第四章电化学基础单元测试人教选修4.docx

1、第四章电化学基础单元测试人教选修4第四章 电化学基础 单元测试 人教选修4(时间：90分钟，满分100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1番茄汁显酸性，在番茄上平行地插入铜片和锌片可以形成原电池。以下叙述正确的是()A铜片上发生氧化反应B锌片为正极，铜片为负极C锌片为阴极，铜片为阳极D番茄汁起电解质溶液的作用解析：Zn、Cu和番茄汁(酸性)形成的原电池，其中锌片作负极，发生氧化反应，铜片作正极，发生还原反应，番茄汁起电解质溶液的作用。答案：D2铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为()A形成原电池，铝作负极B形成原电池，铜作负极C形成原电池时，电流由铝

2、流向铜D铝质铆钉发生了化学腐蚀解析：电化学腐蚀与化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。金属铝发生的是电化学腐蚀，铝比铜活泼，故金属铝是负极；电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反，应是由铜流向铝。答案：A3双选题用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是()ACuCl2CuSO4 BNaOHH2OCNaClHCl DCuSO4Cu(OH)2解析：用惰性电极电解下列物质溶液时阴、阳两极产生的物质：选项阳极产物阴极产物复原时加入的物质ACl2CuCuCl2BO2H2H2OCCl2H2通入HCl气体DO2CuCuO答案：BC4双选

3、题为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是()A将青铜器放在银质托盘上B将青铜器保存在干燥的环境中C将青铜器保存在潮湿的空气中D在青铜器的表面覆盖一层防渗透的高分子膜解析：Cu比Ag活泼，形成的原电池中Cu作负极，A不正确；将青铜器放在潮湿的空气中，在表面形成原电池，Cu被腐蚀，C不正确。答案：BD5钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2。以下说法正确的是()A负极发生的反应为：Fe2e=Fe2B正极发生的反应为：2H2OO22e=4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置D钢柱在水下部分比在水面处更容易腐蚀解析：从电池反应式可知，Fe失电子转变成F

4、e2，Fe为负极，A项对；正极反应式为2H2OO24e=4OH，B项错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C项错；水面的O2浓度较水下浓度高，水面处的金属更易被腐蚀，D项错。答案：A6(2012安徽师大附中模拟)利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，如图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时，有关说法正确的是()A铝罐将逐渐被腐蚀B炭粒和炭棒上发生的反应为O24e=2O2C炭棒应与玩具电机的负极相连D该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻解析：该电池的反应原理是4Al3O2=2Al2O3，所以Al作电源负极，与玩具电极的

5、负极相连，逐渐被腐蚀，A项正确，C、D项错误；B项中正确的反应式为O22H2O4e=4OH。答案：A7若在铁片上镀锌，以下叙述中错误的是()A可把铁片与电源的正极相连B电解质必须用含有锌离子的可溶性盐C锌极发生氧化反应D铁极的电极反应式为Zn22e=Zn解析：电镀的实质就是以非惰性电极为阳极的一种特殊的电解。电镀时一般以镀层金属为电解池的阳极，镀件为阴极，含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液。电镀过程中镀层金属发生氧化反应成为离子溶入电解液，其离子则在待镀件上发生还原反应而析出，且电解质溶液浓度一般不变。故而本题只有A项不正确。答案：A8下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是

6、()解析：A项，电解水生成H2和O2，是将电能转化为化学能；B项，水力发电是将机械能转化为电能；C项，太阳能热水器是将光能转化为热能；D项，干电池是将化学能转化为电能。答案：D9现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是()A阴极产物是氢气B阳极产物是氧气C阴极产物是铝和氧气D阳极产物只有氯气解析：将AlCl3溶液蒸干得Al(OH)3，灼烧时Al(OH)3分解生成Al2O3，电解熔融Al2O3时，阳极反应为6O212e=3O2，阴极反应为4Al312e=4Al，总反应式为2Al2O3(熔融) 4Al3O2。答案：B10串联电路中的四个电解池分别装有0.1 m

