电化学综合练习题.docx

1、1电化学 专题检测1.(2016上海，8)图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中，x 轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y 轴表示( )A.铜棒的质量 B.c(Zn2 ) C.c(H ) D.c(SO )242.(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 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 处有气泡产生下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )A.a、d 处：2H 2O2e =H22OH B.b 处：2Cl 2e =Cl2C.c 处发生了反应：Fe2e =Fe2 D.根据实验一的原理，实验二中 m

2、处能析出铜3.(2016全国卷， 11)MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )A.负极反应式为 Mg2e =Mg2 B.正极反应式为 Ag e =AgC.电池放电时 Cl 由正极向负极迁移 D.负极会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 24.(2016海南，10)某电池以 K2FeO4 和 Zn 为电极材料，KOH 溶液为电解质溶液。下列说法正确的是( )A.Zn 为电池的负极 B.正极反应式为 2FeO 10H 6e =Fe2O35H 2O24C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D.电池工作时 OH 向正极迁移5.(2016浙江理综， 1

3、1)金属(M) 空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4MnO 22nH 2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B.比较 Mg、Al 、Zn 三种金属空气电池， Al空气电池的理论比能量最高C.M空气电池放电过程的正极反应式：4M n nO 22nH 2O4ne =4M(OH)nD.在 Mg空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交

4、换膜6.下列说法中，不正确的是( )A B C D2钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀钢铁表面水膜的酸性较强，发生析氢腐蚀将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好钢闸门作为阴极而受到保护7.有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是( ). 碱性锌锰电池 . 铅硫酸蓄电池 .铜锌原电池 . 银锌纽扣电池A.所示电池工作中，MnO 2 的作用是催化剂B.所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大C.所示电池工作过程中，盐桥中 K 移向硫酸锌溶液D.所示电池放电过程中，Ag 2O 是氧化剂，电池工作过程中还原为 Ag8.镁电池放电时电压高而平稳，成为人们研制的绿色电池。一种镁电池的反应式为 xMg

5、Mo 3S4 MgxMo3S4，下列说法中正确的是( )放 电 充 电A.充电时 MgxMo3S4 只发生还原反应 B.放电时 Mo3S4 只发生氧化反应C.充电时阳极反应式为 Mo3S 2x e =Mo3S4 2x4D.放电时负极反应式为 xMg 2xe =xMg29.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的 pH 在 5.06.0 之间，通过电解生成 Fe(OH)3 胶体，Fe(OH) 3 胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是( )A.石墨电极上发生氧化反应 B.为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇C.根

6、据图示，物质 A 为 CO2 D.甲烷燃料电池中 CO 向空气一极移动2310.采用电化学法还原 CO2 是一种使 CO2 资源化的方法，下图是利用此法制备 ZnC2O4 的示意图(电解液不参与反应)。下列说法正确的是( )A.Zn 与电源的负极相连 B.ZnC2O4 在交换膜右侧生成C.电解的总反应：2CO 2Zn ZnC2O4 D.通入 11.2 L CO2 时，转移 0.5 = = = = =电 解 mol 电子311.如下图所示，其中甲池的总反应式为 2CH3OH3O 2 4KOH=2K2CO36H 2O。下列说法正确的是( )A.甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电

7、能的装置B.甲池通入 CH3OH 的电极反应式为 CH3OH6e 2H 2O=CO 8H 23C.反应一段时间后，向乙池中加入一定量 Cu(OH)2 固体能使 CuSO4 溶液恢复到原浓度D.甲池中消耗 280 mL(标准状况下 )O2，此时丙池中理论上最多产生 1.45 g 固体12. 1.2016天津理综，10(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的 Na2FeO4，同时获得氢气：Fe2H 2O2OH FeO 3H 2，工作原理= = = = =电 解 24如图 1 所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色 FeO ，镍电极有气泡产生。若氢氧化24钠溶液浓度过高，铁电极区

