第四章 章末测试（基础）（解析版）

PAGE18第四章章末测试（基础）满分100分，考试用时75分钟选择题：本题共16小题，共44分。第1~10小题，每小题2分；第11~16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．（上海市）下列装置能够组成原电池的是A． B． C． D．【答案】D【解析】A.酒精为非电解质，不能导电，不能构成原电池，故A不符合题意；B.两个电极相同，不能构成原电池，故B不符合题意；C.两极均不予硫酸铜溶液反应，不能发生氧化还原反应，故C不符合题意；D.存在两个活泼性不同的电极(锌、铜)，存在电解质溶液(硫酸铜溶液)；构成了闭合回路；能自发的进行氧化还原反应(锌与铜离子发生置换反应)，满足构成原电池的条件，故D符合题意；答案选D。2．（上海市）钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上的电极反应式为A． B．C． D．【答案】B【解析】钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上氧气得电子生成OH－，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，B项正确。答案选B。3．（上海市）用石墨电极完成如图电解实验，下列对实验现象的描述或解释不合理的是A．a处试纸变蓝B．b处变红C．c处：Fe-2e-=Fe2+D．d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-【答案】B【解析】A．a生成氢氧根离子，溶液显碱性，试纸变蓝，A正确；B．b出生成氯气，氯气和水生成漂白性次氯酸，最终试纸褪色，B错误；C．c为电解池阳极，铁为活泼电极，发生氧化反应生成亚铁离子，Fe-2e-=Fe2+，C正确；D．d为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，2H2O+2e-=H2↑+2OH-，D正确；故选B。4．（浙江省）铅蓄电池是汽车常用的蓄电池Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，其构造如图所示。下列说法不正确的是A．电池充电时，Pb接电源的负极B．电池充电时，c(H+)增大C．电池放电时，负极质量减轻D．电池放电时，电子从铅电极经导线流向二氧化铅电极【答案】C【解析】A．电池充电时，负极接外接电源的负极，Pb接电源的负极，A正确；B．电池充电时，总反应为，2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4，故c(H+)增大，B正确；C．电池放电时，负极铅转化为硫酸铅，质量增加，C错误；D．电池放电时，电子从负极流向正极，故铅电极经导线流向二氧化铅电极，D正确；故选C。5．（上海市洋泾中学-2023学年高一上学期期中考试化学试题）氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中错误的是A．可以选用石墨棒作为阴、阳极材料B．用湿润的淀粉KI试纸靠近阳极区域，试纸变蓝C．阴极产生气体具有可燃性D．实验结束后，将溶液搅拌，然后用pH试纸检验，溶液呈中性【答案】D【解析】A．电解时，阳极不能选用活泼的金属材料，可以选用石墨棒作为阴、阳极材料，A正确；B．电解饱和食盐水时，阴极产物为NaOH和H2，阳极产物为Cl2，Cl2可以用湿润的淀粉KI试纸检验，B正确；C．阴极产生气体为氢气，具有可燃性，故C正确；D．电解饱和食盐水除生成H2和Cl2外，在阴极还有NaOH产生，所以电解实验结束后，搅拌溶液，溶液呈碱性，D错误；故选D。6．（广东）电解饱和食盐水时，阳极生成的气体是A．H2 B．Cl2 C．HCl D．O2【答案】B【解析】电解饱和食盐水时，阳极氯离子放电生成氯气，阴极氢离子放电生成氢气；故选B。7．（福建省宁德市-2023学年高二上学期期中质量检测化学试题）银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：，其工作示意图如下。下列说法不正确的是A．Zn电极是电源的负极 B．电池工作一段时间后，电极质量减轻C．电解质溶液中的移向电极 D．Zn电极上发生的反应：【答案】D【解析】A．由分析可知，Zn电极是电源的负极，故A正确；B．电极反应为，故电池工作一段时间后，质量减轻，故B正确；C．原电池中阳离子向正极运动，电解质溶液中的移向电极，故C正确；D．锌电极上发生的反应生成氢氧化锌：，故D错误；故选D。8．（福建省）化学研究人员开发出一种生产石灰乳的绿色工艺，其装置如下图所示。装置工作时，下列说法错误的是A．电能转变为化学能B．X膜为阴离子交换膜C．阴极区溶液的pH不断变大D．