第四章 化学反应与电能（举一反三单元自测，浙江专用）【上好课】化学人教版选择性必修1

第四章《化学反应与电能》单元复习题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 一、选择题(本大题共16小题，每小题3分，48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1．中国海军拥有055型驱逐舰“遵义舰”等舰艇。舰艇为增强防锈能力采用了多种措施，下列利用电化学原理防锈的是( ) A．涂刷油漆 B．镶嵌锌块 C．打磨处理 D．镀铬防护 【答案】B 【解析】A项，涂刷油漆是在舰艇表面形成一层物理隔离层，将金属与空气、水等可能引发锈蚀的物质隔离开来，从而防止生锈，其原理是物理保护，没有利用电化学原理，A不符合题意；B．镶嵌锌块利用的是牺牲阳极法，属于电化学保护法，B符合题意；C．打磨处理主要是通过机械方法将舰艇表面的杂质、锈迹等去除，使表面更加光滑，C不符合题意；D．镀铬防护是在金属表面镀上一层铬，铬在空气中能形成致密的钝化膜，主要利用铬的化学稳定性和钝化膜的物理隔离作用来防止金属生锈，D不符合题意。故选B。 2．关于化学能、电能与原电池下列判断不正确的是( ) A．利用原电池装置，可以将化学能转化为电能 B．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率可高达100% C．人们日常使用的电能主要来自火力发电 D．最早使用的锌锰干电池的寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池 【答案】B 【解析】A项，原电池装置，是将化学能转化为电能的装置，故A正确； B项，燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，但是在使用过程中还伴随着放出热量，能量转化率不可高达100%，故B错误；C项，人们日常使用的电能主要来自火力发电，故C正确；D项，最早使用的锌锰干电池电解质溶液显酸性容易腐蚀锌皮，寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池，故D正确；故选B。 3．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是( ) A．氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e-=4OH- B．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应为Fe-2e-=Fe2+ C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应为Cu-2e-=Cu2+ D．铅酸蓄电池充电时，标示“+”的接线柱连电源的正极，电极反应为PbSO4(s)-2e-+2H2O(l)=PbO2(s)+4H+(aq)+ SO4 2-(aq) 【答案】D 【解析】氢氧燃料电池中，负极上燃料失电子，A项错误；钢铁发生电化学腐蚀时，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，B项错误；粗铜精炼时，与电源正极相连的是粗铜，C项错误；铅酸蓄电池充电时，标示“+”的接线柱连电源的正极，作阳极，失电子发生氧化反应，电极反应为PbSO4(s)-2e-+2H2O(l)=PbO2(s)+4H+(aq)+ SO4 2-(aq)，D项正确。 4．粗铜中含有锌、铁、金、银等杂质，通过电解法将其精炼，下列说法不正确的是( ) A．粗铜与电源的正极相连发生氧化反应：Cu-2e－= Cu2+ B．精铜作为阴极材料，不参与电极反应，电解过程中逐渐变粗 C．用CuSO4作电解质溶液，电解过程中CuSO4溶液浓度略减小 D．锌、铁、金、银等杂质沉积在阳极周围，成为阳极泥 【答案】D 【解析】电解法精炼粗铜时，阴极(纯铜)的电极反应式：Cu2++2e－=Cu(还原反应)，含有其他活泼金属原子放电，阳极(粗铜)的电极反应式：Cu-2e－=Cu2+(氧化反应)，相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。A项，粗铜与电源的正极相连发生失电子的氧化反应：Cu-2e－= Cu2+，故A正确；B项，铜作为阴极材料，不参与电极反应，电极反应式：Cu2++2e－=Cu(还原反应)，电解过程中不断生成铜，使材料逐渐变粗，故B正确；C项，根据上述分析可知，用CuSO4作电解质溶液，电解过程中会形成阳极泥，根据电子转移数守恒可知，消耗的铜离子会略大于生成的铜离子，即CuSO4溶液浓度略减小，故C正确；D项，相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥，如金、银等金属杂质，但锌、铁会以离子形式存在于溶液中，故D错误；故选D。 5．(2026·浙江丽水发展教育共同体高二期中)关于如图所示各装置的叙述中，正确的是( ) A．装置①总反应式为2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+ B．若装置②中的溶液为氯化铜溶液，则c极上有红色物质析出 C．利用装置③，可以探究电解过程中阴离子的移动方向 D．装置④电解足量NaCl溶液一段时间，加HCl气体可使溶液复原 【答案】C 【解析】A项，由图可知，装置①为原电池，金属性强于铜的铁为负极、铜为正极，总反应的方程式为2Fe3+＋Fe=3Fe2+，故A错误；A项，由图可知，装置②为电解池，c极连通电源正极，失电子，发生电极反应方程式为2Cl--2e-=Cl2↑，故B错误；C项，由图可知，装置③闭合K时，紫色的MnO4-将朝向电源正极移动，故C正确；D项，由图可知，装置④为电解池，Cu极连通电源正极，若电解液为NaCl溶液，则总反应的方程式为Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑，故加入HCl气体无法使溶液复原，故D错误；故选C； 6．(2025·宁波市奉化区高二期末)ClO2是国家卫健委专家推荐的高效、安全的消毒用品。某电解法制备ClO2的装置如图所示，下列有关说法不正确的是( ) A．a电极为电源的正极 B．生成NCl3和H2的物质的量比为1：3 C．转移2mol电子后，阴极区加入2molHCl可复原 D．二氧化氯发生器中生成的X溶液的主要溶质为 【答案】D 【解析】根据装置图分析，与直流电源b电极相连的电极有H2生成，电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑，故b为直流电源负极，a为直流电源正极，在电解池中，左侧为阳极区，右侧为阴极区，电解质溶液Cl-通过阴离子交换膜进入阳极区，NH4+在Cl-作用下在阳极失去电子、发生氧化反应生成NCl3和H＋，电极反应式为NH4++3Cl--6e-=NCl3+4H+，NCl3在ClO2发生器中与亚氯酸钠溶液反应生成ClO2、NH3、NaCl和NaOH，反应的化学方程式为NCl3+6NaClO2+3H2O=== 6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl+3NaOH。