人教版高中化学选修四第四单元章末过关检测卷.docx
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人教版高中化学选修四第四单元章末过关检测卷
高中化学学习材料
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章末过关检测卷(四)
第四章 电化学基础
(测试时间:
50分钟 评价分值:
100分)
一、单选题(本题包括14个小题,1-10题每题3分,11-14题每题5分共50分,每小题只有一个选项符合题意)
1.(2015·北京市魏善庄中学高三上学期期中考)下列各变化中属于原电池反应的是( )
A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B.镀锌铁表面有划损时,仍然能阻止铁被氧化
C.红热的铁丝与冷水接触,表面形成蓝黑色保护层
D.锌与稀硫酸反应时,用锌粉代替锌块可使反应加快
解析:
A项,铝和空气中的氧气发生的是化学腐蚀,A项错误;B项,镀锌铁表面破损后形成原电池反应,锌做负极,铁被保护,B项正确;C项,红热的铁丝与冷水接触,表面形成蓝黑色保护层是发生的化学反应,不是原电池反应,C项错;D项,锌粉和稀硫酸接触面积大于锌块的接触面积,锌粉代替锌块可使反应加快,和原电池反应无关,故D项不符合;故选B项。
答案:
B
2.(2014·珠海市高二期末)关于铜、锌和稀H2SO4构成的原电池的说法正确的是( )
A.锌是正极,铜是负极 B.H+在溶液里流向锌片
C.电流由锌流向铜D.电子经外电路由锌流向铜
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。
答案:
D
3.下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )
A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆
C.汽水底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块
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。
答案:
A
4.下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )
解析:
A项,锌比铜活泼,铜做正极,故A正确;B项,电解精炼铜时,要使粗铜溶解,所以粗铜做阳极,故B正确;C项,电镀铜时,铜必须连接电源正极提供铜离子,镀件连接电源负极,故C错误;D项,铜电极只能做阴极,所以连接电源负极,故D正确;故答案选C。
答案:
C
5.(2015·北京市魏善庄中学高三上学期期中考)下列关于铜电极的叙述中不正确的是( )
A.锌铜原电池中铜是正极
B.在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极
C.用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极
D.用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极
解析:
A项,锌比铜活泼,锌铜原电池中铜是正极,故A正确;B项,在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极,电解质为铜盐溶液,阴极上析出铜,故B正确;C项,用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极,粗铜中的锌、铁、银、金等金属可与铜分离,故C正确;D项,用电解法精炼粗铜时纯铜作阴极,可起到提纯铜的目的,故D错误。
故选D。
答案:
D
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
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。
答案:
B
7.(2014·哈尔滨高三月考)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不正确的是( )
A.在熔融电解质中,O2-移向负极
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
解析:
由原电池原理知阴离子O2-移向负极,A正确;原电池反应就是一个氧化还原反应,只是氧化反应和还原反应分别在两极进行,由丁烷的燃烧反应知,该电池的总反应为2C4H10+13O2===8CO2+10H2O,且丁烷失电子,O2得电子,通入丁烷的一极是负极,故选D。
答案:
D
8.(2015·山东德州市乐陵一中高二期中考)化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.氢氧燃料电池的负极反应:
O2+2H2O+4e-===4OH-
B.惰性材料做电极电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为Cu-2e-===Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应:
Fe-2e-===Fe2+
解析:
当电解质为碱性时,氢氧燃料电池的正极反应:
O2+2H2O+4e-===4OH-,故A错;B明显正确;粗铜精炼时,粗铜与电源正极相连,主要电极反应为Cu-2e-===Cu2+(还有杂质金属放电),C错;钢铁发生电化学腐蚀的负极反应:
Fe-2e-===Fe2+,D错;故答案为B。
答案:
B
9.(2014·广东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
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。
答案:
B
10.(2015·增城市高三调研测试)某小组为研究电化学原理,设计了下图所示的电化学装置,电极Ⅰ为锌,其他电极均为石墨,盐桥是浸泡了饱和氯化钾溶液的琼脂,丙池是滴加了酚酞的氯化钠溶液。
下列叙述正确的是( )
A.电子由电极Ⅳ通过外电路流向电极Ⅰ
B.装置丙工作过程中电极Ⅲ周围出现红色
C.电极Ⅱ发生还原反应
D.盐桥中Cl—向乙池移动
解析:
甲和乙装置构成了有盐桥的原电池,对丙进行电解,故电子由电极Ⅰ通过外电路流向电极Ⅳ,A错;装置丙工作过程中电极Ⅳ(阴极)周围出现红色,B错;电极Ⅱ为正极,发生还原反应,C正确;盐桥中Cl-向甲池移动,D错;答案为C。
答案:
C
11.某同学按下图所示的装置进行电解实验。
下列说法不正确的是( )
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+的浓度几乎不变
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。
答案:
A
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+2H2O+4e-===4OH-
D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为C4H10+26e-+13O2===4CO2+5H2O
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-,C错误;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。
答案:
B
13.(2015·顺德一中高三月考改编)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+2NiOOH+2H2OCd(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:
NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
B.充电过程是电能转化为化学能的过程
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的OH-向正极移动
解析:
充电时Ni(OH)失去电子,故阳极反应:
Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O,A错误;充电过程是电能转化为化学能的过程,B正确;放电时负极Cd失去电子,转化为Cd2+再结合OH-转化为Cd(OH)2,故附近溶液的碱性变小,C错;放电时电解质溶液中的OH-向负极移动,D错;故答案为B。
答案:
B
14.(2014·深圳高级中学高二期末联考改编)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-===Cu2+
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
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错;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A。
答案:
A
二、非选择题(本题包括4个小题,共50分)
15.(12分)如图装置中,已知A、B两池溶液的体积均为200mL:
(1)判断装置的名称:
A池为________;
(2)A池中左边石墨棒为__________极,电极反应式为________________________________________________________________________;
A池中总化学反应方程式为
________________________________________________________________________;
(3)若反应开始时,CuSO4溶液的浓度为1.0mol/L。
工作一段时间后取出电极,测得导线上通过了0.04mole-。
则反应后A池c(Cu2+)为____________mol/L(体积变化忽略不计)。
解析:
(2)A池中左边石墨棒与电池的正极相连为阳极,电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑;A池中总反应化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+H2SO4;
(3)CuSO4溶液的浓度为1.0mol/L,溶液中硫酸铜物质的量=1.0mol/L×0.2L=0.2mol,工作一段时间后取出电极,测得导线上通过了0.04mole-,Cu2++2e-===Cu,消耗铜离子物质的量0.02mol,电解后A池c(Cu2+)=(0.2-0.02)mol÷0.2L=0.9mol/L
答案:
(1)电解池
(2)阳 4OH--4e-===2H2O+O2↑ 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+H2SO4
(3)0.9
16.(2014·天津市联考)(9分)金属镁在目前的汽车、航天、航空、机械制造、军事等产业中得到迅猛发展。
(1)目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、IBM电脑等)的外壳一改以往的有机合成材料,而使用镁铝合金、钛铝合金等材料。
镁铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是____________(多选)。
A.降低成本B.增强美观
C.利于散热D.增加强度
E.增加运算速度
(2)某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极,以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。
①给你一只安培表,请你画出该原电池的示意图,并标出正负极。
②一段时间后,铝片发生的电极反应式是________________________;镁条表面只有极少量的气泡产生,则镁电极产生的主要反应的电极反应式为
________________________________________________________________________。
解析:
(1)铝合金材料比有机合成材料在价格上要高,所以A错;实际上铝合金材料在电脑外壳上的使用是从“增加强度”和“增强美观”的角度考虑的,当然铝合金作为电脑的外壳材料散热效果要比有机合成材料好的多;铝合金材料的应用与电脑的运算速度没有关系。
(2)铝能够与NaOH溶液反应,所以作原电池的负极,而镁与NaOH溶液不反应作正极。
答案:
(1)BCD
(2)①如图所示
②Al+4OH--3e-===AlO+2H2O 2H++2e-===H2↑
17.(2015·吉林长春市十一中高二测试)(13分)下图是一个化学过程的示意图。
(1)图中乙池是______________装置。
(2)C(Pt)电极的名称是______________。
(3)写出通入CH3OH的电极上的电极反应式是________________________________________________________________________。
(4)乙池中反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(5)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2________mL(标准状况下);此时丙池某电极析出0.64g某金属,则丙中的某盐溶液可能是__________(填序号)。
A.MgSO4B.CuSO4C.NaClD.AgNO3
解析:
(1)甲池是甲醇燃料电池,则乙池和丙池为电解池;C(Pt)电极与电池的正极相连为阳极;
(3)通入CH3OH的电极发生失电子的氧化反应,产物CO2被KOH溶液吸收:
CH3OH+8OH--6e-===CO+6H2O;
(4)乙池中电极为惰性电极,电解AgNO3溶液,反应的离子方程式为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+
(5)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时,即析出5.40g银,根据电子守恒,甲池中理论上消耗O2的体积为:
5.4g÷108g/mol×1÷4×22.4L/mol=0.28L=280mL;丙池某电极析出金属,排除AC,结合析出0.64g金属,转移电子也是5.4g÷108g/mol=0.05mol,则丙中的某盐溶液可能是CuSO4或AgNO3,只是金属完全析出后,又接着发生电解水的反应。
答案:
(1)电解池
(2)阳极
(3)CH3OH+8OH--6e-===CO+6H2O
(4)4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+
(5)280 B、D
18.(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。
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。
答案:
(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直接接触,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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