《應(yīng)用電化學(xué)》題集

《應(yīng)用電化學(xué)》題集第一大題：選擇題（每小題5分，共50分）下列哪個(gè)過(guò)程不屬于電化學(xué)過(guò)程？

A.鋼鐵的腐蝕

B.銅的冶煉

C.氫氣的燃燒

D.鋰電池的充放電在電解池中，陰離子向哪個(gè)方向移動(dòng)？

A.正極

B.負(fù)極

C.陽(yáng)極

D.陰極下列哪種電池屬于一次電池？

A.鉛酸蓄電池

B.鎳鎘電池

C.鋰離子電池

D.鋅錳干電池在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的是哪一極？

A.正極

B.負(fù)極

C.陽(yáng)極

D.陰極下列哪個(gè)因素不影響電極電位的大??？

A.溶液中離子的活度

B.電極材料的性質(zhì)

C.溫度

D.電極的形狀在電鍍過(guò)程中，鍍層金屬應(yīng)作為電解池的哪一極？

A.正極

B.負(fù)極

C.陽(yáng)極

D.陰極下列哪種現(xiàn)象屬于電化學(xué)腐蝕？

A.鋼鐵在潮濕空氣中的生銹

B.鋁制品的磨損

C.玻璃的破碎

D.塑料的老化在電解水的過(guò)程中，加入少量電解質(zhì)如氫氧化鈉，其主要作用是？

A.提高水的電導(dǎo)率

B.作為反應(yīng)物參與電解

C.改變電解產(chǎn)物的種類(lèi)

