届二轮复习 电化学基础 专题卷全国通用.docx
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届二轮复习电化学基础专题卷全国通用
电化学基础
一、单选题
1.在100mLH2SO4和CuSO4的混合液中,用石墨作电极进行电解,两极上均收集到2.24L气体(标准状况下),则原混合液中,Cu2+的物质的量浓度为( )
A.1mol·L-1B.2mol·L-1C.3mol·L-1D.4mol·L-1
2.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是()
A.阴极B.正极C.负极D.阳极
3.1L某溶液中含有的离子如下表:
用惰性电极电解该溶液,当电路中有3mole-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c(H+)=1mol·L-1
B.a=3
C.阳极生成1.5molCl2
D.阴极析出的金属是铜与铝
4.利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是( )
A.电解时以纯铜作阳极
B.电解时阳极发生还原反应
C.纯铜连接电源负极,其电极反应式是Cu-2e-===Cu2+
D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属的阳极泥
5.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c())=0.6mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到2.24L气体(标准状况下),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是( )
A.原混合溶液中c(K+)为0.2mol·L-1
B.上述电解过程中共转移0.2mol电子
C.电解得到的Cu的物质的量为0.05mol
D.电解后溶液中c(H+)为0.2mol·L-1
6.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c()=6.0mol·L-1,用石墨做电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL。
下列说法正确的是( )
A.原混合溶液中c(K+)为2mol·L-1B.上述电解过程中共转移6mol电子
C.电解得到的Cu的物质的量为0.5molD.电解后溶液中c(H+)为2mol·L-1
7.为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置,下列有关说法中错误的是( )
A.正极的电极反应方程式为O2+2H2O+4e-===4OH-
B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成
C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈
D.分别向铁、石墨电极附近吹入O2,前者铁锈出现得快
8.为了防止钢铁锈蚀,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.在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极
9.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。
①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少。
据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )
A.①③②④B.①③④②C.③④②①D.③①②④
10.铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.因铁的金属性比铜强,所以铁铆钉被氧化而腐蚀
B.若水膜中溶解了SO2,则铁铆钉腐蚀的速率变小
C.铜极上的反应是2H++2e-===H2↑,O2+4e-+4H+===2H2O
D.在金属表面涂一层油脂,能防止铁铆钉被腐蚀
11.把等物质的量的Na2SO4、NaCl、AgNO3混合物放入足量水中,经充分搅拌后,将所得溶液用石墨电极进行电解,阳极生成的物质是( )
A.H2B.AgC.Cl2D.O2
12.不久前,美国一个海军航空站安装了一台250kW的MCFC型燃料电池,该电池可同时供应电和水蒸气,其工作温度为600~700℃,所用燃料为H2,电解质为熔融的K2CO3,已知该电池的总反应为2H2+O2===2H2O,负极反应为H2+-2e-===H2O+CO2,则下列推断正确的是( )
A.正极反应为4OH-===O2+2H2O+4e-
B.放电时向负极移动
C.电池供应1mol水蒸气,转移的电子数为4mol
D.放电时向正极移动
13.按下图装置实验,若x轴表示负极流出的电子的物质的量,则y轴应表示( )
①c(Ag+) ②c() ③a棒的质量 ④b棒的质量⑤溶液的质量