a极上的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑【答案】B【解析】A．该装置是电解池，将电能转变为化学能，A项正确；B．根据图中信息，左侧加入碳酸钙，中间生成氢氧化钙，左侧生成钙离子向中间移动，则X膜为阳离子交换膜，B项错误；C．阴极区氢氧根不断向中间移动，水中氢离子不断被消耗，溶液的pH变大，C项正确；D．a极上水中氢氧根失去电子生成氧气，电极反应式为，产生的氢离子溶解碳酸钙，D项正确；答案选B。9．（云南）电化学腐蚀是金属腐蚀的主要原因。下列现象或事实与电化学腐蚀无关的是A．新切开的钠在空气中很快变暗 B．铜器久置后表面易生成铜绿C．生铁比纯铁在空气中容易生锈 D．电工操作中不能将铝线和铜线接在一块【答案】A【解析】A．钠切开后与氧气反应生成氧化钠，与电化学无关，A项正确；B．铜器在空气中生成铜绿，铜为正极，氧气为负极，形成原电池，B项错误；C．生铁中金属铁，碳潮湿的空气能构成原电池，铁为负极，易被腐蚀而生锈，C项错误；D．铜线和铝线在潮湿的空气中能构成原电池，D项错误；答案选A。10．（江西省）氢氧化钾在医药、轻工业、电化工、纺织等领域有广泛的应用。实验室以铁、石墨为电极，电解饱和溶液(电解液滴有适量的酚酞)制备、等，电解装置如下图所示：下列说法正确的是A．a电极材料是铁B．阴极区电极反应：C．当电路中有电子转移时，就有通过膜进入正极区D．一段时间后整个电解池均变成红色【答案】B【解析】A．a电极为阳极，材料应该是惰性电极材料，不能是铁，A错误；B．阴极区电极反应：，B正确；C．当电路中有电子转移时，会有2mol钾离子进入阴极区，即有2mol×39g/mol=通过膜进入阴极区，C错误；D．阳极区生成氯气，氯气和水生成漂白性次氯酸，会使有色物质褪色，D错误；故选B。11．（黑龙江省哈尔滨市第三中学-2023学年高三上学期第二次验收考试化学试题）某燃料电池以乙醇为㜣料，空气为氧化剂，强碱溶液为电解质组成，有关该电池的说法正确的是A．放电时正极发生氧化反应B．放电一段时间后，正极附近溶液的pH减小C．放电时负极电极反应为：D．消耗0.2mol乙醇，有1.2mol转移【答案】C【解析】A．由分析可知，放电时，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，A错误；B．由分析可知，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，正极附近溶液的氢氧根离子浓度增大，溶液碱性增强，B错误；C．由分析可知，放电时，通入乙醇的一极为负极，碱性条件下，乙醇在负极失去电子发生还原反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO＋11H2O，C正确；D．由分析可知，放电时，通入乙醇的一极为负极，碱性条件下，乙醇在负极失去电子发生还原反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－=2CO＋11H2O，由电极反应式可知，消耗0.2mol乙醇，转移电子的物质的量为2.4mol，D错误；故选C。12．（浙江省宁波效实中学2021-学年高二上学期期中考试化学试题）利用膜技术和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图，下列说法正确的是A．甲装置将电能转化为化学能B．每转移2mol电子，生成2molN2O5和1molH2SO4C．乙中电极d上发生氧化反应D．c电极反应式为：N2O4–2e-+H2O=N2O5+2H＋【答案】B【解析】A．根据上述分析可知，甲为原电池，将化学能转化为电能，A错误；B．电池中反应为，转移2mol电子，生成1molH2SO4，c极为阳极，电极反应式为，每转移2mol电子，生成2molN2O5，B正确；C．乙为电解池，d极为阴极，发生还原反应，C错误；D．乙为电解池，c极为阳极，电极反应式，D错误；故答案选C。13．（山东省青岛第五十八中学-2023学年高二上学期期中考试化学试题）下列叙述中，正确的个数为①电解池是将化学能转变为电能的装置；②金属导电和电解质溶液导电均为物理变化；③通过电解原理只能实现不能自发进行的氧化还原反应；④电镀过程相当于金属的“迁移”，可视为物理变化；⑤纯银质物品久置表面变暗，是由于发生了电化学腐蚀；⑥为了防止钢铁锈蚀，在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨一同浸入海水中；⑦一般来说，带有盐桥的原电池比不带盐桥的原电池效率高。A．1个 B．2个 C．3个 D．