2020版高中化学 章末综合测评3 电化学基础 新人教版选修4.doc

章末综合测评(三)电化学基础 (时间90分钟，满分100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为h2so4h2c2o4混合溶液。下列叙述错误的是()a待加工铝质工件为阳极b可选用不锈钢网作为阴极c阴极的电极反应式为al33e=ald硫酸根离子在电解过程中向阳极移动ca对：该电解池阳极发生的电极反应为2al3h2o6e=al2o36h，铝化合价升高失电子，所以待加工铝质工件应为阳极。b对，c错：阴极发生的电极反应为2h2e=h2，阴极可选用不锈钢网作电极。d对：电解质溶液中的阴离子向阳极移动。2支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()a通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零b通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩c高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流d通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整ca项，外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，正确；b项，被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，电解池中外电路电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩，正确；c项，高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极，错误；d项，保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应根据环境条件变化进行调整，正确。3我国某大城市近几年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的ph平均为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是()a此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀b发生电化学腐蚀时的正极反应为2h2oo24e=4ohc在化学腐蚀过程中有氢气产生d发生电化学腐蚀时的负极反应为fe2e=fe2b酸性条件下发生的电化学腐蚀是析氢腐蚀，其正极反应为2h2e=h2。4某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是()a该原电池的正极反应是：zn2e=zn2b左烧杯中溶液的红色逐渐褪去c该电池铂电极上有气泡出现d该电池总反应为：3zn2fe3=2fe3zn2b正极是得电子的反应，a错误；左烧杯中的电极反应式为fe3e=fe2，b正确、c错误；因为在金属活动性顺序中铁排在h的前面，在酸性溶液中不会生成fe，d错误。5下列叙述正确的是()a铜、铁和fecl3溶液形成的原电池，铜极放出氢气b电解硫酸钠溶液就是电解水，电解后溶液ph升高c铁锅生锈的正极反应为o22h2o4e=4ohd工业上电解饱和食盐水的阳极反应为2h2e=h2ca项，铜、铁和fecl3溶液形成的原电池，铜作正极，电极反应为fe3e=fe2，错误；b项，电解硫酸钠溶液，实质电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，溶液呈中性，溶液ph不变，错误；c项，铁锅生锈，发生吸氧腐蚀，正极电极反应为o22h2o4e=4oh，正确；d项，电解饱和食盐水时阳极发生氧化反应，电极反应为2cl2e=cl2，错误。621世纪是钛的世纪。在8001 000 时电解tio2可制得钛，装置如图所示。下列叙述正确的是()aa为电源的正极b石墨电极上发生还原反应c阴极发生的反应为tio24e=ti2o2d每生成0.1 mol ti，转移0.2 mol电子c由o2的移动方向可知，b为电源正极，a错误；石墨电极作阳极，发生氧化反应，b错误；每生成0.1 mol ti，转移0.4 mol电子，d错误。7在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多金属腐蚀现象。现通过如图所示装置进行实验探究。下列说法正确的是 ()a用图所示装置进行实验，为了更快、更清晰地观察到导管中液柱上升，可用酒精灯加热具支试管b图是图所示装置的原理示意图，图所示装置的正极材料是铁c铝制品表面出现白斑的原理可以通过图所示装置进行探究，cl由活性炭向铝箔表面迁移，并发生电极反应：2cl2e=cl2d图所示装置的总反应为4al3o26h2o=4al(oh)3，生成的al(oh)3进一步脱水形成白斑d具支试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，a错误；铁作负极，b错误；铝箔表面发生电极反应al3e=al3，c错误。8在固态金属氧化物电解池中，高温共电解h2oco2混合气体制备h2和co是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是 ()ax是电源的负极b阴极的电极反应式是h2o2e=h2o2、co22e=coo2c总反应可表示为h2oco2h2coo2d阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11d阴极生成h2或co，阳极产生o2，二者物质的量比为21。9一种电化学制备nh3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输h。