届全国高考化学一轮专题集训《电化学基础》测试 包含答案.docx
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届全国高考化学一轮专题集训《电化学基础》测试包含答案
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2020届全国高考化学一轮专题集训《电化学基础》测试
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.某电池以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解质溶液。
下列说法不正确的是( )
A.Zn为电池的负极
B.正极反应式为2FeO
+10H++6e-===Fe2O3+5H2O
C.该电池放电过程中电解质溶液浓度增大
D.电池工作时OH-向负极迁移
2.能用电解原理说明的问题是( )
①电解是把电能转变成化学能 ②电解是化学能转变成电能 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,通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生
A.①②③④
B.②③⑤
C.③④
D.①③④⑤
3.研究人员最近发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl。
下列“水”电池在海水中放电时的有关说法不正确的是( )
A.负极反应式:
Ag+Cl--e-===AgCl
B.正极反应式:
5MnO2+2e-===Mn5
C.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子
D.AgCl是还原产物
4.目前人们正研究开发一种高能电池——钠硫电池,它以熔融的钠、硫为两极,以Na+导电的β″Al2O3陶瓷作固体电解质,反应为2Na+xS
Na2Sx。
以下说法正确的是( )
A.放电时,钠作正极,硫作负极
B.放电时,Na+向负极移动
C.充电时,钠极与外电源正极相连,硫极与外电源的负极相连
D.放电时,负极发生的反应是:
2Na-2e-===2Na+
5.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是( )
A.2H++2e-===H2↑
B.Fe2++2e-===Fe
C.2H2O+O2+4e-===4OH-
D.Fe3++e-===Fe2+
6.分析如图所示的四个原电池装置,下列结论正确的是( )
A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极
B.②中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑
C.③中Fe作负极
D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑
7.下图中能组成原电池,且能产生电流的是( )
8.锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示),电解液为溴化锌水溶液,电解液在电解质储罐和电池间不断循环。
下列说法不正确的是( )
A.充电时电极a连接电源的负极
B.放电时负极的电极反应式为Zn—2e-===Zn2+
C.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大
D.阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应
9.日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮,以糊状氯化铵和氯化锌作电解质(其中加入二氧化锰吸收氢气),电极反应式可简化为Zn-2e-==Zn2+,2NH
+2e-==2NH3↑+H2↑氨与锌离子能生成一种稳定的物质)。
根据上述判断,下列结论不正确的是( )
A.干电池内发生的是氧化还原反应
B.锌为负极,碳为正极
C.工作时,电子由碳极经过外电路流向锌极
D.长时间连续使用时,内装糊状物可能流出腐蚀用电器
10.关于图中装置说法正确的是()
A.装置①中,盐桥(含有琼胶的KCl饱和溶液)中的K+移向ZnSO4溶液
B.装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH减小
C.用装置③精炼铜时,c极为纯铜
D.装置④中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe2+生成
11.铅蓄电池的两极分别为铅和二氧化铅,电解质溶液为硫酸,工作时的电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,下列结论正确的是( )
A.铅为正极被氧化
B.溶液的pH不断减小
C.硫酸根离子只向二氧化铅处移动
D.电子由铅极流向二氧化铅极
12.某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3∶1。
用石墨作电极电解溶液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段。
下列叙述不正确的是( )
A.阴极只析出H2
B.阳极先析出Cl2,后析出O2
C.电解最后阶段为电解水
D.溶液pH不断增大,最后为7
13.铜制品上的铝质铆钉,在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为( )
A.形成原电池,铝作负极
B.形成原电池,铜作负极
C.形成原电池时,电流由铝流向铜
D.铝质铆钉发生了化学腐蚀
14.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要化学反应方程式为4Fe+3O2+xH2O===2Fe2O3·xH2O。
如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如图所示。
最容易生锈的铁架横杆是( )
A.①
B.②
C.③
D.④
15.用质量均为100g的铜棒做电极,电解硝酸银溶液,电解一段时间后,两个电极的质量差为28g,则阴极的质量为( )
A.128g
B.114g
C.119g
D.121.6g
