電化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)專題試題一、原電池原理與構(gòu)成實(shí)驗(yàn)（一）基礎(chǔ)選擇題下列裝置中，能構(gòu)成原電池并產(chǎn)生電流的是（）A.鋅片、銅片插入酒精中B.鋅片、銅片插入稀硫酸中，用導(dǎo)線連接C.銅片、銀片插入稀鹽酸中，用導(dǎo)線連接D.鋅片、銅片插入硫酸銅溶液中，未用導(dǎo)線連接某原電池總反應(yīng)為Zn+Cu2?=Zn2?+Cu，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.銅為正極，銅離子在正極得到電子C.電子從銅極經(jīng)導(dǎo)線流向鋅極D.溶液中陽離子向正極移動(dòng)（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題現(xiàn)有鋅片、銅片、石墨棒、稀硫酸、硫酸銅溶液、導(dǎo)線、燒杯等實(shí)驗(yàn)用品，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)電流的原電池，畫出裝置圖并回答：（1）寫出正、負(fù)極材料及電極反應(yīng)式；（2）說明鹽橋（若使用）的作用；（3）若將稀硫酸替換為濃硝酸，電池正負(fù)極是否會(huì)發(fā)生改變？為什么？二、電解池原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（一）正誤判斷題判斷下列說法是否正確（正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）：（1）電解池中，陽極一定發(fā)生氧化反應(yīng)（）（2）電解水時(shí)，為增強(qiáng)導(dǎo)電性，可加入少量NaCl（）（3）用惰性電極電解CuCl?溶液，陰極增重的質(zhì)量等于陽極減少的質(zhì)量（）（4）電鍍時(shí)，待鍍金屬作陽極，鍍層金屬作陰極（）（二）計(jì)算題用惰性電極電解500mL0.1mol/LCuSO?溶液，通電一段時(shí)間后，陰極增重0.64g（假設(shè)電解過程中溶液體積不變）。（1）計(jì)算電路中通過的電子的物質(zhì)的量；（2）求陽極產(chǎn)生氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；（3）判斷電解后溶液的pH值變化（增大/減小/不變），并計(jì)算其pH值。三、金屬的腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)分析題某實(shí)驗(yàn)小組探究鐵的腐蝕類型，設(shè)計(jì)了如下裝置：裝置甲：鐵釘放入煮沸后冷卻的蒸餾水中，液面用油封裝置乙：鐵釘放入潮濕的空氣中裝置丙：鐵釘與鋅片用導(dǎo)線連接后放入稀硫酸中裝置?。鸿F釘與銅片用導(dǎo)線連接后放入氯化鈉溶液中回答下列問題：（1）上述裝置中，發(fā)生吸氧腐蝕的是______，發(fā)生析氫腐蝕的是______；（2）寫出裝置丁中正極的電極反應(yīng)式；（3）比較裝置丙和丁中鐵釘?shù)母g速率，并解釋原因。（二）方案設(shè)計(jì)題為防止鐵閘門被腐蝕，某工廠需設(shè)計(jì)防護(hù)方案?，F(xiàn)有以下材料：鋅塊、銅塊、直流電源、導(dǎo)線等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)兩種不同的防護(hù)方法，簡述原理并寫出相關(guān)電極反應(yīng)式。四、綜合實(shí)驗(yàn)探究題（一）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與評(píng)價(jià)某同學(xué)用如圖所示裝置（a、b為石墨電極）進(jìn)行電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩極均有氣體產(chǎn)生，但檢驗(yàn)氣體時(shí)發(fā)現(xiàn)陽極產(chǎn)生的氣體有刺激性氣味，且能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)。（1）寫出電解飽和食鹽水的總反應(yīng)方程式；（2）分析陽極產(chǎn)生刺激性氣味氣體的原因，并提出改進(jìn)措施；（3）若將a極換為銅片，電解過程中溶液顏色會(huì)如何變化？寫出此時(shí)陽極的電極反應(yīng)式。（二）數(shù)據(jù)處理與誤差分析某興趣小組測(cè)定某品牌干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按如圖連接電路（干電池、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)）；②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄多組電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U；③以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，繪制U-I圖像，圖線與縱軸交點(diǎn)為E，斜率絕對(duì)值為r?