2020高中化学第四章电化学基础水平测试（含解析）新人教版选修4.docx

第四章水平测试本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。第卷(选择题，共42分)一、选择题(本题包括14个小题，每小题仅有一个选项符合题意，每小题3分，共42分) 12015年贺岁银质纪念币为中华人民共和国法定货币，面额3元。很多纪念金币材料为钢芯镀金，根据你所掌握的电镀原理，你认为制作这种金纪念币时，钢芯应作()A正极 B负极 C阳极 D阴极答案D解析电镀时，待镀金属制品作阴极，镀层金属作阳极，在钢芯上镀金，故钢芯应作阴极。2下列反应可以设计成原电池的是()CaOH2O=Ca(OH)2FeH2SO4=FeSO4H22H2O=2H2O2NaClAgNO3=AgClNaNO3Cu2AgNO3=2AgCu(NO3)2Fe2FeCl3=3FeCl2A BC D全部答案C解析能设计成原电池的反应要满足两点：反应能自发进行；反应是氧化还原反应。是非氧化还原反应，不能自发进行，满足以上两点要求。故正确答案为C。3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用铜导线替换盐桥，原电池仍继续工作C开始时，银片上发生的反应是Age=AgD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答案D解析根据原电池工作原理，电子由负极(Cu)沿导线流向正极(Ag)，盐桥中的阴阳离子分别向两极移动，使电解质溶液呈电中性；正极(Ag)反应式为Age=Ag，负极(Cu)反应式为Cu2e=Cu2；总反应式为Cu2Ag=Cu22Ag，与将Cu片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应相同。4相同材质的铁在如图中各情形下最不易被腐蚀的是()答案C解析在A、B、D中铁都作原电池的负极，加快了腐蚀，而在C中表面上的铜镀层，对铁起到了保护作用。5某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他均为Cu，则()A电流方向：电极A电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu22e=Cu答案A解析首先根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池，产生电流对右边硫酸铜溶液进行电解(相当于精炼铜)。电极为负极，电极为正极，所以电流方向：电极A电极(电流方向与电子流动方向相反)，A正确；电极上铝失电子发生氧化反应，B错误；电极上有铜析出，C错误；电极和构成电解池，其中的电极为阳极，电极反应：Cu2e=Cu2，D错误。6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，符合题意的一组是()答案C解析电解NaCl溶液时，2NaCl2H2O2NaOHCl2H2，显然加H2O不能恢复到电解前的状态，应通入适量HCl气体；电解CuSO4溶液时，SO物质的量没变，加CuSO4溶液也不能复原；电解H2SO4实质是电解水，再加入适量水，可使H2SO4溶液复原；Ag作阳极、Fe作阴极电解AgNO3溶液，实质是Fe镀银，AgNO3溶液浓度不变，不需加AgNO3晶体。7结合下图判断，下列叙述正确的是Fe2与K3Fe(CN)6反应产生蓝色沉淀()A是验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置B和中负极反应式均是Fe2e=Fe2C和中正极反应式均是O22H2O4e=4OHD和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀答案A解析金属的活泼性：ZnFeCu，故中锌作负极，铁作正极，电解质溶液呈中性，锌发生吸氧腐蚀，铁被保护，负极反应式是Zn2e=Zn2，属于牺牲阳极的阴极保护法，A正确；中铁作负极，电解质溶液呈酸性，铁发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe2e=Fe2，正极反应式为2H2e=H2，因为中铁被保护，溶液中无Fe2，故加入少量K3Fe(CN)6溶液，无蓝色沉淀产生，B、C、D错误。8将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是()ACu电极上发生还原反应B电子沿ZnabCu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点变红色答案A解析A项K闭合后，Zn作原电池的负极，Cu作原电池的正极，Cu电极上发生还原反应；B项电子流向是负极到正极，但ab这一环节是在溶液中，是离子导电，电子并没沿此路径流动；C项中盐桥中的Cl移向甲池而不是SO，故SO浓度基本保持不变；D选项中滤纸a点是阴极，H放电，OH增多，显碱性，滤纸a点变红色。9Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成答案A解析石墨作阴极，阴极上是溶液中的H反应，电极反应式为2H2O2e=H22OH，A项正确；由电解总反应可知，Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B项错误；阳极与电源的正极相连，C项错误；阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D项错误。10. 如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是()AK1闭合，铁棒上发生的反应为2H2eH2BK1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体答案B解析K1闭合时，装置为原电池，Fe为负极，反应式为Fe2e=Fe2，C为正极，电极反应为：O24e2H2O=4OH，故石墨棒周围溶液pH升高，A错误，B正确；K2闭合时，装置为电解池，Fe为阴极被保护，属于外加电流的阴极保护法，C错误；电解饱和食盐水时，当电路中通过0.002 mol电子时，阴、阳极分别产生0.001 mol的H2和Cl2，D错误。11“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。其供电原理是：白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给天宫一号，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。镍氢电池放电时的总反应原理为MHNiOOH=MNi(OH)2(M为氢化物电极的储氢金属，也可看作H2直接参加反应)。下列说法正确的是()A充电时阴极区电解质溶液pH降低B在使用过程中此电池要不断补充水C放电时NiOOH在电极上发生氧化反应D充电时阳极反应为Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O答案D解析放电时，Ni元素化合价降低，发生还原反应，故C错误；充电时，阴极反应为MH2Oe=OHMH，阳极反应为Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O，阴极区电解质溶液pH升高，故A错误，D正确；总反应过程中无H2O消耗，故B错误。12铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强。控制一定的条件，用如图所示的电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜。下列有关叙述正确的是()A阴极上有金属铝生成B电极A为石墨，电极B为金属铝COH在电极A上放电，有氧气生成D阳极的电极反应式为2Al6e3H2O=Al2O36H答案D解析电解液为硫酸溶液，阴极上H放电，故阴极产物为氢气，A项错误；AlAl2O3，发生氧化反应，故电源正极连接的是金属铝，即电极A为金属铝，电极B为石墨，B项错误；电极A上Al发生氧化反应，C项错误，D项正确。13不久前，某海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700 ，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，负极反应为2H22CO4e=2H2O2CO2，则下列推断中正确的是()A正极反应为4OH4e=O22H2OB该电池的电极没有参加反应C电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为4 molDO2从正极通入，发生氧化反应答案B解析由总反应式减去负极反应式得正极反应式O22CO24e=2CO，A项错误；燃料电池电极本身不参加反应，B项正确；由总反应式可知，电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为2 mol，C项错误；该电池为氢氧燃料电池，负极是H2发生氧化反应，正极是O2发生还原反应，D项错误。14. 用如图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O答案D解析由题意可知，废水中含有CN、Cl，溶液呈碱性，阳极产生ClO，所以电解池中阳极应该是Cl失电子，阳极不是活性电极，A正确；由题意可知阳极是Cl失电子生成ClO，又在碱性环境下，所以电极反应式为Cl2OH2e=ClOH2O，B正确；阴极是H2O得电子发生还原反应，2H2O2e=H22OH，C正确；因为是碱性环境，所以在反应物中不可能出现H，正确的离子方程式为5ClO2CNH2O=5Cl2CO2N22OH，D错误。第卷(非选择题，共58分)二、非选择题(本题包括4个小题，共58分)15(13分) 依据氧化还原反应2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_，电解质溶液Y是_溶液。(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_。X电极上发生的电极反应为_。(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。答案(1)Cu AgNO3 (2)正 Age=AgCu2e=Cu2 (3)Cu Ag解析该原电池的电池总反应为2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)，由此可知X极是铜，作负极，银作正极，Y应是AgNO3溶液。电子从电池的负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。16(15分)某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C三组实验(如上图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是_；铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为_；实验B所用的水要经过_处理；植物油的作用是_；实验C中碱石灰的作用是_。(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是_，该实验_(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。答案(1)有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)O22H2O4e=4OH煮沸隔绝空气(或防止氧气与铁接触)吸收水蒸气(或干燥或保持试管内干燥环境)(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或氧气参与反应或消耗了氧气)使气体体积减小不能解析(1)铁生锈的外部条件是金属要和空气中的水以及氧气接触；铁钉发生电化学腐蚀，负极上铁为活泼金属，易失去电子而被氧化，正极上是氧气发生得电子的反应O22H2O4e=4OH；水中溶解有一定的氧气，煮沸可以将氧气排出，植物油和水是互不相溶的，它的作用是隔绝空气中的氧气；碱石灰能吸水，它的作用是吸收空气中的水蒸气。(2)铁生锈会消耗氧气，这样会使试管内压强低于大气压，不能证明水对铁钉生锈产生影响。17(15分)历史上铝制饭碗曾被法国皇帝当作富有的象征，但现在各种铝制品已走进寻常百姓家，这得益于电解法冶炼铝技术的发明。(1)现代工业在1273 K的温度下电解熔融氧化铝(熔点2323 K)与冰晶石(Na3AlF6)的混合物，可得到金属铝与氧气。阴极上的电极反应式为_，其中冰晶石的作用可能是_。a作催化剂b作熔剂以降低氧化铝的熔化温度c作电解质增强导电性(2)为使铝制品经久耐用，现代工业生产中常对铝材进行表面处理，具体过程通常为：铝材脱脂：先用碱液洗涤，然后水洗，以除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗过程中常有气泡产生，原因是_(用离子方程式表示)。电解氧化：以铝材为阳极，在稀硫酸中进行电解，铝材表面形成氧化膜，则阳极的电极反应式为_，电解过程中必须使电解质溶液的pH保持相对稳定的原因是_。答案(1)Al33e=Al b(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H22Al3H2O6e=Al2O36H 铝、氧化铝均能与强酸强碱溶液反应，pH过大或过小均会导致它们溶解解析(1)电解过程中Al3在阴极上得到电子转化为Al；因Al2O3的熔化温度很高，故冰晶石的作用就是降低氧化铝的熔化温度。(2)碱洗过程中，有少量的铝单质与碱液反应而生成H2；电解中，铝失去电子转化为Al2O3，由此知有H2O参加电极反应，故还有H生成。18(15分)为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。.用图甲所示装置进行第一组实验时：(1)在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是_(填字母)。A石墨B镁C银D铂(2)实验过程中，SO_(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象是_。.该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根(FeO)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，回答下列问题：(3)电解过程中，X极处溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)电解过程中，Y极电极反应式为_。(5)电解进行一段时间后，若在X极收集到672 mL气体，Y电极(铁电极