成都龙泉中学学年度级化学《电化学及其应用》过关训练试题Word版含解答.docx

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成都龙泉中学学年度级化学《电化学及其应用》过关训练试题Word版含解答

（人教版）高二《电化学》过关训练试题

一、单项选择题：

本题包括12小题，每小题6分，共72分。

1．“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰，向发热包中加入冷水，可用来蒸煮食物。

下列说法错误的是（　　）

A．活性炭作正极，正极上发生还原反应

B．负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO

＋2H2O

C．Na＋由活性炭区向铝粉表面区迁移

D．硅藻土结构疏松，使各物质分散并均匀混合，充分接触

解析：

选C　向发热包中加入冷水，形成原电池。

反应CaO＋H2O===Ca（OH）2放热使水迅速升温沸腾，反应Na2CO3＋Ca（OH）2===2NaOH＋CaCO3↓使得溶液呈碱性，则溶液中发生反应2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑，该反应为原电池的总反应，负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO

＋2H2O，正极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。

选项A，活性炭作正极，正极上得电子发生还原反应，正确；选项B，负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO

＋2H2O，正确；选项C，Na＋向正极移动，错误；选项D，硅藻土结构疏松，孔隙大，能使各物质分散并均匀混合，充分接触，正确。

2．瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。

该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是Y2O3Na2O，O2－可以在其中自由移动。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极a

B．电极b是正极，O2－由电极a流向电极b

C．电极a的反应式为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O

D．当固体电解质中有1molO2－通过时，电子转移4mol

解析：

选C　A项，电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，故A错误；B项，氧气在正极（电极b）得电子发生还原反应，生成的O2－流向负极（电极a）与甲烷发生反应，故B错误；C项，甲烷失去电子，在负极发生氧化反应，电极反应为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O，故C正确；D项，1molO2得4mol电子生成2molO2－，故当固体电解质中有1molO2－通过时，转移2mol电子，故D错误。

3．用钠金属片和碳纳米管作为电极材料，以高氯酸钠—四甘醇二甲醚为电解液，可制得“可充室温钠—二氧化碳电池”，电池总反应为4Na＋3CO2

2Na2CO3＋C，生成的固体Na2CO3沉积在碳纳米管上，下列关于该电池的叙述正确的是（　　）

A．放电时的正极反应为CO2＋4e－===C＋2O2－

B．充电时碳纳米管接直流电源的负极

C．放电时每消耗3molCO2，转移4mol电子

D．充电时阴极反应为C＋2Na2CO3－4e－===4Na＋＋3CO2↑

解析：

选C　该电池放电时，正极上CO2得电子，结合Na＋生成C和Na2CO3，A选项不正确；充电时，碳纳米管应接直流电源的正极，作阳极，B选项不正确；放电时每消耗3molCO2，可生成1molC，转移4mol电子，C选项正确；充电时阴极反应式为Na＋＋e－===Na，D选项不正确。

4．电化学在日常生活中用途广泛，下图①是镁、次氯酸钠燃料电池的示意图，电池总反应式为：

Mg+ClO-+H2O═Cl-+Mg（OH）2↓，图②是电解法除去工业废水中的Cr2O72-．下列说法正确的是

A.图②中Cr2O72-离子向铁电极移动，与该极附近的OH-结合转化成Cr（OH）3除去

B.图②中阳极上的电极反应式为：

Fe-3e-═Fe3+

C.图①中发生的氧化反应是：

ClO-+H2O+2e-═Cl-+2（OH）-

D.若图①中7.2g镁溶解产生的电量用以图②废水处理，理论可除去Cr2O72-的物质的量为0.05mol

解析：

选D　A．图②中惰性电极为阴极，Fe电极为阳极，则Cr2O72-离子向金属铁电极移动，与亚铁离子发生氧化还原反应生成的金属阳离子与惰性电极附近的OH-结合转化成Cr（OH）3除去，A错误；B．图②中阳极上的电极反应式为：

Fe-2e-＝Fe2+，B错误；C．该原电池中，镁作负极，负极上镁失电子发生氧化反应，C错误；D．n（Mg）=7.2g÷24g/mol=0.3mol，由电子守恒可知6Mg～6Fe2+～Cr2O72-，因此理论可除去Cr2O72-的物质的量为0.3mol÷6＝0.05mol，D正确，答案选D。

