完整版)电化学练习题带答案

完整版)电化学练习题带答案

1.铁镍蓄电池是一种常见的电池，其放电反应为Fe +

NiO3 + 3H2O → Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2.下列说法中，错误的是：

A。电池的电解液为碱性溶液，正极为NiO3，负极为Fe。B。

电池放电时，负极反应为Fe + 2OH- → Fe(OH)2 + 2e。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2Ni(OH)2 + 2OH- + 2e → NiO3 + 3H2O。

2.当镀锌铁发生析氢腐蚀时，有0.2mol电子发生转移。

正确的说法是：④在标准状况下有1.12L气体放出。

3.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其

基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2 + O2 → 2H2O。以

下说法正确的是：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：O2 + 2H2O + 4e → 4OH-。C。每转移

0.1mol电子，消耗1.12L的H2.D。H由a极通过固体酸电解

质传递到b极。

4.如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电

池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H)和电子，

电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，该电池

总反应式为：2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O。以下说法中，

错误的是：A。右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气。

B。左边的电极为电池的正极，a处通入的是甲醇。C。电池负

极的反应式为：2CH3OH + 2H2O - 12e → 2CO2↑ + 12H+。D。

电池正极的反应式为：3O2 + 12H+ + 12e → 6H2O。

5.铅蓄电池的工作原理为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 →

2PbSO4 + 2H2O。以下判断不正确的是：A。K闭合时，d电

极反应式：PbSO4 + 2H2O - 2e → PbO2 + 4H+。B。当电路中

转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol。C。K闭

合时，Ⅱ中SO4-离子向左移动。

6.通过向c电极迁移D.K，电池可以单独作为Ⅱ电池，其

中d电极为正极。已成功研制出一种环境友好型铝碘电池，使

用AlI

3

溶液作为电解液，总反应为2Al＋3I

2

2AlI

3

下列说法中不正确的是()

A。该电池负极的电极反应为：Al－3e===Al

B。电池工作时，溶液中铝离子向正极移动

C。使用锂作为负极时，相同质量的金属产生的电子物质

量比铝多

D。该电池可能是一种可充电的二次电池

7.最近，科学家研制出一种纸质电池，使用薄层纸片作为

载体和传导体，一侧附着锌，另一侧附着二氧化锰。电池总反

应为：Zn＋2MnO

2

H

2

O===ZnO＋2MnOOH。下列说法中不正确的是()

A。该电池中Zn为负极，MnO

2

为正极

B。该电池的正极反应为：MnO

2

e＋H

2

O===MnOOH＋OH

C。在导电过程中，外电路中的电子由Zn流向MnO

2

内电路中的电子由MnO

2

流向Zn

D。电池工作时，水分子和OH离子都能通过薄层纸片

8.防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法，如制成耐腐蚀合金、

表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。钢铁的

腐蚀主要是吸氧腐蚀，其电极反应为：正极：Fe＋O

2

2H

2

O＋4e===4OH；负极：2H＋2e===H

2

在海洋工程中，通常使用铝合金(Al－Zn－Cd)保护海底钢

铁设施，其中负极发生的电极反应为：Al＋ZnO＋Cd(OH)

2

2H

2

O＋4e===Al(OH)

