2019高中化學第四章電化學基礎測評新人教版.docx

電化學基礎(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包括12小題,每小題4分,共48分。每小題只有一個選項符合題意)1.下列事實不能用電化學原理解釋的是()A.鋁片不用特殊方法保護B.輪船水線下的船體上裝一定數(shù)量的鋅塊C.純鋅與稀硫酸反應時,滴入少量CuSO4溶液后速率增大D.鍍鋅鐵比較耐用解析:鋁能與空氣中的O2化合生成致密的氧化膜,保護鋁不受腐蝕;B項是犧牲陽極的陰極保護法;C項鋅與置換出的銅構成原電池,加快反應速率;鍍鋅鐵一旦破損,鋅比鐵活潑,仍能起保護作用,比較耐用。答案:A2.下列敘述正確的是()A.電解飽和食鹽水制燒堿時,Fe作陽極,石墨作陰極B.電解氯化銅溶液時,陽極上產(chǎn)生的氣體質(zhì)量和陰極上析出的銅的質(zhì)量相等C.鋼鐵在空氣中發(fā)生電化學腐蝕時,鐵作負極D.原電池工作時,陽離子移向電池的負極解析:電解飽和食鹽水制燒堿時,陽極必須是惰性電極,A錯誤;電解氯化銅時,實質(zhì)是電解氯化銅本身,陽極上產(chǎn)生的氣體質(zhì)量和陰極上析出的銅的質(zhì)量不相等,B錯誤;鋼鐵在空氣中發(fā)生電化學腐蝕,不論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕,均是鐵作負極,C正確;原電池工作時,陽離子移向電池的正極,D錯誤。答案:C3.下列敘述中,正確的是()電解池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置金屬和石墨導電均為物理變化,電解質(zhì)溶液導電是化學變化不能自發(fā)進行的氧化還原反應,通過電解的原理有可能實現(xiàn)電鍍過程相當于金屬的“遷移”,可視為物理變化A.B.C.D.解析:應為電能轉(zhuǎn)變成化學能,為化學能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)生了化學變化。答案:B4.化學用語是學習化學的重要工具,下列用來表示物質(zhì)變化的化學用語中,正確的是()A.電解飽和食鹽水時,陽極的電極反應為2Cl-2e-Cl2B.氫氧燃料電池的負極反應:O2+2H2O+4e-4OH-C.粗銅精煉時,與電源正極相連的是純銅,電極反應為Cu-2e-Cu2+D.鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極反應:Fe-2e-Fe2+解析:在氫氧燃料電池的負極上反應的是氫氣;粗銅精煉時,純銅與電源的負極相連,將銅在溶液中還原出來;鋼鐵腐蝕的負極反應是Fe-2e-Fe2+。答案:A5.觀察下列幾個裝置示意圖,有關敘述正確的是()A.裝置中陽極上析出紅色固體B.裝置的待鍍鐵制品應與電源正極相連C.裝置閉合電鍵后,外電路電子由a極流向b極D.裝置的離子交換膜允許陽離子、陰離子、水分子自由通過解析:裝置中陽極上氯離子放電生成氯氣,故A錯誤;裝置是電鍍裝置,待鍍鐵制品作陰極,應與電源負極相連,故B錯誤;裝置閉合電鍵后,a極是負極,因此外電路電子由a極流向b極,故C正確;裝置的離子交換膜只允許陽離子、水分子自由通過,故D錯誤。答案:C6.某小組為研究電化學原理,設計右圖裝置,下列敘述不正確的是()A.a和b不連接時,鐵片上會有金屬銅析出B.a和b用導線連接時,銅片上發(fā)生的反應為Cu2+2e-CuC.無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液均從藍色逐漸變成淺綠色D.a和b分別連接直流電源正、負極,電壓足夠大時,Cu2+向銅電極移動解析:a和b不連接時,鐵與CuSO4溶液發(fā)生反應:Fe+Cu2+Fe2+Cu,A項正確;a和b用導線連接時,組成了原電池,Fe為負極,Cu為正極,銅片上發(fā)生還原反應:Cu2+2e-Cu,鐵片上發(fā)生氧化反應:Fe-2e-Fe2+,B項正確;通過以上分析可知,無論a和b是否連接,均發(fā)生反應:Fe+Cu2+Fe2+Cu,故溶液均從藍色(Cu2+的顏色)逐漸變成淺綠色(Fe2+的顏色),C項正確;a和b分別連接直流電源正、負極時,構成電解池,銅片為陽極,鐵片為陰極,Cu2+應向陰極(鐵電極)移動,D項錯誤。答案:D7.金屬鎳有廣泛的用途,粗鎳中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),用電解法制備高純度的鎳,下列敘述中正確的是()A.陽極發(fā)生還原反應,其電極反應式為Ni2+2e-NiB.電解過程中,陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量相等C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+和Zn2+D.電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt解析:A項,陽極應發(fā)生氧化反應。