1、章末综合测评(三)电化学基础 (时间90分钟，满分100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动CA对：该电解池阳极发生的电极反应为2Al3H2O6e=Al2O36H，铝化合价升高失电子，所以待加工铝质工件应为阳极。B对，C错：阴极发生的电极反应为2H2e=H2，阴极可选用不锈钢网作电极。D对：电解质溶液中的阴离子向阳极移动。2支撑海港码头基
2、础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整CA项，外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，正确；B项，被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，电解池中外电路电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩，正确；C项，高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极，错误；D项，保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应根据环境条件
3、变化进行调整，正确。3我国某大城市近几年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是()A此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2OO24e=4OHC在化学腐蚀过程中有氢气产生D发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe2e=Fe2B酸性条件下发生的电化学腐蚀是析氢腐蚀，其正极反应为2H2e=H2。4某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是()A该原电池的正极反应是：Zn2e=Zn2B左烧杯中溶液的红色逐渐褪去C该电池铂电极上有气泡出现D该电池
4、总反应为：3Zn2Fe3=2Fe3Zn2B正极是得电子的反应，A错误；左烧杯中的电极反应式为Fe3e=Fe2，B正确、C错误；因为在金属活动性顺序中铁排在H的前面，在酸性溶液中不会生成Fe，D错误。5下列叙述正确的是()A铜、铁和FeCl3溶液形成的原电池，铜极放出氢气B电解硫酸钠溶液就是电解水，电解后溶液pH升高C铁锅生锈的正极反应为O22H2O4e=4OHD工业上电解饱和食盐水的阳极反应为2H2e=H2CA项，铜、铁和FeCl3溶液形成的原电池，铜作正极，电极反应为Fe3e=Fe2，错误；B项，电解硫酸钠溶液，实质电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，溶液呈中性，溶液pH不变，错误；C项，铁
5、锅生锈，发生吸氧腐蚀，正极电极反应为O22H2O4e=4OH，正确；D项，电解饱和食盐水时阳极发生氧化反应，电极反应为2Cl2e=Cl2，错误。621世纪是钛的世纪。在8001 000 时电解TiO2可制得钛，装置如图所示。下列叙述正确的是()Aa为电源的正极B石墨电极上发生还原反应C阴极发生的反应为TiO24e=Ti2O2D每生成0.1 mol Ti，转移0.2 mol电子C由O2的移动方向可知，b为电源正极，A错误；石墨电极作阳极，发生氧化反应，B错误；每生成0.1 mol Ti，转移0.4 mol电子，D错误。7在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多金属腐蚀现象。
6、现通过如图所示装置进行实验探究。下列说法正确的是 ()A用图所示装置进行实验，为了更快、更清晰地观察到导管中液柱上升，可用酒精灯加热具支试管B图是图所示装置的原理示意图，图所示装置的正极材料是铁C铝制品表面出现白斑的原理可以通过图所示装置进行探究，Cl由活性炭向铝箔表面迁移，并发生电极反应：2Cl2e=Cl2D图所示装置的总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑D具支试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，A错误；铁作负极，B错误；铝箔表面发生电极反应Al3e=Al3，C错误。8在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气
7、体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是 ()AX是电源的负极B阴极的电极反应式是H2O2e=H2O2、CO22e=COO2C总反应可表示为H2OCO2H2COO2D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11D阴极生成H2或CO，阳极产生O2，二者物质的量比为21。9一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H。下列叙述错误的是()APd电极b为阴极B阴极的反应式为N26H6e=2NH3CH由阳极向阴极迁移D陶瓷可以隔离N2和H2APd电极b上是氢气发生氧化反应，Pd电极b为阳极，A错误。Pd电极a为阴极，N2发生还原反应，N26H6e=2N
8、H3，B正确。阳离子向阴极移动，C正确。陶瓷隔离N2和H2，使之分别在阴极、阳极放电，D正确。10最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝石墨烯(Cn)电池(如图)。该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时，电池中导电离子的种类不变。已知能量密度电池容量(J)负极质量(g)。下列分析正确的是()A放电时，Cn(石墨烯)为负极B放电时，Al2Cl在负极转化为AlClC充电时，阳极反应为4Al2Cl3e=Al7AlClD以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度D该电池以铝、石墨烯为电极，放电时铝为负极，Cn(石墨烯)为正极，A项错误；放电时负极上Al发生氧化反应，根据放电时电池中导电离子的种类不变
