1、1专题五 电化学问题研究专题测试(五)(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(每小题 3分，共 45分。每小题只有一个选项符合题意)1我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍，依据你所掌握的电镀原理，你认为硬币制作时，钢芯应该做( )A正极 B负极C阳极 D阴极解析 钢芯属于镀件作阴极，镀层金属作阳极。答案 D2相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( )解析 A、B、D 均形成原电池使 Fe腐蚀，而 C中铁被均匀的铜镀层保护。答案 C3电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )A锌锰干电池工作一段时间后碳
2、棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析 碳棒是惰性电极，因此不会被消耗，A 错。选 B中是将燃料的化学能转化为电能和部分热能，B 错。选项 D中太阳能电池的主要材料是硅而非二氧化硅。答案 C24在盛有稀 H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )A正极附近的 SO 离子浓度逐渐增大24B电子通过导线由铜片流向锌片C正极有 O2逸出D铜片上有 H2逸出解析 题给装置属于原电池装置，负极反应：Zn2e =Zn2 ，正极反应：2H 2e =H2，电子由负极流出经过外电路流向正极，为形成闭合回
3、路，溶液中的阴离子向负极迁移，阳离子向正极移动。因此可知只有选项 D正确。答案 D5某小组进行电化学研究，甲同学设计如下图的装置图，乙同学利用甲的装置桌面其他的药品与材料，不能完成的实验是( )A使甲同学的正极变为负极B设计一个新的原电池C在碳电极上镀锌D使锌电极受到保护解析 A 项，将铜与石墨相连，以 AgNO3溶液作电解质，铜为负极，正确；B 项，铝铜AgNO 3溶液、铝铜Cu(NO 3)2溶液等均可以组成新的原电池，正确；C 项，镀锌是电解池，错误；D 项，锌与铝相连，锌作正极，受到保护，正确。答案 C6(2016北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。实验一 实验二装置现象a、d
4、处试纸变蓝；b 处变红，局部褪色；c 处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；3下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )Aa、d 处：2H 2O2e =H22OH Bb 处：2Cl 2e =Cl2Cc 处发生了反应：Fe2e =Fe2D根据实验一的原理，实验二中 m处能析出铜解析 A 项，a、d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；B 项，b 处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与 H2O反应生成 HClO和 H ，Cl e H 2O=HClOH ，错误；C 项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；
5、D 项，实验一中 ac形成电解池，bd 形成电解池，所以实验二中形成 3个电解池，n(右面)有气泡生成，为阴极产生氢气，n的另一面(左面)为阳极产生 Cu2 ，Cu 2 在 m的右面得电子析出铜，正确。答案 B7把 a、b、c、d 四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若 a、b 相连时，a为负极；c、d 相连时，电流由 d到 c；a、c 相连时，c 极上产生大量气泡；b、d 相连时，b 极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( )Aabcd BacdbCcabd Dbdca解析 根据原电池原理，作为负极的活动性比正极金属的活动性强。电子流动方向是负极流向正极，电流
6、方向与电子流动的方向相反，溶液中的 H 在正极上得电子生成 H2，因此可依次作出如下判断：活动性 ab，cd，ac，db，综合得到结论：金属活动性：acdb，所以 B正确。答案 B8.如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡，小心地从烧杯中央滴入 CuSO4溶液。片刻后可观察到的现象是( )A铁圈和银圈左右摇摆不定B保持平衡4C铁圈向下倾斜D银圈向下倾斜解析 铁圈和银圈两种活动性不同的金属相互连接组成闭合回路，放入 CuSO4溶液中，构成了原电池，活泼金属铁作负极失电子生成 Fe2 进入溶液中，质量减轻：Fe2e =Fe2 ，电子传给了银圈，溶液中的 C
7、u2 在银圈上得电子生成铜单质而增重：Cu2 2e =Cu，所以铁圈向上倾斜，银圈向下倾斜。答案 D9(2016课标全国，11)三室式电渗析法处理含 Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的 Na 和 SO 可24通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是( )A通电后中间隔室的 SO 离子向正极迁移，正极区溶液 pH增大24B该法在处理含 Na2SO4废水时可以得到 NaOH和 H2SO4产品C负极反应为 2H2O4e =O24H ，负极区溶液 pH降低D当电路中通过 1 mol电子的电量时，会有
8、0.5 mol的 O2生成解析 电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即 SO 离子向正极区移动，24Na 向负极区移动，正极区水电离的 OH 发生氧化反应生成氧气，H 留在正极区，该极得到 H2SO4产品，溶液 pH减小，负极区水电离的 H 发生还原反应生成氢气，OH 留在负极区，该极得到 NaOH产品，溶液 pH增大，故 A、C 项错误，B 正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过 1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的 O2生成，错误。答案 B10下列叙述错误的是( )A钢铁表面发生吸氧腐蚀时，钢铁表面水膜的 pH增大B电解精炼铜时，同一时间内阳极
