高中化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)原理第四章電化學(xué)基礎(chǔ)單元測(cè)試 全市獲獎(jiǎng)

2023年6月海南省?？诙腥私贪娓咧谢瘜W(xué)化學(xué)·選修4(人教版)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)章末過關(guān)檢測(cè)卷(四)(測(cè)試時(shí)間：50分鐘評(píng)價(jià)分值：100分)一、單選題(本題包括10個(gè)小題，每小題3分，共30分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法不正確的是()A．純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B．當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C．在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負(fù)極相連以保護(hù)它不受腐蝕解析：純銀器表面在空氣中易形成硫化銀而使銀器表面變黑，所以是化學(xué)腐蝕，A正確；鐵與錫構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極，加快了鐵的腐蝕，B錯(cuò)誤；海輪外殼中的金屬與連接的鋅塊構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，可以保護(hù)海輪，C正確；外加直流電源保護(hù)器件時(shí)，必須連接電源負(fù)極，D正確。答案：2．(2023·珠海市高二期末)關(guān)于銅、鋅和稀H2SO4構(gòu)成的原電池的說法正確的是()A．鋅是正極，銅是負(fù)極B．H＋在溶液里流向鋅片C．電流由鋅流向銅D．電子經(jīng)外電路由鋅流向銅解析：鋅是負(fù)極，銅是正極，A錯(cuò)；H＋在溶液里流向銅片，B錯(cuò)；電流由銅流向鋅，C錯(cuò)；電子經(jīng)外電路由鋅流向銅，故答案為D。答案：D3．(2023·北京卷)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是()A．水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B．金屬護(hù)欄表面涂漆C．汽水底盤噴涂高分子膜D．地下鋼管連接鎂塊解析：A.鋼閘門連接電源的負(fù)極，為電解池的陰極，被保護(hù)，屬于外加電流的陰極保護(hù)法，故A正確；B、C是金屬表面覆蓋保護(hù)層，隔絕空氣，故B、C錯(cuò)誤；D.鎂比鐵活潑，構(gòu)成原電池，鐵為正極，被保護(hù)，是犧牲陽極的陰極保護(hù)法，故D錯(cuò)誤。答案：A4．鐵釘和碳棒用導(dǎo)線連接，浸入稀NaCl溶液中，正極發(fā)生的反應(yīng)是()A．2H＋＋2e－=H2↑B．2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．Fe－2e－=Fe2＋D．4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：中性環(huán)境下發(fā)生吸氧腐蝕。答案：B5．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，不正確的是()A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B．用銅板做電極電解硫酸銅溶液，陰極銅板質(zhì)量增加C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快解析：選項(xiàng)A中構(gòu)成Fe、Cu原電池，負(fù)極Fe失電子溶解，H＋在正極Cu上得電子生成H2，現(xiàn)象描述正確；選項(xiàng)B中陽極Cu失電子溶解，Cu2＋在陰極銅板上得電子使銅板增重，現(xiàn)象描述正確；選項(xiàng)C中發(fā)生Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，沒有鐵生成，現(xiàn)象描述錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中發(fā)生Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，生成的銅與鋅構(gòu)成原電池，加快鋅的腐蝕，現(xiàn)象描述正確。答案：C6．(2023·珠海市高二期末)用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí)，下列不能使氫氣生成速率加大的是()A．加熱B．不用稀硫酸，改用98%濃硫酸C．加少量硫酸銅溶液D．不用鐵片，改用鐵粉解析：加熱能使氫氣生成速率加大，A錯(cuò)；改用98%濃硫酸將使鐵鈍化，反而沒有氫氣生成，故B符合題意；加少量硫酸銅溶液，將構(gòu)成原電池反應(yīng)加快，C錯(cuò)；改用鐵粉能使氫氣生成速率加大，D錯(cuò)。答案：B7．(2023·新課標(biāo)高考卷Ⅰ)銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說法正確的是()A．處理過程中銀器一直保持恒重B．銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C．該過程中總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S=6Ag＋A12S3D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl解析：A錯(cuò)，銀器放在鋁制容器中，由于鋁的活潑性大于銀，故鋁為負(fù)極(失電子)，銀為正極，銀表面的Ag2S得電子，析出單質(zhì)銀附著在銀器的表面，故銀器質(zhì)量增加，故B正確；C錯(cuò)，Al2S3在水溶液中不能存在，會(huì)發(fā)生雙水解反應(yīng)生成H2S和Al(OH)3；D錯(cuò)，黑色褪去是Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag而不是AgCl，從化合價(jià)變化也可推斷，S被氧化，Ag肯定被還原。答案：B8．如圖所示的裝置，通電一段時(shí)間后，測(cè)得甲池中某電極質(zhì)量增加2.16g，乙池中某電極上析出0.24g某金屬，下列說法正確的是()A．