第四章 电化学 课时作业.docx

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第四章电化学课时作业

第一节原电池（共1课时）

一、选择题

1．下列装置不可以组成原电池的是（　　）

2．下列叙述中正确的是（　　）

A．任何化学反应都能设计成原电池

B．任何氧化还原反应都能设计成原电池

C．原电池反应一定是氧化还原反应

D．两个不同的金属电极插入到电解质溶液中就能形成原电池

3．下列反应不可用于设计成原电池的是（　　）

A．CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2OB．2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O

C．Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑D．4Al＋3O2＋6H2O＝4Al（OH）3

4．某电池的总反应为：

Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋，能实现该反应的原电池是（　　）

正极

负极

电解质溶液

A

Cu

Fe

FeCl3溶液

B

C

Fe

Fe（NO3）2溶液

C

Fe

Zn

Fe2（SO4）3溶液

D

Ag

Fe

CuSO4溶液

5．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是（　　）

A．2Ag（s）＋Cd2＋（aq）===2Ag＋（aq）＋Cd（s）

B．Co2＋（aq）＋Cd（s）===Co（s）＋Cd2＋（aq）

C．2Ag＋（aq）＋Cd（s）＝2Ag（s）＋Cd2＋（aq）

D．2Ag＋（aq）＋Co（s）＝2Ag（s）＋Co2＋（aq）

6．有A、B、C、D四种金属。

将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。

将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。

将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。

如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。

据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（　　）

A．D>C>A>BB．D>A>B>CC．D>B>A>CD．B>A>D>C

7．对于锌、铜和稀H2SO4构成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的两极变化是（　　）

①锌片溶解了32.5g②锌片增重32.5g③铜片上析出1gH2④铜片上析出1molH2

A．①和③B．①和④C．②和③D．②和④

8．下列叙述正确的是（　　）

A．反应AlCl3＋4NaOH＝NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，可以设计成原电池

B．Zn和稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率

C．把Fe片和Cu片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到Cu片上产生大量气泡，说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化

D．金属镀层破损后，镀锌铁比镀锡铁更易被腐蚀

9．根据下图，下列判断中正确的是（　　）

A．烧杯a中的溶液pH升高

B．烧杯b中发生还原反应

C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－＝H2↑

D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－＝Cl2↑

10．获得“863”计划和中科院一百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解质为AlI3溶液，已知电池总反应为：

2Al＋3I2＝2AlI3。

下列说法不正确的是（　　）

A．该电池负极的电极反应为：

Al－3e－＝Al3＋

B．电池工作时，溶液中的铝离子向正极移动

C．消耗相同质量的金属，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多

D．正极的电极材料是单质碘

11．如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（　　）

M

N

P

A

锌

铜

稀硫酸溶液

B

铜

铁

稀盐酸溶液

C

银

锌

硝酸银溶液

D

锌

铁

硝酸铁溶液

12．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

二、非选择题

13．判断原电池的正负极时，不仅要看金属活动性顺序，还要注意此金属在电解质溶液中的活动性。

试回答下列问题：

（1）用铝、铜和稀硫酸组成的原电池中，________是负极，________是正极；原因是____________________。

（2）将铝片和铜片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入氢氧化钠溶液中，分别形成了原电池，则在这两个原电池中，负极分别是____________________。

A．铝片、铜片B．铜片、铝片C．铝片、铝片D．铜片、铜片

14．某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件，按如下图所示装置进行实验并得到下表实验结果：

