第12单元教师.docx
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第12单元教师
全国100所名校单元测试示范卷·高三·化学卷（十二）
第十二单元 电化学基础
（90分钟 100分）
可能用到的相对原子质量:
H1 C12 O16 Na23 Cu64 Zn65 Ag108
第Ⅰ卷 （选择题 共45分）
一、选择题（本题包括15小题,每小题3分,共45分。
每小题只有一个选项符合题意）
1.在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧:
一艘名叫“阿那吉纳号”的货轮满载着精铜砂,在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水,最终沉没。
坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢?
事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关。
下列对此调查结论的理解正确的是
A.精铜砂装载过多导致沉船
B.运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大超过船的承载能力
C.在潮湿的环境中,船体与铜构成了原电池,加速了作为负极的船体的腐蚀
D.在潮湿的环境中,船体与铜构成了电解池,钢制船体作阳极而被氧化腐蚀
解析:
精铜即使在潮湿的环境中与空气的反应也很慢,但当它与铁、水膜（溶解有O2）形成原电池时会加快反应速率,使得作为负极的船体加速被腐蚀。
答案:
C
2.下列化学反应在理论上不能用于设计成原电池的是
A.4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）
4Fe（OH）3（s） ΔH<0
B.CH3CH2OH（l）+3O2（g）
2CO2（g）+3H2O（l） ΔH<0
C.Al（OH）3（s）+NaOH（aq）
NaAlO2（aq）+2H2O（l） ΔH<0
D.H2（g）+Cl2（g）
2HCl（g） ΔH<0
解析:
只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池,故C项符合题意。
答案:
C
3.一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH--2e-
2H2O、NiO（OH）+H2O+e-
Ni（OH）2+OH-。
当为该电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是
A.H2O的还原反应 B.NiO（OH）的还原反应
C.H2的氧化反应D.Ni（OH）2的氧化反应
解析:
放电为原电池反应,负极上失去电子发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应;充电为电解反应,与外电源正极连接的电极为阳极,由放电时的电极反应可知,阳极上发生的是Ni（OH）2的氧化反应。
答案:
D
4.下列描述中不符合生产实际的是
A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极
B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极
C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极
D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极
解析:
电解熔融的氧化铝制取金属铝时,应用惰性材料作电极;精炼粗铜时阳极是粗铜:
Cu-2e-
Cu2+,阴极是纯铜:
Cu2++2e-
Cu,电解质溶液是CuSO4溶液（含H2SO4）;电解饱和食盐水时,阳极是钛网,阴极是碳钢网;镀锌时阳极是锌:
Zn-2e-
Zn2+,阴极是镀件:
Zn2++2e-
Zn,电镀液是ZnCl2溶液。
故A项符合题意。
答案:
A
5.用电解法提取氯化铜废液中的铜,下列方案正确的是
A.用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片
B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片
C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D.用带火星的木条检验阳极产物
解析:
用电解法提取氯化铜废液中的铜,得到铜的电极为阴极,与电源的负极相连,与电源正极相连的阳极可用惰性电极,如铂等,A、C两项均错误,B项正确;阳极产物为氯气并不是氧气,D项错误。
答案:
B
6.利用右图装置,其中不能实现铁的电化学防护的一组是
A.X为锌,开关K置于M处
B.X为锌,开关K置于N处
C.X为铜,开关K置于M处
D.X为碳棒,开关K置于N处
解析:
将开关置于N处时,铁为阴极,无论X是什么,铁均不放电,被防护;将开关置于M处时,若X为铜,则铁作原电池的负极,易被腐蚀,C项符合题意。