甲池是b極上析出金屬銀，乙池是c極上析出某金屬B．甲池是a極上析出金屬銀，乙池是d極上析出某金屬C．某鹽溶液可能是CuSO4溶液D．某鹽溶液可能是Mg(NO3)2溶液解析：甲池a極是陰極，析出金屬銀，乙池c極是陰極，析出某金屬。某鹽溶液如果是Mg(NO3)2溶液，不可能析出金屬。答案：C9．(2023·廣東省肇慶市高二期末質(zhì)檢)銅鋅原電池(如圖)工作時(shí)，下列敘述正確的是()A．正極反應(yīng)為：Zn－2e－=Zn2＋B．一段時(shí)間后銅片增重，鹽橋中K＋移向CuSO4溶液C．電子從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片D．電池工作時(shí)Zn2＋和Cu2＋的濃度保持不變解析：負(fù)極反應(yīng)為：Zn－2e－=Zn2＋，A錯(cuò)；一段時(shí)間后銅片增重，鹽橋中K＋移向CuSO4溶液，B正確；電子從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，C錯(cuò)；電池工作時(shí)Zn2＋的濃度變大，Cu2＋的濃度變小，D錯(cuò)。答案：B10．鎳鎘(Ni－Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說法正確的是()A．充電時(shí)陽極反應(yīng)：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiO(OH)＋H2OB．充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程C．放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變D．放電時(shí)電解質(zhì)溶液中OH－向正極移動(dòng)解析：本題易錯(cuò)選C，是因?yàn)闆]有注意到放電時(shí)Cd被氧化，其氧化產(chǎn)物是Cd(OH)2，要消耗OH－。審題時(shí)，首先要分析清楚充電與放電的方向。向右是放電，是原電池；向左是充電，是電解池。放電的過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，充電的過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B錯(cuò)。充電時(shí)，陽極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極反應(yīng)式：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiO(OH)＋H2O，A正確。放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2，負(fù)極要消耗OH－，故放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性減弱，C錯(cuò)。放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，故D中OH－應(yīng)該向負(fù)極移動(dòng)，D錯(cuò)。答案：A二、雙選題(本題包括4個(gè)小題，每小題5分，共20分，每小題有兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)11．某同學(xué)按下圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是()A．電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B．電解初期，主反應(yīng)方程式為：Cu＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(通電))CuSO4＋H2↑C．電解一定時(shí)間后，石墨電極上有銅析出D．整個(gè)電解過程中，H＋的濃度不斷增大解析：根據(jù)電解產(chǎn)物的判斷方法；陽極銅電極是活性電極(金屬活動(dòng)順序表Ag以前)，則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中的陰離子不能失電子；陰極上的陽離子發(fā)生還原反應(yīng)，陽離子的放電順序基本上符合金屬活動(dòng)性順序表，溶液中的陽離子為H＋和Cu2＋，由于H＋的氧化性比Cu2＋弱，所以Cu2＋在陰極得到電子，一定時(shí)間后，石墨電極上有銅析出；由于電解初期，溶液中的陽離子主要為H＋，Cu2＋的濃度很小，主要反應(yīng)方程式為：Cu＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(通電))CuSO4＋H2↑隨著電解的進(jìn)行，Cu2＋的濃度增大，一定時(shí)間后，石墨電極上有銅析出，整個(gè)電解過程中，H＋的濃度幾乎不變。答案：BC12．一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2－。下列對(duì)該燃料電池說法正確的是()A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負(fù)極移向正極B．電池的總反應(yīng)是：2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2OC．通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－=2O2－D．通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為C4H10＋26e－＋13O2=4CO2＋5H2O解析：該燃料電池利用丁烷、氧氣的反應(yīng)2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2O，依據(jù)原電池反應(yīng)規(guī)律，還原劑C4H10在負(fù)極被氧化，所以D錯(cuò)誤；氧化劑O2在正極被還原：O2＋4e－→2O2－；電子由負(fù)極流出沿外電路流入正極，所以負(fù)極呈正電性，陰離子(O2－)向負(fù)極移動(dòng)，所以A錯(cuò)誤。答案：BC13．獲得“863”計(jì)劃和中科院“百人計(jì)劃”支持的環(huán)境友好型鋁碘電池已研制成功，電解液為AlI3溶液，已知電池總反應(yīng)為：2Al＋3I2=2AlI3。