- 电化学基础
- 共22819题
（12分）
（1）在室温下测得0.1mol·L-1氨水PH=11，则该温度下氨水的电离度
（2）25℃时在0.1mol·L-1的H2A水溶液中，用氢氧化钠来调节溶液的pH，得到其中含H2A、HA-、A2-三种微粒的溶液。
①当溶液的pH=7时，c（Na+）=__________（填微粒间量的关系）
②当c（Na+）=c（A2-）+c（HA-）+c（H2A）时溶液为__________溶液（填物质）。
（3）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是__________。
（4）甲醇—空气燃料电池是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，该燃料电池的电池反应式为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。其工作原理示意图如下（其中a、b、c、d四个出入口表示通入或排出的物质）。
则负极的电极反应式为__________；正极的电极反应式为__________
正确答案
（1）1.0% （2）①
（3）
（4）
（1）0.1mol·L-1氨水PH=11，则该溶液中OH－浓度是0.001mol/L，所以其电离度是
（2）①根据电荷守恒c(Na+)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA-)＋2c(A2-)可知，当pH＝7时，c(Na+)＝c(HA-)＋2c(A2-)。
②当c（Na+）=c（A2-）+c（HA-）+c（H2A）时，符合物料守恒，所以溶质是NaHA。
（3）32.0gN2H4是1mol，放热是624kJ，所以热化学方程式为
（4）原电池中负极失去电子，正极导电电子。因此甲醇在负极通入，氧气在正极通入，所以根据总反应式可知，负极和正极的电极反应式分别是
某实验小组用以下几个实验装置探究电化学过程对金属与稀硫酸反应速率的影响, 烧杯中都盛有稀H2SO4。
试回答：
（1）B装置中Cu电极上的电极反应式为 ，D装置中Fe电极上的电极反应式为 。
（2）D装置中的实验现象有 ，若用电流表测量反应时通过导线的电子流量为0.2mol，则Fe电极的质量变化为 。
（3）B、C两个装置中Fe片被腐蚀的速率更快的是 （填B或C）。
正确答案
(1) 2H++2e-=H2 ↑，Fe-2e-=Fe2+。
（2）Cu电极上有气泡，Fe电极逐渐溶解，溶液逐渐变为浅绿色，减小5.6g。 （3）B
试题分析：（1）在B装置中由于活动性Fe＞Cu,所以Cu电极为原电池的正极，在正极上的电极反应式为2H++2e-=H2↑，D装置为电解池。由于在D装置中Fe电极与直流电源的正极相连接，所以为阳极。在Fe电极上的发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。（2）在D装置中可看到的实验现象有Fe电极逐渐溶解消耗，在Cu电极上不断有气泡产生。同时溶液逐渐由无色变为浅绿色。若用电流表测量反应时通过导线的电子流量为0.2mol，因为Fe是+2价的金属，则Fe电极消耗的物质的量为0.1mol,由于Fed的摩尔质量为56g/mol，所以其质量变化为减少5.6g，（3）由于金属活动性Zn＞Fe＞Cu.所以在B装置中Fe为原电池的负极，被氧化而腐蚀；在C装置中Fe片作原电池的正极，首先被腐蚀的是活动性强的Zn，Fe被保护起来。因此在B、C两个装置中被腐蚀的速率更快的是B。
市场上出售的“热敷袋”的主要成分是铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，会发现有大量铁锈存在。
（1）热敷袋是利用________放出热量。
（2）炭粉的主要作用是__________________________________。
（3）加入氯化钠的主要作用是____________________________。
（4）木屑的作用是______________________________________。
（5）有关的电极反应式和化学方程式是____________________________________________。
正确答案
（1）铁被氧化
（2）与铁屑、NaCl溶液构成原电池，加速铁屑的氧化
（3）NaCl溶于水，形成电解质溶液
（4）使用“热敷袋”时受热均匀
（5）负极：Fe－2e－=Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，Fe2＋＋2OH－=Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3
由铁丝能在氧气中燃烧同时迅速放出大量的热，可推知铁在潮湿的情况下生锈时也会放出热量，只是比燃烧缓慢一些。
日常生活中铁生锈过于缓慢，热量的释放也非常缓慢，难以觉察到。倘若提供适当的条件（如较浓的电解质溶液、导电且不活泼的固体物质）让铁成为原电池的负极材料，铁的氧化速率就会大大加快。木屑的作用是让“热敷袋”产生的热量均匀地向外散失、传递。铁屑、炭粉及NaCl溶液构成原电池，铁作负极，炭粉作正极，将化学能转化为电能，放出热量。
某物质A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。其 与水加成的产物B是一种常用的有机溶剂，在生活中有重要的应用。
（1）A的电子式为________，B的分子式为________。