4个【答案】A【解析】电解池是将电能转变为化学能的装置，①错误；金属导电是物理变化，电解质溶液导电四在通电条件下发生化学反应，为化学变化，②错误；通过电解原理能实现不能自发进行的氧化还原反应，也可发生自发的氧化还原反应，③错误；电镀过程相当于金属的“迁移”，由金属离子得电子生成金属单质，为化学变化，④错误；纯银质物品久置表面变暗，是由于发生了化学腐蚀生成硫化银等物质，⑤错误；为了防止钢铁锈蚀，在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块比铁活泼的金属作为负极，一同浸入海水中，采用了牺牲阳极保护阴极的方法，不可用石墨，⑥错误；一般来说，带有盐桥的原电池不发生普通的化学腐蚀，比不带盐桥的原电池效率高，⑦正确；综上，只有⑦正确，故答案选A。14．（山东省济南市章丘区第四中学-2023学年高二上学期期中考试化学试题）电化学降解的原理如图所示，下列说法正确的是A．N为电源的正极B．电池工作时，通过质子交换膜从左侧移向右侧C．Pt电极上的反应式为D．每生成，左右两侧溶液质量变化差为18g【答案】B【解析】A．根据分析，N为负极，A错误；B．电解池工作时，氢离子通过质子交换膜移向阴极，即从左侧移向右侧，B正确；C．Pt电极为阳极，电极反应时为：，C错误；D．5.6g氮气的物质的量为0.2mol，每生成0.2mol氮气转移电子的物质的量为2mol，阳极生成0.5mol氧气和2molH+，故阳极减少质量为1mol水的质量：18g；阴极生成0.2mol氮气同时有2molH+转移过来，阴极减少的质量为：5.6g-2g=3.6g，左右两侧溶液质量变化差为18g-3.6g=14.4g，D错误；故选B。15．（山东省济南市章丘区第四中学-2023学年高二上学期期中考试化学试题）下列说法正确的是A．放电时，铅酸蓄电池的负极质量减轻B．工业上常采用电解NaCl的水溶液的方法来制取金属单质钠C．粗铜精炼时，粗铜应与电源的负极相连D．马口铁(表面镀锡薄钢板)的表面破损时，马口铁会较纯铁腐蚀更严重【答案】D【解析】A．放电时，铅酸蓄电池的负极反应Pb-2e-+SO=PbSO4，生成硫酸铅固体，负极质量增加，故A错误；B．工业上常采用电解熔融态NaCl的的方法来制取金属单质钠，故B错误；C．粗铜精炼时，粗铜应与电源的正极相连，精铜与负极相连，硫酸铜溶液做电解质，故C错误；D．铁比锡活泼，马口铁(表面镀锡薄钢板)的表面破损时铁做负极，锡为正极形成原电池，马口铁腐蚀加速，故马口铁会较纯铁腐蚀更严重，故D正确；故答案为D。16．（重庆市第一中学-2023学年高三上学期11月月考化学试题）低温非水溶剂铝硫电池是一种新型的二次电池，相比锂电池具有原料来源广泛，电容量大等优点。如下图所示电池以Et3NH+Cl-和AlCl3混合物形成的离子液体作电解质，该电解质中Al元素只以和离子形态存在，下列说法正确的是A．放电时，S/Al2S3电极为负极B．放电时，Al电极的电极反应为C．充电时，Al电极电势较高D．充电时，每有1mol电子转移，S/Al2S3电极减轻9g【答案】D【解析】A．根据原电池总反应是自发反应2Al+3S=Al2S3，可判断放电时，Al电极为负极，S/Al2S3电极为正极，A错误；B．放电时，Al电极失去电子被氧化产生，则Al电极的电极反应为：，B错误；C．充电时，Al电极与外电源负极相连，作阴极，其电势较低，C错误；D．充电时S/Al2S3电极失去电子，发生氧化反应，则阳极的电极反应式为：，每有1mol电子转移，将有molAl3+在脱嵌，减轻9g，D正确；故合理选项是D。非选择题：共56分。17．（16分）（贵州省新高考协作体-2023学年高二上学期入学质量检测化学试题）电化学装置和化学平衡在日常生活、生产工业中有着广泛应用。回答下列问题：(1)从能量转化的角度看，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列反应能设计成原电池的是_______(填标号)。A．氢氧化钾与稀盐酸反应 B．灼热的炭与反应C．在中燃烧： D．与反应(2)微型纽扣电池在现代生活中应用广泛。有一种银锌电池，其电极分别是和Zn，电解质溶液为溶液，总反应是。①负极电极反应是_______。②使用该电池时，正极区的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)已知反应：。一定温度下，向4L密闭容器中充入1.6mol的(g)和0.8mol的CO(g)发生反应，反应过程中CO气体和CO2气体的物质的量与时间的关系如下：①一定温度下，第4min时_______第3min时(填“大于”“小于”或“等于”)。②2min~4min内，_______。平衡时CO的转化率为_______。平衡时混合气体中的体积分数是_______。③下列情况能说明该反应达到化学平衡的是_______(填标号)。A．单位时间内生成的同时生成B．C．容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化D．容器中气体压强不随时间变化而变化【答案】(1)C（2分）(2)

