高中化学 第四章 电化学测评卷（B卷） 新人教版选修4

第四章 电化学测评卷（B卷） (时间：90分钟满分：100分)第卷(选择题，共45分)一、选择题(每小题3分，共45分)1市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是()A放电时，负极的电极反应式：Lie=LiB充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质D放电过程中Li向负极移动解析：本题考查可充、放电电池知识的综合应用。要分清充、放电原理和实质。Li从0升至1价，失去电子，作负极，A正确；充电时，反应逆向进行，反应物只有一种，其既发生氧化反应又发生还原反应，B正确；由于Li可以与水反应，故C正确；放电过程中Li应向正极移动，D错误。答案：D2(2020宜昌模拟)某学生设计一水果电池：他把一铁钉和碳棒用导线连接好，然后将铁钉和碳棒平行插入一新鲜西红柿中，再在导线中接一个灵敏电流计。据此下列叙述正确的是()A电流计指针不会发生偏转B金属铁会被腐蚀C碳棒作负极D铁表面有气体逸出解析：该水果电池中，铁为负极，碳棒为正极，电流计指针会发生偏转，碳棒表面产生气泡，故选B。答案：B3用石墨做电极电解AlCl3溶液时，下列电解液变化曲线合理的是()ABCD.解析：电解AlCl3溶液时，阴极反应为：2H2e=H2，阳极反应为2Cl2e=Cl2，当消耗3 mol Cl时，溶液中产生3 molOH，恰好生成Al(OH)3沉淀，以后即电解水。AlCl3水解，溶液呈酸性，电解AlCl3时，AlCl3浓度下降，酸性减弱至接近中性，后电解H2O时，pH不变。答案：AD4下列叙述中，正确的是()锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能提高反应速率镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀电镀时应把镀件置于电解槽的阴极冶炼铝时，把氧化铝加热成为熔融体后电解钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3nH2OABC D解析：正确，因ZnCu2=CuZn2，Cu与Zn构成无数微小的原电池加速Zn的溶解。错误，因白铁镀层破损后，锌做负极溶解，铁被保护；而马口铁镀层破损后，铁做负极溶解而锡被保护，所以当镀层破损后马口铁比白铁更易被腐蚀。正确，明确电镀是电解原理的应用。正确，用电解法冶炼活泼金属只能电解其熔融态的离子化合物。正确，因钢铁腐蚀主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，而吸氧腐蚀最终产物是Fe2O3nH2O。答案：B5某电解池内盛有CuSO4溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：阳极质量不变阴极质量增加电解液pH减小，则应选用的电极是()A阴阳两极都是石墨 B铜作阳极，铁作阴极C铁作阳极，铜作阴极 D铜作阳极，铂作阴极解析：不管用何材料作阴极都不影响电解结果，阴极只是完成导电作用即可。电解时生成H2SO4，pH自然会减小。要保持阳极质量不变，需要用惰性材料作电极：石墨或铂。答案：A6燃料电池是一种利用能源物质的新的形式，比如我们可用熔融的K2CO3作电解质，惰性材料作电极，一极通CH2CH2，另一极通O2、CO2。下列说法中不正确的是()A通入乙烯的一极为正极B正极发生的电极反应为：3O26CO212e=6COC负极发生的电极反应为：CH2CH26CO12e=8CO22H2OD电池的总反应式为：CH2CH23O2=2CO22H2O解析：原电池是将化学能转变为电能的装置。其总反应式是：CH2CH23O2=2CO22H2O，CH2CH2应在负极上反应，O2应在正极上反应，反应过程中CH2CH2失去电子，O2接受电子，K2CO3为电解质。负极反应为CH2CH26CO12e=8CO22H2O；正极反应为3O26CO212e=6CO。答案：A7以铁为阳极，以铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解。一段时间后得到2 mol Fe(OH)3，此间共消耗的水的物质的量为()A2 mol B3 mol C4 mol D5 mol解析：电极反应式为：阳极：Fe2e=Fe2阴极：2H2e=H2电解的总反应式为Fe2H2OFe(OH)2H2，生成的Fe(OH)2再经氧化生成Fe(OH)34Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3整个过程的总反应方程式可写成：4Fe10H2OO24Fe(OH)34H2生成2 mol Fe(OH)3共消耗5 mol水。答案：D8(2011临沂高二质检)据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是()A正极反应为：O22H2O4e=4OHB工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为2H2O2=2H2OD用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移解析：氢氧燃料电池原理：2H2O2=2H2O，原电池中“负极氧化正极还原”，反应中，KOH既不消耗，也不生成，故A、B、C正确；电解CuCl2溶液时，2Cl2e=Cl2，生成2.24 L Cl2(标准状况)，转移电子数为0.2 mol，故D错。答案：D9如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是()A乙池中d的电极反应为2Cl2e=Cl2Ba、c两极产生气体的物质的量相等C甲、乙两池中溶液的pH均保持不变D乙池中发生的反应为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2解析：A项，d电极是阴极，应该是溶液中的阳离子放电，即2H2e=H2；B项，a、c均为阳极，甲池中是OH放电产生O2，乙池中是Cl放电产生Cl2，故产生气体的物质的量为12；C项，甲池电解硫酸铜溶液，溶液的pH减小，乙池电解氯化钠溶液，溶液的pH增大，故不正确。