C項,溶液中的陽離子主要為Ni2+,根據(jù)金屬原子的還原性和金屬陽離子的氧化順序,陽極反應為Zn-2e-Zn2+,Fe-2e-Fe2+,Ni-2e-Ni2+,Cu、Pt在該條件下不失電子,陰極反應為Ni2+2e-Ni,Fe2+、Zn2+在該條件下不得電子。比較兩電極反應,因Zn、Fe、Ni的相對原子質(zhì)量不等,當兩極通過相同的電量時,陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不等。答案:D8.導學號90514177天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2),充電時LiCoO2中Li被氧化,Li+遷移并以原子形式嵌入電池負極材料碳(C6)中,以LiC6表示。電池反應為CoO2+LiC6LiCoO2+C6,下列說法正確的是()A.充電時,電池的負極反應為LiC6-e-Li+C6B.放電時,電池的正極反應為CoO2+Li+e-LiCoO2C.羧酸、醇等含活潑氫的有機物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)D.鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)低解析:A項,充電時,發(fā)生電解池反應,電池負極即為電解池陰極,發(fā)生還原反應Li+C6+e-LiC6;B項,放電時發(fā)生原電池反應,電池正極發(fā)生還原反應;C項,含活潑氫的有機物作電解質(zhì)易得電子;D項,鋰相對原子質(zhì)量小,其密度最小,所以鋰離子電池的比能量高。答案:B9.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0 molL-1,用石墨作電極電解此溶液,當通電一段時間后,兩極均收集到22.4 L氣體(標準狀況),假定電解后溶液體積仍為500 mL,下列說法正確的是()A.原混合溶液中c(K+)為2 molL-1B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移2 mol電子C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5 molD.電解后溶液中c(H+)為2 molL-1解析:兩極都收集到22.4L氣體,說明陰極上發(fā)生的反應依次為:Cu2+2e-Cu;2H+2e-H2,陽極只生成O2:4OH-4e-O2+2H2O,n(H2)=n(O2)=1mol,則n(e-)=4mol,B不正確。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒得:n(Cu2+)=1mol,根據(jù)電荷守恒有n(K+)+n(Cu2+)2=n(NO3-),所以n(K+)=1mol,c(K+)=2molL-1,A正確。根據(jù)Cu析出后,溶液中只有KNO3和HNO3,由電荷守恒可推出c(H+)=4molL-1。答案:A10.導學號90514178某興趣小組設計如下微型實驗裝置。實驗時,先斷開K2,閉合K1,兩極均有氣泡產(chǎn)生:一段時間后,斷開K1,閉合K2,發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關描述正確的是()A.斷開K2,閉合K1時,總反應的離子方程式為2H+2Cl-Cl2+H2B.斷開K2,閉合K1時,石墨電極附近溶液變紅C.斷開K1,閉合K2時,銅電極上的電極反應為Cl2+2e-2Cl-D.斷開K1,閉合K2時,石墨電極作正極解析:由題意知,斷開K2,閉合K1時,兩極均有氣泡產(chǎn)生,則說明銅電極沒有參與反應,則銅電極一定作陰極,石墨電極作陽極,所以總反應的離子方程式應為2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-,銅電極附近溶液變紅,故A、B項均錯誤;斷開K1,閉合K2時,氯氣在石墨電極上得到電子生成Cl-,氫氣在銅電極上失去電子生成氫離子,所以此時石墨電極作正極,銅電極作負極,故C項錯誤,D項正確。答案:D11.按下圖裝置實驗,若x軸表示流入陰極的電子的物質(zhì)的量,則y軸可表示()c(Ag+)c(AgNO3)a棒的質(zhì)量b棒的質(zhì)量溶液的pHA.B.C.D.解析:該電解池中,隨著電解的進行,c(Ag+)不變,c(AgNO3)不變,溶液的pH不變。因為陽極反應式為Ag-e-Ag+,陰極反應式為Ag+e-Ag。答案:D12.導學號90514179鉛蓄電池的工作原理為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,研讀下圖,下列判斷不正確的是()A.K閉合時,d電極反應式:PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H+SO42-B.