必修四电化学原理及其应用练习题1剖析

1、电化学原理及其应用1.工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制得盐酸，流程复杂且造成能量浪费。有人设想利用原电池原理直接制盐酸，下列说法正确的是()A.假设这种想法可行，则可能在制取盐酸的同时，获取电能B.负极材料用锌，正极材料用石墨，用氢氧化钠作电解质溶液C.通入氢气的电极为原电池的正极D.电解质溶液中的阴离子向通氯气的电极移动2 .镁及其化合物一般无毒、无污染，镁电池放电时电压高且平稳，越来越成为人们研制绿色电池所关注的焦点。某种镁二次电池的反应为MgxMo3S4,下列叙述不正确的是(A.放电时正极的电极反应为:xMg+Mo3S4之M03S4+2xe=Mo3S42xB.充电时阴

2、极的电极反应为:xMg2+2xe=xMgC.放电时Mg2+向正极移动D.放电时M03S4发生氧化反应3 .用铅蓄电池电解AgNO3、Na2SO3的溶液，电极材料均为石墨，已知铅蓄电池的总反应为：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)曩驾2PbSO4(s)+2H2O(l),通电时a电极质量增加，下列说法正确的是()无电A.电路中通过1mol电子时，Y电极质量增加48gB.放电时铅蓄电池负极的电极反应式为：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42(aq)+2e=PbSO4(s)+2H2O(l)C.c、d电极产生气体的物质的量之比为1：2D.X极为负极4.如图所示，X为铁、Y为石墨电极，a

3、是电解质溶液，实验开始前，在U形管的两边同时滴入几滴酚血:试液，下列叙述错误的是()A.合上Ki、断开K2,若a是稀硫酸，则Y上有气泡冒出B.合上Ki、断开K2,若a是饱和食盐水，则Y电极附近溶液慢慢变为红色C.合上K2、断开Ki,若a是硫酸铜溶液，则Y电极上有红色物质析出D.合上K2、断开Ki,若a是氢氧化铁月体，则X电极附近红褐色加深5 .下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图，电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀钳构成，电池中发生的反应为:TiO2/STiO2/S*（激发态）；TiO2/S*一TiO2/S+e;I3+2e-3I;2TiO2/

4、S+3I-2TQ2/S+I3。A,电池工作时，离子在镀伯导电玻璃电极上放电B.电池工作时，是将太阳能转化为电能C.电池的电解质溶液中和I3浓度不会减少D.电池中镀钳导电玻璃为正极6 .铁馍蓄电池放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2卜列关于该电池叙述错误的是()+2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是()A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB,电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e=Fe（OH）2C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH2e=Ni2O3+3H2O7.根据下图，可判断出下列离

5、子方程式中错误的是（）2Ag(s)+Cd2(aq)=2Ag(aq)+Cd(s)Co2(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2(aq)2Ag(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2(aq)2Ag(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2(aq)8.结合下图判断，下列叙述正确的是（I和n种正极均被保护)B.I和n中负极反应均是Fe-2e=Fe2C.I和n中正极反应均是O2+2H2O+4e=4OHD.I和n中分别加少量K3Fe（CN）6溶液，均有蓝色沉淀9.卜列有关电池的说法不正确的是（A.手机上用的锂离子电池属于二次电池溶液IB.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可

6、把化学能转化为电能D.锌镒干电池中,锌电极是负极B203042血二E轴陪阳奉蕊A.4213C.4231B.2134D.324113.按下图所示装置进行实验，并回答下列问题:10.如图是三种稀酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下4200列有关说法正确的是（）-A.稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱B.稀硝酸和铁反应的化学方程式是：Fe+6HNO3（稀）=Fe（NO3）3+3NO2T+3H2O0.0042C.Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强D.随着Cr含量增加，稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱11.下列有关钢

7、铁腐蚀与防护的说法正确的是（）A.钢管与电源正极连接，钢管可被保护B.铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C.钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D.钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe-3e=Fe3+12.如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（）CiiSO.溶液KCI的酸溶液(1)判断装置的名称：A池为,B池为。(2)锌极为极，电极反应式为;铜极为极，电极反应式为;石墨棒Ci为极，电极反应式为;石墨棒C2附近发生的实验现象为当C2极析出224mL气体(标准状况下)，锌的质量变化为(增加或减少)g。CuSO4溶液的质量变化为(增加或减少)g14.下图所示装置中

8、，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为极;电极b上发生的电极反应为：列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:电极c的质量变化是g;电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因:甲溶液;乙溶液丙溶液;(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？15 .金属铝是应用广泛的金属之一，在工农业生产中有着广泛的应用，对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用

9、寿命。(1)在进行电解前，要对铝电极进行表面处理，是将铝片浸入热的16%NaOH溶液中半分钟左右，目的是,反应的离子方程式为。碱洗时常有气泡冒出，原因是(用离子方程式表示)。(2)以铝片为阳极，在H2SO4溶液中电解，取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是(3)在金属表面形成一薄层有抗腐蚀、抗磨损能力的金属镀膜。例如在铝片上电镀铜时，电解原理是采用Cu(NO3)2溶液为电解质，用作阳极。而在实际的电镀工艺中，要求金属在镀件上的析出速率得到控制，使析出的镀层厚度均匀、光滑致密、与底层金属的附着力强。所以电镀铜时，实际使用的电镀液是(填序号)。A.A1C13B.