D.降低電解所需的電壓下列哪種材料常用作電解池的隔膜？

A.石墨

B.陶瓷

C.活性炭

D.離子交換膜在燃料電池中，燃料在電池的哪一極發(fā)生反應(yīng)？

A.正極

B.負(fù)極

C.陽(yáng)極

D.陰極第二大題：填空題（每小題5分，共25分）電化學(xué)腐蝕主要分為_(kāi)_____腐蝕和______腐蝕兩大類(lèi)。在電解池中，電子從電源的______極流出，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流入電解池的______極。電極電位的大小與溶液中離子的______、電極材料的______以及______等因素有關(guān)。在電鍍過(guò)程中，鍍件應(yīng)作為電解池的______極，鍍層金屬應(yīng)作為電解池的______極。燃料電池是一種將______能直接轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能的裝置。第三大題：判斷題（每小題5分，共10分）在原電池中，電流的方向是從正極流向負(fù)極。（）電解池中的陽(yáng)極總是發(fā)生氧化反應(yīng)。（）第四大題：簡(jiǎn)答題（每小題10分，共20分）簡(jiǎn)述電化學(xué)腐蝕的防護(hù)方法，并舉例說(shuō)明。解釋為什么在原電池中，負(fù)極材料會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)。第五大題：名詞解釋?zhuān)啃☆}5分，共15分）電極電位電解池燃料電池第六大題：計(jì)算題（每小題10分，共20分）已知某原電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，若通過(guò)該電池的電流為0.5A，計(jì)算1小時(shí)內(nèi)該電池所能提供的電能。在電解水的實(shí)驗(yàn)中，若電解2小時(shí)得到氫氣1克，計(jì)算電解時(shí)所需的電流強(qiáng)度（假設(shè)電解效率為100%，氫氣的摩爾質(zhì)量為2g/mol）。第七大題：論述題（每小題20分，共20分）論述電化學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，并舉例說(shuō)明其在實(shí)際生產(chǎn)中的重要作用。要求結(jié)合具體實(shí)例，分析電化學(xué)原理在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用及其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。第八大題：綜合應(yīng)用題（每小題15分，共30分）某工廠使用鉛酸蓄電池作為備用電源，若該電池的電動(dòng)勢(shì)為2V，內(nèi)阻為0.1Ω，當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，電池兩極間的電壓為多少？若外電路閉合，電流為10A時(shí)，電池兩極間的電壓又為多少？在電鍍銅的過(guò)程中，若電鍍液的銅離子濃度為0.1mol/L，電流效率為90%，電鍍面積為1dm2，電鍍時(shí)間為1小時(shí)，計(jì)算電鍍后銅層的厚度（銅的密度為8.9g/cm3，摩爾質(zhì)量為64g/mol，阿伏伽德羅常數(shù)為6.02×1023/mol）。第九大題：設(shè)計(jì)題（每小題10分，共20分）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的原電池實(shí)驗(yàn)，要求使用常見(jiàn)的材料，并說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)期現(xiàn)象。設(shè)計(jì)一個(gè)電解食鹽水的實(shí)驗(yàn)，要求說(shuō)明實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！稇?yīng)用電化學(xué)》題集答案：第一大題：選擇題答案C（氫氣的燃燒是化學(xué)反應(yīng)，不屬于電化學(xué)過(guò)程）D（在電解池中，陰離子向正極即陰極移動(dòng)）D（鋅錳干電池屬于一次電池）B（在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的是負(fù)極）D（電極的形狀不影響電極電位的大?。〥（在電鍍過(guò)程中，鍍層金屬應(yīng)作為電解池的陰極）A（鋼鐵在潮濕空氣中的生銹屬于電化學(xué)腐蝕）A（加入少量電解質(zhì)如氫氧化鈉，可以提高水的電導(dǎo)率）D（離子交換膜常用作電解池的隔膜）B（在燃料電池中，燃料在電池的負(fù)極發(fā)生反應(yīng)）第二大題：填空題答案化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕正極，陰極活度，性質(zhì)，溫度陰極，陽(yáng)極化學(xué)，電第三大題：判斷題答案錯(cuò)（在原電池中，電流的方向是從負(fù)極流向正極）對(duì)（電解池中的陽(yáng)極總是發(fā)生氧化反應(yīng)）第四大題：簡(jiǎn)答題答案電化學(xué)腐蝕的防護(hù)方法主要有：涂覆防護(hù)層、電鍍、化學(xué)鍍、犧牲陽(yáng)極保護(hù)法、外加電流保護(hù)法等。例如，涂覆防護(hù)層是在金屬表面涂覆一層非金屬保護(hù)層，如油漆、塑料、橡膠等，以隔絕金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸，從而達(dá)到防護(hù)的目的。在原電池中，負(fù)極材料會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，這是因?yàn)樨?fù)極是電子流出的極，即失去電子的極。當(dāng)負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，它會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，將電子傳遞給電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子，從而形成電流。第五大題：名詞解釋答案電極電位：是指電極在溶液中所具有的電位差，它反映了電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的能力。電極電位的大小與溶液中離子的活度、電極材料的性質(zhì)以及溫度等因素有關(guān)。電解池：是一種將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。在電解池中，通過(guò)外加電壓的作用，使電解質(zhì)溶液中的陰、陽(yáng)離子發(fā)生定向移動(dòng)，并在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。燃料電池：是一種將燃料和氧化劑（通常是氧氣）直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在燃料電池中，燃料在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極發(fā)生還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生電流和電能。第六大題：計(jì)算題答案已知某原電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，若通過(guò)該電池的電流為0.5A，則1小時(shí)內(nèi)該電池所能提供的電能為：W=EIt=1.5V×0.5A×3600s=2700J。在電解水的實(shí)驗(yàn)中，若電解2小時(shí)得到氫氣1克，則電解時(shí)所需的電流強(qiáng)度為：I=m/(2tM)×(q/N)=1g/(2×3600s×2g/mol)×(2×6.02×1023/mol)×(1C/6.02×1023/mol)=0.0014A（假設(shè)電解效率為100%，氫氣的摩爾質(zhì)量為2g/mol，q為電子的電荷量，N為阿伏伽德羅常數(shù)）。第七大題：論述題答案電化學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，例如電鍍、電解冶煉、電化學(xué)合成等。以電鍍?yōu)槔婂兪且环N利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的方法。電鍍可以提高金屬的耐腐蝕性、增加硬度、防止磨耗、提高導(dǎo)電性、潤(rùn)滑性、耐熱性和表面美觀等。在實(shí)際生產(chǎn)中，電鍍技術(shù)被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、電子、航空航天等領(lǐng)域，為這些行業(yè)的產(chǎn)品提供了重要的表面處理技術(shù)。電鍍技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，還帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。第八大題：綜合應(yīng)用題答案（1）當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，電池兩極間的電壓等于電池的電動(dòng)勢(shì)，即2V。（2）若外電路閉合，電流為10A時(shí)，電池兩極間的電壓為：U=E-Ir=2V-10A×0.1Ω=1V。（1）根據(jù)法拉第電解定律，電鍍時(shí)通過(guò)的電量Q與電鍍層的質(zhì)量m成正比，即Q=km（k為比例常數(shù)）。（2）電鍍時(shí)通過(guò)的電量Q也可以表示為電流I與時(shí)間t的乘積，即Q=It。（3）聯(lián)立以上兩式，得到電鍍層的質(zhì)量m=(It)/k。（4）將已知的電流效率、電鍍面積、電鍍時(shí)間以及銅的密度、摩爾質(zhì)量、阿伏伽德羅常數(shù)等代入上式，即可求出電鍍后銅層的厚度。第九大題：設(shè)計(jì)題答案（1）實(shí)驗(yàn)材料：銅片、鋅片、導(dǎo)線、電流表、稀硫酸。（2）實(shí)驗(yàn)步驟：將銅片和鋅片分別插入稀硫酸中，并用導(dǎo)線連接銅片和鋅片，形成原電池。將電流表連接在導(dǎo)線上，觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況。（3）預(yù)期現(xiàn)象：電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表明有電流通過(guò)原電池，即銅片和鋅片之間發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。（1）實(shí)驗(yàn)裝置：電解池、食鹽水、電源、導(dǎo)線、電極（陰極和陽(yáng)極）。（2）實(shí)驗(yàn)步驟：將食鹽水倒入電解池中，將電極插入電解池中，并連接電源和導(dǎo)線。打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)電壓至適當(dāng)值，開(kāi)始電解食鹽水。（3）預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在電解過(guò)程中，陰極上會(huì)有氫氣產(chǎn)生，陽(yáng)極上會(huì)有氯氣產(chǎn)生。同時(shí)，電解池中食鹽水的顏色會(huì)逐漸變淺，最終得到氫氧化鈉溶液和氫氣、氯氣。第十大題：拓展思考題答案（1）電化學(xué)在新能源領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。例如，鋰離子電池、鈉離子電池等新型電池技術(shù)正逐漸成為新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域的重要能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換技術(shù)。（2）此外，電化學(xué)還可以應(yīng)用于氫能的制備和儲(chǔ)存。通過(guò)電解水制氫和氫氣燃料電池等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)氫能的高效制備和利用。（3）未來(lái)，隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，電化學(xué)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛和深入。（1）一種創(chuàng)新的電化學(xué)腐蝕防護(hù)方法是采用自修復(fù)涂層技術(shù)。這種涂層在受到腐蝕損傷時(shí)能夠自動(dòng)修復(fù)，從而延長(zhǎng)材料的使用壽命。（2）自修復(fù)涂層的原理是在涂層中添加一些具有自