电化学综合能力提升练习题.docx

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电化学综合能力提升练习题

电化学复习题

1.右图是一个盐桥中充满饱和KCl溶液的锌铜原电池装置，下列分析正确的是

A．Cu片上发生氧化反应

B．电子由Cu片经外电路流向Zn片

C．盐桥中的Cl―移向ZnSO4溶液

D．一段时间后烧杯中c（Zn2+）、c（Cu2+）均减小

2.关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是

A．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为：

Fe－2e－==Fe2+

B．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极反应式为：

O2＋2H2O＋4e－==4OH－

C．地下钢管连接镁块是采用牺牲阳极的阴极保护法

D．用外加电流的阴极保护法防止钢铁腐蚀时，钢铁接电源的正极

3.右图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，下列叙述正确的是

A．a为电源的正极

B．通电一段时间后，石墨电极附近溶液先变红

电解

C．Fe电极的电极反应是4OH――4e－==2H2O＋O2↑

D．电解饱和食盐水的总反应是：

2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑

4．如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO（CH3）2是溶剂，反应原理是

4Li+FeS2＝Fe+2Li2S。

下列说法不正确的是

A．该装置将化学能转化为电能

B．电子移动方向是由a极流向b极

C．可以用水代替SO（CH3）2做溶剂

D．b极反应式是FeS2＋4Li+＋4e-＝Fe＋2Li2S

5．用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，停止电解，向所得溶液中加入0.1molCu（OH）2，恰好反应时溶液浓度恢复至电解前。

