第四章電化學(xué)基礎(chǔ)專項訓(xùn)練（人教版選修4）

電化學(xué)基礎(chǔ)專項訓(xùn)練一、原電池工作原理1．為將反應(yīng)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，下列裝置能達到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜)()答案B解析A項電解質(zhì)溶液為NaOH，Al與之反應(yīng)實質(zhì)不是與H＋反應(yīng)，生成產(chǎn)物是AlOeq\o\al(－,2)而不是Al3＋；C項Al與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的為NO；D項為電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。2．日常所用的干電池，其電極分別為碳棒(上面有帽)和鋅(皮)，以糊狀NH4Cl和ZnCl2作為電解質(zhì)溶液(其中加入MnO2吸收H2)，電極反應(yīng)可簡化為Zn－2e－=Zn2＋，2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3與Zn2＋結(jié)合)，根據(jù)上面敘述判斷下列說法正確的是()A．Zn為正極，碳為負極B．負極反應(yīng)為2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3↑＋H2↑C．工作時電子由碳極經(jīng)外電路流向鋅極D．長時間連續(xù)使用時，內(nèi)裝的糊狀物可能流出腐蝕電器答案D解析活動性：Zn>C，由負極發(fā)生氧化反應(yīng)可知，負極為Zn，正極為C；外電路中電子移動方向為負極→正極，故C錯；電池工作時MnO2吸收H2生成H2O，Zn溶解，糊狀物變稀，故可能流出腐蝕電器。二、新型電池的結(jié)構(gòu)與原理3．據(jù)報道，鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池，因為鋅電池容量更大，而且沒有鉛污染，其電池反應(yīng)為2Zn＋O2=2ZnO，原料為鋅粒、電解液和空氣，則下列敘述正確的是()A．鋅為正極，空氣進入負極反應(yīng)B．負極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2OC．正極發(fā)生氧化反應(yīng)D．電解液可以是強酸也可以是強堿答案B解析2Zn＋O2=2ZnO，Zn失電子，O2得電子，即Zn為原電池負極，O2在正極上反應(yīng)，故B正確；若電解液為強酸，ZnO則不能存在，故D不正確。4．燃料電池的基本組成為電極、電解液、燃料和氧化劑。此種電池的能量利用率可高達80%(一般柴油發(fā)電機只有40%左右)，產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說法錯誤的是()A．上述燃料電池的負極反應(yīng)物是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)B．氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用C．乙醇燃料電池的電解液常用KOH溶液，該電池的負極反應(yīng)為C2H5OH－12e－=2CO2↑＋3H2OD．甲烷堿性燃料電池的正極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－答案C5．LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點，可用于電動汽車。電池反應(yīng)為FePO4＋Lieq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負極材料是石墨，含Li＋導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是()A．可加入硫酸以提高電解液的導(dǎo)電性B．放電時電池內(nèi)部Li＋向負極移動C．充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量增加D．放電時電池正極反應(yīng)為FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4答案D三、電解原理及其應(yīng)用6．如圖中，兩電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為a極：Cu2＋＋2e－=Cub極：Fe－2e－=Fe2＋，下列說法中不正確的是()A．該裝置可能是電解池B．a(chǎn)極上一定發(fā)生還原反應(yīng)C．a(chǎn)、b可能是同種電極材料D．該過程中能量的轉(zhuǎn)換一定是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能答案D7．下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯誤的是()答案C解析電鍍銅時，Cu作陽極，鍍件作陰極，故C錯。8．如下圖，a、b是石墨電極，通電一段時間后，b極附近溶液顯紅色。下列說法正確的是()A．Pt為陰極，Cu為陽極B．b極的電極反應(yīng)式是2H＋＋2e－=H2↑C．電解過程中CuSO4溶液的pH逐漸增大D．Pt極上有6.4gCu析出時，b極產(chǎn)生2.24L(標準狀況)氣體答案B9．取一張用飽和NaCl溶液浸濕的pH試紙，兩根鉛筆芯作電極，接通直流電源，一段時間后，發(fā)現(xiàn)a電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個雙色同心圓，內(nèi)圓為白色，外圈呈淺紅色。則下列說法錯誤的是()A．b電極是陰極B．a(chǎn)電極與電源的正極相連接C．電解過程中，水是氧化劑D．b電極附近溶液的pH變小答案D10．下列各組溶液電解一段時間后，再加入相關(guān)物質(zhì)，溶液能恢復(fù)原狀況的是()選項電解質(zhì)溶液陽極陰極加入的物質(zhì)ANaCl溶液碳鐵鹽酸BNaOH溶液碳碳水C硫酸銅溶液銅碳硫酸銅D硫酸鐵碳H2O答案B四、金屬的腐蝕與防護11．有關(guān)金屬腐蝕的論述，正確的是()A．金屬的腐蝕一定伴有電流產(chǎn)生B．Fe在干燥的氯氣里比在潮濕的空氣里更易被腐蝕C．發(fā)生化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母g時較活潑的金屬總是作正極而被腐蝕D．發(fā)生電化學(xué)腐蝕時都有能量的轉(zhuǎn)變，且被腐蝕的金屬總是失電子答案D解析金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕是金屬直接與氧化劑反應(yīng)，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑，無電流產(chǎn)生；而電化學(xué)腐蝕是最普遍的金屬腐蝕，其原理與原電池原理一致。12．下列敘述不正確的是()A．鐵表面鍍鋅，鐵作陽極B．船底鑲嵌鋅塊，鋅作負極，以防船體被腐蝕C．鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑答案A解析本題考查電化學(xué)知識的應(yīng)用。