第四章 第一节
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．在图中的8个装置中，属于原电池的是 ( )
A．①②③⑤⑧ B．③④⑥⑦
C．④⑤⑥⑦ D．③⑤⑦
【答案】 D
2．在理论上不能用于设计原电池的化学反应是 ( )
A．H2SO4(aq)＋BaCl2(aq)＝2HCl(aq)＋BaSO4(s) ΔH＜0
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)―→2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＜0
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝4Fe(OH)3(s) ΔH＜0
D．3Cu(s)＋8HNO3(aq)＝3Cu(NO3)2(aq)＋2NO(g)＋4H2O(l) ΔH＜0
【答案】 A
3．某原电池的离子方程式是Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu，该原电池正确的组成是( )
正极
负极
电解质溶液
A
Cu
Zn
HCl
B
Zn
Cu
CuSO4
C
Cu
Zn
CuSO4
D
Cu
Zn
ZnCl2
【解析】 设计原电池时，总反应式中化合价升高的金属作负极，正极选择比负极金属活泼性弱的金属或碳棒，总反应式中与负极金属反应的物质作电解质。
【答案】 C
4．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )
A．正极附近的SO浓度逐渐增大
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出
D．铜片上有H2逸出
【解析】 题给装置属于原电池装置，负极反应：Zn－2e－＝Zn2＋，正极反应：2H＋＋2e－＝H2↑，电子由负极流出经过外电路流向正极，为形成闭合回路，溶液中的阴离子向负极迁移，阳离子向正极移动。因此可知只有选项D正确。
【答案】 D
5．有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D―→导线―→C；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡；④B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是 ( )
A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞D＞B
C．C＞A＞B＞D D．B＞D＞C＞A
【解析】 金属与稀硫酸溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在正极表面得到电子生成氢气，电子运动方向由负极到正极。题中由①知A＞B；由②知C＞D；由③知A＞C；由④知D＞B。综合以上信息可知金属活动性A＞C＞D＞B。
【答案】 B
6．(2008·广东高考卷)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ( )
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag＋＋e－＝Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍断续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
【解析】 Cu作负极，Ag作正极。负极：Cu－2e－＝Cu2＋；正极：Ag2＋＋e－＝Ag。在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错。没有盐桥，原电池不能继续工作，③错。无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，④对。
【答案】 C
7．如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是 ( )
A．Fe是负极，C是正极
B．负极反应式为：Fe－3e－＝Fe3＋
C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液
D．电流由石墨电极流向Fe电极
【解析】 Fe在原电池中作负极时，失电子生成Fe2＋。
【答案】 B
8．由铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH ( )
A．不变 B．先变小后变大
C．逐渐变大 D．逐渐变小
【解析】 由铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池工作时，正极反应为2H＋＋2e－＝H2↑，所以电解质溶液的pH逐渐变大。
【答案】 C
9．下列说法正确的是 ( )
A．原电池是把电能转化为化学能的装置
B．原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应
C．原电池的电极发生的反应均为氧化还原反应
D．形成原电池后，原电池中的阳离子向正极移动
【解析】 原电池是把化学能转化为电能的装置，电子流出的一极是负极，负极发生氧化反应，电解质溶液中的阴离子向负极移动；电子流进的一极是正极，正极发生还原反应，电解质溶液中的阳离子向正极移动。
【答案】 D
10．(2009·湖北黄冈一模)以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是 ( )
A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol氢气
B．两极上溶解和析出的物质质量相等
C．锌片溶解了1 g，铜片上析出1 g氢气
D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了1 mol
【解析】 在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得失电子数应相等。利用这一特点，我们从电极反应看：负极：Zn－2e－＝Zn2＋；正极：2H＋＋2e－＝H2↑，当溶解1 mol锌失去2 mol电子；铜片上析出1 mol氢气也得到2 mol电子，得失电子守恒，这样可推出A、D为正确选项。
【答案】 AD
11．下列事实不能说明Al的金属活动性比Cu强的是 ( )
A．常温下将铝投入CuSO4溶液中
B．常温下将铝和铜用导线连接一起放入到稀盐酸中
C．常温下将铝和铜不用导线连接一起放入到稀盐酸中
D．常温下将铝和铜用导线连接一起放入到氢氧化钠溶液中
【解析】 在氢氧化钠溶液中能反应生成气体的金属，其活动性不一定强，如Mg和Al。
【答案】 D
12．某原电池反应的离子方程式为Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是( )
A．HNO3为电解质溶液
B．锌为原电池正极
C．铁极质量不变
D．铜为原电池正极
【解析】 由电池反应的离子方程式知，电池的负极为铁，则正极应是比铁不活泼的金属(B被否定)，在反应中负极不断被消耗(C被否定)，由于反应中放出了氢气并生成了Fe2＋，故知电解质溶液不能是HNO3。由上分析可知正确选项为D。
【答案】 D
13．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成下图的装置，实验中电流表指针发生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的 ( )
编号
X
Y
Z
A
Zn
Cu
稀硫酸
B
Cu
Zn
稀硫酸
C
Cu
Ag
硫酸铜溶液
D
Ag
Zn
硝酸银溶液
【解析】 由题意可知该装置是原电池，X棒变粗，Y棒变细，说明X为正极，Y为负极，且电解质中要有离子能够在X极析出，还要使Y极溶解。
【答案】 D
14．如右图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)( )
A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低
B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高
C．当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低
D．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高
【解析】 若杠杆为导体则构成原电池，铁作负极失电子而溶解：Fe－2e－＝Fe2＋，溶液中Cu2＋在正极(铜极)得电子生成铜，质量增大，而下降，A端低，B端高；若杠杆为绝缘体，则铁球和CuSO4溶液发生置换反应生成Cu覆于表面，质量增加，下降，A端高，B端低。
【答案】 D
15．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝时间。此方法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu＋Ag2O＝CuO＋2Ag，下列有关说法正确的是 ( )
A．普通水泥的主要成分是2CaO·SiO2，3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3
B．测量原理示意图中，Ag2O为负极
C．正极的电极反应为：2Cu＋2OH－－2e－＝Cu2O＋H2O
D．电池工作时，OH－向正极移动
【解析】 普通水泥的成分是硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙，A正确；在总反应中Ag2O作氧化剂，氧化剂在原电池中作正极，B错；原电池的正极得电子，C错；电池工作时电子由负极通过外电路流向正极，由电荷守恒可知，带负电荷的阴离子应该流向负极，D错。
【答案】 A
16．实验室中欲快速制取氢气，最好的方法应该用 ( )
A．纯锌与稀H2SO4 B．纯锌与浓H2SO4
C．粗锌与稀HNO3 D．粗锌与稀H2SO4
【答案】 D
17．(2009·潮阳模拟)利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，如废铝罐和碳棒，食盐水等材料制作可用于驱动玩具的电池。上述电池工作时，有关说法正确的是 ( )
A．铝罐将逐渐被腐蚀
B．碳棒上发生的反应为：O2＋4e－＝2O2－
C．碳棒应与玩具电机的负极相连
D．该电池工作一段时间后碳棒的质量会减轻
【解析】 选A。该原电池中碳棒做正极，铝做负极。电池工作过程中铝罐逐渐被腐蚀，碳棒上发生的反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，碳棒为正极，应与玩具电机的正极相连，该电池工作一段时间后，碳棒的质量不会发生变化。故选A。
【答案】 A
18．下列四组原电池，其中放电后，电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是 ( )
A．Cu、Ag、AgNO3溶液
B．Zn、Cu、稀H2SO4
C．Fe、Zn、CuSO4溶液
D．Fe、C、Fe2(SO4)3溶液
【解析】 A中溶解64 g Cu，析出216 g Ag，电解质溶液质量减小；D中正极没有单质生成。
【答案】 BC
二、非选择题
19．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验，根据实验现象填表：
装置
现象
金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
正极反应式
四种金属活动性由强到弱的顺序
【答案】 2H＋＋e－＝H2↑ Cu－2e－＝Cu2＋
2H＋＋2e－＝H2↑ D＞A＞B＞C
20．(2009·辽宁大连模拟)某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下。试根据下表中的实验现象回答下列问题：
编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al、石墨
