1、专题9 电化学基础一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1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、PtFe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ABC D解析：电池电极只称为正、负极，故错其中活泼的一极为负极，即为铝合金，对电极在海水中，故海水为电解质溶液，对铝合金为负极，则发生氧化反应，故错答案：A2近年，科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池该电池包括两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料
2、隔离膜，其工作原理如图所示下列说法正确的是 ()A左边为该电池的负极B该电池可在高温环境下使用C该电池负极反应为：H22e=2HD该电池正极反应为O24e=2O2解析：根据燃料电池的原理，其正极通入空气(或氧气)，负极通入H2，故A错误；而在高温下氢气与氧气混合会导致爆炸且易变性，B错误正极反应不可能生成O2，应该生成H2O，故D错误答案：C3下列关于铜电极的叙述正确的是 ()A铜锌原电池中铜电极上发生氧化反应B电解饱和食盐水制烧碱时，用铜作阳极C电解法精炼铜时，粗铜连接电源的正极D电镀铜和精炼铜时，均用纯铜作阴极解析：铜锌原电池中铜电极为正极，发生还原反应；电解饱和食盐水制烧碱时，阳极为石墨
3、；电解法精炼铜时，粗铜作阳极被氧化，纯铜作阴极，故C正确；电镀铜时，铜作阳极被氧化答案：C4电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上分别析出的物质是()AH2和Cl2 BCu和Cl2CH2和O2 D. Cu和O2解析：阴极上阳离子放电顺序：Cu2HNa，所以Cu22e=Cu；阳极上阴离子放电顺序：ClOH，所以有2Cl2e=Cl2.答案：B5.按如图所示的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质溶液为硫酸铜溶液(足量)通电一段时间后，A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则A合金中铜、锌原子个数比为 ()A41 B31 C21 D任意比解
4、析：由图可知A是阳极，B是阴极B极上共析出0.12 mol Cu.阴极上析出的铜的物质的量跟阳极上溶解掉的Cu、Zn的物质的量之和相等，所以每当1 mol Zn溶解生成1 mol Zn2时必定同时有1 mol Cu2转化为Cu，溶液质量增加1 g所以锌的物质的量为0.03 mol，铜锌原子个数比为(0.120.03)0.0331.答案：B6三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调节NiCl2溶液pH至7.5，加入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
5、近溶液的pH升高C阳极反应方程式为：2Cl2e= Cl2D1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了2 mol 电子解析：根据“用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5”，则电解液中含有Ni2、H、Na、Cl、OH，电解时阳极产生Cl2，电极反应为2Cl2e=Cl2，故C正确，阳极不可能是活性电极如铁，故A错阳极产生Cl2与碱反应，故pH值降低，故B错由Ni2e=Ni3，则1 mol二价镍全部转化为三价镍时，失去1 mol电子，所以D错误答案：C7(2011宜昌模拟)如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色则以下说法正确的是
6、 ()A电源B极是正极B甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1222C欲用丙装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液D装置丁中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带负电荷解析：由乙中阴极 2H2e=H2；阳极 2Cl2e=Cl2；向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明F极为阴极，即电源B极是负极. 甲电解反应为2CuSO42H2O 2CuO22H2SO4；根据串联电路通过的电量相等， B正确. 镀银时银应为阳极，C错误. 氢氧化铁胶粒带正电荷，故向电源负极移动，D错误答案：B8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
7、的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料这里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：Lie=LiB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向负极移动解析：A项，放电时Li为负极，发生氧化反应；B项，充电时Li0.85NiO2既是氧化剂，又是还原剂；C项，用水作电解质，Li要与水反应；D项，放电时，正极得电子而吸引阳离子Li.答案：D9如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发生a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体
