2020年高中化学上学期 第四章过关检测 新人教版选修4

第四章过关检测(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个正确选项)1.下列叙述中,正确的是()。电解池是将化学能转变为电能的装置原电池是将电能转变成化学能的装置金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化A.B.C.D.解析:应为电能转变成化学能,为化学能转化为电能,发生了化学变化。答案:B2.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:2Cl-2e-Cl2B.氢氧燃料电池的负极反应式:O2+2H2O+4e-4OH-C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e-Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-Fe2+解析:在氢氧燃料电池的负极上反应的是氢气;粗铜精炼时,纯铜与电源的负极相连,将铜在溶液中还原出来;钢铁腐蚀的负极反应是Fe-2e-Fe2+。答案:A3.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是()。A.装置中阳极上析出红色固体B.装置的待镀铁制品应与电源正极相连C.装置闭合电键后,外电路电子由a极流向b极D.装置的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过解析:装置中阳极上氯离子放电生成氯气,故A错;装置是电镀装置,待镀铁制品作阴极,应与电源负极相连,故B错;装置闭合电键后,a极是负极,因此外电路电子由a极流向b极,故C对;装置的离子交换膜只允许阳离子、水分子自由通过,故D错。答案:C4.(2020广东理综,12)某小组为研究电化学原理,设计下图装置,下列叙述不正确的是()。A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2+2e-CuC.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动解析:a和b不连接时,铁与CuSO4溶液发生反应:Fe+Cu2+Fe2+Cu,A项正确;a和b用导线连接时,组成了原电池,Fe为负极,Cu为正极,铜片上发生还原反应:Cu2+2e-Cu,铁片上发生氧化反应:Fe-2e-Fe2+,B项正确;通过以上分析可知,无论a和b是否连接,均发生反应:Fe+Cu2+Fe2+Cu,故溶液均从蓝色(Cu2+的颜色)逐渐变成浅绿色(Fe2+的颜色),C项正确;a和b分别连接直流电源正、负极时,构成电解池,铜片为阳极,铁片为阴极,Cu2+应向阴极(铁电极)移动,D项错误。答案:D5.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量杂质Fe、Zn、Cu、Pt,可用电解法制备高纯度的镍(已知:氧化性Fe2+Ni2+Cu2+),下列叙述正确的是()。A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2+2e-NiB.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后,溶液中存在的阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt解析:A项,阳极发生氧化反应;B项,阴极只析出Ni,阳极Ni、Fe、Zn都溶解,所以阳极减小的质量与阴极增加的质量不相等。C项,溶液中还存在大量Ni2+及H+。D项,Cu、Pt不如Ni活泼,在阳极不放电,都在阳极泥中。答案:D6.天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。电池反应为CoO2+LiC6LiCoO2+C6,下列说法正确的是()。A.充电时,电池的负极反应为LiC6-e-Li+C6B.放电时,电池的正极反应为CoO2+Li+e-LiCoO2C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低解析:A项,充电时,发生电解池反应,电池负极即为电解池阴极,发生还原反应Li+C6+e-LiC6;B项,放电时发生原电池反应,电池正极发生还原反应;C项,含活泼氢的有机物作电解质易得电子;D项,锂相对原子质量小,其密度最小,所以锂离子电池的比能量高。答案:B7.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(N)= 6.0 molL-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是()。A.原混合溶液中c(K+)为2 molL-1B.上述电解过程中共转移2 mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 molD.电解后溶液中c(H+)为2 molL-1解析:两极都收集到22.4 L气体,说明阴极上发生的反应依次为:Cu2+2e-Cu;2H+2e-H2,阳极只生成O2:4OH-4e-O2+2H2O,n(H2)=n(O2)=1 moln(e-)=4 mol,B不正确。根据电子转移守恒得:n(Cu2+)=1 mol,根据电荷守恒有n(K+)+n(Cu2+)2=n(N),所以n(K+)=1 molc(K+)=2 molL-1。A正确。根据Cu析出后,溶液中只有KNO3和HNO3,由电荷守恒可推出c(H+)=4 molL-1。