094一轮新课标三维化学人教版第九章电化学基础评估章末质量检测.docx
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094一轮新课标三维化学人教版第九章电化学基础评估章末质量检测
第九章电化学基础
（时间90分钟，满分100分）
命题报告
知识点
难度
基础
中档
拔高
原电池原理及其应用
1、2、3
8、16
20
电解原理及其应用
4、5、6、7
9、10、12、15、17
22
电化学原理与社会生活
11、13、14、19
21
金属材料的防护
18
一、选择题（本题包括16小题，每小题3分，共48分）
1．（2009·上海高考）茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向．航标灯的电源必须长效、稳定．我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池．在这种电池中（ ）
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极
③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应
A．②③ B．②④
C．①②D．①④
解析：
电池电极只称为正、负极，故①错．其中活泼的一极为负极，即为铝合金，②对．电极在海水中，故海水为电解质溶液，③对．铝合金为负极，则发生氧化反应，故④错．
答案：
A
2．近年，科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池．该电池包括两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中．由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．左边为该电池的负极
B．该电池可在高温环境下使用
C．该电池负极反应为：
H2－2e－===2H＋
D．该电池正极反应为O2＋4e－===2O2－
解析：
根据燃料电池的原理，其正极通入空气（或氧气），负极通入H2，故A错误；而在高温下氢气与氧气混合会导致爆炸且易变性，B错误．正极反应不可能生成O2－，应该生成H2O，故D错误．
答案：
C
3．下列关于铜电极的叙述正确的是（ ）
A．铜锌原电池中铜电极上发生氧化反应
B．电解饱和食盐水制烧碱时，用铜作阳极
C．电解法精炼铜时，粗铜连接电源的正极
D．电镀铜和精炼铜时，均用纯铜作阴极
解析：
铜锌原电池中铜电极为正极，发生还原反应；电解饱和食盐水制烧碱时，阳极为石墨；电解法精炼铜时，粗铜作阳极被氧化，纯铜作阴极，故C正确；电镀铜时，铜作阳极被氧化．
答案：
C
4．（2009·毫州模拟）电解CuCl2和NaCl的混合溶液，阴极和阳极上分别析出的物质是（ ）
A．H2和Cl2B．Cu和Cl2
C．H2和O2D.Cu和O2
解析：
阴极上阳离子放电顺序：
Cu2＋>H＋>Na＋，所以Cu2＋＋2e－===Cu；阳极上阴离子放电顺序：
Cl－>OH－，所以有2Cl－－2e－===Cl2↑.
答案：
B
5.
按如图所示的装置进行电解实验：
A极是铜锌合金，B极为纯
铜，电解质溶液为硫酸铜溶液（足量）．通电一段时间后，A极
恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g，则A合金中铜、锌
原子个数比为（ ）
A．4∶1B．3∶1C．2∶1D．任意比
解析：
由图可知A是阳极，B是阴极．B极上共析出0.12molCu.阴极上析出的铜的物质的量跟阳极上溶解掉的Cu、Zn的物质的量之和相等，所以每当1molZn溶解生成1molZn2＋时必定同时有1molCu2＋转化为Cu，溶液质量增加1g．所以锌的物质的量为0.03mol，铜锌原子个数比为（0.12－0.03）∶0.03＝3∶1.
答案：
B
6．三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：
用NaOH调节NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解．电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍．以下说法正确的是（ ）
A．可用铁作阳极材料
B．电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C．阳极反应方程式为：
2Cl－－2e－===Cl2↑
D．1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了2mol电子
解析：
根据“用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5”，则电解液中含有Ni2＋、H＋、Na＋、Cl－、OH－，电解时阳极产生Cl2，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，故C正确，阳极不可能是活性电极如铁，故A错．阳极产生Cl2与碱反应，故pH值降低，故B错．由Ni2＋－e－===Ni3＋，则1mol二价镍全部转化为三价镍时，失去1mol电子，所以D错误．
答案：
C
7．（2010·宜昌模拟）如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极．将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色．则以下说法正确的是（ ）
A．电源B极是正极
B．甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1∶2∶2∶2
C．欲用丙装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液
D．装置丁中Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带负电荷
解析：
由乙中阴极2H＋＋2e－===H2↑；阳极2Cl－－2e－===Cl2↑；向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明F极为阴极，即电源B极是负极.甲电解反应为2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4；根据串联电路通过的电量相等，B正确.镀银时银应为阳极，C错误.氢氧化铁胶粒带正电荷，故向电源负极移动，D错误．
答案：
B
8．（2009·浙江高考）市场上经常见到的标记为Li ion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．这里锂离子电池的电池反应式为：
Li＋2Li0.35NiO2
2Li0.85NiO2
下列说法不正确的是（ ）
A．放电时，负极的电极反应式：
Li－e－===Li＋
B．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：
A项，放电时Li为负极，发生氧化反应；B项，充电时Li0.85NiO2既是氧化剂，又是还原剂；C项，用水作电解质，Li要与水反应；D项，放电时，正极得电子而吸引阳离子Li＋.
