高中化学 第四章 电化学基础章末检测 新人教版选修4（通用）VIP

第四章 电化学基础章末检测1. 实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3立即被还原成Fe2。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的()A该原电池的正极反应是Zn2e=Zn2B左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去C该电池铂电极上有气泡出现D该电池总反应为3Zn2Fe3=2Fe3Zn2【答案】B【解析】该电池的总反应为Zn2Fe3=2Fe2Zn2，所以左烧杯Pt为正极，电极反应为Fe3e=Fe2，右烧杯Zn为负极，电极反应为Zn2e=Zn2。由于左烧杯中的Fe3被还原为Fe2，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。2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装置的总反应是：Cu2Fe3=Cu22Fe2C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【答案】B【解析】A项，根据电流方向，a为阳极，b为阴极，粗铜作阳极。B项，装置的总反应为Fe2Fe3=3Fe2错误。C项，被保护的金属应作阴极。D项，铁钉所处的环境干燥不被腐蚀。3. 关于如图装置的说法正确的是()A银电极是负极B铜电极上发生的反应为Cu2e=Cu2C外电路中的电子是从银电极流向铜电极D该装置能将电能转化为化学能【答案】B【解析】Cu为负极，Ag为正极。负极：Cu2e=Cu2正极：2Ag2e=2Ag电子从Cu流向Ag。4已知有关M、N、P、Z四种金属的以下实验事实：MN2=M2N用Pt作电极电解同物质的量浓度P和M的硫酸盐的混合溶液，在阴极上析出单质M把N和Z用导线相连并同时放入Z的硫酸盐溶液中，电极反应为Z22e=Z，N2e=N2。判断这四种金属的还原性由强到弱的正确顺序是()AMNPZ BMNZPCZPMN DPMNZ【答案】D【解析】MN，PM，NZ。所以还原性PMNZ。5. 某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是 ()A电源中“a”为负极，“b”为正极B电解池中的电解液不可以是NaCl溶液CB电极发生的反应：2H2e=H2DA、B两端都必须使用铁作电极【答案】C【解析】根据图示，B电极是阴极，产生H2，A电极为Fe，作阳极，产生Fe2，OH与Fe2反应生成Fe(OH)2沉淀。电源a为正极，b为负极。为了增强导电性，电解液可以是NaCl溶液，D项，阳极必须用铁，阴极可用石墨。6. 如图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。放电时该电池的电极反应式为：负极：LixC6xe=C6xLi(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)正极：Li1xMnO2xLixe=LiMnO2(LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰)下列有关说法不正确的是()A该电池的反应式为Li1xMnO2LixC6=LiMnO2C6BK与M相接时，A是阳极，发生氧化反应CK与N相接时，Li由A极区迁移到B极区D在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化【答案】C【解析】A项，负极反应式和正极反应式相加得总反应式。B项，A与正极相连，作阳极，发生氧化反应。C项，K与N相连，形成原电池，Li移向正极，根据充电示意图判断，A为正极，B为负极。D项，充电电能转化为化学能，放电化学能转化为电能、光能等。7如图所示：a、b、c、d均为铂电极，供选择的四组电解质溶液列表中，电解时要求满足的条件是()通电一段时间后，甲、乙两池的pH均下降，电极a、c上得到电子形成的原子个数比为12，则电解液的编号正确的是()甲乙ANaClAgNO3BAgNO3CuCl2CCuSO4AgNO3DH2SO4AgNO3【答案】C【解析】A项，甲中pH升高，乙中pH降低。B项，甲中pH降低，乙中pH升高，a、c上得到原子数之比为21。C项，电解CuSO4、AgNO3溶液pH均降低，析出Cu、Ag原子数之比为12，正确。D项，电解H2SO4、AgNO3溶液pH均降低，a、c析出原子数之比为11。8下列装置图及有关说法正确的是()A装置中K键闭合时，片刻后CuSO4溶液中c(Cl)增大B装置中K键闭合时，片刻后可观察到滤纸a点变红色C装置中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合K1只闭合K3只闭合K2都断开D装置中当铁制品上析出1.6 g铜时，电源负极输出的电子数0.025 NA【答案】B【解析】A项，K闭合时，Cl移向ZnSO4溶液中。B项，a为阴极，b为阳极，在阴极上2H2e=H2，呈碱性，酚酞变红。C项，闭合K1铁作阳极，闭合K2，铁作阴极，闭合K3铁作负极。D项，2 NA0.05 NA。9电化学在日常生活中用途广泛，图是镁次氯酸钠燃料电池，电池总反应为：MgClOH2O=ClMg(OH)2，图是Cr2O72的工业废水的处理，下列说法正确的是()A图中Cr2O72离子向惰性电极移动，与该极附近的OH结合转化成Cr(OH)3除去B图的电解池中，有0.084 g阳极材料参与反应，阴极会有33.6 mL的气体产生C图中发生的还原反应是：Mg2ClOH2O2e=ClMg(OH)2D若图中3.6 g镁溶解产生的电量用以图废水处理，理论可产生10.7 g氢氧化铁沉淀【答案】C【解析】A项，阳极：Fe2e=Fe2阴极：2H2e=H2Cr2O726Fe214H=2Cr36Fe37H2OCr33OH=Cr(OH)3Fe33OH=Fe(OH)3。B项，22.410333.6(mL)，但选项中没有指明气体是否处在标准状况。C项，负极：Mg2e=Mg2，正极：ClO2eH2O=Cl2OH。D项，Mg2eFe2Fe3Fe(OH)3mFe(OH)3107 gmol116.05 g。10近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：KI3H2OKIO33H2。下列有关说法正确的是()A电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极B电解时，阳极反应是：I6e3H2O=IO36HC溶液调节至强酸性，对生产有利D电解前后溶液的pH几乎不变【答案】D【解析】电极反应式为阳极：2I2e=I2阴极：2H2e=H2阴极附近的OH迁移到阳极3I26OH=IO35I3H2O，所以电解前后溶液的pH几乎不变。