第四章 电化学基础单元评估B卷.docx

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第四章电化学基础单元评估B卷

第四章　单元评估B卷

第Ⅰ卷（选择题，共60分）

选择题包括20个小题，每小题3分，共60分，每小题有1～2个正确选项。

1．下列说法正确的是（　　）

①电解是将电能转变为化学能　②电解是将化学能转变为电能　③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化

④不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现　⑤任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生

A．①②③④　　　　　　B．②③⑤

C．③④D．①③④⑤

答案：

D

2．下列有关金属腐蚀的说法中正确的是（　　）

①金属的腐蚀全部是氧化还原反应　②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，只有电化学腐蚀才是氧化还原反应　③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主　④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化

A．①③B．②③

C．①④D．①③④

答案：

C

3．（2011·山东卷）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（　　）

A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程

B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系

C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率

D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用

解析：

本题考查电镀，意在考查考生对电镀原理的理解和应用能力。

未通电前，题述装置不能构成原电池，A项错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B错；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C项对；镀锌层破损后，会形成铁锌原电池，铁作正极，得到保护，D项错误。

答案：

C

4．有关上图装置中的叙述正确的是（　　）

A．这是电解NaOH溶液的装置

B．这是一个原电池装置

C．Pt为正极，其电极反应为：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．Fe为阳极，其电极反应为：

Fe－2e－＋2OH－===2Fe（OH）2

答案：

B、C

5．在铁制品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计合理的是（　　）

A．锌作阳极，铁制品作阴极，溶液中含有锌离子

B．铂作阴极，铁制品作阳极，溶液中含有锌离子

C．铁作阳极，铁制品作阴极，溶液中含有亚铁离子

D．锌作阴极，铁制品作阳极，溶液中含有锌离子

答案：

A

6．（2011·课标全国卷）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：

Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe（OH）2＋2Ni（OH）2

下列有关该电池的说法不正确的是（　　）

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O

解析：

本题考查充电电池的有关知识，意在考查考生对充电电池正负极的判断及书写电极反应的能力。

在铁镍蓄电池中，Fe是负极，Ni2O3是正极，由于生成Fe（OH）2，则电解液为碱性溶液，故A正确；电池放电时，负极反应为：

Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2，故B正确；电池充电时，阴极反应式为Fe（OH）2＋2e－===Fe＋2OH－，阴极附近溶液pH升高，故C错误；由充电时的总反应式减去阴极反应式，可得到阳极反应式，D正确。

答案：

C

7．（2011·广东卷）

某小组为研究电化学原理，设计如右图装置。

下列叙述不正确的是（　　）

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，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色

D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

解析：

本题考查电化学，意在考查考生对原电池、电解池的电极反应、现象和电极反应式的书写等的掌握情况。

a、b不连接，未形成原电池Cu2＋与Fe在接触面上直接反应，A项正确；a、b用导线连接，铜片作正极，Cu2＋在该电极上得电子，B项正确；a、b连接与否，溶液中的Cu2＋均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2＋，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确；a与电源正极相连时，Cu片作阳极，Cu2＋向Fe电极移动，D项错误。

答案：

D

8．如图所示装置中都盛有0.1mol/L的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同锌片，腐蚀速率由快到慢的正确顺序是（　　）

A．③①④②B．①②④③

C．①②③④D．②①④③

解析：

①为原电池，活泼金属Zn为负极，发生氧化反应，腐蚀速率比④快，②③为电解池，阳极金属相当于被强氧化剂氧化，故②中的Zn被腐蚀的速率较①中的Zn还快，相反，阴极金属相当于被强还原剂保护，从而不易被腐蚀，故③中的Zn比④中的Zn腐蚀更慢。

故由快到慢的顺序是②①④③。

答案：

D

9．下列装置不属于原电池的是（　　）

答案：

A、C

10．用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合溶液，开始时阴极和阳极上析出的物质分别是（　　）

A．H2和Cl2B．Cu和Cl2

C．H2和O2D．Cu和O2

解析：

CuSO4和NaCl的混合溶液中有Cu2＋、Na＋、H＋、SO

、Cl－、OH－，阳离子中Cu2＋的放电能力最强，阴离子中Cl－放电能力最强，故开始电解时阴极产物为Cu，阳极产物为Cl2。

答案：

B

11．因发生电极反应，直接破坏了该电极附近水的电离平衡的是（　　）

A．电解氯化铜溶液时的阴极

B．铜铁原电池的负极（硫酸溶液为电解质）

C．电解食盐水时的阴极

D．铁片上镀锌的阴极

答案：

C

12．将金属A放入B（NO3）2溶液中发生如下反应：

A＋B2＋===A2＋＋B，则下列说法正确的是（　　）

A．常温下，A或B可以与水发生反应

B．A与B用导线连接插入稀H2SO4中，则形成原电池且b极上有H2放出

C．A与B用导线连接插入B（NO3）2中一定构成原电池

D．电解A（NO3）2与B（NO3）2的混合液，在阳极先析出b（使用碳电极）

答案：

C

13．X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下化学反应：

①水溶液中：

X＋Y2＋===X2＋＋Y；

②Z＋2H2O（冷）===Z（OH）2＋H2↑；

③M、N为电极与N盐溶液组成原电池，负极反应为：

M－2e－===M2＋；

④Y可以溶于稀H2SO4中，M不能被H2SO4氧化，则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是（　　）