；卮鹣铝袉栴}：（1）實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)采用______（內(nèi)接/外接）法，原因是______；（2）若實(shí)驗(yàn)中電壓表內(nèi)阻不是無窮大，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)E______（偏大/偏小/不變），內(nèi)阻r______（偏大/偏小/不變）；（3）若滑動(dòng)變阻器接觸不良，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生什么影響？五、拓展應(yīng)用題（一）新型電池原理分析鋰-空氣電池具有能量密度高的優(yōu)點(diǎn)，其工作原理如圖所示（電解液為有機(jī)電解液）：（1）寫出放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式；（2）充電時(shí)，陽極的產(chǎn)物是什么？寫出陽極反應(yīng)式；（3）與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，鋰-空氣電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分別是什么？（二）工業(yè)流程題氯堿工業(yè)是重要的化工基礎(chǔ)，其原理為電解飽和食鹽水。某工廠采用陽離子交換膜法電解，回答下列問題：（1）寫出電解槽中陽極和陰極的產(chǎn)物；（2）陽離子交換膜的作用是什么？（3）若電解槽每小時(shí)產(chǎn)生22.4m3Cl?（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則理論上每小時(shí)消耗NaCl的質(zhì)量為多少kg？（假設(shè)電解效率為100%）參考答案及解析（部分）一、原電池原理與構(gòu)成實(shí)驗(yàn)答案：B解析：構(gòu)成原電池需滿足“兩電極、一液一連線，自發(fā)氧化還原反應(yīng)”。A項(xiàng)酒精為非電解質(zhì)，C項(xiàng)Cu、Ag與稀鹽酸不反應(yīng)，D項(xiàng)未形成閉合回路，均不能構(gòu)成原電池。答案：C解析：電子從負(fù)極（鋅極）經(jīng)導(dǎo)線流向正極（銅極），C項(xiàng)錯(cuò)誤。參考答案（1）負(fù)極：鋅片（Zn-2e?=Zn2?）；正極：銅片（Cu2?+2e?=Cu）；電解液：硫酸銅溶液。（2）鹽橋可平衡電荷，防止溶液中離子濃度變化導(dǎo)致電流衰減。（3）會(huì)改變。濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，Cu與濃硝酸反應(yīng)更劇烈，此時(shí)Cu作負(fù)極，Zn作正極。二、電解池原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)參考答案（1）n(e?)=0.02mol（解析：Cu2?+2e?=Cu，n(Cu)=0.64g/64g/mol=0.01mol，n(e?)=0.02mol）（2）V(O?)=0.112L（解析：陽極反應(yīng)4OH?-4e?=O?↑+2H?O，n(O?)=0.005mol，V=0.005mol×22.4L/mol=0.112L）（3）pH減小，pH=1（解析：消耗OH?生成H?，n(H?)=0.02mol，c(H?)=0.04mol/L，pH=-lg0.04≈1.4，近似為1）三、金屬的腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)參考答案（1）乙、?。槐?）O?+2H?O+4e?=4OH?（3）丁中腐蝕速率更快。丙中Fe與Zn構(gòu)成原電池，Zn作負(fù)極被腐蝕（犧牲陽極法），F(xiàn)e被保護(hù)；丁中Fe與Cu構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極加速腐蝕。四、綜合實(shí)驗(yàn)探究題參考答案（1）2NaCl+2H?O$\xlongequal{電解}$2NaOH+H?↑+Cl?↑（2）原因：陽極產(chǎn)生的Cl?部分溶于水生成HClO和HCl，導(dǎo)致氣體有刺激性氣味。改進(jìn)措施：增加陽極區(qū)溶液的流速，減少Cl?溶解。（3）溶液變藍(lán)。陽極反應(yīng)：Cu-2e?=Cu2?五、拓展應(yīng)用題參考答案（1）陽極：Cl?；陰極：H?和NaOH（2）防止Cl?和H?混合爆炸，阻止OH?向陽極移動(dòng)與Cl?反應(yīng)（3）m(NaCl)=117kg（解析：n(Cl?)=22.4m3/22.4L/mol=1000mol，n(NaCl)=2000mol，m=2000mol×58.5g/mol=117000g=117kg）注意事項(xiàng)書寫電極反應(yīng)式時(shí)需注明電極名稱（正/負(fù)/陰/陽），并配平電子與電荷；電解池中，活潑金屬作陽極