若用B与O2制成燃料电池，并以稀硫酸溶液为电解质溶液，回答（2）-（5）题：
（2）负极上的电极反应式为_______________________________________。
（3）消耗标准状况下的5.6 L O2时，有__________mol电子发生转移。
（4）开始放电时，正极附近溶液的pH__________(填“增大”、“减小”或“不变”)；
（5）溶液中H+由___________区向__________区移动（填“正极”或“负极”）。
正确答案
（1）
（2）C2H6O -12e- +3H2O ＝12H+ +2CO2 ↑ （3分） （3） 1 （1分）
（4）增大 （1分） （5） 负极 正极 （ 各1分）
试题分析：（1）某物质A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，可知A为乙烯， 电子式为
（2）若用B与O2制成燃料电池，并以稀硫酸溶液为电解质溶液，由乙醇燃料电池发生的氧化还原反应可知乙醇失去电子，则在负极上发生失电子反应C2H6O -12e- +3H2O ＝12H+ +2CO2 ↑ 。（3）根据电子守恒，当消耗5.6 L O2时，即0.25mol氧气反应了，转移1mol电子。（4）开始放电时，正极反应中有氢离子参加了反应，故附近溶液的pH增大。（5）溶液中H+由负极区向正极区移动。
已知拆开1molH2需要消耗436kJ能量，拆开1molO2需要消耗496kJ能量，形成水分子中的1molH－O能够释放463kJ能量。根据以上所给的数据计算反应：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ；△H = 。
（2）如图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为H2SO4溶液时)和碱式[当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时]两种。试回答下列问题：
①酸式电池的电极反应：负极________________，正极______________；电池总反应：______________；电解质溶液pH的变化________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②碱式电池的电极反应：负极________________，正极______________；电池总反应：______________；电解质溶液pH的变化________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
正确答案
（1）－484kJ/mol
（2）①2H2-4e-＝4H+ O2+4e-+4H+＝2H2O 2H2+O2＝2H2O 变大
②2H2-4e-+4OH-＝4H2O O2+4e-+2H2O＝4OH- 2H2+O2＝2H2O 变小
试题分析：（1）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，则根据键能可知，该反应的反应热△H＝436kJ/mol×2＋496kJ/mol－2×2×463kJ/mol＝－484kJ/mol。
（2）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。因此在氢氧燃料电池中，氢气在负极通入，失去电子。氧气在正极通入，得到电子。
①如果是酸式电池，则电极反应是负极2H2-4e-＝4H+，正极O2+4e-+4H+＝2H2O；电池总反应：2H2+O2＝2H2O；反应中有水生成，氢离子的浓度降低，所以电解质溶液pH变大。
①如果是碱式电池，则电极反应是负极2H2-4e-+4OH-＝4H2O，正极O2+4e-+2H2O＝4OH-；电池总反应：2H2+O2＝2H2O；反应中有水生成，OH－的浓度降低，所以电解质溶液pH变小。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力的培养，有利于培养学生的灵活应变能力和规范答题能力。
以甲醇、空气和氢氧化钾溶液为原料，金属铂为电极可构成普通的燃料电池。该电池的负极上的电极反应式为____________
正确答案
（2分）CH3OH-8 e－＋8OH－====CO32－＋6H2O
试题分析：以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池，正极反应为：3O2+12H2O+12e-=12OH-，总反应式为：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，两式相减，负极反应为：CH3OH-8 e－＋8OH－====CO32－＋6H2O。
点评：本题考查的是电极反应式的书写的相关知识，题目难度不大，注意基础知识的学习、掌握及应用。
某原电池装置中盛有浓KOH溶液，若分别向__________(填“正”或“负”，下同)极通入可燃性气体，向__________极通入O2，则电路中就有电流通过，电流方向由__________极流向__________极，溶液中OH－向__________极移动。试完成下列问题：
正确答案
负 正 正 负 负
本题设计的是燃料电池，可燃性气体在负极发生氧化反应，O2在正极发生还原反应，电子从负极流出，通过导线流向正极，电子流动方向和电流方向正好相反，在电池内部(电解质溶液中)阴离子(OH－)向负极移动。由于题中给出的燃料电池是碱性介质，因此在书写电极反应式时要注意到H2的氧化产物H＋以及CO和CH4的氧化产物CO2与OH－继续反应。