答案:A8.(2020山东理综,15)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是()。A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用解析:A项,该装置中没有自发的氧化还原反应发生,因此,不能构成原电池;B项,根据能量守恒定律可知,总的能量一定,它等于电镀过程中转化的化学能和转化的热能的和,因此通过的电量与锌的析出量有确定的关系;C项,电流恒定,单位时间内提供给阴极的电量就一定,析出的锌的量也一定;D项,镀锌层破损后形成的ZnFe原电池起到牺牲阳极保护阴极的作用。答案:C二、填空题(本题共4小题,共52分)9.(12分)(1)(2020江苏,20节选)电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为。(2)(2020全国课标27改编)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为、正极的反应式为。理想状态下,该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ,则该燃料电池的理论效率为(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比,1 mol甲醇完全燃烧释放726.5 kJ的能量)解析:(1)CO(NH2)2在阳极上发生氧化反应,氮元素被氧化生成的N2从阳极区逸出,碳元素的化合价不变,在碱性条件下以C的形式留在溶液中。(2)书写电极反应时要注意,酸性电解质时,负极产物为CO2,正极产物为H2O。答案:(1)CO(NH2)2+8OH-6e-C+N2+6H2O(2)CH3OH+H2OCO2+6H+6e-O2+6H+6e-3H2O96.6%10.(2020威海高二质检)(16分)如图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.88.0,酸色红色,碱色黄色)回答下列问题:(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是(填编号);A管溶液由红变黄B管溶液由红变黄A管溶液不变色B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式:;(3)写出B管中发生反应的反应式:;(4)检验a管中气体的方法是;(5)检验b管中气体的方法是;(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是。解析:由装置图可知A为电解池的阴极,电极反应式为:4H+4e-2H2;B为电解池的阳极,电极反应式为:4OH-4e-2H2O+O2。根据放电情况可知A极由于H+放电附近显碱性,指示剂应显黄色,同时还会发生反应Mg2+2OH-Mg(OH)2;B极由于OH-放电附近显酸性,指示剂仍显本身的颜色红色。在检验H2时利用其可燃性,检验O2时利用其能使带火星的木条复燃的性质进行检验。由于该电解池实质是电解水,所以将电解液倒入烧杯后,整个溶液呈中性,故指示剂变红,Mg(OH)2沉淀会消失。答案:(1)(2)2H+2e-H2、Mg2+2OH-Mg(OH)2(3)4OH-4e-2H2O+O2(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内,木条复燃(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)11.(12分)某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1MgAl稀盐酸偏向Al2AlCu稀盐酸偏向Cu3Al石墨稀盐酸偏向石墨4MgAlNaOH溶液偏向Mg5AlZn浓硝酸偏向Al根据上表中的实验现象完成下列问题:(1)实验1、2中Al所作的电极是否相同?。(2)指出铝和石墨的电极名称并写出实验中的电极反应式和电池总反应方程式。铝为()。石墨为()。电池总反应:。(3)实验4中的铝作正极还是负极?,为什么?。(4)实验5中,负极反应为。解析:(1)实验1中,Al不如Mg活泼,Al作正极;实验 2中,Al比Cu活泼,Al作负极。(2)Al和石墨,Al作负极,发生的电极反应为:Al-3e-Al3+;石墨作正极,发生的电极反应为:2H+2e-H2。(3)实验4中,Al能和NaOH溶液反应而Mg不能,故Al作负极,Mg作正极。(4)实验5中,Al在浓硝酸中发生钝化,因此Zn作负极,负极反应为:Zn-2e-Zn2+。答案:(1)不相同(2)负:2Al-6e-2Al3+正:6H+6e-3H2(3)负极因为Al能和NaOH溶液反应而Mg不能(4)Zn-2e-Zn2+12.(12分)现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积(约6 mL)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。(1)试从下图中选用几种必要的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序(填编号)是:A接,B接。(2)铁棒接直流电源的极;碳棒上发生的电极反应为。(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是。(4)假定装入的饱和食盐水为50 mL(电解前后溶液体积变化可忽略),当测得的氢气为5.6 mL时,溶液的pH为。解析:由电解产生的氢气的体积约6 mL和