下列說法不正確的是()A．該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為：Al－3e－=Al3＋B．電池工作時(shí)，溶液中鋁離子向負(fù)極移動(dòng)C．消耗相同質(zhì)量金屬時(shí)，用鋰作負(fù)極時(shí)，產(chǎn)生電子的物質(zhì)的量比鋁多D．該電池可能是一種可充電的二次電池解析：Al是活潑金屬為負(fù)極：Al－3e－→Al3＋，故A項(xiàng)正確。陽離子向正極移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。27gAl產(chǎn)生3mol電子，而27gLi可失去的電子：eq\f(27g,7g/mol)＝，故C正確。該電池充電時(shí)，由于溶液中的H＋比Al3＋易得電子，不可得到Al，故不是二次電池，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：BD

14.(2023·深圳高級(jí)中學(xué)高二期末聯(lián)考)某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述正確的是()A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出B．a(chǎn)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)色直接變成黃色D．a(chǎn)連接直流電流正極，b連接直流電流負(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)，鐵片直接與Cu2＋發(fā)生，故鐵片上會(huì)有金屬銅析出，A正確；a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，構(gòu)成原電池，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，B正確；無論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液均從藍(lán)色直接變成淺綠色(Fe2＋)，C錯(cuò)；若a連接直流電流正極，b連接直流電流負(fù)極，電壓足夠大時(shí)，Cu2＋向鐵電極(陰極)移動(dòng)，D錯(cuò)；本題答案為AB。答案：AB三、非選擇題(本題包括4個(gè)小題，共50分)15．(12分)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。(1)以下為鋁材表面處理的一種方法：①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是____________________(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的________(填字母)。a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO②以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為___________________________________________________________________。取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是___________________________________________________________________。(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不用石墨作陽極的原因是___________________________________________________________________。(3)利用下圖的裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于________處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為________。解析：(1)①有氣泡冒出因2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑；因堿洗槽液中有AlOeq\o\al(－,2)，故應(yīng)通入CO2來回收Al(OH)3，發(fā)生反應(yīng)2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2O＋CO2=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)或2H2O＋AlOeq\o\al(－,2)＋CO2=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓；若加HNO3，生成的沉淀還會(huì)繼續(xù)溶解。②鋁為陽極，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應(yīng)式為：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋；HCOeq\o\al(－,3)與H＋反應(yīng)使H＋濃度減小，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀。(2)用銅作電極可及時(shí)補(bǔ)充電鍍液中消耗的Cu2＋，保持其濃度恒定。(3)考查金屬的防護(hù)，若K置于N處，必須讓被保護(hù)的金屬接電源負(fù)極；若開關(guān)K置于M處，形成原電池，鋅做負(fù)極，為犧牲陽極保護(hù)法(或犧牲陽極的陰極保護(hù)法)。答案：(1)①2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑b②2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋HCOeq\o\al(－,3)與H＋反應(yīng)使H＋濃度減小，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀(合理即可)(2)補(bǔ)充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋濃度恒定(3)N犧牲陽極保護(hù)法(或犧牲陽極的陰極保護(hù)法)16．