4

Zn＋Cd＋4OH

在实际应用中，使用铝合金而不是纯铝进行保护。纯铝不

能很好地起到保护作用，其原因是纯铝的电位过高，容易被腐

蚀。钢铁表面常常电镀一层Cr以达到防腐蚀的目的。在电镀

过程中，阴极是钢铁，电解质溶液中含有Cr

3+

离子，阳极材料是铬。不能使用CrO

4

2-

或Cr

2

O

7

2-

作为电镀液，因为它们含有Cr

6+

离子，会导致电镀出的Cr层质量不佳。

的电极为________(填“阳极”或“阴极”)。

2)电极反应式分别为：

M电极：____________________；

O

2

电极：____________________。

3)乙醇在乙装置中被氧化产生的气体为______，在丙装置

中被还原产生的物质为______。

4)乙醇的氧化产生的电子通过哪个部件流入电路中？

____________________。

5)若在标准状况下，有1.5 mol乙醇参加反应，则乙装置

中产生的气体的体积为______L，丙装置中析出的铜的质量为

______g。

__________________________________________________

_______________________

9.某同学设计了一个燃料电池，探究氯碱工业原理和粗铜

的精炼原理。下图展示了燃料电池的结构，其中乙装置中的X

为阳离子交换膜。根据要求回答以下问题：

1) 通入氧气的电极为“正极”，负极的电极反应式为：2H2

→ 4H+ + 4e-。

2) 铁电极为“阴极”，石墨电极(C)的电极反应式为：O2 +

4H+ + 4e- → 2H2O。

3) 反应一段时间后，乙装置中生成氢氧化钠主要在“铁极”

区，因为铁极上的电极反应会产生OH-离子，与Na+离子结

合生成氢氧化钠。

4) 如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上电极

反应式为：Zn → Zn2+ + 2e-，反应一段时间后，硫酸铜溶液

浓度将“减小”。

5) 若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置

中铁电极上生成的气体的分子数为4.48 × 10^22，丙装置中阴

极析出铜的质量为0.63 g。

11．Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-

NH4Cl混合溶液。若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu，

会加速某电极的腐蚀，其主要原因是Cu比Zn更容易被氧化。

欲除去Cu，最好选用试剂c。Fe3+·H2O。

12．下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，请回答下

列问题：

1) M电极的名称为“阴极”，通入O2的电极为“阳极”。

2) 电极反应式分别为：

M电极：CH3CH2OH + 6H2O → 6H3O+ + 6e- +

CH3COO-；

O2电极：O2 + 4H3O+ + 4e- → 6H2O。

3) 乙醇在乙装置中被氧化产生的气体为CO2，丙装置中

被还原产生的物质为Cu。

4) 乙醇的氧化产生的电子通过阳离子交换膜流入电路中。

5) 若在标准状况下，有1.5 mol乙醇参加反应，则乙装置

中产生的气体的体积为3.36 L，丙装置中析出的铜的质量为

0.63 g。

电极的电极反应式为什么没有给出？请完整给出。

2.在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32 g时，甲

池中理论上消耗O2为多少升（标准状况下）？若此时乙池溶

液的体积为400 mL，则乙池中溶液的pH为多少？

3.若在常温常压下，1 g C2H5OH燃烧生成CO2和液态

H2O时放出热量为29.71 kJ，表示该反应的热化学方程式为什

么没有给出？请完整给出。

=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极，通直流

电一段时间后，溶液的pH＞a，则该电解质可能是哪个？请选

出正确答案。

14.如图甲进行实验，若图乙中横坐标x表示流入电极的

电子的物质的量。下列叙述不正确的是哪个？请选出正确答案。

15.按下图装置实验，若x轴表示流入阴极的电子的物质

的量，则y轴可表示哪个？请选出正确答案。

16.如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。

将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。

以下哪些说法是正确的？请选出所有正确答案。

17.用石墨作电极，电解1 mol·L下列物质的溶液，溶液的

pH保持不变的是哪个？请选出正确答案。

2，电极B是惰性电极。在电解过程中，A电极溶解，B

电极上出现气泡。根据实验现象，可以推断出()

A．A电极上生成的离子是M2＋B．A电极上生成的离子

是NO

3－C．B电极上生成的气体是O

2D．B电极上生成的气体是H

2

1.在电化学实验中，加入等物质的量的Ag、Pb、Na、SO

4

NO－

3

Cl溶液，通电片刻，根据产物的量比来确定氧化产物和

还原产物的物质比。正确选项是C．8∶1.

