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阶段质量检测4
阶段质量检测
(时间:
90分钟 满分:
100分)
一、选择题(本大题共15小题,每小题3分,共45分。
)
1.铜片和锌片用导线连接后插入稀H2SO4中,锌片是( )
A.阴极 B.正极
C.阳极D.负极
解析:
原电池的两极分别命名为正极、负极。
铜片和锌片用导线连接后插入稀H2SO4中形成了原电池,其中锌失去电子做原电池的负极。
答案:
D
2.(2013·泗县模拟)铁跟下列金属接触,能防止空气和水对铁腐蚀的是( )
A.铜B.锌
C.锡D.铅
解析:
铁与锌接触,在铁块与空气、水接触时,锌做负极保护铁不被腐蚀。
答案:
B
3.(2012·台州检测)下列关于能量转换的认识中不正确的是( )
A.电解水生成氢气和氧气时是电能转化为化学能
B.原电池放电是将化学能转化为电能
C.绿色植物光合作用是将光能转化为化学能
D.白炽灯工作时将电能全部转化为光能
解析:
电解是将电能转化为化学能的过程,而原电池放电正好相反。
A、B正确;光合作用,将光能转化为化学能,C正确;白炽灯工作时除将电能主要转化成光能,同时部分转化为热能。
答案:
D
4.在理论上可设计成原电池的化学反应是( )
A.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH>0
B.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)===BaCl2(aq)+2NH3·H2O(l)+8H2O(l) ΔH>0
C.CaC2(s)+2H2O(l)===Ca(OH)2(s)+C2H2(g) ΔH<0
D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH<0
解析:
设计成原电池需要有自发进行的氧化还原反应,满足条件的有A、D。
但A项为吸热反应,不能将化学能转化为其他能量放出。
故选D。
答案:
D
5.某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,能实现该反应的原电池是( )
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液
解析:
该题考查原电池原理的应用,原电池的设计必须牢固掌握原电池原理。
根据总反应,Fe被氧化,必须为负极,Fe3+被还原,必须在正极上反应,但Fe3+并不是电极材料,电极材料必须失电子能力弱于Fe,Cu、Ag、石墨皆可,电解质溶液应当含有大量Fe3+,才能保证按题中总反应发生,A选项符合题意,B选项不符合原电池形成条件,C选项电极不合理,D选项CuSO4溶液,违背总反应。
答案:
A
6.下列几种金属制品的镀层损坏后,金属腐蚀的速率最快的是( )
A.镀铝塑料B.食品罐头盒(镀锡)
C.白铁水桶(镀锌)D.镀银铜质奖章
解析:
关键是看镀层损坏后,暴露出的金属与镀层能否形成原电池,形成原电池金属是否是负极。
A项塑料不会被腐蚀;B项Fe为原电池负极,锡为原电池的正极,加速Fe的腐蚀;C项Zn为电池的负极,铁为电池的正极,铁被保护起来;D项Cu为原电池的负极,Ag为原电池的正极,加速了铜的腐蚀。
但由于Fe比Cu更易失去电子,所以腐蚀最快的是B中的铁。
答案:
B
7.(2013·沈阳模拟)用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,符合题意的组是( )
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
CuSO4溶液
C
C
C
H2SO4
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体
解析:
A项,电解时阴、阳两极分别生成氢气、氯气,因此为使溶液复原需加入HCl;B项,电解时阴、阳两极分别生成Cu、氧气,因此为使溶液复原需加入CuO;C项,相当于电解水,因此加入水可使电解后的溶液复原;D项,相当于在铁上镀银,电解液浓度没发生变化。
答案:
C
8.(2011·北京理综)结合图判断,下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe-2e-===Fe2+
C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e-===4OH-
D.Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,均有蓝色沉淀
解析:
A项两个装置都是原电池,负极都是活泼金属,根据原电池原理可知,原电池对正极起到了保护作用,故A正确;B项Ⅰ中的负极反应为Zn-2e-===Zn2+,故B错误;C项Ⅱ中的正极反应为2H++2e-===H2↑,故C错误;D项Ⅰ中不能生成蓝色沉淀。