增大（4分）(3)

小于

0.025mol/(L·min)

75%

25%

A（10分）【解析】（1）A．无元素的化合价变化，错误；B．灼热的炭与CO2反应为吸热反应，错误；C．燃烧反应为放热反应，且有元素化合价变化，可设计为原电池，正确；D．无元素化合价变化，错误；故答案选C；（2）①原电池工作时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。银锌电池反应中，锌元素从0价升到+2价，被氧化，银元素从+1价降低为0价，被还原，所以锌是负极，电极反应为；故答案为；②正极反应为，由电极反应知，电池放电时，增大，正极区溶液pH增大；故答案为增大；（3）①第4min时，而第4min时小于第3min时，故第4min时小于第3min时；故答案为小于；②根据可知，2~4min内，，平衡时CO的转化率为；平衡时混合气体中的体积分数为；故答案为，75%，25%；③A．单位时间内生成nmolCO的同时生成，说明化学反应的正、逆反应速率相等，故A正确；B．当时，说明化学反应达到平衡状态，而不能代表正、逆反应速率的关系，故B错误；C．因为气体的平均相对分子质量与气体的质量和气体的物质的量有关，该反应气体的物质的量不变，质量不变，当容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化时，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；D．该反应是反应前后气体体积相等的反应，压强始终不变，故D错误；故答案选A。18．（13分）（人教2019版选择性必修一第四章化学反应与电能复习与提高）如图是一个用石墨作电极，电解稀溶液的装置，电解液中事先加有指示剂，此时溶液呈红色(指示剂变色的pH范围是6.8~8.0，酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色)。回答下列问题。(1)在电解过程中，有关电极附近溶液颜色变化的叙述中正确的是___________(填序号)。①A管溶液由红色变为黄色；②B管溶液由红色变为黄色；③A管溶液不变色；④B管溶液不变色。(2)写出A管中发生的电极反应：___________。(3)写出B管中发生的电极反应：___________。(4)检验a管中气体的方法是___________。(5)检验b管中气体的方法是___________。【答案】(1)①④（2分）(2)2H2O+2e-+Mg2+=Mg(OH)2↓+H2↑（3分）(3)2H2O-4e-=O2↑+4H+（2分）(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（3分）(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会复燃（3分）【解析】(1)电解时，A为阴极，A管阴极上氢离子放电生成氢气，同时电极附近有氢氧根离子生成，溶液呈碱性，溶液呈黄色；B为阳极，B管阳极上氢氧根离子放电，同时电极附近有氢原子生成，溶液呈酸性，所以溶液呈红色，故答案为：①④；(2)A为阴极，A管中氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，同时电极附近有氢氧根离子生成，氢氧根离子和镁离子生成氢氧化镁白色沉淀，离子方程式为：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，总反应为2H2O+2e-+Mg2+=Mg(OH)2↓+H2↑，故答案为：2H2O+2e-+Mg2+=Mg(OH)2↓+H2↑；(3)B为阳极，B管中氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故答案为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；(4)a管中收集的气体是氢气，氢气具有可燃性，其检验方法为：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，故答案为：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)b管中收集的气体是氧气，氧气能使带火星的木条复燃，其检验方法为：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会复燃，故答案为：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会复燃。19．（15分）（人教版（2019）高二化学选择性必修1第四章化学反应与电能过模拟2年模拟精编精练）化学电源在日常生活和工业生产中有着重要的应用。Ⅰ.如图1所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为________________________________。(2)C极的电极反应式为________________________________________。(3)若有2.24L（标准状况下）氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体体积为________L（标准状况下）；丙装置中阴极析出铜的质量为________g。Ⅱ.“长征”火箭发射使用的燃料是液态偏二甲肼(C2H8N2)，并使用四氧化二氮作为氧化剂，这种组合的优点是能在短时间内产生巨大能量将火箭送2上太空，且产物不污染空气（产物都是空气的成分）。某校外研究性学习小组拟将此原理设计为原电池，如图2所示，结合学习过的电化学原理分析其设计方案，回答相关问题：(4)从a口加入________（填名称）。的移动方向是________（填“由A到B”或“由B到A”）。(5)A极发生的电极反应为__________________________________________________________。(6)若以该电池为电源，用石墨作电极电解200mL0.5mol/L的CuSO4溶液，电解一段时间后，两极收集到相同体积（相同条件下）的气体，则整个电解过程转移电子________mol。【答案】（1）CH4-8e‒+10OH‒=+7H2O