2.在电解饱和Na

2

CO

3

溶液的过程中，溶液浓度变大，有晶体析出。

3.关于下图所示的装置，正确的判断是D．装置中电子的

流向是：a→Cu→经过CuSO

4

溶液→Zn→b。

4.在用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸电解过程中，出现双

色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色，错误的说法是C．电

解过程中，水是氧化剂。

5.(1) 电解液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子

方程式为：2Cl－ → Cl

2

2e－；电解过程中阴极附近会出现红色。(2) 电解后溶液

的pH为酸性，需加入NaOH使其恢复到电解前的状态；加入

NaOH的化学式为NaOH；Y电极产生气体的体积为0.25L。

(3) 原溶液中可能含有硝酸根离子NO

3－，实验步骤：取一定量的原溶液，加入BaCl

2

溶液，若出现白色沉淀，则说明原溶液中含有硝酸根离子。

6.在图中进行电解的装置中，A电极溶解，B电极上出现

气泡，根据实验现象，可以推断出A电极上生成的离子是M2

＋，B电极上生成的气体是O

2.

2.电化学问题

2.1 电极反应和电池极性

在一个电路中，B、C、D都是铂电极，P、Q是电池的两

极。接通电路后，我们可以回答以下问题：

1) 电极B上金属M沉淀出来，B电极反应为什么？A极

上电极反应为什么？电极C电极反应为什么？电极D电极反

应为什么？

2) 电池中P是什么极？Q是什么极？

2.2 电解饱和食盐水

工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个电极室用离子

交换膜隔开(如图Ⅱ所示)。这样做的目的是什么？阳极室(A处)

加入什么？阴极室(B处)加入什么？离子交换膜只许什么离子

通过？

2.3 燃料电池

燃料电池已经被广泛应用于宇宙飞船及潜艇中。

1) 阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反

应为2H2+O2=2H2O，电解液为KOH溶液，反应保持在较高

温度使H2O蒸发。下列叙述正确的是什么？A．此电池能发

出蓝色火焰B．H2为正极，O2为负极C．工作时，电解液的

pH不断减小D．负极的电极反应为2H2+4OH-4e=4H2O，正

极的电极反应为O2+2H2O+4e=4OH-

2) 在宇宙飞船或潜艇中，还可利用氢氧燃料电池所产生

的水作为饮用水。现在我们想得到常温下1L水，那么电池内

电子转移的物质的量约为多少？

3) 由美国西屋公司研制开发的固体氧化物燃料电池，以

固体氧化铝—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许

氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中

多孔电极a、b均不参与电极反应。该电池a极对应的电极反

应式为什么？电池总反应方程式为什么？

2H2O+2e===Mn(OH)2+2OH-。因此，选项C正确。

8、解析：选B。电解质溶液中，阳离子从负极移向正极，

根据质子的移动方向可知，a为负极，b为正极，因此选项A

错误。电解质溶液中的离子是Na+和Cl-，不可能出现SO4-2，

因此选项C错误。由于电解质溶液中没有SO4-2，所以氯气来

自于阳极反应Cl-→1/2Cl2+e-，因此选项D错误。综上所述，

选项B正确。

9、解析：选B。根据题意，原电池的反应式为

Zn|Zn2+||Cu2+|Cu，因此Zn为负极，Cu为正极。在充电时，

电池反应方向反转，因此Zn变为正极，Cu变为负极，选项A

错误。在充电时，电池中的Cu2+离子被还原为Cu，因此选项

C错误。在充电时，电池中的Zn2+离子被氧化为Zn，因此选

项D错误。综上所述，选项B正确。

10、解析：选A。在原电池中，Cu为正极，Zn为负极，

因此选项B错误。在充电时，电池反应方向反转，因此Cu变

为负极，Zn变为正极，选项C错误。在充电时，电池中的

Zn2+离子被氧化为Zn，因此选项D错误。综上所述，选项A

正确。

解析：根据原电池反应原理，可以回答问题(1)。对于问

题(2)，需要联系日常生活中接触到的铝和不锈钢知识。问题(3)