下列叙述错误的是()apd电极b为阴极b阴极的反应式为n26h6e=2nh3ch由阳极向阴极迁移d陶瓷可以隔离n2和h2apd电极b上是氢气发生氧化反应，pd电极b为阳极，a错误。pd电极a为阴极，n2发生还原反应，n26h6e=2nh3，b正确。阳离子向阴极移动，c正确。陶瓷隔离n2和h2，使之分别在阴极、阳极放电，d正确。10最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝石墨烯(cn)电池(如图)。该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时，电池中导电离子的种类不变。已知能量密度电池容量(j)负极质量(g)。下列分析正确的是()a放电时，cn(石墨烯)为负极b放电时，al2cl在负极转化为alclc充电时，阳极反应为4al2cl3e=al7alcld以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度d该电池以铝、石墨烯为电极，放电时铝为负极，cn(石墨烯)为正极，a项错误；放电时负极上al发生氧化反应，根据放电时电池中导电离子的种类不变，可知负极上发生反应：al3e7alcl=4al2cl，alcl在负极转化为al2cl，b项错误；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，c项错误；根据能量密度电池容量(j)负极质量(g)，以轻金属为负极，负极质量小，有利于提高电池的能量密度，d项正确。11近来科学家研制了一种新型的乙醇电池(defc)，它用磺酸类质子作溶剂，在200 左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。电池总反应式为c2h5oh3o2=2co23h2o，下列说法不正确的是()ac2h5oh在电池的负极上参加反应b1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子c在外电路中电子由负极沿导线流向正极d电池正极的电极反应为4ho24e=2h2ob乙醇电池的电极反应，正极：3o212h12e=6h2o，负极：c2h5oh3h2o12e=2co212h，所以1 mol乙醇在负极被氧化时转移电子12 mol，外电路中电子沿导线由负极流向正极。12通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池可以将废水中的氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示。下列叙述正确的是()ab极为正极，发生还原反应b一段时间后b极区电解液的ph减小ch由a极穿过质子交换膜到达b极da极的电极反应式为e=clb原电池工作时，正极上发生得电子的还原反应即：48e4h=4cl4，则a为正极，b为负极，反应式为ch3coo8e2h2o=2co27h，a、c、d错误；由电极方程式可知当转移8 mol电子时，正极消耗4 mol h，负极生成7 mol h，则处理后的废水ph降低，b正确。13用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗koh溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是()a通电后阴极区附近溶液ph会增大b阳极反应式为4oh4e=2h2oo2c纯净的koh溶液从b出口导出dk通过交换膜从阴极区移向阳极区d阴极的反应式为2h2e=h2，氢离子来自于水的电离，所以剩余了水电离的氢氧根离子，溶液的ph升高，a正确；阳极是溶液的氢氧根离子失电子，反应为4oh4e=2h2oo2，b正确；左侧溶液中氢氧根离子转化为氧气，多余的钾离子透过阳离子交换膜进入右侧；右侧水电离的氢离子转化为氢气，剩余大量水电离的氢氧根离子，加上透过交换膜过来的钾离子，使右侧溶液中氢氧化钾的浓度增大，所以纯净的koh溶液从b出口导出，c正确；阳离子应该向阴极移动，所以k通过交换膜从阳极区移向阴极区，d错误。14金钒电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的总反应为vo2(蓝色)h2ov3(紫色)vo(黄色)v2(绿色)2h下列说法正确的是()a当电池放电时，vo被氧化b放电时，负极反应式为vo2he=vo2h2oc充电时，阳极附近溶液由绿色逐渐变为紫色d放电过程中，正极附近溶液的ph变大d当电池放电时，vovo2，v元素的化合价由5价变为4价，vo被还原，故a错误；放电时，负极失电子，负极反应式为v2e=v3，故b错误；充电时，阳极发生氧化反应，vo2vo，阳极附近溶液由蓝色逐渐变为黄色，故c错误；放电过程中，正极反应式为vo2he=vo2h2o，正极附近溶液的ph变大，故d正确。15用惰性电极分别电解下列各电解质的水溶液，一段时间后(设电解质足量)，向电解后溶液中加(通)入适量原电解质，可以使溶液恢复到电解前的浓度的是 ()acu(no3)2bk2so4chcl dnaohc电解硝酸铜得到的产物是氧气和铜，要使溶液恢复到电解前的浓度，应加氧化铜而不是硝酸铜，a错误；电解硫酸钾溶液得到的产物是氢气和氧气，要使溶液恢复到电解前的浓度，应加水，b错误；电解hcl溶液，得到的产物是氢气和氯气，要使溶液恢复到电解前的浓度，应通hcl，与原电解质相同，c正确；电解氢氧化钠溶液，得到的产物是氢气和氧气，要使溶液恢复到电解前的浓度，应加水，d错误。16新型nabh4/h2o2燃料电池(dbfc)的结构如图。该电池总反应方程式为nabh44h2o2=nabo26h2o，下列有关说法正确的是()a电池正极区的电极反应为bh8oh8e=bo6h2ob电极b为负极，纳米mno2层的作用是提高原电池的工作效率c放电过程中，na从正极区向负极区迁移d在电池反应中，每消耗1 l 6 mo1l1h2o2溶液，理论上流过电路中的电子数为12na d根据图示知，b电极上h2o2得电子生成oh，所以b电极是正极，发生的反应为h2o22e=2oh，故a、b错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以na从负极区向正极区迁移，故c错误；在电池反应中，每消耗1 l 6 moll1h2o2溶液，消耗h2o2的物质的量为6 mol，根据h2o22e=2oh知，理论上流过电路中的电子数为6 mol2na mol112na，故d正确。