高中化学 第四章 电化学基础过关检测（含解析）新人教版选修4.doc

第四章过关检测(时间:45分钟满分:100分)知识点分布表考查知识点题号原电池与电解池的比较1电极反应式的书写2常用化学电源3原电池原理4、7、12、15电解原理4、6、12、13、14电解原理的应用3、8、9金属性强弱的比较5电解的有关计算11金属的腐蚀与防护3、10一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列叙述中,正确的是()电解池是将化学能转变为电能的装置原电池是将电能转变成化学能的装置金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化a.b.c.d.解析:应为电能转变成化学能,为化学能转化为电能,发生了化学变化。答案:b2.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.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为2cl-2e-cl2b.氢氧燃料电池的负极反应:o2+2h2o+4e-4oh-c.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为cu-2e-cu2+d.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应fe-2e-fe2+解析:在氢氧燃料电池的负极上反应的是氢气;粗铜精炼时,纯铜与电源的负极相连,将铜在溶液中还原出来;钢铁腐蚀的负极反应是fe-2e-fe2+。答案:a3.下列说法正确的是()a.铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应b.电解饱和食盐水在阳极得到氯气,阴极得到金属钠c.给铁钉镀铜可采用cuso4作电镀液d.生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀解析:铅蓄电池放电时铅电极失去电子发生氧化反应,a错误;电解饱和食盐水,阳极上得到氯气,阴极上得到氢气,b错误;电镀时电镀液采用镀层金属的可溶性盐溶液,c正确;食盐水为中性溶液,所以应发生吸氧腐蚀,d错误。答案:c4.某小组为研究电化学原理,设计如图装置,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-cuc.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:a和b不连接时,铁与cuso4溶液发生反应:fe+cu2+fe2+cu,a项正确;a和b用导线连接时,组成了原电池,fe为负极,cu为正极,铜片上发生还原反应:cu2+2e-cu,铁片上发生氧化反应:fe-2e-fe2+,b项正确;通过以上分析可知,无论a和b是否连接,均发生反应:fe+cu2+fe2+cu,故溶液均从蓝色(cu2+的颜色)逐渐变成浅绿色(fe2+的颜色),c项正确;a和b分别连接直流电源正、负极时,构成电解池,铜片为阳极,铁片为阴极,cu2+应向阴极(铁电极)移动,d项错误。答案:d5.根据下列事实:(1)x+y2+x2+y;(2)z+2h2oz(oh)2+h2;(3)z2+氧化性比x2+弱;(4)由y、w电极组成的原电池,电极反应为w2+2e-w,y-2e-y2+。可知x、y、z、w的还原性由强到弱的顺序是()a.xzywb.zwxyc.zxywd.zyxw解析:依据氧化还原反应规律,还原性:还原剂还原产物。还原性:由题中(1)可知xy,由(3)可知zx,由(4)可知yw,故c项正确。答案:c6.如下图装置中发生反应的离子方程式为zn+2h+zn2+h2,下列说法错误的是()a.a、b不可能是同种材料的电极b.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸c.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸d.该装置可看作是铜锌原电池,电解质溶液是稀硫酸解析:题给装置可以是电解池,阳极的电极材料为zn、阴极的电极材料也为zn或其他可导电的材料,如cu、石墨等,电解质溶液为盐酸或硫酸等,故a项错、b项正确;该装置也可以是原电池,此时电池负极材料为zn、正极材料为比zn活泼性差的可导电的材料,如cu、石墨等,电解质溶液为盐酸或硫酸等,故c、d项正确。答案:a7.用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()a.电子通过盐桥从乙池流向甲池b.铜导线替换盐桥,原电池仍继续工作c.开始时,银片上发生的反应是ag-e-ag+d.将铜片浸入agno3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同解析:根据原电池工作原理,电子由负极(cu)沿导线传递给正极(ag),电解质溶液中阴离子沿盐桥从乙流向甲。正极(ag):2ag+2e-2ag,负极(cu):cu-2e-cu2+,总反应:cu+2ag+cu2+2ag,与将cu片浸入agno3溶液中发生的化学反应相同。故选d。答案:d8.氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中正确的是()a.可以选用石墨棒作为阴、阳极材料,但阳极材料也可以用铁棒b.用湿润的淀粉ki试纸靠近阴极区域,试纸变蓝c.电解过程中,在阳极区域溶液中滴加品红,品红褪色d.实验结束后,将溶液搅拌,然后用ph试纸检验,溶液呈中性解析:电解时阳极不能选用活泼的金属材料,故a错;电解饱和食盐水时阴极产物为还原产物h2,故b错;电解时阳极产物为氧化产物氯气,故c正确;电解饱和食盐水除生成氢气和氯气外,在阴极还有naoh产生,所以电解实验结束后,搅拌溶液,溶液中有naoh,显碱性,故d错。答案:c9.银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了ag2s的缘故,根据电化学原理可进行如下处理,在铝制容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间后发现黑色褪去,下列说法正确的是()a.处理过程中银器一直保持恒重b.银器为正极,ag2s被还原成单质银c.该过程中总反应为2al+3ag2s6ag+al2s3d.黑色褪去的原因是黑色ag2s转化为白色agcl解析:处理过程中ag2s变为单质银,质量减轻,a项错误。银器为正极,正极发生还原反应,b项正确。al2s3在溶液中不能稳定存在,发生水解相互促进的反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢气体,c项错误。黑色褪去的原因是ag2s变为单质银,不是转化为氯化银沉淀。答案:b10.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()a.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重b.图b中,开关由m改置于n时,cu-zn合金的腐蚀速率减小c.图c中,接通开关时zn腐蚀速率增大,zn上放出气体的速率也增大d.