8、放出符合这一情况的是()A极板B极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析：a极板质量增加，必定是金属在a极析出a极一定是阴极，则X一定为电源的负极，所以C选项电源电极名称错，B选项Z溶液为NaOH溶液，电解时无金属析出，被排除又因为b极有无色无臭气体放出，该气体只能是O2，而D选项电解CuCl2溶液，阳极产生的气体是黄绿色的有刺激性气味的Cl2，D选项被排除. 答案：A10某溶液中含有两种溶质NaCl与H2SO4，它们的物质的量之比为31.用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段下列叙述不正确的是()A阴极
9、自始至终只有H2B阳极先析出Cl2后析出O2C电解最后阶段为电解水D溶液pH不断增大，最后为7解析：电解所分三个阶段可认为是(1)电解盐酸，(2)电解氯化钠溶液，(3)电解硫酸钠溶液，电解盐酸为分解型，电解氯化钠溶液生成碱，电解硫酸钠溶液为电解水型，所以最终溶液呈碱性答案：D11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与滤纸接触处变红解析：考查原电池、电解池的反应原理根据图示的装置可以得出左侧的装置为原电池，右侧的装置为电解池根据原电池的构成规律：Zn为负极，Cu为正极；由图示连接情况可知X为阳极发生氧化反应，Y为阴极发生还原
10、反应，电极反应分别为Cu22e=Cu2、2H2e=H2.因为在Y电极附近H的浓度减小，将使H2OHOH平衡向右移动，移动的结果是c(OH)c(H)，溶液显碱性，所以溶液附近电极变红色所以只有A选项正确答案：A12用石墨作电极电解1 mol/L CuSO4溶液，当c(Cu2)为0.5 mol/L时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状况 ()ACuSO4BCuOCCu(OH)2 DCuSO45H2O解析：电解CuSO4溶液的总反应方程式为2CuSO42H2O电解,2CuO22H2SO4，故从溶液中析出的物质是Cu和O2，每放出1 mol O2即析出2 mol Cu，C
11、u与O的物质的量之比为11，所以，加入CuO可使溶液恢复原状答案：B13按下图所示装置做实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示()c (Ag)c(NO)a棒的质量b棒的质量溶液的pHAB C D解析：由图象知：装置是电镀池，所以AgNO3溶液不变故得答案答案：D14金属镍有广泛应用粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知氧化性Fe2Ni2Cu2) ()A阳极发生还原反应，其主要电极反应式：Ni22e=NiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极
12、泥中含有Cu和Pt解析：电解精炼镍的化学原理与电解精炼铜相同，电解时将粗镍作阳极由已知的氧化性Fe2Ni2FeNiCuPt，电解时阳极上Ni和杂质Zn、Fe失电子，发生氧化反应，金属溶解进入溶液，Cu和Pt不能失电子而形成阳极泥在阳极附近沉积在阴极上只有Ni2得电子析出金属镍，在通过相同电量时，阴阳两极反应的元素不完全相同，所以两极质量的变化值不等电解时的电解液为含Ni2的盐溶液，电解过程中Ni2浓度略有减少，所以溶液中仍含有大量的Ni2.答案： D15如图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是 ()解析：电子流出的一极是电源的负极，电解饱和的氯化钠溶液时，阳极产生Cl2，能使碘化钾淀粉
13、溶液变蓝；阴极产生H2，阴极区显碱性，能使酚酞变红答案：D16有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池该电池中反应的化学方程式：CH42O22KOH = K2CO33H2O，则关于此燃料电池的下列说法正确的是(一个电子所带电量为1.61019 C) ()A通入甲烷的电极为电池的正极，通入氧气的电极为负极B在标准状况下，每消耗5.6 L O2，可向外提供8.3104 C的电量C通入甲烷电极的电极反应为：CH410OH8e = CO7H2OD放电一段时间后，溶液pH升高解析：在燃料电池中，可燃物是还原剂，发生氧化反应，在电池中作负极，所以A错从原电池
14、的总反应式看在反应中由于生成的CO2消耗了溶液中的OH，使得溶液pH值降低，所以D错消耗5.6 L O2即0.25 mol O2，转移1 mol电子，可向外提供6.0210231.61019C9.6104C的电量，所以B错答案：C二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17(6分)用惰性电极电解NaCl与NaHCO3混合溶液，测得溶液pH变化如图所示(1)在0t时间内，两个电极上的电极反应式为：阳极：_；阴极：_.(2)用离子方程式表明0t1时间内，溶液pH升高比较缓慢的原因：_.解析：阳极阴离子放电顺序ClOHHCO；阴极阳离子放电顺序HNa；由于阴极生成OH；与HCO反应，故pH升高比较缓
15、慢答案：(1)2Cl2e = Cl22H2e = H2(2)HCOOH = COH2O18(6分)将铝件与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝件与电解液的接触面上逐渐形成一层Al(OH)3薄膜，薄膜的某些部分存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al(OH)3分解，从而在铝件表面形成一层较厚的氧化膜某校课外兴趣小组根据上述原理，以铝件和铁棒为电极，一定浓度的NaHCO3溶液为电解液进行实验(1)铝件表面形成Al(OH)3的电极反应式是：_.(2)电解过程中，必须使电解液pH保持相对稳定(不能太大，也不能太小)的原因是_.答案： (1)Al3e3HCO=Al(OH)33CO2
