【名师一号】高中化学 第四章 电化学基础综合能力检测（含解析）新人教版选修4.doc

第四章 电化学基础综合能力检测（含解析）新人教版选修4时间：90分钟分值：100分第卷(选择题，共48分)一、选择题(每小题3分，共48分)1暖宝宝是市场上常见的热敷、止痛、消肿贴剂。它由原料层、明胶层、无纺布袋层三部分组成，其中原料是由铁、石墨、活性炭、无机盐等合成的聚合物，构成了原电池，其中铁作()a正极 b负极c阴极 d阳极答案b解析由题意知fe、石墨、无机盐形成了原电池，铁在原电池中作负极。2对外加电流的金属保护中，下列叙述正确的是()a被保护的金属与电源的正极相连b被保护的金属与电源的负极相连c在被保护的金属表面上发生氧化反应d被保护的金属为阴极，其表面上发生氧化反应答案b解析外加电流的金属保护法依据的是电解池的原理，被保护的金属与电源的负极相连，作阴极，发生还原反应，故只有b项正确。3已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“”，另一个接线柱旁标有“”。关于标有“”的接线柱，下列说法中正确的是()a充电时作阳极，放电时作正极b充电时作阳极，放电时作负极c充电时作阴极，放电时作负极d充电时作阴极，放电时作正极答案a解析铅蓄电池是常见的二次电池，充电时电极反应是放电时电极反应的逆过程。放电时正极得到电子发生还原反应作正极，充电时则失去电子发生氧化反应作阳极。4在电解质溶液中插入m、n电极，并连接直流电源进行电解，可以看到两极上均有气泡产生，电解后测定电解质溶液，其h浓度无变化。符合这些条件的是()a两个电极均为铁片，m是阴极，电解质溶液是0.4%的naoh溶液b两个电极均为石墨，m是阳极，电解质溶液是0.4%的h2so4溶液c两个电极均为石墨，m是阳极，电解质溶液是0.4%的koh溶液d.m是铁片，作阴极，n是石墨，电解质溶液是0.4%的kno3溶液答案d解析由电解原理可知，a项中fe作阳极时失去电子，不会产生气体，不符合题意；b项中电解水，h2so4浓度增加，不符合题意；c项电解koh时也是电解水，koh浓度增大即c(oh)增大，故c(h)减小，不符合题意；d项中虽电解水，但溶液中c(h)c(oh)，c(h)不发生变化。5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，阳极的电极反应式为：2cl2e=cl2b氢氧燃料电池的负极反应式：o22h2o4e=4ohc粗铜精炼时，与电池正极相连的是纯铜，电极反应式为：cu2e=cu2d钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：fe2e=fe2答案a解析氢氧燃料电池的正极反应式为：o22h2o4e=4oh；粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜，电极反应式为cu22e=cu；钢铁发生电化学腐蚀时负极反应式为fe2e=fe2。6将a、b、c、d 4种金属两两连接浸入电解质溶液中，组成4个原电池(如图)：中a极发生氧化反应中电流由b到c中c极质量增加中a极有大量气泡，则4种金属的活泼性由强到弱的顺序为()adacb bdcabcbdca dadbc答案a解析原电池中负极失电子，发生氧化反应，不断溶解；正极上得电子，发生还原反应，会产生气泡或质量增加。7我国第五套人民币的一元硬币材质为铜芯镀银，依据掌握的电镀原理，你认为硬币制作时，铜芯应做()a阴极 b阳极c正极 d负极答案a解析电镀时，待镀金属制品作阴极，把镀层金属做阳极。本题是在铜上镀银，故铜芯应做阴极。8有如下两个反应：2hclh2cl22hclh2cl2关于这两个反应的叙述中错误的是()a两反应都是氧化还原反应b两反应中的能量转换方式都是热能转变为化学能c反应是电能转变为化学能d反应是热能转变为化学能答案b解析、两反应均是氧化还原反应，a项正确；是热能转化为化学能，d项正确；是电能转化为化学能，c项正确，b项错误。9在钢铁腐蚀过程中，下列五种变化可能发生的是()fe2转化为fe3o2被还原产生 h2fe(oh)3失水形成fe2o3h2o杂质碳被氧化a bc d答案c解析在钢铁腐蚀中铁作负极发生氧化反应，根据电解质溶液的酸性强弱可发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，而碳作正极，只起到电极作用，碳不参与反应。10有人设计以pt和zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏的能源。它依靠人体内含有一定浓度的溶解氧进行工作，下列叙述中错误的是()apt是正极b负极反应：zn2e=zn2c正极反应：2h2e=h2d正极反应：2h2oo24e=4oh答案c解析zn、pt形成的原电池zn作负极，pt作正极，负极反应为：zn2e=zn2，正极反应为：o24e2h2o=4oh，只有c项错误。11如下图所示，将两烧杯中电极用导线相连，四个电极分别为mg、al、pt、c。