10、CuCl2C.K6Cu(P207)2D.CuSO4(4)在如图所示装置中，溶液的体积为100mL,开始时电解质溶液的浓度为0.1mol/L,工作一段时间后导线上通过0.001mol电子。若不考虑盐的水解和溶液体积的变化，则电解后溶液的pH为。16 .如图1是氯碱工业中离子交换膜电解槽示意图，其中离子交换膜为阳离子交换膜它有一特殊的性质一一只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过。(1)电解后得到的氢氧化钠溶液从口流出(填字母代号)，b排出的是气体，电极1应连接电源的极(填正或负”；)理论上讲，从f口加入纯水即可，但在实际生产中，纯水中要加入一定量的NaOH溶液，其原因是和。(2)图2是根据氯碱工

11、业中离子交换膜技术原理设计的电解Na2SO4溶液生产NaOH和H2SO4溶液的装置。请回答：a为(填阳”或阴”离子交换膜；从E口流进的物质的化学式(若为溶液，则写出溶质的化学式)为：。电化学原理及其应用一、选择题1.工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制得盐酸，流程复杂且造成能量浪费。有人设想利用原电池原理直接制盐酸，下列说法正确的是()A.假设这种想法可行，则可能在制取盐酸的同时，获取电能B.负极材料用锌，正极材料用石墨，用氢氧化钠作电解质溶液C.通入氢气的电极为原电池的正极D.电解质溶液中的阴离子向通氯气的电极移动答案：A点拨：该原电池应用惰性电极，氢气通入负极区，氯气通入正

12、极区，稀盐酸作电解质溶液，B、C项错误；在原电池中，阳离子向正极区移动，阴离子向负极区移动，D项错误。2 .镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，镁电池放电时电压高且平稳，因而越来越成为人们研制绿色电池所关注的焦点。某种镁二次电池的反应为xMg+M03S4MgxM03S4,卜列叙述不正确的是()A.放电时正极的电极反应为：M03S4+2xe=Mo3S42xB.充电时阴极的电极反应为：xMg2+2xe=xMgC.放电时Mg向正极移动D.放电时M03S4发生氧化反应答案：D点拨：放电时，Mg在负极发生氧化反应：xMg2xe=xMg2+,Mo3S4在正极发生还原反应：M03S4+2xe=M03S2

13、x4,放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。充电时，阴极的电极反应式为:xMg2+2xe=xMg,阳极的电极反应式为：M03S42x=M03S4+2xe-。故选项D错误。3 .用铅蓄电池电解AgNO3、Na2SO3的溶液，a、b、c、d电极材料均为石墨，已知铅蓄电池的总反应为：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SOaq)2PbSO4(s)+2H2O(l),通电时a电极质量增加，下列说法正充电确的是()A.电路中通过1mol电子时，Y电极质量增加48gB.放电时铅蓄电池负极的电极反应式为：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42(aq)+2e=PbSO4(s)+2H2O(l)C.c、d

14、电极产生气体的物质的量之比为1：2D.X极为负极答案：A点拨：a极质量增加，即析出了Ag,a为阴极，则Y为负极，X为正极，D项错;B项，所写电极反应式为正极的电极反应式；C项，c为阴极放出H2,d为阳极放出O2,物质的量之比为2：1。4.如图所示，X为铁、Y为石墨电极，a是电解质溶液，实验开始前，在U形管的两边同时滴入几滴酚削:试液，下列叙述错误的是A.合上Ki、断开K2,若a是稀硫酸，则Y上有气泡冒出B.合上Ki、断开K2,若a是饱和食盐水，则Y电极附近溶液慢慢变为红色C.合上K2、断开Ki,若a是硫酸铜溶液，则Y电极上有红色物质析出D.合上K2、断开Ki,若a是氢氧化铁月体，则X电极附近红

