一、選擇題(本題包括16個小題，每小題3分，共48分)
1．某學生設計一水果電池：他把一鐵釘和碳棒用導線連接好，然后將鐵釘和碳棒平行插入一新鮮西紅柿中，再在導線中接一個靈敏電流計．據此下列敘述正確的是 (　　)
A．電流計指針不會發(fā)生偏轉
B．金屬鐵會被腐蝕
C．碳棒作負極
D．鐵表面有氣體逸出
解析：該水果電池中，鐵釘為負極，碳棒為正極，電流計指針會發(fā)生偏轉，碳棒表面產生氣泡．
答案：B
2．以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如下圖所示．關于該電池的敘述正確的是(　)
A．該電池能夠在高溫下工作
B．電池的負極反應為：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋
C．放電過程中，H＋從正極區(qū)向負極區(qū)遷移
D．在電池反應中，每消耗1 mol氧氣，理論上能生成標準狀況下CO2氣體22.46 L
解析：微生物在高溫下會因蛋白質變性而死亡，所以該電池不能在高溫下工作；該燃料電池的原理
為：C6H12O6＋6O2===6CO2↑＋6H2O，根據總反應方程式可書寫出電極反應方程式，負極為C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋，正極為6O2＋24e－＋24H＋===12H2O；從電極反應方程式顯而易見，H＋應從負極移向正極；從總反應方程式可見，每生成1 mol CO2消耗1 mol O2.
答案：B
3．以硫酸銅溶液作電解液，對含有雜質Fe、Zn、Ag的粗銅進行電解精煉．下列敘述正確的是(　)
①粗銅與直流電源負極相連
②陰極發(fā)生的反應為Cu2＋＋2e－===Cu
③電路中每通過3.01×1023個電子，得到的精銅質量為16 g
④雜質Ag以Ag2SO4的形式沉入電解槽形成陽極泥
A．①③　　　　　　　　B．②④
C．③④ D．②③
解析：粗銅作陽極，與電源正極相連；雜質Ag以單質的形式形成陽極泥．
答案：D
4．下列圖示中關于銅電極的連接錯誤的是 (　　)
解析：鍍件上鍍銅時，銅應做陽極，與電源正極相連，鍍件做陰極，與電源負極相連．
答案： C
5．如圖所示，下列關于實驗現象的描述正確的是 (　　)
a電極b電極X溶液實驗現象
A石墨石墨CuCl2a電極質量增加，b電極放出無色氣體
BFe石墨KNO3a電極質量增加，b電極放出無色氣體
CFeCuCuSO4a電極質量增加，b電極質量減少
D石墨石墨HCla電極放出無色氣體，b電極放出無色氣體
解析：這是一個電解裝置，其中A、D選項中是惰性電極，且電解液都含有氯離子，所以b電極應
該放出淡黃綠色的氣體(氯氣)；B選項中的a電極質量不變；C選項中所組成的電解池相當于電鍍池，其中b電極的銅溶解，質量減少，而a電極上析出銅，質量增加．
答案：C
6．觀察下列幾個裝置示意圖，有關敘述正確的是 (　　)
A．裝置①中陽極上析出紅色固體
B．裝置②的待鍍鐵制品應與電源正極相連
C．裝置③中外電路電子由a極流向b極
D．裝置④的離子交換膜允許陽離子、陰離子、水分子自由通過
解析：本題考查原電池和電解池的應用．裝置①陽極上Cl－放電，發(fā)生氧化反應：2Cl－－2e－===Cl2↑，
A錯；裝置②待鍍鐵制品放電，發(fā)生還原反應Cu2＋＋2e－===Cu，與電源負極相連，B錯；裝置④的離子交換膜只允許陽離子自由通過，D錯．
答案：C
7．當電解質溶液為氫氧化鉀水溶液的氫氧燃料電池電解飽和碳酸鈉溶液一段時間，假設電解時溫度不變且用惰性電極，下列說法正確的是(　　)
A．當電池負極消耗m g氣體時，電解池陽極同時有m g氣體生成
B．電池的負極反應式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．電解后c(Na2CO3)不變，且溶液中有晶體析出
D．電池中c(KOH)不變；電池中溶液pH變大
解析：堿性氫氧燃料電池負極反應為：H2－2e－＋2OH－==2H2O，正極反應為O2＋4e－＋2H2O==4OH－，總反應式為2H2＋O2===2H2O，電解質KOH的物質的量不變，但因生成水使c(KOH)減小，pH變小，B、D錯誤；電解池陽極反應為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故電池負極消耗m g H2時，電解池陽極有8m g O2生成，A錯誤；電解飽和Na2CO3溶液，實際被電解的物質為水，故電解過程中會析出Na2CO3?10H2O晶體，但c (Na2CO3)不變，C正確．