16.燃料电池的基本组成为电极、电解液、燃料和氧化剂。
此种电池的能量利用率可高达80%(一般柴油发电机只有40%左右),产物污染也少。
下列有关燃料电池的说法错误的是( )
A.上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质
B.氢氧燃料电池常用于航天飞行器,原因之一是该电池的产物为水,经过处理之后可供宇航员使用
C.乙醇燃料电池的电解液常用KOH溶液,该电池的负极反应为C2H5OH-12e-===2CO2↑+3H2O
D.甲烷碱性燃料电池的正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-
17.欲在金属表面镀银,应把镀件挂在电镀池的阴极。
下列各组中,选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )
A.Ag和AgCl溶液
B.Ag和AgNO3溶液
C.Pt和Ag2CO3溶液
D.Pt和Ag2SO4溶液
18.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。
该电池工作时,下列说法正确的是( )
A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正极移动
19.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2mol电子发生转移,下列说法正确的是( )
①有5.6g金属被腐蚀 ②有6.5g金属被腐蚀 ③在标况下有2.24L气体放出 ④在标况下有1.12L气体放出
A.①②
B.②③
C.①④
D.③④
20.铁制自来水管与下列材料做成的水龙头连接,自来水管锈蚀最快的是( )
A.铁水龙头
B.铜水龙头
C.塑料水龙头
D.陶瓷水龙头
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.如下图所示的装置中,若通入直流电5min时,铜电极质量增加2.16g,试回答:
(1)电源电极X的名称为________。
(2)pH变化:
A________(填“增大”、“减小”或“不变”),B________,C________。
(3)通电5min后,B中共收集224mL气体(标准状况),溶液体积为200mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200mL,电解后,溶液中OH-的物质的量浓度为____________(设电解前后溶液体积无变化)。
22.肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。
(1)已知在101kPa时,32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧的热化学方程式是__________________________________。
(2)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。
肼-空气燃料电池放电时,正极的反应式是___________________________;
负极的反应式是____________________________。
(3)下图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应式是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
②假设使用肼-空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化为128g,则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气______L(假设空气中氧气体积分数为20%)。
23.我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。
但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为________。
(2)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。
如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为_____________________________。
(3)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中,负极是________(填“a”或“b”或“c”);
②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉铜锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为_________________________________________________;
③若生成4.29gCu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。
24.如图中,甲是电解饱和食盐水,乙是铜的电解精炼,丙是电镀,回答:
(1)b极上的电极反应式为 ,甲电池的总反应化学方程式是 。
(2)在粗铜的电解过程中,图中c电极的材料是 (填“粗铜板”或“纯铜板”);在d电极上发生的电极反应为 ;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质,则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是 ,电解一段时间后,电解液中的金属离子有 。
(3)如果要在铁制品上镀镍(二价金属),则e电极的材料是 (填“铁制品”或“镍块”,下同),f电极的材料是 。
(4)若e电极的质量变化118g,则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为 。
答案
1.【答案】B
【解析】以K2FeO4和Zn为电极材料,KOH溶液为电解质溶液的电池中,Zn为负极,发生反应:
Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,K2FeO4为正极,发生反应:
