2025年电化考试题及答案

2025年电化考试题及答案

一、单项选择题（共10题，每题2分）

1.电化学中，法拉第常数代表的是：

A.电子的电荷量

B.1摩尔电子所带的电荷量

C.阿伏伽德罗常数

D.电子的质量

2.在电解过程中，阴极发生的是：

A.氧化反应

B.还原反应

C.中和反应

D.沉淀反应

3.下列哪种电池属于一次电池？

A.铅酸蓄电池

B.锂离子电池

C.干电池

D.镍氢电池

4.电解质溶液的导电能力主要取决于：

A.溶液的温度

B.溶液中离子的浓度和迁移率

C.电极材料

D.电源电压

5.在电镀过程中，镀件应作为：

A.阳极

B.阴极

C.可以是阳极也可以是阴极

D.既不是阳极也不是阴极

6.下列关于原电池的说法，正确的是：

A.原电池是将电能转化为化学能的装置

B.原电池中，负极发生氧化反应

C.原电池中，正极发生氧化反应

D.原电池不需要电解质溶液

7.电化学腐蚀中，金属作为：

A.阳极被氧化

B.阴极被还原

C.既不被氧化也不被还原

D.可能被氧化也可能被还原

8.在标准氢电极中，氢离子浓度和氢气压力分别为：

A.1mol/L，1atm

B.1mol/L，1Pa

C.1mol/L，100kPa

D.0.1mol/L，1atm

9.下列哪种方法可以提高电解效率？

A.增加电极间距

B.提高电解质浓度

C.降低温度

D.减少搅拌

10.电解水时，理论上产生氢气和氧气的体积比为：

A.1:1

B.1:2

C.2:1

D.2:2

二、填空题（共5题，每题2分）

1.电化学中，能斯特方程描述了电极电势与________之间的关系。

2.在铅酸蓄电池中，正极活性物质是________，负极活性物质是________。

3.电解质溶液的电导率与溶液中离子的________和________有关。

4.金属的电极电势越低，其还原性越________，越容易发生________反应。

5.在电化学保护中，牺牲阳极法是利用更活泼的金属作为________，被腐蚀而保护被保护的金属。

三、判断题（共5题，每题2分）

1.电解池和原电池的正负极是相同的。（）

2.在电化学中，阴离子总是移向阴极。（）

3.所有金属的电极电势都是相对于标准氢电极测量的。（）

4.电解质溶液的浓度越高，其导电能力一定越强。（）

5.电化学腐蚀中，氧气可以作为去极化剂。（）

四、多项选择题（共2题，每题2分）

1.下列哪些属于二次电池？（）

A.干电池

B.铅酸蓄电池

C.锂离子电池

D.锌锰电池

2.影响电极电势的因素有（）

A.温度

B.电极材料

C.离子浓度

D.溶液pH值

五、简答题（共2题，每题5分）

1.简述原电池的工作原理，并举例说明。

2.解释电化学腐蚀的机理，并列举两种防止金属电化学腐蚀的方法。

参考答案及解析

一、单项选择题

1.答案：B

解析：法拉第常数(F)是电化学中的重要常数，表示1摩尔电子所带的电荷量，其值为96485C/mol。选项A是电子的电荷量(1.602×10^-19C)，选项C是阿伏伽德罗常数(6.022×10^23mol^-1)，选项D是电子的质量(9.109×10^-31kg)。

2.答案：B

解析：在电解过程中，阴极是电子流入的电极，发生还原反应，阳极是电子流出的电极，发生氧化反应。因此，阴极发生的是还原反应。

3.答案：C

解析：一次电池是指电池中的活性物质在放电后被消耗，不能通过充电恢复的电池。干电池属于一次电池，而铅酸蓄电池、锂离子电池和镍氢电池都属于二次电池（可充电电池）。

4.答案：B

解析：电解质溶液的导电能力主要取决于溶液中离子的浓度和迁移率。温度、电极材料和电源电压也会影响导电能力，但不是主要因素。

5.答案：B

解析：在电镀过程中，镀件作为阴极，金属离子在阴极得到电子被还原，沉积在镀件表面形成镀层。阳极则通常是可溶性阳极，提供金属离子，或者是惰性阳极。

6.答案：B

解析：原电池是将化学能转化为电能的装置，而不是将电能转化为化学能（那是电解池）。在原电池中，负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。原电池需要电解质溶液以传导离子。

7.答案：A

解析：在电化学腐蚀中，金属作为阳极被氧化，失去电子形成金属离子，而阴极（可能是同一金属上的不同区域或另一更惰性的金属）发生还原反应，接受电子。

8.答案：A

解析：标准氢电极(SHE)是电化学中的参比电极，其定义为：氢离子浓度为1mol/L，氢气压力为1atm(约101.325kPa)，温度为25°C时，氢电极的电极电势定义为0V。