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
NaOH
偏向Mg
5
Al、Zn
浓硝酸
偏向Al
(1)实验1、2中Al所作的电极是否相同？
(2)写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。
(3)实验4中Al作正极还是作负极，为什么？写出Al电极的电极反应式。
(4)解释实验5中电流计指针偏向Al的原因。
(5)根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响？
【解析】 一般情况下，较活泼的金属作原电池的负极，根据实验1、2的结果，自然得出1中Al作正极，2中Al作负极，但在NaOH溶液中Al比Mg活泼，作负极，在浓硝酸中由于Al发生钝化，Zn作负极。
【答案】 (1)不同
(2)Al为负极：Al－3e－＝Al3＋，石墨为正极：2H＋＋2e－＝H2↑，2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑
(3)Al作负极，因为Al能与NaOH溶液反应而Mg不能，Al＋4OH－－3e－＝AlO＋2H2O
(4)实验5中由于Al在浓硝酸中发生钝化，所以Zn为负极
(5)与另一电极材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关。
21．如图所示装置，烧杯中盛有200 mL 1 mol·L－1的CuSO4溶液。
(1)负极为____________，电极反应式为__________________________________。正极为____________，电极反应式为__________________________________。
(2)若初始时Zn片与Cu片质量相等，实验结束后，称得两极质量差为12.9 g，则反应中转移电子的物质的量为____________，反应后溶液中溶质的物
质的量浓度为__________________________________(忽略溶液体积的变化)。
【解析】 (1)Zn比Cu活泼，故Zn为负极，Cu为正极，其电极式：Zn－2e－＝Zn2＋，Cu2＋＋2e－＝Cu
(2)设参加反应的Zn的物质的量为x mol
Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu
1 1
x x
故64x＋65x＝12.9，x＝0.1
所以转移电子数为0.2 mol
c(ZnSO4)＝＝＝0.5 mol·L－1
c(CuSO4)＝＝＝＝0.5 mol·L－1
【答案】 (1)Zn，Zn－2e－＝Zn2＋
Cu，Cu2＋＋2e－＝Cu
(2)0.2 mol c(ZnSO4)＝0.5 mol·L－1 c(CuSO4)＝0.5 mol·L－1
第四章 第二节
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．(2008·海南高考卷)关于铅蓄电池的说法正确的是 ( )
A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SO(aq)＝PbSO4(s)＋2e－
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e－＝Pb(s)＋SO(aq)
【解析】 铅蓄电池的充放电反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4 PbSO4＋2H2O，放电时Pb作负极：Pb－2e－＋SO＝PbSO4，在正极上：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO＝PbSO4＋2H2O；充电时，H2SO4的浓度不断增大，阳极上发生的是氧化反应，是失去电子而不是得到电子。
【答案】 B
2．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为甲烷，然后将甲烷通入以KOH为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为 ( )
A．CH4－8e－＋8OH－＝CO2＋6H2O
B．O2＋4H＋＋4e－＝2H2O
C．CH4＋10OH－－8e－＝CO＋7H2O
D．O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
【解析】 甲烷燃料电池的总反应：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋4H2O，根据氧化还原反应类型，判断出负极通入甲烷，正极通入氧气，故B、D错。然后根据甲烷中碳元素的化合价变化：H4―→O，写出1 mol甲烷转移的电子数，最后根据各原子守恒，配平即可得负极反应：CH4＋10OH－－8e－＝CO＋7H2O，故A错，所以正确答案为C。
【答案】 C
3．镍氢电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反应式是H2＋NiO(OH) Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述正确的是 ( )
A．电池放电时，电池负极周围溶液的碱性增强
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被还原
D．电池放电时，氢气是负极
【解析】 充电电池在放电时是一个电源(原电池)，发生原电池反应，在这个反应方程式中从左到右是放电，根据发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极，所以D正确，B错误；而H2作为电池的负极发生的反应是：H2－2e－＝2H＋，溶液中应该是H＋浓度增大，OH－浓度减小，所以A错误；充电反应是从右到左，所以H2被还原，C正确。
【答案】 CD
4．(2008·江苏高考卷)镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是 ( )
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－＝NiO(OH)＋H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
【解析】 由总反应方程式可知，放电时，负极Cd发生氧化反应：Cd－2e－＋2OH－＝Cd(OH)2，负极碱性变弱，C不正确；正极反应为2NiO(OH)＋2e－＋2H2O＝2Ni(OH)2＋2OH－，放电时，OH－由正极向负极移动，D不正确；充电时，由电能转化为化学能，B不正确；阳极发生氧化反应，Ni(OH)2＋OH－－2e－＝NiO(OH)＋2H2O，A正确。
【答案】 A
5．(2008·宁夏高考卷)一种燃料电池中发生的化学反应式：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是 ( )
A．CH3OH(g)＋O2(g)＝H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－
B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－＝2H2O(l)
C．CH3OH(g)＋H2O(l)＝CO2(g)＋6H＋(aq)＋6e－
D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－＝4OH－
【解析】 本题考查原电池电极反应式的书写。该原电池的负极反应物为甲醇，负极反应式中不应该出现氧化剂，而A、B、D负极电极反应物中出现氧化剂氧气，所以A、B、D不正确。
【答案】 C
6．下列说法正确的是 ( )
A．镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池
B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池
C．化学电池的反应基础是氧化还原反应
D．铅蓄电池放电时正极是Pb，负极是PbO2
【解析】 锌锰电池是一次电池，A不正确；燃料电池是一种高效不会污染环境的新型电池，B不正确；铅蓄电池放电时正极是PbO2，负极是Pb，D不正确。
【答案】 C
7．据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH3OH＋3O2＋4OH－ 2CO＋6H2O，则下列说法错误的是 ( )
A．放电时CH3OH参与反应的电极为正极
B．充电时电解质溶液的pH逐渐增大
C．放电时负极的电极反应为：CH3OH－6e－＋8OH－＝CO＋6H2O
D．充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子
【解析】 从总反应可知：电池放电时甲醇被氧化生成碳酸根离子，而原电池负极发生氧化反应，故甲醇参与反应的电极为负极，电极反应为CH3OH－6e－＋8OH－＝CO＋6H2O。充电时，由反应式可知生成OH－，故pH逐渐增大。
【答案】 A
8．锂电池是新一代高能电池，目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为：Li＋MnO2＝LiMnO2。下列说法中正确的是 ( )
A．Li是正极，MnO2是负极
B．放电时负极的反应：Li－e－＝Li＋
C．放电时正极的反应：MnO＋e－＝MnO2
D．电池放电时，产生高锰酸根离子
【解析】 Li为负极发生：Li－e－＝Li＋，MnO2为正极发生：MnO2＋e－＝MnO。
【答案】 B
9．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧气，其电极反应式为：C2H6＋18OH－－14e－＝2CO＋12H2O 7H2O＋7/2O2＋14e－＝14OH－，有关此电池的推断正确的是 ( )
A．通氧气的电极为负极
B．参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变
D．电解质溶液中，CO向正极移动
【解析】 燃料电池中，燃料为负极，氧气为正极，A不正确；由于KOH参与电极反应，所以KOH的物质的量浓度减小，C不正确；电解质溶液中，CO几乎不移动，D不正确。
【答案】 B
10．已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“＋”，另一个接线柱旁标有“－”。关于标有“＋”的接线柱，下列说法中正确的是 ( )
A．充电时作阳极，放电时作正极
B．充电时作阳极，放电时作负极
C．充电时作阴极，放电时作负极
D．充电时作阴极，放电时作正极
【解析】 铅蓄电池是最常见的二次电池，充电时电极反应是放电时电极反应的逆反应。放电时正极得到电子发生还原反应，充电时则失去电子发生氧化反应作阳极。
【答案】 A
11．(2009·盐诚调研)常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均为零)，电池反应通常表示为LaNi5H6＋6NiO(OH) LaNi5＋6Ni(OH)2。下列说法不正确的是 ( )
A．放电时储氢合金作负极
B．充电时储氢合金作阴极
C．充电时阴极周围c(OH－)减小
D．放电时负极反应：LaNi5H6＋6OH－－6e－＝LaNi5＋6H2O
【解析】 A选项，镍氢电池放电时作原电池，发生反应：LaNi5H6＋6NiO(OH)＝LaNi5＋6Ni(OH)2，储氢合金是还原剂，作原电池的负极。B选项，充电时，外电源的负极接在原电池的负极上，所以充电时储氢合金作阴极。C选项，充电时阴极：LaNi5＋6H2O＋6e－＝LaNi5H6＋6OH－，所以充电时阴极周围c(OH－)应该增大，C选项错误。D选项正确。
【答案】 C
12．据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为2Zn＋O2＝2ZnO，其原料为锌、电解液和空气，则下列叙述正确的是 ( )
A．锌为正极，空气进入负极反应
B．负极反应为Zn－2e－＝Zn2＋
C．正极发生氧化反应
D．电解液肯定不是强酸
【解析】 由电池反应知：负极发生氧化反应为Zn－2e－＝Zn2＋，由此可知A、C不对，B正确。由于负极是较活泼的金属锌且产物为ZnO，故电解液肯定不是强酸，否则无论电池工作与否，锌极很快就会被腐蚀完，故D也正确。
