e6质量检测第九章 电化学基础Word下载.docx

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下列有关钠氯化镍蓄电池的说法错误的是（　　）

A．电池放电时的总反应为2Na＋NiCl2===Ni＋2NaCl

B．充电时正极的电极反应为Na＋＋e－===Na

C．放电时正极的电极反应为Ni2＋＋2e－===Ni

D．该电池被称为绿色电池，最大原因是从废弃电池中可以方便地回收较纯的镍，其他产物对环境没有影响

由题给信息可知，该电池反应为2Na＋NiCl2

Ni＋2NaCl，故充电时负极（即阴极）的电极反应为Na＋＋e－===Na，正极（即阳极）的电极反应为Ni－2e－===Ni2＋，A项对，B项错；

放电时的正极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，C项对；

已知镍容易回收，则NaCl对环境没有影响，所以该电池被称为绿色电池，D项对。

B

3．下列关于铜电极的叙述正确的是（　　）

A．铜锌原电池中铜电极上发生氧化反应

B．电解饱和食盐水制烧碱时，用铜作阳极

C．电解法精炼铜时，粗铜连接电源的正极

D．电镀铜和精炼铜时，均用纯铜作阴极

铜锌原电池中铜电极为正极，发生还原反应；

电解饱和食盐水制烧碱时，阳极为石墨；

电解法精炼铜时，粗铜作阳极被氧化，纯铜作阴极，故C正确；

电镀铜时，铜作阳极被氧化。

C

4．电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上分别析出的物质是（　　）

A．H2和Cl2B．Cu和Cl2

C．H2和O2D．Cu和O2

阴极上阳离子放电顺序：

Cu2＋>

H＋>

Na＋，所以Cu2＋＋2e－===Cu；

阳极上阴离子放电顺序：

Cl－>

OH－，所以有2Cl－－2e－===Cl2↑。

5．（河北省正定中学2011届高三第二次月考）有一合金由X、Y、Z、W四种金属组成，若将合金放入盐酸中只有Z、Y能溶解；

若将合金置于潮湿空气中，表面只出现Z的化合物；

若将该合金做阳极，用X盐溶液作电解液，通电时四种金属都以离子形式进入溶液中，但在阴极上只析出X。

这四种金属的活动性顺序是（　　）

A．Y>

Z>

W>

X　　　　　B．Z>

Y>

X

C．W>

XD．X>

W

合金放入盐酸中只有Z、Y能溶解，说明Z、Y活泼性较强。

若将合金置于潮湿空气中，表面只出现Z的化合物，则Z比Y更活泼。

电解时，在阴极上只析出X，则X的离子得电子能力最强，X金属最不活泼。

6．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。

因而金属的防护工作特别重要。

下列对几种常见金属防腐方法的描述错误的是（　　）

选项

方法

对相应方法的描述

改变金属内部的组成结构

此法实际上是将金属制成合金，增强抗腐蚀能力

在金属表面覆盖保护层

保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用

外加电源的阴极保护法

接外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极

D

牺牲阳极的阴极保护法

构成原电池，被保护的金属作正极

如果镀层金属比保护的金属活泼，破损后，仍然能在一定程度上保护金属，就像D项所述方法一样。

因而B是错误的。

7．（浙江2011届高三五校联考）一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料制备的二次电池原理如下图所示，该电池的电解质为6mol·

L－1KOH溶液，下列说法中正确的是（　　）

A．放电时K＋移向负极

B．放电时电池负极的电极反应为：

H2－2e－===2H＋

C．放电时电池负极的电极反应为：

NiO（OH）＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－

D．该电池充电时将碳电极与电源的正极相连

该装置连接用电器时发生原电池反应，根据用电器中电子流向，确定碳电极作负极，H2发生氧化反应，负极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O，则充电时碳电极与外电源的负极相连；

镍电池作正极，发生还原反应，正极反应式为NiO（OH）＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－；

