2019届二轮复习 电化学 作业（全国通用） (3) 练习

电化学

一、单项选择题：本题包括7小题，每小题6分，共42分。

1．下列关于铁电极的说法中，正确的是 (　　)

A．钢铁的吸氧腐蚀中铁是正极

B．在铁片上镀铜时铁片作阳极

C．电解饱和食盐水时可用铁作阴极

D．镀锌铁板发生电化学腐蚀时铁是负极

答案：C

解析：金属腐蚀和电解原理的应用。A．钢铁腐蚀时铁做负极，错误，不选A；B．铁上镀铜，铁做阴极，错误，不选B；C．电解饱和食盐水，铁做阴极不参与反应，正确，选C；D．镀锌铁板形成原电池时锌做负极，错误，不选D

2．如图所示的电化学装置，下列叙述不正确的是(　　)

A．a和b用导线连接，电子由铁经过导线流向碳

B．a和b用导线连接，铁电极的电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋

C．a、b分别连接直流电源正、负极，可以防止铁被腐蚀

D．a、b分别连接直流电源负、正极，电压足够大时，Na＋向铁电极移动

答案：D

解析：a和b用导线连接构成原电池，铁是负极，电子由铁经过导线流向碳，A正确；a和b用导线连接，铁电极的电极反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，B正确；a、b分别连接直流电源正、负极，碳棒是阳极，铁电极是阴极，可以防止铁被腐蚀，C正确；a、b分别连接直流电源负、正极，碳棒是阴极，铁电极是阳极，电解池中阳离子Na＋向阴极碳电极移动，D错误。

3．将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。

 下列说法不正确的是 (　　)

 A．盐桥中的K＋移向FeCl3溶液

 B．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

 D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极

答案：D

解析：A项，甲池中石墨电极为正极，乙池中石墨电极为负极，盐桥中阳离子向正极移动，所以向FeCl3溶液迁移，正确；B项，反应开始时，乙中I－失去电子，发生氧化反应，正确；C项，当电流计读数为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，正确；D项，当加入Fe2＋，导致平衡逆向移动，则Fe2＋失去电子生成Fe3＋，作为负极，而乙中石墨成为正极，错误。

4．用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　)

A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

B．通电后阴极区附近溶液的pH会增大

C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区

D．纯净的KOH溶液从b口导出

答案：C

解析：阳极区为粗KOH溶液，阳极上OH－失电子发生氧化反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A项正确；阴极上H2O得电子发生还原反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴极区附近溶液中c(OH－)增大，pH增大，B项正确；电解时阳离子向阴极移动，故K＋通过阳离子交换膜从阳极区移向阴极区，C项错误；阴极区生成KOH，故纯净的KOH溶液从b口导出，D项正确。

5．烧杯A中盛放0.1 mol·L－1的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1 mol·L－1的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，装置如图所示，下列说法不正确的是(　　)

 A．A中Fe极质量减少，C极有气体产生

 B．A为电解池，B为原电池

 C．当A烧杯中产生0.1 mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 mol

 D．经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大(不考虑Cl2溶于水)

答案：B

解析：构成A装置的活动性不同的电极、电解质溶液，两极形成了闭合的回路，所以A为原电池装置，且A为B的电解提供电能。电极反应式分别为(烧杯A中)C正极：2H＋＋2e－===H2↑，Fe负极：Fe－2e－===Fe2＋。(烧杯B中)阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。烧杯B中电解氯化铜，铜离子浓度减小，水解程度减小，pH增大。  ]

6．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，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1 mol O2，有44 g CO2被还原

D．a 电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O

答案：B

解析：A项，该装置是电解池，在电解和光的作用下H2O在光催化剂的表面转化为O2和H＋，故该装置是将电能和光能转化为化学能，错误；B项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H＋从阳极b极区向阴极a极区迁移，正确；C项，该电解池的总反应式为：6CO2＋8H2O2C3H8O＋9O2。根据总反应方程式可知，每生成1 mol O2，有 mol CO2被还原，其质量为 g，错误；D项，a电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，错误。

7．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备NCl3。下列说法正确的是(　　)

A．每生成1 mol NCl3，理论上有4 mol H＋经质子交换膜向右侧向左侧迁移

B．可用湿润的淀粉－KI试纸检验气体M

C．石墨极的电极反应式为NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋

D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH会减小

答案：C

解析：A项，由NH→NCl3，根据元素化合价变化知，NH中N由－3价升高至＋3价，每生成1 mol NCl3，理论上有6 mol H＋由质子交换膜右侧向左侧(阴极区)迁移，错误。B项，M是氢气，不能用湿润的淀粉－KI试纸检验，错误。C项，石墨电极发生氧化反应，电极反应式为NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋，正确。D项，电解过程中，质子交换膜右侧溶液中c(H＋)减小，溶液pH增大，错误。

二、非选择题：本题包括4小题，共58分。

8．（12分）能源问题是当前人类社会面临的一项重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ/mol、282.5 kJ/mol、726.7 kJ/mol。请回答：

(1)已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO＋2H2===CH3OH。则H2与CO反应生成CH3OH的热化学方程式为：________________。

(2)如图为某处燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。①使用时，空气从____口通入(填A或B)；