【答案】 BD
13．银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时它的正、负两极的电极反应式如下：
Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2
下列判断正确的是 ( )
A．锌为负极，氧化银为正极
B．锌为正极，氧化银为负极
C．原电池工作时，负极区溶液pH增大
D．原电池反应的化学方程式为：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag
【解析】 从电极反应式看，锌失电子被氧化，所以锌为负极；Ag2O得电子被还原，所以是正极。由电极反应式相加，可得总化学方程式：Zn＋Ag2O＋H2O＝Zn(OH)2＋2Ag从负极电极反应式分析，OH－被消耗，所以负极区溶液的pH应减小，所以应选A、D。
【答案】 AD
14．(2008·广东高考卷)LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4＋Li LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是 ( )
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B．放电时电池内部Li＋向负极移动
C．充电过程中，电池正极材料的质量减少
D．放电时电池正极反应为：FePO4＋Li＋＋e－＝LiFePO4
【解析】 放电时，负极：Li－e－＝Li＋，正极：FePO4＋Li＋＋e－＝LiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4－e－＝FePO4＋Li＋，阴极：Li＋＋e－＝Li，所以易知C、D正确。
若加入硫酸，与Li单质(固体)发生反应，所以A错；放电时，Li＋(正电荷)应在电池内部(电解质中)向正极移动，故B错。
【答案】 CD
15．(2009·无锡调研)液态锂离子电池是指Li＋嵌入化合物为正负电极的二次电池。正极采用锂化合物Li1－x CoO2，负极为锂原子嵌入石墨形成的复合材料LiC6，电解质为溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6等的有机溶液，电池反应为：LiCoO2＋Li1－xC6 Li1－x CoO2＋LiC6。下列有关说法不正确的是 ( )
A．将LiCoO2改写成为氧化物的形式为Li2O·Co2O3
B．锂离子电池放电时电池内部Li＋向正极移动
C．电流充电时，LiCoO2发生还原反应
D．电池放电时，负极反应为：LiC6－xe－＝Li1－xC6＋xLi＋
【解析】 本题所考查的可逆电池，放电时，负极反应为：LiC6－xe－＝Li1－xC6＋xLi＋，正极反应为：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－＝LiCoO2；充电时，阳极反应为：LiCoO2－xe－＝Li1－xCoO2＋xLi＋，阴极反应为：Li1－xC6＋xLi＋＋xe－＝LiC6；显然，充电时，LiCoO2发生氧化反应。
【答案】 C
16．(2009·盐城模拟)最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn＋2MnO2＋H2O＝ZnO＋2MnOOH。下列说法不正确的是 ( )
A．该电池Zn为负极，MnO2为正极
B．该电池的正极反应为：
MnO2＋e－＋H2O＝MnOOH＋OH－
C．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn
D．电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片
【解析】 选C。原电池反应中Zn失电子、MnO2得电子，因此该电池负极为Zn，正极为MnO2。由电池总反应式减去负极反应式Zn－2e－＋2OH－＝ZnO＋H2O即得正极反应式MnO2＋e－＋H2O＝MnOOH＋OH－。电子只能由Zn经外电路流向MnO2，而不能通过内电路。
【答案】 C
二、非选择题
17．某原电池中，电解质溶液为稀H2SO4，分别向负极通入CO(或H2S)，向正极通入O2(或Cl2)，试完成下列问题。
(1)当分别通入CO和O2时：
①正极反应：_______________________________________________________________；
②负极反应：_______________________________________________________________；
③电解质溶液pH的变化：____________________________________________________。
(2)当分别通入H2S和Cl2时：
①正极反应：_______________________________________________________________；
②负极反应：_______________________________________________________________；
③电池总反应：_____________________________________________________________；
④电解质溶液pH的变化：____________________________________________________。
【答案】 (1)①O2＋4e－＋4H＋＝2H2O
②2CO－4e－＋2H2O＝2CO2＋4H＋
③不变
(2)①Cl2＋2e－＝2Cl－
②H2S－2e－＝2H＋＋S
③Cl2＋H2S＝2Cl－＋2H＋＋S
④变小
18．化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。
设计出燃料电池使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入液化石油气(以C4H10表示)，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－。
(1)已知该电池的负极反应为C4H10＋13O2－－26e－＝4CO2＋5H2O，则该电池的正极反应式为__________________________，电池工作时，固体电解质里的O2－向____________移动。
(2)液化石油气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全而产生的____________(填写物质的名称)堵塞电极的气体通道。
【解析】 (1)O2在正极应该失去电子，结合题意可知生成O2－，或结合电子守恒由总方程式减去负极反应可得正极反应，正极生成O2－，负极消耗O2－，故O2－向负极移动。
【答案】 (1)O2＋4e－＝2O2－ 负
(2)固体碳(或炭粒)
19．将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时，记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下表如示：
金属
电子流动方向
电压/V
A
A―→Fe
＋0.76
B
Fe―→B
－0.18
C
C―→Fe
＋1.32
D
D―→Fe
＋0.28
已知构成原电池两电极的金属活动性相差越大，电压表读数越大。请判断：
(1)A、B、C、D四种金属中活泼性最强的是____________(用字母表示)。
(2)若滤纸改用NaOH溶液浸润一段时间后，则在滤纸上能看到有白色物质析出，后迅速变为灰绿色，最后变成褐色。则滤纸上方的金属片为____________(用字母表示)，此时负极反应__________________________________。
【解析】 由电子流动方向可判断金属的相对活泼性，可知A、C、D的活泼性比Fe强，由电压大小判断出C最强。由题可知有Fe(OH)2生成，说明Fe作负极生成Fe2＋，A、C、D中均是Fe作正极，只有B中是Fe作负极，则可知金属片为B，负极反应：2Fe－4e－＝2Fe2＋。
【答案】 (1)C (2)B 2Fe－4e－＝2Fe2＋
第四章 第三节 第一课时
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．下列关于电解槽的叙述中不正确的是 ( )
A．与电源正极相连的是电解槽的阴极
B．与电源负极相连的是电解槽的阴极
C．在电解槽的阳极发生氧化反应
D．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极
【答案】 A
2．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是( )
A．原电池正极和电解池阳极所发生的反应
B．原电池正极和电解池阴极所发生的反应
C．原电池负极和电解池阳极所发生的反应
D．原电池负极和电解池阴极所发生的反应
【解析】 原电池的负极和电解池的阳极发生的是氧化反应；原电池的正极和电解池的阴极发生的是还原反应。
【答案】 BC
3．如下图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为200 mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1 mol·L－1，工作一段时间后，测得两端导线中均通过0.02 mol电子，若不考虑盐的水解和溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是 ( )
A．产生气体的体积：①＞②
B．电极上析出物质的质量：②＞①
C．溶液的pH变化：①增大，②减小
D．电极反应式①中阳极：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑；②中阴极：2H＋＋2e－＝H2↑
【解析】 A选项中因①中只有阳极上发生：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑而放出气体，②中只有阴极上发生：2H＋＋2e－＝H2↑而放出气体，通过等量的电子时，产生的气体体积为②＞①，A不正确；B选项中①中在阴极上发生Cu2＋＋2e－＝Cu，在阳极上发生：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑，析出Cu和O2，而在②中只在阴极上析出H2，故电极上析出物质的质量①＞②；C选项中①中电解CuSO4溶液时，生成了H2SO4(2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑)使溶液酸性增强，pH减小；②中反应消耗了H2SO4，使c(H＋)减小，pH增大；只有选项D正确。
【答案】 D
4．(2008·全国卷Ⅱ)如图为直流电源电解释Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是 ( )
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
【解析】 选D。Na2SO4＝2Na＋＋SO，H2OH＋＋OH－，SO和OH－移向b电极，Na＋和H＋移向a电极，在b电极上：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑，在a电极上：2H＋＋2e－＝H2↑，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H＋放电，所以a电极附近的c(OH－)＞c(H＋)，滴加石蕊溶液，a电极附近呈蓝色，同理，b电极附近呈红色。
【答案】 D
5．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无臭气体放出。符合这一情况的是附表中的 ( )
a极板
b极板
X电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
【解析】 由题意可知，a极板质量增加，说明电解时有金属析出，发生还原反应，a极应为阴极，因此x极应为电源的负极，排除B、C；b极板有无色无臭气体放出；此气体为O2，排除D.