答案:
A
9.(2012·温州检测)有关如图原电池的说法正确的是( )
A.盐桥的作用是让电子通过,以构成闭合回路
B.总反应为:
2H++Zn===H2↑+Zn2+且ΔH<0
C.随着反应进行,右烧杯中溶液pH变小
D.随着反应进行,左烧杯溶液中的SO
向右烧杯溶液迁移
解析:
A项,盐桥作用除构成闭合回路中,还保持整个溶液呈电中性,A错误;该原电池反应为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,属于放热反应,B正确;因Cu棒为正极,2H++2e-===H2↑,c(H+)减小,pH增大,C错误;在溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,D错误。
答案:
B
10.pH=a的某电解质溶液中,插入两只惰性电极,通直流电一段时间后,溶液的pH>a,则该电解质可能是( )
A.NaOHB.H2SO4
C.AgNO3D.Na2SO4
解析:
依题意,要求在电解过程中溶液pH增大。
电解NaOH溶液,实质上是电解水,使溶液的浓度增大,所以溶液的pH增大;电解稀H2SO4溶液,实质上也是电解水,使溶液的浓度增大,所以溶液的pH减小;电解AgNO3溶液有HNO3生成,pH减小;电解Na2SO4溶液实质上是电解水,使溶液的浓度增大,但溶液中c(H+)和c(OH-)相等,所以溶液的pH不变。
答案:
A
11.(2012·福建高考)将如图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是( )
A.Cu电极上发生还原反应
B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C.片刻后甲池中c(SO
)增大
D.片刻后可观察到滤纸b点变红色
解析:
A项,K闭合时,Zn和Cu构成原电池,Cu作正极,发生还原反应,正确;B项,在电解Na2SO4溶液时,电子不能流入电解质溶液中,即a→b电子不能通过,错;C项,甲池中硫酸根离子没有放电,所以浓度不变,错误;D项,b为阳极,OH-放电,留下H+,使得b附近溶液显酸性,不能使酚酞变红,错误。
答案:
A
12.(2013·淮北模拟)将0.1L含有0.02molCuSO4和0.01molNaCl的水溶液用惰性电极电解。
电解一段时间后,一个电极上得到0.01molCu,另一电极析出的气体( )
A.只有Cl2B.只有O2
C.既有Cl2又有O2D.只有H2
解析:
电解时阴极依次析出铜和产生氢气、阳极上依次产生氯气与氧气,利用电荷守恒与原子守恒可知当阴极析出0.01molCu时转移电子0.02mol,而溶液中Cl-全部放电析出只能转移电子0.01mol,故阳极产生的气体有氯气和氧气。
答案:
C
13.如下图所示,各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时,由快到慢的顺序是( )
A.4>2>1>3B.2>1>3>4
C.4>2>3>1D.3>2>4>1
解析:
本题考查金属的腐蚀问题。
金属的腐蚀,从本质上讲也是组成化学电池发生氧化还原反应的结果。
在原电池中,活泼金属为负极,该金属被氧化,不活泼金属便被保护起来,其被腐蚀的速率大大减小,所以容器3中的铁被腐蚀的速率比1中的慢;反之,当铁与比它不活泼的金属,如Sn、Cu等连接起来,则其被腐蚀的速率增大,所以在容器2中的铁比容器1中的铁腐蚀得快。
容器4是一个电解池,在这里Fe是阳极,不断地以Fe2+的形式进入容器中,从而加快了铁的腐蚀,在上述四种容器中,容器4中的铁的腐蚀速率是最快的。
综上分析,铁被腐蚀的快慢顺序为:
4>2>1>3。
答案:
A
14.X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连侵入稀硫酸中组成原电池。
X、Y相连时,X为负极;Z、W相连时,电流方向是W→Z;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡,W、Y相连时,W极发生氧化反应。
据此判断四种金属的活动顺序是( )
A.X>Z>W>YB.Z>X>Y>W
C.X>Y>Z>WD.Y>W>Z>X
解析:
在原电池中,活泼金属作为电池的负极,失去电子发生氧化反应;不活泼的金属作为电池的正极,得到电子发生还原反应。
电子由负极经导线流向正极,与电流的方向相反(物理学中规定正电荷移动的方向为电流的方向)。
因此,X、Y相连时,X为负极,则活泼性X>Y;Z、W相连时,电流方向是W→Z,则活泼性Z>W;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡,则活泼性X>Z,W、Y相连时,W极发生氧化反应,则W>Y。
综上,可以得出金属的活泼性顺序是X>Z>W>Y。
答案:
A
15.
