選修4：第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 檢測(cè)題

1、第四章過關(guān)檢測(cè)(時(shí)間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng))1.下列敘述中,正確的是()電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化,電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),通過電解的原理有可能實(shí)現(xiàn)電鍍過程相當(dāng)于金屬的“遷移”,可視為物理變化A.B.C.D.解析:應(yīng)為電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,發(fā)生了化學(xué)變化。答案:B2.化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中,正確的是()A.電解飽和食鹽水時(shí),陽極的電極反應(yīng)為:2Cl-2e-Cl2B.氫氧燃料電

2、池的負(fù)極反應(yīng):O2+2H2O+4e-4OH-C.粗銅精煉時(shí),與電源正極相連的是純銅,電極反應(yīng)為:Cu-2e-Cu2+D.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng):Fe-2e-Fe2+解析:在氫氧燃料電池的負(fù)極上反應(yīng)的是氫氣;粗銅精煉時(shí),純銅與電源的負(fù)極相連,將銅在溶液中還原出來;鋼鐵腐蝕的負(fù)極反應(yīng)是Fe-2e-Fe2+。答案:A3.觀察下列幾個(gè)裝置示意圖,有關(guān)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(yīng)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(cuò);裝置是電鍍裝置,待鍍鐵制品

3、作陰極,應(yīng)與電源負(fù)極相連,故B錯(cuò);裝置閉合電鍵后,a極是負(fù)極,因此外電路電子由a極流向b極,故C對(duì);裝置的離子交換膜只允許陽離子、水分子自由通過,故D錯(cuò)。答案:C4.某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計(jì)如圖裝置,下列敘述不正確的是()A.a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有金屬銅析出B.a和b用導(dǎo)線連接時(shí),銅片上發(fā)生的反應(yīng)為:Cu2+2e-CuC.無論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色D.a和b分別連接直流電源正、負(fù)極,電壓足夠大時(shí),Cu2+向銅電極移動(dòng)解析:a和b不連接時(shí),鐵與CuSO4溶液發(fā)生反應(yīng):Fe+Cu2+Fe2+Cu,A項(xiàng)正確;a和b用導(dǎo)線連接時(shí),組成了原電池,Fe為負(fù)極,Cu

4、為正極,銅片上發(fā)生還原反應(yīng):Cu2+2e-Cu,鐵片上發(fā)生氧化反應(yīng):Fe-2e-Fe2+,B項(xiàng)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(yīng):Fe+Cu2+Fe2+Cu,故溶液均從藍(lán)色(Cu2+的顏色)逐漸變成淺綠色(Fe2+的顏色),C項(xiàng)正確;a和b分別連接直流電源正、負(fù)極時(shí),構(gòu)成電解池,銅片為陽極,鐵片為陰極,Cu2+應(yīng)向陰極(鐵電極)移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D5.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量雜質(zhì)Fe、Zn、Cu、Pt,可用電解法制備高純度的鎳(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+),下列敘述正確的是()A.陽極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng):Ni2+2e-NiB.電

5、解過程中,陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C.電解后,溶液中存在的陽離子只有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(xiàng),陽極發(fā)生氧化反應(yīng);B項(xiàng),陰極只析出Ni,陽極Ni、Fe、Zn都溶解,所以陽極減小的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不相等。C項(xiàng),溶液中還存在大量Ni2+及H+。D項(xiàng),Cu、Pt不如Ni活潑,在陽極不放電,都在陽極泥中。答案:D6.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(shí)LiCoO2中Li被氧化,Li+遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳(C6)中,以LiC6表示。電池反應(yīng)為CoO2+LiC6LiC

6、oO2+C6,下列說法正確的是()A.充電時(shí),電池的負(fù)極反應(yīng)為LiC6-e-Li+C6B.放電時(shí),電池的正極反應(yīng)為CoO2+Li+e-LiCoO2C.羧酸、醇等含活潑氫的有機(jī)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(xiàng),充電時(shí),發(fā)生電解池反應(yīng),電池負(fù)極即為電解池陰極,發(fā)生還原反應(yīng)Li+C6+e-LiC6;B項(xiàng),放電時(shí)發(fā)生原電池反應(yīng),電池正極發(fā)生還原反應(yīng);C項(xiàng),含活潑氫的有機(jī)物作電解質(zhì)易得電子;D項(xiàng),鋰相對(duì)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:B7.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(N)= 6.0 mol·L

