电化学原理及应用试题

1.某原电池的装置如图所示，电池总反应为。下列说法正确的是（  ）。

A: 正极反应为

B: 放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C: 若用溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D: 当电路中转移时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子

2.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是（  ）。

A: a为电池的正极

B: 电池充电反应为

C: 放电时，a极锂的化合价发生变化

D: 放电时，溶液中从b向a迁移

3.镍氢电池（）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。中的M表示储氢金属或合金。该电池充电过程中的总反应方程式是：。已知：。下列说法正确的是（  ）。

A: 电池放电过程中，正极的电极反应式为：

B: 充电过程中离子从阳极向阴极迁移

C: 充电过程中阴极的电极反应式：，中的H被M还原

D: 电池中可以用溶液、氨水等作为电解质溶液

4.已知:锂离子电池的总反应为:

锂硫电池的总反应为:

有关上述两种电池说法正确的是(  ) 

A：锂离子电池放电时,向负极迁移

B：锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应

C：理论上两种电池的比能量相同

D：图中表示用锂离子电池给锂硫电池充电

5.银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了的缘故。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，再将变黑的银器漫入该溶液中，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，被还原生成单质银

C: 该过程中总反应为

D: 黑色褪去的原因是黑色转化为白色

6.“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔和金属钠之间由钠离子导作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是（   ）。

A: 电池反应中有生成

B: 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子

C: 正极反应为：

D: 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

7.电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是（  ）。

A: Mg电极是该电池的正极

B: 在石墨电极上发生氧化反应

C: 石墨电极附近溶液的pH增大

D: 溶液中向正极移动

8.将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（  ）。

A: Cu电极上发生还原反应

B: 电子沿Zn→a→b→Cu路径流动

C: 片刻后甲池中增大

D: 片刻后可观察到滤纸b点变红色

9.人工光合作用能够借助太阳能，用和制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备的原理示意图，下列说法不正确的是（    ）。

A: 该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B: 催化剂a表面发生氧化反应，有产生

C: 催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强

D: 催化剂b表面的反应是

10.研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：

5MnO 2 +2Ag+2NaCl=Na 2 Mn 5 O 10 +2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是 

A：正极反应式：

B：每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子

C：Na+不断向“水”电池的负极移动

D：是还原产物

11.研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源.该电池以金属锂和钢板为电极材料,以为电解质,使用时加入水即可放电.关于该电池的下列说法不正确的是（ ）. 

A 水既是氧化剂又是溶剂 

B 放电时正极上有氢气生成 

C 放电时向正极移动 

D 总反应为：

 12.根据如图，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：Cd（s）+Co2+（aq）=Cd2+（aq）+Co（s）

C：2Ag+（ aq）+Cd（ s）=2Ag（s）+Cd2+（aq）

D：2 Ag+（aq）+Co（s）=2 Ag（s）+Co2+（aq）

13.某固体酸燃料电池以固体为电解质传递，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：，下列有关说法正确的是（   ）。

A: 电子通过外电路从b极流向a极

B: b极上的电极反应式为：

C: 每转移0.1mol电子，消耗1.12L的

D: 由a极通过固体酸电解质传递到b极

14.是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在加入适量溶液,生成沉淀，保持反应温度为80，边搅拌边将一定量溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为

回答下列问题：

（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法

是                                             

（2）银锌碱性电池的电解质溶液为溶液，电池放电时正极的 转化为Ag，负极的Zn转化为，写出该电池反应方程式：             。

（3）准确称取上述制备的样品（设仅含和）2.558g，在一定的条件下完全分解为Ag 和 ，得到224.0mL（标准状况下）。计算样品中的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。

题组二：电解原理及其应用

15.某同学组装了图4所示的电化学装置电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则    

A．电流方向：电极→→电极Ⅰ

B．电极Ⅰ发生还原反应

C．电极逐渐溶解

D．电极的电极反应：

16.用石墨电极电解溶液(如图).下列分析正确的是(  )

A：a端是直流电源的负极

B：通电使发生电离

C：阳极上发生的反应:

D：通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体

17.电解装置如图所示，电解槽内装有及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：，下列说法不正确的是（   ）。