答案:
C
7.有人设想以氢气为燃料,氯气为氧化剂设计成原电池。
这样不仅能产生电能,还能制备盐酸,假设这种想法可行,下列说法肯定错误的是
A.两极材料都用石墨,用稀盐酸作电解质溶液
B.通入氢气的电极为原电池的正极
C.电解质溶液中的阳离子向通入氯气的电极移动
D.通入氯气的电极的电极反应式为Cl2+2e-
2Cl-
解析:
由题可知总反应为H2+Cl2
2HCl,故H2发生氧化反应,通入H2的电极为原电池的负极,其电极反应式为H2-2e-
2H+,正极的电极反应式为Cl2+2e-
2Cl-。
答案:
B
8.X、Y、M、N四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,X、Y相连时,外电路电流从Y流向X;X、M相连时,M为正极;Y、N相连时,Y上有气泡逸出;M、N相连时,M的质量减少。
据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是
A.X>M>Y>N B.X>M>N>Y C.M>N>Y>X D.M>X>Y>N
解析:
根据原电池反应中的正、负极判断金属的活动性,一般情况下金属的活动性:
负极>正极。
X、Y相连时,外电路电流从Y流向X,Y为正极,所以活动性:
X>Y;X、M相连时,M为正极,所以活动性:
X>M;Y、N相连时,Y上有气泡逸出,氢离子在此极得电子生成氢气,为正极,所以活动性:
N>Y;M、N相连时,M的质量减少,所以活动性:
M>N,综合上述可得活动性:
X>M>N>Y,B项正确。
答案:
B
9.如图所示,X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板增重,b极板有无色无味的气体放出。
下列符合这一现象的一组物质是
选项
a极板
b极板
X电极
Z溶液
装置图
A
锌
石墨
负极
CuSO4溶液
B
石墨
石墨
负极
NaOH溶液
C
银
铁
正极
AgNO3溶液
D
铜
石墨
负极
CuCl2溶液
解析:
a极质量增加,必定是金属在a极析出,a极一定是阴极。
B项Z溶液为NaOH溶液,无金属析出,不符合题意;又因为b极有无色无味气体生成,只能是O2,而D项电解CuCl2溶液时,阳极逸出的是Cl2,不符合题意;在A、C两项中,根据电极名称,X应当作电源的负极,C项不符合题意,A项符合题意。
答案:
A
10.一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。
现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,向其中一极通入CO气体,另一极通入O2和CO2的混合气体,其总反应为2CO+O2
2CO2。
则下列说法中正确的是
A.通入CO的一极是电池的正极
B.负极发生的电极反应是O2+2CO2+4e-
2C
C.负极发生的电极反应是CO+C
-2e-
2CO2
D.正极发生氧化反应
解析:
根据题意知通入CO的一极为电源的负极,CO失去电子转变为CO2,负极发生氧化反应,故A、B、D三项均错误,C项正确。
答案:
C
11.某兴趣小组设计如图微型实验装置。
实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表A指针偏转。
下列说法正确的是
A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为2H++2Cl-
Cl2↑+H2↑
B.断开K2、闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C.断开K1、闭合K2时,铜电极上的电极反应为Cl2+2e-
2Cl-
D.断开K1、闭合K2时,石墨电极作正极
解析:
本题考查原电池及电解池的工作原理。
断开K2、闭合K1时,装置为电解池,两极均有气泡产生,则总反应为2Cl-+2H2O
H2↑+2OH-+Cl2↑,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生Cl2,在铜电极处产生H2,铜电极附近产生OH-,溶液变红,故A、B两项均错误;断开K1、闭合K2时,装置为原电池,铜电极上的电极反应为H2-2e-+2OH-
2H2O,其为负极,而石墨上的电极反应为Cl2+2e-
2Cl-,其为正极,故C项错误,D项正确。
答案:
D
12.用惰性电极电解下列物质的水溶液,一段时间后（温度不变）,再加入一定质量的另一种物质（括号内物质）,溶液能恢复到与电解前的溶液完全一样的是
A.CuCl2（CuO）B.NaOH（Na2O）
C.NaCl（NaCl）D.H2SO4（H2O）
解析:
分别电解CuCl2、NaOH、NaCl、H2SO4的水溶液,要恢复到与电解前溶液完全一样,需加入的物质分别是CuCl2、H2O、HCl、H2O,故D项正确。
答案:
D
13.如图所示,a、b两电极材料分别为铁棒和铜棒,则下列说法中不正确的是
A.该装置可以构成原电池,也可构成电解池
B.a极可能发生反应:
Cu2++2e-
Cu
C.b电极质量可能增加
