1、第四章 电化学基础 复习训练一1下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是() 2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锌锰干电池中，锌电极是负极3铜锌稀硫酸组成的原电池，放电一段时间后，溶液的pH将()A不变B升高 C降低 D无法确定4为防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()A在精密机床的铁床上安装铜螺钉B在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D在电动输油管的铸铁管上接直流电源的正极5下列说法正确的是()A铅
2、蓄电池放电时铅电极发生还原反应B电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠C给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀6根据下图，下列判断中正确的是()A烧杯a中的溶液pH升高B烧杯b中发生还原反应C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl27化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl2e=Cl2B氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OHC粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e=
3、Fe28如下图所示是某太空空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液，下列有关说法中正确的是() 向日面时 背日面时A该能量转化系统工作时，需不断补充H2OB该转化系统的能量本质上来源于太阳能C水电解系统中的阴极反应：O22H2O4e=4OHD燃料电池放电时的负极反应：H22e=2H9用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()A电子通过盐桥从乙池流向甲池B铜导线替换盐桥，原电池仍继续工作C开始时，银片上发生的反应是：Age=AgD将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同10氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。下列关于实验
4、室电解饱和食盐水的说法中正确的是()A可以选用石墨棒作为阴、阳极材料，但阳极材料也可以用铁棒B用湿润的淀粉KI试纸靠近阴极区域，试纸变蓝C电解过程中，在阳极区域溶液中滴加品红，品红褪色D实验结束后，将溶液搅拌，然后用pH试纸检验，溶液呈中性11将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中有氢气生成。若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀，B未被腐蚀，关于A、B的叙述正确的是()A金属活动性AB B还原性BAC在后者装置中金属A发生还原反应，金属B发生氧化反应.D金属A的表面有明显的气泡产生12 1 L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2Al3NOCl物质的量浓度(mol/L)11a1
5、用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A电解后溶液的pH0 Ba3C阳极生成1.5 mol Cl2 D阴极析出的金属是铜与铝13银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时它的正、负两极的电极反应式如下：Ag2OH2O2e=2Ag2OH，Zn2OH2e=Zn(OH)2。下列判断正确的是()A锌为正极，氧化银为负极 B锌为正极，氧化银为负极C原电池工作时，负极区溶液pH增大D原电池反应的化学方程式为ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag14利用生活中常见的材料可
6、以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，如图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时，有关说法正确的是()A铝罐将逐渐被腐蚀B炭粒和炭棒上发生的反应为O24e=2O2C炭棒应与玩具电机的负极相连D该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻15按下图装置实验，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(AgNO3)a棒的质量b棒的质量溶液的pHA BC D16.已知在pH为45的溶液中，Cu2几乎不水解，而Fe3几乎完全水解。某学生拟用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量。该同学向pH3.8的含有Fe2(SO4)3杂质的C
7、uSO4溶液中加入适量的黑色粉末X，充分搅拌后过滤，将滤液用右图所示装置电解，其中某电极增重a g，另一电极上产生标准状况下的气体V mL。下列说法正确的是()A黑色粉末X是铁粉B铜电极连接电源正极C石墨电极上发生的反应是4OH4e=O22H2OD铜的相对原子质量的计算式是二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17.(9分)在一个U形管里盛有CuCl2溶液，并插入两块锌片作电极，按如图连接。(1)如果把电键K接A，该装置应是电解装置，Zn极是_极，电极反应式为_，Zn极是_极，电极反应式为_。(2)上述反应进行5 min后，转换电键K到C，则这个装置是原电池装置，Zn极是_极，电极反应式为_
