一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共計(jì)60分)
1．電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)展是化學(xué)對人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是( )
A．鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì)
B．氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能
C．氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化
D．太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅
【解析】 選項(xiàng)A中鋅錳干電池作負(fù)極的是Zn，石墨作電池的正極，只起導(dǎo)電的作用，被腐蝕的是Zn；選項(xiàng)B中氫氧燃料電池是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，而不是把熱能直接轉(zhuǎn)化為電能；選項(xiàng)D中太陽能電池的主要材料是高純度的單晶硅，它的能量轉(zhuǎn)化高。
【答案】 C
2．下列說法不正確的是 ( )
A．電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程實(shí)際上就是電解的過程
B．利用電解飽和食鹽水所得的產(chǎn)物可以生產(chǎn)鹽酸
C．銅在酸性環(huán)境中易發(fā)生析氫腐蝕
D．氫氧燃料電池的負(fù)極通入的是氫氣
【解析】 由于銅不和酸反應(yīng)生成H2，在酸性環(huán)境中不能發(fā)生析氫腐蝕。
【答案】 C
3．下列敘述與電化學(xué)腐蝕有關(guān)的是( )
A．炒過菜的鐵鍋不及時(shí)清洗易生銹
B．在空氣中金屬鎂、鋁都具有較好的抗腐蝕性
C．紅熱的鐵絲與水接觸時(shí)，表面形成了藍(lán)黑色的物質(zhì)
D．把鐵片投入到氯化銅的溶液中，在鐵表面上附著一層紅色的銅
【解析】 炒過菜的鐵鍋不及時(shí)清洗，在鐵鍋上就會形成以NaCl為電解質(zhì)溶液的原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。金屬鎂、鋁都具有較好的抗腐蝕性，是因?yàn)樗鼈冊诳諝庵腥菀妆谎趸?，在金屬表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻止繼續(xù)被氧化，屬于化學(xué)腐蝕。紅熱的鐵絲與水接觸和鐵片投入到氯化銅的溶液中都是直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，屬于化學(xué)腐蝕。
【答案】 A
4．下列關(guān)于原電池和電解池的比較中正確的是( )
A．能量轉(zhuǎn)化形式相同
B．兩極的名稱相同
C．負(fù)極和陰極上移向的離子類別相同
D．負(fù)極和陽極上發(fā)生的反應(yīng)類型相同
【解析】 原電池和電解池原理的實(shí)質(zhì)均為氧化還原反應(yīng)，但原電池是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而電解池是由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；它們的能量轉(zhuǎn)化形式和電極名稱不同；負(fù)極和陽極，正極和陰極上移向的離子類別相同，發(fā)生的電極反應(yīng)類型相同。
【答案】 D
5．為將反應(yīng)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，下列裝置能達(dá)到目的的是(鋁條均已除去了氧化膜) ( )
【解析】 A項(xiàng)電解質(zhì)溶液為NaOH，Al與之反應(yīng)實(shí)質(zhì)不是與H＋反應(yīng)，生成產(chǎn)物是AlOeq \\al(－,2)而不是Al3＋；C項(xiàng)Al與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的為NO；D項(xiàng)為電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。
【答案】 B
6．下列說法中，不正確的是( )
A．電解飽和食鹽水或熔融氯化鈉時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式均為2Cl－－2e－===Cl2↑
B．酸性介質(zhì)或堿性介質(zhì)的氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式均為O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．精煉銅和電鍍銅時(shí)，與電源負(fù)極相連的電極反應(yīng)式均為Cu2＋＋2e－===Cu
D．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式均為Fe－2e－===Fe2＋
【解析】 在酸性介質(zhì)中的氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
【答案】 B