当闭合开关s后，以下表述正确的是()a电流表指针不发生偏转bal、pt两极有h2产生c甲池ph增大，乙池ph减小dmg、c两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应答案d解析根据题给信息闭合s后，甲池为原电池，乙池为电解池。电流表指针发生偏转，a项错；al电极作负极，al溶解，不产生h2，b项错；甲池发生的反应为2al2naoh2h2o=2naalo23h2，ph减小，乙池电解水后，naoh溶液浓度增大，ph增大，c项错；甲池中mg作正极产生h2，乙池中c极作阳极产生o2，当有4mol电子通过电路时，mg极产生2mol h2，c极产生1mol o2，二者在一定条件下恰好完全反应，d项正确。12用石墨电极电解含有一定量重水(d2o)的水(h2o)，下列说法正确的是()a相同状况下两电极上产生的气体体积之比为2:1b两电极产生的气体质量之比为8:1c相同状况下两电极上产生的气体体积之比为4:1d若两电极上产生的气体质量为16:3，则d2o与h2o的物质的量之比为2:1答案a解析电解重水和水的反应方程式为：2d2o2d2o2，2h2o2h2o2，只要电路中通过一定量的电子，两极上产生h2和d2与o2的物质的量之比均为2:1，在相同状况下体积比为2:1，但质量比不为8:1，则a项正确，b、c项错误；根据反应方程式可知当两电极上产生的气体质量为16:3时d2o与h2o的物质的量之比为1:1，d项错误。13某学生为完成2hcl2ag=2agclh2反应设计了如图所示的四个实验，你认为可行的实验的是()答案d解析根据金属活动顺序表ag不能置换出盐酸中的氢，故该反应不是自发进行的。不能设计为原电池，b项不可行；设计为电解池应ag作阳极，盐酸作电解质溶液，d项可行。14pha的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pha，则该电解质可能是()anaoh bh2so4cagno3 dna2so4答案a解析电解naoh、h2so4、na2so4的溶液，都是电解水，其结果会使溶液浓度增大，增大浓度后，naoh的c(oh)增大，所以其ph值增大，a项对。而电解agno3溶液会生成ag和hno3，ph值减小。15可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改变能源结构，减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术，是实现节能减排的一项重要措施。下列分析不正确的是()a风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源b推广可再生能源有利于经济可持续发展c上图是太阳能光伏电池原理图，图中a极为正极d光伏发电池能量转化方式是太阳能直接转变为电能答案c解析在原电池的外电路中，电流由正极流向负极，由图中的电流方向可判断a为负极。16用石墨作电极电解3moll1kcl和0.5moll1al2(so4)3的1 l混合溶液时，下图电解变化曲线合理的是()答案d解析电解时，阳极反应：2cl2e=cl2 3mol 3mol阴极反应：2h2e=h2 3mol 3mol3mol h放电时产生了3mol oh，al33oh=al(oh)31mol 3molal3恰好与oh完全反应生成al(oh)3沉淀，剩余溶液为k2so4溶液，故选d项。第卷(非选择题，共52分)二、非选择题(本题包括5道题，共52分)17(8分)某校化学兴趣小组同学，利用下列装置探究ph试纸上的微型电解。(1)如图，取一条广泛ph试纸，浸润了饱和na2so4溶液后放置于玻璃片上，取两只回形针(铁制)夹住试纸两端，另取导线、鳄鱼夹、6 v电池连接好电路。当两根鳄鱼夹夹住回形针后，试纸上立刻出现以下现象：阳极回形针处很快出现大片红棕色；阴极附近迅速呈现大片蓝紫色，对照比色卡发现其ph约为13。如图，右端回形针为_极(填“阴”或“阳”)；阴极试纸上出现大片蓝紫色的原因是(用反应式结合文字表示)：_。推测阳极回形针处出现的红棕色物质可能是_(写化学式)。(2)小组同学另取两根铅笔芯作为电极，对ph试纸上的na2so4溶液电解，可见阳极与试纸接触处呈现_色圆点，而在阴极与试纸接触处呈现_色圆点，说明了电解硫酸钠饱和溶液的实质是：_(用方程式表示)。答案(1)阳2h2e=h2，使水的电离平衡右移，c(oh)增大，阴极附近呈碱性fe2o3(2)红蓝2h2o2h2o2解析(1)右端回形针电池的正极相连，作阳极，电解硫酸钠溶液时，阴极h放电，2h2e=h2，使溶液中oh浓度增大，阴极附近呈碱性，试纸变为蓝紫色。右端回形针(铁制)作阳极，回形针被腐蚀，推测出现的红棕色物质为fe2o3。(2)铅笔芯的成分含有石墨，以铅笔芯(石墨)作电极，电解na2so4溶液，阳极oh放电，h浓度增大，阳极附近显酸性，ph试纸变红，阴极h放电，oh浓度增大，阴极附近显碱性，ph试纸变蓝，电解硫酸钠溶液，实质是电解水。