答案：C
8．工業(yè)上利用氫氣在氯氣中燃燒，所得產物再溶于水的方法制鹽酸，流程復雜且造成能量浪費。有
人設想利用原電池原理直接制備鹽酸的同時，獲取電能，假設這種想法可行，下列說法肯定錯誤的是（ ）
A．兩極材料都用石墨，用稀鹽酸作電解質溶液
B．通入氫氣的電極為原電池的正極
C．電解質溶液中的陽離子向通氯氣的電極移動
D．通氯氣的電極的反應式為Cl2＋2e－===2Cl－
解析：由題可知總反應為H2＋Cl2===2HCl，H2發(fā)生氧化反應，通入H2的電極為原電池的負極，反
應為H2－2e－===2H＋，正極反應為Cl2＋2e－===2Cl－.原電池工作時電解質溶液中離子的移動方向是：陽離子向正極移動，陰離子向負極移動．
答案：B
9．如圖為電解飽和食鹽水的簡易裝置，下列有關說法正確的是(　　)
A．電解一段時間后，往蛋殼中溶液中滴加幾滴酚酞，呈紅色
B．蛋殼表面纏繞的鐵絲發(fā)生氧化反應
C．鐵絲表面生成的氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍
D．蛋殼可阻止生成的氯氣與氫氣、氫氧化鈉溶液接觸
解析：由圖可知，蛋殼表面的鐵絲為陰極，發(fā)生反應：2H＋＋2e－===H2↑，碳棒為陽極，發(fā)生反應：
2Cl－－2e－===Cl2↑，故往蛋殼中滴加酚酞，溶液不會變紅．鐵絲為陰極，受到保護，附近H＋發(fā)生還原反應，故選D.
答案：D
10．鎳鎘(Ni－Cd)可充電電池在現代生活中有廣泛應用．已知某鎳鎘電池的電解質溶液為KOH溶液，
其充、放電按下式進行：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，有關該電池的說法不正確的是 (　　)
A．放電時化學能不能全部轉化為電能
B．放電時Cd為該電池的負極，充電時這一端應接直流電源的正極
C．放電時該電池的正極反應為：
NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
D．充電時，陰極反應為：Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－
解析：放電時并不能把化學能全部轉化為電能，只能部分轉化成電能．放電時發(fā)生原電池反應，Cd
失去電子被氧化，做負極，充電時，這一端發(fā)生還原反應，應接直流電源的負極，B錯誤．
答案：B
11．用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水(含Cl－、Br－、Na＋、Mg2＋)的裝置如下圖所示(a、b為石墨電極)．下
列說法中，正確的是 (　　)
A．電池工作時，正極反應式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．電解時，a電極周圍首先放電的是Br－而不是Cl－，說明當其他條件相同時前者的還原性強于后者
C．電解時，電子流動路徑是：負極→外電路→陰極→溶液→陽極→正極
D．忽略能量損耗，當電池中消耗0.02 g H2時，b極周圍會產生0.04 g H2
解析：A項中正極反應式為：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；電解時，a電極與原電池正極相連，為電解
池的陽極，由于Br－的還原性強于Cl－，因此Br－先放電，B正確；C項中，在電解池內部，溶液是通過陰陽離子的定向移動導電；在整個閉合電路中，轉移的電子的物質的量相等，D選項錯誤．
答案：B
12．按如下圖所示裝置進行實驗(其中C1、C2均是石墨電極)，下列說法中錯誤的是(　　)
A．甲池中，Cu極上有氣泡放出
B．發(fā)現a點附近顯紅色
C．在C1、C2電極上所產生氣體的體積比為2∶1
D．乙池溶液的pH減小
解析：依題意，甲池為原電池，乙池為電解池，甲中鋅極為負極，銅極為正極，鋅失去電子，H＋
在銅極得到電子析出氫氣，A正確；浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙相當于電解池，a極為陰極，b極為陽極，電解飽和食鹽水，在陰極區(qū)生成氫氧化鈉，濾紙變紅色，B正確；乙裝置中，C1為陽極，C2為陰極，電解稀硫酸相當于電解水，在C1極產生氧氣，在C2極產生氫氣，體積比為1∶2，C錯誤；電解過程中，乙中硫酸濃度增大，pH減小，D正確．
答案：C
