化学新三维同步人教选修四精练章末质量检测四 电化学基础 Word版含答案Word下载.docx
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选C 装置①为电解池,根据电流方向可知,a为阳极,b为阴极,精炼铜时,a极为粗铜,发生氧化反应,b极为精铜,发生还原反应,电解质溶液为CuSO4溶液,故A正确;
用装置①进行电镀,镀层金属接在阳极a极上,镀件接在阴极b极上,故B正确;
装置②是原电池装置,Fe作负极,发生氧化反应,Fe3+在正极Cu的表面发生还原反应,因此总反应是Fe+2Fe3+===3Fe2+,故C错误;
浓硫酸具有吸水性,在干燥的环境中铁难以被腐蚀,因此装置③中的铁钉几乎没有被腐蚀,故D正确。
3.MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是( )
A.负极反应式为Mg-2e-===Mg2+
B.正极反应式为Ag++e-===Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑
选B MgAgCl电池的电极反应:
负极Mg-2e-===Mg2+,正极2AgCl+2e-===2Ag+2Cl-,A项正确,B项错误。
在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,C项正确。
Mg是活泼金属,能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2,D项正确。
4.锌空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O===2Zn(OH)。
下列说法正确的是( )
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C.放电时,负极反应为Zn+4OH--2e-===Zn(OH)
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
选C A项,充电时装置为电解池,溶液中的阳离子向阴极移动。
B项,充电时的总反应为放电时的逆反应:
2Zn(OH)===2Zn+O2+4OH-+2H2O,c(OH-)逐渐增大。
C项,放电时负极发生氧化反应,由放电时的总反应可知,负极反应式为Zn+4OH--2e-===Zn(OH)。
D项,由放电时的总反应可知,电路中通过2mol电子时,消耗0.5molO2,其体积为11.2L(标准状况)。
5.全钒电池以惰性材料作电极,在电解质溶液中发生的总反应为
VO2+(蓝色)+H2O+V3+(紫色)
VO(黄色)+V2+(绿色)+2H+
A.当电池放电时,VO被氧化
B.放电时,负极反应式为VO+2H++e-===VO2++H2O
C.充电时,阳极附近溶液由绿色逐渐变为紫色
D.放电过程中,正极附近溶液的pH变大
选D 当电池放电时,VO→VO2+,V元素的化合价由+5变为+4,VO被还原,故A错误;
放电时,负极失电子,负极反应式为V2+-e-===V3+,故B错误;
充电时,阳极发生氧化反应,VO2+→VO,阳极附近溶液由蓝色逐渐变为黄色,故C错误;
放电过程中,正极反应式为VO+2H++e-===VO2++H2O,正极附近溶液的pH变大,故D正确。
6.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示,电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成
选A 由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu作电解池的阳极,发生氧化反应,B项错误;
石墨作阴极,阴极上电极反应为2H++2e-===H2↑,A项正确;
阳极与电源的正极相连,C项错误;
阳极反应为2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,当有0.1mol电子转移时,有0.05molCu2O生成,D项错误。
7.一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。
A.Pd电极b为阴极
B.阴极的反应式为N2+6H++6e-===2NH3
C.H+由阳极向阴极迁移
D.陶瓷可以隔离N2和H2
选A 此装置为电解池,总反应式是N2+3H2===2NH3,Pd电极b上是氢气发生氧化反应,即氢气失去电子被氧化,Pd电极b为阳极,故A错误;
根据A选项分析,Pd电极a为阴极,反应式为N2+6H++6e-===2NH3,故B正确;
根据电解池原理,阳离子移向阴极,故C正确;
根据装置图,陶瓷可以隔离N2和H2,故D正确。
8.锂空气电池是一种新型的二次电池,其放电时的工作原理如图所示,下列说法正确的是( )
A.正极区产生的LiOH可回收利用
B.电池中的有机电解液可以用稀盐酸代替
C.该电池放电时,正极的反应式为O2+4H++4e-===2H2O
D.该电池充电时,阴极发生氧化反应:
Li++e-===Li
选A 金属Li在负极发生氧化反应生成Li+,Li+向正极移动,与正极区生成的OH-结合形成LiOH,从分离出的LiOH中可以回收Li而循环使用,故正极区产生的LiOH可回收利用,A正确;
Li能与盐酸反应生成H2,故电池中的有机电解液不能用稀盐酸代替,B错误;
该电池放电时,O2在正极得电子发生还原反应生成OH-,电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,C错误;
该电池充电时,阴极上Li+得电子发生还原反应,电极反应式为Li++e-===Li,D错误。
9.CNaMO2电池是科学家正在研发的钠离子电池,据悉该电池可以将传统锂电池的续航能力提升7倍。
该电池的电池反应式为NaMO2+nCNa1-xMO2+NaxCn,下列有关该电池的说法正确的是( )
A.电池放电时,溶液中Na+向负极移动
B.该电池负极的电极反应为NaMO2-xe-===Na1-xMO2+xNa+