【答案】 A
6．下列说法错误的是 ( )
A．电解质的导电过程是化学变化，而金属的导电是物理变化
B．电解质溶液导电的过程，就是电解质被电解的过程
C．电解质在任何条件下均可以导电
D．电解质溶液导电过程中一定有新物质生成
【解析】 电解质导电的过程就是被电解的过程，在电解过程中发生氧化还原反应，一定有新物质生成，所以是化学变化；而金属导电是靠自由电子的定向移动，无新物质生成，是物理变化，故A、B、D项正确。电解质要导电只有在电离的条件下，存在自由移动的离子时，才能导电，所以C项错误。
【答案】 C
7．某同学为了使反应2HCl＋2Ag＝2AgCl↓＋H2↑能进行，设计了如下图所示四个实验，你认为可行的是 ( )
【解析】 要使反应2HCl＋2Ag＝2AgCl↓＋H2↑能进行，只能通过电解装置来实现，B是原电池装置(Fe作原电池的负极，Ag作原电池的正极)，其总反应为Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑；D不是原电池，也不是电解池；A是电解装置，但Ag连接在电源的负极上，不会溶解，其实质是电解盐酸：2HClH2↑＋Cl2↑；C是电解装置，与电源正极连接的Ag失去电子：Ag－e－＝Ag＋，产生的Ag＋立即与溶液中的Cl－结合生成AgCl：Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，溶液中的H＋在与负极连接的Ag上获得电子产生H2：2H＋＋2e－＝H2↑，其总反应为：2HCl＋2Ag＝2AgCl↓＋H2↑。故选C。
【答案】 C
8．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质(括号内物质)，电解液基本不变的是 ( )
A．CuCl2(CuSO4) B．NaOH(NaOH)
C．NaCl(HCl) D．CuSO4[Cu(OH)2]
【解析】 本题考查的是对电解原理的理解。电解液基本不变，即电解质的物质的量浓度、组成成分均不变。C中电解NaCl时NaOH仍留在原溶液中，H2、Cl2逸出，则损失了H、Cl两种元素，且物质的量之比是1∶1，故加入HCl是正确的；A中电解CuCl2溶液时，损失了Cu和Cl两种元素，加入CuSO4不能弥补Cl－，而多了SO；B中电解NaOH溶液时，损失了H、O两种元素，若加入NaOH则增加了Na元素；D中电解CuSO4溶液时，损失了Cu、O两种元素，若加入Cu(OH)2则增加了H元素。
【答案】 C
9．pH＝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 ( )
A．NaOH B．H2SO4
C．AgNO3 D．Na2SO4
【解析】 由阴、阳离子的放电顺序可知，电解NaOH、H2SO4、Na2SO4溶液的实质都是电解水，电解质溶液的浓度都增大，故NaOH溶液pH升高，H2SO4溶液的pH降低，Na2SO4溶液的pH不变；AgNO3的电解方程式为4AgNO3＋2H2O＝4Ag＋O2↑＋4HNO3，故溶液的pH减小。
【答案】 A
10．(2007·重庆)如图所示，下列叙述正确的是( )
A．Y为阴极，发生还原反应
B．X为正极，发生氧化反应
C．Y与滤纸接触处有氧气生成
D．X与滤纸接触变红
【解析】 Zn为负极，Cu为正极，X为阳极，Y为阴极，电极反应：负极：Zn－2e－＝Zn2＋。正极：Cu2＋＋2e－＝Cu，阳极：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑，阴极：2H＋＋2e－＝H2↑(酚酞变红)。
【答案】 A
11．(2006·全国Ⅰ)把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为 ( )
A．1∶2∶3 B．3∶2∶1
C．6∶3∶1 D．6∶3∶2
【解析】 因三个电解槽是串联的，其通过的电子数应相等，故有6K＋＋6e－＝6K；3Mg2＋＋6e－＝3Mg；2Al3＋＋6e－＝2Al。则析出的K、Mg、Al的物质的量之比为6∶3∶2
。
【答案】 D
12．用Pt电极电解含有各0.1 mol Cu2＋和X3＋的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图所示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是 ( )
A．Cu2＋＞X3＋＞H＋ B．H＋＞X3＋＞Cu2＋
C．X3＋＞H＋＞Cu2＋ D．Cu2＋＞H＋＞X3＋
【解析】 有些学生没认真分析，就将X3＋与Fe3＋联系起来，选择C答案。这其实是简单记忆阳离子放电顺序导致思维定式造成的结果。本题的解题信息在图象中：一通电就有固体析出，且通过0.2 mol电子后，再没有固体析出了，说明是Cu2＋放电的结果。X3＋不放电，故答案应为D。
【答案】 D
13．在水中加入等物质的量的Pb2＋、Ag＋、Na＋、SO、NO、Cl－，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，氧化产物与还原产物的质量之比为 ( )
A．35.5∶108 B．16∶207
C．108∶35.5 D．8∶1
【解析】 因Pb2＋＋SO＝PbSO4↓，Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，所以溶液为NaNO3的水溶液，通电后实质是电解水，2H2O2H2↑＋O2↑，氧化产物为O2，还原产物为H2，其质量之比为32∶2×2＝8∶1。
【答案】 D
【点评】 若没有注意到离子共存条件误认为阴、阳极是Ag＋、Cl－放电，将会错选A。
14．电解质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1 L(密度为1.06 g/cm3)，用铂作电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，此时溶液中符合下表关系的是 ( )
NaOH的质量分数
阳极析出物质的质量/g
阴极析出物质的质量/g
A
0.062(6.2%)
19
152
B
0.062(6.2%)
152
19
C
0.042(4.2%)
1.2
9.4
D
0.042(4.2%)
9.4
1.2
【解析】 解法一(常规法)：电解NaOH溶液其实质是电解水c(NaOH)增大，则从选项中选择浓度应为6.2%＞5.2%，排除C、D。而被电解的水的质量为1000 ml×1.06 g/cm3－1000 mL×1.06 g/cm3(5.2%/6.2%)＝171 g 由2H2O2H2↑＋O2↑可求得阳、阴两极析出物质的质量分别为152 g和19 g，故应选B。
解法二(巧解法)：同解法一排除C、D不对。由于电解水的阳极产物O2的质量大于阴极产物H2的质量，则A、B中B符合。
【答案】 B
【点评】 从表面上看要进行复杂计算，实际上是侧重理性思维判断，不动笔算便可作答。因此，要克服“看到数据就计算”的定势心理。
15．用两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是 ( )
A．27 mg B．54 mg
C．108 mg D．216 mg
【解析】 电解AgNO3溶液时，在阳极水电离出的OH－放电，在阴极Ag＋放电，破坏了水的电离平衡，c(H＋)浓度增大，相当于溶液Ag＋放电补充H＋。由阴阳两极得失电子数目相等，则关系式Ag＋～H＋。则n(H＋)＝0.5 L×(10－3－10－6) mol·L－1＝5×10－4 mol，阴极析出的n(Ag)等于阳极产生n(H＋)，m(Ag)＝5×10－4 mol×108 g·mol－1＝54 mg。
【答案】 B
【点评】 电解池的阴、阳极得失电子数相等。
16．用石墨作电极电解AlCl3溶液时，下图所示的电解变化曲线中合理的是 ( )
A．①④ B．②④
C．②③ D．①③
【解析】 阳极放电顺序：Cl－＞OH－；阴极放电顺序：H＋＞Al3＋，因此电解AlCl3溶液实质是电解Cl－的水溶液，电解方程式为：2AlCl3＋6H2O＝2Al(OH)3↓＋3H2↑，电解前，由于Al3＋水解，溶液呈酸性，pH＜7；随着电解的进行，c(Al3＋)减小，故c(H＋)减小，pH升高，由于生成的Al(OH)3是难溶性物质，故溶液pH不可能大于7。电解过程中，Al(OH)3沉淀质量逐渐增加，AlCl3完全电解后，沉淀的质量保持不变。
【答案】 A
17．在25 ℃时，将两个铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，通电一段时间后，在阳极逸出a mol气体，同时有W g Na2SO4·10H2O析出，若温度不变，此时剩余溶液中溶质的质量分数为 ( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
【解析】 此题要注意题目条件。“铂电极”与“铜电极”不同，在阳极析出a mol气体与在阴极析出a mol气体不同。消耗水的计算：n(H2O)＝2n(O2)，即消耗2a mol水析出晶体中所含溶质为W g。溶液的质量为(W＋2a×18)g，因剩余溶液仍为饱和溶液，故剩余溶液中溶质的质量分数为/(W＋2a×18)×100%＝×100%。
【答案】 D
二、非选择题
18．从H＋、K＋、Cu2＋、Cl－、SO中选取适当的离子组成符合下列情况的电解质，进行电解(阳离子只能使用一次)。
(1)以碳棒为电极进行电解，电解质的含量减少，水量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为____________，电解的电极反应____________，电解的总方程式是__________________________________。