电解质溶液中的阳离子移向正极，即K＋移向镍电极（正极）。

8．（2011年武汉部分学校联考）如图所示，电解一段时间后，银阴极的质量增加了0.648g，金属X阴极的质量增加了0.195g，则X的摩尔质量为（　　）

A．65g/molB．32.5g/mol

C．28g/molD．56g/mol

根据得失电子守恒，通过两极的电量相等。

Ag＋＋e－===Ag，n（Ag）＝

＝0.006mol，由硫酸盐组成XSO4知，X为＋2价，X2＋＋2e－===X，n（X）＝0.003mol，故M（X）＝

＝65g·

mol－1。

9．（2011年山东省实验中学期末）用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。

下列说法正确的是（　　）

A．分别以NaCl溶液和NaOH溶液为电解液时，负极反应均为：

Al＋3OH－－3e－===Al（OH）3↓

B．分别以NaCl溶液和NaOH溶液为电解液时，正极反应不同

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH降低

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

NaCl溶液作电解液，铝作负极，负极反应是铝失去电子变为Al3＋，NaOH溶液作电解液，Al3＋与过量的碱反应生成AlO2－，因此负极反应为：

Al＋4OH－－3e－===AlO2－＋2H2O，A选项错误；

该燃料电池正极发生的反应均为：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B选项错误；

以NaOH溶液为电解液时，该电池在碱性条件下消耗了碱，反应式为4Al＋3O2＋4OH－===4AlO2－＋2H2O，溶液pH降低，C选项正确；

电池工作时，电子从负极出来经过外电路流到正极，D选项错误。

10．（2011年安徽省江南十校高三联考）利用如图装置，完成很多电化学实验。

下列有关此装置的叙述中，不正确的是（　　）

A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法

B．若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，溶液中的阳离子向铁电极移动

C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动

D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，铁棒质量将增加，溶液中铜离子浓度将减小

A选项中锌的活泼性比铁强，所以可减缓铁的腐蚀，这种方法的名称也正确，所以A选项正确；

B选项是外加电流的阴极保护法，可减缓铁的腐蚀，溶液中的阳离子向阴极移动，所以B选项正确；

C选项是原电池，铜是正极，质量将增加，铁是负极，此时外电路中的电子由负极向正极移动，C选项正确；

D选项是在铁棒上镀铜，铁棒质量将增加，但溶液中各离子浓度都不发生变化，所以D选项错误。

11．某溶液中含有两种溶质NaCl与H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1，用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。

下列叙述不正确的是（　　）

A．阴极自始至终只有H2

B．阳极先析出Cl2后析出O2

C．电解最后阶段为电解水

D．溶液pH不断增大，最后为7

电解所分三个阶段可认为是

（1）电解盐酸，

（2）电解氯化钠溶液，（3）电解硫酸钠溶液，电解盐酸为分解型，电解氯化钠溶液生成碱，电解硫酸钠溶液为电解水型，所以最终溶液呈碱性。

12．用石墨作电极电解1mol/LCuSO4溶液，当c（Cu2＋）为0.5mol/L时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状况（　　）

A．CuSO4B．CuO

C．Cu（OH）2D．CuSO4·

5H2O

电解CuSO4溶液的总反应方程式为2CuSO4＋2H2O

2Cu＋O2↑＋2H2SO4，故从溶液中析出的物质是Cu和O2，每放出1molO2即析出2molCu，Cu与O的物质的量之比为1∶1，所以，加入CuO可使溶液恢复原状。

13．按下图所示装置做实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质的量，则y轴可表示（　　）

①c（Ag＋）　②c（NO3－）　③a棒的质量　④b棒的质量　⑤溶液的pH

A．①③B．③④

C．①②④D．①②⑤

由图象知：

装置是电镀池，所以AgNO3溶液不变。

故得答案。

14．金属镍有广泛应用。

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，其主要电极反应式：

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含有Cu和Pt

电解精炼镍的化学原理与电解精炼铜相同，电解时将粗镍作阳极。

由已知的氧化性Fe2＋<

Cu2＋可推测金属单质还原性Zn>

Fe>

Ni>

Cu>

Pt，电解时阳极上Ni和杂质Zn、Fe失电子，发生氧化反应，金属溶解进入溶液，Cu和Pt不能失电子而形成阳极泥在阳极附近沉积。

在阴极上只有Ni2＋得电子析出金属镍，在通过相同电量时，阴阳两极反应的元素不完全相同，所以两极质量的变化值不等。

电解时的电解液为含Ni2＋的盐溶液，电解过程中Ni2＋浓度略有减少，所以溶液中仍含有大量的Ni2＋。

15．电化学净水装置是生活用水和工业废水净化处理装置，由预处理、电化学反应、消毒过滤、电动自控四个部分构成。

有一种电化学净水原理为在电解过程中将低价态的金属离子（如Co2＋）氧化成高价态的金属离子（Co3＋），然后以高价态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化成CO2，从而达到净化的目的。