9.答案：B

解析：提高电解质浓度可以增加溶液中的离子数量，从而提高导电能力和电解效率。增加电极间距会增加电阻，降低效率；提高温度可能增加副反应；减少搅拌会降低传质效率，从而降低电解效率。

10.答案：B

解析：电解水时，阴极反应为：2H₂O+2e⁻→H₂+2OH⁻，阳极反应为：2H₂O→O₂+4H⁺+4e⁻。从反应式可以看出，产生1摩尔氧气需要4摩尔电子，而产生2摩尔氢气需要4摩尔电子，因此氢气和氧气的体积比为2:1。

二、填空题

1.答案：离子浓度/活度

解析：能斯特方程描述了电极电势与离子浓度（或活度）之间的关系，方程式为：E=E°-(RT/nF)ln(Q)，其中E是电极电势，E°是标准电极电势，R是气体常数，T是温度，n是转移的电子数，F是法拉第常数，Q是反应商。

2.答案：二氧化铅(PbO₂)，铅(Pb)

解析：铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其正极活性物质是二氧化铅(PbO₂)，负极活性物质是海绵状铅(Pb)，电解液是硫酸溶液。

3.答案：浓度，迁移率

解析：电解质溶液的电导率与溶液中离子的浓度和迁移率有关。浓度越高，单位体积内的离子数量越多，导电能力越强；迁移率越大，离子在电场中的移动速度越快，导电能力也越强。

4.答案：强，氧化

解析：金属的电极电势越低，其还原性越强，越容易失去电子发生氧化反应。例如，钠的电极电势很低，还原性很强，很容易被氧化。

5.答案：阳极

解析：在电化学保护中，牺牲阳极法是利用更活泼的金属（电极电势更低的金属）作为阳极，被腐蚀而消耗，从而保护被保护的金属（作为阴极）。这种方法常用于船舶、管道等金属结构的防腐。

三、判断题

1.答案：×

解析：在电解池和原电池中，电极的命名是不同的。在原电池中，负极是发生氧化反应的电极，正极是发生还原反应的电极；而在电解池中，阳极是发生氧化反应的电极，阴极是发生还原反应的电极。因此，两者的正负极定义不同。

2.答案：×

解析：在电化学中，阴离子总是移向阳极（发生氧化反应的电极），而不是阴极。这是因为阳极缺少电子，带正电荷，会吸引阴离子；而阴极有多余电子，带负电荷，会吸引阳离子。

3.答案：√

解析：在电化学中，所有金属的电极电势都是相对于标准氢电极(SHE)测量的，标准氢电极的电极电势被定义为0V。其他电极的电极电势都是通过与标准氢电极组成原电池测量得到的。

4.答案：×

解析：虽然一般来说，电解质溶液的浓度越高，其导电能力越强，但当浓度过高时，离子间的相互作用增强，可能导致离子迁移率下降，从而使导电能力不再增加甚至下降。此外，对于强电解质和弱电解质，浓度对导电能力的影响也不同。

5.答案：√

解析：在电化学腐蚀中，氧气可以作为去极化剂，在阴极发生还原反应：O₂+2H₂O+4e⁻→4OH⁻，从而促进金属的腐蚀过程。这种腐蚀在有氧环境中更为常见，称为吸氧腐蚀。

四、多项选择题

1.答案：BC

解析：二次电池是指可以通过充电恢复活性物质的电池。铅酸蓄电池和锂离子电池都属于二次电池，可以反复充放电。而干电池和锌锰电池属于一次电池，电池中的活性物质在放电后被消耗，不能通过充电恢复。

2.答案：ABCD

解析：电极电势受多种因素影响：温度会影响电极反应的平衡常数，从而影响电极电势；电极材料决定了电极反应的本质，不同材料的电极电势不同；离子浓度直接影响电极反应的平衡，从而影响电极电势；溶液pH值会影响涉及H⁺或OH⁻参与的电极反应的电极电势。因此，所有列出的因素都会影响电极电势。

五、简答题

1.答案：

原电池是将化学能转化为电能的装置。其工作原理基于氧化还原反应：在负极，发生氧化反应，失去电子；在正极，发生还原反应，得到电子。电子通过外电路从负极流向正极，形成电流；离子在电解质溶液中迁移，以维持电荷平衡。

例如，铜锌原电池：锌作为负极，发生氧化反应：Zn→Zn²⁺+2e⁻；铜作为正极，发生还原反应：Cu²⁺+2e⁻→Cu。电子从锌电极流向铜电极，形成电流，锌不断溶解，铜离子在铜电极上沉积。

2.答案：

电化学腐蚀的机理是金属在电解质溶液中形成微电池，发生氧化还原反应。金属作为阳极被氧化，失去电子形成金属离子；而阴极（可能是同一金属上的不同区域或另一更惰性的金