16、(或Al3e=Al3；Al33HCO=Al(OH)33CO2)(2)Al(OH)3、Al2O3具有两性，电解液的酸性或碱性过强，都会使所形成的Al2O3薄膜溶解19(10分)由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀若用如图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀两极材料分别为石墨和铁(1)a电极材料为_，其电极反应式为_(2)电解液d可以是_，则白色沉淀在电极上生成；也可以是_，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成A纯水 BNaCl溶液CNaOH溶液 DCuCl2溶液(3)液体c为苯，其作用是_，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是_
17、.(4)为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是_A改用稀硫酸作电解液B适当增大电源电压C适当缩小两电极间距离D适当降低电解液温度(5)若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_解析：制备Fe(OH)2的关键是防止O2对实验的干扰，加液体覆盖层，对电解液加热处理的目的都是为了排除O2的干扰答案：(1)FeFe2e = Fe2(2)CB(3)隔绝空气，防止Fe(OH)2被氧气氧化加热一段时间除去溶液中溶解的氧气(4)BC(5)白色沉淀立即变为灰绿色，最终变为红褐色20(9分) LiSOCl2电池可用于心脏起搏器该电池
18、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：4Li2SOCl2 =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_.解析：分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂(1)负极材料为Li(还原剂)，电极反应为Lie= Li.(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式
19、得到：2SOCl2 4 e= 4Cl S SO2.(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以SOCl2与水反应的现象应该为出现白雾和有刺激性气体生成(4)因为构成电池的两个主要成分中Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应答案：(1)锂Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(3)出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2H2O=SO22HCl(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应21(10分)利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一某研究小组设计了如图所示的循环系统实现光分解水制氢反应过程中所需的电能由太阳能光
20、电池提供，反应体系中I2和Fe2等可循环使用(1)写出下列反应中的离子方程式：电解池A：_；电解池B：_；光催化反应池：_.(2)若电解池A中生成3.36 L H2(标准状况)，电解池B中生成Fe2的物质的量为_(3)若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol/L和b mol/L，光催化反应生成Fe3的速率为c mol/min，循环系统中溶液的流量为Q(流量为单位时间内流过的溶液体积)试用所给字母的代数式表示溶液的流量Q_.解析：(1)2H2I H2I24Fe32H2O O24H4Fe22Fe2I2 2Fe32I(2)n(H2)0.150 mol；电子的物质的
21、量为n(e)2n(H2)20.150 mol0.300 mol.因为电解池A、B是串联电解池，电路中转移的电子数目相等所以，n(Fe2)n(e)0.300 mol.(3)根据化学反应2Fe2I22Fe32I；光催化反应生成I的速率v(I)v(Fe3)c mol/min电解池A中消耗I的速率应等于光催化反应池中生成I的速率a mol/LQb mol/LQc mol/min，故Q L/min.答案：(1)2H2IH2I24Fe32H2OO24H4Fe22Fe2I22Fe32I(2)0.300 mol(3) L/min22(11分)如图(a)为持续电解饱和CaCl2水溶液的装置(以铂为电极，A为电流
22、表)，电解1小时后Cl放电完毕，图(b)从1小时起将CO2连续通入电解液中，请在图(b)中完成实验(a)中电流对时间的变化关系图，并回答有关问题：(1)完成实验(a)中电流对时间的变化关系图(2)电解时F极发生_反应，电极反应式为_；通CO2前电解的总化学方程式为_.(3)通CO2前电解池中产生的现象：_；_；_.解析：电解CaCl2时，阳极Cl放电产生Cl2，阴极H放电产生H2，总电极反应为CaCl22H2O = Ca(OH)2Cl2H2；溶液最后变为Ca(OH)2溶液，通入CO2，会变浑浊而溶质由CaCl2变为Ca(OH)2(溶解度很小)再变为CaCO3过程中，导电性不断减弱，通入过量CO2时，CaCO3溶解变为Ca(HCO3)2，溶液的导电性增强答案：(1)(2)氧化2Cl2e=Cl2CaCl22H2O=Ca(OH)2Cl2H2(3)F极有气泡产生且能闻到刺激性气味E极附近溶液呈红色且有气泡冒出连续通入CO2，溶液中先出现白色沉淀，而后沉淀又逐渐消失