A.①③B.③④C.①②④D.②
14.分析如图所示的四个原电池装置,下列结论正确的是( )
A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极
B.②中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑
C.③中Fe作负极
D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑
15.将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置示意如图(A、B为多孔性碳棒)持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL。
则下列说法错误的是( )
A.通入CH4的一端为原电池的负极,通入空气的一端为原电池的正极
B.0<V≤22.4L时,电池总反应的化学方程式为CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O
C.22.4L<V≤44.8L时,负极电极反应为CH4-8e-+9+3H2O===10H
D.V=33.6L时,溶液中只存在阴离子
16.下列叙述中不正确的是( )
A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀普遍
B.钢铁在干燥空气里不易腐蚀
C.用铝质铆钉来接铁板,铁板易被腐蚀
D.金属腐蚀的本质是M-ne-===Mn+而被损耗
17.MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是( )
A.负极反应式为Mg-2e-===Mg2+
B.正极反应式为Ag++e-===Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑
18.如图是一种应用广泛的锂电池,LiPF6是电解质,SO(CH3)2作溶剂,反应原理是4Li+FeS2===Fe+2Li2S。
下列说法不正确的是( )
A.该装置将化学能转化为电能
B.电子移动方向是由a极到b极
C.可以用水代替SO(CH3)2做溶剂
D.b极反应式是FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S
19.甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等,它的一极通入甲醇,一极通入氧气;电解质是质子交换膜,它能传导氢离子(H+)。
电池工作时,甲醇被氧化为二氧化碳和水,氧气在电极上的反应是O2+4H++4e-===2H2O。
下列叙述中不正确的是( )
A.负极的反应式为CH3OH+H2O-6e-===CO2+6H+
B.电池的总反应式是2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O
C.电池工作时,H+由正极移向负极
D.电池工作时,电子从通入甲醇的一极流出,经外电路再从通入氧气的一极流入
20.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸,两根铅笔芯作电极,接通直流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆,内圆为白色,外圈呈浅红色。
则下列说法错误的是( )
A.b电极是阴极
B.a电极与电源的正极相连接
C.电解过程中,水是氧化剂
D.b电极附近溶液的pH变小
二、填空题
21.如图所示,甲、乙为相互串联的两个电解池。
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置,则A电极名称为________极,电极材料是________,电极反应式为________,电解质溶液可以是__________。
(2)若将乙中的石墨电极改为银电极,则乙池为_______________________________
装置,电解一段时间后,溶液的浓度________,现象______________________________
________________________________________________________________________。
22.铁制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重。
写出此电化学腐蚀的电极反应式:
正极:
_________________________________________________________________,
负极:
_________________________________________________________________。
23.为了避免锌片与Cu2+直接接触发生反应而影响原电池的放电效率,有人设计了下图所示装置,按要求回答下列问题:
(1)此装置工作时,可以观察到的现象是________________________________________,
