2015届高考化学总复习：第9章《电化学基础》单元评估检测（含解析）

单元评估检测 (八 ) 第 九 章 （ 90 分钟 100 分） 一、选择题 (本题包括 16 小题，每小题 3分，共 48 分 ) 1.下列叙述中不正确的是 ( ) A.电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应 B.原电池的正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应 C.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应 D.用原电池做电源进行电解时，电子从原电池负极流向电解池阴极 2.下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是 ( ) 3.(2012淄博模拟 )光电池是发展性能源。一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银 的银片上时， AgCl (s) Ag (s)+Cl(AgCl)， Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面，接着 Cl(AgCl)+e =Cl (aq)，若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是 ( ) A.光照时，电流由 X流向 Y来源 : B.光照时， Pt电极发生的反应为： 2Cl +2e =Cl2 C.光照时， Cl 向 Pt 电极移动 D.光照时，电池总反应为： AgCl (s) +Cu+ (aq) Ag (s) +Cu2+ (aq)+Cl (aq) 4.下列说法正确的是 ( ) A.钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是： Fe-3e-=Fe3+ B.将钢铁与电源的正极相连，可防止其被腐蚀 C.在镀件上镀铜时可用金属铜作阴极 D.用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极 5.如图装置中， U 形管内为红墨水， a、 b试管中分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是 ( ) A.a 中发生了吸氧腐蚀， b中发生了析氢腐蚀 B.两试管中负极反应均是： Fe-2e-=Fe2+ C.生铁块中碳作原电池正极 D.在一段时间后，红墨水两边液面变为左低右高 6.(2012济南模拟 )能够使反应 Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2发生的是 ( ) A.铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠作电解质溶液 B.铜锌合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀 来源 : C.用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钠水溶液 D.用铜片作阴、阳电极，电解 硫酸铜水溶液 7.有一合金由 X、 Y、 Z、 W四种金属组成，若将合金放入盐酸中只有 Z、 Y能溶解；若将合金 置于潮湿空气中，表面只出现 Z的化合物；若将 该合金作阳极，用 X 盐溶液作电解液，通电时四种金属都以离子形式进入溶液中，但在阴极上只析出 X。这四种金属的活动性顺序是 ( ) A.Y Z W X B.Z Y W X C.W Z Y X D.X Y Z W 8.如图， A 池用石墨电极电解 NaOH 溶液， B 池精炼粗铜，一段时间后停止通电， A池中 d极产生具有氧化性的气体，在标准状况下为 2.24 L。下列说法正确的是 ( ) A.A 池为电解池， B池为原电池 B.d、 e 两极都发生氧化反应 C.e 极应为粗铜板材料 D.B 池中 e极质量增加 12.8 g 9.某研究性学习 小组用如图装置研究不同能量之间的转化问题。下列说法正确的是 ( ) A.断开开关 S1，闭合开关 S2，化学能转化为电能，电能转化为光能等 B.断开开关 S1，闭合开关 S2，此时构成的装置属于电解池 C.断开开关 S2，闭合开关 S1，此时构成的装置属于原电池 D.断开开关 S2，闭合开关 S1，化学能转化为电能 10.