答案：
D
9．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发生a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出．符合这一情况的是（ ）
A极板
B极板
X电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
解析：
a极板质量增加，必定是金属在a极析出．a极一定是阴极，则X一定为电源的负极，所以C选项电源电极名称错，B选项Z溶液为NaOH溶液，电解时无金属析出，被排除．又因为b极有无色无臭气体放出，该气体只能是O2，而D选项电解CuCl2溶液，阳极产生的气体是黄绿色的有刺激性气味的Cl2，D选项被排除.
答案：
A
10．某溶液中含有两种溶质NaCl与H2SO4，它们的物质的量之比为3∶1.用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段．下列叙述不正确的是（ ）
A．阴极自始至终只有H2
B．阳极先析出Cl2后析出O2
C．电解最后阶段为电解水
D．溶液pH不断增大，最后为7
解析：
电解所分三个阶段可认为是
（1）电解盐酸，
（2）电解氯化钠溶液，（3）电解硫酸钠溶液，电解盐酸为分解型，电解氯化钠溶液生成碱，电解硫酸钠溶液为电解水型，所以最终溶液呈碱性．
答案：
D
11．如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．Y为阴极，发生还原反应
B．X为正极，发生氧化反应
C．Y与滤纸接触处有氧气生成
D．X与滤纸接触处变红
解析：
考查原电池、电解池的反应原理．根据图示的装置可以得出左侧的装置为原电池，右侧的装置为电解池．根据原电池的构成规律：
Zn为负极，Cu为正极；由图示连接情况可知X为阳极发生氧化反应，Y为阴极发生还原反应，电极反应分别为Cu2＋－2e－===Cu2＋、2H＋＋2e－===H2↑.因为在Y电极附近H＋的浓度减小，将使H2O
H＋＋OH－平衡向右移动，移动的结果是c（OH－）＞c（H＋），溶液显碱性，所以溶液附近电极变红色．所以只有A选项正确．
答案：
A
12．用石墨作电极电解1mol/LCuSO4溶液，当c（Cu2＋）为0.5mol/L时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状况（ ）
A．CuSO4 B．CuO
C．Cu（OH）2D．CuSO4·5H2O
解析：
电解CuSO4溶液的总反应方程式为2CuSO4＋2H2O电解,2Cu＋O2↑＋2H2SO4，故从溶液中析出的物质是Cu和O2，每放出1molO2即析出2molCu，Cu与O的物质的量之比为1∶1，所以，加入CuO可使溶液恢复原状．
答案：
B
13．按下图所示装置做实验，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（NO
） ③a棒的质量
④b棒的质量 ⑤溶液的pH
A．①③ B．③④
C．①②④D．①②⑤
解析：
由图象知：
装置是电镀池，所以AgNO3溶液不变．故得答案．
答案：
D
14．金属镍有广泛应用．粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）（ ）
A．阳极发生还原反应，其主要电极反应式：
Ni2＋＋2e－===Ni
B．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，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt
解析：
电解精炼镍的化学原理与电解精炼铜相同，电解时将粗镍作阳极．由已知的氧化性Fe2＋Fe>Ni>Cu>Pt，电解时阳极上Ni和杂质Zn、Fe失电子，发生氧化反应，金属溶解进入溶液，Cu和Pt不能失电子而形成阳极泥在阳极附近沉积．在阴极上只有Ni2＋得电子析出金属镍，在通过相同电量时，阴阳两极反应的元素不完全相同，所以两极质量的变化值不等．电解时的电解液为含Ni2＋的盐溶液，电解过程中Ni2＋浓度略有减少，所以溶液中仍含有大量的Ni2＋.