8、会产生红褐色物质。已知：Na 2FeO4 只在强碱性条件下稳定，易被 H2 还原。电解一段时间后，c(OH )降低的区域在_( 填“ 阴极室”或“阳极室”) 。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因：_。c(Na 2FeO4)随初始 c(NaOH)的变化如图 2，任选 M、N 两点中的一点，分析 c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_。13. 2015山东理综，29(1)利用 LiOH 和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH 可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。利用如图装置电解制备 LiOH，两电极区电解液分别为 LiOH 和 LiCl 溶液。B 极区电解液为_溶液(填

9、化学式)，阳极电极反应式为_，电解过程中 Li 向_电极迁移( 填“A ”或“B”)。14.用 NaOH 溶液吸收烟气中的 SO2，将所得的 Na2SO3 溶液进行电解，可循环再生 NaOH，同时得到 H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。4(1)图中 a 极要连接电源的_(填“正”或“负”) 极，C 口流出的物质是_。(2)SO 放电的电极反应式为_ 。23(3)电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因：_。专题强化练1.(2016上海，8)图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中，x 轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y 轴表示( )A.铜棒的质量 B.c(Zn2

10、)C.c(H ) D.c(SO )24答案 C解析 该装置构成原电池，Zn 是负极， Cu 是正极。A 项，在正极 Cu 上溶液中的 H 获得电子变为氢气，Cu 棒的质量不变，错误；B 项，由于 Zn 是负极，不断发生反应 Zn2e =Zn2 ，所以溶液中 c(Zn2 )增大，错误 ；C 项，由于反 应不断消耗 H ，所以溶液中的 c(H )逐渐降低，5正确；D 项，SO 不参加反应，其 浓度不变， 错误。242.(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 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

11、生下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )A.a、d 处：2H 2O2e =H22OH B.b 处：2Cl 2e =Cl2C.c 处发生了反应：Fe2e =Fe2D.根据实验一的原理，实验二中 m 处能析出铜答案 B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的同时与 H2O 反应生成 HClO 和 H ，2Cl 2e =Cl2，Cl 2H 2OHClHClO，H 显酸性，HClO 具有漂白性，错误；C 项， c 处为阳极， 铁失去电子生成亚铁离子，正确； D

12、 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 ，Cu2 在 m 的右面得电子析出铜，正确。3.(2016全国卷， 11)MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )A.负极反应式为 Mg2e =Mg2B.正极反应式为 Ag e =AgC.电池放电时 Cl 由正极向负极迁移D.负极会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2答案 B解析 根据题意，电池总反应 式为 Mg2AgCl =MgCl22Ag。A 项，负极反应式为Mg2e =Mg2

13、，正确；B 项 ，正极反 应式为 2AgCl2e =2Cl 2Ag，错误；C 项，对原电池来说，阴离子由正极移向 负极，正确； D 项，由于 镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2，正确。4.(2016海南，10)某电池以 K2FeO4 和 Zn 为电极材料，KOH 溶液为电解质溶液。下列说法正确的是( )A.Zn 为电池的负极B.正极反应式为 2FeO 10H 6e =Fe2O35H 2O24C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D.电池工作时 OH 向正极迁移答案 A解析 以 K2FeO4 和 Zn 为电极材料， KOH 溶液为电解质溶液的电池中，Zn 为负极

14、， 发生反应：Zn2e 2OH =Zn(OH)2，K2FeO4为正极， 发生反应：FeO 4H 2O3e =Fe(OH)2435OH ，放电过程中有 OH 生成， 则电解质溶液的浓度增大，OH 向负极迁移，故 A 正确。5.(2016浙江理综， 11)金属(M) 空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为4MnO 22nH 2O=4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法6不正确的是( )A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B

15、.比较 Mg、Al 、Zn 三种金属空气电池， Al空气电池的理论比能量最高C.M空气电池放电过程的正极反应式：4M n nO 22nH 2O4ne =4M(OH)nD.在 Mg空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜答案 C解析 A 项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极的表面，正确；B 项，单位质量的 Mg、Al、Zn 释放的电子分 别为 mol、 mol、 mol，显然112 19 265铝的比能量比 Mg、Zn 高，正确；C 项， 电池放电过程正极 O2 得电子生成 OH ，但 负极生成的金属阳离子不能透过阴离子交