答案：D10电子表所用电源常为微型锌银电池，电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn2OH2e=ZnOH2O；Ag2OH2O2e=2Ag2OH，判断下列叙述正确的是()Zn为正极，Ag2O为负极放电时，电池负极附近溶液的pH变大放电时，溶液中阴离子向Zn极方向移动放电时，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极ABCD解析：从电极反应分析可以知道，Zn失电子，发生氧化反应，为负极，Ag2O得电子，发生还原反应，为正极；从负极反应式可以看出，反应中消耗了OH，所以电池负极附近溶液的pH变小。放电时，溶液中的阴离子应向负极移动，故正确，电子流向是由负极经导线流向正极，故正确。答案：C11根据金属活动性顺序表，Cu不能发生：Cu2H2O=Cu(OH)2H2的反应。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中，能实现该反应最为恰当的是()ABCD阳极石墨棒CuCuCu阴极石墨棒石墨棒FePt电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O解析：Cu作阳极时，自身失电子电极反应为Cu2eCu2，阴极反应为2H2e=H2；C项电解液H2SO4会与生成的Cu(OH)2中和，实际上不会生成Cu(OH)2；D项中H2O导电能力不强，故B项中Na2SO4溶液起增强导电性作用。电解总反应为Cu2H2OCu(OH)2H2。答案：B12某同学欲在铜钥匙上镀锌，有关说法正确的是()A用钥匙作阳极，碳棒作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液BZn与钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中CZn作阳极，钥匙作阴极，ZnSO4溶液作电镀液D在电镀过程中溶液中的Zn2浓度减小，Cu2浓度增大解析：电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的溶液作电镀液，电镀过程中阴极金属不参加反应，电镀液浓度不变；B项是原电池装置，无法实现镀锌。答案：C13pHa的某电解质溶液中，插入两只惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的pHa，则该电解质可能是()ANaOHBH2SO4CAgNO3DNa2SO4解析：依题意，要求在电解过程中溶液pH增大。电解NaOH溶液，实质上是电解水，使溶液的浓度增大，所以溶液的pH增大；电解稀H2SO4溶液，实质上也是电解水，使溶液的浓度增大，所以溶液的pH减小；电解AgNO3溶液有HNO3生成，pH减小；电解Na2SO4溶液实质上是电解水，使溶液的浓度增大，但溶液中c(H)和c(OH)相等，所以溶液的pH不变。答案：A14如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()A逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色解析：a、b电极分别为阴极、阳极。a电极反应为2H2e=H2，附近溶液呈碱性，石蕊变蓝；b电极反应为4OH4e=2H2OO2，附近溶液呈酸性，石蕊呈红色。两电极产生的气体都是无味的，a电极逸出的气体体积多于b电极。答案：D15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，阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2B氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OHC粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e=Fe2解析：电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2，所以A正确；氢氧燃料电池的正极反应式：O22H2O4e=4OH，所以B错误；粗铜精炼时，与电源正极相连的应该是粗铜，所以C错误；钢铁发生化学腐蚀的负极反应式：Fe2e=Fe2，所以D错误，只有选项A正确。答案：A第卷(非选择题，共55分)二、非选择题16(8分)下图中X是直流电源。两槽中c、d、e为石墨棒，f是铜棒，e、f两电极的质量相等。接通电路后，发现d附近显红色。(1)电源上a为_极(用“正”、“负”、“阴”、“阳”填空)；Z槽中f为_极(同上)；连接X、Y槽线路中，电流的方向是d_e(用“”或“”填空)。(2)写出d极上反应的电极反应式_；写出Y槽中总反应化学方程式_；写出Z槽中e极上反应的电极反应式_；(3)电解2 min后，取出e、f，洗净、烘干、质量差为1.28 g。在通电过程中，电路中通过的电子为_mol；若Y槽中溶液体积为500 mL(电解后可视为不变)，槽中电解反应的速率v(OH)_。解析：接通电路后，发现d附近显红色，说明d上是水电离出的H放电产生H2同时生成NaOH，d极的电极的反应式为：2H2e=H2，d极为阴极，c极为阳极，a为正极，b为负极，f为阴极，e为阳极。电子流向bfedca，电流的方向与之相反，acdefb。Z槽中Cl在e极失去电子生成Cl2：2Cl2e=Cl2。电解2 min后，f极上析出1.28 gCu，发生电子转移0.04 mol，Y槽中，OHe，故n(OH)0.04 mol，c(OH)0.04 mol/0.5 L0.08 mol/L，v(OH)0.08 mol/L/2 min0.04 mol/(Lmin)。