《应用电化学》题集

《应用电化学》题集第一大题：选择题（每小题5分，共50分）下列哪个过程不属于电化学过程？

A.钢铁的腐蚀

B.铜的冶炼

C.氢气的燃烧

D.锂电池的充放电在电解池中，阴离子向哪个方向移动？

A.正极

B.负极

C.阳极

D.阴极下列哪种电池属于一次电池？

A.铅酸蓄电池

B.镍镉电池

C.锂离子电池

D.锌锰干电池在原电池中，发生氧化反应的是哪一极？

A.正极

B.负极

C.阳极

D.阴极下列哪个因素不影响电极电位的大小？

A.溶液中离子的活度

B.电极材料的性质

C.温度

D.电极的形状在电镀过程中，镀层金属应作为电解池的哪一极？

A.正极

B.负极

C.阳极

D.阴极下列哪种现象属于电化学腐蚀？

A.钢铁在潮湿空气中的生锈

B.铝制品的磨损

C.玻璃的破碎

D.塑料的老化在电解水的过程中，加入少量电解质如氢氧化钠，其主要作用是？

A.提高水的电导率

B.作为反应物参与电解

C.改变电解产物的种类

D.降低电解所需的电压下列哪种材料常用作电解池的隔膜？

A.石墨

B.陶瓷

C.活性炭

D.离子交换膜在燃料电池中，燃料在电池的哪一极发生反应？

A.正极

B.负极

C.阳极

D.阴极第二大题：填空题（每小题5分，共25分）电化学腐蚀主要分为______腐蚀和______腐蚀两大类。在电解池中，电子从电源的______极流出，经过导线流入电解池的______极。电极电位的大小与溶液中离子的______、电极材料的______以及______等因素有关。在电镀过程中，镀件应作为电解池的______极，镀层金属应作为电解池的______极。燃料电池是一种将______能直接转化为______能的装置。第三大题：判断题（每小题5分，共10分）在原电池中，电流的方向是从正极流向负极。（）电解池中的阳极总是发生氧化反应。（）第四大题：简答题（每小题10分，共20分）简述电化学腐蚀的防护方法，并举例说明。解释为什么在原电池中，负极材料会发生氧化反应。第五大题：名词解释（每小题5分，共15分）电极电位电解池燃料电池第六大题：计算题（每小题10分，共20分）已知某原电池的电动势为1.5V，若通过该电池的电流为0.5A，计算1小时内该电池所能提供的电能。在电解水的实验中，若电解2小时得到氢气1克，计算电解时所需的电流强度（假设电解效率为100%，氢气的摩尔质量为2g/mol）。第七大题：论述题（每小题20分，共20分）论述电化学在工业生产中的应用，并举例说明其在实际生产中的重要作用。要求结合具体实例，分析电化学原理在生产过程中的应用及其带来的经济效益和环境效益。第八大题：综合应用题（每小题15分，共30分）某工厂使用铅酸蓄电池作为备用电源，若该电池的电动势为2V，内阻为0.1Ω，当外电路断开时，电池两极间的电压为多少？若外电路闭合，电流为10A时，电池两极间的电压又为多少？在电镀铜的过程中，若电镀液的铜离子浓度为0.1mol/L，电流效率为90%，电镀面积为1dm²，电镀时间为1小时，计算电镀后铜层的厚度（铜的密度为8.9g/cm³，摩尔质量为64g/mol，阿伏伽德罗常数为6.02×10²³/mol）。第九大题：设计题（每小题10分，共20分）设计一个简单的原电池实验，要求使用常见的材料，并说明实验步骤和预期现象。设计一个电解食盐水的实验，要求说明实验装置、实验步骤以及预期的实验结果。《应用电化学》题集答案：第一大题：选择题答案C（氢气的燃烧是化学反应，不属于电化学过程）D（在电解池中，阴离子向正极即阴极移动）D（锌锰干电池属于一次电池）B（在原电池中，发生氧化反应的是负极）D（电极的形状不影响电极电位的大小）D（在电镀过程中，镀层金属应作为电解池的阴极）A（钢铁在潮湿空气中的生锈属于电化学腐蚀）A（加入少量电解质如氢氧化钠，可以提高水的电导率）D（离子交换膜常用作电解池的隔膜）B（在燃料电池中，燃料在电池的负极发生反应）第二大题：填空题答案化学腐蚀，电化学腐蚀正极，阴极活度，性质，温度阴极，阳极化学，电第三大题：判断题答案错（在原电池中，电流的方向是从负极流向正极）对（电解池中的阳极总是发生氧化反应）第四大题：简答题答案电化学腐蚀的防护方法主要有：涂覆防护层、电镀、化学镀、牺牲阳极保护法、外加电流保护法等。