高二化学选修4化学反应原理第四章电化学练习题

第四章 电化学基础练习题1Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H2O=Cu2O+H2O。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。2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-=4OHD工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl一 一2e一=C123控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上Fe3被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨电极为负极4可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（ ）A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3eAl(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极5钢铁生锈过程发生如下反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是（ ）A反应、中电子转移数目相等 B反应中氧化剂是氧气和水C与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀（ ）6化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是A明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率CMgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料D电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁7.右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（ ）A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe2eFe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀8.茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中铝合金是阳极 铝合金是负极 海水是电解液 铝合金电极发生还原反应（ ）AB CD9.市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是（ ）A放电时，负极的电极反应式：LieLiB充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质 D放电过程中Li向负极移动10.电解 100 mL 含c(H)=0.30 molL1 的下列溶液，当电路中通过0.04 mol 电子时，理论上析出金属质量最大的是 （ ）A0.10molL1 Ag B0.20 molL1 Zn2 C0.20 molL1 Cu2 D0.20 molL1 Pb2ab +Na2SO4 溶液 11右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（ ）A逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色12.用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 （ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag+e-=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同ABCD13 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+Li放电充电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质的导电性 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减少 D放电时电池正极反应为：FePO4+Li+e-=LiFePO414.镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是（ ）A充电时阳极反应：Ni(OH)2 e + OH- = NiOOH + H2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH-向正极移动15.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe2H2OO2 = 2Fe24OH。以下说法正确的是 （ ）A负极发生的反应为：Fe2e = Fe2 B正极发生的反应为：2H2OO22e = 4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置 D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀16三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是（ ）A可用铁作阳极材料 B电解过程中阳极附近溶液的pH升高C阳极反应方程式为：2Cl2eCl2D1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol电子。17以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出Cu的质量为（ ）A064 gB128 gC256 gD512 g稀H2SO4Cu石墨18某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是（ ）A电解过程中，铜电极上有H2产生B电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4CuSO4H2C电解一定时间后，石墨电极上不可能有铜析出 D整个电解过程中，H的浓度不断增大铂片 滤纸 铅笔世纪金榜ab直流电源19某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是（ ）A铅笔端作阳极，发生还原反应B铂片端作阴极，发生氧化反应C铅笔端有少量的氯气产生 Da点是负极，b点是正极20天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2C6CoO2LiC6，下列说法正确的是（ ）BA充电时，电池的负极反应为LiC6e = LiC6B放电时，电池的正极反应为CoO2Lie = LiCoO2C羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质ZnSO4溶液隔膜(只允许SO42 通过)CuSO4溶液滤纸(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)表面皿YZnCu铜丝XD锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低21如图所示，下列叙述正确的是（ ）AY为阴极，发生还原反应BX为正极，发生氧化反应CY与滤纸接触处有氧气生成DX与滤纸接触处变红22.利用右图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是（ ）氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠AB 铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4C电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D外加电流的阴极保护法中，Y是待保护金属23依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_；X电极上发生的电极反应为_；(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。24.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 （用a、b表示）。（2）负极反应式为 。（3）电极表面镀铂粉的原因为 。（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：2Li+H22LIHLiH+H2O=LiOH+H2反应中的还原剂是 ，反应中的氧化剂是 。已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 。