A．根据上述分析可知，a电极为电源的正极，A项正确；B．根据电极反应2H＋＋2e-=H2↑、NH4++3Cl--6e-=NCl3+4H+及得失电子数目守恒可知，生成NCl3和H2的物质的量比为1：3，B项正确；C．阴极区变化有电极反应2H＋＋2e-=H2↑及Cl-通过阴离子交换膜进入阳极区，转移2mol电子时，有2mol H＋参加反应，2molCl-移向阳极区，则阴极区加入2molHCl可复原，C项正确；D．二氧化氯发生器中发生反应为NCl3+6NaClO2+3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl+3NaOH，故X溶液的主要溶质为NaCl和NaOH，D项错误；故选D。 7．(2025·浙江省Z20名校联盟高三开学考试)表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．图中铁钉上的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 D．图中，会出现蓝、红、蓝三个色块 【答案】B 【解析】图A中，根据题中条件可知，形成原电池，其中铁为负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，铜为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；图B中，根据题中条件可知，形成原电池，其中锌作负极，电极反应式为：Zn－2e-=Zn2＋，铁作正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。A项，B中铁为正极，锌为负极，是牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；B项，图B中铁作正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误；C项，该装置形成原电池，所以离子在半凝固态的琼脂内可定向移动，故C正确；D项，此时铁作负极，发生氧化反应，其电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀，铜作正极，其电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，生成氢氧根，所以铜电极附近变红，由于铜裹在铁的中段，所以琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块，故D正确；故选B。 8．我国科学家设计可同时实现H2制备和海水淡化的新型电池，装置示意图如图。 下列说法不正确的是( ) A．电极a是正极 B．电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O C．每生成1molN2，有2molNaCl发生迁移 D．离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜 【答案】C 【解析】该装置为原电池，电极a上氢离子得电子生成氢气，则a为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，电极b上，N2H4在碱性条件下失去电子生成N2，b为负极，电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，根据电解池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，则钠离子经c移向左侧(a)，氯离子经d移向右侧(b)，c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜。A项，电极a是正极，A正确；B项，电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，B正确；C项，根据N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，每生成1molN2，转移4mol电子，根据电荷守恒，有4molNaCl发生迁移，C错误；D项，离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜，D正确；故选C。 9．直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是( ) A．电池工作时，电极I电势低 B．电极Ⅱ的反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O C．电池总反应为：2H2O2=2H2O+O2↑ D．当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g 【答案】C 【解析】电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I为负极，电极Ⅱ为正极，负极：H2O2-2e-+2OH-=O2↑+2H2O，正极：H2O2+2e- +2H+=2H2O。A项，电池工作时，电势低的是负极，电子从负极流向正极，故电极I电势低，A正确；B项，电极Ⅱ为正极，电极反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O，B正确；C项，该电池放电过程中，负极区的OH-来自KOH，正极区的 H+来自H2SO4，K+通过阳离子交换膜进入正极区与硫酸根结合生成K2SO4，因此电池总反应为：2H2O2+2KOH+H2SO4=K2SO4+4H2O+O2↑，C错误；D项，当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的K+为0.1mol，即3.9g，D正确； 故选C。 10．工业生产中的二氧化碳过度排放加剧了地球的温室效应，某科技工作团队研究利用电化学将其转化为CO作为燃料再利用，转化的基本原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．M为电池负极，电池工作一段时间，M极附近溶液pH不变 B．N为电池正极，电极反应式为CO2+2e-=CO+O2- C．穿过“交换膜”的箭头表示的是溶液中质子的移动方向 D．