人教版化學《電化學基礎》專項訓練（含答案解析）

人教版化學《電化學基礎》專項訓練（含答案解析）題組1原電池工作原理1．為將反應2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑的化學能轉化為電能，下列裝置能達到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜)()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作為電解質溶液(其中加入MnO2吸收H2)，電極反應可簡化為Zn－2e－=Zn2＋、2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3與Zn2＋結合)，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，內裝的糊狀物可能流出腐蝕電器題組2新型電池的結構與原理3．Mg－AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A．負極反應式為Mg－2e－=Mg2＋B．正極反應式為Ag＋＋e－=AgC．電池放電時Cl－由正極向負極遷移D．負極會發(fā)生副反應Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑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。下列有關燃料電池的說法錯誤的是()A．上述燃料電池的負極反應物是氫氣、甲烷、乙醇等物質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，該電池的負極反應為C2H5OH－12e－=2CO2↑＋3H2OD．甲烷堿性燃料電池的正極反應為O2＋2H2O＋4e－=4OH－5．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＋導電固體為電解質。下列有關LiFePO4電池說法正確的是()A．可加入硫酸以提高電解液的導電性B．放電時電池內部Li＋向負極移動C．充電過程中，電池正極材料的質量增加D．放電時電池正極反應為FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4題組3電解原理及其應用6．下列圖示中關于銅電極的連接錯誤的是()7．下列各組溶液電解一段時間后，再加入相關物質，溶液能恢復原狀況的是()選項電解質溶液陽極陰極加入的物質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H2O8.取一張用飽和NaCl溶液潤濕的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9．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10．Cu2O是一種半導體材料，基于綠色化學理論設計的制取Cu2O的電解池示意圖如右圖，電解總反應為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣B．銅電極發(fā)生還原反應C．銅電極接直流電源的負極D．當有0.1mol電子轉移時，有0.1molCu2O生成題組4金屬的腐蝕與防護11．有關金屬腐蝕的論述，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)生化學能轉變?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)生電化學腐蝕時都有能量的轉變，且被腐蝕的金屬總是失電子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：O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應：2Cl－－2e－=Cl2↑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改變金屬內部結構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．①②③④ B．①③④⑤C．①②④⑤ D．全部14．下列有關金屬的保護方法的說法中正確的是()A．常使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B．馬口鐵(鍍錫鐵)鍍層破損后，鐵皮的腐蝕速率加快C．輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陰極的陽極保護法D．鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一些瀝青，這是鋼鐵的電化學保護法題組5電化學基礎知識綜合應用15．鐵、銅及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應用。請回答下列問題：(1)黃鐵礦(FeS2，其中S為－1價)是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料。其中一個反應為3FeS2＋8O2eq\o(=,\s\up7(高溫))6SO2＋Fe3O4，氧化產(chǎn)物為________，若有3molFeS2參加反應，轉移電子的物質的量為________。(2)①鋼鐵的電化學腐蝕簡單示意圖如下，將該圖稍作修改即可成為鋼鐵電化學防護的簡單示意圖，請在右圖虛線框內作出修改，并用箭頭標出電子流動方向。②寫出修改前的鋼鐵吸氧腐蝕時石墨電極的電極反應式：________________________________________________________________________。(3)高鐵酸鉀(K2FeO4)可作凈水劑，也可用于制造高鐵電池。高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，該電池放電時正極反應式為________________________________________________________________________。用該電池電解100mL1mol·L－1的AgNO3溶液，當電路中通過0.1mol電子時，被電解溶液的pH為______(溶液體積變化忽略不計)。16．肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，是一種可燃性液體，可用作火箭燃料。(1)已知在101kPa時，32.0gN2H4在氧氣中完全燃燒生成氮氣和水，放出熱量624kJ(25℃時)，N2H4完全燃燒的熱化學方程式是________________________________________________________________________。(2)肼－空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空氣燃料電池放電時，正極的反應式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；負極的反應式是________________________________________________________________________。(3)右圖是一個電化學過程示意圖。①鋅片上發(fā)生的電極反應式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②假設使用肼－空氣燃料電池作為本過程中的電源，銅片的質量變化為128g，則肼－空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣______L(假設空氣中氧氣體積分數(shù)為20%)。

答案精析1．B[A項電解質溶液為NaOH，Al與之反應實質不是與H＋反應，生成產(chǎn)物是AlOeq\o\al(－,2)而不是Al3＋；C項Al與稀HNO3反應產(chǎn)生的為NO；D項為電能轉變?yōu)榛瘜W能。]2．D[活動性：Zn>C，由負極發(fā)生氧化反應可知，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。]3．B[根據(jù)題意，Mg－海水－AgCl電池總反應式為Mg＋2AgCl=MgCl2＋2Ag。A項，負極反應式為Mg－2e－=Mg2＋，正確；B項，正極反應式為2AgCl＋2e－=2Cl－＋2Ag，錯誤；C項，對原電池來說，陰離子由正極移向負極，正確；D項，由于鎂是活潑金屬，則負極會發(fā)生副反應Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑，正確。]4．C5.D6．C[電鍍銅時，Cu作陽極，鍍件作陰極，故C錯。]7．B8.D9.B10．A[由電解總反應式可知，Cu參加了反應，所以Cu作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，B選項錯誤；石墨作陰極，電極反應為2H＋＋2e－=H2↑，A選項正確；陽極與電源的正極相連，C選項錯誤；陽極反應為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，當有0.1mol電子轉移時，有0.05molCu2O生成，D選項錯誤。]11．D[金屬的腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕?；瘜W腐蝕是金屬直接與氧化劑反應，電子直接轉移給氧化劑，無電流產(chǎn)生；而電化學腐蝕是最普遍的金屬腐蝕，其原理與原電池原理一致。]12．A[本題考查電化學知識的應用。選項A，在鐵表面鍍鋅時，應該鋅作陽極，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．D[金屬的腐蝕主要是電化學腐蝕，題目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金屬和電解質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部結構也可以起到防腐蝕的效果。]14．B[A項中涂層破損后，鐵直接暴露在空氣中，因而搪瓷層不能對破損部分進行保護；B項中鍍層破損后由于錫的金屬性比鐵弱，和鐵構成原電池，鐵作負極，腐蝕速率加快；C項應是犧牲陽極的陰極保護法；D項中應是用瀝青作涂層的涂層保護法。]15．(1)SO2、Fe3O432mol(2)①如圖所示②O2＋2H2O＋4e－=4OH－(3)FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－0解析(1)標化合價3Feq\o(e,\s\up6(＋2,))eq\o(S,\s\up6(－1,))2＋8eq\o(O,\s\up6(0,))2高溫,6eq\o(S,\s\up6(＋4,))eq\o(O,\s\up6(－2,))2＋Feq\o(e,\s\up6(＋8/3,))3eq\o(O,\s\up6(－2,))4，化合價升高的元素為Fe、S，所以氧化產(chǎn)物為SO2、Fe3O4，若有3molFeS2參加反應，則有8molO2參加反應，化合價降低4×8mol＝32mol。(2)碳是惰性電極，所以只能形成電解池才能防止鐵腐蝕。(3)正極是得電子的，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)得電子，鐵的化合價由＋6降到＋3，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)＋3e－→Fe(OH)3，由電池反應式可知電解質溶液為堿性溶液，用OH－配平電荷：FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－→Fe(OH)3＋5OH－，最后用水配平得：FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O＋3e－=Fe(OH)3＋5OH－；根據(jù)陽極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，所以參加反應的n(OH－)＝0.1mol，生成n(H＋)＝0.1mol，c(H＋)＝1mol·L－1，pH＝0。