第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)章末復(fù)習(xí)測試1我國某大城市今年夏季多次降下酸雨。據(jù)環(huán)保部門測定，該城市整個夏季酸雨的pH平均為3.2。在這種環(huán)境中的鐵制品極易被腐蝕。對此條件下鐵的腐蝕的敘述不正確的是（ ）A此腐蝕過程有化學(xué)腐蝕也有電化學(xué)腐蝕B發(fā)生電化學(xué)腐蝕時的正極反應(yīng)為：2H2O+O2+4e-=4OH-C在化學(xué)腐蝕過程中有氫氣產(chǎn)生D發(fā)生電化學(xué)腐蝕時的負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+【答案】B2原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)下列說法中不正確的是A由Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Al3e=Al3+B由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Al3e+4OH=AlO2+2H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2+D由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2+【答案】C【解析】A由Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，鋁和稀硫酸反應(yīng)而失電子，銅和稀硫酸不反應(yīng)，所以鋁作負(fù)極，銅作正極，其負(fù)極反應(yīng)式為：Al3e=Al3+，故A正確；BMg、Al、NaOH溶液組成原電池，鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)而失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鎂和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，所以鋁是負(fù)極，鎂是正極，其負(fù)極反應(yīng)式為：Al3e+4OH=AlO2+2H2O，故B正確；C由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，鐵和銅都與氯化鐵反應(yīng)，但鐵的金屬性比銅強，所以鐵作負(fù)極，銅作正極，其負(fù)極反應(yīng)式為：Fe2e=Fe2+，故C錯誤；DAl、Cu、濃硝酸組成原電池，鋁和濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，銅和濃硝酸能自發(fā)的進行反應(yīng)，所以銅作負(fù)極，鋁作正極，其負(fù)極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2+，故D正確；3流動電池是一種新型電池。其主要特點是可以通過電解質(zhì)溶液的循環(huán)流動，在電池外部調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液，以保持電池內(nèi)部電極周圍溶液濃度的穩(wěn)定。北京化工大學(xué)新開發(fā)的一種流動電池如圖所示，電池總反應(yīng)為CuPbO22H2SO4=CuSO4PbSO42H2O。下列說法不正確的是()Aa為負(fù)極，b為正極B該電池工作時PbO2電極附近溶液的pH增大Ca極的電極反應(yīng)為Cu2e=Cu2D調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液的方法是補充CuSO4【答案】D4實驗發(fā)現(xiàn)，298 K時，在FeCl3酸性溶液中加入少量鋅粒后，F(xiàn)e3立即被還原成Fe2。某化學(xué)興趣小組根據(jù)該實驗事實設(shè)計了如圖所示的原電池裝置。下列有關(guān)說法中正確的是() A該原電池的正極反應(yīng)是：Zn2e=Zn2B左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去C該電池鉑電極上有氣泡出現(xiàn)D該電池總反應(yīng)為：3Zn2Fe3=2Fe3Zn2【答案】B5關(guān)于如圖所示裝置的敘述正確的是A甲、乙裝置中的鋅片都作負(fù)極B甲、乙裝置中的溶液中的H在銅片上被還原C甲、乙裝置中鋅片上發(fā)生的反應(yīng)都是還原反應(yīng)D甲裝置中銅片有氣泡生成，乙裝置中的銅片質(zhì)量減小【答案】D【解析】A乙為電解池裝置，Zn為陰極，故A錯誤；B乙為電解池裝置，Cu為陽極，Cu被氧化，故B錯誤；C甲為原電池，Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C錯誤；D甲裝置中Cu為正極，氫離子在銅片上得到點被還原生成氫氣，乙裝置中Cu為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅片質(zhì)量減小，故D正確；故選D。6X、Y、Z、M、N代表五種金屬。有以下化學(xué)反應(yīng)：水溶液中：XY2=X2YZ2H2O(冷)=Z(OH)2H2M、N為電極，與N鹽溶液組成原電池，發(fā)生的電極反應(yīng)為M2e=M2Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化則這五種金屬的活潑性由弱到強的順序是()AM<N<Y<X<Z BN<M<X<Y<ZCN<M<Y<X<Z DX<Z<N<M<Y【答案】C【解析】水溶液中X+Y2+X2+Y，說明活動性XY；Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2，能與冷水反應(yīng)生成氫氣說明Z的金屬性活動性很強；M、N為電極，與N鹽溶液組成原電池，M電極反應(yīng)為M-2e-M2+，M失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則M是負(fù)極、N是正極，活動性MN；Y可以溶于稀硫酸中，M不被稀硫酸氧化，說明活動性YM，通過以上分析知，金屬活動性順序NMYXZ。