FeO
+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-,放电过程中有OH-生成,则电解质溶液的浓度增大,OH-向负极迁移,故A、C、D正确,B错误。
2.【答案】D
【解析】从能量角度看,电解是把电能转变成化学能的过程,①对,②错;电解质溶液的导电过程,必将伴随着两个电极上氧化还原反应的发生,同时生成新的物质,③⑤对;某些不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理也可以实现,如电解氯化铜得到铜和氯气,④对,综合以上D正确。
3.【答案】D
【解析】由电池总反应式可知,银发生氧化反应,失去电子,作负极,Ag+Cl--e-===AgCl,被氧化得到的AgCl不能拆分为离子,A正确、D错误;MnO2发生还原反应,得到电子,作正极,5MnO2+2e-===Mn5
,每生成1molNa2Mn5O10转移电子2mol,B、C正确。
4.【答案】D
【解析】放电时,负极失去电子发生氧化反应,正极得到电子发生还原反应,故钠作负极,硫作正极,A错误;放电时,阳离子向正极移动,B错误;充电时,钠极(负极)与外电源的负极相连,硫极(正极)与外电源的正极相连,C错误;放电时,负极发生氧化反应,D正确。
5.【答案】C
【解析】钢铁发生吸氧腐蚀,正极反应为2H2O+O2+4e-===4OH-,C正确。
6.【答案】B
【解析】电解质溶液不同,导致两极反应发生改变。
当稀硫酸是电解质溶液时,Mg作负极(活动性Mg>Al);当NaOH溶液是电解质溶液时,Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应);③中Cu作负极,反应式为Cu-2e-===Cu2+,Fe作正极,因为常温下,Fe遇浓硝酸发生钝化;④中Cu作正极,电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-。
7.【答案】B
【解析】A、D两项中电极与电解质溶液之间不发生反应,不能构成原电池。
B符合原电池的条件,Zn能与H2SO4溶液反应,电极反应分别是Zn-2e-===Zn2+,2H++2e-===H2↑。
C中酒精不是电解质,不能形成原电池。
8.【答案】A
【解析】在充电时,电能转化为化学能,相当于电解池;放电时,化学能转化为电能,相当于原电池。
可先分析原电池的正负极反应式分析放电现象或原理,正负极电极反应式的反向就是电解池的阳阴极反应式,由此分析充电时反应现象或原理。
由图示信息和原电池工作原理知,Zn失去电子,发生氧化反应,Zn—2e-===Zn2+,b为原电池的负极,B正确;充电时b极发生还原反应,作电解池阴极,外接电源负极,a应外接电源正极,A错误;放电时a极为正极,发生还原反应,Br2+2e-===2Br-,阳离子通过交换膜进入左侧平衡电荷,C正确;阳离子交换膜只允许阳离子通过,不允许分子和阴离子通过,有效避免Br2与Zn直接发生反应,D正确。
9.【答案】C
【解析】在锌锰干电池中,活泼金属锌为负极,负极失去电子发生氧化反应;石墨碳棒为正极,电解质的离子在正极上得到电子发生还原反应;在其外电路中,电子从负极(锌极)经过外电路流向正极(碳极);长时间连续使用该原电池,由于锌皮慢慢溶解而破损,且二氧化锰不断吸收氢气而生成水,糊状物也越来越稀,流出时会腐蚀用电器。
10.【答案】C
【解析】A项,原电池中阳离子向正极移动,铜是正极,所以K+移向CuSO4溶液,错误;B项,装置②工作一段时间后,a极与电源的负极相连是阴极,水中的氢离子放电,产生氢氧根离子,所以溶液的pH值增大,错误;C项,精炼铜时,纯铜为阴极,所以c为阴极,c极为纯铜,正确;D项,活泼金属锌是负极,所以产生锌离子,而不是亚铁离子,错误;故选C。
11.【答案】D
【解析】由铅蓄电池工作时反应的方程式可知,铅的化合价升高,失去电子发生氧化反应,铅为负极;
反应过程硫酸不断被消耗,溶液的pH不断增大;其外电路中,电子由负极(Pb极)流向正极(PbO2极);内电路中,阴离子(硫酸根离子)移向负极(Pb极),阳离子移向正极。
12.【答案】D
【解析】电解质溶液中,n(H+)∶n(Cl-)=2∶3,开始电解时,阳极反应:
2Cl--2e-===Cl2↑,阴极反应:
2H++2e-===H2↑,溶液中c(H+)下降,;根据电子守恒:
2Cl-~2e-~2H+,当酸提供的H+反应完后,阴极反应:
2H++2e-===H2↑,此时溶液呈碱性pH>7,D错误;最后当Cl-放电结束后,阳极反应:
2OH--4e-===2H2O+O2↑,相当于电解水,阴极只生成H2,A、B、C正确。
三个阶段分别为电解HCl、NaCl、H2O。
13.【答案】A
【解析】铜制品上的铝质铆钉,在潮湿的空气中发生了电化学腐蚀,铝比铜活泼,铝是负极,电子由铝经外电路流向铜,电流流动方向与电子的流动方向恰好相反,只有A符合题意。
14.【答案】C
【解析】铁的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀,后者是铁腐蚀的主要原因。
电化学腐蚀中最常见的是在中性和弱酸性条件下的吸氧腐蚀,图中③处接触空气最多,最符合吸氧腐蚀发生的条件,所以腐蚀最快。
④处不存在电解质溶液,只能发生化学腐蚀,①②处接触溶液中含氧量少,吸氧腐蚀机会也少。
15.【答案】D
【解析】用铜作电极电解硝酸银溶液时,阳极上铜失电子发生氧化反应,电极反应:
Cu-2e-===Cu2+,阴极上银离子得电子生成银,电极反应式为Ag++e-===Ag,设阴极析出银的质量为x,阳极溶解铜的质量为y,根据电子守恒得x/108=2y/64,两个电极质量差为溶解铜的质量和析出银的质量之和,所以x+y=28,解得x=21.6,y=6.4。
所以阳极上金属质量=100g-6.4g=93.6g,阴极上金属质量=100g+21.6g=121.6g,选D。
16.【答案】C
17.【答案】B
【解析】电镀要求镀层金属作阳极,镀件作阴极,含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液,AgCl、Ag2CO3和Ag2SO4均为难溶性物质,只有B符合要求。
18.【答案】C
【解析】该电池中Mg电极为负极,A项错误;石墨电极为正极,H2O2得电子发生还原反应,电极反应式为H2O2+2e-===2OH-,电极附近溶液pH增大,B项错误,C项正确;溶液中Cl-移向Mg电极,即Cl-向负极移动,D项错误。
