电化学基础训练题李仕才一、选择题1．分别放置在以下装置(都盛有0.1mol/LH2SO4)中的四个相同的纯锌片，腐蚀最快的是( )2．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移C．每生成1molO2，有44gCO2被还原D．a电极的反应为：3CO2＋16H＋－18e－===C3H8O＋4H2O3．用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是( )A．a端是直流电源的负极B．通电使CuCl2发生电离C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===CuD．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体4．如图是利用一种微生物将废水中的有机物(假设是淀粉)的化学能直接转化为电能，并利用此电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是( )A．质子透过离子交换膜由右向左移动B．铜电极应与X相连接C．M电极反应式：(C6H10O5)n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋D．当N电极消耗0.25mol气体时，则铁电极增重16g5如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。下列分析正确的是( )A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－→H2↑B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体5\n6．下列叙述不正确的是( )A．用惰性电极电解硫酸铜溶液一段时间后(阴极无气体放出)。可加入CuO使溶液复原B．如图：若X为铜棒，开关K置于A或B处均可加快铁的腐蚀C．在总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2的原电池中，正极材料为石墨，稀硝酸或稀盐酸均可以用作电解质溶液D．将反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O设计成原电池，则正极电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O7．双隔膜电解池的结构示意简图如图所示，利用该装置电解硫酸钠溶液可以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是( )A．a气体为氢气，b气体为氧气B．A溶液为氢氧化钠，B溶液为硫酸C．c隔膜为阳离子交换膜、d隔膜为阴离子交换膜，通过阳离子交换膜的离子总数和通过阴离子交换膜的离子总数相等D．电解反应总方程式为：2Na2SO4＋6H2O2H2SO4＋4NaOH＋O2↑＋2H2↑二、非选择题8．(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”)。(2)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程。(3)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)。图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)________极，C口流出的物质是__________。SO放电的电极反应式为_____________________。9．电解原理在化学工业中有广泛应用．如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连．请回答以下问题：5\n(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则①电解池中阴极上的电极反应式为：________________，在X极附近观察到的现象是溶液呈________。②阳极上的电极反应式为____________，检验该电极反应产物的方法是__________________________________________________________。(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则①X电极的材料是纯铜，电极反应是____________。②Y电极的材料是粗铜，电极反应式是________。(说明：杂质发生的电极反应不必写出) (3)如果要在铁上银镀，则Y极物质为________。10．(1)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是____________________________。(2)下图为电解精炼银的示意图，______(填a或b)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为________________。(3)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点，其中电解法是一种重要方法，其原理是电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液，制氢的装置示意图如下(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为。11．某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。(1)X极与电源的________(填“正”或“负”)极相连，氢气从________(填“A”、“B”、“C”或“D”)口导出。(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为________(填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为________交换膜。(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的反应式为。(4)若在标准状况下，制得11.2L氢气，则生成硫酸的质量是________，转移的电子数为____________。答案解析1．解析：A项中Zn为化学腐蚀；B项中Mg比Zn活泼，Mg作负极腐蚀，保护了Zn；C项中Zn比Sn活泼，Zn作负极腐蚀；D项中Zn作阴极被保护。所以，C装置中Zn腐蚀最快。答案：C2．