9、，可知负极上发生反应：Al3e7AlCl=4Al2Cl，AlCl在负极转化为Al2Cl，B项错误；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，C项错误；根据能量密度电池容量(J)负极质量(g)，以轻金属为负极，负极质量小，有利于提高电池的能量密度，D项正确。11近来科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC)，它用磺酸类质子作溶剂，在200 左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。电池总反应式为C2H5OH3O2=2CO23H2O，下列说法不正确的是()AC2H5OH在电池的负极上参加反应B1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子C在外电路中电子由负极沿导线流向正极D电池正极的电极反应为4H
10、O24e=2H2OB乙醇电池的电极反应，正极：3O212H12e=6H2O，负极：C2H5OH3H2O12e=2CO212H，所以1 mol乙醇在负极被氧化时转移电子12 mol，外电路中电子沿导线由负极流向正极。12通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池可以将废水中的氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示。下列叙述正确的是()Ab极为正极，发生还原反应B一段时间后b极区电解液的pH减小CH由a极穿过质子交换膜到达b极Da极的电极反应式为e=ClB原电池工作时，正极上发生得电子的还原反应即：48e4H=4Cl4，则a为正极，b为负极，反应式为CH3COO8e2H2O=2CO27H，A、C、D错误；由
11、电极方程式可知当转移8 mol电子时，正极消耗4 mol H，负极生成7 mol H，则处理后的废水pH降低，B正确。13用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是()A通电后阴极区附近溶液pH会增大B阳极反应式为4OH4e=2H2OO2C纯净的KOH溶液从b出口导出DK通过交换膜从阴极区移向阳极区D阴极的反应式为2H2e=H2，氢离子来自于水的电离，所以剩余了水电离的氢氧根离子，溶液的pH升高，A正确；阳极是溶液的氢氧根离子失电子，反应为4OH4e=2H2OO2，B正确；左侧溶液中氢氧根离子转化为氧气，多余的钾离子透过阳离子交换膜进入右侧；右侧
12、水电离的氢离子转化为氢气，剩余大量水电离的氢氧根离子，加上透过交换膜过来的钾离子，使右侧溶液中氢氧化钾的浓度增大，所以纯净的KOH溶液从b出口导出，C正确；阳离子应该向阴极移动，所以K通过交换膜从阳极区移向阴极区，D错误。14金钒电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的总反应为VO2(蓝色)H2OV3(紫色)VO(黄色)V2(绿色)2H下列说法正确的是()A当电池放电时，VO被氧化B放电时，负极反应式为VO2He=VO2H2OC充电时，阳极附近溶液由绿色逐渐变为紫色D放电过程中，正极附近溶液的pH变大D当电池放电时，VOVO2，V元素的化合价由5价变为4价，VO被还原，故A错误；放电时，负极
13、失电子，负极反应式为V2e=V3，故B错误；充电时，阳极发生氧化反应，VO2VO，阳极附近溶液由蓝色逐渐变为黄色，故C错误；放电过程中，正极反应式为VO2He=VO2H2O，正极附近溶液的pH变大，故D正确。15用惰性电极分别电解下列各电解质的水溶液，一段时间后(设电解质足量)，向电解后溶液中加(通)入适量原电解质，可以使溶液恢复到电解前的浓度的是 ()ACu(NO3)2BK2SO4CHCl DNaOHC电解硝酸铜得到的产物是氧气和铜，要使溶液恢复到电解前的浓度，应加氧化铜而不是硝酸铜，A错误；电解硫酸钾溶液得到的产物是氢气和氧气，要使溶液恢复到电解前的浓度，应加水，B错误；电解HCl溶液，得
14、到的产物是氢气和氯气，要使溶液恢复到电解前的浓度，应通HCl，与原电解质相同，C正确；电解氢氧化钠溶液，得到的产物是氢气和氧气，要使溶液恢复到电解前的浓度，应加水，D错误。16新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图。该电池总反应方程式为NaBH44H2O2=NaBO26H2O，下列有关说法正确的是()A电池正极区的电极反应为BH8OH8e=BO6H2OB电极B为负极，纳米MnO2层的作用是提高原电池的工作效率C放电过程中，Na从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 L 6 mo1L1H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NA D根据图示知，B电极上H2O2得电子生成
15、OH，所以B电极是正极，发生的反应为H2O22e=2OH，故A、B错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以Na从负极区向正极区迁移，故C错误；在电池反应中，每消耗1 L 6 molL1H2O2溶液，消耗H2O2的物质的量为6 mol，根据H2O22e=2OH知，理论上流过电路中的电子数为6 mol2NA mol112NA，故D正确。二、非选择题(本题包括5小题，共52分)17(10分)某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。按照实验步骤依次回答下列问题：(1)导线中电子流向为_(用a、b表示)。(2)写出装置中锌电极上的电极反应式：_。(3)若装置中铜电极的质量增加0.