图d中,zn-mno2干电池自放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的解析:图a中,底部海水中的含氧量比较少,故铁棒发生吸氧腐蚀的速率应该减小,a项错误;图b中,当开关置于n时,左边的锌与合金形成了原电池,并且合金作正极,合金的腐蚀速率减小,b项正确;图c中,接通开关后,形成原电池,生成氢气的速率增大,但氢气是在pt电极上放出的,c项错误;图d中,干电池中,mno2不是正极材料也不是电解质,而是一种去极化剂,自放电腐蚀是由zn与nh4cl反应生成h2引起的,d项错误。答案:b11.500 ml kno3和cu(no3)2的混合溶液中c(no3-)= 6.0 mol/l,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 l气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500 ml,下列说法正确的是()a.原混合溶液中c(k+)为2 mol/lb.上述电解过程中共转移2 mol电子c.电解得到的cu的物质的量为0.5 mold.电解后溶液中c(h+)为2 mol/l解析:两极都收集到22.4l气体,说明阴极上发生的反应依次为:cu2+2e-cu;2h+2e-h2,阳极只生成o2:4oh-4e-o2+2h2o,n(h2)=n(o2)=1moln(e-)=4mol,b不正确。根据电子转移守恒得:n(cu2+)=1mol,根据电荷守恒有n(k+)+n(cu2+)2=n(no3-),所以n(k+)=1molc(k+)=2mol/l。a正确。根据cu析出后,溶液中只有kno3和hno3,由电荷守恒可推出c(h+)=4mol/l。答案:a12.某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,先断开k2,闭合k1,两极均有气泡产生:一段时间后,断开k1,闭合k2,发现电流表a指针偏转。下列有关描述正确的是()a.断开k2,闭合k1时,总反应的离子方程式为2h+2cl-cl2+h2b.断开k2,闭合k1时,石墨电极附近溶液变红c.断开k1,闭合k2时,铜电极上的电极反应为cl2+2e-2cl-d.断开k1,闭合k2时,石墨电极作正极解析:由题意知,断开k2,闭合k1时,两极均有气泡产生,则说明铜电极没有参与反应,则铜电极一定作阴极,石墨电极作阳极,所以总反应的离子方程式应为2cl-+2h2ocl2+h2+2oh-,铜电极附近溶液变红,故a、b项均错误;断开k1,闭合k2时,氯气在石墨电极上得到电子生成cl-,氢气在铜电极上失去电子生成氢离子,所以此时石墨电极作正极,铜电极作负极,故c项错误,d项正确。答案:d二、填空题(本题共3小题,共40分) 13.(12分)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如下图所示。(1)电源的负极为(填“a”或“b”)。(2)阳极室中发生的反应依次为、。(3)电解结束后,阴极室溶液的ph与电解前相比将;若两极共收集到气体13.44 l(标准状况),则除去的尿素为 g(忽略气体的溶解)。解析:根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律和本题图中的电极产物h2和cl2可以判断出a为电源的正极,b为电源的负极,故阳极室中发生的反应依次为2cl-2e-cl2,co(nh2)2+3cl2+h2on2+co2+6hcl;(3)阴极反应为6h2o+6e-6oh-+3h2(或6h+6e-3h2)阳极反应为6cl-6e-3cl2co(nh2)2+3cl2+h2on2+co2+6hcl根据上述反应可以看出在阴、阳极上产生的oh-、h+的数目相等,阳极室中反应产生的h+通过质子交换膜进入阴极室与oh-恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的ph不变;由上述反应可以看出,转移6mole-时,阴极产生3molh2,阳极产生1moln2和1molco2,故电解收集到的13.44l气体中v(n2)=v(co2)=13.44l5=2.688l,即n(n2)=n(co2)=0.12mol。根据方程式co(nh2)2+3cl2+h2on2+co2+6hcl可知生成0.12moln2所消耗的co(nh2)2的物质的量也为0.12mol,其质量为mco(nh2)2=0.12mol60g/mol=7.2g。答案:(1)b(2)6cl-6e-3cl2co(nh2)2+3cl2+h2on2+co2+6hcl(3)不变7.214.(14分)如图是一个用铂丝作电极,电解稀的mgso4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的ph变色范围:6.88.0,酸色红色,碱色黄色)回答下列问题:(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是(填编号);a管溶液由红变黄b管溶液由红变黄a管溶液不变色b管溶液不变色 (2)写出a管中发生的反应:;(3)写出b管中发生的反应:;(4)检验a管中气体的方法是;(5)检验b管中气体的方法是;(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是。解析:由装置图可知a为电解池的阴极,电极反应为4h+4e-2h2;b为电解池的阳极,电极反应为4oh-4e-2h2o+o2。根据放电情况可知a极由于h+放电附近显碱性,指示剂应显黄色,同时还会发生反应mg2+2oh-mg(oh)2;b极由于oh-放电附近显酸性,指示剂仍显本身的颜色红色。在检验h2时利用其可燃性,检验o2时利用其能使带火星的木条复燃的性质进行检验。由于该电解池实质是电解水,所以将电解液倒入烧杯后,整个溶液呈中性,故指示剂变红,mg(oh)2沉淀会消失。答案:(1)(2)2h+2e-h2、mg2+2oh-mg(oh)2(3)4oh-4e-2h2o+o2(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰 (5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内,木条复燃(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)15.(14分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol/l h2so4溶液中,乙同学将电极放入6 mol/l的naoh溶液中,如图所示。请回答:(1)写出甲池中正极的电极反应式:。(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式:负极,总反应的离子方程式为。(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出活动性更强,而乙会判断出活动性更强(填写元素符号)。(4)由此实验,可得到如下哪些正确结论?(填写字母序号)。a.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质b.镁的金属性不一定比铝的金属性强c.该实验说明金属活动性顺序已过时,已没有实用价值d.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析(5)上