A．M

B．N

C．N

D．X

答案：

B

14．等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，然后向a中加入少量CuSO4溶液，下图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系，其中正确的是（　　）

解析：

a中加入CuSO4溶液，锌置换出铜覆盖在锌的表面，形成原电池，使产生H2的速率加快，反应所需的时间缩短，同时，由于置换铜时消耗了一部分锌，与稀H2SO4反应的锌的质量减小，完全反应放出的H2体积比b小。

答案：

D

15．下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b电极附近溶液呈红色。

下列说法正确的是（　　）

A．X是负极，Y是正极

B．Pt是阴极，Cu是阳极

C．CuSO4溶液的pH逐渐减小

D．CuSO4溶液的pH不变

解析：

b电极附近溶液呈现红色，说明b电极处生成了氢氧根离子。

电解饱和食盐水阳极发生氧化反应产生氯气，阴极发生还原反应产生氢气同时生成氢氧化钠，因此b电极是阴极，与电源的负极相连，则Y为负极、X为正极；铂电极与电源的正极相连，作阳极，铜电极作阴极；电解硫酸铜溶液时，阳极发生氧化反应：

氢氧根离子放电，阴极发生还原反应：

铜离子放电，这样溶液中水的电离平衡得到促进，c（H＋）>c（OH）－，溶液显酸性，pH变小。

答案：

C

16．按下图甲装置进行实验，若乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量，下列叙述不正确的是（　　）

A．E表示生成铜的物质的量

B．E表示总反应中消耗水的物质的量

C．F表示反应生成氧气的物质的量

D．F表示生成硫酸的物质的量

解析：

甲装置是电解CuSO4的实验装置，其电解方程式为2CuSO4＋2H2O

2Cu↓＋O2↑＋2H2SO4，可得2CuSO4～2H2O～2Cu～O2～2H2SO4～4e－，结合图乙可知选项D错误。

答案：

D

17．某学生为完成2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑反应设计了如图所示的四个实验，你认为可行的实验是（　　）

答案：

D

18．（2011·浙江卷）

将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b），如图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。

下列说法正确的是（　　）

A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移

B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈

D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：

Cu－2e－===Cu2＋

解析：

本题考查金属的腐蚀，意在考查考生运用电化学原理分析金属腐蚀过程的能力。

铁板为铁和碳的合金，滴入NaCl溶液，形成原电池，显然a区为负极，溶液中Cl－由b区向a区迁移，A错；液滴边缘为正极区，溶解在溶液中的O2放电，电极反应为：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B对；液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀，C错；改用嵌有铜螺丝钉的铁板，则铁为负极，D错。

答案：

B

19．用A、B两根石墨棒作电极电解AgNO3溶液，通电tmin时，在B极上共产生11.2mL（标准状况下）气体。

然后将电极A、B与电源反接，用相同的电流再电解

tmin，两极上均无气体产生，最终溶液的体积为200mL，则该溶液的pH接近于（　　）

A．2B．2.7

C．3D．4

解析：

该题阳极上的电极反应式为：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极上的电极反应式为：

4Ag＋＋4e－===4Ag，当通电tmin时，由B极即此时为阳极收集到的气体可以确定阳极转移的电子数为：

11.2mL×10－3L/mL÷22.4L/mol×4＝2×10－3mol，溶液中减小的OH－的物质的量为2×10－3mol，则在阴极上析出银的物质的量为：

2×10－3mol；再将电极反接时，头脑要特别清醒，此时的阳极是原来的阴极，上面已有析出的银，因只通电

min，显然不能够把析出的银全部溶解，此时的阴极是原来的阳极，由题意两极均无气体产生，阴极上放电的离子肯定仍是Ag＋。

综合以上情况，溶液中影响pH的H＋和OH－，只有第一步，OH－减小的物质的量就是溶液中增大的H＋的物质的量，故pH＝－lgc（H＋）＝－lg（2×10－3÷0.2）＝2。

答案：

A

20．氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能这一中间形式，已用于宇宙飞船及潜艇中，其电极反应式为：

负极：

2H2－4e－＋4OH－===4H2O

正极：

O2＋4e－＋2H2O===4OH－

所产生的水还可作为饮用水，今欲得常温下1L水，则电池内电子转移的物质的量约为（　　）

A．8.9×10－9molB．4.5×10－2mol

C．1.1×102molD．5.6×102mol

解析：

1L水为1000g，物质的量为

＝55.6mol，由2H2＋O4e－2＝2H2O，得转移的电子数为55.6×2mol＝1.1×102mol。

答案：

C

第Ⅱ卷（非选择题，共50分）

本部分包括6个小题，共50分

21．（8分）锌铜原电池装置如图所示，但是电池的图示表示法很不方便，常常采用电池图式表达式，如：

Zn|ZnSO4（1mol·L－1）CuSO4（1mol·L－1）|Cu

上式中，发生氧化反应的负极写在左边，发生还原反应的正极写在右边。

用实垂线“|”表示电极与溶液之间的界面，用双实线“”（有时用双虚线）表示盐桥。

（1）上述电池中，锌片上发生的电极反应式是__________________，铜片上发生的电极反应式是__________________________________________。