C.消耗相同质量金属时,用锂作负极转移电子的物质的量比用钠时少
D.电池充电时的阳极反应式为nC+xNa+-xe-===NaxCn
选B 电池放电时,溶液中Na+向正极移动,A项错误;
该电池负极失去电子,发生氧化反应,电极反应为NaMO2-xe-===Na1-xMO2+xNa+,B项正确;
由于Li、Na形成化合物时均失去1个电子,Li、Na相对原子质量分别是7、23,故消耗相同质量金属时,用锂作负极转移电子的物质的量比用钠时多,C项错误;
电池充电时,阳极发生氧化反应,电极反应式为NaxCn-xe-===nC+xNa+,D项错误。
10.用惰性电极电解煤浆液的方法制H2的反应为C(s)+2H2O(l)===CO2(g)+2H2(g)。
现将一定量的1mol·
L-1H2SO4溶液和适量煤粉充分混合,制成含碳量为0.02g·
mL-1~0.12g·
mL-1的煤浆液,置于如图所示装置中进行电解(两电极均为惰性电极)。
下列说法错误的是( )
A.A极是阳极,B极为阴极
B.A极的电极反应式为C+2H2O-4e-===CO2↑+4H+
C.B极的电极反应式为2H++2e-===H2↑
D.电解一段时间后,煤浆液的pH增大
选D A项,A极连接电源的正极是阳极,则B极为阴极,正确;
B项,阳极上发生氧化反应,A极的电极反应式为C+2H2O-4e-===CO2↑+4H+,正确;
C项,阴极上发生还原反应,B极的电极反应式为2H++2e-===H2↑,正确;
D项,电解的总反应式为C(s)+2H2O(l)===CO2(g)+2H2(g),可知电解一段时间后,煤浆液中水的量减少,硫酸溶液的浓度增大,溶液的pH减小,错误。
11.如图所示,a、b是多孔石墨电极,某同学按图示装置进行如下实验:
断开K2,闭合K1一段时间,观察到两支玻璃管内都有气泡将电极包围;
此时断开K1,闭合K2,观察到电流计A的指针有偏转。
下列说法不正确的是( )
A.断开K2,闭合K1一段时间,溶液的pH变大
B.断开K1,闭合K2时,b极上的电极反应式为2H++2e-===H2↑
C.断开K2,闭合K1时,a极上的电极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O
D.断开K1,闭合K2时,OH-向b极移动
选B 当断开K2,闭合K1时为电解池,此时根据电源判断a极为阳极,b极为阴极,相当于电解水,故A项正确;
a极的电极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O,故C项正确;
当断开K1,闭合K2时,该装置为原电池,a极为正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,b极为负极,电极反应式为2H2+4OH--4e-===4H2O,故D项正确,B项错误。
12.我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。
为了实现空间站的零排放,循环利用人体呼出的CO2并提供O2,我国科学家设计了一种装置(如图),实现了“太阳能→电能→化学能”转化,总反应方程式为2CO2===2CO+O2。
关于该装置的下列说法正确的是( )
A.图中N型半导体为正极,P型半导体为负极
B.图中离子交换膜为阳离子交换膜
C.反应完毕,该装置中电解质溶液的碱性增强
D.人体呼出的气体参与X电极的反应:
CO2+2e-+H2O===CO+2OH-
选D 题图中左边为原电池,由原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极,可以判断N型半导体为负极,P型半导体为正极,A错误。
电极X接原电池的负极,为电解池的阴极,则电极Y为阳极,OH-在阳极发生氧化反应,电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑;
CO2在阴极发生还原反应,电极反应式为2CO2+4e-+2H2O===2CO+4OH-,可以看出OH-在阳极消耗,在阴极生成,故离子交换膜为阴离子交换膜,B错误。
电解过程中OH-的数目基本不变,故电解质溶液的碱性不变,C错误。
CO2在X电极上发生得电子的还原反应,D正确。
二、非选择题(本题包括5小题,共64分)
13.(10分)电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。
目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解示意图如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题:
①图中A极要连接电源的________(填“正”或“负”)极。
②精制饱和食盐水从图中________位置补充,氢氧化钠溶液从图中________位置流出。
(填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)
③电解总反应的离子方程式是__________________。
(2)电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。
实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。
若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。
①写出电解时NO2发生的电极反应:
______________________________。
②若有标准状况下2.24LNO2被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H+为________mol。
(3)为了减缓钢制品的腐蚀,可以在钢制品的表面镀铝。
电解液采用一种非水体系的室温熔融盐,由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成。
①钢制品应接电源的
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