电池总反应为__________________________________________________________。
(2)以上装置中,锌和锌盐溶液组成__________,铜和铜盐溶液组成________,中间通过盐桥连接起来。
(3)原电池工作时,硫酸锌溶液中向________移动,硫酸铜溶液中向________移动。
(4)此盐桥内为饱和KCl溶液,盐桥是通过________移动来导电的。
在工作时,K+移向________。
三、实验题
24.某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下表:
试根据表中的实验现象完成下列问题:
(1)实验①、②中铝所作的电极(指正极或负极)________(填“相同”或“不相同”)。
(2)实验③中铝为________极,电极反应式为________________;石墨为________极,电极反应式为_______________;电池总反应式为_____________________________。
(3)实验④中铝作负极还是正极?
_____,理由是______________________________,铝电极的电极反应式为_______________________________。
(4)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为_____________________。
25.某同学用如图所示做水果电池的实验,测得数据如下表所示:
请回答以下问题:
(1)实验⑥中负极的电极反应式为 。
(2)实验①、⑤中电流方向相反的原因是 。
(3)影响水果电池电压的因素有 、 。
(4)若在实验中发光二极管不亮,该同学用铜、锌作电极,用菠萝作介质,并将多个此电池串联起来,再接发光二极管,这样做 。
(填“合理”或“不合理”)
26.已知电极材料:
铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:
CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。
设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池,要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。
答案解析
1.【答案】A
【解析】电解H2SO4、CuSO4的混合液时,阳极电极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O,阴极的电极反应先是Cu2++2e-===Cu,后2H++2e-===H2↑,由题可知两极产生的气体H2、O2各0.1mol,O2是由OH-失去0.4mol电子而得到,H2是由H+得到0.2mol电子而生成。
由得失电子守恒知,还有0.2mol电子是Cu2+得到的,n(Cu2+)=0.1mol,c(Cu2+)=
=1mol·L-1。
2.【答案】C
【解析】铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成原电池,锌比铜活泼,在原电池中作负极。
3.【答案】A
【解析】根据溶液中离子电荷守恒2c(Cu2+)+3c(Al3+)=c()+c(Cl-),可知a=4,B错误;考虑水电离产生离子,溶液中阳离子得电子能力:
Cu2+>H+>Al3+,阴离子失电子能力:
Cl->OH->,阳极反应先2Cl--2e-===Cl2↑,后4OH--4e-===2H2O+O2↑;阴极先Cu2++2e-===Cu,后2H++2e-===H2↑,D错误;阳极最多产生氯气0.5mol,C错误;根据电子守恒可知,阳极还生成n(O2)=(3-1)÷4=0.5mol,阴极产生Cu为1mol,还生成n(H2)=(3-1×2)÷2=0.5mol,根据O2~4OH-,H2~2H+,由生成气体可知阳极共消耗OH-0.5mol×4=2mol,阴极共消耗H+0.5mol×2=1mol,可知电解后溶液多出1molH+,c(H+)=1mol·L-1,A正确。
4.【答案】D
【解析】电解法精炼金属铜时,粗铜作阳极,失去电子逐渐溶解,Cu2+得到电子后析出,附着在阴极上,故纯铜作阴极;在电解池中,阴极接电源的负极,发生还原反应,阳极接电源的正极,发生氧化反应,A、B、C错误。
越活泼的金属越易失去电子,故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子,变成Fe2+、Zn2+进入溶液,然后是铜失去电子,变成Cu2+进入溶液,因Ag、Au等金属不如铜活泼,故在铜溶解后便沉淀在电解槽底部成为阳极泥,D正确。
5.【答案】A
【解析】根据离子放电顺序:
阴离子:
OH->),阳离子:
Cu2+>H+>K+,知该电解过程分为两个阶段:
第一阶段:
电解Cu(NO3)2溶液:
阴极:
Cu2++2e-===Cu,阳极:
2OH--4e-===2H2O+O2↑,两式相加得到总反应式:
2Cu2++2H2O
2Cu+4H++O2↑;
第二阶段:
电解H2O:
2H2O
2H2↑+O2↑。