16、换膜移至正极，故正极不能生成 M(OH)n，反 应式应为O22H 2O4e =4OH ，错误；D 项，为避免 OH 移至负 极而生成 Mg(OH)2，可采用中性电解质及阳离子交换膜阻止 OH ，正确。6.下列说法中，不正确的是( )A B C D钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀钢铁表面水膜的酸性较强，发生析氢腐蚀将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好钢闸门作为阴极而受到保护答案 C解析 A 项，当钢铁表面的水膜酸性很弱或显中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放 电，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，故 A 正确；B 项，当 钢铁表面的水膜 显酸性时，铁在负极放电，水膜中的氢离子在正极放电生成氢气，

17、 发生的是析氢腐蚀，故 B 正确；C 项，在原电池中，正极被保护，当将锌板换成铜板后，铜作正极被保护，钢闸门作负极被腐蚀，起不到对钢闸门的保护作用，故 C 错误；D 项，在电解池中，阴极被保护，故要保护钢闸门，就要将钢闸门作电解池的阴极，故 D 正确。故选 C。7.有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是( ). 碱性锌锰电池 . 铅硫酸蓄电池 .铜锌原电池 . 银锌纽扣电池A.所示电池工作中，MnO 2 的作用是催化剂B.所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大C.所示电池工作过程中，盐桥中 K 移向硫酸锌溶液D.所示电池放电过程中，Ag 2O 是氧化剂，电池工作过程中还原为 Ag答案 D解

18、析 A 项，该电池反应中二氧化锰得到电子被还原， 为原电池的正极， 错误； B 项，铅蓄电池放电时电池反应：PbPbO 2 2H 2SO4=2PbSO4 2H 2O，该反应中硫酸参加反应，所以浓度降低，错误；C 项，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，原电池中阳离子向正极移动，所以盐桥中 K 移向硫酸铜溶液， 错误；D 项，该原电池中，正极上氧化 银得电子生成银，所以 Ag2O 作氧化剂发生还原反应，正确。8.镁电池放电时电压高而平稳，成为人们研制的绿色电池。一种镁电池的反应式为 xMgMo 3S4 MgxMo3S4，下列说法中正确的是( )放 电 充 电A.充电时 MgxMo3S4

19、 只发生还原反应7B.放电时 Mo3S4 只发生氧化反应C.充电时阳极反应式为 Mo3S 2x e =Mo3S42x4D.放电时负极反应式为 xMg 2xe =xMg2答案 C解析 A 项，充电时 MgxMo3S4 既发生氧化反应又发生还原反应， A 错误；B 项，放电时，镁发生氧化反应，Mo 3S4 只发生还原反应， B 错误；C 项，充 电时阳极反应式为 Mo3S 2xe =Mo3S4，C 正确；D 项，放 电时负极反应式为 xMg2xe =xMg2 ，D 错2x4误，答案选 C。9.2015 年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充、放电的超常性能铝离子电池，内部用 AlCl 和

20、有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如下图所示。下列说法不正 4确的是( )A.放电时，铝为负极、石墨为正极B.放电时，有机阳离子向铝电极方向移动C.放电时的负极反应：Al3e 7AlCl =4Al2Cl 4 7D.充电时的阳极反应：C nAlCl e =CnAlCl4 4答案 B解析 A 项，放电时是原电池， 铝是活性电极，石墨 为惰性电极，铝为负极、石墨为正极，故A 正确；B 项，放电时是原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，有机阳离子由铝电极向石墨电极方向移动，故 B 错误；C 项，根据示意图，放 电时， 铝为负极，失去电子与 AlCl 生成 4Al2Cl ，负极反应：Al3e 7A