②假设使用的“燃料”是甲醇，a极的电极反应式为：________________。

③假设使用的“燃料”是水煤气(成分为CO、H2)用这种电池电镀铜，待镀金属增重6.4 g，则至少消耗标准状况下水煤气的体积为________。

答案：(1)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－127.4 kJ/molG

(2)①B　②CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O　③2.24 L

9．（除标注外，每空2分，共16分）某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。

 请回答下列问题：

(1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为___________________________________________________________________。

(2)乙池中A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为_________________________________________________________________。

(3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为________mL(标准状况)，丙池中________极析出________g铜。

(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)，若将丙中溶液复原，需加入________。

解析：(1)甲池为原电池，通入CH3OH的电极为负极，电极反应式为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O。

(2)乙池中为用惰性电极电解AgNO3溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。

(3)根据各电极上转移的电子相同，则n(Ag)＝4n(O2)＝2n(Cu)，故V(O2)＝××22.4 L＝0.28 L＝280 mL，m(Cu)＝××64 g＝1.6 g。

(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，根据丙中总反应式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，溶液pH增大，而甲中总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，溶液pH减小。

 答案：(1)原电池（1分）　CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O

 (2)阳极（1分）　4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3

 (3)280　D　1.6　(4)减小（1分）　增大（1分）　HCl

10．（14分）如图所示，通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，请回答下列问题：

(1)a为电源的________(填“正”或“负”)极，C池是________池。A池阳极的电极反应为__________________，

C池阴极的电极反应为__________________________________________。

(2)如果B槽中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中Cu2＋的物质的量浓度为________。

(3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变)，则通电5 min后，溶液的pH为________。

解析：根据已知条件通电5 min后，电极5的质量增加2.16 g，说明电极5作阴极，银离子放电，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，转移电子的物质的量为0.02 mol，同时可知电极6作阳极，与电源的正极相连。同时可得a是负极，b是正极，电极1、3、5作阴极，电极2、4、6作阳极。由此可得(1)中答案。

(2)B槽中电解总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，若转移0.02 mol电子时只收集到O2(只电解溶质)，则根据关系式2CuSO4～O2～4e－可得n(O2)＝0.005 mol，体积为112 mL(标准状况)<224 mL，说明溶质CuSO4已耗完，然后电解水。设整个过程消耗CuSO4 x mol，H2O y mol，则有2x＋2y＝0.02，x＋y＝0.01，解得x＝y＝0.005 mol，则c(CuSO4)＝0.025 mol·L－1。

(3)由于A池中电解液足量，A池中只发生反应2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，根据关系式NaOH～e－，生成的n(NaOH)＝0.02 mol，则c(NaOH)＝＝0.1 mol·L－1，即溶液的pH＝13。

答案：(1)负（2分）　电解（2分）　2Cl－－2e－===Cl2↑（2分）Ag＋＋e－===Ag（2分）(2)0.025 mol·L－1（3分）　(3)13（3分）

11．（16分）(1)电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

电化学降解NO的原理如图，电源正极为________(填“A”或“B”)，阴极反应式为________________________。

(2)如图是一种用电解原理来制备H2O2，并用产生的H2O2处理废氨水的装置。

①为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水中加入适量HNO3调节溶液的pH约为5，则所得溶液中c(NH)________(填“>”“<”或“＝”)c(NO)。

②Ir－Ru惰性电极吸附O2生成H2O2，其电极反应式为

_______________________________________________________________。

③理论上电路中每转移3 mol e－，最多可以处理废氨水中溶质(以NH3计)的质量是________g。

(3)电解法也可以利用KHCO3使K2CO3溶液再生。其原理如下图所示，KHCO3应进入________(填“阴极”或“阳极”)室。

结合方程式简述再生K2CO3的原理是___________________________________________

________________________________________________________________。

解析:(1)由题给原理图可知，Ag－Pt电极上NO发生还原反应生成氮气，因此Ag－Pt电极为阴极，电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O，则B为负极，A为电源正极。

(2)①溶液呈现电中性，c(NH)＋c(H＋)＝c(NO)＋c(OH－)，pH约为5呈酸性，即c(H＋)>c(OH－)，则c(NH)<c(NO)；②Ir－Ru惰性电极有吸附氧气作用，氧气得电子发生还原反应：O2＋2H＋＋2e－===H2O2；③4NH3＋3O2===2N2＋6H2O中，4 mol氨气转移12 mol电子，因此转移3 mol电子，最多可以处理废氨水中溶质的物质的量为1 mol，其质量为17 g。

(3)电解法也可以使K2CO3溶液再生。根据图所示，可知水电离产生的H＋在阴极获得电子变为氢气逸出，水产生的OH－在阳极失去电子变为O2，产生的OH－和HCO反应生成CO，使得K2CO3再生。

答案:　(1)A（2分）　2NO＋12H＋＋10e－===N2↑＋6H2O（3分）

(2)①<　（2分）②O2＋2H＋＋2e－===H2O2（2分）　③17（3分）

(3)阴极（2分）　水电离出H＋在阴极得电子生成H2，使水的平衡正移，产生的OH－和HCO反应生成CO，使得K2CO3再生（2分）