5．Li/FePO4电池是高温性能好、对环境友好的二次新型电池，总反应为LiCx＋FePO4===LiFePO4＋xC。

其工作原理如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．FePO4/LiFePO4是原电池的负极材料

B．充电时，Li＋离开LiFePO4电极在阴极得到电子

C．放电时，负极反应为Li－e－===Li＋

D．电池在低温时能如高温时一样保持很好的工作性能

解析：

选B　根据总反应方程式和原理图可知放电过程中铁元素化合价降低，FePO4/LiFePO4是原电池的正极材料，A项错误；充电时LiFePO4作阳极，Li＋离开LiFePO4电极在阴极得到电子，B项正确；放电时负极的电极反应式为LiCx－e－===Li＋＋xC，C项错误；Li/FePO4电池是高温性能好、对环境友好的二次新型电池，温度不同，离子在电池内部的移动速率不同，工作性能不同，D项错误。

6．垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极

B．放电过程中，正极附近pH变小

C．若1molO2参与电极反应，有4molH＋穿过质子交换膜进入右室

D．负极电极反应为H2PCA＋2e－===PCA＋2H＋

解析：

选C　右侧氧气得电子产生水，作为正极，故电流由右侧正极经过负载后流向左侧负极，选项A错误；放电过程中，正极氧气得电子与氢离子结合产生水，氢离子浓度减小，pH变大，选项B错误；若1molO2参与电极反应，有4molH＋穿过质子交换膜进入右室，生成2mol水，选项C正确；原电池负极失电子，选项D错误。

7．将H2S通人FeCl3溶液中，过滤后将反应液加入电解槽中电解（如下图所示），电解后的溶液还可以循环利用。

该方法可用于处理石油炼制过程中产生的H2S废气。

下列有关说法正确的是（　　）

A．过滤得到的沉淀可能是FeS和S

B．若有0.20mol的电子转移，一定能得到2.24L的氢气

C．可以用Fe与外接电源的a极相连

D．与a极相连的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋

解析：

选D　H2S与FeCl3反应生成S、盐酸和氯化亚铁，A错误；没有给出氢气所处的条件，不能求氢气的体积，B错误；根据右边生成氢气知，b是负极，a是正极，此时铁是阳极，被溶解，C错误。

8．如图是MCFC燃料电池，它是以水煤气（CO、H2）为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3共熔混合物为电解质。

下列说法正确的是（　　）

A．B极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－

B．电池放电时，电池中CO

的物质的量逐渐减少

C．放电时，CO

向负极移动

D．电路中的电子经正极、负极、共熔混合物再回到正极，形成闭合回路

解析：

选C　由题图可知，O2和CO2通入B电极发生还原反应，则B极为正极，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO

，A错误；电池的负极反应式为H2＋CO

－2e－===CO2＋H2O、CO＋CO

－2e－===2CO2，据得失电子守恒及两极反应式可知，该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O和2CO＋O2===2CO2，故放电时电池中CO

的物质的量不变，B错误；放电时，熔融电解质中阴离子向负极移动，即CO

向负极移动，C正确；电路中的电子从负极流出，经导线流向正极，但不能经过共熔混合物，D错误。

9．利用如图装置进行实验，甲、乙两池中均为1mol·L－1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。

实验开始时先闭合K1，断开K2。

一段时间后，断开K1，闭合K2，形成浓差电池，电流表指针偏转（Ag＋浓度越大氧化性越强）。

下列说法不正确的是（　　）

A．闭合K1，断开K2后，B极发生氧化反应

B．闭合K1，断开K2后，乙池溶液浓度增大

C．断开K1，闭合K2后，NO

向B极移动

D．断开K1，闭合K2后，当转移0.1mole－时，乙池质量减少17.0g

解析：

选C　闭合K1，断开K2后，该装置为电解池，B极与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；闭合K1，断开K2后，A极发生反应：

Ag＋＋e－===Ag，B极发生反应：

Ag－e－===Ag＋，甲池中c（Ag＋）减小，乙池中c（Ag＋）增大，NO

通过离子交换膜由甲池进入乙池，乙池溶液浓度增大，B项正确；断开K1，闭合K2后，形成浓差电池，电流表指针偏转，根据Ag＋浓度越大氧化性越强，可知B极为正极，发生还原反应，A极为负极，发生氧化反应，NO