16、64 g，则导线中转移的电子数目为_。(4)装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K、Cl的移动方向表述正确的是_。A盐桥中的K向左侧烧杯移动、Cl向右侧烧杯移动B盐桥中的K向右侧烧杯移动、Cl向左侧烧杯移动C盐桥中的K、Cl都向左侧烧杯移动D盐桥中的K、Cl几乎不移动(5)若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2，会加速Zn电极的腐蚀，还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。ANaOHBZnCFe DH2SO4解析在该原电池中负极为Zn，电极反应为Zn2e=Zn2，正极为铜，电极反应为Cu22e=Cu，当铜电极增加0.64
17、g时，转移电子(由a到b)为6.021023mol121.2041022个，盐桥中K向正极区(右侧烧杯)移动，Cl向负极区(左侧烧杯)移动。除去ZnSO4中的杂质Cu2，且不引入新的杂质，所以可选择Zn，发生的反应为ZnCu2=Zn2Cu，过量的Zn及生成的Cu可通过过滤除去。答案(1)由a到b(或ab)(2)Zn2e=Zn2(3)1.2041022个(或0.02NA)(4)B(5)B18(10分)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温
18、下能传导阳极生成的O2(O24e=2O2)。 图1 图2(1)c电极的名称为_，d电极上的电极反应式为_。(2)如图2所示用惰性电极电解100 mL 0.5 molL1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为_，若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH_(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_(填字母)。aCuO bCu(OH)2cCuCO3 dCu2(OH)2CO3解析(1)原电池中电流的方向是从正极流向负极，故c电极为正极，d电极为负极，通入的气体B为甲烷，d电极反应式为CH44O28e=CO22H2O。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极(
19、a电极)反应式：4OH4e=2H2OO2；阴极反应式：2Cu24e=2Cu，n(O2)2.5103 mol。线路中转移电子的物质的量为2.5103 mol40.01 mol，溶液中c(H)0.1 molL1，pHlg 0.11。加入CuO或CuCO3与溶液中的H反应，可使电解质溶液恢复到电解前的状态。答案(1)正极CH44O28e=CO22H2O(2)4OH4e=2H2OO21ac19(10分)如图装置中，b电极用金属M制成，a、c、d为石墨电极，接通电源，金属M沉积于b极，同时a、d电极上产生气泡。试回答：(1)a为_极，c极的电极反应式为_。(2)电解开始时，在B烧杯的中央，滴几滴淀粉溶液
20、，你能观察到的现象是：_，电解进行一段时间后，罩在c极上的试管中也收集到了气体，此时c极上的电极反应为_。(3)当d极上收集到44.8 mL气体(标准状况)时停止电解，a极上放出了_mol气体，若b电极上沉积金属M的质量为0.432 g，则此金属的摩尔质量为_。(4)电解停止后加蒸馏水使A烧杯中的溶液体积仍为200 mL，取这种溶液加入到25.0 mL 0.100 molL1 HCl溶液中，当加入31.25 mL溶液时刚好沉淀完全。试计算：电解前A烧杯中MNO3溶液的物质的量浓度为_。解析(1)由题意知b极：Me=M，故b极为阴极，a极为阳极；则c极为阳极，电极反应为：2I2e=I2。(2)由
21、于c极产生I2，故c极附近溶液首先变蓝，d极反应：2H2O2e=H22OH，无I2生成，故d极附近无现象；当c极I放电完全后，OH放电：2H2O4e=O24H。(3)a极反应：2H2O4e=O24H(或4OH4e=O22H2O)，d极反应：2H2O2e=H22OH(或2H2e=H2)，由得失电子守恒知2H2O2，n(O2)n(H2)1103mol；m(M)0.432 g，n(M)n(e)4103 mol，则M(M)108 gmol1。(4)电解后c(AgNO3)0.08 molL1，n(Ag)0.08 molL10.2 L0.016 mol，电解前c(AgNO3)0.1 molL1。答案(1)
22、阳2I2e=I2(2)c极附近的溶液首先变为蓝色4OH4e=2H2OO2(3)0.001108 g/mol(4)0.1 molL120(10分)如图，p、q为直流电源两极，A由2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。试回答：(1)p为_极，A极发生_反应。(2)C为_极，试管里收集到的气体是_；D为_极，试管里收集到的气体是_。(3)C极的电极方程式是_。(4)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)当电路中通过0.004 mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128 g，则此金属的摩尔质量为_。解
23、析(1)接通电源，X沉积于B极，说明B为阴极，则A为阳极，故q为负极，p为正极，A上发生氧化反应。(2)H2SO4电解池中，C为阳极，C试管内得O2，D为阴极，D试管内得H2。(4)A极：X2e=X2，B极：X22e=X，两极附近溶液的pH不变。(5)设X的摩尔质量为M gmol1，则X22e=X 2 mol M g 0.004 mol 0.128 g解得M64。答案(1)正氧化(2)阳O2阴H2(3)2H2O4e=O24H(4)不变(5)64 gmol121(12分)某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。请回答下列问题：(
24、1)甲池为_(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应为_。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为_(填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)，总反应为_。(3)当乙池中B极质量增加5.4 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为_mL(标准状况)，丙池中_(填“C”或“D”)极析出_g铜。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，甲中溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，丙中溶液的pH将_。解析(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应为CH3OH8OH6e=CO6H2O。(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，A极与通入O2的电极(正极)相连，故A极为阳极，总反应为4AgNO32H2O4AgO24HNO3(3)根据各电极上转移的电子数相同，则n(Ag)4n(O2)2n(Cu)，故V(O2)22.4 L0.28 L280 mL，m(Cu)64 g1.6 g。(4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2可知，溶液pH增大，而甲中总反应为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O，溶液pH减小。答案(1)原电池CH3OH8OH6e=CO6H2O(2)阳极4AgNO32H2O4AgO24HNO3(3)280D1.6(4)减小增大