7、-1,用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時(shí)間后,兩極均收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)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 mol·L-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 mol·L-1解析:兩極都收集到22.4 L氣體,說明陰極上發(fā)生的反應(yīng)依次為:Cu2+2e-Cu;2H+2e-H2,陽極只生成O2:4OH-4e-O2+2H2O,n(H2)=n(O2)=1 moln(e-)=4 mol,B不正確。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒得:n(Cu2+)=1 mo

8、l,根據(jù)電荷守恒有n(K+)+n(Cu2+)×2=n(N),所以n(K+)=1 molc(K+)=2 mol·L-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+)=4 mol·L-1。答案: A8.某興趣小組設(shè)計(jì)如右微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí),先斷開K2,閉合K1,兩極均有氣泡產(chǎn)生:一段時(shí)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(guān)描述正確的是()A.斷開K2,閉合K1時(shí),總反應(yīng)的離子方程式為:2H+2Cl-Cl2+H2B.斷開K2,閉合K1時(shí),石墨電極附近溶液變紅C.斷開K1,閉合K2時(shí),銅電極上的電極反應(yīng)為:Cl2+2

9、e-2Cl-D.斷開K1,閉合K2時(shí),石墨電極作正極解析:由題意知,斷開K2,閉合K1時(shí),兩極均有氣泡產(chǎn)生,則說明銅電極沒有參與反應(yīng),則銅電極一定作陰極,石墨電極作陽極,所以總反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為:2Cl-+2H2OCl2+H2+2OH-,銅電極附近溶液變紅,故A、B項(xiàng)均錯(cuò)誤;斷開K1,閉合K2時(shí),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(shí)石墨電極作正極,銅電極作負(fù)極,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。答案:D二、填空題(本題共4小題,共52分)9.(10分)人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如下圖所示。(1)電源的負(fù)極為(填“A”或“B”)。

10、60;(2)陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為、。 (3)電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將;若兩極共收集到氣體13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則除去的尿素為 g(忽略氣體的溶解)。 解析:根據(jù)電解池中陰離子在陽極放電和陽離子在陰極放電的規(guī)律和本題圖中的電極產(chǎn)物H2和Cl2可以判斷出A為電源的正極,B為電源的負(fù)極,故陽極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為:2Cl-2e-Cl2,CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl;(3)陰極反應(yīng)為:6H2O+6e-6OH-+3H2(或6H+6e-3H2)陽極反應(yīng)為:6Cl-6e-3Cl2CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HC

11、l根據(jù)上述反應(yīng)可以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH-、H+的數(shù)目相等,陽極室中反應(yīng)產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極室與OH-恰好反應(yīng)生成水,所以陰極室中電解前后溶液的pH不變;由上述反應(yīng)可以看出,轉(zhuǎn)移6 mol e-時(shí),陰極產(chǎn)生3 mol H2,陽極產(chǎn)生1 mol N2和1 mol CO2,故電解收集到的13.44 L氣體中V(N2)=V(CO2)=2.688 L,即n(N2)=n(CO2)=0.12 mol。根據(jù)方程式CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl可知生成0.12 mol N2所消耗的CO(NH2)2的物質(zhì)的量也為0.12 mol,其質(zhì)量為:mCO(NH2)2=0.12

12、mol×60 g·mol-1=7.2 g。答案:(1)B(2)6Cl-6e-3Cl2CO (NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl(3)不變7.210.(16分)如圖是一個(gè)用鉑絲作電極,電解稀的MgSO4溶液的裝置,電解液中加有中性紅指示劑,此時(shí)溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍:6.88.0,酸色紅色,堿色黃色)回答下列問題:(1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是(填編號(hào)); A管溶液由紅變黃B管溶液由紅變黃A管溶液不變色B管溶液不變色(2)寫出A管中發(fā)生的反應(yīng):; (3)寫出B管中發(fā)生的反應(yīng):; (4)檢驗(yàn)a