（2分）（2）2Cl‒-2e‒=Cl2↑

（2分）（3）4.48

12.8

（4分）偏二甲肼

由A到B

（3分）C2H8N2-16e‒+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+

（2分）0.4（2分）【解析】Ⅰ.由题可知，甲为燃料电池，甲烷通入一极为负极，氧气通入一极为正极；乙为电解池，Fe为阴极，C为阳极，实质为电解饱和食盐水；丙为电解池，粗铜为阳极，精铜为阴极，实质为电解精炼铜。本题可从原电池或电解池电极反应式的书写、基于转移电子关系的相关计算进行分析；Ⅱ.考查了燃料电池（原电池原理）的电极反应式、电子流向以及转移的电子数目计算。第(4)问中，注意外电路中电子由负极流向正极，电解质溶液中是阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。Ⅰ.(1)甲烷燃料电池中，负极上CH4失去电子后结合OH‒生成，其电极反应式为CH4-8e‒+10OH‒=+7H2O。答案为:CH4-8e-+10OH‒=+7H2O；(2)乙为电解池，Fe为阴极，C为阳极，实质为电解饱和食盐水，故C极的电极反应式为2Cl‒-2e‒=Cl2↑；答案为：2Cl‒-2e‒=Cl2↑；(3)标准状况下，2.24L氧气的物质的量为0.1mol，参与反应转移的电子数为0.4mol；铁电极为阴极，阴极的电极反应式为2H++2e－=H2↑，则放出氢气0.2mol，标准状况下的体积为4.48L。丙装置中阴极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu，则析出铜0.2mol，即为12.8g。答案为：4.48；12.8；Ⅱ.(4)由电子转移方向可知A为负极，B为正极，根据原电池原理，还原剂在负极上失去电子发生氧化反应，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应，则从a口通入偏二甲肼；内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以的移动方向是由A到B。答案为：偏二甲肼；由A到B；(5)A为负极，还原剂在负极上失去电子发生氧化反应，又已知产物中气体均为空气的成分，所以A极发生的电极反应式为：C2H8N2-16e‒+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+。答案为：C2H8N2-16e‒+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+；(6)两极收集到相同体积（相同条件下）的气体，则阴极上发生的电极反应为：Cu2++2e‒＝Cu，2H++2e‒＝H2↑，阳极的电极反应式为2H2O-4e‒＝4H++O2↑，设生成n(O2)=n(H2)=xmol，因为，由得失电子守恒得，解得，所以，则整个电解过程转移电子的物质的量为。答案为：0.4。20．（12分）（吉林省通化县综合高级中学2020-2021学年高一下学期期末考试化学试题）原电池是将化学能转化为电能的装置。I.a为铜片，b为铁片，烧杯中是稀硫酸溶液，当开关K断开时产生的现象为___________；当开关K闭合时，产生的现象为___________。A．a不断溶解

B．b不断溶解

C．a上产生气泡

D．b上产生气泡

E．溶液逐渐变蓝(2)闭合开关K，反应一段时间后断开开关K，经过一段时间后，下列叙述不正确的是___________。A．溶液中浓度减小

B．正极附近浓度逐渐增大C．溶液中含有

D．溶液中浓度基本不变Ⅱ.某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(气体体积已折算为标准状况下的体积)，实验记录如下(累计值)：时间/min12345氢气体积/mL50120232290310(3)反应速率最大的时间段是___________(填“0~1min”“1~2min”“2~3min”“3~4min”或“4~5min”)；反应速率最小的时间段是___________(填“0~1min”“1~2min”“2~3min”“3~4min”或“4~5min”)，(4)如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，该同学在盐酸中分别加入等体积的下列液体，你认为可行的是___________(填序号)。A．蒸馏水

B．NaCl溶液

C．溶液

D．溶液【答案】（1）BD

BC

（4分）B

（2分）2-3min

4~5min

（4分）AB（2分）【解析】I．当开关K断开时，只有铁与稀硫酸发生反应，产生的现象为铁不断溶解、铁片上产生气泡，则答案为BD；当开关K闭合时，形成原电池，铁为负极失去电子被氧化、铜作正极、氢离子在铜片上得电子产生氢气，产生的现象为铁不断溶解、铜片上产生气泡，则答案为BC。(2)闭合开关K，形成原电池，结合(1)可知：A．氢离子在铜片上得电子产生氢气，溶液中浓度减小，A正确；