A: 右侧发生的电极方程式：

B: 电解结束时，右侧溶液中含有

C: 电解槽内发生反应的总化学方程式

D: 如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变

18.以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：

下列说法不正确的是（  ）。

A: 在阴极式，发生的电极反应为：

B: 在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区浓度增大，使平衡向右移动

C: 该制备过程总反应的化学方程式为：

D: 测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比为d，则此时铬酸钾的转化率为

19.以KCl和混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是(  )

A：未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该电池的充电过程

B：因部分电能转化为热能,电镀是通过的电量与锌的析出量无确定关系

C：电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率

D：镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用

20. 用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生．某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液，研究废液再生机理．记录如下（a、b、c代表电压值：）

（1）用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是 _____．

（2）中，Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电，生成的Cl2将Fe2+氧化．写出有关反应的方程式 _    ____．

（3）由Ⅱ推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，原因是Fe2+具有 _____性．

（4）Ⅱ中虽未检测出Cl2，但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证．电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：

①NaCl溶液的浓度是 _____mol/L．

②IV中检测Cl2的实验方法： _____．

21. （1）电镀时，镀件与电源的_____极连接。

（2）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。

①若用铜盐进行化学镀铜，应选用_____（填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应。

②某化学镀铜的反应速率随镀液pH 变化如右图所示。该镀铜过程中，镀液pH 控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：                       。

（3）酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下

①步骤（i）中Cu(OH)2发生反应的化学方程式为        

                                           。

②步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是_____（填离子符号）。

③在步骤（iii）发生的反应中，1mol MnO2转移2 mol 电子，该反应的离子方程式为                     。

④步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为

，过滤后母液的pH=2.0，c(Fe3+)=a mol/L，c()=b mol/L,该反应的平衡常数K=_____（用含a 、b 、d 的代数式表示）。

22.氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示.

(1)溶液A的溶质是              。

(2)电解饱和食盐水的离子方程式是                。

(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3.用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:                       

(4)电解所用的盐水需精制,去除有影响的Ca2+、Mg2+、、.精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池):

①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是                  

②过程I中将转化为N2的离子方程式是                                                                               

③BaSO4的溶解度比BaCO3的小.过程II中除去的离子有

④经过程III处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L.若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L,则处理10m3盐水b,至多添加10%的Na2SO3 溶液       kg (溶液体积变化忽略不计)。  

题组三：金属的电化学腐蚀与防护

23.（2013·北京理综，6分）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保的是   (   )

A.水中的钢闸门连接电源的负极

B.金属护栏表面涂漆

C.汽车底盘喷涂高分子膜

D.地下钢管连接镁块

24. 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(   )

A：图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B：图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小

C：图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大

D：图d中，Zn—MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

26.结合图判断,下列叙述正确的是（     ）。

A：Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 

B：Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是 Fe－2e－═Fe2+

C：Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e－═4OH－

D：Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,均有蓝色沉淀

27.列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是

A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护

B．铁遇冷浓表面钝化，可保护内部不被腐蚀

C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀

D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是 Fe－3e－═Fe3+

28.对金属制品进行抗腐蚀处理, 可延长其使用寿命。

（1）以下为铝材表面处理的一种方法:

①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜, 碱洗时常有气泡冒出, 原因是(用离子方程式表示)            。

为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收, 最好向槽液中加入下列试剂中的    。

a. NH3  b. CO2  c. NaOH  d. HNO3

②以铝材为阳极, 在H2SO4溶液中电解, 铝材表面形成氧化膜, 阳极电极反应式为          。取少量废电解液, 加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀, 产生沉淀的原因是                。

（2）镀铜可防止铁制品腐蚀, 电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是                           。

（3）利用下图装置, 可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒, 为减缓铁的腐蚀, 开关K应置于   处。若X为锌，开关K置于M处, 该电化学防称为            。

题组四：原电池、电解池的综合考查

29.为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)+ PbO2(s)+2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s)+ 2H2O(l)

电解池：2Al + Al2O3 + 3H2↑，电解过程中，以下判断正确的是（  ）

30.某兴趣小组设计如右微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生：一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是(    )

