高中化學(xué)人教版選修四試題：第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)專項訓(xùn)練

高中化學(xué)課程PAGEPAGE6電化學(xué)基礎(chǔ)專項訓(xùn)練題組1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項電解質(zhì)溶液為NaOH，Al與之反應(yīng)實質(zhì)不是與H＋反應(yīng)，生成產(chǎn)物是AlOeq\o\al(－,2)而不是Al3＋；C項Al與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的為NO；D項為電能轉(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.工作時電子由碳極經(jīng)外電路流向鋅極D.長時間連續(xù)使用時，內(nèi)裝的糊狀物可能流出腐蝕電器答案D解析活動性：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；外電路中電子移動方向為負(fù)極→正極，故C錯；電池工作時MnO2吸收H2生成H2O，Zn溶解，糊狀物變稀，故可能流出腐蝕電器。題組2新型電池的結(jié)構(gòu)與原理3.據(jù)報道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因為鋅電池容量更大，而且沒有鉛污染，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.電解液可以是強酸也可以是強堿答案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)電機只有40%左右)，產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說法錯誤的是()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、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。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.放電時電池內(nèi)部Li＋向負(fù)極移動C.充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量增加D.放電時電池正極反應(yīng)為FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4答案D題組3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－=Cu、b極：Fe－2e－=Fe2＋，下列說法中不正確的是()A.該裝置可能是電解池B.a極上一定發(fā)生還原反應(yīng)C.a、b可能是同種電極材料D.該過程中能量的轉(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)于銅電極的連接錯誤的是()答案C解析電鍍銅時，Cu作陽極，鍍件作陰極，故C錯。8.如下圖，a、b是石墨電極，通電一段時間后，b極附近溶液顯紅色。下列說法正確的是()A.Pt為陰極，Cu為陽極B.b極的電極反應(yīng)式是2H＋＋2e－=H2↑C.電解過程中CuSO4溶液的pH逐漸增大D.Pt極上有6.4gCu析出時，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，一段時間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圈呈淺紅色。則下列說法錯誤的是()A.b電極是陰極B.a電極與電源的正極相連接C.電解過程中，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間后，再加入相關(guān)物質(zhì)，溶液能恢復(fù)原狀況的是()選項電解質(zhì)溶液陽極陰極加入的物質(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題組4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極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑答案A解析本題考查電化學(xué)知識的應(yīng)用。選項A，在鐵表面鍍鋅時，應(yīng)該鋅作陽極，含Zn2＋的溶液作電解液；選項B，Zn的活動性比Fe強，Zn失去電子而保護(hù)了船體；選項C，鋼鐵吸氧腐蝕時，O2在正極獲得電子；選項D，Cl－失電子能力大于OH－，電解飽和食鹽水時，Cl－在陽極失去電子變?yōu)镃l2。13.下列各種方法中，能對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.①②③④ B.①③④⑤C.①②④⑤ D.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，鍍層仍能對鐵制品起保護(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被氧化變黑，為化學(xué)腐蝕，A正確；當(dāng)鍍層破損時，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；Fe與Zn塊形成原電池，Zn作負(fù)極(陽極)，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)對象與直流電源的負(fù)極相連，故D正確。題組5電化學(xué)基礎(chǔ)知識綜合應(yīng)用15.鐵、銅及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。請回答下列問題：(1)黃鐵礦(FeS2，其中S為－1價)是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料。其中一個反應(yīng)為3FeS2＋8O2eq\o(=,\s\up7(高溫))6SO2＋Fe3O4，氧化產(chǎn)物為________，若有3molFeS2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。(2)①鋼鐵的電化學(xué)腐蝕簡單示意圖如下，將該圖稍作修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的簡單示意圖，請在下圖虛線框內(nèi)作出修改，并用箭頭標(biāo)出電子流動方向。②寫出修改前的鋼鐵吸氧腐蝕時石墨電極的電極反應(yīng)式：_______________________。(3)高鐵酸鉀(K2FeO4)可作凈水劑，也可用于制造高鐵電池。高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，該電池放電時正極反應(yīng)式為________________。用該電池電解100mL1mol·L－1的AgNO3溶液，當(dāng)電路中通過0.1mol電子時，被電解溶液的pH為________(溶液體積變化忽略不計)。答案(1)SO2、Fe3O432mol(2)①如圖所示②O2＋2H2O＋4e－=4OH－(3)FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－0解析(1)標(biāo)化合價3Feq\o(e,\s\up6(＋2,))eq\o(S,\s\up6(－1,))2＋8eq\o(O,\s\up6(0,))2高溫,6eq\o(S,\s\up6(＋4,))eq\o(O,\s\up6(－2,))2＋Feq\o(e,\s\up6(＋8/3,))3eq\o(O,\s\up6(－2,))4，化合價升高的元素為Fe、S，所以氧化產(chǎn)物為SO2、Fe3O4，若有3molFeS2參加反應(yīng)，則有8molO2參加反應(yīng)，化合價降低4×8mol＝32mol。(2)碳是惰性電極，所以只能形成電解池才能防止鐵腐蝕。(3)正極是得電子的，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)得電子，鐵的化合價由＋6降到＋3，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)＋3e－=Fe(OH)3，由電池反應(yīng)式可知電解質(zhì)溶液為堿性溶液，用OH－配平電荷：FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－，最后用水配平得：FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－；根據(jù)陽極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，所以參加反應(yīng)的n(OH－)＝0.1mol，生成n(H＋)＝0.1mol，c(H＋)＝1mol·L－1，pH＝0。16.肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，是一種可燃性液體，可用作火箭燃料。(1)已知在101kPa時，32.0gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和水，放出熱量624kJ(25℃時)，N2H4完全燃燒的熱化學(xué)方程式是___________________________________________。(2)肼-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。肼-空氣燃料電池放電時，正極的反應(yīng)式是________；負(fù)極的反應(yīng)式是___________________。(3)右圖是一個電化學(xué)過程示意圖。①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_________________________________。②假設(shè)使用肼-空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質(zhì)量變化128g，則肼-空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣______L(假設(shè)空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%)。答案(1)N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)ΔH＝