8、。(3)上述装置进行2 min后，再转换电键K到B，则Zn极发生的化学反应为_，Zn极发生的有关电化学的反应为_。18(7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，它在高温下能传导阳极生成的O2离子(O24e2O2)。 (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
9、变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_(填序号)。aCuObCu(OH)2 cCuCO3 dCu2(OH)2CO319(8分)某实验小组的同学采用如图所示装置来进行有关化学实验，请填充下列空格。(1)若U形管中盛有硫酸钠溶液，X、Y电极分别为石墨和铁棒，电解过程中出现的现象是_。U形管中加入的少量植物油作用是_。(2)电解一段时间后，某同学将电源反接，此时出现的现象是_。有关的化学方程式为_。答案：(1)X极有气泡冒出，Y极附近溶液渐变浅绿色，U形管下部中间位置出现白色沉淀隔绝空气(防止白色沉淀被氧化变质)(2)X、Y两极都有气泡冒出，且白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色2H
10、2O2H2O2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)320(9分)在25 时，用石墨电极电解2.0 L 2.5 molL1CuSO4溶液，如有0.20 mol电子发生转移，请回答下列问题：(1)阴极发生_反应，电极反应式为_；(2)阳极发生_反应，电极反应式为_；(3)电解后得到的铜的质量是_，得到氧气的体积是_(标准状况)，溶液的pH是_；(4)如果用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差_，电解液的pH_。21(6分) O3可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。(1)图中阴极为_(填“A”或“B”)，其电极反应式为_。(2)若C处通入O2，则A极的电极反应式为_
11、。(3)若C处不通入O2，D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为_(忽略O3的分解)。22(13分)如右图所示，p、q为直流电源的两极，A由金属单质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上产生气泡，试回答：(1)p为_极，A极发生了_反应。(2)C为_极，可收集到_；D为_极，可收集到_。(3)C极的电极反应式为_。(4)在电解过程中，测C、D两极上产生气体的体积，实验数据如下表：时间(min)12345678910阴极产生气体的体积(cm3)612202939来源:学科网4959697989阳极产生气体的体积(cm
12、3)24711162126313641仔细分析以上实验数据，请说出变化的可能原因是_。(5)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”)。(6)当电路中通过0.004 mol电子时，B极上沉积的金属X为0.128 g，则此金属的摩尔质量为_。第四章 电化学基础 复习训练一详细答案1解析：干电池将化学能转化为电能；电解是将电能转化为化学能；水力发电是将势能转化为电能；太阳能热水器是将太阳能转化为热能。答案：D2解析：铜锌原电池工作时，电子由负极(锌)沿外电路流向正极(铜)，B错误。答案：B3解析：此原电池放电时，反应消耗硫酸，使溶液的酸性降低。答案：B4解析：
13、A、B中形成原电池都是铁作负极，加速铁的腐蚀；D中铸铁管作阳极，加速腐蚀；C中锌比铁活泼，铁作正极，受到保护。答案：C5解析：铅蓄电池放电时铅电极失去电子发生氧化反应，A错误；电解饱和食盐水，阳极上得到氯气，阴极上得到氢气，B错误；电镀时电镀液采用镀层金属的可溶性盐溶液，C正确；食盐水为中性溶液，所以应发生吸氧腐蚀，D错误。答案：C6解析：由图知，烧杯b中的Zn棒失去电子，发生氧化反应，电子转移到Fe棒上，烧杯a中通入的氧气在Fe棒表面得电子生成氢氧根离子，使a中溶液的pH升高。所以正确的为A。答案：A7解析：在氢氧燃料电池的负极上反应的是氢气；粗铜精炼时，纯铜与电源的负极相连，钢铁腐蚀的负极
14、反应是Fe2e=Fe2。答案：A8解析：水电解时阴极为2H2e=H2，C项错误；燃料电池放电时负极为H22OH2e=2H2O，故D项错误；A项中H2O可以循环利用，错误；B项正确。来源:学科网ZXXK答案：B9解析：根据原电池工作原理，电子由负极(Cu)沿导线传递给正极(Ag)，电解质溶液中阴离子沿盐桥从乙流向甲；正极(Ag)：2Ag2e=2Ag，负极(Cu)：Cu2e=Cu2，总反应：Cu2Ag=Cu22Ag，与将Cu片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应相同。故选D。答案：D10解析：电解时阳极不能选用活泼的金属材料，故A错；电解饱和食盐水时阴极产物为还原产物H2，故B错；电解时阳极产物为氧
15、化产物氯气，故C正确；电解饱和食盐水除生成氢气和氯气外，在阴极还有NaOH产生，所以电解实验结束后，搅拌溶液，溶液中有NaOH，显碱性，故D错。答案：C11解析：金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中，构成了原电池，负极腐蚀而损耗，正极被保护，即金属A为负极，金属B为正极。答案：A12解析：根据电子守恒可知，该反应过程中涉及的反应有：阳极：2Cl2e=Cl2(产生氯气的体积，标准状况下为0.5 mol)，4OH4e=2H2OO2；阴极：Cu22e=Cu,2H2e=H2。从电子守恒的角度知，电解后溶液的pH0，A项正确；从电荷守恒的角度可知，a4，B不正确。答案：A13解析：从电极反应式看，锌失
