人教版高中化学选修4第四章章末复习《电化学基础》章末测试1Word格式.docx
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B.用铜板做电极电解硫酸铜溶液,阴极铜板质量增加
C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快
6.(2014·
珠海市高二期末)用铁片与稀硫酸反应制氢气时,下列不能使氢气生成速率加大的是( )
A.加热B.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C.加少量硫酸铜溶液D.不用铁片,改用铁粉
7.(2013·
新课标高考卷Ⅰ)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。
根据电化学原理可进行如下处理:
在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。
下列说法正确的是( )
A.处理过程中银器一直保持恒重
B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银
C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S===6Ag+A12S3
D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
8.如图所示的装置,通电一段时间后,测得甲池中某电极质量增加2.16g,乙池中某电极上析出0.24g某金属,下列说法正确的是( )
A.甲池是b极上析出金属银,乙池是c极上析出某金属
B.甲池是a极上析出金属银,乙池是d极上析出某金属
C.某盐溶液可能是CuSO4溶液
D.某盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液
9.(2015·
广东省肇庆市高二期末质检)铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是( )
A.正极反应为:
Zn-2e-===Zn2+
B.一段时间后铜片增重,盐桥中K+移向CuSO4溶液
C.电子从铜片经导线流向锌片
D.电池工作时Zn2+和Cu2+的浓度保持不变
10.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:
Cd+2NiO(OH)+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2。
有关该电池的说法正确的是( )
A.充电时阳极反应:
Ni(OH)2-e-+OH-===NiO(OH)+H2O
B.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负极附近溶液的碱性不变
D.放电时电解质溶液中OH-向正极移动
二、双选题(本题包括4个小题,每小题5分,共20分,每小题有两个选项符合题意)
11.某同学按下图所示的装置进行电解实验。
A.电解过程中,铜电极上有H2产生
B.电解初期,主反应方程式为:
Cu+H2SO4CuSO4+H2↑
C.电解一定时间后,石墨电极上有铜析出
D.整个电解过程中,H+的浓度不断增大
12.一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;
电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。
下列对该燃料电池说法正确的是( )
A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极
B.电池的总反应是:
2C4H10+13O2===8CO2+10H2O
C.通入空气的一极是正极,电极反应为O2+4e-===2O2-
D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为C4H10+26e-+13O2===4CO2+5H2O
13.获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功,电解液为AlI3溶液,已知电池总反应为:
2Al+3I2===2AlI3。
下列说法不正确的是( )
A.该电池负极的电极反应为:
Al-3e-===Al3+
B.电池工作时,溶液中铝离子向负极移动
C.消耗相同质量金属时,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多
D.该电池可能是一种可充电的二次电池
14.(2014·
深圳高级中学高二期末联考)某小组为研究电化学原理,设计如图装置。
下列叙述正确的是( )
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-===Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色直接变成黄色
D.a连接直流电流正极,b连接直流电流负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动
三、非选择题(本题包括4个小题,共50分)
15.(12分)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法:
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是____________________(用离子方程式表示)。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的________(填字母)。
a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为______________________________________________________________。
取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是___________________________________________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是___________________________________________________________________。
(3)利用下图的装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于________处。
若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为________。
16.(9分)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸,装置如下图,含有某种催化剂。
电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
(1)通入SO2的电极为__________极,其电极反应式为_______________________,此电极区pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)电解质溶液中的H+通过质子膜____________(填“向左”“向右”或“不”)移动,通入氧气的电极反应式为__________________________________。
(3)电池总反应式为_______________________________________________。
17.(13分)铬是一种用途广泛的化工原料,但六价铬具有强烈的致癌作用,且又是一种严重的污染物。
工业上为了处理含Cr2O酸性工业废水,按下面的方法处理:
往工业废水中加入适量NaCl,以铁为电极进行电解,经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中铬的含量已低于排放标准。
试回答:
(1)加入适量NaCl是为了____________________________________________;
(2)电极反应式:
阳极____________,阴极______________;
(3)由Cr2O变Cr3+的离子方程式为________________________________________________________________;
(4)工业废水由酸性变碱性原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________;
(5)能否改用石墨电极?
原因是什么?