(2013·莱芜模拟)用铁丝、铜丝和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池,如图所示则下列说法正确的是( )
A.构成原电池时,Cu极反应为:
Cu-2e-=Cu2+
B.构成电解池时,Cu极质量可能减少也可能增加
C.构成电解池时,Fe极质量一定减少
D.构成的原电池或电解池工作后就可能产生大量气体
解析:
用导线将铁丝与铜丝连接形成原电池,铁丝为负极,在铜极上发生反应:
Cu2++2e-=Cu;构成电解池时,若铜做阳极,则铜极质量减小,在阴极(Fe极)上析出铜导致铁极质量增加、若铜做阴极,则铜极质量增加;构成的原电池或电解池工作后不会产生大量气体。
答案:
B
二、非选择题(本大题共5小题,共55分。
)
16.(12分)Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是________。
电池工作时,电子流向________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是______________。
欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的________(填代号)。
a.NaOHB.Zn
c.FeD.NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。
阴极的电极反应式是__________________。
若电解电路中通过2mol电子,MnO2的理论产量为________g。
解析:
(1)原电池的负极是发生氧化反应的一极:
Zn-2e-===Zn2+;电池工作时,电子是从负极流向正极。
(2)Zn与Cu2+发生氧化还原反应,生成的Cu附着在Zn的表面构成铜锌原电池,加快反应速率,从而加快Zn的腐蚀。
(3)电解池的阴极是发生还原反应的一极:
2H++2e-===H2↑;每生成1molMnO2需转移2mol电子,故每通过2mol电子,理论上生成1molMnO2,质量为87g。
答案:
(1)Zn(或锌) 正极
(2)锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b
(3)2H++2e-===H2↑ 87
17.(10分)
(1)氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池,主要用于航天领域。
它的电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性炭电极等。
电解质溶液一般为40%的KOH溶液。
请写出电极反应式:
负极:
_____________________________________________________;
正极:
____________________________________________________。
(2)在中国古代的《淮南万毕术》里,就有湿法炼铜:
“曾青得铁则化为铜”的记载。
曾青又名空青、白青、石胆、胆矾等,其实都是天然的硫酸铜。
请根据“湿法炼铜”的反应设计一个原电池装置,在下边方框中画出原电池的装置图,标出正、负极和电解质溶液。
解析:
(1)氢氧燃料电池在碱性电解质时,H2在负极失电子生成H+,同时被OH-中和为H2O,电极反应为2H2-4e-+4OH-===4H2O,O2在正极得电子,电极反应为:
O2+4e-+2H2O===4OH-。
(2)该原电池反应为:
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,所以铁为负极,正极是比Fe活泼性差的金属如Cu或能导电的非金属如石墨,电解质溶液为CuSO4溶液,装置为:
答案:
(1)2H2-4e-+4OH-===4H2O
O2+2H2O+4e-===4OH-
(2)见解析
18.一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应”,一个是“氧化反应”,一个是“还原反应”。
如2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,可拆写为氧化反应:
Cu-2e-===Cu2+,还原反应:
2Fe3++2e-===2Fe2+。
并由此实现了化学能与电能的相互转化。
据此回答下列问题。
(1)将反应Zn+2H+===Zn2++H2↑拆写为两个“半反应”,其中氧化反应为________。
(2)由题
(1)反应,设计成原电池如图所示,若电极a为Zn,电极b可选材料________(只填一种);电解质溶液乙是________;电极b处的电极反应________。
(3)由反应2H2+O2
2H2O设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池,其电极反应为:
负极________,正极________。
(4)以惰性材料为电极,电解100mLpH=6的硫酸铜溶液,当电解池内溶液的pH为1时,电极上析出的铜的质量为________(忽略电解前后溶液体积的变化)。