答案選C。7下列敘述正確的是()A銅、鐵和FeCl3溶液形成的原電池，銅極放出氫氣B電解硫酸鈉溶液就是電解水，電解后溶液pH升高C鐵鍋生銹的正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OHD工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應(yīng)為2H2e=H2【答案】C8如圖所示，杠桿 AB 兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠 桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中央滴入濃 CuSO4 溶液，一段時間后，下列 有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮鐵絲反應(yīng)及兩球的浮力變化)A杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時，均為 A 端高 B 端低B杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時，均為 A 端低 B 端高C當(dāng)杠桿為絕緣體時，A 端低 B 端高；為導(dǎo)體時，A 端高 B 端低D當(dāng)杠桿為絕緣體時，A 端高 B 端低；為導(dǎo)體時，A 端低 B 端高【答案】D【解析】杠桿為導(dǎo)體時，水中加入硫酸銅溶液，形成原電池，鐵做負(fù)極，失去電子而溶解，質(zhì)量減少，銅離子在銅球上得到電子析出銅，銅球質(zhì)量增加，A端降低，B端升高，若杠桿為絕緣體時，鐵置換硫酸銅中的銅，鐵球的質(zhì)量增加，銅球不變，則B端降低，A端升高，故選D。9下列有關(guān)電化學(xué)裝置的說法正確的是() 圖a圖b 圖c圖dA利用圖a裝置處理銀器表面的黑斑Ag2S，銀器表面發(fā)生的反應(yīng)為Ag2S2e=2AgS2B圖b裝置電解一段時間后，銅電極溶解，石墨電極上有亮紅色物質(zhì)析出C圖c裝置中的X若為直流電源的負(fù)極，則該裝置可實現(xiàn)粗銅的精煉D若圖d裝置中的M為海水，則該裝置可通過“犧牲陽極的陰極保護法”使鐵不被腐蝕【答案】A10化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中,正確的是A氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水時,陽極的電極反應(yīng)為:2Cl-2e-Cl2B氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng):O2+2H2O+4e-4OH-C粗銅精煉時,與電源正極相連的是純銅,電極反應(yīng)為:Cu-2e-Cu2+D鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng):Fe-2e-Fe2+【答案】A【解析】A、電解池中，陽極不是活性電極時，在該極上放電的是溶液中活潑的陰離子即氯離子失電子的反應(yīng)2Cl2eCl2，故A正確；B、氫氧燃料電池中負(fù)極放電的一定是燃料，即在負(fù)極上是氫氣放電，故B錯誤；C、粗銅精煉時，陰極（和電源的負(fù)極相連）是純銅，粗銅作陽極（和電源的正極相連），故C錯誤；D、鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極發(fā)生的是氧氣得電子的還原反應(yīng)，故D錯誤故選A11鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有關(guān)該電池的說法不正確的是（ ）A電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為FeB電池放電時，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2C電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低D電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O【答案】C12近來科學(xué)家研制了一種新型的乙醇電池(DEFC)，它用磺酸類質(zhì)子作溶劑，在200左右時供電，乙醇電池比甲醇電池效率高出32倍且更加安全。電池總反應(yīng)式為C2H5OH3O2=2CO23H2O，下列說法不正確的是( )AC2H5OH在電池的負(fù)極上參加反應(yīng)B1 mol乙醇被氧化轉(zhuǎn)移6 mol電子C在外電路中電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極D電池正極的電極反應(yīng)為4HO24e=2H2O【答案】B【解析】A燃料電池中，燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)； B1 mol乙醇被氧化生成2 molCO2轉(zhuǎn)移12 mol電子；C在外電路中電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極；D電池正極的電極反應(yīng)為4HO24e=2H2O13用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液，電解一段時間后，再加入W，能使電解液復(fù)原的組合是()XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶體【答案】C【解析】A、該電解池中陽極氯離子放電產(chǎn)生氯氣，陰極氫離子放電產(chǎn)生氫氣，因此需要通入氯化氫，A錯誤；B、該電解池中陽極氫氧根放電產(chǎn)生氧氣，陰極銅離子放電析出銅，需要加入氧化銅，B錯誤；C、惰性電極電解稀硫酸實質(zhì)是電解水，因此加入水即可復(fù)原，C正確；D、銀是陽極，鐵是陰極，電解硝酸銀溶液屬于鐵上鍍銀，不需要加入，D錯誤，答案選C。