9、溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量少C在镀件上电镀锌，可以用锌作阳极，也可以用惰性电极材料作阳极5D工作时在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子过程解析 钢铁的吸氧腐蚀，负极(Fe)：2Fe4e =2Fe2 ，正极(C)：2H2OO 24e =4OH ，pH 增大；精炼铜时，转移电子数相同，阳极失电子的有Cu、Zn、Fe，阴极得电子的只有 Cu，故阳极溶解的 Cu少于阴极析出的 Cu；电镀时常用镀层金属作阳极，或当电镀液含有锌离子时用惰性电极材料作阳极也可以；D 错误。答案 D11.某化学兴趣小组为了探究铬和铁的活泼性，设计如图所示装置，下列推断合理的是( )A若铬比铁活泼，则电子经外电
10、路由铁电极流向铬电极B若铬比铁活泼，则铁电极反应式为 2H 2e =H2C若铁比铬活泼，则溶液中 H 向铁电极迁移D若铁电极附近溶液 pH增大，则铁比铬活泼解析 若铬比铁活泼，则铬为负极，铁为正极，电子由负极(铬)流向正极(铁)，正极反应为 2H 2e =H2，A 项错误，B 项正确；C 项，若铁比铬活泼，则铁为负极，铬为正极，溶液中的 H 在正极(铬)得电子，H 向铬电极迁移，错误；D 项，铁电极附近 pH增大，说明 H 得电子生成 H2，铁电极为正极，铬为负极，错误。答案 B12如图装置中，U 形管内为红墨水，a、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描
11、述错误的是( )A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe2e =Fe26Da 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀解析 粗看装置虽感到陌生，但仔细分析得知该实验是吸氧腐蚀与析氢腐蚀的简单综合。a试管内盛装食盐水，溶液呈中性，发生的是吸氧腐蚀，负极反应式为Fe2e =Fe2 ，正极反应式为 O22H 2O4e =4OH ，显然 a装置内气体的物质的量减少，压强减小。b 试管内盛装氯化铵，溶液呈酸性，发生的析氢腐蚀，负极反应式为 Fe2e =Fe2 ，正极反应式为 2H 2e =H2，气体的物质的量增加，压强增大。综上分析选项 B错。
12、答案 B13用下列装置能达到预期目的的是( )A甲图装置可用于电解精炼铝B乙图装置可得到持续、稳定的电流C丙图装置可达到保护钢闸门的目的D丁图装置可达到保护钢闸门的目的解析 AlCl 3溶液中存在 Al3 、H ，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A 不能达到目的；B 中的这种原电池中，电流会迅速衰减，乙装置不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为活泼的金属，故不能达到预期目的。答案 D14原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是( )A装置研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe 上的反应为 Fe2e =Fe2B装置研究的是电解 CuCl2溶液
13、，它将电能转化为化学能C装置研究的是电解饱和食盐水，电解过程中 B极上发生氧化反应7D三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应解析 A 中铁做负极， 反应为 Fe2e =Fe2 ，碱性或中性发生吸氧腐蚀，正确；B中正确；C 中 B极：2H 2e =H2，发生还原反应，错误；D 中正确。答案 C15有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下：实验次数 电极材料 水果品种 电极间距/cm 电压/mV1 锌 铜 菠萝 3 9002 锌 铜 苹果 3 6503 锌 铜 柑 3 8504 锌 铜 西红柿 3 7505 锌 铝 菠萝 3 6506 锌 铝 苹果 3 450甲同学提出的问题，
14、乙同学解释不正确的是( )甲同学 乙同学A实验 6中的负极电极反应如何写？铝为负极：Al3e =Al3B实验 1，5 电流方向为什么相反？1中锌为负极，电流由铜经导线到锌，5中铝为负极，铝失去电子，电流由锌经导线流向铝C水果电池的电压与哪些因素有关？只跟水果的类型有关D实验中发光二极管不太亮，如何使它更明亮起来？可用铜锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来解析 实验 6中铝作负极得电子，A 正确；实验 1中锌作负极，实验 5中锌作正极，所以电流方向相反，B 正确；C 中电压除和水果类型有关还和构成原电池的金属等有关，8C不正确。答案 C二、非选择题(共 55分)16(8 分)ZnMnO
15、 2干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2NH 4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_，电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若 ZnCl2NH 4Cl混合溶液中含有杂质 Cu2 ，会加速某电极的腐蚀。其主要原因是_。欲除去 Cu2 ，最好选用下列试剂中的_(填代号)。aNaOH bZncFe dNH 3H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的 MnSO4溶液。阴极的电极反应式是_。若电解电路中通过 2 mol电子，MnO 2的理论产量为_。解析 (1)还原性较强的 Zn作负极，电子由负极经外电路流向正极。(2)除杂原则是加入的物质要过量(以除尽杂质
16、)且不能引入新杂质，故选 Zn将 Cu2 置换而除去。(3)阴极上应是 H 得电子。由关系式知：MnSO 4MnO 22e ，通过 2 mol电子产生 1 mol MnO2，即 87 g。答案 (1)Zn 正极 (2)锌与还原出来的 Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b (3)2H 2e =H2 87 g17(8 分)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以铝材为阳极，在 H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。在此过程中，两个电极上质量的变化值：阴极_阳极(填“” 、 “Al，故负极为 Mg，