电路中转移1mol电子时，极电解质溶液增重8 g 【答案】C 【解析】A项，根据图示，M极上水失电子放出氧气，M电极发生氧化反应，M为电池负极，负极反应式是2H2O-4e-=4H++O2↑，电池工作一段时间，M极附近溶液pH降低，故A错误；B项，根据图示，N极上二氧化碳得电子生成一氧化碳，N电极发生还原反应，N为电池正极，电极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O，故B错误；C项，原电池中阳离子向正极移动，N是正极，穿过“交换膜”的箭头表示的是溶液中质子的移动方向，故C正确；D项，根据CO2+2e-+2H+=CO+H2O，电路中转移1mol电子时，N极生成0.5mol水，电解质溶液增重9 g，故D错误；故选C。 11．海上光伏作为新能源体系的重要组成部分，正迎来规模化发展的历史性机遇。海洋环境具有高湿度、高盐度等特征，对于光伏系统支撑结构造成严峻威胁，使得海上光伏电站需要具有更高要求的耐腐蚀性能。下列说法错误的是(　　) A．海水的一般在，对光伏系统支撑结构的腐蚀主要是吸氧腐蚀 B．相比于海洋底泥区，浪花飞溅区钢结构生锈更严重 C．在牺牲阳极的阴极保护法中，光伏系统支撑结构与直流电源的负极相连 D．钢结构生锈时的电极反应式为 【答案】C 【解析】海水的一般在，是弱碱性环境，对光伏系统支撑结构的腐蚀主要是吸氧腐蚀，A正确；吸氧腐蚀时氧气含量越高腐蚀越严重，浪花飞溅区氧含量高，故钢结构生锈更严重，B正确；在牺牲阳极的阴极保护法中，光伏系统支撑结构与比铁活泼的金属相连，牺牲活泼金属保护光伏系统支撑结构作正极，C错误；钢结构生锈时的电极反应式为，D正确；故选C。 12．(2025·浙江省湖州、衢州、丽水高三三地市一模)已知水中溶解氧随含盐量的增加而递减。下图为某实验小组探究铁片(含杂质)吸氧腐蚀的示意图： 下列说法正确的是( ) A．闭合K1时，电极A为正极，发生还原反应 B．闭合K2时，电极C的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH- C．断开K2时，铁片D比闭合时的腐蚀更严重 D．为增强铁锅的防护，应在洗净擦干的锅里加适量食盐水 【答案】C 【解析】闭合K1时，该装置为原电池，发生吸氧腐蚀，A电极上 Fe易失电子发生氧化反应，则铁片A电极为负极，铁片B 电极上O2得电子发生还原反应，则铁片B电极为正极；闭合K2时，该装置为浓差原电池，左侧烧杯中溶液浓度大于右侧，电子从铁片C电极流向铁片D电极，C为负极、 D为正极。A项，闭合K1时，A电极为负极，发生氧化反应，A错误；B项，闭合K2时，浓度高的一侧为负极，电极C上电极反应为Fe-2e-=Fe2+，B错误；C项，闭合K2时，铁片C为负极、铁片D为正极，铁片D电极被保护，断开K2时，铁片C、铁片D各自形成原电池，Fe都作负极，铁片D电极被腐蚀，所以断开K2时，铁片D比闭合 K2时的腐蚀更严重，C正确；D项，铁锅中含有Fe和其它金属，中性溶液中Fe锅易发生吸氧腐蚀，所以为增强铁锅的防护，应洗净擦干铁锅，若加入适量食盐水，铁会发生吸氧腐蚀，无法起到铁锅防护的目的，D错误；故选C。 13．(2025·浙江省第一届NBchem高三选考模拟考试)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，比如Ag来避免能量损耗 【答案】B 【解析】钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，受到保护。A项，钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，电流由钢铁制品经过导线流向Mg，A错误；B项，镁作负极，Mg失去电子生成Mg2+，Mg2+在潮湿的环境中会水解转化为Mg(OH)2，B正确；C项，Mg为活泼金属，可作为牺牲阳极，则将Mg与钢铁输水管相连是用牺牲阳极法保护钢铁输水管，C错误；D项，Fe比Ag活泼，若选用Ag作为导体，Ag与钢铁制品形成原电池，钢铁制品作负极会被腐蚀，D错误；故选B。 14．光催化电极可以在太阳光照下实现对设备进行充电，该电池工作原理如下图所示。放电时Na2S转化为Na2S4，下列有说法错误的是( ) A．充电时，石墨电极为做阴极 B．充电时，光催化电极的电极反应式为：3I--2e-=I3- C．放电时，石墨电极发生还原反应 D．放电时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少4.6g，外电路转移0.2mole- 【答案】C 【解析】由题干电池工作原理图示信息可知，放电时石墨电极上的反应为：4S2--6e-=S42-，发生氧化反应，为负极，光催化电极上的反应为：I3-+2e-=3I-，发生还原反应，为正极；充电时，石墨电极上的电极反应为： S42-+6e-=4S2-，发生还原反应，为阴极，光催化电极上的电极反应为：3I--2e-=I3-，发生氧化反应，为阳极。A项，由分析可知，充电时，石墨电极为做阴极，A正确；B项，充电时，光催化电极为阳极，电极反应式为：3I--2e-=I3-，B正确；C项，放电时石墨电极上的反应为：4S2--6e-=S42-，发生氧化反应，C错误；D项，由分析可知，放电时，石墨电极为负极，光催化电极为正极，为维持电荷守恒，左侧钠离子透过离子交换膜移向右侧，放电时当外电路转移1mol电子时，1mol钠离子从左室迁移到右室，离子交换膜左室电解质溶液质量减少23g，则放电时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少4.6g(为0.2mol钠离子)，外电路转移0.2mole-，D正确；故选C。 15．(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考)电化学合成氨进一步提高了人类合成氨的产量。现采用双极膜(H2O解离出H+、OH-分别移至两级室溶液)，通过电解KNO3溶液制取氨，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电极b接电源的负极 B．电解一段时间后I室的pH值增大 C．双极膜中H2O解离出的H+向电极b极移动 D．理论上电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为2：1 【答案】B 【解析】该装置为电解池装置，I室中a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，为电解池阴极，则II室中b电极为电解池阳极，发生电极反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋。A项，根据分析可知，电极b为阳极，应与电源正极相连，A错误；B项，I室中a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，溶液中氢离子浓度减少，则电解一段时间后I室的pH值增大，B正确；C项，电解池中阳离子向阴极移动，即双极膜中H2O解离出的H+向电极a极移动，C错误；D项，结合a电极发生电极反应：NO3-+8e-+9H+=NH3↑＋3H2O，b电极发生电极反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋，根据得失电子守恒可知，电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为1：2，D错误；故选B。 