解析:
(1)发生氧化反应的电极是锌极,电极反应是Zn-2e-===Zn2+。
(2)b极应选用比锌不活泼的金属或能导电的非金属,电解质溶液可选用稀硫酸,电极反应是2H++2e-===H2↑。
(3)在酸性溶液中,氢氧燃料电池的电极反应是负极:
2H2-4e-===4H+,正极:
O2+4H++4e-===2H2O。
(4)当溶液的pH等于1时,生成的H+为0.01mol,电极上析出铜的质量是0.005mol×64g/mol=0.32g。
答案:
(1)Zn-2e-===Zn2+
(2)Cu 稀硫酸 2H++2e-===H2↑ (3)2H2-4e-===4H+ O2+4H++4e-===2H2O (4)0.32g
19.(12分)(2011·沈阳检测)某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu元素的相对原子质量为64)。
按照实验步骤依次回答下列问题:
(1)导线中电子流向为_______________________________________(用a、b表示)。
(2)写出装置中镀锌电极上的电极反应式:
______________________________;
(3)若装置中铜电极的质量增加0.64g,则导线中转移的电子数目为________(不许用“NA”表示);
(4)装置中盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl的饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的K+、Cl-的移动方向表述正确的是________。
A.盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动
B.盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动
C.盐桥中的K+、Cl-都向左侧烧杯移动
D.盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动
解析:
在该原电池中负极为Zn,电极反应为Zn-2e-===Zn2+,正极为铜,电极反应为Cu2++2e-===Cu,当铜电极增加0.64g时,转移电子(由a到b)为
×6.02×1023mol-1×2=1.204×1022。
盐桥中K+向正极区(右侧烧杯)移动,Cl-向负极区(左侧烧杯)移动。
答案:
(1)由a到b(或a→b)
(2)Zn-2e-===Zn2+
(3)1.204×1022 (4)B
20.(综合应用题)(2012·山东高考)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。
a.浓H2SO4B.稀HNO3
c.NaOH溶液D.氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在________(填离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是________________________(注明试剂、现象)。
(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_________________________。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是________。
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(5)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为________。
解析:
(1)由原子守恒,结合流程图可知气体A的含有大气污染气体为SO2,吸收SO2可选用碱性溶液,浓硫酸不能吸收SO2,稀HNO3可吸收SO2,但二者反应又生成新的大气污染气体NO。
(2)在含有Fe3+与Fe2+的混合溶液中,检验Fe2+的存在可利用其还原性,采取滴加酸性高锰酸钾溶液,看溶液是否褪色来检验。
(3)泡铜用Al做还原剂冶炼过程就是Cu2O与Al发生铝热反应。
(4)电解精炼铜时,粗铜做阳极(接电源的正极),发生氧化反应,溶液中阳离子Cu2+移向阴极(纯铜)发生还原反应析出铜;在阳极区域形成阳极泥中含有粗铜中含有的不活泼金属Ag、Pt、Au等;电解装置不可能将电能全部为转化为化学能。
(5)原电池的正极发生还原反应,结合反应式可知应是O2得电子还原为H2O,由此可写出正极电极反应式:
4H++O2+4e-=2H2O。
答案:
(1)c、d
(2)Fe3+ 取少量溶液,滴加KMnO4溶液,KMnO4褪色 (3)3Cu2O+2Al
Al2O3+6Cu (4)b、d (5)4H++O2+4e-=2H2O
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