17、正极为 Al，正极的电极反应式：2H 2e =H2。(2)乙中电解质溶液为 NaOH溶液，该溶液不能与 Mg反应，故 Mg作正极，Al 作负极，负极的电极反应式：Al4OH 3e =Al(OH) ，总反应的离子方程式为：2Al2OH 6H 2O=2Al(OH)43H 2。(3)一般情况下，构成原电池的两极(都是金属)，负极比正极活泼，所以甲4会判断出 Mg的活动性更强，这是正确的，乙会判断出 Al的更强，这是错误的。(4)两种相同的金属在电解质溶液不同时，得出两种不同的结果，说明反应条件对反应结果的影响较大，故应选 a、d。(5)很明显，这种方法不可靠；可以在两极之间连一个电流计，测电流的方向
18、，根据电流由正极流向负极来判断。答案 (1)2H 2e =H2(2)Al4OH 3e =Al(OH) 2Al2OH 6H 2O=2Al(OH) 3H 24 4(3)Mg Al (4)ad(5)不可靠 在两电极之间连上一个电流计，测电流的方向，根据“电流由正极流向负极”来判断19(9 分)某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO410FeSO 48H 2SO4=2MnSO45Fe 2(SO4)3K 2SO48H 2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为 1 molL1 ，盐桥中装有饱和 K2SO4溶液。回答下列问题：(1)发生氧化反应的烧杯是_(填“甲”或“乙”)。11(
19、2)外电路的电流方向为：从_到_。(填“a”或“b”)(3)电池工作时，盐桥中的 SO 移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。24(4)甲烧杯中发生的电极反应为_。解析 根据氧化还原反应可知：甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应为：MnO48H 5e =Mn2 4H 2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe2 e =Fe3 ，外电路电流方向从正极流向负极，即从 a到 b。电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，即 SO 移向乙烧杯。24答案 (1)乙 (2)a b (3)乙(4)MnO 8H 5e =Mn2 4H 2O420(10 分)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐
20、蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为_。(2)为了降低某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料 R可以采用_。(填写字母序号)A铜 B钠 C锌 D石墨(3)图乙所示的方案也可以减慢铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的_极。(4)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。该电化腐蚀称为_。图中 A、B、C、D 四个区域，生成铁锈最多的是_(填字母)。12解析 (1)发生吸氧腐蚀时，负极上 Fe失电子，正极上 O2得电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，则锌会失去
21、电子而溶解，Fe 被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极。(4)若为析氢腐蚀则 B、C、D 的腐蚀程度相同，则该电化学腐蚀为吸氧腐蚀。氧气的浓度越大，吸氧腐蚀越严重，则 B区域产生铁锈最多。答案 (1)2Fe4e =2Fe2 (负极)，O 22H 2O4e =4OH (正极)(2)C (3)负 (4)吸氧腐蚀 B21(10 分)在如图所示的装置中，若通直流电 5 min时，铜电极质量增加 2.16 g。试回答下列问题。(1)电源中 X电极为直流电源的_极。(2)pH变化：A：_，B：_，C：_(填“增大” 、 “减小”或“不变”
22、)。(3)通电 5 min时，B 中共收集 224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为 200 mL，则通电前 CuSO4溶液的物质的量浓度为_(设电解前后溶液体积无变化)。(4)若 A中 KCl足量且溶液的体积也是 200 mL，电解后，溶液的 pH为_(设电解前后溶液体积无变化)。解析 (1)三个装置是串联的电解池。电解 AgNO3溶液时，Ag 在阴极发生还原反应变为 Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，Y 是正极，X 是负极。(2)电解 KCl溶液生成 KOH，溶液 pH增大；电解 CuSO4溶液生成 H2SO4，溶液 pH减小；电解 AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，A
23、g 浓度基本不变，pH 不变。13(3)通电 5 min时，C 中析出 0.02 mol Ag，电路中通过 0.02 mol电子。B 中共收集0.01 mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过 0.04 mol电子，电子转移不守恒。因此，B 中电解分为两个阶段，先电解 CuSO4溶液，生成 O2，后电解水，生成 O2和 H2，B 中收集到的气体是 O2和 H2的混合物。设电解 CuSO4溶液时生成 O2的物质的量为 x，电解 H2O时生成 O2的物质的量为 y，则 4x4 y0.02 mol(电子转移守恒)，x3 y0.01 mol(气体体积之和 )，解得 x y0.002 5 mol，所以 n(CuSO4)20.002 5 mol0.005 mol， c(CuSO4)0.005 mol0.2 L0.025 molL 1 。(4)通电 5 min时， A中放出 0.01 mol H2，溶液中生成 0.02 mol KOH， c(OH )0.02 mol0.2 L0.1 molL 1 ，pH13。答案 (1)负 (2)增大 减小 不变(3)0.025 molL1 (4)13