关于该电解过程的说法不正确的是

A．生成Cu的物质的量是0.1mol

B．转移电子的物质的量是0.2mol

C．随着电解的进行溶液pH减小

D．阳极反应式是4OH-－4e-＝2H2O＋O2↑

6.下列设备工作时，将化学能转化为电能的是

A

B

C

D

锂离子电池

太阳能集热器

燃气灶

硅太阳能电池

7．食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例组成的混合物，可吸收氧气和水。

下列分析不正确的是

A．“双吸剂”中的生石灰有吸水作用B．“双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应

C．吸收氧气的过程中，铁作原电池的负极D．炭粉上发生的反应为：

O2+4e－+4H+＝2H2O

8.利用右图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是

A.b电极上发生氧化反应

B.该装置能将化学能转变成电能

C.电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移

D.若a为铜，则a的电极反应式为：

Cu-2e-===Cu2+

放电

充电

9.铅蓄电池反应原理为：

Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）2PbSO4（s）+2H2O（l），

下列说法正确的是

A.放电时，负极的电极反应式为：

Pb–2e-===Pb2+

B.放电时，正极得电子的物质是PbO2

C.充电时，电解质溶液中硫酸浓度减小

D.充电时，阴极的电极反应式为：

PbSO4–2e-+2H2O===PbO2+4H++SO42-

10.下述实验方案能达到实验目的的是

编号

A

B

C

D

实验

方案

食盐水

片刻后在Fe电极附近滴入K3[Fe（CN）6]溶液

置于光亮处

实验

目的

验证铁钉发生析氢腐蚀

验证Fe电极被保护

验证乙炔的还原性

验证甲烷与氯气发生

化学反应

11．右图是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是

A．电极Ⅰ上发生还原反应，作原电池的负极

B．电极Ⅱ的电极反应式为：

Cu2+＋2e－=Cu

C．该原电池的总反应为：

2Fe3+＋Cu=Cu2+＋2Fe2+

D．盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子

12．下列叙述正确的是

A．铁表面镀锌，铁作阴极

B．钢管与电源正极连接，钢管可被保护

C．在入海口的钢铁闸门上装铜块可防止闸门被腐蚀

D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－=Fe3+

13．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理如右图所示。

下列说法不正确的是

A．溶液A的溶质是NaOH

B．阴极附近溶液pH升高

C．气体a为氯气，其电极反应为2Cl－－2e－

Cl2↑

D．与产生气体b的电极相连的是电源的正极

14．镁锰干电池的电化学反应式为：

Mg+2MnO2+H2O

Mg（OH）2+Mn2O3。

下列说法不正确的是

A．镁为负极，发生氧化反应

B．可以选择碱性溶液作为电解质

C．反应后正极和负极附近溶液的pH均升高

D．正极的电极反应为：

2MnO2＋H2O＋2e－

Mn2O3＋2OH－

15．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

装置①装置②装置③

A．装置①研究的是电解CuCl2溶液，b电极上有红色固体析出

B．装置②研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe上的反应为Fe－2e-=Fe2+

C．装置③研究的是电解饱和食盐水，B电极发生的反应：

2Cl－－2e-=Cl2↑

D．三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应

16.硫酸是重要的化工原料，用稀H2SO4做电解液的铅蓄电池其构造如下图。

发生反应的化学方程式为：

Pb（s）+PbO2（s）+2H2SO4（aq）2PbSO4（s）+2H2O（l），

下列说法不正确的是

A．放电时，正极反应为：

PbO2（s）+4H+（aq）+SO42-（aq）+2e-==PbSO4（s）+2H2O（l）

B．充电时，应将外接直流电源的正极与铅蓄电池的接线柱A相接

C．实验室用铅蓄电池做电源精炼粗铜时，与接线柱B相连的电极上得到粗铜

D．铅蓄电池做电源电解Na2SO4溶液时，当有2molO2产生时，消耗8molH2SO4

17．下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。

下列说法不正确的是

A．该过程是电能转化为化学能的过程

B．一段时间后，①池中n（KHCO3）不变

C．一段时间后，②池中溶液的pH一定下降

D．铜电极的电极反应式为CO2＋8H+＋8e-＝CH4＋2H2O

18.综合下图判断，下列叙述不正确的是

A.Ⅰ、Ⅱ的反应原理均是Zn+Cu2+=Zn2++Cu

B.Ⅰ、Ⅱ中均有电子转移，均是把化学能转化为电能利用

C.随着反应的进行，Ⅰ、Ⅱ中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅

D.取a中溶液，加足量Ba（NO3）2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有沉淀产生

19.如图所示的钢铁腐蚀中，下列说法正确的是

A．碳表面发生氧化反应

B．钢铁被腐蚀的最终产物为FeO

C．生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主

D．图②中，正极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-

20．图Ⅰ的目的是精炼铜，图Ⅱ的目的是保护钢闸门。

下列说法不正确的是

图Ⅰ图Ⅱ

A．图Ⅰ中a为纯铜

B．图Ⅰ中SO42—向b极移动

C．图Ⅱ中如果a、b间连接电源，则a连接负极

D．图Ⅱ中如果a、b间用导线连接，则X可以是铜

21．

根据右图，下列判断正确的是

A．电子从Zn极流出，流入Fe极，经盐桥回到Zn极

B．烧杯b中发生的电极反应为Zn－2e－＝Zn2+

C．烧杯a中发生反应O2+4H++4e－＝2H2O，溶液pH降低

D．向烧杯a中加入少量K3[Fe（CN）6]溶液，有蓝色沉淀生成

1.（12分）海底蕴藏着大量的“可燃冰”。

用甲烷制水煤气（CO、H2），再合成甲醇来代替日益供应紧张的燃油。

已知：

①CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g）△H1＝+206.2kJ·mol-1

②CH4（g）＋

O2（g）＝CO（g）＋2H2（g）△H2=－35.4kJ·mol-1

③CH4（g）＋2H2O（g）＝CO2（g）＋4H2（g）△H3＝+165.0kJ·mol-1

（1）CH4（g）与CO2（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为。

（2）从原料、能源利用的角度，分析反应②作为合成甲醇更适宜方法的原因是。

（3）水煤气中的H2可用于生产NH3，在进入合成塔前常用[Cu（NH3）2]Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：