(2)以铂丝为电极进行电解，水量减少，电解质的含量保持不变，两极都有气体生成，气体体积比为2：1，则该电解质的化学式为____________________，电极反应式为____________________。
(3)惰性电解，电解质的含量减少，水的含量也减少，pH下降，则电解质的化学式为____________，电解的总方程式为__________________________________。
【答案】 (1)HCl 阴极：2H＋＋2e－＝H2↑、阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑ 2HClH2↑＋Cl2↑
(2)K2SO4 阴极：4H＋＋4e－＝2H2↑、阳极：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑
(3)CuSO4 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
19．按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题(假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行)：
(1)U形管内发生什么现象？
(2)写出有关反应的化学方程式。
(3)在a、b烧杯中发生什么现象？
(4)如果小烧杯中有0.508 g碘析出，问大烧杯中负极减轻多少？
【解析】 由图知，左边的装置为原电池，Zn为负极，Pt为正极，电解质为硫酸溶液，总方程式为Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑，因此，右边的装置为电解池，根据装置的连接方式，电解池的左边为阳极，右边为阴极，电解质为KCl溶液，阳极氯离子放电，生成氯气，所以a烧杯的淀粉－KI溶液变蓝，反应方程式为：2KI＋Cl2＝2KCl＋I2，阴极氢离子放电产生氢气，同时生成氢氧根离子，因此酚酞溶液变红，b烧杯中有无色气泡生成，电解的总方程式为：2KCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2KOH；根据电子转移守恒，Zn～I2，根据生成的碘单质的质量，可求出锌消耗的质量。
【答案】 (1)左侧管内有黄绿色气体逸出，右侧管内有无色气体逸出，右侧溶液由无色变为红色。
(2)Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑，2KCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2KOH,2KI＋Cl2＝2KCl＋I2
(3)a烧杯中的溶液变蓝，b烧杯中有无色气体生成，溶液无明显变化。
(4)0.13 g
20．下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。
通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336 mL(标准状况)气体。回答：
(1)直流电源中，M为____________极。
(2)Pt电极上生成的物质是____________，其质量为____________g。
(3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2∶____________∶____________∶____________。
(4)AgNO3溶液的浓度(填“增大”“减小”或“不变”。下同)____________，AgNO3溶液的pH____________，H2SO4溶液的浓度____________，H2SO4溶液的pH____________。
(5)若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为____________g。
【解析】 (1)因为用惰性电极电解稀硫酸，就是电解水，在阴极产生H2，在阳极产生O2，且二者的体积比为2?1，根据图中收集到气体体积大小，可知d处收集的是H2，c处收集的是O2，所以d是阴极，c是阳极；与电极d相连的N极是电源的负极，M是电源的正极。生成气体的总物质的量为：＝0.015 mol，所以n(O2)＝×0.015 mol＝0.005 mol，电极上放电的物质的物质的量为：n(e－)＝4×0.005 mol＝0.02 mol。
(2)a极的反应：Ag＝Ag＋＋e－，b极的电极反应：Ag＋＋e－＝Ag；所以Pt电极生成的物质是Ag，根据(1)转移的电子的物质的量可知m(Ag)＝108 g·mol－1×0.02 mol＝2.16 g。
(3)a、b、c、d极上的反应分别为：Ag＝Ag＋＋e－、Ag＋＋e－＝Ag、4OH－＝2H2O＋O2↑＋4e－、2H＋＋2e－＝H2↑，所以电源输出的电子，其物质的量与电极a、b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2∶2∶0.5∶1。
(4)硝酸银溶液中相当于在Pt上镀银，溶液浓度不变，pH不变；硫酸溶液中相当于电解水，使硫酸浓度增大，pH减小。
(5)2H2O2H2↑＋O2↑，根据c、d两极生成的气体的体积336 mL，可知电解的水的物质的量：n(H2O)＝2n(O2)＝2×0.005 mol＝0.01 mol，则m(H2O)＝0.01 mol×18 g·mol－1＝0.18 g。设原有5.00%的H2SO4溶液为m g，则根据溶质不变列关系式得：5.00%×m＝(m－0.18 g)×5.02%，解之得：m＝45.18 g。
【答案】 (1)正 (2)Ag 2.16 (3)2∶0.5∶1
(4)不变 不变 增大 减小 (5)45.18
第四章 第三节 第二课时
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．(2008·上海高考卷)取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是 ( )
A．b电极是阴极
B．a电极与电源的正极相连
C．电解过程中水是氧化剂
D．b电极附近溶液的pH变小
【解析】 a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色，说明a极附近产生了Cl2，所以a极与电源的正极相连，即a为阳极，电极反应式为：2Cl－－2e－＝Cl2↑，b为阴极，电极反应式为：2H2O－4e－＝H2↑＋2OH－，所以b极附近的pH增大。
【答案】 D
2．下列描述中，不符合生产实际的是 ( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
【解析】 电解熔融的氧化铝制取金属铝，用碳作阳极，如果用铁做阳极，则铁失电子而消耗，故A不对；B、C、D符合生产实际，正确。
【答案】 A
3．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是 ( )
A．铅笔端作阳极，发生还原反应
B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生
D．a点是负极，b点是正极
【解析】 本题考查的是电解饱和食盐水实验，电解实验中阳极发生氧化反应，生成氯气，阴极发生还原反应生成氢气，由电极反应式可知，在阴极生成氢氧化钠，出现红色字迹，所以铅笔做阴极，a为电源负极，故选D。
【答案】 D
4．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时 ( )
A．粗铜接电源负极
B．纯铜做阳极
C．杂质都将以单质形式淀沉到池底
D．纯铜片增重2.56 g，电路通过电子为0.08 mol
【解析】 电解精炼铜时，用粗铜作阳极，用精铜作阴极，所以A、B不正确；锌比铜活泼，失电子变成锌离子进入溶液中，金、银不活泼，以单质形式沉淀到池底，C不正确。
n(e－)＝×2＝0.08 mol，D正确。
【答案】 D
5．用含少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，CuSO4溶液做电解液，电解一段时间后，阳极质量减少了x g，则 ( )
A．电解液质量增加x g
B．阴极质量增加x g
C．阴极质量增加a g，a＞x
D．阴极质量增加b g，b＜x
【解析】 由于粗铜中含有Zn和Ag，在电解过程中阳极先是锌失去电子，然后是铜失去电子；而阴极一直是铜析出。在电解过程中，两极得失电子相等，所以溶解的锌和铜的物质的量之和等于析出的铜的物质的量，但由于M(Zn)＞M(Cu)，所以阳极溶解的金属的质量大于阴极析出铜的质量，即b＜x，所以D项正确。
【答案】 D
6．烧碱的制备，在上世纪七十年代常用水银法，此法通过钠汞齐(Na·nHg)生产得到的烧碱质量好，浓度高，目前已被离子交换膜法所取代。两种生产方法示意图如下：
下列说法正确的是 ( )
A．水银法被淘汰，是因为生产过程中，汞不能循环利用
B．水银法生产，在电解槽中，阴极的电极反应式为：Na＋＋e－＋nHg＝Na·nHg
C．离子膜法电解，阳极发生的电极反应为：2H＋＋2e－＝H2↑
D．水银法中烧碱在电解槽中生成，离子膜法烧碱在阴极生成
【解析】 A选项，由水银法电解图可看出，汞在生成过程中能循环利用，被淘汰的可能原因是汞毒性大，易造成环境污染。B选项，电极反应的书写要注意题给信息和环境，生成的钠形成钠汞齐，选项中的电极反应式书写正确。选项C，由离子交换膜法电解装置图可以看出其阳极的电极反应式为：2Cl－－2e－＝Cl2↑，C选项不正确。D选项，由两电解装置图中的产物出口可以看出，D中前半句话说法错误。
【答案】 B