16．(2025·浙江省名校协作体三开学测试)某研究团队通过膜电解法制得纯碱，甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱，其装置如图所示。其中膜a、b为离子交换膜，双极膜c在直流电的作用下，中间界面层水发生解离产生H+和OH-。下列说法正确的是( ) A．膜a为阴离子交换膜 B．制得7.5g甘氨酸，盐室1增重2.2g C．碱室2反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+ D．一段时间后，碱室1浓度变小，碱室2浓度变大 【答案】B 【解析】由题干装置图可知，要通过膜电解法制得纯碱，甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱，则盐室2中产生甘氨酸，即双极膜c中的H+向左移动，则电极A为阴极，电极反应为：2HCO3-+2e-=H2↑+2CO32-，电极B为阳极，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，盐室2中Na+经过膜a极阳离子交换膜进入盐室1，碱室2中Na+经膜b进入碱室1。A项，膜a为阳离子交换膜，A错误；B项，由H2NCH2COO-+H+=H2NCH2COOH可知，制得7.5g甘氨酸即=0.1mol，则电路上通过0.1mole-，即由0.1molNa+由盐室2进入盐室1，同时盐室1中产生0.05molH2，即盐室1增重0.1mol×23g/mol-0.05mol×2g/mol=2.2g，B正确；C项，碱室2反应式：4OH--4e-=O2↑+2H2O，C错误；D项，一段时间后，碱室1浓度变大，碱室2浓度变小，D错误；故选B。 二、填空题(本大题共5小题，共52分) 17．(10分)电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则： ①电解池中X极上的电极反应式为_______，在X极附近观察到的现象是_______。 ②检验Y电极上电极反应产物的方法是_______。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则： ①X电极的材料是_______，电极反应式为_________________。 ②溶液中的c(Cu2＋)与电解前相比_______(填“变大”、“变小”或“不变”) (3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极Y上发生的反应为_________________，电解池盛放的电镀液可以是_________________。 (4)若Y极为铜锌合金，X极为纯铜，且电解质溶液中含有足量的Cu2+，通电一段时间后，若阳极恰好完全溶解，此时阴极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g，则合金中Cu、Zn的物质的量之比为______。 【答案】(1)①2H2O＋2e－=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑ (1分) 有气体放出，溶液变红(1分) ②把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，说明生成了Cl2(1分) (2)① 纯铜(1分) Cu2＋＋2e－=Cu(1分) ②变小(1分) (3)Zn－2e－=Zn2＋(1分) ZnCl2或 ZnSO4(答案不唯一，合理即可) (1分) (4)3:1(2分) 【解析】(1)①和电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，即2H2O＋2e－=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，所以X电极附近OH-浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红；②和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl--2e-=Cl2↑，氯气和碘化钾反应生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气，如果湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，就说明生成的氯气；(2)①电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以X电极材料是纯铜，该电极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为：Cu2++2e-═Cu；②阳极上铜和其它较活泼的金属失电子，阴极上只有Cu2+得电子，根据电子守恒知，析出的铜大于溶解的铜，则溶液中Cu2+浓度变小；(3)电镀时，镀层锌作阳极，镀件作阴极，阳极上电极反应式为Zn2++2e-═Zn，电解池中电解质溶液是含有Zn2+的盐溶液，如ZnCl2或 ZnSO4溶液。(4)从装置中看Y电极是阳极，X电极是阴极，锌比铜活泼，优先铜放电，然后铜再放电。反应过程  阳极：Zn-2e-=Zn2+ ，Cu-2e-=Cu2+，阴极：Cu2+ +2e-=Cu；第一个阶段，溶液质量增加，第二阶段溶液质量不变；设合金中铜锌的物质的量分别是x 、y，所以由电子转移守恒可得：65g/moly-64g/moly=0.03g，64g/mol(x+y)=7.68g，x=0.09mol，y=0.03mol，  所以可得x：y = 3︰1 。 18．(10分)(2025·浙江省杭州师大附中高二期末)微型电池与微生物电解池在医疗、工业生产方面有着广泛的应用。 I.一种可植入体内的微型电池工作原理如图1所示，当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作(血糖浓度以葡萄糖浓度计)。 (1) CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)的相互转变在该反应中起 作用。 (2)血液中的在电场驱动下的迁移方向为 (填“a→b”或“b→a”)。 (3)为 极，该电极上发生的反应有C6H12O6+2CuO=C6H12O7+Cu2O和 。 II.我国是能耗大国，借助葡萄糖水溶液在微生物电解池中强化制氢也是解决能源消耗的一项重要研究课题，下图2MEC是微生物电解池，图3MFC是微生物燃料电池。 (4)若图2MEC装置中阴极产生的气体体积在标准状况下为4.48L，电路中通过的电子数为 。 (5)写出图3MFC中正极的电极反应 。 【答案】(1)催化(2分) (2)b→a(1分) (3) 负(1分) Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O(2分) (4)0.4NA(2分) (5) O2＋4H＋＋4e-=2H2O(2分) 【解析】I.