(9分)某科研單位利用電化學(xué)原理用SO2來制備硫酸，裝置如下圖，含有某種催化劑。電極為多孔的材料，能吸附氣體，同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。(1)通入SO2的電極為__________極，其電極反應(yīng)式為_______________________，此電極區(qū)pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)電解質(zhì)溶液中的H＋通過質(zhì)子膜____________(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)，通入氧氣的電極反應(yīng)式為__________________________________。(3)電池總反應(yīng)式為___________________________________________________________________。解析：(1)SO2制備硫酸，SO2被氧化，為負(fù)極反應(yīng)物，S的化合價(jià)升高2，即SO2－2e－→SOeq\o\al(2－,4)，溶液顯酸性，用H2O、H＋配平得SO2－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，依據(jù)電極反應(yīng)式可知負(fù)極區(qū)酸性增強(qiáng)；(2)陽離子向正極區(qū)移動(dòng)，O2得4個(gè)電子，溶液顯酸性，用H2O、H＋配平得O2＋4e－＋4H＋=2H2O；(3)電池總反應(yīng)式為2SO2＋2H2O＋O2=2H2SO4。答案：(1)負(fù)SO2－2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋減小(2)向右O2＋4e－＋4H＋=2H2O(3)2SO2＋2H2O＋O2=2H2SO417．(13分)鉻是一種用途廣泛的化工原料，但六價(jià)鉻具有強(qiáng)烈的致癌作用，且又是一種嚴(yán)重的污染物。工業(yè)上為了處理含Cr2Oeq\o\al(2－,7)酸性工業(yè)廢水，按下面的方法處理：往工業(yè)廢水中加入適量NaCl，以鐵為電極進(jìn)行電解，經(jīng)過一段時(shí)間有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標(biāo)準(zhǔn)。試回答：(1)加入適量NaCl是為了_____________________________________________________________；(2)電極反應(yīng)式：陽極____________，陰極______________；(3)由Cr2Oeq\o\al(2－,7)變Cr3＋的離子方程式為________________________________________________________________；(4)工業(yè)廢水由酸性變堿性原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________；(5)能否改用石墨電極？原因是什么？解析：本題的解法：從題設(shè)目的〔Cr2Oeq\o\al(2－,7)→Cr(OH)3〕出發(fā)，根據(jù)電解原理中陰陽極的放電順序，再從放電后產(chǎn)生的離子間的氧化還原反應(yīng)去分析而獲得答案。根據(jù)題意，廢水的處理是使Cr2Oeq\o\al(2－,7)變成Cr(OH)3。因此陽極上的鐵失去電子變成Fe2＋，再被Cr2Oeq\o\al(2－,7)氧化成Fe3＋，Cr2Oeq\o\al(2－,7)本身被還原成Cr3＋，NaCl不參與電極反應(yīng)，故(1)加入適量NaCl是為了增加廢水的導(dǎo)電性。(2)電極反應(yīng)式，陽極為Fe－2e－=Fe2＋，陰極為2H＋＋2e－=H2↑。(3)離子方程式為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。(4)由于H＋不斷放電而消耗及Cr2Oeq\o\al(2－,7)與Fe2＋反應(yīng)時(shí)消耗H＋，造成c(H＋)降低，破壞了水的電離平衡，結(jié)果造成溶液中c(OH－)>c(H＋)。(5)不能改用石墨電極，因用石墨作電極，陽極產(chǎn)生Cl2，得不到Fe2＋，結(jié)果因缺少還原劑，不能使Cr2Oeq\o\al(2－,7)轉(zhuǎn)化成Cr3＋，產(chǎn)生Cr(OH)3而除去。答案：(1)加入適量NaCl是為了增加廢水的導(dǎo)電性。(2)Fe－2e－=Fe2＋,2H＋＋2e－=H2↑。(3)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。(4)由于H＋不斷放電而消耗及Cr2Oeq\o\al(2－,7)與Fe2＋反應(yīng)時(shí)消耗H＋，造成c(H＋)降低，破壞了水的電離平衡，結(jié)果造成溶液中c(OH－)>c(H＋)。(5)不能改用石墨電極，因用石墨作電極，陽極產(chǎn)生Cl2，得不到Fe2＋，結(jié)果因缺少還原劑，不能使Cr2Oeq\o\al(2－,7)轉(zhuǎn)化成Cr3＋，產(chǎn)生Cr(OH)3而除去。18．(2023·廣東卷)(16分)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識(shí)，形成化學(xué)觀念，提高探究與創(chuàng)新能力，提升科學(xué)素養(yǎng)。(1)在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。①下列收集Cl2的正確裝置是________。②將Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較Cl2和Br2的氧化性，操作與現(xiàn)象是：取少量新制氯水和CCl4于試管中，____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)能量之間可以相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：ZnSO4(aq)，F(xiàn)eSO4(aq)，CuSO4(aq)；銅片，鐵片，鋅片和導(dǎo)線。①完成原電池的甲裝置示意圖(見下圖)，并作相應(yīng)標(biāo)注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