15、褐色加深答案：C点拨：A项铁作负极、石墨作正极，石墨电极上产生氢气；B项Y电极作正极，电极反应为O2+4e+2H2O=4OH-,使酚酗:变红；C项Y电极作阳极，产生氧气；D项氢氧化铁胶粒带正电移向阴极即X电极。5.下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图，电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀钳构成，电池中发生的反应为：TiO2/S丛TiO2/S*(激发态)；TiO2/S一TiO2/S+e;I3+2e3I;2TiO2/S+3-2TiO2/S+Q。下列关于该电池叙述错误的是()A,电池工作时，离子在镀钳导电玻璃电极上放电B.电池工作时，是将太阳能转化为

16、电能C.电池的电解质溶液中和I3浓度不会减少D.电池中镀钳导电玻璃为正极答案：A点拨：太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，电极材料和电解质溶液只起到导电的作用。6.铁馍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是()A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB,电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e=Fe(OH)2C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH2e-=Ni2O3+3H2O答案：C点拨：A项，由电池反应可知，M2O3-Ni(OH)

17、2,Ni的化合价由+3价一+2价，化合价降低，发生还原反应，故Ni2O3为正极，Fe-Fe(OH)2,Fe的化合价由0价一+2价，化合价升高，发生氧化反应,故Fe为负极，正确；B项，负极发生氧化反应，Fe+2OH-2e=Fe(OH)2,正确；C项，阴极发生还原反应，Fe(OH)2+2e=Fe+2OH,c(OH一)增大，溶液的pH增大，故错误；D项，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)2+2OH2e=Ni2O3+3H2O,D正确。7.根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是()C.2Ag(s)+Cd2(aq)=2Ag(aq)+Cd(s)Co2(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2(aq

18、)2Ag(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2(aq)2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2(aq)答案：A点拨：根据原电池知识，金属活动性负极选项中符合此关系的置换反应成立。8 .结合下图判断，下列叙述正确的是(I和n种正极均被保护B.I和n中负极反应均是Fe-2e=Fe2C.D.正极，可得三种金属的活动性顺序应为：CdCoAg,则I和n中正极反应均是O2+2H2O+4e=4OHI和n中分别加少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀答案：A溶液I经酸化的3%NhCI溶液n点拨：A项，电子从负极流向正极，抑制正极失电子，所以正极均被保护。B项，I中的负极反应为Zn-2e=Zn2

19、+oC项，n中的正极反应为2H+2e-=H2T。D项，由于I中负极反应产生Zn2+,不会与K3Fe(CN)6溶液作用产生蓝色沉淀。9 .下列有关电池的说法不正确的是(A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌镒干电池中，锌电极是负极答案：B点拨：如果不理解二次电池”的含义，会错选A项。本题考查电池原理，涉及电池分类、电子流向、能量转化形式、电极判断等，二次电池也就是充电电池，A选项正确；铜锌原电池中，铜为正极，锌为负极，锌失电子，电子通过外电路导线流向铜电极(正极),B选项错误；燃料电池将化学能转化为电能，

20、对外放电，C选项正确；锌镒干电池中锌为负极，石墨为正极,D选项正确。420010.如图是三种稀酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是(A.稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱B.稀硝酸和铁反应的化学方程式是：Fe+6HNO3(稀)=Fe(NO3)3+3NO2T0.00120国D423132030V42+3H2OFe-Cr合金的腐蚀性最强C.Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对D.随着Cr含量增加，稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱答案：D点拨：A项，由图示可知当Cr含量小于13%时，稀硝酸对合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸强，

21、当Cr含量大于13%时，稀硝酸对合金腐蚀性较弱。B项，稀硝酸与金属反应时，其还原产物应是NO。C项，Cr含量大于13%时，硫酸对合金腐蚀性最强，由于溶液密度没有给出，硫酸中氢离子浓度不一定最大。D项，由图示可知，随着Cr含量增加，稀硝酸对合金腐蚀性减弱。11 .下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A.钢管与电源正极连接，钢管可被保护B.铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C.钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D.钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe-3e=Fe3答案：B点拨：A项，钢管与电源正极连接，则钢管为电解池的阳极，发生氧化反应被腐蚀；B项，铁遇冷浓硝酸，表面形成致密的氧化

22、膜，可保护内部不被腐蚀；C项，钢管与铜管露天堆放在一起时易形成原电池,钢管作负极易被腐蚀；D项，负极反应应为Fe-2e=Fe2+12 .如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A.4213C.4231答案：AB.2134D.3241点拨：金属的腐蚀，从本质上讲也是组成化学电池发生氧化还原反应的结果。在原电池中，活泼金属为负极，该金属被氧化，不活泼金属便被保护起来,其被腐蚀的速度大大减小，所以装置3中的铁被腐蚀的速率比1中的慢；反之，当铁与比它不活泼的金属，如Sn、Cu等连接起来，则被腐蚀的速率增大，所以容器2中的铁比容器1中的铁被腐蚀得快。容器4是一个电解池，在这里F