(8分)给你提供纯锌、纯铜片和500mL0.2mol·L－1的H2SO4溶液、导线、1000mL量筒。试用下图装置来测定锌和稀硫酸反应时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。
(1)如图所示，装置气密性良好，且1000mL量筒中已充满了水，则开始实验时，首先要______________________________________。
(2)a电极材料为__________，其电极反应式为______________________。
b电极材料为__________，其电极反应式为__________________。
(3)当量筒中收集到672mL气体时(已折算到标准状况下)，通过导线的电子的物质的量为________。
正确答案
（8分） (1)用导线把a、b两电极连接起来
(2)纯锌片 Zn－2e－===Zn2＋ 纯铜片 2H＋＋2e－===H2↑
(3)0.06mol
本题主要考查了锌铜原电池的相关内容。锌片做为负极，失电子，溶液中的氢离子在铜片上得电子生成氢气。
只需把两极用导线连接起来形成闭合回路，即可形成原电池。
由2e－～H2↑很容易求出导线中通过的电子的物质的量为0.06mol
（6分）（1）甲烷通常用来作燃料，其燃烧反应的化学方程式是 。
（2） 若用甲烷—氧气构成燃料电池，电解质溶液为KOH溶液，试写出该电池的正极的电极反应式 ；负极的电极反应式 。
正确答案
CH4+2O2
试题分析：甲烷燃烧反应的化学方程式是CH4+2O2
；通入氧气的电极为正极，该电极的反应式是O2+ 4e- + 2H2O=4OH-
（8分）请用相关知识回答下列问题：
（1）用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，实验过程测得的CO2气体体积随时间变化如右图所示。
①________段化学反应速率最快，_______段收集的二氧化碳气体最多。
②除加入蒸馏水外，当加入下列物质中的 （填序号）时，则能够减缓上述反应的速率。
A．醋酸钠溶液 B．碳酸钙粉末 C．稀硫酸 D．浓盐酸
（2）原电池是一种能量装置。
①下列在理论上可用来设计原电池的反应是 （填序号）。
A．NaOH +HCl==NaCl+H2O B．2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2
C．CuSO4 +2NaOH== Cu(OH)2+NaSO4 D．C2H6O +3O2==3H2O+2CO2
②实验室中用锌片与硫酸反应制取氢气时，向反应溶液中滴加几滴CuSO4溶液，可以发现产生氢气速率明显加快，其原因是 。
正确答案
（1）①EF、EF；②AC；
（2）①BD；②锌与硫酸铜发生置换反应形成锌铜原电池，能加快反应速率。
试题分析：（1）有图像可知：在EF段单位时间内产生的CO2气体最多。因此化学反应速率最快。在EF段收集的二氧化碳气体的物质的量也最多。[②A．加入醋酸钠溶液，发生反应强酸HCl变为弱酸CH3COOH，c(H+)减小，反应速率减慢。正确。B．碳酸钙粉末，由于固体的接触面积增大，所以反应速率加快。错误。C．稀硫酸，发生反应产生难溶性的硫酸钙，附着在碳酸钙的表面，使物质接触面积减小，反应速率减慢。正确。D．浓盐酸c(H+)增大，反应速率加快。错误。（2）①原电池是摆化学能转化为电能的装置。因此若能设计为原电池，该反应应该是氧化还原反应。只有BD符合题意。②实验室中用锌片与硫酸反应制取氢气时，向反应溶液中滴加几滴CuSO4溶液，首先发生反应：Zn+ CuSO4= Cu+ZnSO4。产生的Cu附着在Zn上，Zn、Cu及硫酸就构成邻位原电池。由于发生原电池反应，所以反应速率大大加快。
现有如下两个反应:
A、NaOH + HCl =" NaCl" + H2O
B、2FeCl3+Cu =2FeCl2+CuCl2
（1）根据两反应本质，判断能否设计成原电池：A、 ， B、__________（选择“能”或“不能”）；
（2）如果不能，说明其原因
________________________________________________________________；
（3）如果可以，则写出正、负极材料、电极反应式及电解质溶液名称：
负极材料________，电极反应式为 ，正极材料 ，电极反应式为 ，
电解质溶液名称是 。
正确答案
（1）（A）不能 （B）能 （2）（A）的反应为非氧化还原反应，没有电子转移
（3） 负极：铜，Cu-2e- =Cu2+，正极：碳棒，2Fe3+ +2e－ = 2Fe2+ ：氯化铁溶液
试题分析：（1）氧化还原反应中有电子的转移，所以只有氧化还原反应才能设计成原电池。A不是氧化还原反应，不能设计成原电池。B是氧化还原反应，可以设计成原电池。
（2）见（1）中的分析
（3）根据方程式可知，铜是还原剂失去电子。氯化铁是氧化剂，铁离子得到电子，所以根据原电池的工作原理可知，负极材料应该是铜，电极反应式是Cu-2e- =Cu2+。正极材料可以是金属性弱于铜的金属，也可以是能够导电的非金属，例如碳棒，电极反应式是2Fe3+ +2e－ = 2Fe2+ 。而根据方程式可知电解质溶液应该是氯化铁溶液。
点评：该题是中等难度的试题，试题难易适中，注重基础知识的考查，侧重能力的培养和解题方法的指导，有利于培养学生的逻辑思维能力和创新思维能力，提高学生分析问题、特别是灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确原电池的工作原理。