18.(2013·
广东卷)(16分)化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升科学素养。
(1)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
①下列收集Cl2的正确装置是________。
②将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:
取少量新制氯水和CCl4于试管中,____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)能量之间可以相互转化:
电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。
设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
限选材料:
ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);
铜片,铁片,锌片和导线。
①完成原电池的甲装置示意图(见下图),并作相应标注。
要求:
在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极________________________________。
③甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是________,其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在
(2)提供的材料中应选________作阳极。
参考答案
1.解析:
纯银器表面在空气中易形成硫化银而使银器表面变黑,所以是化学腐蚀,A正确;
铁与锡构成原电池,铁作负极,加快了铁的腐蚀,B错误;
海轮外壳中的金属与连接的锌块构成原电池,锌作负极,可以保护海轮,C正确;
外加直流电源保护器件时,必须连接电源负极,D正确。
答案:
B
2.解析:
锌是负极,铜是正极,A错;
H+在溶液里流向铜片,B错;
电流由铜流向锌,C错;
电子经外电路由锌流向铜,故答案为D。
D
3.解析:
A.钢闸门连接电源的负极,为电解池的阴极,被保护,属于外加电流的阴极保护法,故A正确;
B、C是金属表面覆盖保护层,隔绝空气,故B、C错误;
D.镁比铁活泼,构成原电池,铁为正极,被保护,是牺牲阳极的阴极保护法,故D错误。
A
4.解析:
中性环境下发生吸氧腐蚀。
5.解析:
选项A中构成Fe、Cu原电池,负极Fe失电子溶解,H+在正极Cu上得电子生成H2,现象描述正确;
选项B中阳极Cu失电子溶解,Cu2+在阴极铜板上得电子使铜板增重,现象描述正确;
选项C中发生Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,没有铁生成,现象描述错误;
选项D中发生Zn+Cu2+===Zn2++Cu,生成的铜与锌构成原电池,加快锌的腐蚀,现象描述正确。
C
6.解析:
加热能使氢气生成速率加大,A错;
改用98%浓硫酸将使铁钝化,反而没有氢气生成,故B符合题意;
加少量硫酸铜溶液,将构成原电池反应加快,C错;
改用铁粉能使氢气生成速率加大,D错。
7.解析:
A错,银器放在铝制容器中,由于铝的活泼性大于银,故铝为负极(失电子),银为正极,银表面的Ag2S得电子,析出单质银附着在银器的表面,故银器质量增加,故B正确;
C错,Al2S3在水溶液中不能存在,会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3;
D错,黑色褪去是Ag2S转化为Ag而不是AgCl,从化合价变化也可推断,S被氧化,Ag肯定被还原。
8.解析:
甲池a极是阴极,析出金属银,乙池c极是阴极,析出某金属。
某盐溶液如果是Mg(NO3)2溶液,不可能析出金属。
9.解析:
负极反应为:
Zn-2e-===Zn2+,A错;
一段时间后铜片增重,盐桥中K+移向CuSO4溶液,B正确;
电子从锌片经导线流向铜片,C错;
电池工作时Zn2+的浓度变大,Cu2+的浓度变小,D错。
10.解析:
本题易错选C,是因为没有注意到放电时Cd被氧化,其氧化产物是Cd(OH)2,要消耗OH-。
审题时,首先要分析清楚充电与放电的方向。
向右是放电,是原电池;
向左是充电,是电解池。
放电的过程是化学能转化为电能,充电的过程是电能转化为化学能,故B错。
充电时,阳极失电子,发生氧化反应,阳极反应式:
Ni(OH)2-e-+OH-===NiO(OH)+H2O,A正确。
放电时,负极反应:
Cd-2e-+2OH-===Cd(OH)2,负极要消耗OH-,故放电时负极附近溶液的碱性减弱,C错。
放电时,电解质溶液中的阳离子移向正极,阴离子移向负极,故D中OH-应该向负极移动,D错。
11.解析:
根据电解产物的判断方法;
阳极铜电极是活性电极(金属活动顺序表Ag以前),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子;
阴极上的阳离子发生还原反应,阳离子的放电顺序基本上符合金属活动性顺序表,溶液中的阳离子为H+和Cu2+,由于H+的氧化性比Cu2+弱,所以Cu2+在阴极得到电子,一定时间后,石墨电极上有铜析出;
由于电解初期,溶液中的阳离子主要为H+,Cu2+的浓度很小,主要反应方程式为:
Cu+H2SO4CuSO4+H2↑随着电解的进行,Cu2+的浓度增大,一定时间后,石墨电极上有铜析出,整个电解过程中,H+的浓度几乎不变。
BC
12.解析:
该燃料电池利用丁烷、氧气的反应2C4H10+13O2===8CO2+10H2O,依据原电池反应规律,还原剂C4H10在负极被氧化,所以D错误;
氧化剂O2在正极被还原:
O2+4e-―→2O2-;
电子由负极流出沿外电路流入正极,所以负极呈正电性,阴离子(O2-)向负极移动,所以A错误。
13.解析:
Al是活泼金属为负极:
Al-3e-―→Al3+,故A项正确。
阳离子向正极移动,B项错误。
27gAl产生3mol电子,而27gLi可失去的电子:
