章末检测卷四.docx
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章末检测卷四
章末检测卷(四)
(时间:
90分钟 满分:
100分)
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分;每小题只有一个选项符合题意)
1.下列有关叙述正确的是( )
A.碱性锌锰电池中,MnO2是催化剂
B.银锌纽扣电池工作时,Ag2O被还原为Ag
C.放电时,铅蓄电池中硫酸浓度不断增大
D.电镀时,待镀的金属制品表面发生氧化反应
答案 B
解析 由碱性锌锰电池的总反应Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2可知,正极MnO2得电子被还原,A项错误;银锌纽扣电池由Zn粉(作负极)、Ag2O(作正极)和KOH溶液构成,电池工作时的反应原理为Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag,电池工作过程中,正极上Ag2O得电子发生还原反应,生成Ag,B项正确;铅蓄电池放电时,发生的反应是PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,硫酸不断被消耗,浓度不断减小,C项错误;电镀时,待镀的金属制品作阴极,在阴极上发生还原反应,D项不正确。
2.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.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑
B.酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为2H2O+O2+4e-===4OH-
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.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:
Fe-3e-===Fe3+
答案 A
解析 电解饱和食盐水阳极上电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑,A项正确;酸性氢氧燃料电池的正极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,B项不正确;粗铜精炼时粗铜接电源正极,C项不正确;钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,负极反应式为Fe-2e-===Fe2+,D项不正确。
3.实验发现,298K时,在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后,Fe3+立即被还原成Fe2+。
某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。
下列有关说法正确的是( )
A.该原电池的正极反应是Zn-2e-===Zn2+
B.左烧杯中溶液的红色逐渐褪去
C.该电池铂电极上立即有气泡出现
D.该电池总反应为3Zn+2Fe3+===2Fe+3Zn2+
答案 B
解析 该电池的总反应为Zn+2Fe3+===2Fe2++Zn2+,所以左烧杯Pt为正极,电极反应为Fe3++e-===Fe2+,右烧杯Zn为负极,电极反应为Zn-2e-===Zn2+;由于左烧杯中的Fe3+被还原为Fe2+,所以左烧杯中溶液的红色逐渐褪去。
4.关于下列各装置图的叙述中不正确的是( )
A.用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B.装置②的总反应是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D.装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
答案 B
解析 A项,根据电流方向,a为阳极,b为阴极,粗铜作阳极;B项,装置②的总反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+;C项,被保护的金属应作阴极;D项,铁钉所处的环境干燥不易被腐蚀。
5.某原电池构造如图所示,下列叙述正确的是( )
A.在外电路中,电子由银电极流向铜电极
B.取出盐桥后,电流表的指针仍发生偏转
C.外电路中每通过0.1mol电子,铜的质量理论上减小6.4g
D.原电池的总反应式为Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2
答案 D
解析 Cu作负极,Ag作正极,外电路中,电子由Cu电极流向Ag电极,A项不正确;取出盐桥后,不能形成闭合回路,故电流表的指针不偏转,B项错误;电极反应式分别是负极:
Cu-2e-===Cu2+,正极:
2Ag++2e-===2Ag,当转移0.1mol电子时,铜的质量理论上减小3.2g,C项错误;电池总反应式为Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2,D项正确。
6.某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。
通电后,溶液中产生白色沉淀,且较长时间不变色。
下列说法中正确的是( )
A.电源中a为负极,b为正极
B.电解池中的电解液不可以是NaCl溶液
C.B电极发生的反应:
2H++2e-===H2↑
D.A、B两端都必须使用铁作电极
答案 C
解析 根据图示,B电极是阴极,产生H2,驱赶原溶液中溶解的氧,A电极为Fe,作阳极,产生Fe2+,OH-与Fe2+反应生成Fe(OH)2沉淀;电源a为正极,b为负极;为了增强导电性,电解液可以是NaCl溶液;D项,阳极必须用铁,阴极可用石墨等。
7.如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中,a、b、c和d均为Pt电极。