16、电子被氧化，所以锌为负极；Ag2O得电子被还原，所以是正极。由电极反应式相加可得，总化学方程式：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。从负极电极反应式分析，OH被消耗，所以负极区溶液的pH应减小，选A、D。答案：D14解析：该电池的反应原理是4Al3O2=2Al2O3，所以Al作电源负极，与玩具电极的负极相连，逐渐被腐蚀，A项正确，C、D项错误；B项中正确的反应式为O22H2O4e=4OH。答案：A15解析：该电解池，随着电解的进行，c(Ag)不变，c(AgNO3)不变，溶液的pH不变。因为阳极反应式为Age=Ag，阴极反应式为Age=Ag。答案：D16.解析：利用Fe3的水解，除去CuS
17、O4溶液中Fe3方法是向其中加入黑色的CuO，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3水解，使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去，A错误；电解时，石墨作阳极，电极反应式：4OH4e=2H2OO2，C正确；铜作阴极，电极反应式为：2Cu24e=2Cu，B错误；据两极上转移电子的量相等可知：24，解得：M(Cu)。答案：C17.解析：当电键K接触A点时，构成一个有外接直流电源的电解池装置，与电源正极相连的Zn极是阳极，与电源负极相连的Zn极是阴极。当工作5 min后，Zn极上析出了Cu，此时，将电键K接触C点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的Zn极是原电池的正极，Zn极是原电池的负极。当把电键K接触
18、B点时，形成断路，Zn极发生Zn与CuCl2的置换反应，Zn极由于在锌的表面有铜，又浸在CuCl2溶液中，发生电化学腐蚀。答案：(1)阳Zn2e=Zn2阴Cu22e=Cu(2)负Zn2e=Zn2(3)ZnCuCl2=ZnCl2Cu负极：Zn2e=Zn2，正极：Cu22e=Cu18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(a电极)反应式：4OH4e=2H2OO2；阴极反应式：2Cu24e=2Cu，n(O2)2.5103mol。线路中转移电子的物质的量
19、为2.5103 mol40.01 mol，溶液中c(H)0.1 mol/L，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解析：铁作阳极时，铁失电子发生氧化反应，生成二价铁离子：Fe2e=Fe2，阴极发生还原反应：2H2e=H2。阳极生成的二价铁离子向阴极扩散，而阴极产生的氢氧根离子向阳极扩散，二者在U形管中间相遇结合成氢氧化亚铁白色沉淀。氢氧化亚铁极易被空气中氧气氧化，故U形管中加入少量植物油以隔绝空气。当反接电源时，为电解水，X、Y极分别生成氧气和氢气，氧
20、气将氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁。答案：(1)X极有气泡冒出，Y极附近溶液渐变浅绿色，U形管下部中间位置出现白色沉淀隔绝空气(防止白色沉淀被氧化变质)(2)X、Y两极都有气泡冒出，且白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色2H2O2H2O2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)320解析：用石墨电极电解CuSO4溶液：阳极反应式：4OH4e=2H2OO2，阴极反应式：2Cu24e=2Cu。当线路中有0.20 mol电子转移时，析出铜的质量为m(Cu) mol64 gmol16.4 g。产生O2的体积V(O2)22.4 Lmol11.12 L。c(H)0.1 mol/L，pHlg 0.11。若
21、用Cu片代替石墨电极，则该装置为电镀池，电解后溶液pH不变。当转移0.2 mol电子时，阳极溶解6.4 g，Cu阴极析出6.4 g Cu，则两极质量差为6.46.412.8(g)。答案：(1)还原2Cu24e=2Cu(2)氧化4OH4e=2H2OO2(3)6.4 g1.12 L1(4)12.8 g不变21解析：观察电化学装置图知，特殊惰性电极B上产生了氧气和臭氧，该极失去电子发生氧化反应作阳极，则特殊惰性电极A为阴极，得电子发生还原反应，电极反应式为2H2e=H2；若从C处通入氧气，氧气将参与反应，阴极生成的将是水，电极反应为O24H4e=2H2O；设y L混合气体中臭氧的体积分数为a，由电子
22、守恒有2xy a6y (1a)4，解得a(x2y)/y。答案：(1)A2H2e=H2(2)O24H4e=2H2O(3)(x2y)/y22解析：(1)B极：X22e=X因此B为阴极，由此可推知A是阳极。C是阳极，D是阴极，p为正极。(4)从O2和H2在水中的溶解度大小回答。(5)中A极：X2e=X2，B极：X22e=X，故两极pH不变。(6)设X的摩尔质量为M，则：X22e=X 2 mol M 0.004 mol 0.128 gM64 g/mol。答案：(1)正氧化(2)阳氧气阴氢气(3)4OH4e=O22H2O(4)在开始反应的14 min内，由于生成的氧气和氢气在水中的溶解没有达到饱和，氧气的溶解度大于氢气，故氢气和氧气的体积比大于21；随着反应的进行，到4 min后，由于生成的氧气和氢气在水中的溶解均达到饱和，故体积比约等于21(5)不变(6)64 g/mol