=3.9mol,故C正确。
该电池充电时,由于溶液中的H+比Al3+易得电子,不可得到Al,故不是二次电池,D项错误。
BD
14.解析:
a和b不连接时,铁片直接与Cu2+发生,故铁片上会有金属铜析出,A正确;
a和b用导线连接时,构成原电池,铜片上发生的反应为Cu2++2e-===Cu,B正确;
无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色直接变成浅绿色(Fe2+),C错;
若a连接直流电流正极,b连接直流电流负极,电压足够大时,Cu2+向铁电极(阴极)移动,D错;
本题答案为AB。
AB
15.解析:
(1)①有气泡冒出因2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑;
因碱洗槽液中有AlO,故应通入CO2来回收Al(OH)3,发生反应2AlO+3H2O+CO2===2Al(OH)3↓+CO或2H2O+AlO+CO2===HCO+Al(OH)3↓;
若加HNO3,生成的沉淀还会继续溶解。
②铝为阳极,会发生氧化反应,表面形成氧化膜,必须有水参加,所以电极反应式为:
2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+;
HCO与H+反应使H+浓度减小,产生Al(OH)3沉淀。
(2)用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu2+,保持其浓度恒定。
(3)考查金属的防护,若K置于N处,必须让被保护的金属接电源负极;
若开关K置于M处,形成原电池,锌做负极,为牺牲阳极保护法(或牺牲阳极的阴极保护法)。
(1)①2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑ b ②2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+
HCO与H+反应使H+浓度减小,产生Al(OH)3沉淀(合理即可)
(2)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定
(3)N 牺牲阳极保护法(或牺牲阳极的阴极保护法)
16.解析:
(1)SO2制备硫酸,SO2被氧化,为负极反应物,S的化合价升高2,即SO2-2e-―→SO,溶液显酸性,用H2O、H+配平得SO2-2e-+H2O===SO+4H+,依据电极反应式可知负极区酸性增强;
(2)阳离子向正极区移动,O2得4个电子,溶液显酸性,用H2O、H+配平得O2+4e-+4H+===2H2O;
(3)电池总反应式为2SO2+2H2O+O2===2H2SO4。
(1)负 SO2-2e-+2H2O===SO+4H+ 减小
(2)向右 O2+4e-+4H+===2H2O
(3)2SO2+2H2O+O2===2H2SO4
17.解析:
本题的解法:
从题设目的〔Cr2O→Cr(OH)3〕出发,根据电解原理中阴阳极的放电顺序,再从放电后产生的离子间的氧化还原反应去分析而获得答案。
根据题意,废水的处理是使Cr2O变成Cr(OH)3。
因此阳极上的铁失去电子变成Fe2+,再被Cr2O氧化成Fe3+,Cr2O本身被还原成Cr3+,NaCl不参与电极反应,故
(1)加入适量NaCl是为了增加废水的导电性。
(2)电极反应式,阳极为Fe-2e-===Fe2+,阴极为2H++2e-===H2↑。
(3)离子方程式为Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。
(4)由于H+不断放电而消耗及Cr2O与Fe2+反应时消耗H+,造成c(H+)降低,破坏了水的电离平衡,结果造成溶液中c(OH-)>
c(H+)。
(5)不能改用石墨电极,因用石墨作电极,阳极产生Cl2,得不到Fe2+,结果因缺少还原剂,不能使Cr2O转化成Cr3+,产生Cr(OH)3而除去。
(2)Fe-2e-===Fe2+,2H++2e-===H2↑。
(3)Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。
(5)不能改用石墨电极,因用石墨作电极,阳极产生Cl2,得不到Fe2+,结果因缺少还原剂,不能使Cr2O转化成Cr3+,产生Cr(OH)3而除去。
18.解析:
(1)①Cl2是有刺激性气味、密度比空气大、有毒的黄绿色气体,在制备和收集Cl2时必须有尾气吸收装置。
A没有排气管不能用于收集气体;
B用于收集密度比空气小的气体;
C用于收集密度比空气大的气体,且有尾气吸收装置;
D只能吸收而不能收集氯气。
②氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸为弱酸部分电离,所以有氧化性的含氯粒子是Cl2、HClO和ClO-。
③可以利用非金属之间的置换反应来比较Cl2和Br2的氧化性。
具体操作是:
取少量新制氯水和CCl4于试管中,用胶头滴管向试管中滴加NaBr溶液,振荡静置,溶液下层呈橙色。
(2)①根据题目中的提醒“电极与溶液含相同的金属元素”,可设计成有两个半电池组成的锌铜原电池。
②作为原电池的负极材料,金属单质在反应过程中要失电子,电极逐渐溶解。
③使用盐桥的原电池Zn与CuSO4不直接接触,避免了电子直接从锌转移给铜离子,从而提高化学能转化为电能的转化率。
(3)根据牺牲阳极的阴极保护法,可知被保护的金属作阴极,即Zn作为阳极。
(1)①C ②Cl2、HClO、ClO- ③用胶头滴管向试管中滴加溴化钠溶液,振荡使其充分反应,发现溶液出现分层现象,下层溶液变为橙色
(2)①
②电极逐渐的溶解 ③装置甲 可以避免锌和铜离子的接触,从而避免能量损失,提高电池效率,提供稳定电流
(3)锌片
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- 电化学基础 人教版 高中化学 选修 第四 章章末 复习 电化学 基础 测试
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