电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b 选项 X Y A MgSO4 CuSO4 B AgNO3 Pb(NO3)2 C FeSO4 Al2(SO4)3 D CuSO4 AgNO3 答案 D 解析 电解过程中b和d电极无气体放出,但质量均增大,且增重b 8.金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。 该类电池放电的总反应方程式为4M+nO2+2nH2O===4M(OH)n。 已知: 电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。 下列说法不正确的是( ) A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面 B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池,Al-空气电池的理论比能量最高 C.M-空气电池放电过程的正极反应式: 4Mn++nO2+2nH2O+4ne-===4M(OH)n D.在Mg-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜 答案 C 解析 A项,采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积,且有利于氧气扩散至电极的表面,正确;B项,单位质量的Mg、Al、Zn释放的电子分别为 mol、 mol、 mol,显然铝的比能量比Mg、Zn高,正确;C项,电池放电过程正极O2得电子生成OH-,但负极生成的金属阳离子不能透过阴离子交换膜移至正极,故正极不能生成M(OH)n,反应式应为O2+2H2O+4e-===4OH-,错误;D项,为避免OH-移至负极而生成M(OH)n,可采用中性电解质及阳离子交换膜阻止OH-,正确。 9.下列有关说法正确的是( ) A.铅蓄电池的正极反应为PbO2+4H++2e-===Pb2++2H2O B.以CO和O2构成的碱性燃料电池负极电极反应式为CO+4OH--2e-===CO +2H2O C.电解法精炼铜时,以粗铜作阴极,纯铜作阳极 D.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气 答案 B 解析 书写铅蓄电池电极反应式时应考虑SO 参与反应,正极电极反应式为PbO2+SO +4H++2e-===PbSO4+2H2O,A项不正确;以CO和O2构成的碱性燃料电池,负极CO失电子在碱性条件下生成CO ,所以负极电极反应式为CO+4OH--2e-===CO +2H2O,B项正确;电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,C项不正确;工业电解熔融NaCl制备钠和氯气,D项不正确。 10.某同学组装了如图所示的电化学装置。 电极Ⅰ为Al,其他电极均为Cu,则( ) A.电流方向: 电极Ⅳ→ →电极Ⅰ B.电极Ⅰ发生还原反应 C.电极Ⅱ逐渐溶解 D.电极Ⅲ的电极反应: Cu2++2e-===Cu 答案 A 解析 电极Ⅰ是原电池的负极,电极Ⅱ是原电池的正极,电极Ⅲ是电解池的阳极,电极Ⅳ是电解池的阴极,故电流方向: 电极Ⅳ→ →电极Ⅰ,A正确;电极Ⅰ发生氧化反应,B错误;电极Ⅱ是原电池的正极,发生还原反应,有单质铜析出,C错误;电极Ⅲ是电解池的阳极,发生氧化反应,电极反应为Cu-2e-===Cu2+,D错误。 11.装置中发生反应的离子方程式为Zn+2H+===Zn2++H2↑。 下列说法错误的是( ) A.a、b不可能是同种材料的电极 B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸 C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸 D.该装置可看作是铜-锌原电池,电解质溶液是稀硫酸 答案 A 解析 若a和b都是锌片、电解液为稀盐酸的电解池,阳极反应为Zn-2e-===Zn2+,阴极反应为2H++2e-===H2↑,总反应式为Zn+2H+===Zn2++H2↑,则A项不正确,B项正确;若用锌作负极、铜作正极,用稀盐酸或稀硫酸作电解质溶液,负极反应为Zn-2e-===Zn2+,正极反应为2H++2e-===H2↑,总反应为Zn+2H+===Zn2++H2↑,则C、D项都正确。 12.根据下图判断,下列叙述正确的是( ) A.K与N连接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大 B.K与N连接时,X为氯化钠,石墨电极反应: 2H++2e-===H2↑ C.K与M连接时,X为硫酸,一段时间后溶液的pH增大 D.K与M连接时,X为氯化钠,石墨电极反应: 4OH--4e-===2H2O+O2↑ 答案 A 解析 A项,K与N连接时构成原电池,X为硫酸,发生析氢腐蚀,铁作负极,失去电子被氧化,石墨作正极,氢离子在正极表面得到电子,一段时间后溶液的pH增大;B项,K与N连接时构成原电池,X为氯化钠,铁发生吸氧腐蚀,石墨电极反应: 2H2O+O2+4e-===4OH-;C项,K与M连接时构成电解池,X为硫酸,石墨作阳极,铁作阴极,相当于电解水,一段时间后硫酸的浓度增大,溶液的pH减小;D项,K与M连接时构成电解池,X为氯化钠,石墨作阳极,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑。 13.已知: 锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2 C+LiCoO2,锂硫电池的总反应为2Li+S Li2S。 有关上述两种电池说法正确的是( ) A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移 B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应 C.理论上两种电池的比能量相同 D.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 答案 B 解析 A项,原电池中阳离子向正极移动,则锂离子电池放电时,Li+向正极迁移,错误;B项,锂硫电池充电时,锂电极与外接电源的负极相连,锂电极上,Li+得电子发生还原反应,正确;C项,锂硫电池放电时负极为Li,锂离子电池放电时负极为LixC,两种电池锂的变价不同,两种电池的负极材料不同,所以比能量不相同,错误;D项,充电时,正接正,负接负,所以Li电极接C电极,错误。 