7、olL1的下列溶液，用铂电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH变小的是()A盐酸 BNaClCAgNO3 DKNO3解析：对于电解盐酸溶液，相当于电解HCl，盐酸溶液浓度降低，H浓度降低，pH增大。电解NaCl溶液时H在阴极上放电，阴极附近OH浓度增大；阳极上Cl放电，阳极区域H、OH浓度基本不变，因而电解后整个溶液pH会变大。电解AgNO3溶液时，阴极Ag放电；阳极是OH放电，阳极区域H浓度变大，溶液pH会显著变小(相当于生成稀HNO3)。电解KNO3的实质是电解水，pH不变。答案：C11右图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液(呈酸性)，各加入生铁块，放置

8、一段时间。下列有关描述错误的是()A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Fe2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀解析：a、b中生铁发生电化学腐蚀，碳作正极，铁作负极；a中NaCl溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，O2被消耗，试管内气体压强降低，b试管中盛装NH4Cl溶液，酸性较强，发生析氢腐蚀，产生H2，试管内气体压强增大，故红墨水柱两边的液面应左高右低。答案：B12若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是Cu2H=Cu2H2，则下列关于该装置的有关说法中正确的是()A该装置可能是原电池，也可能

9、是电解池B该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极D该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸解析：原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置。由题给总方程式知，Cu失电子，H得电子。如果是原电池，Cu是负极，它的金属活动性排在氢之后，不可能，所以只能是电解池。答案：C13将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解，当有1103 mol的OH放电时，溶液显浅蓝色，则下列叙述正确的是()A阳极上析出11.2 mL O2(标准状况)B阴极上析出32 mg CuC阴极上析出11.2 mL H2(标准状况)D阳极和阴极质量都无变化解

10、析：用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应为，阴极：2Cu24e=2Cu，阳极：4OH4e=O22H2O。当有1103 mol的OH放电时，生成标准状况下的O2为5.6 mL，此时转移电子为1103 mol，则在阴极上析出Cu 32103 g。答案：B14双选题用石墨作电极电解AlCl3溶液时，如图所示电解质溶液变化的曲线合理的是(不考虑Cl2溶解)()解析：阳极放电顺序：ClOH；阴极放电顺序：HAl3，因此电解AlCl3溶液实质是电解溶质和溶剂，电解方程式为：2AlCl36H2O2Al(OH)33Cl23H2。电解前，由于Al3水解，溶液呈酸性，pH7；随着电解的进行，c(H)减小，pH

11、升高，但生成的Al(OH)3是难溶性物质，故溶液pH不可能大于7。电解过程中，Al(OH)3沉淀量逐渐增加，AlCl3完全电解后，沉淀的量保持不变。答案：AD15(2011广东高考)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()Aa 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba 和b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu22e=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Da 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：本题考查电化学，意在考查考生对原电池、电解池的电极反应、现象和电极反应式的书写等的掌握情况。a、b不连接

12、，未形成原电池，Cu2与Fe在接触面上直接反应，A项正确；a、b用导线连接，铜片作正极，Cu2在该电极上得电子，B项正确；a、b连接与否，溶液中的Cu2均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确；a与电源正极相连时，Cu片作阳极，Cu2向Fe电极移动，D项错误。答案：D16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，(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)。下列叙述中正确的是()A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22e=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

13、在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 解析：本题为课本中“电解精炼铜”的迁移应用。A项，阳极应发生氧化反应。C项，溶液中的阳离子主要为Ni2，根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为Zn2e=Zn2，Fe2e=Fe2，Ni2e=Ni2，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni22e=Ni，Fe2、Zn2在该条件下不得电子。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。答案：D二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17(8分)镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛

14、。(1)镁与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为_。(3)在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。其中正极的电极反应式为_。(4)在海洋工程上，通常用铝合金(AlZnCd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为：_；解析：(3)属于钢铁的吸氧腐蚀；(4)属于牺牲阳极的阴极保护法。答案：(1)Mg2H=Mg2H2(2)2AlFe2O3Al2O32Fe(3)2H2OO24e=4OH(4)Al3e=Al318(8分)一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答

