中五化学练习卷：氧化还原、化学电池与电解（100 分）

2026-11-11

练习卷 · 中五化学 · 氧化还原与电解

中五化学练习卷：全卷 6 题 24 部分、100 分、75 分钟。按香港中五化学课程编写，涵盖氧化数与氧化还原辨识、半反应式配平、化学电池与标准电动势、电解与法拉第计算、食盐水电解，以及高锰酸钾滴定。每题附完整答案及评分要点，适合操卷与自我检查。

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卷面资料　年级：中五　｜　科目：化学　｜　时限：75 分钟　｜　总分：100 分　｜　题数：24

第一部分：氧化数与氧化还原的辨识（16 分）

氧化数是把化合物中的电子分配给电负性较高的原子后，各原子所得的电荷数。元素单质的氧化数为零，氧一般为 −2，氢一般为 +1，化合物中各氧化数的代数和必须为零。氧化数上升代表氧化，下降代表还原。

#	题目	答案与评分要点
1	求高锰酸钾 KMnO4 中锰的氧化数。	答案：钾为 +1，氧为 −2，设锰为 x，则 +1 + x + 4(−2) = 0，得 x = +7。锰的氧化数为 +7。（评分要点：列出钾与氧的氧化数 1 分，方程 1 分，代数运算 1 分，答案及正负号 1 分）
2	求重铬酸钾 K2Cr2O7 中铬的氧化数。	答案：+2 + 2x + 7(−2) = 0，即 2x = +12，得 x = +6。铬的氧化数为 +6。（评分要点：方程 2 分，运算 1 分，答案 1 分）
3	过氧化氢 H2O2 中氧的氧化数为 −1，说明它与一般氧化物不同之处，并求硫代硫酸钠 Na2S2O3 中硫的氧化数。	答案：在 H2O2 中氧与氧相连，电子没有完全转移，故氧的氧化数为 −1 而非 −2。Na2S2O3 中 2(+1) + 2x + 3(−2) = 0，得 2x = +4，硫的氧化数为 +2。（评分要点：解释氧氧键 2 分，方程 1 分，答案 1 分）
4	在反应 Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu 中，指出被氧化的物质、被还原的物质及氧化剂。	答案：锌的氧化数由 0 升至 +2，被氧化，同时是还原剂；铜离子由 +2 降至 0，被还原，是氧化剂。（评分要点：氧化与还原各 1 分，氧化剂 1 分，理由 1 分）

第二部分：半反应式与电子转移（16 分）

半反应式必须同时平衡原子数与电荷。在酸性溶液中可用氢离子与水分子补充原子；每个电子的电荷为 1.6 × 10^-19 C，一摩尔电子的电量即法拉第常数 96485 C。

#	题目	答案与评分要点
5	写出酸性溶液中 MnO4- 还原为 Mn2+ 的半反应式，并指出锰的氧化数变化及所需电子数。	答案：MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O；锰由 +7 降至 +2，共需 5 个电子。（评分要点：反应物与生成物 1 分，配平 2 分，电子数 1 分）
6	写出 Fe2+ 氧化为 Fe3+ 的半反应式，并合并成 MnO4- 与 Fe2+ 的整体离子方程式。	答案：Fe2+ → Fe3+ + e-；整体为 MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O。（评分要点：半反应 1 分，电子数对调 2 分，整体配平 1 分）
7	若有 0.020 mol MnO4- 完全反应，求被氧化的 Fe2+ 摩尔数及转移电子的摩尔数。	答案：由方程式比例 1 : 5，Fe2+ = 5 × 0.020 = 0.100 mol；每摩尔 Fe2+ 放出 1 摩尔电子，故电子 = 0.100 mol。（评分要点：摩尔比 2 分，Fe2+ 答案 1 分，电子 1 分）
8	求上述转移电子所对应的电量，以 C 表示。	答案：Q = nF = 0.100 × 96485 = 9648.5 C，约 9.65 × 10^3 C。（评分要点：公式 1 分，代入 1 分，数值 1 分，有效数字 1 分）

第三部分：化学电池与标准电动势（16 分）

化学电池把化学能转为电能。电子由较易失去电子的电极经外电路流向另一电极，该电极称为阳极，是电池的负极；盐桥则用来维持两个半电池的电中性。标准电动势等于阴极电极电势减去阳极电极电势。

#	题目	答案与评分要点
9	把锌片与铜片分别插入硫酸锌溶液及硫酸铜溶液，并以盐桥连接。指出阳极与阴极，并说明哪一电极是负极。	答案：锌为阳极，铜为阴极；锌比铜容易失去电子，故锌电极是负极。（评分要点：阳极 1 分，阴极 1 分，负极判断及理由 1 分）
10	已知 E°(Zn2+/Zn) = −0.76 V，E°(Cu2+/Cu) = +0.34 V，求该电池的标准电动势。	答案：E°cell = E°(阴极) − E°(阳极) = 0.34 − (−0.76) = 1.10 V。（评分要点：公式 1 分，代入符号正确 1 分，答案及单位 1 分）
11	说明电子在外电路中的流动方向，以及盐桥的作用。	答案：电子由锌电极经外电路流向铜电极；盐桥中的阳离子与阴离子分别迁往两边半电池，抵消累积的电荷并保持电中性，使电流持续。（评分要点：电子方向 2 分，离子迁移 2 分，维持电中性 1 分）
12	若 [Zn2+] = 1.0 mol dm^-3 而 [Cu2+] = 0.010 mol dm^-3，用能斯特方程估算 298 K 时的电池电动势（采用 0.0592 V 常数）。	答案：浓度比为 1.0 / 0.010 = 100，log 100 = 2；E = 1.10 − (0.0592 / 2) × 2 = 1.10 − 0.0592 = 1.04 V。铜离子浓度下降令电动势减小。（评分要点：浓度比 1 分，log 值 1 分，代入 2 分，答案 1 分）

