人教版 化学 选修四 第四章 电化学基础 过关检测含答案.docx
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人教版化学选修四第四章电化学基础过关检测含答案
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人教版化学选修四第四章电化学基础过关检测
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.电解装置如图所示,电解槽内装有KI-淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。
在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。
已知:
3I2+6OH-===
+5I-+3H2O
下列说法不正确的是( )
A.右侧发生的电极反应式:
2H2O+2e-===H2↑+2OH-
B.电解结束时,右侧溶液中含
C.电解槽内发生反应的总化学方程式:
KI+3H2O
KIO3+3H2↑
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学反应不变
2.一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH--2e-===2H2O;NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )
A.H2O的还原
B.NiO(OH)的还原
C.H2的氧化
D.Ni(OH)2的氧化
3.将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1L(密度为1.06g·cm-3)用铂电极电解,当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解,则此时溶液中应符合的关系是( )
4.下列关于金属的防护方法的说法不正确的是( )
A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B.给铁件通入直流电,把铁件与电池负极相连接
C.轮船在船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法
D.钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青
5.下列描述中,不符合生产实际的是( )
A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极
B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极
C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极
D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极
6.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。
通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A.a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B.a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C.a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
7.钢铁防腐方法有许多种,如图是其中的一种方法,描述正确的是( )
A.图中所示是牺牲阳极的阴极保护法
B.铁闸门作阴极,发生还原反应
C.电子流向:
a→铁闸门→辅助电极→b
D.辅助电极上的反应:
O2+2H2O+4e-===4OH-
8.关于下图所示的原电池,下列说法正确的是( )
A.电子从锌电极通过电流计流向铜电极
B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C.锌电极发生还原反应,铜电极发生氧化反应
D.铜电极上发生的电极反应是Zn+2H+===Zn2++H2↑
9.近年来AIST正在研制一种“高容量、低成本”锂-铜空气燃料电池。
该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O===2Cu+2Li++2OH-,下列说法不正确的是( )
A.放电时,Li+透过固体电解质向Cu极移动
B.放电时,负极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-===2Cu+2OH-
C.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O
D.整个反应过程中,铜相当于催化剂
10.关于下图装置的叙述,正确的是( )
A.铜是负极,铜片上有气泡产生
B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.氢离子在铜片表面被还原后生成H2
二、双选题(共5小题,每小题6.0分,共30分)
11.(双选)铜锌原电池(如下图所示)工作时,下列叙述正确的是( )
A.该装置能将化学能转化为电能
B.Cu为负极,发生氧化反应
C.在外电路中,电子从锌电极流向铜电极
D.盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液
12.(双选)根据图,下列判断中正确的是( )
A.烧杯a中的溶液pH升高
B.烧杯b中发生氧化反应
C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-===H2
D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-===Cl2
13.(双选)下图为某同学设计的一个电池装置。
下列说法正确的是( )
A.实现了化学能向电能的转化
B.Zn表面有红色物质析出
C.将两电解质溶液互换后,电子会由锌经导线流向铜
D.将右侧铜片移入左侧烧杯硫酸铜溶液中,电流方向会由锌经导线流向铜
14.(双选)关于电解氯化钠水溶液,下列叙述正确的是( )