解析5\n：A选项：根据图示可知，该装置将电能和光能转化为化学能。B选项：根据外接电源的正负极，可以确定外电路的电子流动方向，从而可以确定内电路的离子流动方向。C选项：该反应的总方程式是：6CO2＋8H2O===2C3H8O＋9O2。根据反应方程式可知，每生成1molO2，有2/3molCO2被还原，其质量是88/3g。D选项：根据图示可知与电源负极连接的a电极为阴极，发生还原反应，电极的反应式为：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O。答案：B3．解析：阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，可知a为负极、b为正极，A项正确；阳极发生失电子的反应生成Cl2、阴极发生得电子的反应生成Cu，C、D两项错误；电解质的电离与是否通电无关，B项错误。答案：A4．解析：甲图中M极有机物失电子为负极，N极氧气得电子为正极，所以外电路电子从M流向N，交换膜处H＋从左流向右，A选项错误；镀铜时铜作阳极应接外电源的正极，所以B选项错误。答案：C5．解析：A选项：若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子，Fe－2e－===Fe2＋；B选项：若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；不活泼的石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以石墨棒周围溶液pH逐渐升高；C选项：K2闭合，Fe与负极相连为阴极，铁棒不会被腐蚀，属于外加电源的阴极保护法；D选项：K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，阴极生成0.001mol氢气，阳极生成0.001mol氯气，两极共产生0.002mol气体。答案：B6．解析：惰性电极电解硫酸铜溶液时一极析出铜，一极析出氧气，加入氧化铜可复原，A正确；开关置于A处时组成电解池，阳极腐蚀加快，开关置于B处时组成原电池，负极腐蚀加快，B正确；在上述的总反应中，电解质溶液不能选取稀硝酸，C错误；上述反应设计成原电池时，发生吸氧腐蚀，正极反应式正确，D正确。答案：C7．解析：根据图中外加电源，可以确定左侧为阳极，OH－离子向左侧移动并放电产生氧气，右侧为阴极，H＋通过d隔膜向右侧移动并放电产生H2。答案：D8．解析：(1)根据示意图，B极区生产H2，同时生成LiOH，则B极区电解液不能是LiCl溶液，如果是LiCl溶液则无法得到纯净的LiOH，则B极区电解液为LiOH溶液；电极A为阳极，阳极区电解液为LiCl溶液，根据放电顺序，阳极电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑；根据电流方向，电解过程中Li＋向B电极迁移。(2)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，Al作阳极，石墨作阴极。Al在阳极放电，溶液中的H＋在阴极放电，破坏了水的电离平衡，使的溶液中的OH－浓度增大，与产生的Al3＋结合生成Al(OH)3，故总反应方程式为：2Al＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑。(3)从图中离子移动方向可以确定a为阴极。答案：(1)LiOH；2Cl－－2e－===Cl2↑；B(2)2Al＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑(3)负 硫酸 SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋9．解析：(1)①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H＋＋2e－===H25\n↑，X电极负极水的电离被破坏，氢氧根离子浓度增大，溶液呈红色，②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl－－2e－===Cl2↑，检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体，气体能使试纸变蓝色。(2)①X电极材料是纯铜，阴极上铜离子放电，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，②Y电极材料是粗铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑；红色；2Cl－－2e－===Cl2↑；②用湿润的淀粉碘化钾试纸检验生成的气体，气体能使试纸变蓝色(2)①Cu2＋＋2e－===Cu；②Cu－2e－===Cu2＋(3)银10．解析：(1)电解池中阳极失去电子发生氧化反应，则用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，则阳极是Mn2＋放电，其阳极电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。答案：(1)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋(2)a；NO＋3e－＋4H＋===NO↑＋2H2O(3)CO(NH2)2＋6OH－－6e－===CO2↑＋N2↑＋5H2O11．解析： 题图中左边加入含硫酸的水，暗示左边制硫酸，即OH－在阳极发生氧化反应，使左边溶液中H＋增多，为了使溶液呈电中性，硫酸钾溶液中的SO通过M交换膜向左边迁移，即M为阴离子交换膜，由此推知X为阳极，与电源正极相连，B出口产生氧气，A出口流出硫酸；同理，右侧加入含KOH的水，说明右边制备KOH溶液，H＋在Y极发生还原反应，说明Y极为阴极，与电源负极相连，右边溶液中OH－增多，硫酸钾溶液中K＋向右迁移，N为阳离子交换膜，所以C出口产生氢气，D出口流出KOH溶液。(3)若将制得的氢气和氧气在氢氧化钾溶液中构成原电池，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应式为2H2－4e－＋4OH－===4H2O。(4)n(H2)＝0.5mol，2H＋＋2e－===H2↑，得电子1mol，X极的反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，根据得失电子守恒知，生成H＋的物质的量为1mol，故生成0.5molH2SO4，m(H2SO4)＝49g。答案：(1)正 C (2)阴离子 阳离子 (3)H2－2e－＋2OH－===2H2O (4)49g 6.02×1023(或NA)5