由图可知，放电时为原电池，电极a上O2得电子生成OH-，则电极a为正极，电极b为负极，负极b上Cu2O失电子生成CuO、CuO氧化葡萄糖(C6H12O6)生成葡萄糖酸(C6H12O7)，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极反应为Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O、C6H12O6+2CuO=C6H12O7+Cu2O，电池总反应式为2C6H12O6+O2=2C6H12O7，放电时阳离子移向正极，阴离子移向负极；II.图2MEC是微生物电解池，H+在右侧电极得到电子生成H2，右侧电极为阴极，左侧电极为阳极，图3MFC是微生物燃料电池，O2在右侧电极得到电子生成H2O，右侧电极为正极，左侧电极为负极。 (1)b电极上CuO将葡萄糖氧化为葡萄糖酸后被还原为Cu2O，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变，因此，CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用。 (2)由分析可知，电极a为正极，电极b为负极，原电池中阳离子从负极向正极迁移，故Na+迁移方向为b→a。 (3)由分析可知，b为负极，CuO氧化葡萄糖(C6H12O6)生成葡萄糖酸(C6H12O7)和Cu2O，Cu2O在负极失电子生成CuO，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：Cu2O-2e-+2OH-=2CuO+H2O。 (4)在图 2 所示微生物电解池(MEC)中，H+在右侧电极得到电子生成H2，右侧电极为阴极，电极方程式为：2H++2e-=H2，标准状况下4.48 L H2的物质的量为0.20 mol ，需要0.40 mol电子，数目为0.4NA。 (5)O2在右侧电极得到电子生成H2O，右侧电极为正极，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：O2＋4H＋＋4e-=2H2O。 19．(9分)电化学原理在能量转化、物质制备及环境保护等领域均有广泛应用，请回答下列问题： (1)1977年，伏打电堆的发明为电化学的创建开辟了道路。某化学兴趣小组在阅读了相关资料后，想把反应3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O设计成原电池，则电池的负极材料应选择 ；正极的电极反应式为 。 (2)工业上常用电解氧化法在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质一般采用硫酸溶液，阳极的电极反应式为 。 (3)一种以液态胼(N2H4)为燃料的电池装置如图甲所示，该电池用溶液作为电解质溶液。以该燃料电池为电源电解足量的饱和CuSO4溶液以实现向铁棒上镀铜，装置如图乙所示： ①电极为燃料电池的 (填“正”或“负”)极，其电极反应式为 。 ②电极应选用的电极材料为 (填“铁”或“铜”)。 【答案】(1) 铜(1分) NO3-+4H++3e-=NO↑＋2H2O(2分) (2) 2Al+3H2O-6e-= Al2O3＋6H+(2分) (3) 负(1分) N2H4+4OH--4e-=N2↑＋4H2O(2分) 铁(1分) 【解析】(1)由方程式可知，原电池的负应选择还原剂铜、正极选择银或石墨、电解质溶液为稀硝酸，原电池工作时，负极铜失去电子发生氧化反应生成铁离子，酸性条件下，硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成一氧化氮和水，电极反应式为NO3-+4H++3e-=NO↑＋2H2O； (2)由题意可知，用电解氧化法在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜时，铝为电解池的阳极，水分子作用下铝在阳极失去电子发生氧化反应生成氧化铝和氢离子，电极反应式为2Al+3H2O-6e-= Al2O3＋6H+； (3)由图可知，甲池为燃料电池，通入液态肼的a电极为燃料电池的负极，碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，通入空气中的b电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水；乙池为电镀池，与燃料电池正极相连的c电极铜是电镀池的阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，d电极铁棒为阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；①通入液态肼的a电极为燃料电池的负极，碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑＋4H2O；②由分析可知，乙池为电镀池，d电极铁棒为阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜。 20．(11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(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)乙池为___________ (填“原电池”“电解池”“电镀池”)，A电极的电极反应式为：___________ 。 (2)丙池中F电极为___________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，写出电解时总反应的离子方程式___________。 (3)当乙池中C极质量变化10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为___________mL(标准状况)。 (4)一段时间后，断开电键K。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是___________(填选项字母)。 A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3 (5)若丙池通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和PH(不考虑CO2的溶解)，则电解过程中转移的电子___________mol， 若电解后溶液的体积为400ml，则所得溶液中氢离子的浓度___________。 