二、非选择题(本题包括5小题，共52分)17(10分)某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。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)写出装置中锌电极上的电极反应式：_。(3)若装置中铜电极的质量增加0.64 g，则导线中转移的电子数目为_。(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几乎不移动(5)若znso4溶液中含有杂质cu2，会加速zn电极的腐蚀，还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。anaohbzncfe dh2so4解析在该原电池中负极为zn，电极反应为zn2e=zn2，正极为铜，电极反应为cu22e=cu，当铜电极增加0.64 g时，转移电子(由a到b)为6.021023mol121.2041022个，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。除去znso4中的杂质cu2，且不引入新的杂质，所以可选择zn，发生的反应为zncu2=zn2cu，过量的zn及生成的cu可通过过滤除去。答案(1)由a到b(或ab)(2)zn2e=zn2(3)1.2041022个(或0.02na)(4)b(5)b18(10分)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入ch4和空气，其中固体电解质是掺杂了y2o3的zro2固体，它在高温下能传导阳极生成的o2(o24e=2o2)。 图1 图2(1)c电极的名称为_，d电极上的电极反应式为_。(2)如图2所示用惰性电极电解100 ml 0.5 moll1cuso4溶液，a电极上的电极反应式为_，若a电极产生56 ml(标准状况)气体，则所得溶液的ph_(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_(填字母)。acuo bcu(oh)2ccuco3 dcu2(oh)2co3解析(1)原电池中电流的方向是从正极流向负极，故c电极为正极，d电极为负极，通入的气体b为甲烷，d电极反应式为ch44o28e=co22h2o。(2)用惰性电极电解cuso4溶液时，阳极(a电极)反应式：4oh4e=2h2oo2；阴极反应式：2cu24e=2cu，n(o2)2.5103 mol。线路中转移电子的物质的量为2.5103 mol40.01 mol，溶液中c(h)0.1 moll1，phlg 0.11。加入cuo或cuco3与溶液中的h反应，可使电解质溶液恢复到电解前的状态。答案(1)正极ch44o28e=co22h2o(2)4oh4e=2h2oo21ac19(10分)如图装置中，b电极用金属m制成，a、c、d为石墨电极，接通电源，金属m沉积于b极，同时a、d电极上产生气泡。试回答：(1)a为_极，c极的电极反应式为_。(2)电解开始时，在b烧杯的中央，滴几滴淀粉溶液，你能观察到的现象是：_，电解进行一段时间后，罩在c极上的试管中也收集到了气体，此时c极上的电极反应为_。(3)当d极上收集到44.8 ml气体(标准状况)时停止电解，a极上放出了_mol气体，若b电极上沉积金属m的质量为0.432 g，则此金属的摩尔质量为_。(4)电解停止后加蒸馏水使a烧杯中的溶液体积仍为200 ml，取这种溶液加入到25.0 ml 0.100 moll1 hcl溶液中，当加入31.25 ml溶液时刚好沉淀完全。试计算：电解前a烧杯中mno3溶液的物质的量浓度为_。解析(1)由题意知b极：me=m，故b极为阴极，a极为阳极；则c极为阳极，电极反应为：2i2e=i2。(2)由于c极产生i2，故c极附近溶液首先变蓝，d极反应：2h2o2e=h22oh，无i2生成，故d极附近无现象；当c极i放电完全后，oh放电：2h2o4e=o24h。(3)a极反应：2h2o4e=o24h(或4oh4e=o22h2o)，d极反应：2h2o2e=h22oh(或2h2e=h2)，由得失电子守恒知2h2o2，n(o2)n(h2)1103mol；m(m)0.432 g，n(m)n(e)4103 mol，则m(m)108 gmol1。(4)电解后c(agno3)0.08 moll1，n(ag)0.08 moll10.2 l0.016 mol，电解前c(agno3)0.1 moll1。答案(1)阳2i2e=i2(2)c极附近的溶液首先变为蓝色4oh4e=2h2oo2(3)0.001108 g/mol(4)0.1 moll120(10分)如图，p、q为直流电源两极，a由2价金属单质x制成，b、c、d为铂电极，接通电源，金属x沉积于b极，同时c、d产生气泡。试回答：(1)p为_极，a极发生_反应。(2)c为_极，试管里收集到的气体是_；d为_极，试管里收集到的气体是_。(3)c极的电极方程式是_。(4)当反应进行一段时间后，a、b电极附近溶液的ph_(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)当电路中通过0.004 mol电子时，b电极上沉积金属x为0.128 g，则此金属的摩尔质量为_。解析(1)接通电源，x沉积于b极，说明b为阴极，则a为阳极，故q为负极，p为正极，a上发生氧化反应。(2)h2so4电解池中，c为阳极，c试管内得o2，d为阴极，d试管内得h2。(4)a极：x2e=x2，b极：x22e=x，两极附近溶液的ph不变。(5)设x的摩尔质量为m gmol1