（12分）将Zn棒和Cu棒用导线连接后，放入某电解质溶液中，构成如右下图所示装置。试回答下列问题：
（1）若电解质溶液为稀硫酸，则Zn棒为原电池的 极，可观察到Cu棒的所产生现象是 ，试用电极反应式表示该现象： 。
（2）若电解质为硫酸铜溶液，则Cu棒上发生 反应，Zn棒上发生反应的电极反应式为： 。
（3）若在上述两个过程中，Zn棒减少的质量相等，则Cu棒上（1）和（2）所析出物质的质量之比为： 。
正确答案
（1）负极(2分)有气体析出(2分) 2H++2e-=H2+↑(2分)
（2）还原 (2分) Zn-2e-=Zn2+ (2分) （3）1:32(3分)
在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。
（1）锌比铜活泼，锌是负极，铜是正极，溶液中的氢离子在正极得到电子，电极反应式为2H++2e-=H2+↑。
（2）若电解质为硫酸铜溶液，则溶液中的铜离子在正极得到电子，发生还原反应而析出铜。锌仍然是负极，电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+。
（3）Zn棒减少的质量相等，说明转移的电子是相等的。所以根据电子得失守恒可知生成的氢气和析出的铜的物质的量是相等的，所以二者的质量之比是2:64＝1:32。
（12分）某化学兴趣小组利用下图所示原电池装置进行实验，请回答下列问题：
（1）实验中，同学们发现两装置电流计的指针偏转方向不同，因此有人提出以下观点，其中正确的是____________。（双选题，漏选得1分，多选错选得0分）
（2）写出甲图中的电极反应式：
①正极：__________________________________________；
②负极：__________________________________________。
（3）乙图中铝片与NaOH溶液反应的总化学方程式为______________________。某同学测得乙图中实验前铝片的质量是10g，实验后的质量是4.6g，则在实验过程中产生氢气的体积为 L（标况），转移电子的物质的量为 mol。
正确答案
（1）CD（双选题，漏选得1分，多选错选得0分）
（2）①2H+＋2e―==H2↑； ②Mg - 2e―==Mg2＋
（3）2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 6.72L ，0.6mol
（1）在一般情况下，原电池中较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极。但是还需要考虑所用的电解质溶液。由于镁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠反应，所以此时作负极的是铝，而不是镁，镁作正极。所以正确的答案是CD。
（2）甲装置中镁是负极，失去电子。铝是正极，溶液中的氢离子得到电子，生成氢气。
（3）铝和氢氧化钠反应生成氢气、偏铝酸钠和水，反应式为2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑。根据题意可知，消耗的铝是10g－4.6g＝5.4g，物质的量是
（7分）如图所示
（1）负极材料是 ，
（2）正极的电极反应式为 ，
（3）电池工作时总反应的离子方程式是
（4）电子的流向
（5）阳离子的移动方向___________________________
正确答案
(7分) (1) Cu (1分) (2) Ag+ + e－＝Ag (2分)、 （3）Cu+2Ag+＝2Ag+Cu2+ (2分)
（4）铜到银（或负极到正极）(1分) （5）向正极(1分)
在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。铜比银活泼，所以铜是负极，失去电子。银是正极，溶液中银离子得到电子，被还原而析出。
（13分）（1）将锌、铜用导线连接后浸入2mol/L的稀硫酸中，正极电极反应式为_________________，发生 反应（填氧化或还原）；电子从 经外电路到 （填锌或铜），溶液中H+ 向 移动（填正极或负极）。
（2）根据反应2Fe3+ + Cu = 2Fe2++Cu2+ 设计原电池，所需负极材料为 ，溶液中Fe3+向 （填“负极”或“正极”）迁移，负极反应式为 ；正极反应式为 。
正确答案
（1）2H++2e-=H2↑ 还原 锌 铜 正极
（2）Cu、正、 Cu-2e-=Cu2+ 2Fe3+ +2e- = 2Fe2+
试题分析：（1）将锌、铜用导线连接后浸入2mol/L的稀硫酸中形成原电池，该原电池中锌是负极，发生氧化反应，铜是正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；外电路上，电子从负极沿导线到正极，即电子是从锌经外电路到铜；溶液中H+ 向正极移动。（2）根据反应2Fe3+ + Cu = 2Fe2++Cu2+ 设计原电池，铜的化合价由0价升高为+2价，发生氧化反应，作原电池的负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；电解质溶液中阳离子Fe3+向正极迁移，在正极上发生还原反应，电极反应式为2Fe3+ +2e- = 2Fe2+。
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