【答案】(1)电解池(1分) CH3OH + 8OH- -6e-= CO32-+ 6H2O(2分) (2)阴极(1分) 2Cu2++2H2O4H++2Cu+O2↑(2分) (3)560(1分) (4)A (1分) (5)0.6 (1分) 1 mol/L(2分) 【解析】甲池为燃料电池，CH3OH为负极、发生氧化反应，电极反应式为CH3OH+8OH--6e-= CO32- +6H2O，氧气为正极发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则乙、丙装置为电解池：乙中C为阳极，D为阴极，阳极上Ag失电子生成银离子，即Ag-e-=Ag+，阴极上铜离子得电子生成Cu；丙池中石墨E电极为阳极，石墨F电极是阴极，即惰性电极电解硫酸铜，化学方程式为2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑。(1)乙池为电解池，A电极的电极反应式为：CH3OH + 8OH- -6e-= CO32-+ 6H2O； (2)丙池中F电极与燃料电池A电极即负极相连，故为阴极，电解时总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，故其离子方程式为：2Cu2++2H2O4H++2Cu+O2↑；(3)由分析可知，乙池C电极中的电极反应方程式为：Ag-e-=Ag+，故当乙池中C极质量变化10.8 g时，电路中流过的电子为：，甲池中B电极电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故理论上消耗O2的体积为 =560mL；(4) 由分析可知，乙池中电解时阳极反应式为：Ag-e-=Ag+，阴极反应式为：Cu2++2e-=Cu，从乙池中出来的为Cu单质，故一段时间后，断开电键K。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是Cu，Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，故答案为A；(5) 碱式碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入0.1mol碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]相当于加入0.2molCuO、0.1molH2O，根据生成物知，阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，根据Cu原子、H原子守恒得阴极上析出n(Cu)=0.2mol、n(H2)=0.1mol，则转移电子的物质的量=0.2mol×2+0.1mol×2=0.6mol，根据Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑可知，n(H+)=0.4mol，故若电解后溶液的体积为400ml，则所得溶液中氢离子的浓度为：。 21．(12分)某实验小组通过以下实验，探究镀件表面镀铜的最佳条件。 【查阅资料】①Cu2++2P2O74-[Cu(P2O7)2]6- K=1×109 ②Cu+在溶液中不稳定，容易发生歧化。 【实验设计】用CuSO4·5H2O、Na4P2O7·10H2O(焦磷酸钠)、添加剂配制一定浓度的电镀液，分别用纯铜和镀件作为两极材料，探究电镀液的pH、电流密度、电极板间距对层的影响。 (1)要配制一定体积40g/L的CuSO4溶液，以下仪器不需要用到的是_______(填仪器名称)。 (2)镀件表面的油污可用_______清洗。 (3)电镀时阴极上发生的主要反应的电极反应式为_______。 【实验结果与数据分析】 ⅰ.其他条件不变时，电位10min，pH对电镀的影响如下表： 实验信号 pH值 镀膜质量/g 镀层外观 1 3 0.0136 表面斑驳 2 7 0.0258 光亮，不光滑 3 8.5 0.0356 光亮，光滑 4 10 0.0216 表面部分斑驳 (4)实验3中，铜镀层的沉积速率v(Cu)=_______mol/min(保留两位有效数字)。 (5)实验1和实验4中，酸性或碱性较强时，镀层出现斑驳的可能原因是_______。 ⅱ.电流密度、电极板间距与镀膜质量的关系 (6)电流密度小于0.50A/dm2时镀膜质量随电流密度增大而增大的原因是_______。 (7)本实验电镀的最佳条件是pH为8.5、_______、_______。 (8)使用最佳条件电镀时，在阳极附近的电镀液中出现红色固体沉积物，其可能原因用离子方程式表示为_______，通空气搅拌可防止红色固体沉积物形成。 【答案】(1)圆底烧瓶(1分) (2)热NaOH溶液(Na2CO3溶液) (1分) (3) [Cu(P2O7)2]6- +2e- = Cu+2P2O74- (1分) (4)5.6×10-5(2分) (5) pH=3酸性强H+放电产生氢气，pH=10碱性强易生成Cu(OH)2沉淀均影响镀件上铜的沉积(2分) (6)电流密度越大，单位时间内转移电子数目越多，电镀铜沉积速率越快，故镀膜质量越大(2分) (7)电流密度为0.5A·dm-2 (或0.5~0.75A·dm-2之间) (1分) 电极板间距为1.5cm(1分) (8)2Cu++2H2O=Cu2O+2H+或2Cu++2OH-=Cu2O+H2O或2Cu+=Cu+Cu2+(1分) 【解析】(1)配制一定体积40g/L的CuSO4溶液，需要用托盘天平称取一定质量的硫酸铜固体，需要量筒量取一定体积的蒸馏水，需要在烧杯中配制，故不需要的仪器为：圆底烧瓶； (2)油污在碱性条件下容易水解生成易溶于水的物质，故镀件表面的油污可用热NaOH溶液(Na2CO3溶液)清洗； (3)电镀时阴极上析出单质铜，主要的电极反应式为：[Cu(P2O7)2]6- +2e- = Cu+2P2O74- ； (4)实验3中，铜镀层的沉积速率v(Cu)=； (5)pH较低时氢离子也可以在阴极得到电子生成氢气，从而影响铜离子得到电子，pH较高时，容易生成氢氧化铜沉淀，也会影响铜离子得到电子，从而出现斑驳，故镀层出现斑驳的可能原因是：pH=3酸性强H+放电产生氢气，pH=10碱性强易生成Cu(OH)2沉淀均影响镀件上铜的沉积； (6)铜离子得到电子形成单质铜，吸附到镀件上，形成镀膜，电流密度越大单位时间内转移电子数目越多，形成的单质铜越多，镀膜越厚，故镀膜质量随电流密度增大而增大的原因是：电流密度越大，单位时间内转移电子数目越多，电镀铜沉积速率越快，故镀膜质量越大； (7)电镀时镀膜质量越大效果越好，由表格中的数据和图中信息可知本实验电镀的最佳条件是pH为8.5、电流密度为电流密度为0.5A·dm-2 (或0.5~0.75A·dm-2之间)、电极板间距为1.5cm时镀膜质量较大；(8)铜为阳极材料，在阳极可能出现铜失去电子形成+1价铜和水失去电子形成的氢氧根结合形成了红色的氧化亚铜，或者单质铜；也可能是+1价铜发生的歧化反应生成的单质铜，相关的方程式为：2Cu++2H2O=Cu2O+2H+或2Cu++2OH-=Cu2O+H2O或2Cu+=Cu+Cu2+。