7．近年來科學(xué)家研制了一種新型的乙醇電池(DEFC)，它用磺酸類質(zhì)子作溶劑，在200 ℃左右時(shí)供電，乙醇電池比甲醇電池效率高出32倍且更加安全。電池總反應(yīng)式為C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，下列說法不正確的是 ( )
A．C2H5OH在電池的負(fù)極上參加反應(yīng)
B．1 ml乙醇被氧化轉(zhuǎn)移6 ml電子
C．在外電路中電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極
D．電池正極的電極反應(yīng)為4H＋＋O2＋4e－===2H2O
【解析】 電極反應(yīng)，正極：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，負(fù)極：C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，所以1 ml乙醇在負(fù)極被氧化時(shí)轉(zhuǎn)移電子12 ml，外電路中電子沿導(dǎo)線由負(fù)極流向正極。
【答案】 B
8．某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H＋，其基本結(jié)構(gòu)見下圖，電池總反應(yīng)可表示為2H2＋O2===2H2O，下列有關(guān)說法正確的是( )
A．電子通過外電路從b極流向a極
B．b極上的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每轉(zhuǎn)移0.1 ml電子，便消耗1.12 L的H2
D．H＋由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極
【解析】 在原電池中電子通過外電路從負(fù)極流向正極，A錯；b電極上發(fā)生的電極反應(yīng)應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B錯；C選項(xiàng)中未說明標(biāo)準(zhǔn)狀況下是1.12 L；在原電池中陽離子向正極移動，而陰離子向負(fù)極移動，故只有D正確。
【答案】 D
9．下列有關(guān)電化學(xué)裝置的說法正確的是( )
圖a 圖b
圖c 圖d
A．利用圖a裝置處理銀器表面的黑斑Ag2S，銀器表面發(fā)生的反應(yīng)為Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－
B．圖b電解一段時(shí)間，銅電極溶解，石墨電極上有亮紅色物質(zhì)析出
C．圖c中的X極若為負(fù)極，則該裝置可實(shí)現(xiàn)粗銅的精煉
D．圖d中若M是海水，該裝置是通過“犧牲陽極的陰極保護(hù)法”使鐵不被腐蝕
【解析】 A選項(xiàng)，鋁作負(fù)極，Ag2S作正極得電子生成Ag，正確；B選項(xiàng)，銅接電源負(fù)極，為陰極，質(zhì)量增加，錯誤；C選項(xiàng)，電解精煉銅，粗銅作陽極接電源的正極，錯誤；D選項(xiàng)，“犧牲陽極的陰極保護(hù)法”是應(yīng)用原電池工作原理，此為電解池，錯誤。
【答案】 A
10．高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq \(,\s\up14(放電),\s\d5(充電))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列敘述不正確的是( )
A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
B．充電時(shí)陽極反應(yīng)為Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O
C．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 ml電子，正極有1 ml K2FeO4被氧化
D．放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)
【解析】 根據(jù)題給總反應(yīng)式，高鐵電池放電時(shí)必定是鋅在負(fù)極失去電子，被氧化；高鐵酸鈉在正極得到電子，被還原。充電時(shí)，陽極上氫氧化鐵轉(zhuǎn)化成高鐵酸鈉。放電時(shí)正極附近生成OH－，堿性要增強(qiáng)。
【答案】 C
11．如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入1 L 1 ml·L－1食鹽水中。下列說法正確的是( )
A．若電鍵K與N連接，鐵被保護(hù)不會腐蝕
B．若電鍵K與N連接，正極反應(yīng)式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．若電鍵K與M連接，將石墨棒換成銅棒，可實(shí)現(xiàn)鐵棒上鍍銅
D．若電鍵K與M連接，當(dāng)兩極共產(chǎn)生28 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí)，生成了1 ml NaOH
【解析】 A項(xiàng)，若電鍵K與N連接，則形成原電池，鐵作負(fù)極，被腐蝕，不正確；B項(xiàng)，若電鍵K與N連接，正極反應(yīng)式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，不正確；C項(xiàng)，若電鍵K與M連接，將石墨棒換成銅棒，則形成電解池，若要在鐵棒上鍍銅，電解質(zhì)溶液不能用食鹽水，而應(yīng)用硫酸銅溶液，故不正確；D項(xiàng)，若電鍵K與M連接，為電解食鹽水，根據(jù)反應(yīng)方程式：
