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电化学单元过关测试

电化学基础

单元过关测试

一.选择题(每小题有一或两个选项正确)

1.(07年广东理基·25)钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为:

2Fe+2H2O+O22Fe2++4OH-。

以下说法正确的是

A.负极发生的反应为:

Fe-2e-Fe2+

B.正极发生的反应为:

2H2O+O2+2e-4OH-

C.原电池是将电能转变为化学能的装置

D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

2.(08年宁夏理综·10)一种燃料电池中发生的化学反应为:

在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。

该电池负极发生的反应是

A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O

(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-

B.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O

(1)

C.CH3OH(g)+H2O

(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e-

D.O2(g)+2H2O

(1)+4e-=4OH-

3.(08年广东化学·2)海水是一个巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用的说法正确的是

A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质

B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化

C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2

D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能

4.(08年广东化学·5)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。

以下有关该原电池的叙述正确的是

①在外电路中,电流由铜电极流向银电极②正极反应为:

Ag++e-=Ag

③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作

④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同

A.①②B.②③C.②④D.③④

5.(08年广东化学·12)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是

A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗

B.当镀锡铁制品的镀层破损时,锡层仍能对铁制品起保护作用

C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法

D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀

6.(08年广东化学·16)LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。

电池反应为:

FePO4+Li

LiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li+导电固体为电解质。

下列有关LiFePO4电池说法正确的是

A.可加入硫酸以提高电解质的导电性

B.放电时电池内部Li+向负极移动.

C.充电过程中,电池正极材料的质量减少

D.放电时电池正极反应为:

FePO4+Li++e-=LiFePO4

7.(08年海南化学·7)关于铅蓄电池的说法正确的是

A.在放电时,正极发生的反应是Pb(s)+SO42—(aq)=PbSO4(s)+2e—

B.在放电时,该电池的负极材料是铅板

C.在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小

D.在充电时,阳极发生的反应是PbSO4(s)+2e—=Pb(s)+SO42—(aq)

8.(09年福建理综·11)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-

2Fe2++I2设计成如右图所示的原电池。

下列判断不正确的是

A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应

B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原

C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态

D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固定,乙中石墨电极为负极

9.(09年广东化学·10)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。

下列说法正确的是

A.锡青铜的熔点比纯铜高

B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用

C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快

D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程

10.(09年广东化学·14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液,铝合金为负极,空气电极为正极。

下列说法正确的是

A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:

O2+2H2O+4e-=4OH-

B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:

Al+3OH--3e=Al(OH)3↓

C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极

11.(09年广东理基·25)钢铁生锈过程发生如下反应:

①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;

②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;

③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。

下列说法正确的是

A.反应①、②中电子转移数目相等

B.反应①中氧化剂是氧气和水

C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

12.(09年广东理基·34)下列有关电池的说法不正确的是

A.手机上用的锂离子电池属于二次电池

B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D.锌锰干电池中,锌电极是负极

13.(09年江苏化学·5)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。

下列说法不正确的是

A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化

B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率

C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料

D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁

14.(09年江苏化学·12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。

关于该电池的叙述正确的是

A.该电池能够在高温下工作

B.电池的负极反应为:

C6H12O6+6H2O-24e-

6CO2↑+24H+

C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移

D.在电池反应中,每消耗1mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体

15.【09.浙江卷12题】市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。

它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li

的高分子材料。

这种锂离子电池的电池反应为:

Li+2Li

下列说法不正确的是

A.放电时,负极的电极反应式:

Li-e

=Li

B.充电时,Li

既发生氧化反应又发生还原反应

C.该电池不能用水溶液作为电解质

D.放电过程中Li

向负极移动

16.(2006江苏卷)锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池,该电池具有能量密度大、电压高的特性。

锂离子电池放电时的电极反应式为

负极反应:

C6Li-xe-==C6Li1-x+xLi+(C6Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料)

正极反应:

Li1-xMO2+xLi++xe-==LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)