21、lCl =4Al2Cl ，故 C 正确；D 项，充电时，阳极 发生氧化 7 4 7反应，电极反应式为 CnAlCl e =CnAlCl4，故 D 正确；故选 B。 410.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的 pH 在 5.06.0 之间，通过电解生成 Fe(OH)3 胶体，Fe(OH) 3 胶体具有吸附作用，可吸附水中的污物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是( )A.石墨电极上发生氧化反应B.为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇C.根据图示，物质 A 为 CO2D.甲烷燃料电池中 CO 向空气一极移动23答案 C解析 A 项，甲烷燃料

22、电池中，通入甲 烷的电极是负极，与负极相连的石墨电极是阴极，阴极得电子发生还原反应，A 错误；B 项，乙醇是非 电解质，不能增强污水的导电能力，B 错误；C项，根据图示，甲烷燃料电池中用熔融碳酸盐作电解质，所以正极反应为2CO2O 24e =2CO ，物 质 A 为 CO2，C 正确；D 项，在燃料电池中，阴离子移向负极，23所以 CO 向甲烷一极移动，D 错误；答案选 C。2311.用电化学制备正十二烷的方法：向烧杯中加入 50 mL 甲醇，不断搅拌加入少量金属钠，再加入 11 mL 正庚酸搅拌均匀，装好铂电极，接通电源反应，当电流明显减小时切断电源，然后提纯正十二烷。已知电解总反应：82C

23、6H13COONa2CH 3OH C12H262CO 2H 22CH 3ONa，下列说法不= = = = =电 解 正确的是( )A.图中电源的 a 极为直流电源的负极B.加入金属钠可以将酸转化为钠盐，提高离子浓度，增强导电性C.阳极电极反应：2C 6H13COO 2e =C12H262CO 2D.反应一段时间后将电源正负极反接，会产生杂质影响正十二烷的制备答案 D解析 A 项，a 连接的电极生成氢气，发生还原反应，则 a 为负极，故 A 正确；B 项，C6H13COONa 为强电解质，导电 能力比正庚酸强，故 B 正确； C 项，阳极发生氧化反应，电极方程式为 2C6H13COO 2e =C

24、12H262CO 2，故 C 正确；D 项，因 C12H26为液体，而杂质为气体，不影响 C12H26 的制备 ，故 D 错误；故选 D。12.采用电化学法还原 CO2 是一种使 CO2 资源化的方法，下图是利用此法制备 ZnC2O4 的示意图(电解液不参与反应)。下列说法正确的是( )A.Zn 与电源的负极相连B.ZnC2O4 在交换膜右侧生成C.电解的总反应：2CO 2Zn ZnC2O4= = = = =电 解 D.通入 11.2 L CO2 时，转移 0.5 mol 电子答案 C解析 锌化合价升高被氧化， 连接电源正极，故 A 错误；阳离子交换膜只允许阳离子通过，所以 ZnC2O4 在交

25、换膜左侧生成，故 B 错误；电解的总反应：2CO 2Zn ZnC2O4，故= = = = =电 解 C 正确； 11.2 L CO2 的物质的量不一定是 0.5 mol，转移电子不一定是 0.5 mol，故 D 错误。13.高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾( K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图 1 是高铁电池的模拟实验装置：(1)该电池放电时正极的电极反应式为_；若维持电流强度为 1 A，电池工作 10 min，理论消耗 Zn_g(已知 F96 500 Cmol 1 )。(2)盐桥中盛有饱和 KCl 溶液，此盐桥中氯离子向_(填“左”或

26、“右” ，下同) 池移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向_移动。(3)图 2 为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_。9.电解制取 KIO3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：3I26KOH= =5KIKIO 33H 2O，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_；电解过程中阴极附近溶液 pH_(填“变大” 、 “变小 ”或“不变”) 。答案 .(1)FeO 4H 2O3e =Fe(OH)35OH 0.224(2)右 左(3)使用时间长、工作电压稳定.I 6OH 6e

