2025年電化考試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分）

1.電化學(xué)中，法拉第常數(shù)代表的是：

A.電子的電荷量

B.1摩爾電子所帶的電荷量

C.阿伏伽德羅常數(shù)

D.電子的質(zhì)量

2.在電解過程中，陰極發(fā)生的是：

A.氧化反應(yīng)

B.還原反應(yīng)

C.中和反應(yīng)

D.沉淀反應(yīng)

3.下列哪種電池屬于一次電池？

A.鉛酸蓄電池

B.鋰離子電池

C.干電池

D.鎳氫電池

4.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力主要取決于：

A.溶液的溫度

B.溶液中離子的濃度和遷移率

C.電極材料

D.電源電壓

5.在電鍍過程中，鍍件應(yīng)作為：

A.陽極

B.陰極

C.可以是陽極也可以是陰極

D.既不是陽極也不是陰極

6.下列關(guān)于原電池的說法，正確的是：

A.原電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置

B.原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)

C.原電池中，正極發(fā)生氧化反應(yīng)

D.原電池不需要電解質(zhì)溶液

7.電化學(xué)腐蝕中，金屬作為：

A.陽極被氧化

B.陰極被還原

C.既不被氧化也不被還原

D.可能被氧化也可能被還原

8.在標(biāo)準(zhǔn)氫電極中，氫離子濃度和氫氣壓力分別為：

A.1mol/L，1atm

B.1mol/L，1Pa

C.1mol/L，100kPa

D.0.1mol/L，1atm

9.下列哪種方法可以提高電解效率？

A.增加電極間距

B.提高電解質(zhì)濃度

C.降低溫度

D.減少攪拌

10.電解水時，理論上產(chǎn)生氫氣和氧氣的體積比為：

A.1:1

B.1:2

C.2:1

D.2:2

二、填空題（共5題，每題2分）

1.電化學(xué)中，能斯特方程描述了電極電勢與________之間的關(guān)系。

2.在鉛酸蓄電池中，正極活性物質(zhì)是________，負(fù)極活性物質(zhì)是________。

3.電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率與溶液中離子的________和________有關(guān)。

4.金屬的電極電勢越低，其還原性越________，越容易發(fā)生________反應(yīng)。

5.在電化學(xué)保護(hù)中，犧牲陽極法是利用更活潑的金屬作為________，被腐蝕而保護(hù)被保護(hù)的金屬。

三、判斷題（共5題，每題2分）

1.電解池和原電池的正負(fù)極是相同的。（）

2.在電化學(xué)中，陰離子總是移向陰極。（）

3.所有金屬的電極電勢都是相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極測量的。（）

4.電解質(zhì)溶液的濃度越高，其導(dǎo)電能力一定越強(qiáng)。（）

5.電化學(xué)腐蝕中，氧氣可以作為去極化劑。（）

四、多項(xiàng)選擇題（共2題，每題2分）

1.下列哪些屬于二次電池？（）

A.干電池

B.鉛酸蓄電池

C.鋰離子電池

D.鋅錳電池

2.影響電極電勢的因素有（）

A.溫度

B.電極材料

C.離子濃度

D.溶液pH值

五、簡答題（共2題，每題5分）

1.簡述原電池的工作原理，并舉例說明。

2.解釋電化學(xué)腐蝕的機(jī)理，并列舉兩種防止金屬電化學(xué)腐蝕的方法。

參考答案及解析

一、單項(xiàng)選擇題

1.答案：B

解析：法拉第常數(shù)(F)是電化學(xué)中的重要常數(shù)，表示1摩爾電子所帶的電荷量，其值為96485C/mol。選項(xiàng)A是電子的電荷量(1.602×10^-19C)，選項(xiàng)C是阿伏伽德羅常數(shù)(6.022×10^23mol^-1)，選項(xiàng)D是電子的質(zhì)量(9.109×10^-31kg)。

2.答案：B

解析：在電解過程中，陰極是電子流入的電極，發(fā)生還原反應(yīng)，陽極是電子流出的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。因此，陰極發(fā)生的是還原反應(yīng)。

3.答案：C

解析：一次電池是指電池中的活性物質(zhì)在放電后被消耗，不能通過充電恢復(fù)的電池。干電池屬于一次電池，而鉛酸蓄電池、鋰離子電池和鎳氫電池都屬于二次電池（可充電電池）。

4.答案：B

解析：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力主要取決于溶液中離子的濃度和遷移率。溫度、電極材料和電源電壓也會影響導(dǎo)電能力，但不是主要因素。

5.答案：B

解析：在電鍍過程中，鍍件作為陰極，金屬離子在陰極得到電子被還原，沉積在鍍件表面形成鍍層。陽極則通常是可溶性陽極，提供金屬離子，或者是惰性陽極。

6.答案：B

解析：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，而不是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（那是電解池）。在原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子；正極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子。原電池需要電解質(zhì)溶液以傳導(dǎo)離子。

7.答案：A

解析：在電化學(xué)腐蝕中，金屬作為陽極被氧化，失去電子形成金屬離子，而陰極（可能是同一金屬上的不同區(qū)域或另一更惰性的金屬）發(fā)生還原反應(yīng)，接受電子。

8.答案：A

解析：標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)是電化學(xué)中的參比電極，其定義為：氫離子濃度為1mol/L，氫氣壓力為1atm(約101.325kPa)，溫度為25°C時，氫電極的電極電勢定義為0V。