下列有关说法正确的是

A.锂离子电池充电时电池反应为C6Li+Li1-xMO2==LiMO2+C6Li1-x

B.电池反应中,锂、锌、银、铅各失去1mol电子,金属锂所消耗的质量最小

C.锂离子电池放电时电池内部Li+向负极移动

D.锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1-x+xLi++xe-==C6Li

17.(2005年广东卷)15.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。

下列对该燃料电池说法正确的是

A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极

B.电池的总反应是:

2C4H10+13O2→8CO2+10H2O

C.通入空气的一极是正极,电极反应为:

O2+4e-=2O2-

D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:

C4H10+26e-+13O2-==4CO2 +5H2O

18.(2005年天津卷)12.金属镍有广泛的用途。

粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:

氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)

A 阳极发生还原反应,其电极反应式:

Ni2++2e-=Ni

B 电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C 电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+

D 电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

19.(2003年江苏、广东卷)用惰性电极实现电解,下列说法正确的是(  )

A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变

B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小

C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2

D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1

20用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中,通电电解。

当电解液的pH值从6.0变为3.0时,设电解时阴极没有氢气极出,且电解液在电解前后的体积变化可以忽略,电极上应析出的银的质量是:

A.27mg   B.54mg   C.108mg   D.216mg

 

          

 

二.非选择题

1.(2007广东) 二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。

工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:

 

某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。

部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题:

沉淀物

Al(OH)3

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

Cu(OH)2

Zn(OH)2

CuS

ZnS

MnS

FeS

pH

5.2

3.2

9.7

10.4

6.7

8.0

≥-0.42

≥2.5

≥7

≥7

(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。

(2)滤渣A的主要成分是。

(3)加入MnS的目的是除去杂质。

(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为。

(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有(写两种)。

2.(9分)(2007海南·14)依据氧化还原反应:

2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题:

(1)电极X的材料是           ;电解质溶液Y是           ;

(2)银电极为电池的           极,发生的电极反应为           ;

X电极上发生的电极反应为           ;

(3)外电路中的电子是从           电极流向           电极。

3.(07年山东理综·29)(15分)铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。

(2)若将

(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应

正极反应

负投反应。

(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol·L-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤。

氢氧化物开始沉淀时的pH

氢氧化物沉淀完全时的pH

Fe3+

1.9

3.2

Fe2+

7.0

9.0

Cu2+

4.7

6.7

提供的药品:

Cl2浓H2SO4NaOH溶液CuOCu

(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。

请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。

有关反应的化学方程式

劣质不锈钢腐蚀的实验现象

4.(07年宁夏理综·26)(14分)

(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。

锌片上发生的电极反应:

银片上发生的电极反应:

(2)若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g,试计算:

①产生氢气的体积(标准状况);

②通过导线的电量。

(已知NA=6.02×1023/mol,电子电荷为1.60×10-19C)

 

5.(09年海南化学·15)(9分)

Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4—SOCl2。

电池的总反应可表示为:

4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。

请回答下列问题:

(1)电池的负极材料为,发生的电极反应为;

(2)电池正极发生的电极反应为;

(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。

如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是,反应的化学方程式为;

(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是。

6.(09年山东理综·29)(12分)Zn—MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2—NH4Cl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ZnCl2—NH4Cl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)。

a.NaOHb.Znc.Fed.NH3·H2O

(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2mol电子,MnO2的理论产量为。

7.(09年山东理综·31)(8分)(化学-化学与技术)

金属铝的生产是以Al2O,为原料,在熔融状态下进行电解:

2Al2O3

4Al+3O2↑

请回答下列问题:

(1)冰晶石(Na3AIF6)的作用是。

(2)电解生成的金属铝是在熔融液的(填“上层”或“下层”)。

(3)阴极和阳极均由材料做成;电解时不断消耗的电极是(填“阳极”或“阴极”)。

(4)铝是高耗能产品,废旧铝材的回收利用十分重要。

在工业上,最能体现节能减排思想的是将回收铝做成(填代号)。

a.冰晶石b.氧化铝c.铝锭d.硫酸铝

8.(09年天津理综·10)(14分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是,在导线中电子流动方向为(用a、b表示)。

(2)负极反应式为。

(3)电极表面镀铂粉的原因为。

(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。

因此,大量安全储氢是关键技术之一。

金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:

Ⅰ.2Li+H2

2LIH

Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑

①反应Ⅰ中的还原剂是,反应Ⅱ中的氧化剂是。

②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。

用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为。

③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为mol。

9.【09.全国卷I28题】下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。

(1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。

据此回答问题:

①电源的N端为极;

②电极b上发生的电极反应为;

③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积:

④电极c的质量变化是g;

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:

甲溶液;

乙溶液;

丙溶液;

(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?