根据电子守恒:
O2~4e-~4H+,从阳极收集到O2为2.24L可推知上述电解过程中共转移0.4mol电子,B错误;H2~2e-~2H+生成2.24LH2消耗0.2mol电子,所以Cu2+共得到0.4mol-0.2mol=0.2mol电子,Cu2+~2e-~Cu,n(Cu)=0.1mol,C错误;电解前后分别有以下守恒关系:
c(K+)+2c(Cu2+)=c()),c(K+)+c(H+)=c()),因为阳极生成n(H+)=0.4mol,阴极消耗n(H+)=0.2mol,不难算出:
电解后c(H+)=0.4mol·L-1,电解前c(K+)=0.2mol·L-1,D错误、A正确。
6.【答案】A
【解析】阳极反应为4OH-+4e-===2H2O+O2↑,阴极反应为Cu2++2e-===Cu、2H++2e-===H2↑;根据阴、阳两极上转移电子相同可列出2n(Cu)+2n(H2)=4n(O2),则n(Cu)=(1mol×4-1mol×2)÷2=1mol,C错误;溶液中c(K+)+2c(Cu2+)=c(),则c(K+)=2mol·L-1,A正确;根据阳极反应,产生22.4LO2,转移4mol电子,B错误;根据电极反应,阳极消耗4molOH-,阴极消耗2molH+,电解后溶液中c(H+)=2mol÷0.5L=4mol·L-1,D错误。
7.【答案】D
【解析】如果铁发生吸氧腐蚀,则铁是负极,失电子被氧化成Fe2+,在正极氧气得电子发生还原反应,电极反应式:
2H2O+O2+4e-===4OH-。
将氧气吹向石墨电极形成原电池反应,加快腐蚀速率,A正确,D错误;向自来水中加入NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增强,加快腐蚀速率,C正确;若将石墨电极换成Mg电极,Mg比Fe活泼,负极为Mg,Fe被保护,难以看到铁生锈,B正确。
8.【答案】C
【解析】A、B中形成的原电池,铁都是作负极,加速钢铁腐蚀,A、B错误;锌比铁活泼,铁作正极,起到防护作用,C正确;铸铁管上接直流电源的正极,铸铁管作阳极,加速腐蚀,D错误。
9.【答案】B
【解析】①②相连时,外电路电流从②流向①,说明①为负极;①③相连时,①为负极;②④相连时,②上有气泡,说明④为负极;③④相连时,③的质量减少,说明③为负极。
原电池中,负极金属的活动性一般强于正极金属的活动性,综上可知金属活动性顺序是①③④②,B正确。
10.【答案】B
【解析】因铁的金属性比铜强,形成原电池铁作负极,铁铆钉被氧化而腐蚀,A正确;若水膜中溶解了SO2,水膜的酸性增强,则铁铆钉腐蚀的速率变大,B错误;铜极上的反应是2H++2e-===H2↑,O2+4e-+4H+===2H2O,C正确;在金属表面涂一层油脂,能防止铁铆钉被腐蚀,D正确。
11.【答案】D
【解析】等物质的量的NaCl和AgNO3混合后,NaCl+AgNO3===NaNO3+AgCl↓,溶质为NaNO3和Na2SO4的混合液,用石墨电极电解时,实质是电解水,阳极上生成的物质是O2。
本题往往忽视氯化钠和硝酸银的反应,误认为是多种电解质溶液混合物,简单分析对应离子,错误得出阳极产物为氯气。
12.【答案】B
【解析】根据总反应和负极反应方程式,二者相减得正极反应式为O2+2CO2+4e-===,A错误;正极产生而负极消耗,所以向负极移动,B正确,D错误;根据负极反应式判断电池供应1mol水蒸气,转移的电子数为2mol,C错误。
13.【答案】D
【解析】在这个原电池中,负极:
Fe-2e-===Fe2+,正极:
Ag++e-===Ag,a棒质量减少,b棒增重,c(Ag+)减小,c())不变;每流过2mol电子时溶解56gFe,析出216gAg,溶液的质量减小。
随着电子的增加,只有c())不变,选D。
14.【答案】B
【解析】电解质溶液不同,导致两极反应发生改变。
当稀硫酸是电解质溶液时,Mg作负极(活动性Mg>Al);当NaOH溶液是电解质溶液时,Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应);③中Cu作负极,反应式为Cu-2e-===Cu2+,Fe作正极,因为常温下,Fe遇浓硝酸发生钝化;④中Cu作正极,电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-。
15.【答案】D
【解析】CH4燃烧失去电子,为原电池的负极,空气中氧气得电子,为原电池的正极,A正确;0<V≤22.4L,即n(CH4)≤1mol,n(KOH)=2mol,产物为K2CO3,总反应方程式为CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O,B正确;22.4L<V≤44.8L,即1mol≤n(CH4)≤2mol,产物由K2CO3转向KHCO3,负极电极反应为CH4-8e-+9+3H2O===10H,C正确;V=33.6L,溶液中的溶质是K2CO3和KHCO3,其比值为1∶1,溶液中存在和H,D错误。
16.【答案】C
【解析】钢铁的化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍的多,且腐蚀速度也快得多,A正确;干燥的空气缺少水,不易发生电化学腐蚀,B正确;铝比铁活泼,发生电化学腐蚀时,铝作负极,被腐蚀的是铝,C错误;金属被腐蚀的实质是金属失去电子发生氧化反应,D正确。