27、 =IO 3H 2O (或 2I 2e =I2) 变大 3解析 .(1)根据电池装置， Zn 作负极，C 为正极，高 铁酸 钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成 Fe(OH)3，正极 电极反应式：FeO 4H 2O3e =Fe(OH)35OH ，若24维持电流强度为 1 A，电池工作 10 min，通 过电子为 ，则理论消耗 Zn 的质量1 A600 s96 500 Cmol 1为 65 gmol1 0.2 g。1 A600 s96 500 Cmol 1 12(2)盐桥中阴离子向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性，起到平衡电荷，构成闭合回路的作用，放

28、电时盐桥中氯离子向右池移动，用某种高分子材料制成阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。(3)由图可知高铁电池的优点有：使用时间长、工作电压稳定。.阳极附近的阴离子有碘离子、碘酸根离子和氢氧根离子，电解过程中阳极上碘离子失去电子生成碘酸根离子，电极方程式 为 I 6OH 6e = IO 3H 2O (或 2I 2e =I2)；阴 3极上氢离子放电生成氢气，所以阴极附近破坏水的 电离平衡，溶液中的氢氧根离子浓度增大，pH 变大。14.某含锰矿物的主要成分有 MnCO3、MnO 2、FeCO 3、SiO 2、Al 2O3 等。已知FeCO3、MnCO 3 难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可

29、用于从碳酸锰矿中提取金属锰，主要物质转化关系如下：(1)设备 1 中反应后，滤液 1 里锰元素只以 Mn2 的形式存在，且滤渣 1 中也无 MnO2。滤渣1 的主要成分是_( 填化学式) 。(2)设备 1 中发生氧化还原反应的离子方程式是_。(3)设备 2 中加足量双氧水的作用是_。设计实验方案检验滤液 2 中是否存在 Fe2 ：_。(4)设备 4 中加入过量氢氧化钠溶液，沉淀部分溶解，用化学平衡移动原理解释原因：_。10(5)设备 3 中用阴离子膜法提取金属锰的电解装置图如下：电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则 A 电极是直流电源的_极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极

30、反应式为_。该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止 Mn2 进入阳极区发生副反应生成 MnO2 造成资源浪费，写出该副反应的电极反应式_。答案 (1)SiO 2(2)2FeCO3MnO 28H = 2Fe3 Mn 2 2CO 24H 2O(3)将 Fe2 完全氧化为 Fe3 取滤液 2，加入铁氰化钾溶液，如果有蓝色沉淀产生，则有Fe2 ，否则没有 Fe2 (答案合理即可 )(4)滤渣 2 中有 Al(OH)3，存在电离平衡： Al3 3OH Al(OH)3AlO H H 2O， 2加入 NaOH 溶液，H 被中和，浓度减小， Al(OH)3 不断溶解(5)负 2H 2O4e =O2 4H M

31、n 2 2H 2O2e =MnO24H 解析 (1)含锰矿物的主要成分有 MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3 等，加入稀硫酸后，SiO2 不能与硫酸发生反应，所以 滤渣 1 的主要成分是 SiO2。(2)设备 1 中 FeCO3 可与硫酸反 应生成亚铁离子，Fe 2 与 MnO2发生氧化还原反应，反应的离子方程式为 2FeCO3MnO 28H =2Fe3 Mn 2 2CO 24H 2O。(3)设备 2 中加足量双氧水的作用是将 Fe2 完全氧化为 Fe3 ，检验滤液 2 中是否存在 Fe2 的方法：取滤液 2，加入铁氰化钾 溶液，如果有 蓝色沉淀产生，则有 Fe2 ，否则没有 Fe2 。(4)设备 4 中的滤渣为氢氧化铝和氢氧化铁，加入过量氢氧化钠溶液，NaOH 与氢氧化铝反应，使其溶解，用化学平衡移动原理解 释原因为 Al(OH)3 中存在 电离平衡： Al3 3OH Al(OH)3AlO H H 2O ，加入 NaOH 溶液， H 被中和， 浓度减小， 2Al(OH)3 不断溶解。(5)电解池中，阴离子由阴极流向阳极，则 B 为正极，A 为负极，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为 2H2O4e =O24H 。该副反应为 Mn2 失去电子氧化成为 MnO2，电极反应式为Mn2 2H 2O2e =MnO24H 。