考查电解电镀原理，阴极发生的是还原反应，因此可以使Cr

还原成Cr而析出。由于电解液中的Cr不断消耗，因此需要有

阳极溶解补充。因此阳极应为Cr。同时需要掌握电解过程中

阴阳离子的定向移动问题。

答案：(1)O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-，2Fe-4e- → 2Fe，

(4)Al-3e- → Al。铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧

化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”。对于问题(3)，镀件Cr纯铬

由于CrO2、Cr2O27均带有负电荷，电镀过程中向阳极移动，

不能在阴极上放电析出Cr。

答案：(1)正极CH3OCH3-12e- + 16OH- → 2CO3 + 11H2O，

(2)阴极2Cl-2e- → Cl2↑，(3)铁极石墨(C)极为阳极，氯离子发

生氧化反应，铁极为阴极，H反应，OH过量，由于阳离子交

换膜只允许钠离子向阴极区移动，故氢氧化钠主要在阴极区生

成。(4)Zn-2e- → Zn、Cu-2e- → Cu减小。

(5)0.2×6.02×10^23×64 g = 7.71×10^23 g。甲装置中甲醚

(CH3OCH3)与氧气反应，甲醚被氧化，氧气被还原，故在正

极通入氧气，在负极通入甲醚。甲醚在碱溶液中最终生成

CO3和H2O。乙装置中铁极与负极相连，铁极为阴极，石墨

(C)极为阳极；丙装置中粗铜为阳极，与甲的正极相连，精铜

为阴极。由于粗铜中含有锌等比铜活泼的金属，Zn得电子能

力比Cu弱，根据电子守恒，阳极铜、锌失去电子总数等于阴

极上析出的铜得电子总数，故硫酸铜溶液浓度会降低。n(O2)