答案：(1)正阴(2)2H2e=H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl22Cl2e=Cl2(3)0.040.04 mol/(Lmin)17(8分)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)B电极发生反应的电极反应式_。(2)写出电解时反应的离子方程式_。(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)。(4)请你设计实验确定原溶液中可能所含的酸根离子，要求：提出两种可能的假设，分别写出论证这两种假设的操作步骤、实验现象和实验结论。假设一：_。假设二：_。解析：本题根据实验现象大胆推理，合理假设，并给出验证方法，属于探究型综合题。抓住关键现象“红色固体”、“无色气体”显然两极分别产生Cu与O2，从而顺利推出结果。答案：(1)4OH4e=2H2OO2(2)2Cu22H2O2CuO24H(3)1CuO2 g(4)假设原溶液中的酸根离子为SO。取电解后的溶液向其中加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则原溶液中含SO假设原溶液中的酸根离子为NO。取电解后的溶液，向其中加入Cu微热，若Cu溶解，并有无色气体生成，在空气中变为红棕色，则含有NO。18(7分)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。可供选择的药品有：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu(1)简述实验步骤_。(2)有关反应的化学方程式_。 (3)劣质不锈钢腐蚀的实验现象_。解析：根据题给条件，此不锈钢在盐溶液中腐蚀明显，可选择的药品为CuO，浓H2SO4，先用水稀释浓H2SO4再用H2SO4与CuO反应生成CuSO4溶液，不锈钢与CuSO4溶液反应，在不锈钢的表面有红色物质生成，即可验证劣质不锈钢在某些盐溶液中易被腐蚀。答案：(1)先用水稀释浓H2SO4，将CuO加入稀硫酸中得CuSO4溶液，再将不锈钢放入CuSO4溶液，观察实验现象(2)CuOH2SO4(稀)=CuSO4H2O，FeCuSO4=CuFeSO4(3)不锈钢表面有红色物质生成19(8分)如图杠杆AB两端分别挂着体积相同质量相同的空心铁球和空心铜球。调节杠杆使其保持平衡，一段时间后小心加入浓CuSO4溶液，回答下列有关问题(不考虑铁丝反应和两球的浮力变化)(1)若杠杆为绝缘体则A端_(填“高”或“低”)，发生反应的离子方程式_。(2)若杠杆为导体，则A端_(同上)，在此过程中铁丝、杠杆、小球、CuSO4溶液构成了原电池，电极反应分别是正极：_，负极：_。(3)若杠杆为导体且把CuSO4溶液改为NaCl溶液，则_球发生_腐蚀，电极反应分别是正极：_，负极：_。解析：当杠杆为绝缘体时，铁球与CuSO4溶液发生反应，FeCu2=Fe2Cu，故A端低，B端高。当杠杆为导体时，铁球、铜球、CuSO4溶液构成了原电池，正极Cu22eCu，负极FeFe22e；铁球被消耗，铜球质量增大，故A端高，B端低。若将CuSO4溶液改为NaCl溶液，电极反应为正极O22H2O4e=4OH，负极2Fe2Fe24e，即铁球发生了吸氧腐蚀。答案：(1)低FeCu2=Fe2Cu(2)高Cu22e=CuFe2e=Fe2(3)铁吸氧O22H2O4e=4OH2Fe4e=2Fe220(8分)某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验，来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂有：材质相同无锈的铁钉数个、食盐水、碳酸水、植物油各多量，实验温度为298 K、308 K，每次实验取用铁钉的数量相同，液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：实验编号T/K试管内取用液体实验目的298食盐水()实验和探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响；()实验和_探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响；()实验和_探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响(2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是_(填字母)。A在铁门、铁窗表面涂上油漆B自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在遮雨的地方C家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处D把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减小铁闸门的腐蚀速率解析：(1)()实验应选用不同于实验的电解质溶液，受题意限制，实验只能选碳酸水。()可使实验在不同于实验的温度下(其他条件完全相同)，做探究温度对铁钉腐蚀快慢影响的实验。()可使实验用非电解质植物油代替实验中的电解质溶液进行实验，以探究是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。(2)加盖保护层，避免钢铁制品与电解质溶液接触，与电源负极相连(做阴极)，或连接更活泼金属等，都是钢铁制品防腐的有效方法，故A、C两项正确，B、D两项不正确。答案：(1)实验编号T/K试管内取用液体实验目的298食盐水()()298碳酸水308食盐水298植物油(2)A、C21(8分)依据甲、乙、丙三图回答下列问题：(1)甲装置为_，乙装置为_，丙装置为_。(2)甲、乙装置中，锌极上分别发生_反应、_反应，电极反应分别为_、_。(3)乙装置中，Cu2浓度_，原因_。解析：解题的关键是首先分析三个装置特点，根据所学原电池、电解池、电镀的知识判断三个装置的类型。甲装置置由于没有外加电源，故甲为原电池，Zn的活泼性比Cu强，故Zn为负极，发