當電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時,中消耗的H2SO4為0.2 molC.K閉合時,中SO42-向c電極遷移D.K閉合一段時間后斷開,可單獨作為原電池,d電極為正極解析:閉合K后,為原電池,為電解池,a、b、c、d分別為正極、負極、陰極、陽極,所以A正確;由化學方程式可知B正確;陰離子向陽極d移動,C錯誤;K閉合后,作為電解池,c電極得電子生成Pb,d電極失電子生成PbO2,K斷開后,作為原電池,d極為正極,c極為負極,所以D正確。答案:C二、非選擇題(本題包括3小題,共52分)13.(16分)如圖是一個甲烷燃料電池工作時的示意圖,乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是鐵電極,工作時,M、N兩個電極的質(zhì)量都不減少,請回答下列問題:(1)M電極的材料是,其電極名稱是,N的電極反應式為,乙池的總反應是,加入甲烷的鉑電極的電極反應式為。(2)在此過程中,乙池中某一電極析出金屬銀4.32 g 時,甲池中理論上消耗氧氣為L(標準狀況下),若此時乙池溶液的體積為400 mL,則乙池中溶液的H+的濃度為。解析:(1)甲烷作燃料電池的負極,與其相連的M電極為陰極,O2作燃料電池的正極,與其相連的N電極為陽極,工作時M、N兩個電極的質(zhì)量都不減少,故N極為石墨電極,M極為鐵電極,乙池為電解池。(2)設甲池中理論上消耗氧氣體積為x,乙池中生成H+的物質(zhì)的量為y。則:4AgNO34AgO24H+4108g22.4L4mol4.32gxy解得:x=0.224L,y=0.04mol。c(H+)=n(H+)V=0.04mol0.4L=0.1molL-1。答案:(1)鐵陰極4OH-4e-O2+2H2O4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O(2)0.2240.1 molL-114.(17分)如圖裝置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極,甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設通電前后溶液體積不變),A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后,F極附近呈紅色。請回答:(1)B極是電源的,一段時間后,甲中溶液顏色,丁中X極附近的顏色逐漸變淺,Y極附近的顏色逐漸變深,這表明在電場作用下向Y極移動。(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時,對應單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為。(3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀,則H應是,電鍍液是溶液。(4)若將C電極換為鐵,其他裝置都不變,則甲中發(fā)生的總反應的離子方程式為。解析:(1)F極附近溶液呈紅色,說明F極是陰極,產(chǎn)生了NaOH,則B極是電源的負極。Fe(OH)3膠體粒子帶正電荷,向陰極移動。(2)甲中,C極為陽極,陽極發(fā)生氧化反應:4OH-4e-2H2O+O2;D極為陰極,陰極發(fā)生還原反應:2Cu2+4e-2Cu。乙中,E極為陽極,電極反應為4Cl-4e-2Cl2,F極為陰極,電極反應為4H+4e-2H2。甲、乙串聯(lián),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目相同,故C,D,E,F電解產(chǎn)生單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(O2)n(Cu)n(Cl2)n(H2)=1222。(3)H極與電源負極相連,H極為陰極,電鍍時,鍍件應作陰極,即H應該是鍍件,電鍍液應是AgNO3溶液。(4)若C電極為鐵,鐵為活性電極,陽極反應為Fe-2e-Fe2+,陰極反應為Cu2+2e-Cu,總反應為Fe+Cu2+Cu+Fe2+。答案:(1)負極變淺Fe(OH)3膠粒(2)1222(3)銅件AgNO3(4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+15.導學號90514180(19分)現(xiàn)需設計一套實驗裝置來電解飽和食鹽水,并測量電解產(chǎn)生的氫氣的體積(約6 mL)和檢驗氯氣的氧化性(不應將多余的氯氣排入空氣中)。(1)試從下圖中選用幾種必要的儀器,連成一整套裝置,各種儀器接口的連接順序(填編號)是:A接,B接。(2)鐵棒接直流電源的極;碳棒上發(fā)生的電極反應為。(3)能說明氯氣具有氧化性的實驗現(xiàn)象是。(4)假定裝入的飽和食鹽水為50 mL(電解前后溶液體積變化可忽略),當測得的氫氣為5.6 mL時,溶液