[Cu（NH3）2]Ac+CO+NH3

[Cu（NH3）3]Ac·CO△H＜0

[Cu（NH3）2]Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是。

（4）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如下图（A、B为多孔性石墨棒）。

持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。

10＜V≤44.8L时，电池总反应方程式为。

②44.8L＜V≤89.6L时，负极电极反应为。

③V=67.2L时，溶液中离子浓度大小关系为。

2．（12分）人类活动产生的CO2长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。

（1）工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3

溶液再生，其装置示意图如下：

①在阳极区发生的反应包括

和H++HCO3-===H2O+CO2↑。

②简述CO32-在阴极区再生的原理。

（2）再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下生成甲醇等产物，工业上利用该反应合成甲醇。

已知：

25℃，101KPa下：

H2（g）+1/2O2（g）===H2O（g）ΔH1=-242kJ/mol

CH3OH（g）+3/2O2（g）===CO2（g）+2H2O（g）ΔH2=-676kJ/mol

①写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式。

②下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是（填字母序号）。

abcd

（3）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。

已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：

1该电池外电路电子的流动方向为（填写“从A到B”

或“从B到A”）。

2工作结束后，B电极室溶液的pH与工作前相比将（填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计）。

3A电极附近甲醇发生的电极反应式为。

3．（10分）SO2和NOx都是大气污染物。

（1）空气中的NO2可形成硝酸型酸雨，该反应的化学方程式是______________。

（2）汽车发动机工作时产生的NO和CO可通过催化转化器转化为两种无污染的气体，该反应的化学方程式是_________________________________。

（3）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如下图所示：

NO2被吸收的离子方程式是。

（4）利用下图所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。

①a为电源的（填“正极”或“负极”），阳极的电极反应式为。

②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO32－生成。

该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

4．（14分）某同学模拟工业“折点加氯法”处理氨氮废水的原理，进行如下研究。

装置（气密性良好，试剂已添加）

操作

现象

打开分液漏斗活塞，

逐滴加入浓氨水

ⅰ．C中气体颜色变浅

ⅱ．稍后，C中出现白烟并逐渐增多

（1）A中反应的化学方程式是。

（2）现象ⅰ，C中发生的反应为：

2NH3（g）＋3Cl2（g）＝N2（g）＋6HCl（g）H=—456kJ·mol-1

已知：

①NH3的电子式是。

②断开1molH－N键与断开1molH－Cl键所需能量相差约为，NH3中的H－N键比HCl中的H－Cl键（填“强”或“弱”）。

（3）现象ⅱ中产生白烟的化学方程式是。

（4）为避免生成白烟，该学生设计了下图装置以完成Cl2和NH3的反应。

若该装置能实现设计目标，则

①石墨b电极上发生的是反应（填“氧化”或“还原”）

②写出石墨a电极的电极反应式：

。

5．氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理：

①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择（填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液。

②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是。

③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应是，正极的电极反应方程式是。

6.（12分）综合利用CO2对环境保护及能源开发意义重大。

（1）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。

如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是______。

a.可在碱性氧化物中寻找b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找

c.可在具有强氧化性的物质中寻找

（2）Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。

原理是：

在500℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是________________________。