B．原电池工作时，内电路中阴离子移向负极，则负极附近浓度逐渐增大，B不正确；C．铁被氧化得到亚铁离子，则溶液中含有，C正确；

D．只有铁与氢离子反应，不反应，溶液中浓度基本不变，D正确；则答案是B。Ⅱ．(3)相同时间内，产生气体体积越大反应速率越快，由表知，“0~1min”、“1~2min”、“2~3min”、“3~4min”、“4~5min”内产生的氢气体积依次为50mL、70mL、112mL、58mL、20mL、则反应速率最大的时间段是2~3min；反应速率最小的时间段是4~5min。(4)A．蒸馏水稀释溶液，溶液中c(H+)减小，反应速率减小，A正确；

B．NaCl溶液稀释溶液，溶液中c(H+)减小，反应速率减小，B正确；

C．溶液消耗盐酸、则减少了产生氢气的量，C错误；D．加溶液，在Zn的表面发生置换反应析出Cu，构成原电池，加快反应速率，D错误；则可行的是AB(填序号)。课后测评一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.(山西运城高二月考)下列叙述正确的是()A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B.自然界中钢铁的腐蚀大部分都是吸氧腐蚀C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀D.铜锌原电池工作时,若有13g锌被溶解,电路中就有0.2mol电子通过答案B解析原电池的两极可为金属,也可为金属和非金属,常用石墨作正极,如果是燃料电池,两个电极都可为非金属,A错误;在弱酸性、中性或碱性环境中,钢铁发生吸氧腐蚀,在酸性较强时,钢铁发生析氢腐蚀,自然界中钢铁的腐蚀大部分都是吸氧腐蚀,B正确;锡、铁和电解质溶液构成的原电池中,铁易失电子作负极,锡作正极,所以铁易被腐蚀,C错误;铜锌原电池工作时,若有13g锌被溶解,电路中通过的电子为13g65g·mo2.下列叙述正确的是()A.电解饱和食盐水制烧碱时,Fe作阳极,石墨作阴极B.电解氯化铜溶液时,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量相等C.钢铁在空气中发生电化学腐蚀时,铁作负极D.原电池工作时,阳离子移向电池的负极答案C解析电解饱和食盐水制烧碱时,阳极必须是惰性电极,A错误;电解氯化铜溶液时,实质是电解氯化铜本身,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量不相等,B错误;钢铁在空气中发生电化学腐蚀,不论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,均是铁作负极,C正确;原电池工作时,阳离子移向电池的正极,D错误。3.利用如图装置电解四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]的水溶液制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]。下列说法正确的是()A.电极A上发生还原反应B.产物c是Cl2C.在a处收集(CH3)4NOHD.阳离子交换膜可提高(CH3)4NOH的纯度答案D解析在溶液中(CH3)4NCl完全电离生成(CH3)4N+和Cl-。该电解池中,阳极上发生反应2Cl--2e-Cl2↑,阴极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,中间为阳离子交换膜,则(CH3)4N+通过交换膜进入阴极区生成(CH3)4NOH,所以电极B为阴极,生成的c是氢气,电极A为阳极,发生氧化反应,生成的b为氯气,A、B错误。(CH3)4NOH在阴极区e处收集到,故C错误;阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子通过,可提高(CH3)4NOH的纯度,故D正确。4.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,阳极的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑B.氢氧燃料电池的负极反应:O2+2H2O+4e-4OH-C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为Cu-2e-Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应:Fe-2e-Fe2+答案A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,电极反应为Cu2++2e-Cu;钢铁腐蚀的负极反应是Fe-2e-Fe2+。5.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是()A.装置①中阳极上析出红色固体B.装置②的待镀铁制品应与电源正极相连C.装置③闭合电键后,外电路电子由a极流向b极D.装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过答案C解析装置①中阳极上氯离子放电生成氯气,故A错误;装置②是电镀装置,待镀铁制品作阴极,应与电源负极相连,故B错误;装置③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正确;装置④的离子交换膜只允许阳离子、水分子自由通过,故D错误。6.某小组为研究电化学原理,设计右图装置,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+向铜电极移动答案D7.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是()A.阳极发生还原反应,其电极反应式为Ni2++2e-NiB.电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt答案D解析A项,阳极应发生氧化反应。C项,根据金属活动性顺序和金属阳离子的氧化强弱,阳极反应为Zn-2e-Zn2+、Fe-2e-Fe2+、Ni-2e-Ni2+,Cu、Pt在该条件下不失电子,阴极反应为Ni2++2e-Ni。比较两电极反应,因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等,当两极通过相同的电量时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。8.(天津卷)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌—碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是()A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极答案D解析根据离子和电子的移动方向可知,a电极是正极,b电极是负极。