 

化学单元过关(电化学)答案

一.选择题

1.答案:

A解析:

钢铁在潮湿的环境中发生吸氧腐蚀,负极反应为:

Fe-2e-Fe2+,正极反应为:

2H2O+O2+4e-4OH-,在空气与水交界处溶液中的氧气不断溶解,因此在空气与水交界处钢铁更容易腐蚀。

2.答案:

C解析:

甲醇与氧气反应的化学方程式为:

2CH3OH+3O2

2CO2+4H2O,化合价升高的元素为C,所以在负极上甲醇失去电子而放电,在该极上的电极反应式为:

CH3OH(g)+H2O

(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e-。

3.答案:

C解析:

海水中钾元素以K+形式存在,生成钾单质必然发生化学反应,A错。

蒸发制海盐发生的是物理变化,B错。

潮汐发电是将动能转化为电能,D错。

4.答案:

C解析:

Cu作负极,Ag作正极。

负极:

Cu-2e-==Cu2+;正极:

A++e-==Ag。

在外电路中,电子由Cu电极流向Ag电极,而电流方向与电子流向相反,所以1错。

没有盐桥,原电池不能继续工作,3错。

无论是否为原电池,反应实质相同,均为氧化还原反应,4对。

5.答案:

AC解析:

银器在空气中久置会被O2所氧化变黑,为化学腐蚀,A正确。

当镀层破损时,Sn-Fe可形成原电池,不再起到保护作用,B错。

与Zn块形成原电池,Zn作负极(阳极),从而保护Fe正极(阴极),所以C正确;外加电流保护法应该与直流电源的负极相连,故D错。

6.答案:

CD解析:

放电时,负极:

Li--e-==Li+,正极:

FePO4+Li++e-==LiFePO4;充电时,阳极:

LiFePO4--e-==FePO4+Li+阴极:

Li++e-==Li,所以易知C.D正确。

若加入硫酸,与Li单质(固体)发生反应,所以A错;放电时,Li+应(正电荷)在电池内部(电解质中)向正极移动,故B错。

7.答案:

B解析:

铅蓄电池的充放电反应为:

Pb+PbO2+2H2SO4

PbSO4+2H2O,放电时Pb作负极:

Pb-2e-+SO42-===PbSO4,在正极上:

PbO2+2e-+4H++SO42-===PbSO4+2H2O;充电时,H2SO4的浓度不断增大,阳极上发生的是氧化反应,是失去电子而不是得到电子。

8.答案:

D解析:

乙中I-失去电子放电,故为氧化反应,A项正确;由总反应方程式知,Fe3+被还原成Fe2+,B项正确;当电流计为零时,即说明没有电子发生转移,可证明反应达平衡,C项正确。

加入Fe2+,导致平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+,而作为负极,D项错。

9答案:

BC解析:

合金的熔点一般比各组分的熔点要低,所以锡铜合金的熔点比纯铜低,A错误;Sn与Cu形成原电池,因Sn比Cu金属活泼性强,所以Sn作负极,Cu作正极,Sn对Cu起到保护作用,B正确;合金在潮湿环境下,可可以发生电化学腐蚀,比干燥环境腐蚀要快,C正确;电化学腐蚀同样属于化学反应过程,D错误。

10答案:

A解析:

无论是NaOH还是NaCl,在正极上都是O2得到电子被还原,A正确;生成的Al(OH)3是两性氢氧化物,在碱溶液中发生反应生成AlO2—,B错误;生成的Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2,消耗电解质中的NaOH,使pH减少,C错误;原电池中,电子在外电路的负极流向正极,D错误。