（2）现有一电池，其图式表达式为Cu|CuSO4（1.0mol·L－1）Fe2（SO4）3（0.5mol·L－1）|C。

该电池中，正极反应式是__________________________，负极反应式是________________。

答案：

（1）Zn－2e－===Zn2＋　Cu2＋＋2e－===Cu

（2）2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　Cu－2e－===Cu2＋

22．（8分）生活中人们利用原电池原理设计和生产了各种各样的电池，以满足现代生活和生产的需要。

（1）把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上____（填“有”或“没有”）气泡产生。

再用导线把锌片和铜片连接起来（见下图A），组成一个原电池，正极的电极反应式为______________________。

（2）如果烧杯中最初装入的是2mol·L－1500mL的稀硫酸溶液，构成铜锌原电池（见上图B，假设产生的气体没有损失），当在标准状况下收集到11.2L的氢气时，试计算此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度（溶液体积变化忽略不计）________________________。

（3）如果电极材料分别是铁片和石墨并进行连接，插入氯化钠溶液中（见上图C），放置数天后，铁片发生腐蚀。

造成腐蚀的主要原因用化学方程式可表示为：

______________________。

（4）随着电池的大量使用，废电池必须进行集中处理，其最主要的原因是__________________。

a．回收利用电池中的石墨电极和外壳的金属

b．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤、水源的污染

c．防止电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品

答案：

（1）没有　2H＋＋2e－===H2↑

（2）c（H2SO4）＝1mol·L－1

c（ZnSO4）＝1mol·L－1

（3）2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2

（4）b

23．（10分）用铂作电极电解AgNO3溶液。

填写下列空白。

（1）阳极的电极反应式为__________________________，电解过程中该极附近溶液的pH会明显________，原因是___________________________________________________________________。

（2）阴极的电极反应式为__________________________，阴极另一种阳离子不发生反应的原因是_____________________________。

（3）电解总反应式为____________________________________。

（4）若要用银电极代替铂电极发生同样的电解反应，____极铂电极不可替换，原因是_______________________________________。

答案：

（1）4OH－－4e－===O2↑＋2H2O　减小　OH－在阳极放电，使c（OH－）降低，水电离平衡向右移动，c（H＋）增大，pH减小

（2）Ag＋＋e－===Ag　H＋的氧化性小于Ag＋，Ag＋首先被还原

（3）4AgNO3＋2H2O

4Ag↓＋O2↑＋4HNO3

（4）阳　如果阳极用银，则发生电镀反应，不可能产生氧气

24．（4分）将浓度均为2mol/L的AgNO3与Cu（NO3）2溶液各0.5L混合，以铜为电极进行电解，一段时间后阴极上有1.6g铜析出。

（1）直流电源已输出___________mol电子。

（2）溶液中c（Cu2＋）为___________mol/L。

解析：

（1）阴极有Cu析出时，Ag＋已完全放电，所以直流电源已输出电子：

2mol/L×0.5L＋

×2＝1.05mol。

（2）因用铜作电极，当Ag＋、Cu2＋在阴极析出时，而在阳极铜亦同时溶解成为Cu2＋，最终使Cu2＋增加；而Cu2＋的增加与析出的Ag相对应，故此时Cu2＋总量为

×2mol/L×0.5L＋2mol/L×0.5L＝1.5mol，c（Cu2＋）＝

＝1.5mol/L。

答案：

（1）1.05　

（2）1.5

25．（10分）（2009·全国1）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：

①电源的N端为________极；

②电极b上发生的电极反应为____________________；

③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：

_____________________________________________________；

_____________________________________________________。

④电极c的质量变化是________g；

⑤电解前后各溶液的pH大小是否发生变化，简述其原因：

甲溶液______________________________________________；

乙溶液_______________________________________________；

丙溶液_______________________________________________。

（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？

________________________________________________

_____________________________________________________。

答案：

（1）①正

②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

③2.8L

④16g

⑤甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH－放电，H＋增多。

丙不变，相当于电解水。

（2）可以　因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应

26．（10分）等物质的量的CuSO4和NaCl的混合物，完全溶于水，用石墨电极对溶液进行电解。

按要求回答下列问题。

（1）开始时阴极和阳极上分别析出________和________，且__________先放电完全；两极电极反应式为__________________

_________________________________________________________。

（2）此后继续电解，则阴极和阳极上的产物分别是______和__________；两极电极反应式为_______________________________

_________________________________________________________。

（3）电解进行到最后，两极产物分别是______________和__________，此时的电解质溶液中的溶质是__________。

答案：

（1）Cu　Cl2　Cl－　阴极：

Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：

2Cl－－2e－===Cl2↑　

（2）Cu　O2　阴极：

2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　（3）H2　O2　等物质的量的Na2SO4和H2SO4