14.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。 下列说法正确的是( ) A.该装置将化学能转化为光能和电能 B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移 C.每生成1molO2,有44gCO2被还原 D.a电极的反应为3CO2+18H+-18e-===C3H8O+5H2O 答案 B 解析 由模拟“人工树叶”电化学实验装置可知,该装置将光能和电能转化为化学能,故A项不正确;在电解池内部,阳离子向阴极移动,故H+从b极区向a极区移动,B项正确;阴极上3CO2~C3H8O~18e-,阳极上2H2O~O2~4e-,根据电子守恒可知,当阳极生成1molO2时,阴极被还原的CO2的质量为 ×44g·mol-1≈29.3g,故C项不正确;a极电极反应为3CO2+18H++18e-===C3H8O+5H2O,故D项不正确。 15.用石墨电极完成下列电解实验。 实验一 实验二 装置 现象 a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪色;c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生…… 下列对实验现象的解释或推测不合理的是( ) A.a、d处: 2H2O+2e-===H2↑+2OH- B.b处: 2Cl--2e-===Cl2↑ C.c处发生了反应: Fe-2e-===Fe2+ D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜 答案 B 解析 A项,a、d处试纸变蓝,说明溶液显碱性,是溶液中的氢离子得到电子生成氢气、氢氧根离子剩余造成的,正确;B项,b处变红,局部褪色,说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2O反应生成HClO和H+,Cl--2e-+H2O===HClO+H+,错误;C项,c处为阳极,铁失去电子生成亚铁离子,正确;D项,实验一中ac形成电解池,bd形成电解池,所以实验二中形成3个电解池,n(右面)有气泡生成,为阴极产生氢气,n的另一面(左面)为阳极产生Cu2+,Cu2+在m的右面得电子析出铜,正确。 第Ⅱ卷(非选择题,共55分) 二、非选择题(本题包括5小题,共55分) 16.(10分)现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积(约6mL)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。 (1)试从下图中选用几种必要的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序(填编号)是A接________,B接________。 (2)铁棒接直流电源的________极;碳棒上发生的电极反应为__________________。 (3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)G、F、I D、E、C (2)负 2Cl--2e-===Cl2↑ (3)淀粉KI溶液变成蓝色 解析 由电解产生的氢气的体积约6mL和检验氯气的氧化性可知,铁棒作阴极,铁棒上产生的是氢气;碳棒作阳极,从B口导出的是氯气,碳棒上发生的电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑。 17.(12分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。 为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为_______________________________________________________。 (2)用CH4或其他有机物、O2为原料可设计成原电池,以CnH2nOn、O2为原料,H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池,则负极的电极反应式为______________________________________。 (3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸,图2是NaBH4/H2O2燃料电池。 图2电池负极区的电极反应为___________________________________; 若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸,用导线将a、b直接相连,则滤纸出现________色,c位置的电极反应式为________________,若用KI淀粉溶液浸湿滤纸,用导线将a、b与A、B电极相连,铅笔芯c点处出现蓝色,则b接的是________(填A或B)电极。 答案 (1)②③ 2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2↑+H2↑ (2)CnH2nOn-4ne-+nH2O===nCO2+4nH+ (3)BH -8e-+8OH-===BO +6H2O 红 O2+2H2O+4e-===4OH- B 解析 (1)①装置为原电池,铁为负极,被腐蚀;②装置为原电池,锌为负极被腐蚀,铁作正极被保护。 ③装置为电解池,铁作阴极被保护。 装置③中铁被保护,实际是电解饱和食盐水,生成氢氧化钠、氢气和氯气,离子方程式为2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2↑+H2↑。 (2)燃料电池中燃料作负极反应,失去电子,在酸性条件下生成二氧化碳和水,电极反应为CnH2nOn-4ne-+nH2O===nCO2+4nH+。 (3)NaBH4/H2O2燃料电池中负极为BH 发生氧化反应,电极反应为BH -8e-+8OH-===BO +6H2O,即A为负极,B为正极。 