放电时,负极电极反应为Zn-2e-Zn2+,正极电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-,显然A、B正确;充电时,b电极电极反应为Zn2++2e-Zn,每增重0.65g转移0.02mole-,根据以上分析,可知溶液中有0.02molI-被氧化,C正确;充电时,阳极接电源正极,故D错误。9.(全国Ⅰ)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流法进行防腐,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答案C解析外加电流法可使被保护的钢管桩上无腐蚀电流,A项正确;通电后,高硅铸铁为惰性阳极,钢管桩为阴极,外电路电子从阳极流向阴极,B项正确;由于高硅铸铁为惰性阳极,因此应是海水中的OH-失电子,2H2O-4e-O2↑+4H+,因此阳极材料不被损耗,C项错误;用外加电流法进行防腐时,应依据环境条件变化调整电流大小。10.按下图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示()①c(Ag+)②c(AgNO3)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pHA.①③B.③④C.①②④ D.①②⑤答案D解析该电解池中,随着电解的进行,c(Ag+)不变,c(AgNO3)不变,溶液的pH不变。因为阳极反应式为Ag-e-Ag+,阴极反应式为Ag++e-Ag,故b棒质量减小,a棒质量增大。二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)11.(辽宁锦州模拟)肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸,但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池,具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点,其工作原理如图所示,下列叙述正确的是()A.电池工作时,正极附近的pH增大B.当消耗1molO2时,有2molNa+由甲槽向乙槽迁移C.负极反应式为4OH-+N2H4-4e-N2↑+4H2OD.若去掉阳离子交换膜,电池也能正常工作答案AC12.(江苏南京高二月考)下图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下,电子由价带跃迁到导带后,然后流向对电极。下列说法不正确的是()A.对电极的电极反应:2H++2e-H2↑B.半导体电极发生还原反应C.电解质溶液中阳离子向对电极移动D.整个过程中实现了太阳能→化学能→电能的转化答案BD解析由图示分析可知在对电极上发生的反应是水电离出的氢离子得到电子生成氢气,电极反应为2H++2e-H2↑,A说法正确;在光照下,电子由价带跃迁到导带后,然后流向对电极,所以半导体电极为负极,发生氧化反应,B说法错误;阳离子向阴极移动,对电极为阴极,因此电解质溶液中阳离子向对电极移动,C说法正确;对图示过程分析可以知道,该装置是光能转化为电能,电能再转化为化学能的过程,D说法错误,故选BD。13.(全国Ⅲ)一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是()A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x2Li+(1-x2)O2答案D解析放电时,该电池中锂作负极,多孔碳材料作正极,A项错误;放电时,外电路电子由负极流向正极,即由锂电极流向多孔碳材料电极,B项错误;充电时,锂电极作阴极,多孔碳材料电极作阳极,电解质溶液中Li+应向锂电极区移动,C项错误;充电反应与放电反应相反:Li2O2-x2Li+(1-x2)O2,D项正确。14.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0mol·L-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22.4L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是(A.原混合溶液中c(K+)为2mol·L-1B.上述电解过程中共转移4mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5molD.电解后溶液中c(H+)为2mol·L-1答案AB解析两极都收集到标准状况下的22.4L气体,说明阴极上发生的反应依次为:①Cu2++2e-Cu;②2H++2e-H2↑,阳极只生成O2:4OH--4e-O2↑+2H2O,n(H2)=n(O2)=1mol,则n(e-)=4mol,B正确。根据电子转移守恒得,原溶液中n(Cu2+)=1mol,根据电荷守恒有n(K+)+n(Cu2+)×2=n(NO3-),所以n(K+)=1mol,c(K+)=2mol·L-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+)=4mol·L-1。15.(山东济南高二月考)雾霾中含有大量的污染物SO2、NO。工业上吸收工业尾气中的SO2和NO,获得Na2S2O3和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):下列说法错误的是()A.Na2S2O4中S元素的化合价为+3价B.装置Ⅱ消耗36g水生成4NA个H+(NA代表阿伏加德罗常数)C.装置Ⅲ用甲烷燃料电池进行电解,当消耗24g甲烷时,理论上可再生10molCe4+D.装置Ⅳ获得粗产品NH4NO3的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等答案C解析根据化合物中元素正负化合价代数和等于0可知,Na2S2O4中硫元素的化合价为+3价,A正确;36g水的物质的量是2mol,在装置Ⅱ中发生反应NO+2H2O+3Ce4+3Ce3++NO3-+4H+,NO+H2O+Ce4+Ce3++NO2-+2H+,可见两个反应都是消耗1molH2O,产生2molH+,则反应消耗2molH2O,就产生4molH+,生成H+的数目等于4NA,B正确;24g甲烷的物质的量为n(CH4)=24g16g·mol-1=1.5mol,在碱性甲烷燃料电池中,通入甲烷的电极为负极,失去电子发生氧化反应,电极反应为CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O,1molCH4反应失去8mol电子,则1.5molCH4完全反应转移电子的物质的量为n(e-)=8×1.5mol=12mol,由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以当消耗24g甲烷时,理论上可再生12molCe4+,C错误;由于三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时,M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:(1)M电极的材料是,其电极名称是,