例如，涂覆防护层是在金属表面涂覆一层非金属保护层，如油漆、塑料、橡胶等，以隔绝金属与腐蚀介质的接触，从而达到防护的目的。在原电池中，负极材料会发生氧化反应，这是因为负极是电子流出的极，即失去电子的极。当负极材料与电解质溶液接触时，它会发生氧化反应，将电子传递给电解质溶液中的阳离子，从而形成电流。第五大题：名词解释答案电极电位：是指电极在溶液中所具有的电位差，它反映了电极上发生氧化还原反应的能力。电极电位的大小与溶液中离子的活度、电极材料的性质以及温度等因素有关。电解池：是一种将电能转化为化学能的装置。在电解池中，通过外加电压的作用，使电解质溶液中的阴、阳离子发生定向移动，并在电极上发生氧化还原反应，从而实现电能向化学能的转化。燃料电池：是一种将燃料和氧化剂（通常是氧气）直接转化为电能的装置。在燃料电池中，燃料在负极发生氧化反应，氧化剂在正极发生还原反应，从而产生电流和电能。第六大题：计算题答案已知某原电池的电动势为1.5V，若通过该电池的电流为0.5A，则1小时内该电池所能提供的电能为：W=EIt=1.5V×0.5A×3600s=2700J。在电解水的实验中，若电解2小时得到氢气1克，则电解时所需的电流强度为：I=m/(2tM)×(q/N)=1g/(2×3600s×2g/mol)×(2×6.02×10²³/mol)×(1C/6.02×10²³/mol)=0.0014A（假设电解效率为100%，氢气的摩尔质量为2g/mol，q为电子的电荷量，N为阿伏伽德罗常数）。第七大题：论述题答案电化学在工业生产中有着广泛的应用，例如电镀、电解冶炼、电化学合成等。以电镀为例，电镀是一种利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的方法。电镀可以提高金属的耐腐蚀性、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性和表面美观等。在实际生产中，电镀技术被广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域，为这些行业的产品提供了重要的表面处理技术。电镀技术的应用不仅提高了产品的质量和性能，还带来了显著的经济效益和环境效益。第八大题：综合应用题答案（1）当外电路断开时，电池两极间的电压等于电池的电动势，即2V。（2）若外电路闭合，电流为10A时，电池两极间的电压为：U=E-Ir=2V-10A×0.1Ω=1V。（1）根据法拉第电解定律，电镀时通过的电量Q与电镀层的质量m成正比，即Q=km（k为比例常数）。（2）电镀时通过的电量Q也可以表示为电流I与时间t的乘积，即Q=It。（3）联立以上两式，得到电镀层的质量m=(It)/k。（4）将已知的电流效率、电镀面积、电镀时间以及铜的密度、摩尔质量、阿伏伽德罗常数等代入上式，即可求出电镀后铜层的厚度。第九大题：设计题答案（1）实验材料：铜片、锌片、导线、电流表、稀硫酸。（2）实验步骤：将铜片和锌片分别插入稀硫酸中，并用导线连接铜片和锌片，形成原电池。将电流表连接在导线上，观察电流表的指针偏转情况。（3）预期现象：电流表的指针发生偏转，表明有电流通过原电池，即铜片和锌片之间发生了氧化还原反应。（1）实验装置：电解池、食盐水、电源、导线、电极（阴极和阳极）。（2）实验步骤：将食盐水倒入电解池中，将电极插入电解池中，并连接电源和导线。打开电源，调节电压至适当值，开始电解食盐水。（3）预期的实验结果：在电解过程中，阴极上会有氢气产生，阳极上会有氯气产生。同时，电解池中食盐水的颜色会逐渐变浅，最终得到氢氧化钠溶液和氢气、氯气。第十大题：拓展思考题答案（1）电化学在新能源领域有着广泛的应用前景。例如，锂离子电池、钠离子电池等新型电池技术正逐渐成为新能源汽车、储能系统等领域的重要能源存储和转换技术。（2）此外，电化学还可以应用于氢能的制备和储存。通过电解水制氢和氢气燃料电池等技术，可以实现氢能的高效制备和利用。（3）未来，随着新能源技术的不断发展，电化学在新能源领域的应用将会更加广泛和深入。（1）一种创新的电化学腐蚀防护方法是采用自修复涂层技术。这种涂层在受到腐蚀损伤时能够自动修复，从而延长材料的使用寿命。（2）自修复涂层的原理是在涂层中添加一些具有自