解得x＝1，V＝22.4，即1 ml氯化鈉全部被電解完，產(chǎn)生1 ml氫氧化鈉，而現(xiàn)在產(chǎn)生氣體為28 L，表明電解完氯化鈉后繼續(xù)電解水，但生成氫氧化鈉的量不變，即生成了1 ml NaOH。
【答案】 D
12．鉛蓄電池的工作原理為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。研讀下圖，下列判斷不正確的是( )
A．K閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)
B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 ml電子時(shí)，Ⅰ中消耗的H2SO4為0.2 ml
C．K閉合時(shí)，Ⅱ中SOeq \\al(2－,4)向c電極遷移
D．K閉合一段時(shí)間后，Ⅱ可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極
【解析】 由圖示關(guān)系可知，Ⅰ池為原電池，Ⅱ池為電解池，a極為正極，b極為負(fù)極，K閉合后，c極為陰極，d極為陽極，因電極材料為PbSO4，結(jié)合鉛蓄電池的工作原理，可判斷d極發(fā)生的電極反應(yīng)為PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)，A項(xiàng)正確；由題給方程式可判斷，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 ml電子時(shí)，Ⅰ中消耗的H2SO4為0.2 ml，B項(xiàng)正確；電解池工作時(shí)，陰離子移向陽極，即d極，故C項(xiàng)錯誤；
因Ⅱ池反應(yīng)為2PbSO4＋2H2Oeq \(=====,\s\up14(電解))Pb＋PbO2＋2H2SO4，因此K閉合一段時(shí)間后，Ⅱ池可作為原電池對外供電，其中析出的鉛附著在c極上作負(fù)極，析出的PbO2附著在d極上作正極，D項(xiàng)正確。
【答案】 C
二、非選擇題(本題包括4小題，共40分)
13．(10分)下列四種裝置中，①盛200 mL硫酸銅溶液 ②盛200 mL 0.01 ml·L－1硫酸溶液 ③盛200 mL氯化鋅溶液 ④盛200 mL氯化鉀溶液
(1)上述裝置中①為________池，②為________池，反應(yīng)一段時(shí)間溶液濃度基本不變的是________。裝置①中兩電極的電極反應(yīng)式分別是_________________、__________________ (注明電極名稱)。
(2)用離子方程式回答：通電時(shí)裝置④中的總反應(yīng)是___________________________________________________________
______________________________________________________，
溶液中可能發(fā)生的副反應(yīng)是__________________________________________________________。
(3)若將裝置④中的外加電源拆去，用導(dǎo)線將兩個電極連接，則Fe極上發(fā)生的反應(yīng)是_______________________________________。
【解析】 (1)電解池的標(biāo)志是有外加電源，①③④中都有直流電源，都是電解池，③中陽極為活性電極Zn，反應(yīng)為：Zn－2e－===Zn2＋，陰極反應(yīng)為：Zn2＋＋2e－===Zn，故溶液濃度基本不變。(2)裝置④中就是用惰性電極電解氯化鉀溶液，生成氫氣、氯氣、KOH，其中Cl2與KOH會發(fā)生氧化還原反應(yīng)(副反應(yīng))。(3)若將裝置④中的外加電源拆去，用導(dǎo)線將兩個電極連接，與氯化鉀溶液構(gòu)成原電池，即Fe的吸氧腐蝕。
【答案】 (1)電解 原電 ③
陰極：2Cu2＋＋4e－===2Cu
陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
(2)2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up14(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(3)Fe－2e－===Fe2＋
14．(10分)如圖所示為相互串聯(lián)的甲、乙兩電解池。試回答：
甲 乙
(1)若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀，則A是________、________(填電極材料和電極名稱，下同)，電極反應(yīng)式是 _______
____________；B是________、________，電極反應(yīng)式是 _______________________________________________，
應(yīng)選用的電解質(zhì)溶液是 ________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞試液，開始電解一段時(shí)間，鐵極附近呈________色。
(3)若甲槽陰極增重43.2 g，則乙槽中陽極上放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是________mL。