選項A，在鐵表面鍍鋅時，應(yīng)該鋅作陽極，含Zn2＋的溶液作電解液；選項B，Zn的活動性比Fe強，Zn失去電子而保護了船體；選項C，鋼鐵吸氧腐蝕時，O2在正極獲得電子；選項D，Cl－失電子能力大于OH－，電解飽和食鹽水時，Cl－在陽極失去電子變?yōu)镃l2。13．下列各種方法中，能對金屬起到防止或減緩腐蝕作用的是()①金屬表面涂抹油漆②改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)③保持金屬表面清潔干燥④金屬表面進行電鍍⑤使金屬表面形成致密的氧化物薄膜A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部答案D解析金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，題目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金屬和電解質(zhì)溶液接觸形成原電池的目的；②中如在金屬中加入某些其他元素改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)也可以起到防腐蝕的效果。14．下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法不正確的是()A．純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B．當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用C．海輪外殼連接鋅塊以保護外殼不受腐蝕D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負極相連以保護它不受腐蝕答案B解析銀器在空氣中久置會被氧化變黑，為化學(xué)腐蝕，A正確；當鍍層破損時，Sn、Fe可形成原電池，F(xiàn)e為負極，不再起到保護作用，B錯；Fe與Zn塊形成原電池，Zn作負極(陽極)，從而保護Fe正極(陰極)，C正確；外加電流的陰極保護法應(yīng)使被保護對象與直流電源的負極相連，故D正確。五、電化學(xué)基礎(chǔ)知識綜合應(yīng)用15．圖中的A為直流電源，B為滲透飽和氯化鈉溶液和酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的c點顯紅色。請?zhí)羁眨?1)電源A中a點為________極。(2)濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式為______________________________________________。(3)欲在電鍍槽中實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K點，使c、d兩點短路，則電極e上發(fā)生的反應(yīng)為_______________________________________________________________________________，電極f上發(fā)生的反應(yīng)為___________________________________________________________，槽中盛放的電鍍液可以是________或__________(只要求填兩種電解質(zhì)溶液)。答案(1)正(2)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑＋2NaOH(3)Zn－2e－=Zn2＋Zn2＋＋2e－=ZnZnSO4溶液ZnCl2溶液16．鐵是用途最廣的金屬材料之一，但生鐵易生銹。請討論電化學(xué)實驗中有關(guān)鐵的性質(zhì)。(1)①某原電池裝置如上圖所示，右側(cè)燒杯中的電極反應(yīng)式為___________________________，左側(cè)燒杯中的c(Cl－)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。②已知下圖甲、乙兩池的總反應(yīng)式均為Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，且在同側(cè)電極(指均在“左電極”或“右電極”)產(chǎn)生H2。請在兩池上標出電極材料(填“Fe”或“C”)。(2)裝置丙中，易生銹的是______點(填“a”或“b”)。裝置丁中可觀察到的實驗現(xiàn)象是________________________________________________________________________。答案(1)①2H＋＋2e－=H2↑增大②甲池中：左——Fe，右——C乙池中：左——Fe，右——C(2)a鐵屑表面生成紅棕色銹斑，試管內(nèi)液面上升解析(1)①電池反應(yīng)中Fe作負極，石墨棒作正極，右側(cè)電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。由于平衡電荷的需要，鹽橋中的Cl－向負極遷移，故NaCl溶液中c(Cl－)增大。②裝置乙是電解裝置，陰極(右側(cè))產(chǎn)生H2，同時根據(jù)總反應(yīng)式可知Fe只能作陽極(左側(cè))。由已知條件知，在裝置甲中，F(xiàn)e作原電池的負極，在左側(cè)，C作原電池的正極，在右側(cè)。(2)裝置丙中由于a點既與電解液接觸，又與空氣接觸，故易生銹。裝置丁中鐵屑發(fā)生吸氧腐蝕，負極：Fe－2e－=Fe2＋，正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，生成的離子繼續(xù)反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O，由整個反應(yīng)來看，最終鐵屑表面會生成紅棕色的鐵銹，由于反應(yīng)消耗氧氣，因此試管內(nèi)液面上升。17．下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4的質(zhì)量分數(shù)為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：(1)電源的N端為________極；(2)電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為__________________________________________________；(3)列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況下的體積：______________________________；(4)電極c的質(zhì)量變化是________g。答案(1)正(2)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑(3)水減少的質(zhì)量：100g×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(10.00%,10.47%)))≈4.5g生成O2的體積：eq\f(4.5g,18g·mol－1)×eq\f(1,2)×22.4L·mol－1＝2.8L(4)16解析由題中信息c的電極質(zhì)量增加知：c極上析出銅，故c為陰極，d為陽極，e為陰極，f為陽極。(1)N為正極，M為負極，a為陰極，b為陽極。(2)甲燒杯中b極上發(fā)生反應(yīng)為4OH