实验室用如图所示装置模拟上述过程，下列说法错误的是（　　）

A．电极b可以是石墨，不能是铜，电极a可以是石墨也可以是铜

B．电解后阴极附近H＋浓度变大

C．Co3＋氧化甲醇的离子方程式为6Co3＋＋CH3OH＋H2O===CO2↑＋6Co2＋＋6H＋

D．当1mol甲醇被完全氧化时，阳极应该失去6mol电子

选项A，Cu与电源正极相连时，Cu失去电子而溶解，所以b极不能用Cu，应用石墨等惰性电极材料。

选项B，根据题给信息，阳极是溶液中的Co2＋失去电子生成Co3＋：

2Co2＋===2Co3＋＋2e－，阴极是溶液中的H＋得到电子变为H2：

2H＋＋2e－===H2↑，所以阴极附近H＋浓度变小。

选项C，CH3OH被氧化为CO2，溶液中的Co3＋，被还原为Co2＋。

再根据得失电子守恒和离子方程式的正误判断方法可知该离子方程式正确。

选项D，阳极失去电子的物质的量等于Co3＋获得电子的物质的量，1molCH3OH被氧化时转移6mol电子。

16．（山东威海2011届高三毕业班质检）用铂电极电解CuSO4和KNO3的混合溶液500mL，经过一段时间后，两极均得到标准状况下11.2L的气体，则原混合溶液中CuSO4的物质的量浓度为（　　）

A．0.5mol·

L－1B．0.8mol·

L－1

C．1.0mol·

L－1D．1.5mol·

阳极电极反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，失去电子的物质的量n（O2）×

4＝

×

4＝2mol；

阴极电极反应：

首先发生的是Cu2＋＋2e－===Cu，其次发生的是2H＋＋2e－===H2↑，阴极被还原物质得到电子的总量n（Cu2＋）×

2＋n（H2）×

2＝n（Cu2＋）×

2＋

2，两电极物质得失电子数相等，即2mol＝n（Cu2＋）×

2。

解得n（Cu2＋）＝0.5mol　n（CuSO4）＝n（Cu2＋）＝0.5mol，所以其物质的量浓度＝

＝1.0mol·

L－1。

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

二、（本题包括3小题，共29分）

17．（7分）

（1）今有2H2＋O2

2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是________，正极通的应是________，电极反应式为________，__________。

（2）若把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式为________，________。

（1）和

（2）中溶液pH变化有何不同：

________。

（1）H2　O2　负极：

2H2＋4OH－－4e－===4H2O

正极：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

（2）负极：

2H2－4e－===4H＋

O2＋4H＋＋4e－===2H2O

（1）溶液中pH变小；

（2）溶液中pH变大

18．（10分）（2010年宁波质检）科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径，近几年开发甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过，其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：