某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知该电池的总反应式为 2H2+O2=2H2O，正极反应式为 O2+2CO2+4e-=2CO32-，则下列推断正确的是 ( ) A.负极反应式为 H2+2OH-2e-=2H2O B.该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强的适应性 C.该电池供应 2 mol 水蒸气，同时转移电子的物质的量为 2 mol D.放电时负极有 CO2生成 11.(2012北京西城区模拟 )如图是某固体酸燃料电池基本结构示意图，其中以Ca(HSO4)2固体为电解质传递 H+，电池总反应式为： 2H2+O2=2H2O，下列有关说法不正确的是 ( ) A.H2通过多孔电极时能增大 H2的接触面积，加快反应 B.a 极上 的电极反应式为： O2+2H2O+4e-=4OH- C.每转移 0 1 mol 电子，消耗标准状况下的 H2 1.12 L来源 : D.H+由 b极通过固体酸电解质传递到 a极 12.串联电路中四个电解池分别装有 0.5 mol L-1的下列溶液，用惰性电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液 pH 最小的是 ( ) A.KNO3溶液 B.NaCl溶液 C.AgNO3溶液 D.CuCl2溶液 13.(2012成都模拟 )关于下列各装置图的叙述中，不正确 的是 ( ) A.用装置精炼铜，则 a极为粗铜，电解质溶液为 CuSO4溶液 B.装置的总反应式是 Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+ C.装置中钢闸门应与外接电源的负极相连 D.装置中的铁钉几乎没被腐蚀 14.(2012吉林模拟 )将镁条、铝条平行插入盛有一定浓度的 NaOH 溶液的烧杯中，用导线和电流表连接成原电池，装置如图所示。此电池工作时，下列叙述正确的是 ( ) A.Mg 比 Al活泼， Mg 失去电子被氧化成 Mg2+ B.铝条表面虽有氧化膜，但可不必处理 C.该电池的内外电路中，电流均 是由电子定向移动形成的 D.Al 是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出 15.利用如图装置，完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中，不正确的是 ( ) A.若 X 为锌棒， Y为 NaCl溶液，开关 K置于 M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 B.若 X 为碳棒， Y为 NaCl溶液，开关 K置于 N处，可减缓铁的腐蚀 C.若 X 为铜棒， Y 为硫酸铜溶液，开关 K 置于 M 处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动 D.若 X 为铜棒， Y 为硫酸铜溶液，开关 K 置于 N 处，铁棒质量将增加，溶液中铜离子浓 度将减小 16.(2012开封模拟 )图中乙是甲的电解池进行电解时的某个量 (纵坐标 x)随时间变化的曲线 (各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响 )，则 x表示 ( ) 来源 : A.各电解池析出气体体积总数的变化 B.各电解池阳极质量的增加 C.各电解池阴极质量的增加 D.各 电极上放电的离子总数的变化 二、非选择题 (本题包括 5小题，共 52分 ) 17.(4 分 )目前人们正在研究开发一种高能电池 钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以能使 Na+自 由通过而导电的 -Al2O3陶瓷作固体电解质，电池反应为 2Na+xS垐垎?噲垐充 电放 电Na2Sx。回答下列问题： 电池在工作时，正极反应式为 ； 负极反应式为 。 18.(8 分 )能源问题是当前人类社会面临的一项重大课题， H2、 CO、 CH3OH 都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为 285.8 kJ/mol、 282.5 kJ/mol、 726.7 kJ/mol。请回答： (1)已知 CO 和 H2在一定条件下可以合成甲醇： CO+2H2=CH3OH。则 H2与 CO 反应生成 CH3OH 的热化学方程式为： 。 (2)如图为某种燃料电池的工作原理示意图， a、 b均为惰性电极。 