13、管中氣體的方法是; (5)檢驗(yàn)b管中氣體的方法是; (6)電解一段時(shí)間后,切斷電源,將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是。 解析:由裝置圖可知A為電解池的陰極,電極反應(yīng)為:4H+4e-2H2;B為電解池的陽極,電極反應(yīng)為:4OH-4e-2H2O+O2。根據(jù)放電情況可知A極由于H+放電附近顯堿性,指示劑應(yīng)顯黃色,同時(shí)還會(huì)發(fā)生反應(yīng)Mg2+2OH-Mg(OH)2;B極由于OH-放電附近顯酸性,指示劑仍顯本身的顏色紅色。在檢驗(yàn)H2時(shí)利用其可燃性,檢驗(yàn)O2時(shí)利用其能使帶火星的木條復(fù)燃的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)。由于該電解池實(shí)質(zhì)是電解水,所以將電解液倒入燒杯后,整個(gè)溶液呈中性,故指示劑變紅,

14、Mg(OH)2沉淀會(huì)消失。答案:(1)(2)2H+2e-H2、Mg2+2OH-Mg(OH)2(3)4OH-4e-2H2O+O2(4)用拇指按住管口,取出試管,靠近火焰,放開拇指,有爆鳴聲,管口有藍(lán)色火焰(5)用拇指按住管口,取出試管,放開拇指,將帶有火星的木條伸入試管內(nèi),木條復(fù)燃(6)溶液呈紅色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)11.(12分)有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序,兩人均使用鎂片與鋁片作電極,但甲同學(xué)將電極放入6 mol·L-1 H2SO4溶液中,乙同學(xué)將電極放入6 mol·L-1的NaOH溶液中,如圖所示。請(qǐng)回答:(1)寫出甲池中正極的電極反

15、應(yīng)式:。 (2)寫出乙池中負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式:負(fù)極,總反應(yīng)的離子方程式為。 (3)如果甲、乙同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬,則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”,則甲會(huì)判斷出活動(dòng)性更強(qiáng),而乙會(huì)判斷出活動(dòng)性更強(qiáng)(填寫元素符號(hào))。 (4)由此實(shí)驗(yàn),可得到如下哪些正確結(jié)論?(填寫字母序號(hào))。 a.利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序時(shí)應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)b.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)c.該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動(dòng)性順序已過時(shí),已沒有實(shí)用價(jià)值d.該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜,反應(yīng)受條件影響較大,因此應(yīng)具體問題具體分析(5)上述實(shí)

16、驗(yàn)也反過來證明了“直接利用金屬活動(dòng)性順序判斷原電池中的正負(fù)極”,這種做法(填“可靠”或“不可靠”)。 解析:原電池的負(fù)極是相對(duì)活潑的金屬,因金屬活動(dòng)性順序的排列是在一般酸中的反應(yīng)順序。那么,當(dāng)溶液改為NaOH溶液時(shí),由于Mg不反應(yīng),而Al能跟NaOH溶液反應(yīng),在這種情況下,對(duì)于NaOH溶液而言,Al比Mg活潑,在該裝置中鋁作負(fù)極。因此,判斷原電池正負(fù)極時(shí),應(yīng)考慮到對(duì)應(yīng)介質(zhì),誰更易跟電解質(zhì)溶液反應(yīng),誰就作負(fù)極。答案:(1)2H+2e-H2(2)Al+4OH-3e-Al+2H2O2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2(3) MgAl(4)a、d(5)不可靠12.(14分)現(xiàn)需設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置來電解飽和食鹽水,并測(cè)量電解產(chǎn)生的氫氣的體積(約6 mL)和檢驗(yàn)氯氣的氧化性(不應(yīng)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(hào))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(yīng)為。 (3)能說明氯氣具有氧化性的實(shí)驗(yàn)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(dāng)測(cè)得的氫氣為5.6 mL時(shí),溶液的pH為。 解析:由電解產(chǎn)生的氫氣的體積約6 mL和檢驗(yàn)氯氣的氧化性可