答案：
D
15．如图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是（ ）
解析：
电子流出的一极是电源的负极，电解饱和的氯化钠溶液时，阳极产生Cl2，能使碘化钾淀粉溶液变蓝；阴极产生H2，阴极区显碱性，能使酚酞变红．
答案：
D
16．有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池．该电池中反应的化学方程式：
CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，则关于此燃料电池的下列说法正确的是（一个电子所带电量为1.6×10－19C）
（ ）
A．通入甲烷的电极为电池的正极，通入氧气的电极为负极
B．在标准状况下，每消耗5.6LO2，可向外提供8.3×104C的电量
C．通入甲烷电极的电极反应为：
CH4＋10OH――8e－===CO
＋7H2O
D．放电一段时间后，溶液pH升高
解析：
在燃料电池中，可燃物是还原剂，发生氧化反应，在电池中作负极，所以A错．从原电池的总反应式看在反应中由于生成的CO2消耗了溶液中的OH－，使得溶液pH值降低，所以D错．消耗5.6LO2即0.25molO2，转移1mol电子，可向外提供6.02×1023×1.6×10－19C＝9.6×104C的电量，所以B错．
答案：
C
二、非选择题（本题包括6小题，共52分）
17．（6分）用惰性电极电解NaCl与NaHCO3混合溶液，测得溶液
pH变化如图所示．
（1）在0→t时间内，两个电极上的电极反应式为：
阳极：
________________________________________________；
阴极：
____________________________________________________________________.
（2）用离子方程式表明0→t1时间内，溶液pH升高比较缓慢的原因：
________________________________________________________________________.
解析：
阳极阴离子放电顺序Cl－＞OH－＞HCO
；阴极阳离子放电顺序H＋＞Na＋；由于阴极生成OH－；与HCO
反应，故pH升高比较缓慢．
答案：
（1）2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
（2）HCO
＋OH－===CO
＋H2O
18．（6分）将铝件与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝件与电解液的接触面上逐渐形成一层Al（OH）3薄膜，薄膜的某些部分存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al（OH）3分解，从而在铝件表面形成一层较厚的氧化膜．某校课外兴趣小组根据上述原理，以铝件和铁棒为电极，一定浓度的NaHCO3溶液为电解液进行实验．
（1）铝件表面形成Al（OH）3的电极反应式是：
___________________________________
________________________________________________________________________.
（2）电解过程中，必须使电解液pH保持相对稳定（不能太大，也不能太小）的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
答案：
（1）Al－3e－＋3HCO
===Al（OH）3↓＋3CO2↑（或Al－3e－===Al3＋；Al3＋＋3HCO
===Al（OH）3↓＋3CO2↑）
（2）Al（OH）3、Al2O3具有两性，电解液的酸性或碱性过强，都会使所形成的Al2O3薄膜溶解
19．（10分）由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧
碱反应制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀．若用如图所示实验装置可制得
纯净的Fe（OH）2沉淀．两极材料分别为石墨和铁．
（1）a电极材料为__________，其电极反应式为
__________________________________________________．
（2）电解液d可以是__________，则白色沉淀在电极上生成；也可以是__________，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成．
A．纯水B．NaCl溶液
C．NaOH溶液D．CuCl2溶液
（3）液体c为苯，其作用是__________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
（4）为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是________．
A．改用稀硫酸作电解液
B．适当增大电源电压
C．适当缩小两电极间距离
D．适当降低电解液温度
（5）若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为__________________________．
解析：
制备Fe（OH）2的关键是防止O2对实验的干扰，加液体覆盖层，对电解液加热处理的目的都是为了排除O2的干扰．
答案：
（1）Fe Fe－2e－===Fe2＋
（2）C B
（3）隔绝空气，防止Fe（OH）2被氧气氧化 加热一段时间除去溶液中溶解的氧气
（4）BC
（5）白色沉淀立即变为灰绿色，最终变为红褐色
20．（9分）（2009·海南高考）Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器．该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2.电池的总反应可表示为：
4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2.