13．一種由甲醇、氧氣和強堿溶液(作電解質)組成的新型手機電池，可持續(xù)使用一個月，其電池反應
為：2CH3OH＋3O2＋4OH－ 2CO2－3＋6H2O，則有關說法正確的是 (　　)
A．放電時CH3OH參與反應的電極為正極
B．放電時負極的電極反應為CH3OH＋8OH－?→CO2－3＋6H2O＋6e－
C．標準狀況下，通入5.6 L O2并完全反應后，有0.5 mol電子轉移
D．放電一段時間后，通入氧氣的電極附近溶液的pH降低
解析：A項中放電時為原電池反應，CH3OH失電子被氧化，該電極為負極；C項中5.6 L O2完全反
應，應轉移電子5.6 L22.4 L/mol×4＝1 mol；D項中氧氣得電子與水反應生成OH－，pH升高．
答案：B
14． 2008年10月8日，瑞典皇家科學院宣布美籍華裔科學家錢永健獲得2008年度諾貝爾化學獎．少
年時代，他就對化學產生了濃厚的興趣。16歲時，他憑借一個金屬易受硫氰酸鹽腐蝕的調查項目，榮獲具有“少年諾貝爾獎”之稱的著名獎項。下列說法正確的是(　　)
A．金屬腐蝕就是金屬失去電子被還原的過程
B．將水庫中的水閘(鋼板)與外加直接電源的負極相連，正極連接到一塊廢鐵上可防止水閘被腐蝕
C．由原電池原理知所有的合金都比純金屬更易被腐蝕
D．銅板上的鐵鉚釘處在潮濕的空氣中發(fā)生：Fe－3e－===Fe3＋，從而形成鐵銹，但此過程銅不被腐蝕
解析：A項，金屬腐蝕是金屬失去電子被氧化的過程；B項，水閘作電解池的陰極，根據電解原理
可知水閘被保護；C項，有些合金(如不銹鋼)由于金屬的內部組織結構被改變而比純金屬更難被腐蝕；D項，鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時，發(fā)生的電極反應為Fe－2e－===Fe2＋。
答案：B
15．按如圖所示裝置進行下列不同的操作，其中不正確的是 (　　)
A．鐵腐蝕的速度由大到小的順序是：只接通K1>只閉合K3>都斷開>只閉合K2
B．只接通K1，一段時間后，U形管中出現白色沉淀
C．只接通K2，U形管左、右兩端液面均下降
D．先只接通K1，一段時間后，漏斗液面上升，然后再只接通K2，漏斗液面下降
解析：只閉合K1，鐵作陽極電解氯化鈉溶液，鐵失電子生成Fe2＋，H2O在陰極得電子生成H2和OH
－，Fe2＋和OH－擴散到U形管底部相遇生成白色氫氧化亞鐵沉淀，B項正確．只接通K2，鐵作陰極，不能失電子，陰極生成氫氣，石墨電極上生成氯氣，C項正確．綜上分析只接通K1鐵腐蝕速率最快；只閉合K3，形成原電池，鐵腐蝕的速率次之；都斷開時鐵自然腐蝕；而只接通K2時鐵作陰極被保護，腐蝕速率最慢，故A項正確．
答案：D
16．LiFePO4新型鋰離子動力電池以其獨特的優(yōu)勢成為奧運會綠色能源的新寵．已知該電池放電時的
電極反應式為：正極FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，負極Li－e－===Li＋.下列說法中正確的是(　　)
A．充電時的總反應為FePO4＋Li===LiFePO4
B．充電時動力電池上標注“＋”的電極應與外接電源的正極相連
C．放電時電池內部Li＋向負極移動
D．放電時，在正極上是Li＋得電子被還原
解析：放電時，＋3價鐵在正極得電子被還原為＋2價鐵，Li在負極失電子生成Li＋，Li＋向正極移
動，C、D不正確．充電時的總反應為LiFePO4===FePO4＋Li，A不正確．電池的正極在充電時作陽極，與外接電源的正極相連，B正確．
答案：B
二、非選擇題(本題包括6個小題，共52分)
17．(6分)某校化學研究性學習小組欲設計實驗驗證Fe、Cu的金屬活動性，他們提出了以下兩種方案．請
你幫助他們完成有關實驗項目：
方案Ⅰ：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，觀察產生氣泡的快慢，據此確定它們的活動性．該原理的離子方程式為
________________________________________________________________________.
方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作電極設計成原電池，以確定它們的活動性．試在下面的方框內畫出原電池裝置圖，標出原電池的電極材料和電解質溶液，并寫出電極反應式．
正極反應式：____________________________________________________.