D.该过程可能有大量气体产生
解析:
若装置为原电池,则a、b两电极的反应式分别为Fe-2e-
Fe2+、Cu2++2e-
Cu,b极质量增加;若装置为电解池,且a为阴极时,a、b两电极的反应式分别为Cu2++2e-
Cu、Cu-2e-
Cu2+,D项错误。
答案:
D
14.用Pt电极电解含有物质的量均为0.1mol的Cu2+和X3+的溶液,阴极析出固体物质的质量m（g）与溶液中通过电子的物质的量n（mol）关系如图,则离子的氧化性强弱排列正确的是
A.Cu2+>X3+>H+
B.H+>X3+>Cu2+
C.X3+>H+>Cu2+
D.Cu2+>H+>X3+
解析:
由图像可知,溶液中通过电子的物质的量为0.2mol时,得到的沉淀最多,而且通过的电子继续增加时,沉淀的质量不再增加,Cu2+在水溶液中一定是先于H+而得电子的,溶液中共有0.1molCu2+,恰好得到0.2mol电子,说明继续通入电子时,X3+没有得电子,阴极得电子的离子为H+。
D项正确。
答案:
D
15.100mL某溶液中含有的离子浓度如下表:
离子
Cu2+
Al3+
H+
Cl-
S
c（mol·L-1）
1
1
2
5
a
用石墨作电极电解该溶液,并收集两极附近所产生的气体,一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下的体积相同（忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）。
则下列叙述中正确的是
A.反应中共转移0.9mol电子B.铝元素以Al（OH）3的形式存在
C.阴极质量增加3.2gD.a=2
解析:
用惰性电极电解该溶液,根据离子的放电顺序可知第一阶段由Cu2+、Cl-放电,阴极生成0.1molCu（析出Cu6.4g）,阳极生成0.1molCl2,转移电子0.2mol;第二阶段由H+、Cl-放电,阴极生成0.15molH2,阳极0.15molCl2,转移电子0.3mol;第三阶段:
由H+、OH-放电,实际上就是电解水,阴极生成0.2molH2,阳极生成0.1molO2,转移电子0.4mol;故共转移电子0.9mol。
上述三个过程完全电解后,消耗的H+比OH-多0.3mol,除去原来溶液中的0.2molH+,溶液中应产生0.1molH+用于电解,故电解后有0.1molOH-生成,而Al3+为0.1mol,所以铝元素以Al3+和Al（OH）3形式存在。
根据溶液中电荷守恒可知:
2c（Cu2+）+3c（Al3+）+c（H+）=c（Cl-）+2c（S
）,所以c（S
）=1mol·L-1,即a=1。
A项正确。
答案:
A
第Ⅱ卷 （非选择题 共55分）
二、非选择题（本题包括6小题,共55分）
16.（10分）某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水,探究过程如下。
[实验1]如图装置所示,电源接通后,与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生;与电池正极相连的铜丝由粗变细。
电解开始30s内,阳极附近出现白色浑浊,然后开始出现砖红色浑浊,此时测定溶液的pH约为10。
随着沉淀量的逐渐增加,砖红色沉淀慢慢聚集在试管底部,溶液始终未出现蓝色。
[实验2]将实验1中试管底部的砖红色沉淀取出,分装在两支小试管中,其后的操作和现象如下:
序号
操作
现象
①
滴入稀硝酸溶液
沉淀溶解,有无色气泡产生,最终得到蓝色溶液
②
滴入稀硫酸溶液
砖红色沉淀转变为紫红色不溶物,溶液呈现蓝色
阅读资料得知常见铜的化合物的颜色如下:
物质
颜色
物质
颜色
氯化铜
固体呈棕色,浓溶液呈绿色,
稀溶液呈蓝色
氢氧化亚铜
（不稳定）
橙黄色
碱式氯化铜
绿色
氢氧化铜
蓝色
氧化亚铜
砖红色
氯化亚铜
白色
请回答下列问题:
（1）铜的常见正化合价为 、 ,最终试管底部砖红色沉淀的化学式为 。
（2）阴极上发生的电极反应为 ;阳极上开始时发生的电极反应为 。
（3）写出实验2中操作①、②的离子方程式:
① ;
② 。
答案:
（1）+1;+2;Cu2O（各1分）
（2）2H++2e-
H2↑（或2H2O+2e-
H2↑+2OH-）（1分）;2Cu+2Cl--2e-
2CuCl↓（2分）
（3）3Cu2O+14H++2N
6Cu2++2NO↑+7H2O;Cu2O+2H+
Cu+Cu2++H2O（各2分）
17.（8分）随着尖端技术的发展,氟的用途日益广泛,如用F2将UF4氧化成UF6,然后用气体扩散法使铀的同位素235U和238U分离。
而氟单质的制备通常采用电解氧化法。
如图是电解熔融的氟氢化钾（KHF2）和无水氟化氢的混合物的实验装置:
（1）已知阴极的电极反应式为2H
+2e-
H2+4F-,则电解的总反应为 。
（2）出口1处的物质是 （填化学式,下同）,出口2处的物质是 。
（3）在电解质的熔融盐中常加入另一种氟化物（AlF3）,其作用是:
①减少HF的挥发;② 。
（4）随着电解的进行,有一种物质会不断被消耗,需要从入口处进行补充,则从入口处加入的物质是 （填化学式）。
答案:
（1）2KHF2
2KF+H2↑+F2↑（或2H