N的电极反应式为,

乙池的总反应是,

通入甲烷的铂电极的电极反应式为

。

(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气L(标准状况下),若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池溶液的H+的浓度为。

答案(1)铁阴极4OH--4e-O2↑+2H2O4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑CH4+10OH--8e-CO32-+7H2(2)0.2240.1mol·L-117.(12分)如图装置所示,C、D、E、F都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:(1)B极是电源的,一段时间后,甲中溶液颜色。

(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为。

(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应是,电镀液是溶液。

(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生的总反应的离子方程式为。

答案(1)负极变浅(2)1∶2∶2∶2(3)铜件AgNO3(4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+解析(1)F极附近溶液呈红色,说明F极是阴极,产生了NaOH,则B极是电源的负极。(2)甲中,C极为阳极,阳极发生氧化反应:4OH--4e-2H2O+O2↑;D极为阴极,阴极发生还原反应:2Cu2++4e-2Cu。乙中,E极为阳极,电极反应为4Cl--4e-2Cl2↑,F极为阴极,电极反应为4H++4e-2H2↑。甲、乙串联,转移电子的数目相同,故C、D、E、F电极产生单质的物质的量之比为n(O2)∶n(Cu)∶n(Cl2)∶n(H2)=1∶2∶2∶2。(3)H极与电源负极相连,H极为阴极,电镀时,镀件应作阴极,即H应该是镀件,电镀液可以是AgNO3溶液。(4)若C电极为铁,铁为活性电极,阳极反应为Fe-2e-Fe2+,阴极反应为Cu2++2e-Cu,总反应为Fe+Cu2+Cu+Fe2+。18.(10分)金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。已知:铬能与稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铬(CrSO4)。(1)铜和铬构成的原电池装置如图1所示,其中盛有稀硫酸的烧杯中出现的现象为。盐桥中装的是含饱和KCl溶液的琼胶,下列关于该原电池的说法正确的是(填序号)。

A.盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持溶液呈电中性,凡是有盐桥的原电池,盐桥中均可以盛装含饱和KCl溶液的琼胶B.理论上溶解1molCr,盐桥中将有2molCl-进入左烧杯中,2molK+进入右烧杯中C.在原电池反应中H+得电子发生氧化反应D.电子从铬电极通过导线到铜电极,又通过盐桥转移到左烧杯中(2)铜和铬构成的另一原电池装置如图2所示,铜电极上不再有图1装置中铜电极上出现的现象,铬电极上产生大量气泡,且气体遇空气呈红棕色。写出该原电池正极的电极反应:。

(3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)常见的处理方法是电解法。将含Cr2O72-的废水通入电解槽内,用铁作阳极,在酸性环境中,加入适量的NaCl进行电解,使阳极生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,其离子方程式为。阴极上Cr2O72-、H+、Fe3+答案(1)铜电极上有气泡生成B(2)4H++NO3-+3e-NO↑+2H2O(3)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2OCr2O72-+14H++6e-解析(1)根据题中信息可知在图1装置中,铬失去电子生成Cr2+,氢离子在铜电极上得到电子生成氢气,故现象为铜电极上有气泡生成。若原电池的盐桥中盛装的是含饱和氯化钾溶液的琼胶,且电解质溶液中的溶质是硝酸银,则电解过程中会生成氯化银沉淀堵塞盐桥使离子移动不畅,盐桥中可换成含饱和KNO3溶液的琼胶,故A项错误;由电子守恒可知,溶解1molCr转移2mol电子,左烧杯中增加2mol正电荷,右烧杯中减少2mol正电荷,盐桥中将有2molCl-进入左烧杯中,2molK+进入右烧杯中,故B项正确;在原电池反应中氢离子得到电子发生还原反应,故C项错误;导线中发生移动的是电子,电解质溶液中发生移动的是离子,故电子无法通过盐桥转移到左烧杯中,故D项错误。(2)由实验现象可知,在图2装置中铬电极作正极,硝酸根离子在铬电极上得到电子发生还原反应转化为NO,所以正极电极反应为4H++NO3-+3e-NO↑+2H2O(3)根据题意可知,该溶液环境为酸性环境,则Fe2+和Cr2O72-发生的反应为Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,Cr2O72-放电的阴极电极反应为Cr2O72-19.(12分)(全国Ⅲ)KIO3是一种重要的无机化合物,可