負極反應式：_________________________________________________________.
方案Ⅲ：結合你所學的知識，幫助他們再設計一個驗證Fe、Cu活動性的簡單實驗方案(與方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：______________________，用離子方程式表示其反應原理：_____________________________________________________________.
解析：方案Ⅰ：鐵與酸反應而銅與酸不反應．
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
方案Ⅱ：設計原電池時以鐵、銅為電極，電解質溶液應能與電極反應，實驗現象應比較明顯．
方案Ⅲ：設計簡單實驗時注意原理與方案Ⅰ及方案Ⅱ的原理不同，且現象明顯，操作簡單．
答案：Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
Ⅱ：
正極：2H＋＋2e－===H2↑
負極：Fe－2e－===Fe2＋
Ⅲ：將鐵片置于CuSO4溶液中，一段時間后觀察Fe表面是否有金屬銅析出
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
18．(8分)在如圖所示的裝置中，若通入直流電5 min時，銅電極質量增加2.16 g，試回答：
(1)電源電極X名稱為______________．
(2)pH變化：A__________，B__________，C_______________.
(填“增大”“減小”或“不變”)
(3)通電5 min時，B中共收集224 mL氣體(標準狀況)，溶液體積為200 mL.則通電前CuSO4溶液的物質的量濃度為______________(設電解前后溶液體積無變化)．
(4)若A中KCl溶液的體積也是200 mL，電解后，溶液的pH為____________(設電解前后溶液體積無變化)．
解析：(1)C裝置的銅電極質量增加，說明銅極上有金屬析出，即溶液中的銀離子被還原生成銀單質，故銅極為陰極，由此可確定X極為負極．
(2)A裝置電解KCl溶液，生成氫氣、氯氣和氫氧化鉀．B裝置生成Cu、O2和H2SO4，溶液中氫離子濃度增大．C裝置陰極析出銀單質，陽極上的銀失去電子變成銀離子，理論上溶液的物質的量濃度不變．
(3)B裝置兩極上電子轉移的數目與C裝置中轉移的電子數目相同．C裝置中轉移的電子為2.16 g108 g/mol＝0.02 mol.經判斷，B裝置兩極上的反應為：
陰極：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑
陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
根據題意可得：
2n(H2)＋2n(Cu)＝4n(O2)＝0.02 mol，
n(H2)＋n(O2)＝224 mL22 400 mL/mol，
解得n(Cu)＝0.005 mol，CuSO4溶液的物質的量濃度為：0.005 mol/0.2 L＝0.025 mol/L
(4)A裝置的反應為：
2KCl＋2H2O=====電解2KOH＋H2↑＋Cl2↑
即反應中電子轉移的物質的量與生成的氫氧根離子的物質的量相等，為0.02 mol.
c(OH－)＝0.02 mol0.2 L＝0.1 mol/L，
故pH＝13.
答案：(1)負極　(2)增大　減小　不變　(3)0.025 mol/L
(4)13
19．(9分)Zn－MnO2干電池應用廣泛，其電解質溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液．
(1)該電池的負極材料是________．電池工作時，電子流向________(填“正極”或“負極”)．
(2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有雜質Cu2＋，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是___________________________________________________________________.欲除去Cu2＋，最好選用下列試劑中的________(填代號)．
a．NaOH　b．Zn　c．Fe　d．NH3?H2O
(3)MnO2的生產方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液．陰極的電極反應式是
________________________________________________________________________.若電解電路中
通過2 mol電子，MnO2的理論產量為________g.
解析：(1)原電池的負極是發(fā)生氧化反應的一極：Zn－2e－===Zn2＋；電池工作時，電子是從負極流向正極．
(2)Zn與Cu2＋發(fā)生氧化還原反應，生成的Cu附著在Zn的表面構成銅鋅原電池，加快反應速率，從而加快Zn的腐蝕．
(3)電解池的陰極是發(fā)生還原反應的一極：2H＋＋2e－===H2↑；每生成1 mol MnO2需轉移2 mol電子，故每通過2 mol電子，理論上生成1 mol MnO2，質量為87 g.
答案：(1)Zn(或鋅)　正極
(2)鋅與還原出的銅構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕　b
(3)2H＋＋2e－===H2↑　87
20．(9分)觀察圖A、B、C，回答下列問題：
(1)把一塊純凈的鋅片插入裝有稀硫酸的燒杯里，可觀察到鋅片上有氣泡，再平行插入一塊銅片，可觀察到銅片____________(填“有”或“沒有”)氣泡產生．再用導線把鋅片和銅片連接起來(見圖A)，組成一個原電池，負極為________，正極的電極反應式為__________________________．
(2)如果燒杯中最初裝入的是2 mol/L 500 mL的稀硫酸溶液，構成銅鋅原電池(見圖B，假設產生的氣體沒有損失)，當在標準狀況下收集到11.2 L 的氫氣時，則此時燒杯內溶液中溶質的物質的量濃度分別為(溶液體積變化忽略不計)__________、__________.
