人教版化学《电化学基础》专项训练（含答案解析）

人教版化学《电化学基础》专项训练（含答案解析）题组1原电池工作原理1．为将反应2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)()2．日常所用的干电池，其电极分别为碳棒(上面有帽)和锌(皮)，以糊状NH4Cl和ZnCl2作为电解质溶液(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应可简化为Zn－2e－=Zn2＋、2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋结合)，根据上面叙述判断下列说法正确的是()A．Zn为正极，碳为负极B．负极反应为2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3↑＋H2↑C．工作时电子由碳极经外电路流向锌极D．长时间连续使用时，内装的糊状物可能流出腐蚀电器题组2新型电池的结构与原理3．Mg－AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg－2e－=Mg2＋B．正极反应式为Ag＋＋e－=AgC．电池放电时Cl－由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑4．燃料电池的基本组成为电极、电解液、燃料和氧化剂。此种电池的能量利用率可高达80%(一般柴油发电机只有40%左右)，产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是()A．上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用C．乙醇燃料电池的电解液常用KOH溶液，该电池的负极反应为C2H5OH－12e－=2CO2↑＋3H2OD．甲烷碱性燃料电池的正极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－5．LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为FePO4＋Lieq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是()A．可加入硫酸以提高电解液的导电性B．放电时电池内部Li＋向负极移动C．充电过程中，电池正极材料的质量增加D．放电时电池正极反应为FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4题组3电解原理及其应用6．下列图示中关于铜电极的连接错误的是()7．下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是()选项电解质溶液阳极阴极加入的物质ANaCl溶液碳铁盐酸BNaOH溶液碳碳水C硫酸铜溶液铜碳硫酸铜D硫酸铁碳H2O8.取一张用饱和NaCl溶液润湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是()A．b电极是阴极B．a电极与电源的正极相连接C．电解过程中，水是氧化剂D．b电极附近溶液的pH变小9．如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。下列说法正确的是()A．Pt为阴极，Cu为阳极B．b极的电极反应式是2H＋＋2e－=H2↑C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大D．Pt极上有6.4gCu析出时，b极产生2.24L(标准状况)气体10．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如右图，电解总反应为2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是()A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成题组4金属的腐蚀与防护11．有关金属腐蚀的论述，正确的是()A．金属的腐蚀一定伴有电流产生B．Fe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀C．发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀D．发生电化学腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子12．下列叙述不正确的是()A．铁表面镀锌，铁作阳极B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl－－2e－=Cl2↑13．下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是()①金属表面涂抹油漆②改变金属内部结构③保持金属表面清洁干燥④金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜A．①②③④ B．①③④⑤C．①②④⑤ D．全部14．下列有关金属的保护方法的说法中正确的是()A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率加快C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是钢铁的电化学保护法题组5电化学基础知识综合应用15．铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：(1)黄铁矿(FeS2，其中S为－1价)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2＋8O2eq\o(=,\s\up7(高温))6SO2＋Fe3O4，氧化产物为________，若有3molFeS2参加反应，转移电子的物质的量为________。(2)①钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在右图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀时石墨电极的电极反应式：________________________________________________________________________。(3)高铁酸钾(K2FeO4)可作净水剂，也可用于制造高铁电池。高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，该电池放电时正极反应式为________________________________________________________________________。用该电池电解100mL1mol·L－1的AgNO3溶液，当电路中通过0.1mol电子时，被电解溶液的pH为______(溶液体积变化忽略不计)。16．肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。(1)已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624kJ(25℃时)，N2H4完全燃烧的热化学方程式是________________________________________________________________________。(2)肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时，正极的反应式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；负极的反应式是________________________________________________________________________。(3)右图是一个电化学过程示意图。①锌片上发生的电极反应式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②假设使用肼－空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化为128g，则肼－空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气______L(假设空气中氧气体积分数为20%)。

答案精析1．B[A项电解质溶液为NaOH，Al与之反应实质不是与H＋反应，生成产物是AlOeq\o\al(－,2)而不是Al3＋；C项Al与稀HNO3反应产生的为NO；D项为电能转变为化学能。]2．D[活动性：Zn>C，由负极发生氧化反应可知，负极为Zn，正极为C；外电路中电子移动方向为负极→正极，故C错；电池工作时MnO2吸收H2生成H2O，Zn溶解，糊状物变稀，故可能流出腐蚀电器。]3．B[根据题意，Mg－海水－AgCl电池总反应式为Mg＋2AgCl=MgCl2＋2Ag。A项，负极反应式为Mg－2e－=Mg2＋，正确；B项，正极反应式为2AgCl＋2e－=2Cl－＋2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑，正确。]4．C5.D6．C[电镀铜时，Cu作阳极，镀件作阴极，故C错。]7．B8.D9.B10．A[由电解总反应式可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。]11．D[金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属直接与氧化剂反应，电子直接转移给氧化剂，无电流产生；而电化学腐蚀是最普遍的金属腐蚀，其原理与原电池原理一致。]12．A[本题考查电化学知识的应用。选项A，在铁表面镀锌时，应该锌作阳极，含Zn2＋的溶液作电解液；选项B，Zn的活动性比Fe强，Zn失去电子而保护了船体；选项C，钢铁吸氧腐蚀时，O2在正极获得电子；选项D，Cl－失电子能力大于OH－，电解饱和食盐水时，Cl－在阳极失去电子变为Cl2。]13．D[金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的；②中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。]14．B[A项中涂层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部分进行保护；B项中镀层破损后由于锡的金属性比铁弱，和铁构成原电池，铁作负极，腐蚀速率加快；C项应是牺牲阳极的阴极保护法；D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。]15．(1)SO2、Fe3O432mol(2)①如图所示②O2＋2H2O＋4e－=4OH－(3)FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－0解析(1)标化合价3Feq\o(e,\s\up6(＋2,))eq\o(S,\s\up6(－1,))2＋8eq\o(O,\s\up6(0,))2高温,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，化合价升高的元素为Fe、S，所以氧化产物为SO2、Fe3O4，若有3molFeS2参加反应，则有8molO2参加反应，化合价降低4×8mol＝32mol。(2)碳是惰性电极，所以只能形成电解池才能防止铁腐蚀。(3)正极是得电子的，FeOeq\o\al(2－,4)得电子，铁的化合价由＋6降到＋3，FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－→Fe(OH)3，由电池反应式可知电解质溶液为碱性溶液，用OH－配平电荷：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－；根据阳极：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，所以参加反应的n(OH－)＝0.1mol，生成n(H＋)＝0.1mol，c(H＋)＝1mol·L－1，pH＝0。