【解析】 (1)電解池中，與電源正極相連的是陽極，與電源負(fù)極相連的是陰極，所以A是陰極，B是陽極。電解時(shí)，通常用待鍍件制品作陰極，用鍍層金屬作陽極。用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。因此A是鐵，B是銀，電極反應(yīng)分別是Ag＋＋e－===Ag，Ag－e－===Ag＋。電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液。
(2)鐵極附近H＋放電，OH－聚集，顯堿性，使酚酞呈紅色。
(3)甲槽陰極析出銀：n(Ag)＝eq \f(43.2 g,108 g·ml－1)＝0.4 ml，乙槽中陽極上放出的氣體是氯氣：n(Cl2)＝0.2 ml，標(biāo)準(zhǔn)狀況下：V(Cl2)＝0.2 ml×22 400 mL·ml－1＝4 480 mL。
【答案】 (1)鐵 陰極 Ag＋＋e－===Ag
銀 陽極 Ag－e－===Ag＋
AgNO3溶液 (2)紅 (3)4 480
15．(10分)如圖為持續(xù)電解含一定CaCl2水溶液的裝置(以鉑為電極)，A為電流表。電解一段時(shí)間t1后，將CO2持續(xù)通入電解液中。
(1)電解時(shí)，F(xiàn)極發(fā)生________(填“氧化”或“還原”，下同)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：_________________________________，
E極發(fā)生________反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：_________________________________，
電解總反應(yīng)式為：_________________________________。
(2)通電后E極處溶液呈________。
(3)持續(xù)通入CO2發(fā)生的現(xiàn)象有：___________________________。
【解析】 溶液中含有Ca2＋、H＋、Cl－、OH－，通電時(shí)，Ca2＋、H＋移向陰極，由于H＋放電能力比Ca2＋強(qiáng)，在E極上發(fā)生反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑；Cl－、OH－移向陽極，Cl－在陽極放電：2Cl－－2e－===Cl2↑，電解至t1后，溶液中OH－濃度增大，通入CO2后會有CaCO3沉淀生成，繼續(xù)通入CO2，沉淀又消失。
【答案】 (1)氧化 2Cl－－2e－===Cl2↑ 還原 2H＋＋2e－===H2↑ CaCl2＋2H2Oeq \(=====,\s\up14(電解))Ca(OH)2＋H2↑＋Cl2↑
(2)紅色
(3)先出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)通CO2，沉淀又消失
16．(10分)下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 g 5.00 %的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。
接通電源，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得丙中K2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：
(1)電源的N端為________極；
(2)電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________________；
(3)列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：_______________________________；
(4)電極c的質(zhì)量變化是________g。
【解析】 由題中信息c的電極質(zhì)量增加知：c極上析出銅，故c為陰極，d為陽極，e為陰極，f為陽極。
(1)N為正極，M為負(fù)極，a為陰極，b為陽極。
(2)甲燒杯中b極上發(fā)生反應(yīng)為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。
(3)電解K2SO4溶液實(shí)際上是電解水，設(shè)電解水的質(zhì)量為m，則100 g×10.00%＝(100 g－m)×10.47%，解得m＝4.5 g，即0.25 ml H2O，每電解2 ml H2O轉(zhuǎn)移4 ml電子，故整個裝置轉(zhuǎn)移0.5 ml電子，產(chǎn)生O2的體積為V＝n·Vm＝eq \f(0.5 ml,4)×22.4 L·ml－1＝2.8 L。(4)c極上析出銅的質(zhì)量為eq \f(0.5 ml,2)×64 g·ml－1＝16 g。
【答案】 (1)正 (2)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)水減少的質(zhì)量：100 g×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1－\f(10.00%,10.47%)))＝4.5 g 生成O2的體積：eq \f(4.5 g,18 g·ml－1)×eq \f(1,2)×22.4 L·ml－1＝2.8 L
(4)16

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