14將圖所示裝置通電10 min后，撤掉直流電源，連接成圖所示裝置，可觀察到U形管左側(cè)鐵電極表面析出了白色膠狀物質(zhì)，U形管右側(cè)液面上升。下列說法正確的是() A同溫同壓下，裝置中石墨電極上方得到的氣體比鐵電極上方得到的氣體多B裝置中鐵電極的電極反應(yīng)式為Fe2e2OH=Fe(OH)2C裝置中石墨電極的電極反應(yīng)式為2H2e=H2D裝置通電10 min后，鐵電極附近溶液的pH降低【答案】B15用惰性電極電解煤漿液的方法制H2的反應(yīng)為C（s）+2H2O（l）=CO2（g）+2H2（g）。現(xiàn)將一定量的1mol/LH2SO4溶液和適量煤粉充分混合，制成含碳量為002g/mL012g/mL的煤漿液，置于如圖所示裝置中進行電解（兩電極均為惰性電極）。下列說法錯誤的是AA極是陽極，B極為陰極BA極的電極反應(yīng)式為C+2H2O-4e-=CO2+4H+CB極的電極反應(yīng)式為2H+2e-=H2D電解一段時間后，煤漿液的pH增大【答案】D16硼酸( H3BO3) 為一元弱酸，H3BO3可以通過電解的方法制備。其工作原理如右圖所示( 陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)。下列說法錯誤的是Aa 與電源的正極相連接B陽極的電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=O2+4H+CB(OH)4-穿過陰膜進入產(chǎn)品室，Na+穿過陽膜進入陰極室D當(dāng)電路中通過3mol 電子時，可得到1molH3BO3【答案】D【解析】A.與 a 極相連的石墨所處的區(qū)域為陽極室，則a與電源的正極相連接，故A正確；B陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中水失去電子生成氧氣，電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=O2+4H+，故B正確；C在電解池中，陰離子向陽極運動，陽離子向陰極運動，因此B(OH)4-穿過陰膜進入產(chǎn)品室，Na+穿過陽膜進入陰極室，故C正確；D陽極電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=O2+4H+，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的水得到電子生成氫氣，2H2O+2e- = H2+ 2OH，B(OH)4-穿過陰膜進入產(chǎn)品室，與氫離子反應(yīng)生成H3BO3，B(OH)4- + H+= H3BO3+ H2O，當(dāng)電路中通過3mol 電子時，生成3mol氫離子，可得到3mol H3BO3，故D錯誤；故選D。17鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。（1）鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，試寫出該腐蝕過程中的電極反應(yīng)式：負(fù)極_；正極_。（2）為了減緩某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用_(填序號)。A銅 B鈉C鋅 D石墨（3）圖乙所示的方案也可以減緩鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的_極。圖甲圖乙【答案】2Fe4e=2Fe2 O22H2O4e=4OHC負(fù)【解析】Fe發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極：2Fe-4e-2Fe2+，正極：O2+2H2O+4e-4OH-，常見保護方法有犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法。18如下圖所示的裝置進行電解。通電一段時間，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色。（1）E為電源的_極，F(xiàn)為電源的_極。（2）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。（3）在B中觀察到的現(xiàn)象是_。（4）D端的電極反應(yīng)式為_。【答案】負(fù)正4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2銅片溶解，石墨電極上有氣體生成，溶液中有藍(lán)色沉淀生成2H2e=H2【解析】通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色，則C端發(fā)生2I-2e-=I2，C端為陽極，D為陰極，即E為電源的負(fù)極，F(xiàn)為電源的正極，結(jié)合離子的放電順序及發(fā)生的電極反應(yīng)來計算解答。（1）根據(jù)以上分析可知C端為陽極，D為陰極，E為電源的負(fù)極，F(xiàn)為電源的正極；（2）A燒杯中鐵電極與電源的負(fù)極相連，作陰極，銀離子放電，Pt電極是陽極，氫氧根離子放電，因此發(fā)生電解硝酸銀溶液的反應(yīng)，反應(yīng)為4AgNO32H2O4Ag4HNO3O2；19某學(xué)生利用下面實驗裝置探究鹽橋式原電池的工作原理。