实验

序号

A

B

烧杯中的液体

灵敏电流计指针

是否偏转

1

Zn

Zn

乙醇

无

2

Zn

Cu

稀硫酸

有

3

Zn

Zn

稀硫酸

无

4

Zn

Cu

苯

无

5

Cu

C

氯化钠溶液

有

6

Mg

Al

氢氧化钠溶液

有

分析上述实验，回答下列问题：

（1）实验2中电流由________极流向________极（填“A”或“B”）。

（2）实验6中电子由B极流向A极，表明负极是________（填“镁”或“铝”）电极。

（3）实验5表明________。

A．铜在潮湿空气中不会被腐蚀B．铜的腐蚀是自发进行的

（4）分析上表有关信息，下列说法不正确的是________。

A．相对活泼的金属一定作负极

B．失去电子的电极是负极

C．烧杯中的液体必须是电解质溶液

D．原电池中，浸入同一电解质溶液中的两个电极，是活泼性不同的两种金属（或其中一种非金属）

15．

（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，1个电子所带的电量为1.60×10－19C）

第二节化学电源（共1课时）

一、选择题

1．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

2．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明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

3．利用生活中常见的材料可以制作出一些有实际应用价值的装置来，如废铝罐和碳棒、食盐水等材料制作用于驱动玩具的电池。

上述电池工作时，有关说法正确的是（　　）

A．铝罐将逐渐被腐蚀B．碳棒上发生的反应为：

O2＋4e－===2O2－

C．碳棒应与玩具电机的负极相连D．该电池工作一段时间后碳棒的质量会减轻

4．微型锂碘电池可用于植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。

这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电离子是I－。

下列有关说法正确的是（　　）

A．正极反应：

2Li－2e－===2Li＋B．负极反应：

I2＋2e－===2I－

C．总反应是：

2Li＋I2===2LiID．金属锂作正极

5．一种新型燃料电池，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不正确的是（　　）

A．在熔融电解质中，O2－由正极移向负极

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＋13O2－－26e－===4CO2↑＋5H2O

6．将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即可构成CH4燃料电池。

已知通入CH4一极的电极反应式是：

CH4＋10OH－===CO

＋7H2O＋8e－；通入O2一极的电极反应式是：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

下列有关叙述中，不正确的是（　　）

A．通入CH4的电极为负极B．正极发生氧化反应

C．溶液中的OH－向负极移动D．工作一段时间后应补充KOH

7．镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，且镁电池放电时电压高而平稳，越来越成为人们研制绿色电池的关注焦点。

其中一种镁充电电池的反应。

为：

MgxMo3S4

xMg＋Mo3S4。

下列关于镁充电电池的说法错误的是（　　）

A．放电时，Mg2＋向正极迁移B．放电时的正极反应为：

Mo3S42x－－2xe－===Mo3S4

C．充电时，电池的负极接外电源的负极D．放电时，负极反应为：

Mg－2e－===Mg2＋

8．目前常见的燃料电池主要有四种，下列是这四种燃料电池的工作原理示意图，其中正极的反应产物为水的是（　　）

A．固体氧化物燃料电池B．碱性燃料电池

C．质子交换膜燃料电池D．熔融盐燃料电池

9．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图，下列说法正确的是（　　）

A．该系统中只存在3种形式的能量转化

B．装置Y中负极的电极反应式为：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化

10．美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同成功研制了用于潜航器的镁－过氧化氢燃料电池系统。

其工作原理如图所示。

以下说法中错误的是（　　）

A．电池的负极反应为：

Mg－2e－===Mg2＋

B．电池工作时，H＋向负极移动

C．电池工作一段时间后，溶液的pH增大

D．电池总反应是：

Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O

二、非选择题

11．氯铝电池是一种新型的燃料电池，电解质溶液是KOH溶液，试回答下列问题：

（1）通入氯气的电极是________极（填“正”或“负”），电极反应式为：

____________________。

（2）加入铝的电极是________极（填“正”或“负”），电极反应式为：

______________________。

（3）电子从________极流向________极（填“Al”或“Cl2”）。

12．燃料电池是利用燃料（如CO、H2、CH4等）与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液。

完成下列关于甲烷（CH4）燃料电池的填空：

（1）甲烷与氧气反应的化学方程式为：

_____________________________________。

（2）已知燃料电池的总反应式为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，电池中有一极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO

＋7H2O，这个电极是燃料电池的________（填“正极”或“负极”），另一个电极上的电极反应式为：

________________________________________。

（3）随着电池不断放电，电解质溶液的碱性________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率________（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃烧的能量利用率。