A：断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H++

2Cl－═Cl2↑+H2↑

B：断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红

C：断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：Cl2+

2e－═2Cl－

D：断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极

31.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是（    ）

A：a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出

B：a 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2++

2e－═Cu

C：无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色

D：a 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

32.铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：

Fe+Ni2O3+3H2O═Fe(OH)2+2Ni(OH)2.下列有关该电池的说法不正确的是（  ）。

A: 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B: 电池放电时，负极反应为Fe+2OH－-2e－═Fe(OH)2

C: 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D: 电池充电时，阳极反应为2(NiOH)2+2OH－-2e－═Ni2O3+3H2O

33.Li－Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li++FeS+2e－═Li2S+Fe有关该电池的下列说法中，正确的是（  ）。

A: Li－Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价

B: 该电池的电池反应式为：2Li+FeS═Li2S+Fe

C: 负极的电极反应式为Al-3e－═Al3+

D: 充电时，阴极发生的电极反应式为LiS+Fe-2e－═2Li++FeS

34.铅蓄电池的工作原理为

Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，研读下图，下列判断不正确的 

A：K闭合时，d电极反应式：PbSO4+2H2O-2e－═PbO2+4H++SO42－

B：当电路中转移0.2 mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol

C：K闭合时，Ⅱ中SO42－向c电极迁移

D：K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极

35.某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图).从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化.

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)

(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了      腐蚀,请在图3中标出发生该腐蚀的电子流动方向；此时碳粉表面发生       （填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式为        ．

(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：

假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；

假设二：______________；

(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

模拟分级演练

A组 基础题【限时36分钟】

1.甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车的最佳候选动力源,其工作原理如图所示。下列有关叙述正确的是

A：通氧气的一极为负极 

B：H+从正极区通过交换膜移向负极区 

C：通甲醇的一极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e－═

CO2↑+6H+ 

D：甲醇在正极发生反应,电子经过外电路流向负极

2.Li-CuO电池是一种新型绿色电池。它的比能量高、电压高、工作温度宽,使用寿命比其他类型电池长,特别适合于大电流、重负载放电应用。该电池的总反应为:2Li+CuO═Li2O+Cu。电解质溶液为高氯酸锂有机溶液,下列有关说法正确的是(    )

A：电池的正极反应式为:CuO+2e－+2Li＋═Li2O+Cu 

B：常温时,在正负极间接上电流表,指针不偏转

C：放电过程中,Li＋向负极移动

D：每转移0.1 mol 电子,理论上消耗1.4 g Li

3. 某小组设计电解饱和食盐水的装置如图,通电后两极均有气泡产生,下列叙述正确的是（ ）

A：铜电极附近观察到黄绿色气体 

B：石墨电极附近溶液呈红色 

C：溶液中的向石墨电极移动 

D：铜电极上发生还原反应

4. 镍氢电池的化学方程式为 (M为储氢合金，电解质为KOH)，下列说法不正确的是（ ）

A：充电过程中，电池的负极上发生的反应为

B：储氢合金位于电池的负极

C：放电时，离子向电池的负极移动

D：充电过程中，化学能转化为电能储存在电池中

5. 硼化钒（）-空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如下，该电池工作时反应为：。下列说法正确的是（    ）。

A: 电极a为电池负极

B: 图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过

C: 电子由极经溶液流向a电极

D: 极发生的电极反应为：

6.利用如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：电解质溶液中从b电极向a电极迁移

D：若a为铜,则a的电极反应式为:

7. PS-Br储能电池的原理为，下列有关该电池的说法中不正确的是 （ ）

A：电池充电时，阳极的电极反应式为

B：电池放电时，为负极

C：电池充电时，电能转化为化学能

D：电池放电时，向负极移动

8. 如图所示原电池的总反应为

,下列叙述正确的是(      ) 