11.答案:

A解析:

反应①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2中的氧化剂是O2,1molO2在反应中得到4mol电子,同样在反应②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3中氧化剂也是O2,而且两个反应中氧气的系数都是1,因此得到的电子均是4mol,故A选项正确B选项错误。

钢质水管与铜质水龙头连接后形成原电池,其中钢质水管做负极被腐蚀,故C选项错误。

钢铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀,而且主要是发生吸氧腐蚀,因此D选项错误。

12.答案:

B解析:

手机上用的锂离子电池可以反复充放电,属于二次电池,A选项正确。

锌比铜活泼,因此构成原电池时,锌失电子做负极,电子眼外电路流向正极铜,所以B选项错误。

13.答案:

D

解析:

A项,明矾净水的原理是Al3++3H2O

Al(OH)3(胶体)+3H+,利用Al(OH)3(胶体)的吸附性进行净水;B项,是因为轮船主要用铁造外壳,铁在海水中易被腐蚀.镀上比铁活泼的锌,形成原电池,锌作负极,失去电子先被腐蚀,从而起到保护铁的作用,从而可减缓船体的腐蚀速率;氧化镁的熔点是2852℃,可用于制作耐高温材料;电解MgCl2饱和溶液,发生地化学反应为MgCl2+2H2O

Mg(OH)2+Cl2↑+H2↑,不会产生金属镁,电解熔融的MgCl2能制取单质镁,发生的反应MgCl2(熔融)

Mg+Cl2↑。

14.答案:

B

解析:

A项,高温条件下微生物会变性,所以A错;B项,负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳,所以B对;C项,原电池内部阳离子应向正极移动,所以C错;D项,消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳,标准状况下体积是22.4L,D错。

15.答案D

【解析】A项,Li从零价升至正价,失去电子,作为负极,正确;B项,反应逆向进行时。

反应物只有一种,故化合价既有升,又有降,所以既发生氧化反应又发生还原反应,正确;C项,由于Li可以与水反应,故应为非水材料,正确;D项,原电池中阳离子应迁移至正极失电子,故错。

16.答案BD解析:

由题目所给的放电时的电极反应知电池反应为C6Li+Li1-xMO2=LiMO2+C6Li1-x,充电反应为放电反应的逆反应,故A不正确;比较这些金属失去1mol的电子时所对应质量可知B选项正确;在电池放电时电池内部的阴离子向电源负极移动,C不正确。

在锂电池充电时阴极发生还原反应生成锂的单质,结合其存在形式知D正确。

17.答案BC解析:

本题主要考查原电池的工作原理。

由丁烷燃烧的化学反应方程式:

2C4H10+13O2—→8CO2+10H2O,可知原电池的负极发生氧化反应,对应物质的化合价升高:

C4H10-26e-+13O2-====4CO2+5H2O;原电池正极发生还原反应化合价降低:

O2+4e-====2O2-,显然在熔融电解质中O2-从正极移向负极。

本题答案为B、C。

18.答案D  解析:

电解时,阳极上金属按还原性由强到弱的顺序(Zn>Fe>Ni>Cu>Pt)发生氧化反应,即Zn-2e-==Zn2+;Fe-2e-==Fe2+;Ni-2e-==Ni2+。

Cu、Pt还原性比Ni弱,不能失去电子溶解。

当阳极上Ni失电子溶解后,它们以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥。

阴极上金属离子按氧化性由强到弱的顺序(Ni2+>Fe2+>Zn2+)发生还原反应,即Ni2++2e-==Ni。

Fe2+、Zn2+比Ni2+氧化性弱,并不在阳极析出,而是留在电解液里。

阳极发生氧化反应,A错误;电解过程中,阳极Zn、Fe、Ni溶解,阴极只有Ni析出,两电极质量的改变不等,B错误;电解液中除Zn2+、Fe2+外,还有Ni2+,C错误。

19.答案D20.答案B

二.非选择题

1.答案:

(1)MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O

(2)Fe(OH)3Al(OH)3(3)Cu2+Zn2+

(4)MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-

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