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI-淀粉试液,溶液呈蓝色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液仍无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯,通入适量HCl气体后溶液可恢复原状况
15.(双选)下列关于实验现象的描述不正确的是( )
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
B.用锌片和铁片相连,一起浸入氯化铜溶液,铁片表面出现一层锌
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
第Ⅱ卷
三、非选择题(共3小题,每小题10.0分,共30分)
16.炒过菜的铁锅未及时洗净(菜的残液中含NaCl),第二天铁锅便出现红棕色锈斑(Fe2O3·xH2O)。
请完成下列问题:
(1)该腐蚀属于__________(填“化学”或“电化学”)腐蚀。
(2)正极的电极反应式是____________________________________________________。
(3)用电极反应、离子反应、化学反应方程式表示铁锈的形成过程________________________。
17.如图所示的装置,X、Y都是惰性电极。
将电源接通后,向(甲)中滴入酚酞溶液,在Fe极附近显红色。
试回答下列问题:
(1)在电源中,B电极为________极(填电极名称,下同);丙装置中Y电极为________极。
(2)在甲装置中,石墨(C)电极上发生________反应(填“氧化”或“还原”);甲装置中总的化学方程式:
____________________________________________________________。
(3)丙装置在通电一段时间后,X电极上发生的电极反应式是___________________________。
(4)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g,请问甲装置中,铁电极上产生的气体在标准状况下为__________L。
18.某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu金属活动性的相对强弱,他们提出了以下两种方案。
请你帮助他们完成有关实验项目:
方案Ⅰ:
有人提出将大小相等的铁片和铜片分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性。
该原理的离子方程式为_____________________________。
方案Ⅱ:
有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们活动性的相对强弱。
试在下面的方框内画出原电池装置图,标出原电池的电极材料和电解质溶液,并写出电极反应式。
正极反应式:
____________________________________________________________________;
负极反应式:
____________________________________________________________________。
方案Ⅲ:
结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性相对强弱的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同):
_____________________________________________________,
用离子方程式表示其反应原理:
____________________________________________________。
答案解析
1.【答案】D
【解析】左侧溶液变蓝,说明左侧Pt电极为阳极,电极反应式为2I--2e-===I2……①,右侧Pt电极为阴极,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-……②或2H++2e-===H2↑,A正确;阴极发生的OH-通过阴离子交换膜迁移至左室,与I2发生反应:
3I2+6OH-===5I-+
+3H2O……③,I2浓度逐渐减小,故蓝色逐渐变浅,电解结束后
可通过阴离子交换膜扩散至右侧,B正确;①式×3+②式×3+③式得电解总反应:
I-+3H2O
+3H2↑,C正确;若换用阳离子交换膜,OH-不能迁移至左室,反应③无法发生,①式+②式得电解总反应式为2I-+2H2O
2OH-+I2+H2↑,两种情况下电解总反应显然不同,D错误。
2.【答案】D
【解析】与外电源正极连接的应为充电电池的阳极,阳极反应为Ni(OH)2+OH--e-===NiO(OH)+H2O,Ni(OH)2被氧化。
3.【答案】B
【解析】电解NaOH溶液,本质上是电解水,阳极反应:
2OH--4e-===2H2O+O2↑,阴极反应:
2H++2e-===H2↑,溶液浓度不断增大,根据得失电子守恒O2~4e-~2H2,阳极产生气体质量大,阴极产生气体质量小,根据数据分析B符合题意。
4.【答案】A
【解析】搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中,搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护,A错误;利用的是外加电流的阴极保护法,从而保护铁不被腐蚀,B正确;牺牲阳极的阴极保护法,C正确;用沥青作涂层的涂层保护法,D正确。
5.【答案】A
【解析】电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。
电解熔融的Al2O3制Al时,若用Fe作阳极,会发生反应Fe-2e-===Fe2+,Fe2+移动到阴极上发生反应Fe2++2e-===Fe,使得到的Al不纯。
6.【答案】B
【解析】有关反应有2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,阳极生成Cl2,阴极生成NaOH,为使二者充分作用,根据气体特点,Cl2应在下端产生,从而推知电源b为正极,a为负极,消毒液的主要成分是NaCl、NaClO。
B正确。
7.【答案】B