7．(2009·盐城一模)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是 ( )
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C．阳极反应方程式为：2Cl－－2e－＝Cl2↑
D．1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol电子
【解析】 电解时阳极产生Cl2，电极反应为2Cl－－2e－＝Cl2↑，故C对，阳极不可能是活泼性电极如铁，故A错。阳极产生Cl2与碱反应，故pH降低，故B错，二价镍全部转化为三价镍失1 mol e－，故D对。
【答案】 CD
8．下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是 ( )
A．粗铜板作阳极
B．电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为：Cu2＋＋2e－＝Cu
C．粗铜中所含Ni、Fe、Au、Ag等金属杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥
D．电解铜的纯度可达99.95%～99.98%
【解析】 电解法精炼铜是以粗铜作阳极，发生Cu－2e－＝Cu2＋。在此之前由于Ni、Fe、Zn均比Cu容易失去电子，这些金属首先失去电子变成Ni2＋、Fe2＋、Zn2＋进入溶液。在阴极上Cu2＋＋2e－＝Cu，而Ni2＋、Fe2＋、Zn2＋得电子能力弱于Cu2＋，这些金属离子不可能重新变成金属，最后存于电解质溶液中，因此选项C说法不正确。经电解精炼铜后，铜的纯度可高达99.95%～99.98%。
【答案】 C
9．(2008·全国卷Ⅰ)电解100 mL含c(H＋)＝0.30 mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是 ( )
A．0.10 mol/L Ag＋ B．0.20 mol/L Zn2＋
C．0.20 mol/L Cu2＋ D．0.20 mol/L Pb2＋
【解析】 电解含有Zn2＋、Pb2＋溶液，H＋得电子生成H2，不能析出金属，B、D项错；电解含有Ag＋溶液，可得Ag 0.1 mol·L－1×0.1 L×108 g·mol－1＝1.08 g，电解含有Cu2＋溶液，可得Cu 0.2 mol·L－1×0.1 L×64 g·mol－1＝1.28 g，故C正确。
【答案】 C
10．按图中图甲装置进行实验，若图乙的x轴表示流入电极的电子的量，则y轴不可能表示的情况是 ( )
A．c(Ag＋) B．c(NO)
C．溶液的pH D．银棒质量
【解析】 此为铁上镀银，电镀一段时间后，c(Ag＋)、c(NO)、溶液的pH基本不变，而银棒质量减小。
【答案】 D
11．如图乙所示是根据图甲的电解池进行电解时，某个量(纵坐标x)随时间变化的函数图象(各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，这个量x表示 ( )
A．各电解池析出气体的体积
B．各电解池阳极质量的增加量
C．各电解池阴极质量的增加量
D．各电极上放电的离子总数
【答案】 C
【点评】 电解NaCl溶液时阴、阳极都产生气体，电解AgNO3溶液时阴极上产生单质银，电解CuSO4溶液时阴极上产生单质铜，所以随着电解的进行，阴极质量的增加量有如题中图乙所示的变化。
12．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞混合液的表面皿中，如下图所示，最先观察到酚酞变红现象的区域是 ( )
A．Ⅰ和Ⅲ B．Ⅱ和Ⅳ
C．Ⅱ和Ⅲ D．Ⅰ和Ⅳ
【解析】 左边装置是原电池，Fe作正极，因此正极区呈碱性，滴入酚酞试液显红色。右边装置是电解池，Zn作阴极，电极反应为2H＋＋2e－＝H2↑，因此阴极区呈碱性，滴入酚酞溶液显红色，所以Ⅱ、Ⅳ两个区域显红色，故选项B正确。
【答案】 B
13．CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应：2Cu2＋＋4I－＝2CuI↓＋I2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。电解开始一段时间后，阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色。对阳极区溶液呈蓝色的正确解释是 ( )
A．2I－－2e－＝I2 淀粉遇碘变蓝
B．Cu－2e－＝Cu2＋ Cu2＋显蓝色
C．2Cu2＋＋4I－＝2CuI↓＋I2 淀粉遇碘变蓝
D．4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑ O2将I－氧化为I2，淀粉遇碘变蓝
【解析】 以石墨为阴极，Cu为阳极电解KI溶液时，阳极反应为Cu－2e－＝Cu2＋，阴极反应为：2H＋＋2e－＝H2↑，则阳极区溶液变蓝是由于产生了Cu2＋，且Cu2＋与I－又发生了化学反应；阴极区溶液变红是由于H＋放电后，使得该区域的c(OH－)增大，溶液呈碱性。故选项B正确。
【答案】 BC
14．通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为＋1)溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银) ∶n(硝酸亚汞)＝2∶1，则下列叙述正确的是 ( )
A．在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n(银) ∶n(汞)＝2∶1
B．在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C．硝酸亚汞的化学式为HgNO3
D．硝酸亚汞的化学式为Hg2(NO3)2
【解析】 通以相等的电量，即是通过相同的电子数，银和亚汞都是＋1价，因此得到的单质银和汞的物质的量也应相等；又因电解的n(硝酸银) ∶n(硝酸亚汞)＝2∶1，硝酸银的化学式为AgNO3，所以硝酸亚汞的化学式不可能为HgNO3，只能为Hg2(NO3)2。
【答案】 D
二、非选择题
15．如图，X和Y均为石墨电极。
(1)若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__________________________；电解过程中____________极(填“阴”或“阳”)附近会出现红色。
(2)若电解液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。
①电解后溶液的pH为____________；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的____________(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)
②Y电极产生气体的体积为____________L。
③请你推测原溶液中所含的酸根离子可能是____________；并设计实验验证你的推测，写出实验的操作步骤、现象和结论：__________________________________。
【解析】 (1)电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑，在阴极区生成NaOH，使酚酞溶液变红。
(2)蓝色溶液中可能含有Cu2＋，并且在电解过程中析出红色固体，进一步验证析出的是铜；Y电极上析出无色气体，应该是O2，电解离子方程式：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。
①根据电解离子方程式得：n(H＋)＝2n(Cu2＋)＝2×＝0.05 mol，故溶液中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CuCO3。
②根据电解离子方程式得：n(O2)＝×n(Cu)＝0.0125 mol，在标准状况下的体积V(O2)＝22.4 L·mol－1×0.0125 mol＝0.28 L。
③溶液中存在的必须是含氧酸根离子，可以是SO或NO；然后利用实验进行检验。
【答案】 (1)2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑ 阴
(2)①1 CuO或CuCO3(仅答1种即可)
②0.28
③硫酸根离子 取少量待测液于试管中，滴加盐酸无明显现象，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：硝酸根离子 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)
16．现代工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H2、Cl2、NaOH。请回答下列问题：
(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生的电极反应式为____________。
(2)电解之前食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质离子，使用的试剂有：a.Na2CO3溶液，b.Ba(OH)2溶液，c.稀盐酸，其合理的加入顺序为____________(填试剂序号)。
(3)如果在容积为10 L的离子交换膜电解槽中，1 min后阴极可产生11.2 L(标准状况下)Cl2，这时溶液的pH是(设溶液体积保持不变)____________。
【解析】 (1)与电源正极相连的电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式：2Cl－－2e－＝Cl2↑。