A：电子从银电极经导线流向铜电极

B：工作一段时间后,右烧杯中溶液的pH变小

C：电池工作时,向铜电极移动

D：将溶液更换为溶液,电流计指针反向偏转

9. 锂的化合物用途广泛，Li3N是非常有前途的储氢材料；LiFePO4、等可以作为电池的正极材料，回答下列问题：

（1）将锂在纯氮气中燃烧可制得Li3N，其化学反应方程式为                   。

（2）氮化锂在氢气中加热可得到氨基锂（LiNH2），其反应的化学方程式为，氧化产物为_____（填化学式）。在270时，该反应可逆向发生放出，因而氮化锂可作为储氢材料，储存氢气最多可多达Li3N质量的_____%。（精确到0.1）

（3）将、和粉末均匀混合，在800的氩气中烧结6小时制得，写出反应的化学方程式                 ，制备的过程必须在惰性气体氛围中进行，其原因是           。

（4）将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出沉淀，阳极的电极反应式为                   。

（5）磷酸亚铁锂电池充放电过程中，发生与之间的转化，电池放电时负极发生的反应为，写出电池放电时反应的化学方程式                     。

10. （1）分析如图所示的四个装置,回答下列问题:

①装置a中铝电极的电极反应式为                ，

装置b中铝电极的电极反应式为                  。

②装置c中产生气泡的电极为     电极(填“铁”或“铜”),装置d中铜电极上的电极反应式为                 。

（2）观察如图所示的两个装置,图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡,图2装置中铜电极上无气体产生,而铬电极上产生大量的有色气体.根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为                 、

                 。

B组 提升题【限时20分钟】

1. 利用如图所示原电池可测量空气中Cl2含量，其中电解质是Ag+可以自由移动的固体物质。下列分析不正确的是（ ）。

A：在pH＜4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀

B：在pH＞6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀

C：在pH＞14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为

D：在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢

3. 下图所示装置I是一种可充电电池，装置Ⅱ为电解池。离子交换膜只允许Na+通过，充放电的化学方程式为闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是（ ）。

A：当有0.01 mol

A：此装置用于铁表面镀铜时，a为铁

B：此装置用于电镀铜时，硫酸铜溶液的浓度不变

C：燃料电池中正极反应为

D：若用该装置进行粗铜精炼，当有1mol水生成时，可得到g精铜

5. 用惰性电极电解NaHSO3溶液可以得到硫酸，装置如右图所示。电解过程中①、②、③、④处的生成物依次是（    ）

(1)甲烷燃料电池负极反应式是                              ； 

(2)石墨(C)极的电极反应式为                                ； 

(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成 的气体体积为________L ，丙装置中阴极析出铜的质量为________g ；

(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH) 2的实验装置(如图所示)。

若用于制漂白液，a为电池的________极，电解质溶液最好用________；若用于制Fe(OH) 2，使用硫酸钠作电解质溶液，阳极选用________作电极。

新题预测

1. 如图为一原电池的结构示意图，下列说法中，不正确的是（　　） 

A：只闭合K1，则铁棒发生的是吸氧腐蚀

B：若要保持铁棒不被腐蚀，则只闭合K2且a极为负极

C：只闭合K2，一段时间后，U形管中出现白色沉淀，则a极为正极

D：先只闭合K2，两极均产生气体，漏斗液面上升，然后再闭合K1，漏斗液面不会下降

3. 据报道，以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为＋3价)和H2O2作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示，下列说法正确的是（ ）

（填序号）． 

a.

b.

c.

若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选的反应设计一个原电池，其正极的电极反应式为                    。

 某同学用铜片、银片、Cu（NO 3 ） 2 溶液、AgNO 3 溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO 3 的管）设计成一个原电池，如图所示，下列判断正确的是        （填序号）。

a．实验过程中，左侧烧杯中的浓度不变 

b．实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作

c．若开始时用U形铜代替盐桥，装置中无电流产生 

d．若开始时用U形铜代替盐桥，U形铜的质量不变  

（2）电解原理在化学工业中有着广泛的应用．现将设计的燃料电池通过导线与如图所示的电解池相连，其中a溶液为电解液，X和Y均为惰性电极，则： ①若a溶液为CuSO 4 溶液，则电解时的化学方程式            

②若电解含有0.04molCuSO 4 和0.04molNaCl的混合溶液400mL，当阳极产生672mL（标准状况下）气体时，溶液的pH=     （假设电解后溶液的体积不变）。