23、e是阳极，不断地以Fe2+的形式进入容器中，从而加速了铁的腐蚀，在上述四种容器中，容器4中铁的腐蚀过程是最快的。综上分析，铁被腐蚀的快慢顺序为：4213。13 .按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：(1)判断装置的名称：A池为,B池为。GiSO,溶液K口曲低溶液(2)锌极为极，电极反应式为:铜极为极，电极反应式为;石墨棒C1为极，电极反应式为；石墨棒C2附近发生的实验现象为（3）当C2极析出224mL气体（标准状况下），锌的质量变化为（增加或减少）g。CuSO4溶液的质量变化为（增加或减少）g。答案：（1）原电池电解池；（2）负Zn-2e=Zn2+正Cu2+2e=Cu阳2Cl-2e=012

24、?有无色气体产生，附近溶液出现红色（3）减少0.65增强0.01点拨：A池中Zn、0u放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池带动B电解池。A池中Zn为负极，0u为正极。B池中Ci为阳极，C2为阴极析出H2,周围OH-富集，酚配变红。n（H2）=0.01mol,所以电路上转移电子的物质的量为0.01molX2=0.02mol,根据得失电子守恒，锌极有0.01molZn溶解，即Zn极质量减少0.01mol65g/mol=0.65g,铜极上有0.01molCu析出，即CuSO4溶液增加了0.01mol(65g/mol64g/mol)=0

25、.01g。14 .下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为极；电极b上发生的电极反应为:列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:电极c的质量变化是g;电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液;乙溶液;丙溶液;（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么?答案：（1）正4OH4e=2H2O+O2T10.00%4.5g1水减少

26、的质量：100g卷11047%）.5g生成O2的体积：18gmol15X22.4Lmol1=2.8L16碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大酸性增大，因为在阳极上OH生成。2,溶液中H+离子浓度增加酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性(2)能继续进行，因为乙装置中已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应点拨：本题考查综合分析电解原理及计算能力。(1)依题意，甲装置中装氢氧化钠溶液，实质相当于电解水；乙装置电解硫酸铜溶液；阴极：2Cu2+4e=2Cu;阳极：4OH4e-=2H2O+O2c电极质量增加，说明该电极为阴极，由d极为阳极，

27、依次类推：e极为阴极，f极为阳极，N极为正极，M极为负极，a极为阴极，b极为阳极。甲装置中装氢通电氧化钠溶液，在b极OH-发生氧化反应：4OH-4e=2H2O+O2T,电解反应为：2H2O=2H2忏。2。两装置中装K2SO4溶液，电解前后溶质质量不变，实质是电解水，设电解水的质量为x,100gX10.00%4.5g=(100gx)M0.47%,x4.5gon(H2。)=-=0.25mol,n(O2)=0.125mol,V(O2)=0.12518gmolmolX22.4L/mol=2.8L。电解0.25mol水转移电子的物质的量为0.5mol,c极反应：Cu2+2e=Cu,根据电子守恒知，析出金

28、属质量为m(Cu)=0.25molE4g/mol=16g。甲、丙装置实质是电解水，乙装电解置电解反应为2CuSO4+2H2O=2Cu+2H2SO4+O2T,溶液酸Tfet曾强。(2)如果铜全部析出，甲装置装有氢氧化钠溶液，乙装置装有硫酸溶液，丙装置装有硫酸钾溶液，仍然能电解，三个装置都相当于电解水。如果不清楚甲、乙、丙装置中电极串联，会错误判断电极，导致回答问题出错。15 .金属铝是应用广泛的金属之一，在工农业生产中有着广泛的应用，对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。(1)在进行电解前，要对铝电极进行表面处理，是将铝片浸入热的16%NaOH溶液中半分钟左右，目的是,反应的离子方程式为。

29、碱洗时常有气泡冒出，原因是(用离子方程式表示)。(2)以铝片为阳极，在H2SO4溶液中电解，取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是。(3)在金属表面形成一薄层有抗腐蚀、抗磨损能力的金属镀膜。例如在铝片上电镀铜时，电解原理是采用Cu(NO3)2溶液为电解质，用作阳极。而在实际的电镀工艺中，要求金属在镀件上的析出速率得到控制，使析出的镀层厚度均匀、光滑致密、与底层金属的附着力强。所以电镀铜时，实际使用的电镀液是(填序号)。D.CuSO4A.AlCl3B.CuCl2C.K6Cu（P2。7）2(4)在如图所示装置中，溶液的体积为100mL,开始时电解质溶液的浓度为0.1mol/L,工作一段时间后导线上通过0