按照實驗步驟依次回答下列問題：（1）導(dǎo)線中電子流向為_(用a、b表示)；（2）寫出裝置中鋅電極上的電極反應(yīng)式：_；（3）若裝置中銅電極的質(zhì)量增加0.64 g，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_(不許用“NA”表示)；（4）裝置中鹽橋中除添加瓊脂外，還要添加KCl的飽和溶液，電池工作時，對鹽橋中的K、Cl的移動方向表述正確的是_。A鹽橋中的K向左側(cè)燒杯移動、Cl向右側(cè)燒杯移動B鹽橋中的K向右側(cè)燒杯移動、Cl向左側(cè)燒杯移動C鹽橋中的K、Cl都向左側(cè)燒杯移動D鹽橋中的K、Cl幾乎不移動（5）若ZnSO4溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會加速Zn電極的腐蝕，還可能導(dǎo)致電流在較短時間內(nèi)衰減。欲除去Cu2，最好選用下列試劑中的_(填代號)。ANaOH BZnCFe DH2SO4【答案】由a到b(或ab)Zn2e=Zn21.2041022個BB【解析】圖為原電池裝置，金屬性鋅強于銅，Zn為負(fù)極，Cu為正極。則（1）電子由負(fù)極流向正極，則電子流向為由a到b（或ab）；（2）負(fù)極Zn失去電子，電極反應(yīng)式為Zn2eZn2；（3）銅電極發(fā)生Cu2+2e-=Cu，增加0.64g，n（Cu）=0.64g64g/mol=0.01mol，轉(zhuǎn)移0.02mol電子，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.02mol6.021023/mol=1.2041022；（4）鹽橋中的K+、Cl-的移動方向為陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，右側(cè)為負(fù)極，左側(cè)為正極，選項B正確，答案選B；（5）要除去Cu2+，可促進其水解生成沉淀，注意不引入新的雜質(zhì)，AC會引入雜質(zhì)，D抑制水解，只有B符合，答案選B。20鐵、鋁等金屬單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。（1）金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應(yīng)，由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬單質(zhì)時采用電解法的是_。a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3（2）某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖所示裝置探究鋼鐵的腐蝕與防護。為防止金屬Fe被腐蝕，可以采用上述_（填裝置序號）裝置原理進行防護；裝置中總反應(yīng)的離子方程式為_。（3）利用甲醇（CH3OH）、氧氣組成燃料電池，電解質(zhì)溶液為堿性，電池工作時負(fù)極反應(yīng)式為_。（4）氨氣也可作為燃料電池的燃料源制成高效率無污染的燃料電池系統(tǒng)，總反應(yīng)式為：（未配平），寫出此堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：_。（5）高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。與MnO2-Zn電池類似，K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)式為_。（6）科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率高無污染，多用于航天航空。如圖所示裝置中，以稀土金屬材料作惰性電極，在兩極上分別通入CH4和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO3固體，它在高溫下能傳導(dǎo)陽極生成的O2-（O2+4e-2O2-），d電極上的電極反應(yīng)式為_?！敬鸢浮?bd 2Cl2H2O2OHH2Cl2 CH3OH6e8OHCO326H2O 2NH36e6OHN26H2O FeO423e4H2OFe(OH)35OH CH48e4O2CO22H2O（3）原電池中負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，則甲醇在負(fù)極通入，由于電解質(zhì)溶液顯堿性，則電池工作時負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH6e8OHCO326H2O。（4）根據(jù)總反應(yīng)式可判斷氨氣發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，氧化產(chǎn)物是氮氣，由于電解質(zhì)溶液顯堿性，則此堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為2NH36e6OHN26H2O；（5）K2FeO4在電池中作為正極材料，得到電子生成氫氧化鐵，由于電解質(zhì)溶液顯堿性，則其電極反應(yīng)式為FeO423e4H2OFe(OH)35OH。（6）根據(jù)電流方向可知c電極是正極，b電極是負(fù)極。甲烷在負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，由于其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO3固體，它在高溫下能傳導(dǎo)陽極生成的O2-（O2+4e-2O2-），因此d電極上的電極反應(yīng)式為CH48e4O2CO22H2O。