请回答下列问题：
（1）电池的负极材料为__________，发生的电极反应为__________________；
（2）电池正极发生的电极反应为______________________________________________；
（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成．如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_______________________________________，
反应的化学方程式为_______________________________________________________
________________________________________________________________________；
（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
解析：
分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂．
（1）负极材料为Li（还原剂），电极反应为Li－e－===Li＋.
（2）正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：
2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2.
（3）题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以SOCl2与水反应的现象应该为出现白雾和有刺激性气体生成．
（4）因为构成电池的两个主要成分中Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应．
答案：
（1）锂 Li－e－===Li＋
（2）2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2
（3）出现白雾，有刺激性气体生成 SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
（4）锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应
21．（10分）利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一．某研究小组设计了如图所示的循环系统实现光分解水制氢．反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I2和Fe2＋等可循环使用．
（1）写出下列反应中的离子方程式：
电解池A：
_____________________________________________________________；
电解池B：
_____________________________________________________________；
光催化反应池：
_________________________________________________________.
（2）若电解池A中生成3.36LH2（标准状况），电解池B中生成Fe2＋的物质的量为______．
（3）若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为amol/L和bmol/L，光催化反应生成Fe3＋的速率为cmol/min，循环系统中溶液的流量为Q（流量为单位时间内流过的溶液体积）．试用所给字母的代数式表示溶液的流量Q＝________.
解析：
（1）2H＋＋2I－
H2↑＋I2 4Fe3＋＋2H2O
O2↑＋4H＋＋4Fe2＋ 2Fe2＋＋I2
2Fe3＋＋2I－
（2）n（H2）＝
＝0.150mol；电子的物质的量为n（e－）＝2n（H2）＝2×0.150mol＝0.300mol.
因为电解池A、B是串联电解池，电路中转移的电子数目相等．所以，n（Fe2＋）＝n（e－）＝0.300mol.
（3）根据化学反应2Fe2＋＋I2
2Fe3＋＋2I－；光催化反应生成I－的速率v（I－）＝v（Fe3＋）＝cmol/min
电解池A中消耗I－的速率应等于光催化反应池中生成I－的速率amol/L×Q－bmol/L×Q＝cmol/min，
故Q＝
L/min.
答案：
（1）2H＋＋2I－
H2↑＋I2 4Fe3＋＋2H2O
O2↑＋4H＋＋4Fe2＋ 2Fe2＋＋I2
2Fe3＋＋2I－
（2）0.300mol （3）
L/min
22．（11分）如图（a）为持续电解饱和CaCl2水溶液的装置（以铂为电极，A为电流表），电解1小时后Cl－放电完毕，图（b）从1小时起将CO2连续通入电解液中，请在图（b）中完成实验（a）中电流对时间的变化关系图，并回答有关问题：
（1）完成实验（a）中电流对时间的变化关系图．
（2）电解时F极发生________反应，电极反应式为________________________________
________________________________________________________________________；
通CO2前电解的总化学方程式为_________________________________________
________________________________________________________________________.
（3）通CO2前电解池中产生的现象：
①_______________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________；
③_______________________________________________________________________.
解析：
电解CaCl2时，阳极Cl－放电产生Cl2，阴极H＋放电产生H2，总电极反应为CaCl2＋2H2O===Ca（OH）2＋Cl2↑＋H2↑；溶液最后变为Ca（OH）2溶液，通入CO2，会变浑浊．而溶质由CaCl2变为Ca（OH）2（溶解度很小）再变为CaCO3过程中，导电性不断减弱，通入过量CO2时，CaCO3溶解变为Ca（HCO3）2，溶液的导电性增强．
答案：
（1）
（2）氧化 2Cl－－2e－===Cl2↑ CaCl2＋2H2O===Ca（OH）2＋Cl2↑＋H2↑
（3）①F极有气泡产生且能闻到刺激性气味
②E极附近溶液呈红色且有气泡冒出
③连续通入CO2，溶液中先出现白色沉淀，而后沉淀又逐渐消失
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