(3)如果電極材料分別是鐵片和石墨并進行連接，插入氯化鈉溶液中(見圖C)，放置數天后，主要發(fā)生__________________________________________________
電化學腐蝕，寫出正極的電極反應式________________________________．
(4)生活中利用原電池原理生產了各種各樣的電池，廢電池必須進行集中處理的問題已被提到議事日程，其最主要原因是________．
A．回收利用電池外殼的金屬
B．防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤、水源的污染
C．防止電池中滲泄的電解液腐蝕其他物品
D．回收其中的石墨電極
解析：鐵跟碳相連接插入食鹽水中，由于食鹽水顯中性，且食鹽水必定會溶解有少量氧氣，所以會發(fā)生吸氧腐蝕．
答案：(1)沒有　鋅
2H＋＋2e－===H2↑
(2)c(H2SO4)＝1 mol/L
c(ZnSO4)＝1 mol/L
(3)吸氧　O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(4)B
21．(8分) Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器．該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4?SOCl2.電池的總反應可表示為：4Li＋2SOCl2 ===4LiCl ＋S ＋SO2.
請回答下列問題：
(1)電池的負極材料為__________，發(fā)生的電極反應為__________________；
(2)電池正極發(fā)生的電極反應為_____________________________________；
(3)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成．如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現象是___________________________________，
反應的化學方程式為________________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析：分析反應的化合價變化，可得Li為還原劑，SOCl2為氧化劑．
(1)負極材料為Li(還原劑)，電極反應為Li－e－=== Li＋.
(2)正極反應式可由總反應式減去負極反應式得到：2SOCl2＋ 4 e－=== 4Cl－＋ S ＋ SO2.
(3)題中給出有堿液吸收時的產物，則沒有堿液吸收時的產物應為SO2和HCl，所以SOCl2與水反應的現象應該為出現白霧和有刺激性氣體生成．
(4)因為構成電池的兩個主要成分中Li能和氧氣、水反應，SOCl2也與水反應．
答案：(1)鋰　Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2
(3)出現白霧，有刺激性氣體生成
SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
(4)鋰是活潑金屬，易與H2O、O2反應；SOCl2也可與水反應
22．(12分)如圖，p、q為直流電源兩極，A為＋2價金屬單質X制成，B、C、D為鉑電極，接通電源，金屬X沉積于B極，同時C、D產生氣泡．試回答：
(1)p為________極，A極發(fā)生了________反應．
(2)C為_______極，試管里收集到的氣體是________；D為_______極，試管里收集到的氣體是________．
(3)C極的電極方程式是____________________________________________．
(4)在電解過程中，測得的C、D兩極上產生的氣體的實驗數據如下：
　　　時間(min)12345678910
陰極生成氣體
體積(cm3)6122029394959697989
陽極生成氣體2471116212631 3641
體積(cm3)
仔細分析以上實驗數據，請說出可能的原因是_____________________________
____________________________________________________________________.
(5)當反應進行一段時間后，A、B電極附近溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)．
(6)當電路中通過0.004 mol電子時，B電極上沉積金屬X為0.128 g，則此金屬的摩爾質量為________．
解析：(1)接通電源，X沉積于B極，說明B為陰極，則A為陽極，故(1)中q為負極，p為正極，A上發(fā)生氧化反應．
(2)H2SO4電解池中，C為陽極，C試管內得O2，D為陰極，此試管內得H2.
(4)C、D兩極所得O2、H2體積比應該為1∶2，但實驗數據由1∶3隨時間變化而增大，到達10分鐘時約為1∶2，因為開始O2溶解于溶液中．
(5)A極：X－2e－===X2＋.
B極：X2＋＋2e－===X，兩極附近pH不變．
(6)設X的摩爾質量為M g/mol，則
X2＋＋　2e－　===　　X
2 mol M g
0.004 mol 0.128 g
得M＝64.
答案：(1)正　氧化　(2)陽　氧氣　陰　氫氣
(3)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
(4)開始時C、D兩極氣體體積比為1∶3,10分鐘時約為1∶2，說明開始時氧氣溶解于溶液中
(5)不變　(6)64 g/mol


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