(2)在粗盐精制过程中，要先加Ba(OH)2溶液除去SO、Mg2＋，然后再加Na2CO3溶液除去Ca2＋，最后加稀盐酸，除去多余的CO。
(3)由2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，可知n(NaOH)＝2n(H2)＝2×＝1.0 mol，c(OH－)＝＝0.1 mol·L－1，故溶液的pH＝13。
【答案】 (1)2Cl－－2e－＝Cl2↑
(2)b、a、c (3)13
17．铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是__________________________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是__________________________________。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是__________________________________。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因________________________________。
③除去杂质后得氢氧化钾溶液从液体出口____________(填写“A”或“B”)导出。
【解析】 本题考查工业冶炼铝的原理、以氯碱工业为背景氢氧化钾的制备，属课本知识的自然延伸。(3)①阳极是左池，氢氧根放电；②H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大；③K＋经阳离子交换膜进入右池，除去杂质后得氢氧化钾溶液从B口导出。
【答案】 (1)2Al2O34Al＋3O2↑
(2)2Al＋2H2O＋2OH－＝2AlO＋3H2↑
(3)①4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O
②H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大
③B
18．有一硝酸盐晶体，其化学式表示为M(NO3)x·nH2O，经测定其摩尔质量为242 g·mol－1。取1.21 g该晶体溶于水配成100 mL溶液。将此溶液倒入下图所示装置中，用石墨作电极进行电解。当有0.01 mol电子通过电极时，溶液中的金属阳离子全部析出，在A极得到金属0.32 g。回答：
(1)金属M的摩尔质量为____________，x＝____________，n＝____________。
(2)C极为____________极。
(3)电解后溶液的pH为(设电解前后溶液的体积不变)____________。
【解析】 (1)n(硝酸盐)＝＝0.005 mol，则金属M也为0.005 mol。M的摩尔质量＝＝64 g·mol－1。
Mx＋＋xe－―→M
＝ 解得：x＝2
188＋18n＝242，n＝3。
(2)因为金属在A极析出，所以A极是电解池的阴极，则C极是电源的负极。
(3)有0.01 mol电子通过电极，就有0.01 mol OH－放电，在溶液中就生成0.01 mol H＋。
c(H＋)＝ mol·L－1＝0.1 mol·L－1，pH＝1。
【答案】 (1)64 g·mol－1 2 3 (2)负 (3)1
19．已知NaCl在60 ℃时的溶解度是37.1 g。现电解60 ℃的精制饱和食盐水1371 g。经分析，电解后的溶液密度为1.37 g/cm3，其中含有20 g NaCl。计算：
(1)电解后所得溶液中NaOH的物质的量浓度。
(2)电解过程中得到H2的体积(标准状况下)
【解析】 (1)被电解的NaCl的质量为：1371 g×－20 g＝351 g
设351 NaCl被电解后生成NaOH的物质的量为x，生成H2的质量为y，生成Cl2质量为z，则有
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2×58.5 g 2 mol 2 g 71 g
351 g x y z
x＝6 mol，y＝6 g，z＝213 g
所以可知，电解后溶液的质量为1371 g－6 g－213 g＝1152 g
电解后溶液的体积为：＝841 cm3＝0.841 L
所以c(NaOH)＝＝7.13 mol/L
(2)V(H2)＝×22.4/mol＝67.2 L
【答案】 (1)c(NaOH)＝7.13 mol/L
(2)V(H2)＝67.2 L
第四章 第四节
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．下列关于铁器的使用注意事项不正确的是 ( )
A．避免长期接触潮湿空气
B．避免与酸性物质接触
C．不能接触干燥的空气
D．用水经常冲洗自行车防锈
【解析】 铁制品的腐蚀主要是电化学腐蚀，包括析氢腐蚀(在酸性条件下)、吸氧腐蚀(在中性条件下)，但主要是吸氧腐蚀。为了防止腐蚀，就要切断发生电化学腐蚀的条件，隔绝空气(如在金属表面涂油漆、矿物油等或镀层进行保护)，使金属制品表面保持干燥。A中防腐方法正确；B中如果与酸性物质接触，会发生化学腐蚀，所以要避免与酸性物质接触；C项错误；D项中经常用水冲洗自行车，如果不及时擦干也容易生锈。
【答案】 CD
2．下列做法不能起防锈作用的是 ( )
A．保留铁制品上的铁锈
B．在铁制品表面镀锌
C．在金属机械上涂油
D．在车、船的表面刷油漆
【解析】 铁制品表面生锈以后，为了防止进一步腐蚀，要及时清除铁锈，并涂抹上矿物油或油漆；而不能保留铁制品上的铁锈，否则，腐蚀更快，所以A项措施不能起到防锈的目的。B中采用的镀层保护法，C、D采用的是涂层保护法，都属于表面保护法；通过在金属表面覆盖一层致密的薄膜隔绝金属直接与空气、水的接触，从而起到防锈的目的。
【答案】 A
3．铜制水龙头用久了常出现铜绿，下列哪种方法无法避免铜绿出现 ( )
A．将铜水龙头接在铁水管上
B．将铜水龙头接在塑料水管上
C．将铜水龙头接在低压直流电的负极上
D．在铜水龙头的表面覆盖一层防渗的高分子膜
【解析】 铜绿是生活中常见现象，反应原理为2Cu＋O2＋CO2＋H2O＝Cu2(OH)2CO3，故铜水龙头应保存在干燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀。A可能发生原电池反应而使铁被腐蚀，铜被保护。B中铜可以发生化学腐蚀，生成铜绿。C项中采用了外接直流电的阴极保护法，铜水龙头被保护。
【答案】 B
4．在金属制品的表面刷油漆的目的是 ( )
A．防止钢铁生锈且美观
B．增强光滑度，减小摩擦
C．增大硬度防止撞坏
D．增大厚度，防止磨损
【解析】 为了防止金属的腐蚀，一般人们采用表面保护、电化学保护及改变金属成分等方法；其中表面保护主要是在金属表面进行涂层保护和镀层保护。在金属表面刷油漆就属于涂层保护，同时也增加美观。所以A项正确。
【答案】 A
5．铜制品上的铝质铆钉，在潮湿空气中易腐蚀的原因可描述为 ( )
A．形成原电池，铝作负极
B．形成原电源，铜作负极
C．形成原电池时，电流由铝经导线流向铜
D．铝质铆钉发生了化学腐蚀
【解析】 金属铝发生的是电化学腐蚀，铝比铜活泼，故金属铝是负极，电子的流动方向与电流的流动方向恰好相反。
【答案】 A
6．为了保护地下钢管不受腐蚀，可使它与 ( )
A．直流电源负极相连
B．铜板相连
C．锌板相连
D．直流电源正极相连
【解析】 要保护地下钢管不被腐蚀，可以采用牺牲阳极的阴极保护法，即将钢管和活泼金属，如锌直接相连，故C对；也可以采用外加电流的阴极保护法，即将钢管和电源的负极相接，故A项正确。
【答案】 AC
7．埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，腐蚀最慢的是 ( )
A．在含铁元素较多的酸性土壤中
B．在潮湿疏松透气的土壤中
C．在干燥致密不透气的土壤中
D．在含碳粒较多的潮湿透气中性土壤中
【解析】 从破坏原电池形成的条件考虑，在干燥、致密、不透气的土壤中最难形成原电池。
【答案】 C
8．下列说法正确的是 ( )
A．钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀
C．金属发生化学腐蚀还是电化学腐蚀的主要区别在于金属的纯度不同
D．无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化
【解析】 金属通过改变内部结构，可以耐腐蚀，如将铁冶炼成不锈钢，则耐腐蚀，所以A项错误。原电池反应虽然可以导致金属腐蚀，但将需要保护的金属制品和活泼金属相连，构成原电池可以减慢金属的腐蚀，故B项途述错误。决定金属发生电化学腐蚀，还是发生化学腐蚀的原因是金属周围的环境，如要金属直接接触有腐蚀性的气体或溶液，则会发生化学腐蚀；而一般情况下则发生电化学腐蚀，故C项错误。金属无论发生哪种类型的腐蚀，其实质都是金属失去电子被氧化，故D项正确。
【答案】 D
9．光亮的铁在下列情况下最易生锈的是 ( )
【解析】 本题从考虑原电池形成的条件分析铁的生锈，A项在干燥的空气中，缺少水膜很难形成原电池；在B中空气和水的交界面处最容易形成原电池，使铁钉生锈；C中植物油不是电解质溶液，也无法形成原电池；D中蒸馏水中含氧较少，也难发生电化学腐蚀。
【答案】 B
10．(2006·石家庄4月)为将反应2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜) ( )
【解析】 D为电解池，首先排除。A、B、C均能将化学能转化为电能，A中反应为2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO＋3H2↑，A错误；B符合题目要求，正确；C中反应为：Al＋4H＋＋NO＝Al3＋＋NO↑＋2H2O，故C达不到目的。