= 0.1 mol，O2 + 4e- + 2H2O → 4OH，n(e) = 0.4 mol。在乙装

置中，铁极为阴极：2H+ + 2e- → H2↑，根据电子守恒知，

n(H2) = 0.2mol。在丙装置中，阴极：Cu + 2e- → Cu，由电子

守恒知，m(Cu) = 0.2 mol × 64 g/mol = 12.8 g。

同时电解产生氢气和氧气。选项A、B、C中的反应都涉

及到Na

2

CO

3

的分解，但是这些反应中没有涉及到氢气和氧气的产生。

因此，选项D是正确的。电解Na

2

CO

3

溶液的反应方程式为：2H

2

O=====2H

2

O

2

Na

2

CO

3

Na

2

O＋CO

2

其中，Na

2

O会与水反应生成NaOH，而CO

2

则会溶解在水中形成碳酸。

0.5 mol，故气体体积为V＝nRT/P＝0.5×0.082×298/1＝

12.1 L，故选B。

20、根据图中所给的信息，左边是氢氧燃料电池，右边是

电解池。因此，选项A是错误的。入口中所标的氧气和氢气

的位置表明a作正极，b作负极。Zn和b相连，因此是阴极，

而Cu是阳极，所以选项B是错误的。Cu片上的电极反应式

为Cu

2＋－2e===Cu。当铜片的质量变化为12.8g时，电路中

转移电子的物质的量为n(e－)＝2n(Cu2

12.8 g

2×

1

0.4 mol。a极上的电极反应为O

2

4e＋2H

2

O===4OH。因为各个电极转移电子的物质的量相等，所

以a极上消耗V(O

2

22.4 L·mol×n(O

2

22.4 L·mol0.4 mol

1×＝2.24L，因此选项C是正确的。装置中电子的流向为

b→Zn，Cu→a，因此选项D是错误的。

21、根据实验现象判断出a、b的两极名称，a极为阳极，

b极为阴极。由于外圈呈浅红色，说明该处呈酸性：Cl

2

H

2

OHCl通电＋HClO，则a极上产生Cl

2

因此选项A是正确的。在2NaCl＋2H

2

O=====

2NaOH＋Cl

2

H

2

中，H

2

O作氧化剂，因此选项C是正确的。b极上由于H放电，

导致b极附近溶液中的OH浓度增大，溶液的pH变大，因此

选项D是错误的。

22、(1)电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl＋2H

2

O=====2OH＋Cl

2

H

2

在阴极区生成NaOH，使酚酞溶液变红。因此，选项A

是正确的。(2)蓝色溶液中可能含有Cu，并且在电解过程中析

出红色固体，进一步验证析出的是Cu2

铜。Y电极上析出无色气体，应该是O

2

电解离子方程式：2Cu＋2H

2

O=====2Cu＋O

2

4H。根据电解离子方程式得到n(H)＝2n(Cu)＝2×1.6 g/64

g·mol

1

0.05 mol，因此溶液中c(H＋)＝0.1 mol·L

1，溶液的pH＝1.要使溶液恢复到以前，可以加入CuO

或0.5 L CuCO

3

因此，选项B是正确的。

1.根据题意，可以得出Cu的摩尔数为0.0125mol，再根据

标准状况下的气体体积为22.4L/mol，计算出O2的体积为

0.28L。

2.溶液中可能存在的离子是含氧酸根离子，可以是SO42-

或NO3-。通过实验可以进行检验。例如，取少量待测液于试

管中，滴加盐酸，若无明显现象，继续加入氯化钡溶液，若有

白色沉淀产生，则证明是硫酸根离子。或者取少量待测液于试

管中，加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有红棕色气体产生，

则证明是硝酸根离子。

3.根据题意，B电极上金属M沉淀出来说明B是阴极，A

是阳极，而乙池中电极C是阳极，D是阴极。对应的电极P

是正极，电极Q是负极。乙中的电解质溶液为硫酸钠溶液，

因此在C电极上有氧气产生，D电极上有氢气产生。

4.防止H2与Cl2混合发生爆炸，防止Cl2与NaOH反应

生成NaClO，可以使NaOH不纯饱和食盐水纯水（或NaOH

稀溶液）。

5.根据题意，A项燃料电池中的反应没有燃烧现象。反应

中H2被氧化，为负极反应物，O2为正极反应物。反应中电

解液KOH的质量不变，而且题意交代反应产生的水蒸发，故

电解液浓度不变，则pH不变。总反应方程式为2H2 + O2 →

2H2O，反应条件应是高温。

6.根据题意，可以计算出55.6mol的物质转移的电子数为

1.1×10^24.根据该电池的工作原理图可知，被氧化的是H2，

H2 → 2H+ + 2e-，b极为原电池的负极；被还原的是O2，O2

+ 4e- → 2O2-。a极为原电池的正极。

经过修改后的文章：

1.根据题意，Cu的摩尔数为0.0125mol，标准状况下O2

的体积为0.28L。

2.溶液中可能存在的离子是含氧酸根离子，如SO42-或

NO3-。可通过实验检验，如滴加盐酸和氯化钡溶液，若有白

色沉淀则为硫酸根离子；加热浓缩后滴加浓硫酸和铜粉，若有

红棕色气体则为硝酸根离子。

3.根据题意，B电极上金属M沉淀出来说明B是阴极，A

是阳极，而乙池中电极C是阳极，D是阴极。对应的电极P

是正极，电极Q是负极。乙中的电解质溶液为硫酸钠溶液，

因此在C电极上有氧气产生，D电极上有氢气产生。

4.防止H2与Cl2混合发生爆炸，防止Cl2与NaOH反应

生成NaClO，可以使NaOH不纯饱和食盐水纯水（或NaOH

稀溶液）。

5.根据题意，A项燃料电池中的反应没有燃烧现象。反应

中H2被氧化，为负极反应物，O2为正极反应物。反应中电

解液KOH的质量不变，而且题意交代反应产生的水蒸发，故

电解液浓度不变，则pH不变。总反应方程式为2H2 + O2 →

2H2O，反应条件应是高温。

6.根据题意，55.6mol的物质转移的电子数为1.1×10^24.

该电池的工作原理图可知，被氧化的是H2，b极为原电池的

负极；被还原的是O2，a极为原电池的正极。