9.答案：B

解析：提高電解質(zhì)濃度可以增加溶液中的離子數(shù)量，從而提高導(dǎo)電能力和電解效率。增加電極間距會增加電阻，降低效率；提高溫度可能增加副反應(yīng)；減少攪拌會降低傳質(zhì)效率，從而降低電解效率。

10.答案：B

解析：電解水時，陰極反應(yīng)為：2H?O+2e?→H?+2OH?，陽極反應(yīng)為：2H?O→O?+4H?+4e?。從反應(yīng)式可以看出，產(chǎn)生1摩爾氧氣需要4摩爾電子，而產(chǎn)生2摩爾氫氣需要4摩爾電子，因此氫氣和氧氣的體積比為2:1。

二、填空題

1.答案：離子濃度/活度

解析：能斯特方程描述了電極電勢與離子濃度（或活度）之間的關(guān)系，方程式為：E=E°-(RT/nF)ln(Q)，其中E是電極電勢，E°是標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，R是氣體常數(shù)，T是溫度，n是轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，F(xiàn)是法拉第常數(shù)，Q是反應(yīng)商。

2.答案：二氧化鉛(PbO?)，鉛(Pb)

解析：鉛酸蓄電池是一種常見的二次電池，其正極活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO?)，負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀鉛(Pb)，電解液是硫酸溶液。

3.答案：濃度，遷移率

解析：電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率與溶液中離子的濃度和遷移率有關(guān)。濃度越高，單位體積內(nèi)的離子數(shù)量越多，導(dǎo)電能力越強(qiáng)；遷移率越大，離子在電場中的移動速度越快，導(dǎo)電能力也越強(qiáng)。

4.答案：強(qiáng)，氧化

解析：金屬的電極電勢越低，其還原性越強(qiáng)，越容易失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。例如，鈉的電極電勢很低，還原性很強(qiáng)，很容易被氧化。

5.答案：陽極

解析：在電化學(xué)保護(hù)中，犧牲陽極法是利用更活潑的金屬（電極電勢更低的金屬）作為陽極，被腐蝕而消耗，從而保護(hù)被保護(hù)的金屬（作為陰極）。這種方法常用于船舶、管道等金屬結(jié)構(gòu)的防腐。

三、判斷題

1.答案：×

解析：在電解池和原電池中，電極的命名是不同的。在原電池中，負(fù)極是發(fā)生氧化反應(yīng)的電極，正極是發(fā)生還原反應(yīng)的電極；而在電解池中，陽極是發(fā)生氧化反應(yīng)的電極，陰極是發(fā)生還原反應(yīng)的電極。因此，兩者的正負(fù)極定義不同。

2.答案：×

解析：在電化學(xué)中，陰離子總是移向陽極（發(fā)生氧化反應(yīng)的電極），而不是陰極。這是因?yàn)殛枠O缺少電子，帶正電荷，會吸引陰離子；而陰極有多余電子，帶負(fù)電荷，會吸引陽離子。

3.答案：√

解析：在電化學(xué)中，所有金屬的電極電勢都是相對于標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)測量的，標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢被定義為0V。其他電極的電極電勢都是通過與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成原電池測量得到的。

4.答案：×

解析：雖然一般來說，電解質(zhì)溶液的濃度越高，其導(dǎo)電能力越強(qiáng)，但當(dāng)濃度過高時，離子間的相互作用增強(qiáng)，可能導(dǎo)致離子遷移率下降，從而使導(dǎo)電能力不再增加甚至下降。此外，對于強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)，濃度對導(dǎo)電能力的影響也不同。

5.答案：√

解析：在電化學(xué)腐蝕中，氧氣可以作為去極化劑，在陰極發(fā)生還原反應(yīng)：O?+2H?O+4e?→4OH?，從而促進(jìn)金屬的腐蝕過程。這種腐蝕在有氧環(huán)境中更為常見，稱為吸氧腐蝕。

四、多項(xiàng)選擇題

1.答案：BC

解析：二次電池是指可以通過充電恢復(fù)活性物質(zhì)的電池。鉛酸蓄電池和鋰離子電池都屬于二次電池，可以反復(fù)充放電。而干電池和鋅錳電池屬于一次電池，電池中的活性物質(zhì)在放電后被消耗，不能通過充電恢復(fù)。

2.答案：ABCD

解析：電極電勢受多種因素影響：溫度會影響電極反應(yīng)的平衡常數(shù)，從而影響電極電勢；電極材料決定了電極反應(yīng)的本質(zhì)，不同材料的電極電勢不同；離子濃度直接影響電極反應(yīng)的平衡，從而影響電極電勢；溶液pH值會影響涉及H?或OH?參與的電極反應(yīng)的電極電勢。因此，所有列出的因素都會影響電極電勢。

五、簡答題

1.答案：

原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。其工作原理基于氧化還原反應(yīng)：在負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子；在正極，發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子。電子通過外電路從負(fù)極流向正極，形成電流；離子在電解質(zhì)溶液中遷移，以維持電荷平衡。

例如，銅鋅原電池：鋅作為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn→Zn2?+2e?；銅作為正極，發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2?+2e?→Cu。電子從鋅電極流向銅電極，形成電流，鋅不斷溶解，銅離子在銅電極上沉積。

2.答案：

電化學(xué)腐蝕的機(jī)理是金屬在電解質(zhì)溶液中形成微電池，發(fā)生氧化還原反應(yīng)。金屬作為陽極被氧化，失去電子形成金屬離子；而陰極（可能是同一金屬上的不同區(qū)域或另一更惰性的金