（3）利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。

反应A：

已知：

①反应Ⅱ是_____反应（填“吸热”或“放热”），其原因是。

（4）高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：

①电极b发生（填“氧化”或“还原”）反应。

②CO2在电极a放电的反应式是_______________。

7．（14分）钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。

（1）Al（NO3）3是制备钠硫电池部件的原料之一。

由于Al（NO3）3容易吸收环境中的水分，需要对其进行定量分析。

具体步骤如下图所示：

①加入试剂a后发生反应的离子方程式为。

②操作b为，操作c为。

③Al（NO3）3待测液中，c（Al3+）=mol·L-1（用m、v表示）。

（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，

固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：

①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在范围内

（填字母序号）。

物质

Na

S

Al2O3

熔点/℃

97.8

115

2050

沸点/℃

892

444.6

2980

a.100℃以下b.100℃～300℃c.300℃～350℃d.350℃～2050℃

②放电时，电极A为极。

③放电时，内电路中Na+的移动方向为（填“从A到B”或“从B到A”）。

④充电时，总反应为Na2Sx===2Na+xS（3

则阳极的电极反应式为。

8．（14分）SO2、NO是大气污染物。

吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）：

（1）装置Ⅰ中生成HSO3－的离子方程式为。

（3）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3－、NO2－，

写出生成NO3－的离子方程式。

（4）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+，其原理如下图所示。

①生成Ce4+的电极反应式为。

②生成Ce4+从电解槽的（填字母序号）口流出。

9.（14分）氮氧化合物是大气污染的重要因素。

（1）汽车排放的尾气中含NO，生成NO的反应的化学方程式为。

（3）将NO2变成无害的N2要找到适合的物质G与适当的反应条件，G应为（填写“氧化剂”或“还原剂”）。

下式中X必须为无污染的物质，系数n可以为0。

NO2+G

N2+H2O+nX（未配平的反应式）。

下列化合物中，满足上述反应式中的G是（填写字母）。

a．NH3b．CO2c．SO2d．CH3CH2OH

（4）治理水中硝酸盐污染的方法是：

①催化反硝化法中，用H2将NO

还原为N2，一段时间后，溶液的碱性明显增强。

则反应的离子方程式为：

。

2在酸性条件下，电化学降解NO

的原理如下图，电源正极为：

（选填“A”或“B”），阴极反应式为：

。

一．选择题

1-5CDDCB6-10ADDBD11-15CBDCC16-20BBBDD21.B

二．填空题

1．（12分）

（1）CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g）△H＝+247.4kJ·mol－1

（2）反应②是放热反应，可节省能源；同时制得的CO与H2物质的量之比为1:

2，

能恰好反应合成甲醇，符合绿色化学的“原子经济”原则。

（3）低温、高压（4）①CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O

②CH4—8e－+9

+3H2O＝10

③c（K＋）＞c（

）＞c（

）＞c（OH－）＞c（H+）

2．（共12分）

（1）①4OH--4e-===2H2O+O2↑（2分）

②答案1：

HCO3–存在电离平衡：

HCO3–

H++CO32-（1分），

阴极H+放电浓度减小平衡右移（1分）CO32-再生

答案2：

阴极H+放电OH-浓度增大（1分），OH-与HCO3–反应生成CO32-（1分）CO32-再生

（2）①CO2（g）+3H2（g）===CH3OH（g）+H2O（g）△H=-50kJ/mol（2分）②a（2分）

（3）①从A到B（1分）②不变（1分）

③CH3OH+H2O-6e-===6H++CO2↑（2分）

3．（共10分）

（1）3NO2+H2O＝2HNO3+NO

（2）2CO+2NO

2CO2+N2（2分）

（3）2NO2+4HSO3-=N2+4SO42-+4H+（2分）

（4）①正极（1分），SO2+2H2O–2e－＝SO42－+4H+（2分）②1:

2（2分）

NaOH

4.（14分）

（1）NH3·H2O===NH3↑+H2O

（2）①

②40弱

（3）HCl+NH3=NH4Cl（4）①还原②2NH3＋6OH-—6e-＝N2＋6H2O

5.①碱性（1分）②CO2（1分）③4NH3+3O2

2N2+6H2O（1分）

3O2+12e－+6H2O

12OH－（1分）或O2+4e－+2H2O

4OH－

700℃

500℃

6.（12分）

（1）ab

（2）CO2+Li4SiO4

Li2CO3+Li2SiO3

（3）①吸热反应物总能量低于生成物总能量（或ΔH＞0）

（4）①氧化②CO2+2e-==CO+O2-

7.（14分）

（1）①Al3++3NH3·H2O===Al（OH）3↓+3NH4+

②过滤洗涤（1分）灼烧（或加热）冷却（1分）③1000m/51v

（2）①c②负③从A到B④Sx2--2e-===xS

8.（14分）

（1）SO2+OH－===HSO3－（3）NO+2H2O+3Ce4+===3Ce3++NO3－+4H+

（4）①Ce3+-e－===Ce4+②a

9．

（1）N2+O2放电或高温2NO（3）还原剂，ad（4）①2NO

＋5H2

N2＋2OH－＋4H2O

②A2NO

＋12H+＋10e－=N2↑＋6H2O