向负极移动，即向A极移动，C项错误；断开K1，闭合K2后，当转移0.1mole－时，根据乙池中B极发生反应：

Ag＋＋e－===Ag，同时NO

向甲池移动可知，乙池减少的质量为0.1mol×108g·mol－1＋0.1mol×62g·mol－1＝17.0g，D项正确。

10．根据光合作用原理，设计如图原电池装置。

下列说法正确的是（　　）

A．a电极为原电池的正极

B．外电路电流方向是a→b

C．b电极的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2

D．a电极上每生成1molO2，通过质子交换膜的H＋为2mol

解析：

选C　根据题图可知，a电极上H2O转化为H＋和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；根据题图可知，b电极上O2得电子转化为H2O2，电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，C项正确；a电极上每生成1molO2，转移4mol电子，则通过质子交换膜的H＋为4mol，D项错误。

11．目前固体电解质在制备全固态电池及传感器、探测器等方向的应用日益广泛。

利用RbAg4I5（靠Ag＋迁移）晶体可制成电化学气敏传感器，如图是一种测定O2含量的气体传感器示意图。

被分析的O2可以透过聚四氟乙烯薄膜，由电池电动势变化可以得知O2的含量。

下列说法正确的是（　　）

A．传感器中的反应为4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2

B．传感器工作过程中Ag＋向Ag电极迁移

C．正极反应式为I2＋2Rb＋＋2e－===2RbI

D．通过11.2LO2时有2mol电子通过电位计

解析：

选A　分析题图可知，O2透过聚四氟乙烯膜与碘化铝反应生成I2，I2在石墨电极上发生还原反应，所以，负极反应式为Ag－e－===Ag＋，正极反应过程为I2＋2e－===2I－、

I－＋Ag＋===AgI，正极总反应式为2Ag＋＋I2＋2e－===2AgI。

A项，碘离子的还原性强，O2氧化碘化铝生成氧化铝和碘单质，正确；B项，银离子向正极迁移，石墨电极为正极，错误；C项，正极反应式为2Ag＋＋I2＋2e－===2AgI，错误；D项，没有指明温度、压强，不能根据O2体积计算氧气的物质的量，错误。

12．利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图所示，下列说法不正确的是

A.电极a和

电极c都发生氧化反应

B.电极d的电极反应式为2H++2e-=H2↑

C.c电极上的电极反应式为N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+

D.装置A中每消耗64gSO2，理论上装置A和装置B中均有2moH+通过质子交换膜

解析：

选C　A装置能自发的进行氧化还原反应且没有外接电源，所以是原电池，a极上二氧化硫失电子为负极，b上氧气得电子为正极，B属于电解池，与电源的正极b相连的电极c为阳极，N2O4在阳极失电子生成N2O5，

二、填空题：

本题包括2小题，共28分。

13．（14分）铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。

请回答下列问题：

（1）黄铁矿（FeS2，其中S为－1价）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。

其中一个反应为3FeS2＋8O2

6SO2＋Fe3O4，氧化产物为________，若有3molFeS2参加反应，转移电子的物质的量为________。

（2）①钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在下图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。

②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀时石墨电极的电极反应式：

_________________________。

（3）高铁酸钾（K2FeO4）可作净水剂，也可用于制造高铁电池。

高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。

高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH，该电池放电时正极反应式为________________。

用该电池电解100mL1mol·L－1的AgNO3溶液，当电路中通过0.1mol电子时，被电解溶液的pH为________（溶液体积变化忽略不计）。

解析：

（1）标化合价3F

2＋8

2高温,6

2＋F

3

4，化合价升高的元素为Fe、S，所以氧化产物为SO2、Fe3O4，若有3molFeS2参加反应，则有8molO2参加反应，化合价降低4×8mol＝32mol。

（2）碳是惰性电极，所以只能形成电解池才能防止铁腐蚀。

（3）正极是得电子的，FeO

得电子，铁的化合价由＋6降到＋3，FeO

＋3e－===Fe（OH）3，由电池反应式可知电解质溶液为碱性溶液，用OH－配平电荷：

FeO

＋3e－===Fe（OH）3＋5OH－，最后用水配平得：

FeO

＋4H2O＋3e－===Fe（OH）3＋5OH－；根据阳极：

4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，所以参加反应的n（OH－）＝0.1mol，生成n（H＋）＝0.1mol，c（H＋）＝1mol·L－1，pH＝0。