（1）Pt（a）电极是电池的________极，电极反应式为________；

Pt（b）电极发生________反应（填“氧化”或“还原”），电极反应式为________。

（2）电池的总反应方程式为________。

（3）如果该电池工作时电路中通过2mol电子，则消耗的CH3OH有________mol。

Pt（a）原料为CH3OH和水，产物为CO2、H＋，根据C化合价由－2价升到＋4价，失去6个电子，Pt（a）为负极；

Pt（b）原料为O2、H＋，产物为H2O，O化合价由0价降低为－2价，发生还原反应，为正极。

（1）负　CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋

还原　O2＋4H＋＋4e－===2H2O

（2）2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O　（3）

19．（12分）一百多年以前，人们曾用金属钠还原氧化铝得到金属铝，由于当时钠很贵，因而铝比钠更贵，价格跟黄金不相上下。

直到19世纪末，人们发明了生产铝的新方法——电解冰晶石（Na3AlF6）和氧化铝的熔融混合物，才能够大规模冶炼金属铝。

其电解反应式为：

2Al2O3

4Al＋3O2↑。

回答下列问题：

（1）氯化铝的熔点为190℃（2.5×

105Pa条件下，常压下在180℃时升华），比氧化铝的熔点（2025℃）要低得多，为何不用电解熔融氯化铝的方法冶炼金属铝？

________________________________。

（2）电解时阳极反应式是__________________，阴极反应式是____________________。

（3）电解槽中阴极和阳极材料都是碳块，哪一极的碳块消耗较快？

答：

为什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）在海洋工程上，通常用铝合金（Al－Zn－Cd）保护海底钢铁设施，其原理如下图所示：

其中负极发生的电极反应为________；

在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝。

纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是：

______________________________________________

（1）AlCl3是共价化合物，熔融状态下不能发生电离

（2）6O2－－12e－===3O2↑

4Al3＋＋12e－===4Al

（3）阳极　阳极生成的氧气在高温下很容易与碳块发生反应

（4）Al－3e－===Al3＋　纯铝表面易被氧化，生成一层致密的氧化膜，使其不易被腐蚀，无法起到保护钢铁设施的作用

三、（本题包括1小题，共15分）

20．（15分）（2010年四川理综）碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。

碘酸钾（KIO2）是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。

碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。

以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。

（1）碘是________（填颜色）固体物质，实验室常用________方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。

（2）电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：

3I2＋6KOH===5KI＋KIO3＋3H2O，将该溶液加入阳极区。

另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。

电解时，阳极上发生反应的电极反应式为________；

阴极上观察到的实验现象是__________________________________。

（3）电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I－。

请设计一个检验电解液中是否有I－的实验方案，并按要求填写下表。

要求：

所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。

试剂：

淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。

实验方法

实验现象及结论

（4）电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：

→

→碘酸钾晶体

步骤②的操作名称是________，步骤⑤的操作名称是________。

步骤④洗涤晶体的目的是________。

（1）实验室常用升华的方法来分离提纯含少量杂质的固体碘；

（2）阳极阴离子失电子，阴极区的阴离子有I－、IO3－、OH－，根据信息I－失电子生成IO3－，阴极H＋得电子生成H2；

（3）检验溶液中的I－，用淀粉碘化钾试纸无法检验；

由题目信息可知过氧化氢与IO3－反应生成I2，因为溶液中含有IO3－，所以不能使用过氧化氢溶液；

只能用淀粉和稀硫酸，因为在酸性溶液中I－和IO3－能生成I2，从而检验出I－。

（1）紫黑色　升华

（2）2I－－2e－===I2（或I－＋6OH－－6e－===IO3－＋3H2O）　有气泡产生

（3）

取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝。

如果不变蓝，说明无I－。

（如果变蓝，说明有I－）

（4）冷却结晶　干燥　洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质

四、（本题包括1小题，共8分）

21．（8分）常温下电解200mLNaCl与CuSO4的混合溶液，所得气体的体积随时间变化如下图所示，根据图中信息回答下列问题。

（气体体积已换算成标准状况下的体积，且忽略气体在水中的溶解和溶液体积的变化）

（1）图中曲线________（填Ⅰ或Ⅱ）表示阳极产生气体的变化。

（2）计算NaCl和CuSO4的物质的量浓度。

（3）计算t2时所得溶液的pH。

（1）Ⅱ

（2）阳极首先逸出的是氯气，n（NaCl）＝2n（Cl2）＝0.02mol，则c（NaCl）＝0.1mol·

L－1，阳极得到336mL气体中，含0.01molCl2和0.005molO2，转移电子的物质的量为：

0.01mol×

2＋0.005mol×

4＝0.04mol，此过程中阴极Cu刚好全部析出，n（CuSO4）＝n（Cu）＝0.04÷

2＝0.02mol，则c（CuSO4）＝0.1mol·

（3）t2时，溶液中c（Na＋）＝0.1mol·

L－1，c（SO42－）＝0.1mol·

L－1，没有Cu2＋和Cl－，根据电荷守恒有：

c（H＋）＝0.1mol·

L－1，pH＝1。