使用时，空气从 口通入 (填“ A”或“ B” )； 假设使用的“燃料”是甲醇， a极的电极反应式为： _； 假设使用的“燃料”是水煤气 (成分为 CO、 H2)用这种电池电镀铜，待镀金属增重 6.4 g，则至少消耗标准状况下水煤气的体积为 。 19.(12分 )如图甲、乙是电化学实验装置。 (1)若甲、乙两烧杯中均盛有饱和 NaCl溶液。 甲中石墨棒上的电极反应式为 ； 乙中总反应的离子方程式为 ； 将湿润的淀粉 -KI 试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的 Cl2氧化了生成的 I2。若反应中 Cl2和 I2的物质的量之比为 5 1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为： ； (2)若甲、乙两烧杯中均盛有 CuSO4溶液。 甲中铁棒上的电极反应式为： ； 如果起始时乙中盛有 200 mL pH = 5 的 CuSO4溶液 (25 )，一段时间后溶液的 pH 变为 1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入 (填写物质的化学式 ) g。 20.(16分 )某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题。 (1)若开始时开关 K与 a 连接，则 B 极的电极反应式为 。 (2)若开始时开关 K与 b 连接，则 B 极的电极反应式为 ， 总反应的离子方程式为 。 有关上述实验，下列说法正确的是 (填序号 ) 。 溶液中 Na+向 A极移动 从 A 极处逸出的气体能使湿润的 KI 淀粉试纸变蓝 反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 若标准状况下 B极产生 2.24 L 气体，则溶液中转移 0.2 mol 电子 (3)该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。 该电解槽的阳极反应式为 。 此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于” )通过阳离子交换膜的离子数。 若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为 。 21.(12分 )某研究性学习小组设计以下装置制取氯气，并以氯气为原料进行特定反应。分析并回答下列问题： (1)装置 A中， b 为电池的 (填“正”或“负” )极 。 (2)实验开始时，先让氯气和水蒸气充满装有炭粉的装置 C，再点燃 C处的酒精灯，装置 C 中发生氧化还原反应，生成 CO2和 HCl(g)，则反应的化学方程式为： 。 (3)要将装置 B 接入装置 A和 C 之间，正确的连接顺序是： c f (4)实验结束后，将装置 B 试管中的氯水倒入已检查完好的分液漏斗中，然后再注入 10 mL CCl4，盖好玻璃塞，振荡，静置于铁架台上 (如图 ) 等分层后取上层液和下层液，呈黄绿色的是 (填“上层液”或“下层液” )，该层液体能否使干燥的有色布条褪色？ (填“能”或“不能” )。 (5)若装置 A中产生的氯气恰好能与 100 mL 4 mol/L的 NaOH 溶液完全反应，则此时 A 中 Pt电极 (阴极 )增加的质量为 g。 答案解析 1.【解析】 选 B。电解池的阳极接原电池的正极，阴极接原电池的负极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应， A、 C、 D正确；原电池的正极上发生还原 反应，负极上发生氧化反应， B错误。 2.【解题指南】 解答本题时应注意以下两点： (1)首先判断是原电池还是电解池； (2)电解质溶液为硫酸，原电池的正极和电解池的阴极会放出 H2而产生气泡。 【解析】 选 B。装置 A和 C均是原电池装置，铜作正极，放出 H2；装置 B是电解池装置，铜作阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成；装置 D也是电解池装置，铜作阴极，溶液中 H+得到电子在阴极析出。 3.【解析】 选 B。 Ag 极发生 Cl(AgCl)+e =Cl (aq)，则 Ag 极为正极 ,Pt 极为负极，外电路电流由 X流向 Y,A 项正确； Pt 极为负极失去电子，发生 Cu+-e-= Cu2+， B项错误；光照时 Cl 向负极 Pt 极移动， C项正确；电池总反应为： AgCl(s) +Cu+ (aq) Ag (s) +Cu2+ (aq)+Cl (aq)。 