答案：

（1）SO2、Fe3O4　32mol

（2）①如图所示

②O2＋2H2O＋4e－===4OH－

（3）FeO

＋4H2O＋3e－===Fe（OH）3＋5OH－　0

14．（14分）能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。

（1）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。

可用熔融的碳酸盐作为电解质，向负极充入燃料气CH4，用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气，以石墨为电极材料，制得燃料电池。

工作过程中，CO

移向________（填“正”或“负”）极，已知CH4发生反应的电极反应式为CH4＋4CO

－8e－===5CO2＋2H2O，则另一极的电极反应式为_____

________________________________________________。

（2）利用上述燃料电池，按如图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。

Ⅰ.甲槽电解的是200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示（气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计）。

①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为______mol·L－1，CuSO4的物质的量浓度为_______________mol·L－1。

②t2时所得溶液的pH＝_______________。

Ⅱ.乙槽为200mLCuSO4溶液，乙槽内电解的总离子方程式：

____________________

______________________________________________________________________________：

①当C极析出0.64g物质时，乙槽溶液中生成的H2SO4为________mol。

电解后，若使乙槽内的溶液完全复原，可向乙槽中加入________（填字母）。

A．Cu（OH）2　　　　　B．CuO

C．CuCO3D．Cu2（OH）2CO3

②若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入0.2mol的Cu（OH）2才能恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为________。

解析：

（1）燃料电池工作过程中，熔融盐中的阴离子向负极移动，即CO

移向负极。

CH4在负极发生氧化反应生成CO2和H2O，该燃料电池的总反应式为CH4＋2O2===CO2＋2H2O，结合得失电子守恒、负极反应式和电池总反应式推知，正极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO

。

（2）Ⅰ.①A、B、C、D均为惰性电极Pt，甲槽电解NaCl和CuSO4的混合液，阳极上离子放电顺序为Cl－＞OH－＞SO

，阴极上离子放电顺序为Cu2＋＞H＋＞Na＋，开始阶段阴极上析出Cu，阳极上产生Cl2，则题图2中曲线Ⅰ代表阴极产生气体体积的变化，曲线Ⅱ代表阳极产生气体体积的变化。

阳极上发生的反应依次为2Cl－－2e－===Cl2↑、

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，由曲线Ⅱ可知，Cl－放电完全时生成224mLCl2，根据Cl原子守恒可知，溶液中c（NaCl）＝

＝0.1mol·L－1；阴极上发生的反应依次为Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑，由曲线Ⅱ可知Cu2＋放电完全时，阳极上产生224mLCl2和112mLO2，则电路中转移电子的物质的量为0.01mol×2＋0.005mol×4＝0.04mol，据得失电子守恒可知n（Cu2＋）＝0.04mol×

＝0.02mol，故混合液中c（CuSO4）＝

＝

0.1mol·L－1。

②0～t1时间内相当于电解CuCl2，电解反应式为CuCl2

Cu＋Cl2↑，t1～t2时间内相当于电解CuSO4，而电解CuSO4溶液的离子反应为2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋O2↑＋4H＋，则生成H＋的物质的量为0.005mol×4＝0.02mol，则有c（H＋）＝

＝

0.1mol·L－1，故溶液的pH＝1。

Ⅱ.电解CuSO4溶液时，Cu2＋在阴极放电，水电离的OH－在阳极放电，电解的总离子方程式为2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋O2↑＋4H＋。

①C极为阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，析出0.64gCu（即0.01mol）时，生成H2SO4的物质的量也为0.01mol。

电解CuSO4溶液时，阴极析出Cu，阳极上产生O2，故可向电解质溶液中加入CuO、CuCO3等使电解质溶液完全复原。

②加入0.2molCu（OH）2相当于加入0.2molCuO和0.2molH2O，则电解过程中转移电子的物质的量为0.2mol×2＋0.2mol×2＝0.8mol，即0.8NA个电子。

答案：

（1）负　O2＋2CO2＋4e－===2CO

（2）Ⅰ.①0.1　0.1　②1

Ⅱ.2Cu2＋＋2H2O

2Cu＋O2↑＋4H＋

①0.01　BC　②0.8NA