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章《化学反应与电能》单元复习题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 一、选择题(本大题共16小题，每小题3分，48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1．中国海军拥有055型驱逐舰“遵义舰”等舰艇。舰艇为增强防锈能力采用了多种措施，下列利用电化学原理防锈的是( ) A．涂刷油漆 B．镶嵌锌块 C．打磨处理 D．镀铬防护 2．关于化学能、电能与原电池下列判断不正确的是( ) A．利用原电池装置，可以将化学能转化为电能 B．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率可高达100% C．人们日常使用的电能主要来自火力发电 D．最早使用的锌锰干电池的寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池 3．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是( ) A．氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e-=4OH- B．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应为Fe-2e-=Fe2+ C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应为Cu-2e-=Cu2+ D．铅酸蓄电池充电时，标示“+”的接线柱连电源的正极，电极反应为PbSO4(s)-2e-+2H2O(l)=PbO2(s)+4H+(aq)+ SO4 2-(aq) 4．粗铜中含有锌、铁、金、银等杂质，通过电解法将其精炼，下列说法不正确的是( ) A．粗铜与电源的正极相连发生氧化反应：Cu-2e－= Cu2+ B．精铜作为阴极材料，不参与电极反应，电解过程中逐渐变粗 C．用CuSO4作电解质溶液，电解过程中CuSO4溶液浓度略减小 D．锌、铁、金、银等杂质沉积在阳极周围，成为阳极泥 5．(2026·浙江丽水发展教育共同体高二期中)关于如图所示各装置的叙述中，正确的是( ) A．装置①总反应式为2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+ B．若装置②中的溶液为氯化铜溶液，则c极上有红色物质析出 C．利用装置③，可以探究电解过程中阴离子的移动方向 D．装置④电解足量NaCl溶液一段时间，加HCl气体可使溶液复原 6．(2025·宁波市奉化区高二期末)ClO2是国家卫健委专家推荐的高效、安全的消毒用品。某电解法制备ClO2的装置如图所示，下列有关说法不正确的是( ) A．a电极为电源的正极 B．生成NCl3和H2的物质的量比为1：3 C．转移2mol电子后，阴极区加入2molHCl可复原 D．二氧化氯发生器中生成的X溶液的主要溶质为 7．(2025·浙江省Z20名校联盟高三开学考试)表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．图中铁钉上的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 D．图中，会出现蓝、红、蓝三个色块 8．我国科学家设计可同时实现H2制备和海水淡化的新型电池，装置示意图如图。 下列说法不正确的是( ) A．电极a是正极 B．电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O C．每生成1molN2，有2molNaCl发生迁移 D．离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜 9．直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。电池放电时，下列说法不正确的是( ) A．电池工作时，电极I电势低 B．电极Ⅱ的反应式为：H2O2+2e- +2H+=2H2O C．电池总反应为：2H2O2=2H2O+O2↑ D．当电路中转移0.1mol电子时，通过阳离子交换膜的为3.9g 10．工业生产中的二氧化碳过度排放加剧了地球的温室效应，某科技工作团队研究利用电化学将其转化为CO作为燃料再利用，转化的基本原理如图所示。 下列说法正确的是( ) A．M为电池负极，电池工作一段时间，M极附近溶液pH不变 B．N为电池正极，电极反应式为CO2+2e-=CO+O2- C．穿过“交换膜”的箭头表示的是溶液中质子的移动方向 D．电路中转移1mol电子时，极电解质溶液增重8 g 11．海上光伏作为新能源体系的重要组成部分，正迎来规模化发展的历史性机遇。海洋环境具有高湿度、高盐度等特征，对于光伏系统支撑结构造成严峻威胁，使得海上光伏电站需要具有更高要求的耐腐蚀性能。下列说法错误的是(　　) A．海水的一般在，对光伏系统支撑结构的腐蚀主要是吸氧腐蚀 B．相比于海洋底泥区，浪花飞溅区钢结构生锈更严重 C．在牺牲阳极的阴极保护法中，光伏系统支撑结构与直流电源的负极相连 D．钢结构生锈时的电极反应式为 12．(2025·浙江省湖州、衢州、丽水高三三地市一模)已知水中溶解氧随含盐量的增加而递减。下图为某实验小组探究铁片(含杂质)吸氧腐蚀的示意图： 下列说法正确的是( ) A．闭合K1时，电极A为正极，发生还原反应 B．闭合K2时，电极C的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH- C．断开K2时，铁片D比闭合时的腐蚀更严重 D．为增强铁锅的防护，应在洗净擦干的锅里加适量食盐水 13．(2025·浙江省第一届NBchem高三选考模拟考试)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．钢铁管道与电源正极相连的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，比如Ag来避免能量损耗 14．光催化电极可以在太阳光照下实现对设备进行充电，该电池工作原理如下图所示。放电时Na2S转化为Na2S4，下列有说法错误的是( ) A．充电时，石墨电极为做阴极 B．充电时，光催化电极的电极反应式为：3I--2e-=I3- C．放电时，石墨电极发生还原反应 D．放电时，离子交换膜左室电解质溶液质量减少4.6g，外电路转移0.2mole- 15．(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考)电化学合成氨进一步提高了人类合成氨的产量。现采用双极膜(H2O解离出H+、OH-分别移至两级室溶液)，通过电解KNO3溶液制取氨，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电极b接电源的负极 B．电解一段时间后I室的pH值增大 C．双极膜中H2O解离出的H+向电极b极移动 D．理论上电极a与电极b上产生的气体的物质的量之比为2：1 16．