第四部分：电解与法拉第计算（20 分）

电解利用外部电源推动非自发的氧化还原反应。电量等于电流乘时间，电子摩尔数等于电量除以法拉第常数。阴极发生还原，阳极发生氧化。以石墨电极电解硫酸铜溶液时，阴极析出铜，阳极放出氧气。

#	题目	答案与评分要点
13	以 2.00 A 的电流通电 30.0 分钟，求通过电路的电量。	答案：t = 30.0 × 60 = 1800 s，Q = It = 2.00 × 1800 = 3600 C。（评分要点：时间换算 1 分，公式 1 分，答案及单位 2 分）
14	求上述过程中转移电子的摩尔数。	答案：n = Q / F = 3600 / 96485 = 0.0373 mol，约 3.73 × 10^-2 mol。（评分要点：公式 1 分，代入 1 分，数值 1 分，有效数字 1 分）
15	求阴极析出铜的质量（铜的摩尔质量为 63.5 g mol^-1）。	答案：Cu2+ + 2e- → Cu，每摩尔铜需 2 摩尔电子；n(Cu) = 0.0373 / 2 = 0.0187 mol，质量 = 0.0187 × 63.5 = 1.18 g。（评分要点：电子与铜比例 2 分，摩尔数 1 分，质量及单位 1 分）
16	求阳极放出氧气在室温常压下的体积，以 cm3 表示（摩尔体积为 24.0 dm3 mol^-1）。	答案：2H2O → O2 + 4H+ + 4e-，故 n(O2) = 0.0373 / 4 = 9.33 × 10^-3 mol；体积 = 9.33 × 10^-3 × 24.0 = 0.224 dm3 = 224 cm3。（评分要点：四电子比例 2 分，摩尔数 1 分，体积换算 1 分）
17	若要析出 2.00 g 铜，求所需的通电时间，以分钟表示。	答案：n(Cu) = 2.00 / 63.5 = 0.0315 mol，电子 = 0.0630 mol，Q = 0.0630 × 96485 = 6079 C，t = 6079 / 2.00 = 3039 s ≈ 50.7 分钟。（评分要点：摩尔数 1 分，电子 1 分，电量 1 分，时间及单位 1 分）

第五部分：食盐水电解与工业应用（16 分）

电解浓食盐水时，阳极放出氯气，阴极放出氢气并同时生成氢氧化钠，整体反应为 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2。工业上用离子交换膜分隔两极，避免产物混合。

#	题目	答案与评分要点
18	写出阳极与阴极的电极反应，并指出两极各自产生的气体。	答案：阳极 2Cl- → Cl2 + 2e-，产生氯气；阴极 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-，产生氢气。（评分要点：阳极式 2 分，阴极式 1 分，气体配对 1 分）
19	若生成 1.00 mol 氯气，求同时生成的氢氧化钠质量。	答案：由方程式比例，1 mol Cl2 伴随 2 mol NaOH；质量 = 2 × 40.0 = 80.0 g。（评分要点：比例 2 分，摩尔质量 1 分，答案及单位 1 分）
20	求同时生成的氢气在室温常压下的体积（摩尔体积为 24.0 dm3 mol^-1）。	答案：1 mol Cl2 伴随 1 mol H2，体积 = 1.00 × 24.0 = 24.0 dm3。（评分要点：比例 2 分，摩尔体积 1 分，答案及单位 1 分）
21	指出氯在反应中的氧化数变化，并说明为何工业上要使用离子交换膜。	答案：氯由 −1 升至 0，被氧化。离子交换膜只容许钠离子通过而阻挡氢氧根与氯离子，防止氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸盐，亦避免氢气与氯气混合。（评分要点：氧化数变化 2 分，膜的作用 2 分）

第六部分：高锰酸钾滴定计算（16 分）

高锰酸钾在酸性溶液中是强氧化剂，可把亚铁离子氧化为铁离子，本身还原为锰离子。滴定至终点时紫红色不再褪去，颜色变化本身可作指示剂。计算是先由浓度与体积求摩尔数，再用方程式比例换算。

#	题目	答案与评分要点
22	以 0.0200 mol dm^-3 高锰酸钾溶液滴定 25.0 cm3 亚铁离子溶液，平均用量为 24.0 cm3。求所用高锰酸钾的摩尔数。	答案：体积 = 24.0 / 1000 = 0.0240 dm3，n = cV = 0.0200 × 0.0240 = 4.80 × 10^-4 mol。（评分要点：体积换算 2 分，公式 1 分，代入 1 分，答案 1 分）
23	求 25.0 cm3 样本中被氧化的亚铁离子摩尔数。	答案：由方程式 MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O，比例为 1 : 5，故 n(Fe2+) = 5 × 4.80 × 10^-4 = 2.40 × 10^-3 mol。（评分要点：方程式比例 3 分，代入 1 分，答案及有效数字 1 分）
24	求原亚铁离子溶液的浓度，并计算若改用 0.0100 mol dm^-3 高锰酸钾，预期滴定体积为多少。	答案：c = n / V = 2.40 × 10^-3 / 0.0250 = 0.0960 mol dm^-3。摩尔数不变，浓度减半则体积加倍，预期滴定体积为 48.0 cm3。（评分要点：浓度公式 2 分，答案 2 分，体积加倍推论 2 分）

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