17.【答案】B
【解析】根据题意,电池总反应式为Mg+2AgCl===MgCl2+2Ag,正极反应为:
2AgCl+2e-===2Cl-+2Ag,负极反应为:
Mg-2e-===Mg2+,A项正确,B项错误;对原电池来说,阴离子由正极移向负极,所以电池放电时,Cl-由正极向负极迁移,C项正确;由于镁是活泼金属,则负极会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑,D项正确;答案选B
18.【答案】C
【解析】本装置为原电池,A正确;Li是负极,失去电子,电子由a流出,经导线注入b,B正确;Li与水能反应,所以不能用水代替SO(CH3)2做溶剂,C错误;b为正极,得到电子,电极反应式:
FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S,D正确。
19.【答案】C
【解析】氧气得到电子,作正极,在酸性溶液中发生反应:
O2+4H++4e-===2H2O;甲醇失去电子,发生氧化反应,作负极,在酸性溶液中发生反应:
CH3OH+H2O-6e-===CO2+6H+,A正确;由两极反应可知总反应为2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O,B正确;由电极反应可判断出电池工作时,H+移向正极而不是移向负极,C错误,D正确。
20.【答案】D
【解析】饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸,接通直流电源,形成电解池。
a极内圆为白色说明a电极反应产生了漂白性的氯气,2Cl--2e-===Cl2↑,a极为阳极,与电源正极相连;则b电极是阴极,A、B正确;b阴极电极反应为2H++2e-===H2↑,水是氧化剂,C正确;b极附近碱性增强,pH增大,D错误。
21.【答案】
(1)阴 精铜 Cu2++2e-===Cu 含Cu2+的溶液(如CuSO4溶液)
(2)电镀 不变 银电极不断溶解,铁电极上有银析出
【解析】
(1)根据外接电源,A为阴极,B为阳极,Fe为阴极,石墨为阳极。
又因为甲为精炼铜的装置,所以A电极材料是精铜,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,电解质溶液用含Cu2+的溶液(如CuSO4溶液)。
(2)乙池中石墨改为银电极,则阳极反应为Ag-e-===Ag+,阴极反应为Ag++e-===Ag,为电镀装置,一段时间后,铁电极表面会析出一层光亮的银。
22.【答案】2H++2e-===H2↑ 2Fe-4e-===2Fe2+(或Fe-2e-===Fe2+)
【解析】铁是活泼金属能置换出H2,酸性条件下发生析氢腐蚀。
23.【答案】
(1)电流计指针偏转,锌片溶解,铜片上有红色固体析出 Zn+Cu2+===Cu+Zn2+
(2)锌半电池 铜半电池
(3)锌片 盐桥
(4)离子 CuSO4溶液(正极区)
【解析】
(1)如图装置构成Zn-CuSO4-Cu原电池,活泼金属Zn作为负极,失去电子,Zn-2e-===Zn2+,电子经外电路流向铜电极,铜电极上Cu2++2e-===Cu。
(2)电极材料和电解质溶液形成半电池。
(3)因Zn失电子生成Zn2+,极板带正电荷,为保持电中性,ZnSO4溶液中移向锌片,Zn-2e-===Zn2+,盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液以平衡电荷;正极反应为Cu2++2e-===Cu,为使CuSO4溶液保持电中性,盐桥中的K+移向CuSO4溶液以平衡电解质溶液中的电荷。
(4)正极反应为Cu2++2e-===Cu,溶液中铜离子减小,为使CuSO4溶液保持电中性,盐桥中的K+移向CuSO4溶液。
24.【答案】
(1)不相同
(2)负;2Al-6e-===2Al3+;正;6H++6e-===3H2↑;2Al+6H+==2Al3++3H2↑
(3)负极;铝与氢氧化钠溶液反应,镁与氢氧化钠溶液不反应;
Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O
(4)另一个电极材料的活泼性和电解质溶液的氧化性
【解析】实验①中镁比铝活泼,镁作原电池的负极,铝作原电池的正极,电流计指针偏向铝;实验②中铝比铜活泼,铝作原电池的负极,铜作原电池的正极,电流计指针偏向铜;实验③中铝失去电子,发生氧化反应,③为负极,石墨为正极,电流计指针偏向石墨。
25.【答案】
(1)Al-3e-
Al3+
(2)实验①中锌比铜活泼,锌作负极,实验⑤中铝比锌活泼,锌作正极,两实验中电流方向相反
(3)水果品种;电极材料
(4)合理
【解析】实验⑥中电极是铝比锌与铝活泼,铝为负极,反应式为Al-3e-
Al3+;实验①中锌比铜活泼,锌为负极,实验⑤中铝比锌活泼,锌为正极,两实验中电流方向相反;由实验①
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