(2025·浙江省名校协作体三开学测试)某研究团队通过膜电解法制得纯碱，甘氨酸(H2NCH2COOH)和高浓度烧碱，其装置如图所示。其中膜a、b为离子交换膜，双极膜c在直流电的作用下，中间界面层水发生解离产生H+和OH-。下列说法正确的是( ) A．膜a为阴离子交换膜 B．制得7.5g甘氨酸，盐室1增重2.2g C．碱室2反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+ D．一段时间后，碱室1浓度变小，碱室2浓度变大 二、填空题(本大题共5小题，共52分) 17．(10分)电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则： ①电解池中X极上的电极反应式为_______，在X极附近观察到的现象是_______。 ②检验Y电极上电极反应产物的方法是_______。 (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则： ①X电极的材料是_______，电极反应式为_________________。 ②溶液中的c(Cu2＋)与电解前相比_______(填“变大”、“变小”或“不变”) (3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极Y上发生的反应为_________________，电解池盛放的电镀液可以是_________________。 (4)若Y极为铜锌合金，X极为纯铜，且电解质溶液中含有足量的Cu2+，通电一段时间后，若阳极恰好完全溶解，此时阴极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g，则合金中Cu、Zn的物质的量之比为______。 18．(10分)(2025·浙江省杭州师大附中高二期末)微型电池与微生物电解池在医疗、工业生产方面有着广泛的应用。 I.一种可植入体内的微型电池工作原理如图1所示，当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作(血糖浓度以葡萄糖浓度计)。 (1) CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)的相互转变在该反应中起 作用。 (2)血液中的在电场驱动下的迁移方向为 (填“a→b”或“b→a”)。 (3)为 极，该电极上发生的反应有C6H12O6+2CuO=C6H12O7+Cu2O和 。 II.我国是能耗大国，借助葡萄糖水溶液在微生物电解池中强化制氢也是解决能源消耗的一项重要研究课题，下图2MEC是微生物电解池，图3MFC是微生物燃料电池。 (4)若图2MEC装置中阴极产生的气体体积在标准状况下为4.48L，电路中通过的电子数为 。 (5)写出图3MFC中正极的电极反应 。 19．(9分)电化学原理在能量转化、物质制备及环境保护等领域均有广泛应用，请回答下列问题： (1)1977年，伏打电堆的发明为电化学的创建开辟了道路。某化学兴趣小组在阅读了相关资料后，想把反应3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O设计成原电池，则电池的负极材料应选择 ；正极的电极反应式为 。 (2)工业上常用电解氧化法在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质一般采用硫酸溶液，阳极的电极反应式为 。 (3)一种以液态胼(N2H4)为燃料的电池装置如图甲所示，该电池用溶液作为电解质溶液。以该燃料电池为电源电解足量的饱和CuSO4溶液以实现向铁棒上镀铜，装置如图乙所示： ①电极为燃料电池的 (填“正”或“负”)极，其电极反应式为 。 ②电极应选用的电极材料为 (填“铁”或“铜”)。 20．(11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(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)乙池为___________ (填“原电池”“电解池”“电镀池”)，A电极的电极反应式为：___________ 。 (2)丙池中F电极为___________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，写出电解时总反应的离子方程式___________。 (3)当乙池中C极质量变化10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为___________mL(标准状况)。 (4)一段时间后，断开电键K。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是___________(填选项字母)。 A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3 (5)若丙池通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和PH(不考虑CO2的溶解)，则电解过程中转移的电子___________mol， 若电解后溶液的体积为400ml，则所得溶液中氢离子的浓度___________。 21．(12分)某实验小组通过以下实验，探究镀件表面镀铜的最佳条件。 【查阅资料】①Cu2++2P2O74-[Cu(P2O7)2]6- K=1×109 ②Cu+在溶液中不稳定，容易发生歧化。 【实验设计】用CuSO4·5H2O、Na4P2O7·10H2O(焦磷酸钠)、添加剂配制一定浓度的电镀液，分别用纯铜和镀件作为两极材料，探究电镀液的pH、电流密度、电极板间距对层的影响。 (1)要配制一定体积40g/L的CuSO4溶液，以下仪器不需要用到的是_______(填仪器名称)。 (2)镀件表面的油污可用_______清洗。 (3)电镀时阴极上发生的主要反应的电极反应式为_______。 【实验结果与数据分析】 ⅰ.其他条件不变时，电位10min，pH对电镀的影响如下表： 实验信号 pH值 镀膜质量/g 镀层外观 1 3 0.0136 表面斑驳 2 7 0.0258 光亮，不光滑 3 8.5 0.0356 光亮，光滑 4 10 0.0216 表面部分斑驳 (4)实验3中，铜镀层的沉积速率v(Cu)=_______mol/min(保留两位有效数字)。 (5)实验1和实验4中，酸性或碱性较强时，镀层出现斑驳的可能原因是_______。 ⅱ.电流密度、电极板间距与镀膜质量的关系 (6)电流密度小于0.50A/dm2时镀膜质量随电流密度增大而增大的原因是_______。 (7)本实验电镀的最佳条件是pH为8.5、_______、_______。 (8)使用最佳条件电镀时，在阳极附近的电镀液中出现红色固体沉积物，其可能原因用离子方程式表示为_______，通空气搅拌可防止红色固体沉积物形成。 / 学科网（北京）股份有限公司 $