11在如图用石墨作电极的电解池中，放入500 mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6 g。请回答下列问题；(1)A接的是电源的_极，B是该装置_。(2)写出电解时反应的总离子方程式_。(3)电解后溶液的pH为_；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入_，其质量为_。(假设电解前后溶液的体积不变)【答案】(1)负阳极(2)2Cu22H2O2CuO24H(3)1CuO2 g【解析】根据A电极表面有红色固态物质生成，可以判断A为阴极，B为阳极，阳极上产生O2。(3)2Cu22H2O2CuO24H 0.025 mol 0.05 molc(H)0.1 molL1，pH1加入CuO的质量为0.025 mol80 gmol12 g。12(1)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为_。(2)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。电源的负极为_(填“A”或“B”)。阳极室中发生的反应依次为_、_。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)。(3)电镀时，镀件与电源的_极连接。化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。a若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。b某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如下图所示。该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：_。【答案】(1)bdO24e4H=2H2O(2)B2Cl2e=Cl2CO(NH2)23Cl2H2O=N2CO26HCl不变7.2 (3)负a.还原剂b调节溶液pH在89之间【解析】(1)粗铜电解时，粗铜作阳极，Cu2移向阴极，但电能不会全部转化为化学能，有的转化为热能。Cu作负极，O2在正极上得电子：O24e4H=2H2O。(2)根据H2的产生区域可以判断，A为正极，B为负极。阳极上发生：2Cl2e=Cl2，3Cl2CO(NH2)2H2O=N2CO26HCl，在阴极上发生：2H2e=H2，但由于质子交换膜的作用，pH将不变。根据电子守恒可知，阳极室和阴极室生成气体体积之比为23，n(N2)n(CO2)0.12 molmCO(NH2)20.12 mol60 gmol17.2 g。(3)电镀时，镀件应连接电源负极作阴极。根据题意，Cu2得电子生成Cu沉积在镀件表面，所以应选用还原剂与之反应。根据图示，在pH89时，速率接近为零。13某研究性学习小组根据反应2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 molL1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题：(1)此原电池的正极是石墨_(填“a”或“b”)，发生_反应。(2)电池工作时，盐桥中的SO42移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。(3)两烧杯中的电极反应式分别为甲_，乙_。(4)若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 molL1，则反应中转移的电子为_mol。【答案】(1)a还原(2)乙(3)MnO45e8H=Mn24H2O5Fe25e=5Fe3(4)0.5【解析】(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。(2)电池工作时，SO42向负极移动，即向乙烧杯移动。(3)甲烧杯中的电极反应式为MnO45e8H=Mn24H2O；乙烧杯中的电极反应式为5Fe25e=5Fe3。(4)溶液中的MnSO4浓度由1 molL1变为1.5 molL1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5 molL10.2 L0.1 mol，转移的电子为0.1 mol50.5 mol。14电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。.每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。最近，我国在甲醇燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如下图1所示。(1)请写出从C口通入O2发生的电极反应式_。(2)以石墨做电极电解饱和食盐水，如下图2所示。电解开始后在_的周围(填“阴极”或“阳极”)先出现红色。假设电池的理论效率为80%(电池的理论效率是指电池产生的最大电能与电池反应所释放的全部能量之比)，若消耗6.4 g甲醇气体，外电路通过的电子个数为_(保留两位有效数字，NA取6.021023)。.随着电池使用范围的日益扩大，废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。(1)电池生产企业排放的工业废水中常含有Cu2等重金属离子，直接排放会造成污染，目前在工业废水处理过程中，依据沉淀转化的原理，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。已知室温下Ksp(FeS)6.31018 mol2L2，Ksp(CuS)1.31036 mol2L2。请用离子方程式说明上述除杂的原理_。(2)工业上为了处理含有Cr2O72的酸性工业废水，用绿矾(FeSO47H2O)把废水中的六价铬离子还原成三价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为Cr(OH)3沉淀。氧化还原过程的离子方程式为_。常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp11032 mol4L4，溶液的pH至少为_才能使Cr3沉淀完全已知c(Cr3)1.0105 molL1表示沉淀完全。现用上述方法处理100 m3含铬(6价)78 mgL1的废水，需用绿矾的质量为_kg。(写出主要计算过程)【答案】.(1)O24e4H=2H2O(2)阴极5.81023.(1)FeS(s)Cu2(aq)CuS(s)Fe2(aq)(2)Cr2O726Fe214H=2Cr36