18(10分)用铂电极电解氢氧化钠溶液，测定两极逸出气体的体积，记录如下表：时间/min气体体积/ml12345678阴极生成的气体6122029394959阳极生成的气体2471116212631(1)完成有关的电极反应式：阴极_，阳极_。(2)完成电解池总反应方程式_。(3)开始电解阶段两极产生气体的体积比不符合理论比值的原因是_。(4)自第_分钟起阴极与阳极产生气体的体积比符合理论的比值。答案(1)4h4e=2h24oh4e=2h2oo2(2)2h2o2h2o2(3)开始阶段o2、h2在水中的溶解未达到饱和，o2在水中的溶解度比h2大(4)4解析本题一看好像与我们所学知识不相符，我们研究的是理论，与实际上有偏差。电解naoh溶液实际上是电解水，阳极发生4oh4e=2h2oo2，阴极发生4h4e=2h2，开始时由于h2、o2在溶液中只有达到饱和才能逸出，而且o2的溶解度比h2的还大，所以开始v(h2)v(o2)2:1，等二者均达到饱和后才能使v(h2)v(o2)2:1。19(10分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入ch4和o2，电解质为koh溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液的电解实验，如图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为_、_；(2)闭合开关k后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是_，电解氯化钠溶液的总反应方程式为_；(3)若每个电池的甲烷通入量为1 l(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_(法拉第常数f9.65104 cmol1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为_ l(标准状况)答案(1)2o24h2o8e=8oh，ch410oh8e=co7h2o(2)h22nacl2h2o2naohh2cl2(3)89.65104 cmol13.45104 c4解析本题考查了原电池、电解池的工作原理。(1)根据题意该燃料电池的总反应式为ch42o22oh=co3h2o，正极反应式为2o24h2o8e=8oh，总反应式减去正极反应式，可得负极反应式为ch48e10oh=co7h2o。(2)三个池中前两个为串联的电源，通入ch4的电极为负极，与其相连的电极b为电解池的阴极，产生的气体为h2。(3)1mol甲烷发生反应失去8mol电子。在串联电路中各电极转移电子数相等，故计算电子传递的电量，应用一个燃料电池的甲烷量计算，故理论上通过的电量为896500 cmol13.45104 c。甲烷的失电子数是等物质的量的cl失电子数的8倍，计算可得cl2 4 l(标准状况)。20(14分)铁及铁的化合物应用广泛，如fecl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)写出fecl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式_。(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应_，负极反应_。(3)腐蚀铜板后的混合溶液中，若cu2、fe3和fe2的浓度均为0.10moll1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去cucl2溶液中fe3和fe2的实验步骤：_。氢氧化物开始沉淀时的ph氢氧化物沉淀完全时的phfe31.93.2fe27.09.0cu24.76.7提供的药品：cl2浓h2so4naoh溶液cuocu(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式_、_。劣质不锈钢腐蚀的实验现象：_。答案(1)2fe3cu=2fe2cu2(2)装置图正极反应：fe3e=fe2(或2fe32e=2fe2)负极反应：cu=cu22e(或cu2e=cu2)(3)通入足量氯气将fe2氧化成fe3；加入cuo调节溶液的ph至3.24.7；过滤(4)cuoh2so4cuso4h2ocuso4fefeso4cu不锈钢表面有紫红色物质生成解析(2)根据氧化还原反应2fe3cu=2fe2cu2设计原电池，负极发生氧化反应，cu失电子作负极，正极选择比cu活动性弱的金属或碳棒，电解质溶液为fecl3溶液。(3)根据表中的数据知如用直接沉淀法，cu2也被消耗。根据提供的试剂，将fe2氧化为fe3，再调节溶液的ph，为了不引入新的杂质离子，选择cuo而不选naoh溶液。(4)不锈钢的主要成分是fe，由题中劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显，再根据提供的试剂可知首先要制备出盐溶液，选择硫酸和cuo