若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸,形成原电池,锌失去电子,铅笔芯为正极,氧气得到电子,在该电极生成氢氧化钠,使酚酞变红色;c点的电极反应是O2+2H2O+4e-===4OH-;若用碘化钾淀粉溶液浸湿滤纸,c处出现蓝色,则c处发生反应2I--2e-===I2,c为阳极,则b接电池正极,因为A是负极,B是正极,所以b连接B极。 18.(11分)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。 如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在电极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导O2-(O2+4e-===2O2-)。 (1)c电极的名称为________,d电极上的电极反应式为 ________________________________________________________________________。 (2)如图2所示用惰性电极电解100mL0.5mol·L-1CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为_______________,若a电极产生56mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH=________(不考虑溶液体积变化),若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入________(填字母)。 a.CuOb.Cu(OH)2 c.CuCO3d.Cu2(OH)2CO3 答案 (1)正极 CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O (2)4OH--4e-===2H2O+O2↑ 1 ac 解析 (1)原电池中电流的方向是从正极流向负极,故c电极为正极;d电极为负极,通入的气体为甲烷,d电极反应式为CH4+4O2--8e-===CO2+2H2O。 (2)用惰性电极电解CuSO4溶液时,阳极(a电极)反应式: 4OH--4e-===2H2O+O2↑;阴极反应式: 2Cu2++4e-===2Cu,n(O2)= =2.5×10-3mol。 线路中转移电子的物质的量为2.5×10-3mol×4=0.01mol,溶液中c(H+)= =0.1mol·L-1,pH=-lg0.1=1。 加入CuO或者说CuCO3与溶液中的H+反应,可使电解质溶液恢复到电解前的状态。 19.(10分)图中的A为直流电源,B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸,C为电镀槽,接通电路后,发现B上的c点显红色。 请填空: (1)电源A中a点为________极。 (2)滤纸B上发生的总反应方程式为____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通K点,使c、d两点短路,则电极e上发生的反应为________________________________________________________________________, 电极f上发生的反应为_______________________________________________,电镀槽中盛放的电镀液可以是________或__________(只要求填两种电解质溶液)。 答案 (1)正 (2)2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH (3)Zn-2e-===Zn2+ Zn2++2e-===Zn ZnSO4溶液 ZnCl2溶液 20.(12分)下图是一个电化学过程的示意图,回答下列问题: (1)甲池是__________________装置,乙装置中电极A的名称是________________________。 (2)甲装置中通入CH4的电极反应式为__________________________________,乙装置中电极B(Ag)的电极反应式为________________________________,丙装置中D极的产物是____________(写化学式)。 (3)一段时间,当丙池中产生112mL(标准状况)气体时,均匀搅拌丙池,所得溶液在25℃时的pH=________(已知: NaCl溶液足量,电解后溶液体积为500mL)。 若要使丙池恢复电解前的状态,应向丙池中通入________(写化学式)。 答案 (1)原电池 阳极 (2)CH4+10OH--8e-===CO +7H2O Ag++e-===Ag H2和NaOH (3)12 HCl 解析 (1)由图可知,甲装置为燃料电池,是原电池,通入燃料的电极为负极,通入氧气的电极为正极,与电池正极相连的电极A为阳极,B为阴极,C为阳极,D为阴极。 (2)甲装置中由于电解质为KOH溶液,负极反应为CH4+10OH--8e-===CO +7H2O,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,乙、丙装置为电解池,B极反应式为Ag++e-===Ag,D极发生反应为2H++2e-===H2↑,由于D极消耗了H+,破坏了水的电离平衡,最终在D极产生大量NaOH溶液,故D极产物为H2和NaOH。 (3)在丙装置中,阳极C发生反应: 2Cl--2e-===Cl2↑,阴极D发生反应: 2H++2e-===H2↑,n(气体)=0.112L÷22.4L·mol-1=0.005mol,所以转移的电子的物质的量为n(e-)=0.005mol,c(OH-)=0.005mol÷0.5L=0.01mol·L-1,c(H+)=10-12mol·L-1,pH=12,n(NaOH)=n(HCl)=0.005mol,所以若要使丙池恢复电解的状态,应向丙池中通入HCl气体0.005mol。
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