2025年大学化学（电化学实训）试题及答案

2025年大学化学（电化学实训）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意，请将正确答案填在括号内）w1.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.原电池的正极是电子流出的一极D.原电池的两极一定是由活泼性不同的两种金属组成答案：Bw2.某原电池反应为Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，则该原电池的负极材料是（）A.FeB.Fe³⁺C.Fe²⁺D.无法确定答案：Aw3.下列关于电极电势的说法错误的是（）A.电极电势的大小反映了电极得失电子能力的强弱B.标准电极电势是在标准状态下测定的C.电极电势与电极反应中物质的化学计量数有关D.电极电势可以通过能斯特方程进行计算答案：Cw4.已知E⁰(Fe³⁺/Fe²⁺)=0.77V，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V，将铜片插入FeCl₃溶液中，发生的反应为（）A.Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺B.Cu+Fe³⁺=Cu²⁺+Fe²⁺C.Cu+2Fe²⁺=Cu²⁺+2FeD.不发生反应答案：Aw5.下列哪种电池属于一次电池（）A.铅酸蓄电池B.镍氢电池C.锌锰干电池D.锂离子电池答案：Cw6.对于一个可逆电池，下列说法正确的是（）A.电池反应的ΔG=0B.电池反应的ΔH=0C.电池反应的ΔS=0D.电池的电动势E=0答案：Aw7.测定原电池电动势时，下列操作正确的是（）A.用导线将两个电极直接连接起来测量B.测量时电池工作电流较大C.测量前需对电位差计进行校准D.测量过程中可以随意改变电极的位置答案：Cw8.下列关于电解池的说法正确的是（）A.电解池是将化学能转化为电能的装置B.电解池中阳极发生还原反应C.电解池的阴极是电子流入的一极D.电解池的两极一定是由惰性电极组成答案：Cw9.在电解饱和食盐水的过程中，阴极产生的气体是（）A.Cl₂B.O₂C.H₂D.CO₂答案：Cw10.电镀时，待镀金属应作（）A.阳极B.阴极C.电解质溶液D.都可以答案：B第II卷（非选择题共70分）w11.（本题10分）简述原电池和电解池的工作原理，并比较两者的异同点。原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。在原电池中，负极发生氧化反应，失去电子，电子通过外电路流向正极；正极发生还原反应，得到电子。电解质溶液中的离子定向移动，形成闭合回路。电解池是利用电能使非自发的氧化还原反应发生的装置。在电解池中，阳极发生氧化反应，失去电子；阴极发生还原反应，得到电子。电流通过电解质溶液，使离子定向移动。相同点：都涉及氧化还原反应以及电子的转移。不同点：原电池是自发的氧化还原反应产生电能，电解池是利用电能引发非自发的氧化还原反应；原电池负极失电子，电解池阳极失电子，原电池正极得电子，电解池阴极得电子。w12.（本题15分）已知电极反应：Cu²⁺+2e⁻=Cu，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V。（1）计算当c(Cu²⁺)=0.1mol/L时，该电极的电极电势。（2）若在上述溶液中加入一定量的氨水，使溶液中c([Cu(NH₃)₄]²⁺)=0.1mol/L，c(NH₃)=1mol/L，计算此时电极的电极电势。（已知K稳([Cu(NH₃)₄]²⁺)=2.1×10¹³）（1）根据能斯特方程：E=E⁰+(0.0592/n)lgc(氧化态)/c(还原态)，对于Cu²⁺+2e⁻=Cu，n=2，c(Cu²⁺)=0.1mol/L，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V。则E=0.34+(0.0592/2)lg(0.1)=0.34-0.0296=0.3104V。（2）加入氨水后，存在配位平衡：[Cu(NH₃)₄]²⁺⇌Cu²⁺+4NH₃，K稳([Cu(NH₃)₄]²⁺)=c([Cu(NH₃)₄]²⁺)/[c(Cu²⁺)×c⁴(NH₃)]。已知c([Cu(NH₃)₄]²⁺)=0.1mol/L，c(NH₃)=1mol/L，K稳([Cu(NH₃)₄]²⁺)=2.1×10¹³，可得c(Cu²⁺)=c([Cu(NH₃)₄]²⁺)/(K稳×c⁴(NH₃))=0.1/(2.1×10¹³×1⁴)=4.76×10⁻¹⁵mol/L。再根据能斯特方程：E=E⁰+(0.0592/n)lgc(氧化态)/c(还原态)，n=2，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V。则E=0.34+(0.0592/2)lg(4.76×10⁻¹⁵)=0.34-0.437=-0.097V。w13.（本题15分）某原电池的总反应为Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu。（1）写出该原电池的电极反应式。（2）画出该原电池的装置图，并标明电极材料、电解质溶液。（3）计算该原电池的电动势。（已知E⁰(Zn²⁺/Zn)=-0.76V，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V）（1）负极反应：Zn-2e⁻=Zn²⁺；正极反应：Cu²⁺+2e⁻=Cu（2）装置图：用一个烧杯，里面盛有CuSO₄溶液作为电解质溶液。将锌片插入ZnSO₄溶液中，铜片插入CuSO₄溶液中，用盐桥连接两个溶液，锌片和铜片用导线连接，导线中间连接一个电压表。（3）根据原电池电动势的计算公式：E=E⁰(正极)-E⁰(负极)，E⁰(Zn²⁺/Zn)=-0.76V，E⁰(Cu²⁺/Cu)=0.34V。则E=0.34-(-0.76)=1.1V。w14.（本题15分）材料：在工业生产中，常常利用电解法精炼铜。粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质。问题：（1）电解精炼铜时，阳极和阴极分别是什么材料？电解质溶液是什么？（2）写出阳极和阴极发生的主要电极反应式。（3）简述电解精炼铜的原理及过程中杂质的去除情况。（1）阳极材料是粗铜，阴极材料是纯铜，电解质溶液是含Cu²⁺的溶液。（2）阳极主要电极反应：Zn-2e⁻=Zn²⁺、Fe-2e⁻=Fe²⁺、Ni-2e⁻=Ni²⁺、Cu-2e⁻=Cu²⁺；阴极主要电极反应：Cu²⁺+2e⁻=Cu。（3）原理：粗铜作阳极，纯铜作阴极，含Cu²⁺的溶液作电解质溶液进行电解。阳极上比铜活泼的金属如Zn、Fe、Ni等失去电子变成离子进入溶液，而Ag、Au等不活泼金属形成阳极泥沉降下来。阴极上Cu²⁺得到电子生成纯铜，从而达到精炼铜的目的。w15.（本题15分）材料：某同学在进行原电池实验时，将锌片和铜片分别插入稀硫酸中，用导线连接后发现有电流产生，于是他想进一步探究影响原电池电动势的因素。问题：（1）请你帮他设计一个实验方案，探究某一因素对原电池电动势的影响。（2）写出实验步骤、现象及结论。（1）实验方案：探究硫酸浓度对原电池电动势的影响。用相同的锌片和铜片，分别插