由生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80，则导线中通过电子的物质的量为 mol。25.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应 负投反应 。（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2、Fe3和Fe2的浓度均为0.10molL1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的实验步骤 。氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe31.93.2Fe27.09.0Cu24.76.7提供的药品：Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式 劣质不锈钢腐蚀的实验现象 26.食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。（1）粗食盐常含有少量K、Ca2、Mg2、Fe3、SO42等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：提供的试剂：饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳欲除去溶液I中的Ca2、Mg2、Fe3、SO42离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次是 （只填化学式）。洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为 。（2）用提纯的NaCl配制500 mL 4.00 molL-1 NaCl溶液， 所用仪器除药匙、玻璃棒外还有 （填仪器名称）。（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2 L，则 同样条件下收集的Cl2 （填“”、“=”或“”）2 L，原因是 。 装置改进后可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为 。（4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：ZnH2SO4=ZnSO4H2MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 （填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 （填代号）。可选用制备气体的装置：27.以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：（1）反应I前需在FeSO4溶液中加入 （填字母），以除去溶液中的Fe3。A锌粉B铁屑CKI溶液DH2（2）反应需控制反应温度低于35，其目的是 。（3）工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是 。（4）反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8（二硫酸铵）。电解时均用惰性电极，阳极发生地电极反应可表示为 。-28.请回答氯碱的如下问题：（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k （要求计算表达式和结果）；（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2、Mg2、Fe3、SO42等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为Na2CO3、HCl（盐酸）BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是 （填序号）（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。图中X、Y分别是 、 （填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a与b的大小 ；分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极： ； 负极： ；这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处） 、 。28. ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 （填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的 （填代号）。aNaOHbZncFedNH3H2O（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是 。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为 。29.金属铝的生产是以Al2O3，为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O3通电，Na3AlF67509704Al+3O2请回答下列问题：（1）冰晶石（Na3AIF6）的作用是 。（2）电解生成的金属铝是在熔融液的 （填“上层”或“下层”）。（3）阴极和阳极均由 材料做成；电解时不断消耗的电极是 （填“阳极”或“阴极”）。（4）铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成 （填代号）。a冰晶石b氧化铝c铝锭d硫酸铝答案：（1）降低Al2O3的熔化温度 （2）下层（3）碳素（或石墨） 阳极（4）c30.LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 =4LiCl+S +SO2。请回答下列问题：（1）电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 ；（2）电池正极发生的电极反应为 ；（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是 ，反应的化学方程式为 ；（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。选择题答案：1234567891011BA D A A DBADCD1213141516171819202122CBAACDABD BAA解析：3.由图示结合原电池原理分析可知，Fe3得电子变成Fe2被还原，I失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流计读数为零时Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率，反应达到平衡状态；D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。解析A、电解质溶液显碱性或中性，该燃料电极的正极发生反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故A正确；B、铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O，故B错误；C、该电池在碱性条件下消耗了碱，反应式为4Al+3O2+4OH-=4AlO2-+2H2O，溶液pH降低，故C错误；D、电池工作时，电子从负极出来经过外电路流到正极，故D错误故选A7.解析：B解析试题分析：生铁中含有杂质，因此投入到电解质溶液中构成原电池。根据溶液的酸碱性可判断，a中发生吸氧腐蚀，b中溶液性酸性，发生析氢腐蚀，所以a试管中压强减小，b试管中压强增大，因此红墨水柱两边的液面变为左低右高，答案选B。考点：考查金属的电化学腐蚀点评：金属腐蚀的本质是金属失去电子被氧化的过程，它又分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，其中以电化学腐蚀为主，而电化学腐蚀又可以分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀两种，金属腐蚀大部分是吸氧腐蚀。两种电化学腐蚀的判断依据是电解质溶液的酸碱性。如果溶液显酸性，则发生析氢腐蚀。如果溶液显中性或碱性，则发生吸氧腐蚀，据此可以进行判断。10. 解析：Zn2+和Pb2+的放电顺序都在H+后面，所以含有这两种阳离子的盐溶液中，阴极上放出H2，而含有银离子和铜离子这两种阳离子的盐溶液中，Ag和Cu金属先在阴极析出A、0.10molLAg+在氢离子之前放电，金属金属银的质量是 0.1mol/L0.1L108g/mol=1.08g；B、Zn2+的放电顺序在H+后面，所以含有这种阳离子的盐溶液中，阴极上放出H2，不会析出金属；C、铜离子先放电，100mL0.20molLCu2+就会得到0.04mol电子，所以析出金