【答案】 B
11．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述不正确的是 ( )
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
【解析】 Ⅰ中铁丝发生吸氧腐蚀，左端液面上升；Ⅱ中盐酸挥发，和铁丝反应生成H2，腐蚀最严重，Ⅱ中左端下降；Ⅲ中浓硫酸吸水，而铁丝在干燥空气中几乎不腐蚀。
【答案】 B
12．钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是 ( )
①Fe由＋2价转化为＋3价 ②O2被还原 ③H＋被还原 ④有Fe2O3·xH2O生成 ⑤杂质碳被氧化除去
A．①② B．③④
C．①②③④ D．①②③④⑤
【答案】 C
13．大雪后常使用融雪盐来清除道路积雪。过去常用氯化钠等无机盐，降低冰雪的冰点，而现在往往用环保型有机盐与缓蚀剂，但它们的融雪原理相同。下列叙述不正确的是
( )
A．环保型有机盐与缓蚀剂的融雪原理为盐溶于水后，使冰雪的冰点降低
B．使用环保型融雪盐可以减缓对路面和桥梁中钢筋的腐蚀
C．使用环保型融雪盐可以减少对植物的危害
D．使用环保型融雪盐主要是给植物补充养分
【答案】 D
14．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是 ( )
【答案】 C
15．下列叙述不正确的是 ( )
A．往下水道中倾倒硫酸铜溶液，会进一步加快铁质管道的腐蚀
B．在空气中，钢铁的表面涂一层油脂或油漆，可以减慢钢铁的腐蚀
C．镁与稀盐酸反应剧烈，加入醋酸钠晶体可以减慢反应速率
D．铜放入稀硫酸中，再加入FeSO4可以加快铜与稀硫酸的反应速率
【答案】 D
16．利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，下图就是一个用废旧材料制作的可用作驱动玩具的电池的示意图。当电池工作时，有关说法正确的是 ( )
A．铝罐将逐渐被腐蚀
B．碳粒和木炭棒上发生的反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．木炭棒应与玩具电机的负极相连
D．该电池工作一段时间后木炭棒和碳粒的质量会减轻
【解析】 本实验的原理相当于钢铁的吸氧腐蚀，把化学能转化为电能。在原电池中，活泼金属铝作负极，电极反应式为：Al－3e－＝Al3＋，木炭棒作正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，由此可知木炭棒和碳粒的质量不会改变。由于木炭棒作正极，因此应与玩具电机的正极相连。
【答案】 AB
17．2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间稍久，便容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]。但这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉，下列对其原因的分析，最可能的是 ( )
A．它们的表面都镀上了一层耐腐蚀的黄金
B．环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去
C．铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化
D．它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金
【答案】 D
18．在一些特定的条件下，铁也可以生成具有保护作用的氧化膜。例如，铁在浓硝酸、浓硫酸中可以生成氧化膜(称为钝化膜)，在碱性溶液中也易被一些并不强的氧化剂氧化生成钝化膜。拿一把已除锈、去油的小刀放入发蓝液(50 g氢氧化钠、10 g硝酸钠、3 g亚硝酸钠和100 mL水所形成的溶液)中，加热煮沸20 min，就可形成蓝黑色的“烤蓝”。
根据上面的信息判断下列叙述不正确的是 ( )
A．在烤蓝的过程中，铁没有损失
B．烤蓝实质是一部分铁被氧化成致密的氧化膜，起到了抗腐蚀作用
C．在“烤蓝”液中硝酸钠、亚硝酸钠起了氧化剂作用
D．在烤蓝前除锈可以使用盐酸
【解析】 根据题目中给出的信息，结合有关氧化还原反应的知识可选出正确选项。
【答案】 A
二、非选择题
19．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：__________________________________。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应式为：________________________________________________________；
负极反应式为：_________________________________________________________。
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的浓度均为0.10 mol/L，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋的实验步骤______________________________________。
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3＋
1.9
3.2
Fe2＋
7.0
9.0
Cu2＋
4.7
6.7
提供的药品：Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu
(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢腐蚀。
有关反应的化学方程式____________，____________；
劣质不锈钢腐蚀的实验现象__________________________________。
【解析】 (2)根据氧化还原反应2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋设计原电池，负极发生氧化反应，Cu失电子作负极，正极选择比Cu活动性弱的金属或碳棒，电解质溶液为FeCl3溶液。
(3)根据表中的数据知如用直接沉淀法，Cu2＋也被消耗。根据提供的试剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液的pH，为了不引入新的杂质离子，选择CuO而不选NaOH溶液。
(4)不锈钢的主要成分是Fe，由题中“劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显”，再根据提供的试剂可知首先要制备出盐溶液，选择硫酸CuO制备出硫酸铜溶液，再根据Fe和硫酸铜发生置换反应设计出实验。
【答案】 (1)2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋
(2)装置如右图所示：
2Fe3＋＋2e－＝2Fe2＋ Cu－2e－＝Cu2＋
(3)①通入足量氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋；②加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7；③过滤除去Fe(OH)3
(4)CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O CuSO4＋Fe＝FeSO4＋Cu 不锈钢表面有紫红色物质生成
20．铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：
首先检查制氧装置的气密性，然后按下图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3 min左右，观察到的实验现象为：
①直试管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀
②直试管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀
③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。
试完成下列问题：
(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于____________，能表示其原理的反应方程式为__________________________________。
(2)仪器A的名称为____________，其中装的药品可以是____________，其作用是____________。
(3)由此实验可知，该类铁生锈的条件为__________________________________。决定铁生锈快慢的一个重要因素是____________。
【答案】 (1)电化学腐蚀 负极：2Fe－4e－＝2Fe2＋
正极：2H2O＋O2＋4e－＝4OH－[也可写总化学方程式，多写Fe(OH)2―→Fe(OH)3的化学方程式也不算错]
(2)球形干燥管 碱石灰(或无水CaCl2) 干燥O2
(3)与O2、H2O接触 氧气浓度
【点拨】 钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直试管中的现象说明，潮湿是铁生锈的必需前提，直试管实验与烧杯实验的对比，则说明O2浓度是影响铁生锈快慢的一个重要因素。