13．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。

有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为：

Zn＋2OH－－2e－==Zn（OH）2，Ag2O＋H2O＋2e－==2Ag＋2OH－。

根据上述反应式，完成下列问题。

（1）判断下列叙述中正确的是__________。

A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗

B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极

C．Zn是负极，Ag2O是正极

D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应

（2）写出电池的总反应式：

__________________________________________。

（3）使用时，负极区的pH________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），正极区的pH________，电解质溶液的pH________。

14．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事目的。

一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。

回答下列问题：

（1）这种电池放电时发生的化学反应方程式是：

____________________________________。

（2）此电池的正极发生的电极反应式是_____________________________________；

负极发生的电极反应式是____________________________________________。

（3）电解液中的H＋向________极移动；向外电路释放电子的电极是_______________。

（4）比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：

首先是燃料电池的能量转化效率高，其次是_____________________________________。

第三节电解池

第1课时电解原理

一、选择题（每小题有1个或2个选项符合题意）

1．下列关于电解槽的叙述中不正确的是（　　）

A．与电源正极相连的是电解槽的阴极B．与电源负极相连的是电解槽的阴极

C．在电解槽的阳极发生氧化反应D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极

2．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（　　）

A．原电池正极和电解池阳极所发生的反应B．原电池正极和电解池阴极所发生的反应

C．原电池负极和电解池阳极所发生的反应D．原电池负极和电解池阴极所发生的反应

3．如图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为200mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1mol/L，工作一段时间后，测得两端导线中均通过0.02mol电子，若不考虑盐的水解和溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是（　　）

A．产生气体的体积：

①＞②

B．电极上析出物质的质量：

②＞①

C．溶液的pH变化：

①增大，②减小

D．电极反应式①中阳极：

4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑；②中阴极：

2H＋＋2e－＝H2↑

4．如图为直流电源电解Na2SO4水溶液的装置。

通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。

下列实验现象中正确的是（　　）

A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的

B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色

D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色

5．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无臭气体放出。

符合这一情况的是附表中的（　　）

a极板

b极板

X电极

Z溶液

A

锌

石墨

负极

CuSO4

B

石墨

石墨

负极

NaOH

C

银

铁

正极

AgNO3

D

铜

石墨

负极

CuCl2

6．下列说法错误的是（　　）

A．电解质的导电过程是化学变化，而金属的导电是物理变化

B．电解质溶液导电的过程，就是电解质被电解的过程

C．电解质在任何条件下均可以导电

D．电解质溶液导电过程中一定有新物质生成

7．某同学为了使反应2HCl＋2Ag＝2AgCl↓＋H2↑能进行，设计了如下图所示四个实验，你认为可行的是（　　）

8．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质（括号内物质），电解液基本不变的是（　　）

A．CuCl2（CuSO4）　　B．NaOH（NaOH）C．NaCl（HCl）D．CuSO4[Cu（OH）2]

9．pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的pH＞a，则该电解质可能是（　　）

A．NaOHB．H2SO4C．AgNO3D．Na2SO4

10．某混合溶液中只含有两种溶质NaCl和CuSO4，且n（NaCl）∶n（CuSO4）＝3∶2。

若以石墨电极电解该溶液，下列推断中不正确的是（　　）

A．整个电解过程，最后电解的是水B．阳极先析出Cl2，后析出O2

C．整个电解过程分三个阶段，第二阶段电解的是硫酸铜和水D．阴极自始至终只析出铜

11．把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（　　）

A．1∶2∶3B．3∶2∶1C．6∶3∶1D．6∶3∶2

12．用Pt电极电解含有各0.1molCu2＋和X3＋的溶液，阴极析出固体物质的质量m（g）与溶液中通过电子的物质的量n（mol）的关系见图所示。

则离子的氧化能力由大到小排列正确的是（　　）

A．Cu2＋＞X3＋＞H＋B．H＋＞X3＋＞Cu2＋

C．X3＋＞H＋＞Cu2＋D．Cu2＋＞H＋＞X3＋

13．在水中加入等物质的量的Pb2＋、Ag＋、Na＋、SO42-、NO3-、Cl－，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，氧化产物与还原产物的质量之比为（　　）

