．該裝置可能是電解池B．a(chǎn)極上一定發(fā)生還原反應(yīng)C．a(chǎn)、b可能是同種電極材料D．該過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)換一定是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能答案D7．下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯(cuò)誤的是()答案C解析電鍍銅時(shí)，Cu作陽(yáng)極，鍍件作陰極，故C錯(cuò)。8．如下圖，a、b是石墨電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液顯紅色。下列說(shuō)法正確的是()A．Pt為陰極，Cu為陽(yáng)極B．b極的電極反應(yīng)式是2H＋＋2e－=H2↑C．電解過(guò)程中CuSO4溶液的pH逐漸增大D．Pt極上有6.4gCu析出時(shí)，b極產(chǎn)生2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體答案B9．取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圈呈淺紅色。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．b電極是陰極B．a(chǎn)電極與電源的正極相連接C．電解過(guò)程中，水是氧化劑D．b電極附近溶液的pH變小答案D10．下列各組溶液電解一段時(shí)間后，再加入相關(guān)物質(zhì)，溶液能恢復(fù)原狀況的是()選項(xiàng)電解質(zhì)溶液陽(yáng)極陰極加入的物質(zhì)ANaCl溶液碳鐵鹽酸BNaOH溶液碳碳水C硫酸銅溶液銅碳硫酸銅D硫酸鐵碳H2O答案B四、金屬的腐蝕與防護(hù)11．有關(guān)金屬腐蝕的論述，正確的是()A．金屬的腐蝕一定伴有電流產(chǎn)生B．Fe在干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易被腐蝕C．發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母g時(shí)較活潑的金屬總是作正極而被腐蝕D．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)都有能量的轉(zhuǎn)變，且被腐蝕的金屬總是失電子答案D解析金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕是金屬直接與氧化劑反應(yīng)，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，無(wú)電流產(chǎn)生；而電化學(xué)腐蝕是最普遍的金屬腐蝕，其原理與原電池原理一致。12．下列敘述不正確的是()A．鐵表面鍍鋅，鐵作陽(yáng)極B．船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕C．鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑答案A解析本題考查電化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。選項(xiàng)A，在鐵表面鍍鋅時(shí)，應(yīng)該鋅作陽(yáng)極，含Zn2＋的溶液作電解液；選項(xiàng)B，Zn的活動(dòng)性比Fe強(qiáng)，Zn失去電子而保護(hù)了船體；選項(xiàng)C，鋼鐵吸氧腐蝕時(shí)，O2在正極獲得電子；選項(xiàng)D，Cl－失電子能力大于OH－，電解飽和食鹽水時(shí)，Cl－在陽(yáng)極失去電子變?yōu)镃l2。13．下列各種方法中，能對(duì)金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是()①金屬表面涂抹油漆②改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)③保持金屬表面清潔干燥④金屬表面進(jìn)行電鍍⑤使金屬表面形成致密的氧化物薄膜A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部答案D解析金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，題目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金屬和電解質(zhì)溶液接觸形成原電池的目的；②中如在金屬中加入某些其他元素改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)也可以起到防腐蝕的效果。14．下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法不正確的是()A．純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B．當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C．海輪外殼連接鋅塊以保護(hù)外殼不受腐蝕D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負(fù)極相連以保護(hù)它不受腐蝕答案B解析銀器在空氣中久置會(huì)被氧化變黑，為化學(xué)腐蝕，A正確；當(dāng)鍍層破損時(shí)，Sn、Fe可形成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，不再起到保護(hù)作用，B錯(cuò)；Fe與Zn塊形成原電池，Zn作負(fù)極(陽(yáng)極)，從而保護(hù)Fe正極(陰極)，C正確；外加電流的陰極保護(hù)法應(yīng)使被保護(hù)對(duì)象與直流電源的負(fù)極相連，故D正確。五、電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)綜合應(yīng)用15．圖中的A為直流電源，B為滲透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的c點(diǎn)顯紅色。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)電源A中a點(diǎn)為________極。(2)濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為______________________________________________。(3)欲在電鍍槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K點(diǎn)，使c、d兩點(diǎn)短路，則電極e上發(fā)生的反應(yīng)為_______________________________________________________________________________，電極f上發(fā)生的反應(yīng)為___________________________________________________________，槽中盛放的電鍍液可以是________或__________(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。答案(1)正(2)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH(3)Zn－2e－=Zn2＋Zn2＋＋2e－=ZnZnSO4溶液ZnCl2溶液16．鐵是用途最廣的金屬材料之一，但生鐵易生銹。請(qǐng)討論電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有關(guān)鐵的性質(zhì)。(1)①某原電池裝置如上圖所示，右側(cè)燒杯中的電極反應(yīng)式為___________________________，左側(cè)燒杯中的c(Cl－)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。②已知下圖甲、乙兩池的總反應(yīng)式均為Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，且在同側(cè)電極(指均在“左電極”或“右電極”)產(chǎn)生H2。請(qǐng)?jiān)趦沙厣蠘?biāo)出電極材料(填“Fe”或“C”)。(2)裝置丙中，易生銹的是______點(diǎn)(填“a”或“b”)。裝置丁中可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________。答案(1)①2H＋＋2e－=H2↑增大②甲池中：左——Fe，右——C乙池中：左——Fe，右——C(2)a鐵屑表面生成紅棕色銹斑，試管內(nèi)液面上升解析(1)①電池反應(yīng)中Fe作負(fù)極，石墨棒作正極，右側(cè)電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。由于平衡電荷的需要，鹽橋中的Cl－向負(fù)極遷移，故NaCl溶液中c(Cl－)增大。②裝置乙是電解裝置，陰極(右側(cè))產(chǎn)生H2，同時(shí)根據(jù)總反應(yīng)式可知Fe只能作陽(yáng)極(左側(cè))。由已知條件知，在裝置甲中，F(xiàn)e作原電池的負(fù)極，在左側(cè)，C作原電池的正極，在右側(cè)。(2)裝置丙中由于a點(diǎn)既與電解液接觸，又與空氣接觸，故易生銹。裝置丁中鐵屑發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極：Fe－2e－=Fe2＋，正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，生成的離子繼續(xù)反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O，由整個(gè)反應(yīng)來(lái)看，最終鐵屑表面會(huì)生成紅棕色的鐵銹，由于反應(yīng)消耗氧氣，因此試管內(nèi)液面上升。17．下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中K2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題：(1)電源的N端為________極；(2)電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為__________________________________________________；(3)列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：______________________________；(4)電極c的質(zhì)量變化是________g。答案(1)正(2)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(3)水減少的質(zhì)量：100g×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(10.00%,10.47%)))≈4.5g生成O2的體積：eq\f(4.5g,18g·mol－1)×eq\f(1,2)×22.4L·mol－1＝2.8L(4)16解析由題中信息c的電極質(zhì)量增加知：c極上析出銅，故c為陰極，d為陽(yáng)極，e為陰極，f為陽(yáng)極。(1)N為正極，M為負(fù)極，a為陰極，b為陽(yáng)極。(2)甲燒杯中b極上發(fā)生反應(yīng)為4OH