15、下列问题：(1)这种电池放电时发生的化学方程式是_。(2)此电池的正极发生的电极反应式是_；负极发生的电极反应式是_。(3)电解液中的H向_极移动；向外电路释放电子的电极是_。解析：甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能。CH3OH作负极，发生氧化反应，电极反应为2CH3OH2H2O12e=2CO212H；氧气在正极反应：3O212H12e=6H2O，两反应相加得总反应式。在电池中，负极释放电子传到正极上，故H向正极移动。甲醇反应产物为CO2和H2O，对环境无污染。答案：(1)2CH3OH3O2=2CO24H2O(2)3O212H12e=6H2O2CH3OH2H2O12e

16、=2CO212H(3)正负极19(10分)右图中是电解氯化钠溶液(含酚酞)的装置。有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。(1)a电极的名称_。(2)电解过程中观察到的现象_。(3)确定N出口的气体最简单的方法是_。(4)电解的总反应离子方程式为_。(5)若将b电极换成铁作电极，写出在电解过程中U形管底部出现的现象_。解析：根据电子的流向，可以判断a极的名称，a极连接的是直流电源电子流出的一极，为负极，因此，a极是电解池的阴极；那么b极为阳极，产物为Cl2，检验Cl2的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸；当将b极改为铁电极时，铁失去电子变成阳离子进入溶液，与阴极产生的OH结合生成Fe(O

17、H)2沉淀，然后沉淀转化为Fe(OH)3。答案：(1)阴极(2)两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色(3)用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，若变蓝，则是Cl2(4)2Cl2H2OCl2H22OH(5)底部有白色沉淀产生，很快变为灰绿色，最终变为红褐色20(6分)某课外活动小组准备用如图所示的装置进行实验。现有甲、乙两位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：A电极B电极X溶液甲CuZnH2SO4乙PtPtCuCl2(1)甲同学在实验中将电键K5闭合，Zn电极上的电极反应式为_。(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，则电解时的总反应方程式为_；

18、实验时应闭合的电键组合是_。(从下列五项中选择所有可能组合)AK1和K2 BK1和K3CK1和K4 DK2和K3EK2和K4解析：(1)甲同学在实验中将电键K5闭合，装置为原电池，较活泼的Zn为原电池负极，电极反应式为Zn2e=Zn2。(2)乙同学用惰性电极电解CuCl2溶液，电解时的总反应方程式为：CuCl2CuCl2，实验时应闭合K1和K4或K2和K3。答案：(1)Zn2e=Zn2(2)CuCl2CuCl2C、D21(10分)某学生利用右面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu元素的相对原子质量为64)。按照实验步骤依次回答下列问题：(1)导线中电子流向为_(用a、b表示)。(2)写出装

19、置中锌电极上的电极反应式：_；(3)若装置中铜电极的质量增加0.64 g，则导线中转移的电子数目为_；(不许用“NA”表示)(4)装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K、Cl的移动方向的表述正确的是_。A盐桥中的K向左侧烧杯移动、Cl向右侧烧杯移动B盐桥中的K向右侧烧杯移动、Cl向左侧烧杯移动C盐桥中的K、Cl都向左侧烧杯移动D盐桥中的K、Cl几乎都不移动解析：在该原电池中负极为Zn，电极反应为Zn2e=Zn2，正极为铜，电极反应为Cu22e=Cu，当铜电极增加0.64 g时，转移电子(电a到b)为6.021023 mol121.2041022。盐桥中K向

20、正极区(右侧烧杯)移动，Cl向负区(左侧烧杯)移动。答案：(1)由a到b(或ab)(2)Zn2e=Zn2(3)1.2041022(4)B22(10分)图中的A为直流电源，B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：(1)电源A中a点为_极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为_。(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为_，电极f上发生的反应为_，槽中盛放的电镀液可以是_或_(只要求填两种电解质溶液)。解析： (1)根据c点酚酞试液变红，则该极的反应为2H2e=H2，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a点是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为：2NaCl2H2OH2Cl22NaOH。(3)c、d点短路后，e为阳极，反应为Zn2e=Zn2，阴极上镀锌，则阴极反应为Zn22e=Zn，电解液应为含镀层离子的电解质溶液，所以可用ZnSO4溶液或ZnCl2溶液等。答案：(1)正(2)2NaCl2H2OH2Cl22NaOH(3)Zn2e=Zn2Zn22e=ZnZnSO4溶液ZnCl2溶液