19.【答案】B
【解析】镀锌铁发生电化学腐蚀,活泼性强的锌作负极:
Zn-2e-===Zn2+,有0.2mol电子转移,有0.1molZn溶解,在正极上:
2H++2e-===H2↑,生成0.1molH2,B正确。
20.【答案】B
【解析】铁制水管和铜制水龙头两种材料可以构成原电池的两极,其中铁管作负极,铜作正极,水可作电解质溶液,这样铁发生电化学腐蚀,加快腐蚀,而其他选项不能构成原电池。
21.【答案】
(1)负极
(2)增大 减小 不变 (3)0.025mol·L-1 (4)0.1mol·L-1
【解析】
(1)C装置的铜电极质量增加,说明铜极上有金属析出,即溶液中的银离子被还原生成银单质,铜极为阴极,可确定电极X为负极。
(2)A装置是电解KCl溶液,阴极析出氢气,阳极析出氯气,溶液中氢氧根离子浓度增大;B装置中阴极上先析出铜,当铜离子消耗完后析出氢气,而阳极上析出氧气,溶液中氢离子浓度增大;C装置中阴极析出银单质,阳极上的银失去电子变成银离子,理论上AgNO3溶液的物质的量浓度不变。
(3)B装置两极上电子转移的数目与C装置中转移的电子数目相同,C装置中转移的电子为
=0.02mol,经判断,B装置中阴极:
Cu2++2e-===Cu,2H++2e-===H2↑,阳极:
4OH--4e-===O2↑+2H2O,根据题意可得:
2n(H2)+2n(Cu)=4n(O2)=0.02mol,n(H2)+n(O2)=
,解得n(Cu)=0.005mol,CuSO4溶液物质的量浓度:
=0.025mol·L-1。
(4)A装置的反应为2KCl+2H2O
2KOH+H2↑+Cl2↑,即反应中电子转移的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等,为0.02mol,c(OH-)=
=0.1mol·L-1。
22.【答案】
(1)N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)
ΔH=-624kJ·mol-1
(2)O2+4e-+2H2O===4OH- N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O
(3)①Cu2++2e-===Cu ②112
【解析】
(2)对于肼—空气燃料电池,正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-,用总反应减去正极的反应式即为负极的电极反应式。
(3)128gCu的物质的量为2mol,即转移4mole-。
由O2+4e-+2H2O===4OH-可知消耗1molO2,则消耗5mol空气,标准状况下体积为112L。
23.【答案】
(1)10∶1
(2)Ag2O+2CuCl===2AgCl+Cu2O
(3)①c
②2Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓
③0.448
【解析】
(1)根据N=
×NA,青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子数目之比为(119g÷119g·mol-1)∶(20.7g÷207g·mol-1)=10∶1。
(2)Ag2O与CuCl发生复分解反应,没有化合价的升降,则化学方程式为Ag2O+2CuCl===2AgCl+Cu2O。
(3)①根据图示,腐蚀过程中,铜失电子生成Cu2+,则负极是铜,选c;
②根据上述分析,正极产物是OH-,负极产物为Cu2+,环境中的Cl-扩散到孔口,与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,则离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓;
③4.29gCu2(OH)3Cl的物质的量为4.29g/214.5g·mol-1=0.02mol,根据铜原子守恒,Cu2+的物质的量为0.04mol,负极反应为2Cu-4e-===2Cu2+,正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-,根据正、负极放电量相等,则理论上耗氧体积为0.02mol×22.4L·mol-1=0.448L。
24.【答案】
(1)2H++2e﹣===H2↑ 2NaCl+2H2O===2NaCl+Cl2↑+H2↑
(2)粗铜板 Cu2++2e﹣===Cu Au、Ag Cu2+、Fe2+
(3)镍块 铁制品
(4)44.8L
【解析】
(1)甲是电解饱和食盐水,M为正极,则a为阳极发生氧化反应,b为阴极发生还原反应,电极反应式为2H++2e﹣===H2↑,电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠,总反应化学方程式为2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(2)用电解法进行粗铜提纯时,粗铜应作阳极,精铜作阴极,该装置中M为原电池的正极,N为原电池的负极,所以c为电解池的阳极,d为电解池的阴极,电解时,以硫酸铜溶液为电解液,溶液中的Cu2+得到电子在阴极上发生还原反应,即Cu2++2e﹣===Cu;作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液,所以Fe发生Fe﹣2e﹣===Fe2+反应,以Fe2+的形式进入溶液中;比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子,以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”,则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是Au、Ag,电解一段时间后,电解液中的金属离子有Cu2+、Fe2+。
(3)要在铁制品上镀镍(二价金属),则铁作阴极与电源负极N相连即f极,镍为阳极与电源正极M相连即e极。
(4)若e电极的质量变化118g,根据转移电子数相等,Ni~2e﹣~Cl2,则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为
×22.4L·mol-1=44.8L。
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