4.【解析】 选 D。 A项，钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是： Fe-2e-=Fe2+，A错误； B项，将钢铁与电源的正极相连，作阳极，将加速腐蚀， B错误； C项，在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极， C错误。 【误区警示】 (1)用铁作阳极或电池的负极时，发生电极反应为： Fe-2e-=Fe2+而不是 Fe-3e-=Fe3+； (2)当金属作原电池的负极或与电源的正极相连作阳极时，易被腐蚀。 5.【解题指南】 解答本题应注意两点： (1)准确判断电解质溶液呈酸性还是碱性。 (2)酸性较强时发生析氢腐蚀，酸性很弱或中性、碱性条件发生吸氧腐蚀。 【解析】 选 D。从图示可以得知，左边发生吸氧腐蚀，右边发生析氢腐蚀，左边由于吸收氧气，导致气压降低，而右边则是析出氢气，导致气压变大。故应出现两边液面变为右低左高。 6.【解析】 选 C。由电极反应式可知，这是一个不能自发进行的氧化还原反应，故只能设计成电解池，由于铜失电子，故铜作电解池的阳极和阴极，电解水 。故答案选 C。 7.【解析】 选 B。由“合金放入盐酸中只有 Z、 Y能溶解”，说明它们的金属活动性强于 X和 W；由“将合金置于潮湿空气中，表面只出现 Z的化合物”，说明 Z的金属活动性强于 Y；由“将该合金作阳极，用 X盐溶液作电解液，通电时四种金属都以离子形式进入溶液中，但在阴极上只析出 X”，说明 X离子的氧化性最强，对应的金属的活动性最弱，故答案为 B。 8.【解题 指南】 解答本题时应注意两点： (1)正确判断电解池的阳、阴极，电源的正、负极。 (2)运用电子守恒求 e极析出金属的质量。 【解析】 选 D。 A池中 d极产生的具有氧 化性的气体必为氧气，则 d极为阳极，e为阴极， A、 B两池都为电解池，故 A、 B项错误；故 e极为纯铜， f极为粗铜，C 项错误；由产生氧气的量可求得通过电路中的电子的物质的量为 2.24 L/ 22.4 L mol-1 4e-=0.4 mol,根据闭合电路中的电量守恒可求得在 e极上析出的铜的量为 0.4 mol/2 64 g/mol=12.8 g，故 D项正确。 9.【解析】 选 A。从装置图中可知断开开关 S1，闭合开关 S2，构成原电池，化学能转化为电能，电能转化为光能等， A正确， B错误；断开开关 S2，闭合开关 S1，此时构 成的装置属于电解池， C、 D错误。 10.【解析】 选 D。 放电时，正极产生碳酸根离子，阴离子向负极移动，由总反应式减去正极反应式得到负极反应式，可判断负极有 CO2生成，则 A项错误、 D项正确；该电池的电解质为熔融的碳酸钾，在常温下无法工作， B项错误；该电池产生 2 mol 水蒸气，同时转移电子的物质的量为 4 mol， C项错误。 【方法技巧】 电极反应式的书写及应用 (1)写其中一极的电极反应式时，可用总电极反应式减去另一极电极反应式 (电量守恒 )。 (2)可通过总的电极反应式求算电路中的电子转移数目。 11.【解析】 选 B。由电极反应式可知，氢气通入的一极为负极，氧气通入的一极为正极，故 a为正极、 b为负极，因此 b电极产生的 H+通过固体电解质流向 a极，故 D选项是正确的； a极上的电极反应式应为 O2+4e-+4H+=2H2O，故 B选项是错误的；根据电池的反应式可以得出转移 0.1 mol 电子，消耗 H2的物 质的量为 0.05 mol,在标准状况下的体积为 1.12 L，故 C选项是正确的； b电极的材料是多孔物质，能够增大 H2反应的接触面积，加快反应的速率，故 A选项是正确的。 【易错提醒】 在判断原电池内部阴阳离子移动方向时，因对两极 电性的错误理解 正极带正电，负极带负电，而认为阳离子向负极移动，阴离子向正极移动。事实是原电池的正极有大量的负电荷，吸引阳离子靠拢，负极输出电子，显正电性，吸引阴离子靠拢。 12.【解题指南】 解答本题时应注意两点： (1)pH最小的溶液说明溶液的酸性最强。 (2)根据电解规律，写出每个电解池对应的电解方程式，观察是否生成酸。 来源 : 【解析】 选 C。电解 KNO3溶液一段时间后，溶液仍呈中性；电解 NaCl 溶液一段时间后，由于产生了 NaOH溶液 呈碱性；电解 AgNO3溶液一段时间后，由于产生了 HNO3溶液呈酸性；电解 CuCl2溶液一段时间后，由于 Cu2+浓度的减小使溶液 pH微弱增大，故选 C项。 