【解析】图中表示的是外加电源的阴极保护法,铁闸门作阴极被保护,辅助电极作阳极,发生失电子的氧化反应,A、D错误,B正确;在海水中没有电子的移动,只有离子的定向移动,C错误。
8.【答案】A
【解析】金属活动性Zn>Cu,Zn作为负极,失去电子发生氧化反应:
Zn-2e-===Zn2+,电子经外电路流向铜电极,A正确;因Zn失电子生成Zn2+,为使ZnSO4溶液保持电中性,盐桥中的阴离子移向ZnSO4溶液,B错误;铜作正极,得到电子发生还原反应:
Cu2++2e-===Cu,C、D错误。
9.【答案】B
【解析】根据放电时的反应判断锂电极是负极,铜电极是正极。
在电池内部阳离子移向正极,即Li+透过固体电解质向Cu极移动,故A正确;负极发生失电子的氧化反应,故B错误;据图示和题干信息可知,通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时,负极生成铜,整个反应过程中,铜相当于催化剂,故C、D正确。
10.【答案】D
【解析】锌的活泼性比铜强,Zn为原电池负极,失去电子被氧化,A错误。
Cu为原电池的正极,电流流向与电子流向相反,电子经导线流向正极(Cu极),溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2,B、C错误,D正确。
11.【答案】AC
【解析】如图装置构成Zn-CuSO4-Cu原电池,A正确;活泼金属Zn作为负极,Zn-2e-===Zn2+,发生氧化反应,B错误;原电池中电子从负极(Zn)→导线→正极(Cu),C正确;正极反应式为Cu2++2e-===Cu,CuSO4溶液中铜离子浓度减小,为使溶液保持电中性,盐桥中的K+移向CuSO4溶液,D错误。
12.【答案】AB
【解析】由图可知形成了类似铁吸氧腐蚀的原电池,活动性Zn>Fe,Zn为负极,电极反应:
Zn-2e-===Zn2+,发生氧化反应,B正确、D错误;Fe为正极,电极反应:
O2+2H2O+4e-===4OH-,发生还原反应,烧杯a中的溶液pH升高,A正确、C错误。
13.【答案】BC
【解析】示意图形似盐桥电池,实际由于材料组合不当,不能构成原电池,无法实现化学能向电能的转化,A错误;将两电解质溶液互换,构成双液原电池,锌为负极,Zn-2e-===Zn2+,铜为正极,Cu2++2e-===Cu,电子由锌经导线流向铜,C正确;左端烧杯中的Zn与CuSO4溶液直接发生置换反应,Zn表面有红色固体析出,B正确。
右侧铜片移入左侧烧杯硫酸铜溶液中,Zn+Cu2+===Zn2++Cu,可构成单池原电池,锌为负极,Zn-2e-===Zn2+,铜为正极,Cu2++2e-===Cu,电子由锌经导线流向铜,电流方向与之相反,D错误。
14.【答案】BD
【解析】电解NaCl溶液方程式:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,阳极上产生Cl2,在阳极附近滴入KI-淀粉溶液呈蓝色,B正确;阴极上产生H2,在阴极附近滴入酚酞,溶液呈红色,最终溶液呈碱性,A、C均错误;从电解产物可知,HCl+NaOH===NaCl+H2O,D正确。
15.【答案】BC
【解析】A中铜片和铁片、稀硫酸可构成原电池,铜片表面出现气泡,正确;B可构成原电池,锌和铁均能与氯化铜反应,但锌更活泼,所以负极反应为Zn-2e-===Zn2+,正极反应为Cu2++2e-===Cu,总反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu,铁片表面出现一层铜,错误;C中铜与三氯化铁反应只生成铜离子和铁离子,无铁单质析出,错误;D中部分锌粒可置换出铜,构成铜锌原电池,加快反应速率,正确。
16.【答案】
(1)电化学
(2)2H2O+O2+4e-===4OH-
(3)负极:
Fe-2e-===Fe2+,正极:
2H2O+O2+4e-===4OH-;离子反应式:
Fe2++2OH-===Fe(OH)2;化学方程式:
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
【解析】铁锅中含杂质碳,在NaCl残液中与Fe形成了原电池,通常条件下水膜酸性不强,以吸氧腐蚀为主,Fe失去电子生成了Fe2+,O2得电子生成了OH-,两者生成Fe(OH)2,后被氧化成Fe(OH)3,最后转化为铁锈斑。
17.【答案】
(1)负极 阴极
(2)氧化 2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)2Cl--2e-===Cl2↑ (4)0.224L
【解析】
(1)由于电源接通后,向(甲)中滴入酚酞溶液,在Fe极附近显红色,说明在Fe电极附近的水溶液显碱性。
说明该电极是H+放电,Fe为阴极,与直流电源的负极相连。
B电极为负极,A电极为正极。
在丙装置中Y电极为阴极。
(2)在甲装置中,石墨(C)电极为电解池的阳极,发生氧化反应。
放电能力Cl->OH-,2Cl--2e-===Cl2↑,而Fe电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,合并得总反应2NaCl+2H2O
Cl2↑+H2↑+2NaOH。
(3)丙装置中,X为阳极,2Cl--2e-===Cl2↑。
(4)乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g,n(Cu)=0.01mol。
则n(e-)=0.02mol。
由于在整个闭合回路中电子转移数目相等,所以铁电极上产生的氢气气体为0.01mol,在标准状况下为0.224L
18.【答案】方案Ⅰ:
Fe+2H+===Fe2++H2↑
方案Ⅱ:
2H++2e-===H2↑ Fe-2e-===Fe2+
方案Ⅲ:
把铁片插入CuSO4溶液中,一段时间后,观察铁片表面是否生成红色物质(合理即可)
Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
【解析】比较或验证金属活动性相对强弱,本质上证明单质还原性强弱,可以利用在相同条件下比较与同种氧化剂反应的剧烈程度(如与酸反应的产生的气泡);可以设计成置换反应,将强还原性的作反应物,弱还原性的作生成物;可以将两种金属作电极,以酸作电解质溶液组装成原电池,以电流或电子流向来推断正负极,从而比较金属的活动性。
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