A．35.5∶108B．16∶207C．108∶35.5D．8∶1

14．电解质量分数为0.052（5.2%）的NaOH溶液1L（密度为1.06g/cm3），用铂作电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，此时溶液中符合下表关系的是（　　）

NaOH的质量分数

阳极析出物质的质量/g

阴极析出物质的质量/g

A

0.062（6.2%）

19

152

B

0.062（6.2%）

152

19

C

0.042（4.2%）

1.2

9.4

D

0.042（4.2%）

9.4

1.2

15．实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：

负极Pb+SO42－=PbSO4+2e－正极PbO2+4H++SO42－+2e－=PbSO4+2H2O，今若制取Cl20.050mol，这时电池内消耗H2SO4的物质的量至少是（）

A．0.025molB．0.050molC．0.10molD．0.20mol

16．用质量均为100g的铜片作电极，电解AgNO3溶液，电解一段时间后两极质量相差28g，此时阳极质量为（　　）

A．121.6g　　B．93.6g　　C．89.6g　　D．88.2g

二、非选择题

17．从H＋、K＋、Cu2＋、Cl－、SO42－中选取适当的离子组成符合下列情况的电解质，进行电解（阳离子只能使用一次）。

（1）以碳棒为电极进行电解，电解质的含量减少，水量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为____________，电解的电极反应____________，电解的总方程式是__________________________________。

（2）以铂丝为电极进行电解，水量减少，电解质的含量保持不变，两极都有气体生成，气体体积比为2：

1，则该电解质的化学式为___________，电极反应式为________________。

（3）惰性电解，电解质的含量减少，水的含量也减少，pH下降，则电解质的化学式为___________，电解的总方程式为__________________________________。

18．按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题（假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行）：

（1）U形管内有什么现象？

（2）写出有关反应的化学方程式。

（3）在a、b烧杯中有什么现象？

（4）如果小烧杯中有0.508g碘析出，问大烧杯中负极减轻多少？

19．右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。

通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状况）气体。

回答：

（1）直流电源中，M为____________极。

（2）Pt电极上生成的物质是___________，其质量为__________g。

（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：

2∶______∶______∶______。

（4）AgNO3溶液的浓度（填“增大”“减小”或“不变”。

下同）___________，AgNO3溶液的pH____________，H2SO4溶液的浓度____________，H2SO4溶液的pH____________。

（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为____________g。

第三节电解池

第2课时电解原理的运用

一、选择题（每小题有1个或2个选项符合题意）

1．取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。

则下列说法错误的是（　　）

A．b电极是阴极B．a电极与电源的正极相连

C．电解过程中水是氧化剂D．b电极附近溶液的pH变小

2．电解法处理酸性含铬废水（Cr2O72－）时，以铁作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr（OH）3形式除去，下列说法不正确的是（）

A．阳极反应为Fe－2e－＝Fe2＋B．电解过程中溶液pH不会变化

C．过程中有Fe（OH）3沉淀生成D．电路中每转移12mol电子，最多有1molCr2O72－被还原

3．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。

滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。

据此，下列叙述正确的是（　　）

A．铅笔端作阳极，发生还原反应B．铂片端作阴极，发生氧化反应

C．铅笔端有少量的氯气产生D．a点是负极，b点是正极

4．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质（如锌、金、银等），其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。

在电解精炼时（　　）

A．粗铜接电源负极B．纯铜做阳极

C．杂质都将以单质形式淀沉到池底D．纯铜片增重2.56g，电路通过电子为0.08mol

5．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，根据电化学原理可进行如下处理：

在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是（）

A．处理过程中银器一直保持恒重

B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银

C．该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3

D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl

6．下图所示的电解