13.【解析】 选 B。装置中 a为阳极，电解精炼铜时，应是粗铜；装置中，铁的金属活动性大于铜，总反应式应是 Fe+2Fe3+=3Fe2+；装置中为保护钢闸门不被腐蚀，应使闸门与外接电源的负极相连；装置中由于浓硫酸有强的吸水性，铁钉在干燥的空气中不易被腐蚀。 14.【解析】 选 B。本题是新情境下原电池的相关试题，解题的关键仍然是要明确原电池工作时所对应的 自发氧化还原反应，在碱性条件下，金属镁不能发生反应，而单质 Al 则能与 NaOH反应生成 NaAlO2和 H2，则 Al 为还原剂，作原电池负极。 A项，电解质溶液为 NaOH溶液， Al 失电子，为负极，错。 B项，铝条表面的氧化膜为 Al2O3， Al2O3能与 NaOH 溶液反应，故不必处理，对。 C项，在内电路中电流是阴、阳离子定向移动形成的，错。 D项，电池工作时铝元素的反应为Al AlO2-，所以无沉淀产生，错。 15.【解析】 选 D。 A项，构成原电池，锌比铁活泼，可减缓铁的腐蚀； B项，构成电解池，铁为阴极，不被腐蚀； C项，构成原 电池，铜为正极，外电 路电子由铁流向铜； D项，若 X为铜棒， Y为硫酸铜溶液，开关 K置于 N处，形成的是电镀池，铜棒作阳极，不断溶解，质量减少，铁棒质量增加，在铁棒上镀铜，电镀液中 Cu2+浓度将保持不变。 16.【解题指南】 解答本题要注意以下三点： (1)各电池中的具体反应； (2)图像中的变化趋势； (3)D 项是各电极的放电离子的变化总数。 【解析】 选 C。随着电解的进行 x值始终为 0，可排除 A项；三个电解池的阳极上都是阴离子放电，其中中析出的都是氧气，质量相同，故可排除 B项。各电极上放电的离子总数是相 同的，所以 D项也不正确。 17.【解析】 正极发生还原反应，单质硫被还原，反应式为 xS+2e-=Sx 2-，负极发生氧化反应，钠被氧化，反应式为 2Na-2e-=2Na+。 答案： xS+2e-=Sx 2- 2Na-2e-=2Na+ 18.【解析】 (1)根据所给信息可以写出 H2、 CO、 CH3OH 燃烧热的热化学 方程式。 (2)从图上可以看出，电子由 a流向 b，因而 a为负极， b为正极，空气应该进入正极区。 注意甲醇失去电子，生成的 CO2要与 OH-反应转化为 CO32-。 待镀金属增重 6.4 g，即析出 0.1 mol Cu，电子转移 0.2 mol，则消耗水煤气0.1 mol，标准状况下体积为 2.24 L。 答案： (1)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) H=-127.4 kJ/mol (2) B CH3OH -6e-+8OH-=CO32-+6H2O 2.24 L 19.【解析】 (1)若两烧杯中均盛有饱和 NaCl溶液，则： 甲装置为原电池，石墨棒作正极， O2放电，电极反应为： O2+2H2O+4e-=4OH-。 乙装置为电解池，石墨棒上发生氧化反应， Fe 电 极不参与反应，其实质与用惰性电极电解食盐水相同，离子方程式为： 2Cl-+2H2O Cl2 +H2 +2OH-。 Cl2和 I2的物质的量之比为 5 1，生成 HCl 和 HIO3。 (2)若两烧杯中均盛有 CuSO4溶液，则：甲装置为原电池，铁作负极，电极反应式为： Fe-2e-=Fe2+。乙装置为电解池，电解反应为： 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2，根据电解方程式，从电解质溶液中析出 Cu，放出 O2，因此只需加入 CuO(或 CuCO3)即可恢复到电解前的状态。由电解反应式可知， 2H+ CuOCuCO3，电解后 n(H+)= 0.1 0.2 = 0.02(mol)，故 m(CuO) 0.02 12 80 = 0.8(g)，m(CuCO3) 0.02 12 124 1.24(g)。 答案： (1) O2+2H2O+4e-=4OH- 2Cl-+2H2O 2OH-+H2 +Cl2 5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3 (2) Fe-2e-=Fe2+ CuO(或 CuCO3) 0.8(或 1.24) 20.【解析】 (1)开关 K与 a相连，装置构成原电池， Fe 失去电子为原电池负极。 (2)开关 K与 b相连，装置构成电解 NaCl 溶液的电解池， B为电解池的阴极，溶液中的 H+在 B极放电生成 H2。电解过程中 Na+应该向阴极