2F-+H2↑+F2↑）（2分）
（2）F2;H2（各1分）
（3）降低电解质的熔点（2分）
（4）HF（2分）
18.（8分）对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
（1）下列为铝材表面处理的一种方法:
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是 （用离子方程式表示）。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的 。
a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中进行电解,铝材表面会形成氧化膜,则阳极的电极反应式为 。
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 。
答案:
（1）①2Al+2OH-+2H2O
2Al
+3H2↑;b
②2Al+3H2O-6e-
Al2O3+6H+
（2）补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+的浓度恒定（每空2分）
19.（9分）从H+、Na+、Ag+、Cl-、S
、N
中,选出适当的离子组成电解质（每种离子只能选用一次）,用惰性电极对该电解质溶液进行电解。
（1）若阴极放出氢气,阳极放出氧气,且电解后溶液的pH保持不变,则所选用的电解质的化学式是 ,阳极的电极反应式为 。
（2）若阴极析出金属,阳极放出氧气,则所选用的电解质的化学式是 ,阴极的电极反应式为 。
（3）若阴极放出氢气,阳极放出氯气,则所选用的电解质的化学式是 ,总反应的化学方程式为 。
答案:
（1）Na2SO4（1分）;4OH--4e-
O2↑+2H2O（2分）
（2）AgNO3（1分）;Ag++e-
Ag（2分）
（3）HCl（1分）;2HCl
H2↑+Cl2↑（2分）
20.（9分）下表列出了两种燃煤烟气脱硫方法的原理。
方法Ⅰ
将SO2与I2反应制H2SO4和HI,同时分解HI制H2和I2,I2循环使用
方法Ⅱ
用Na2SO4溶液吸收SO2,再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫
（1）方法Ⅰ中,用SO2与碘反应生成H2SO4和HI,SO2与I2反应的物质的量之比为 ;制得的H2可用储氢合金转化为MH,现分别用NiO（OH）、MH作正、负极材料,KOH溶液作电解质,可制得高容量的镍氢电池。
电池总反应为:
NiO（OH）+MH
Ni（OH）2+M
则电池放电时,负极的电极反应式为 ,充电完成时,Ni（OH）2全部转化为NiO（OH）。
若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为 。
（2）利用如图装置可实现方法Ⅱ的转化。
①b端应连接电源的 （填“正极”或“负极”）。
②用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2使之转化为H2SO3,其目的是 。
③电解过程中,阴极的电极反应式为 ,当外电路中通过0.02mol电子时,收集到0.144g硫单质,则电解效率为 。
答案:
（1）1∶1;MH+OH--e-
M+H2O;O2+2H2O+4e-
4OH-（各1分）
（2）①正极（1分）
②提高溶液的导电能力,加快电解速率（1分）
③SO2+4H++4e-
S+2H2O（或H2SO3+4H++4e-
S+3H2O）;90%（各2分）
21.（11分）当pH为4~5时,Cu2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全沉淀。
某同学欲用电解纯净CuSO4溶液的方法来测定铜的相对原子质量。
实验过程中使用肼（N2H4）-空气燃料电池作直流电源,其实验过程如图所示:
（1）步骤Ⅰ中所加A的化学式为 。
（2）肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是KOH溶液。
肼-空气燃料电池放电时,负极产生一种无污染的气体,则负极的电极反应式是 ,正极的电极反应式是 。
（3）步骤Ⅱ中所用的部分仪器如图,则肼-空气燃料电池中通入肼的一端应接 （填“铜”或“石墨”）电极。
铜电极上的电极反应式为 。
（4）为达到实验目的,下列实验操作必须完成的是 （填字母）。
A.称量电解前电极的质量
B.电解后,电极在烘干称重前必须用蒸馏水冲洗
C.刮下电解后电极上析出的铜,并清洗、称重
D.电极在烘干称重的操作中必须按“烘干→称重→再烘干→再称重”进行
E.在有空气存在的情况下,烘干电极必须采用低温烘干的方法
（5）铜的相对原子质量为 （用含有m、V的代数式表示）。
答案:
（1）CuO（1分）
（2）N2H4+4OH--4e-
4H2O+N2↑;O2+2H2O+4e-
4OH-（各2分）
（3）铜;Cu2++2e-
Cu（各1分）
（4）ABDE（2分）
（5）
（2分）
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