2018年高中化学 第4章 电化学基础章末综合检测 新人教版选修4.doc

第 4 章 电化学基础 章末综合检测 时间 100 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 每小题只有一个选项符合题意 1 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池 利用细菌将有机物转化为氢气 氢气 进入以磷酸为电解质溶液的燃料电池中发电 电池负极反应式为 A H 2 2OH 2e 2H2O B O 2 4H 4e 2H2O C H 2 2e 2H D O 2 2H 2O 4e 4OH 答案 C 解析 根据题给信息 该燃料电池的总反应式为 2H2 O 2 2H2O 电解液为酸性溶液 电极反应式中不能出现 OH A 错误 又因为燃料电池中负极通入氢气 正极通入氧气 B D 错误 2 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 LiCoO 2 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 C 6 中 以 LiC6表示 电池反应为 LiCoO2 C 6 CoO2 LiC 6 下列说法正确的是 充 电 放 电 A 充电时 电池的负极反应为 LiC6 e Li C 6 B 放电时 电池的正极反应为 CoO2 Li e LiCoO2 C 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 答案 B 解析 充电时 Li 被氧化 电池负极反应为 C6 e C 故 A 项错误 由于 Li 为活 6 泼金属 可与羧酸 醇等物质反应 故 C 项错误 由于 Li 的摩尔质量较小 所以锂电池的 比能量应较高 故 D 项错误 3 下列叙述正确的是 A 纯锌与稀硫酸反应时 加入少量 CuSO4溶液 可使反应速率加快 B 甲醇和氧气以及 KOH 溶液构成的新型燃料电池中 其负极上发生的反应为 CH3OH 6OH 6e CO2 5H 2O C 在铁件上镀铜时 金属铜作阴极 D 电解精炼铜时 电解质溶液中铜离子浓度保持不变 答案 A 4 用石墨作电极电解 1 mol L 1 的 CuSO4溶液 当 c Cu2 为 0 5 mol L 1 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态 A CuSO 4 B CuO C Cu OH 2 D CuSO 4 5H2O 答案 B 解析 电解过程中的反应式为 阳极 4OH 4e 2H2O O 2 阴极 2Cu 2 4e 2Cu 总反应式为 2CuSO4 2H 2O 2H2SO4 2Cu O 2 电 解 由以上反应可知 电解使 2 mol CuSO4和 2 mol H2O 变成了 2 mol H2SO4 同时析出铜 放出 O2 溶液中每生成 2 mol Cu 则放出 1 mol O2 故需补充 CuO 5 下列关于实验现象的描述不正确的是 A 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀 H2SO4中 铜片表面出现气泡 B 用锌片作阳极 铁片作阴极 电解 ZnCl2溶液 铁片表面出现一层锌 C 把铜片插入 FeCl3溶液中 在铜片表面出现一层铁 D 把锌粒放入盛有盐酸的试管中 加入几滴 CuCl2溶液 气泡放出速率加快 答案 C 解析 铜 铁是两种活动性不同的金属 稀 H2SO4是电解质溶液 三者共同形成了原电 池 铁片上发生氧化反应 Fe 2e Fe2 铜片上发生还原反应 2H 2e H2 故 A 正确 B 为电镀池 锌片上发生 Zn 2e Zn2 铁片上发生 Zn 2 2e Zn 故 B 正确 Cu 2FeCl 3 2FeCl2 CuCl2 故 C 错误 Zn 与被 Zn 置换出的 Cu 以及原有的盐酸一 起构成了原电池 发生了原电池反应 故 D 正确 6 最近 科学家研制出一种纸质电池 这种 软电池 采用薄层纸片作为载体和传导 体 在一边附着锌 在另一边附着二氧化锰 电池总反应式为 Zn 2MnO 2 H 2O ZnO 2MnOOH 下列说法不正确的是 A 该电池中 Zn 为负极 MnO 2为正极 B 该电池的正极反应式为 MnO2 e H 2O MnOOH OH C 导电时外电路电子由 Zn 流向 MnO2 内电路电子由 MnO2流向 Zn D 电池工作时水分子和 OH 都能通过薄层纸片 答案 C 解析 原电池反应中 Zn 失电子 MnO 2得电子 因此该电池负极为 Zn 正极为 MnO2 由 电池总反应式减去负极反应式 Zn 2e 2OH ZnO H 2O 即得正极反应式 MnO2 e H 2O MnOOH OH 电子只能由 Zn 经外电路流向 MnO2 而不能通过内电路 7 如图所示 a b 是石墨电极 通电一段时间后 b 极附近溶液显红色 下列说法正 确的是 A X 极是电源的负极 Y 极是电源的正极 B Cu 电极上增重 6 4 g 时 b 极产生 4 48 L 标准状况 气体 C 电解过程中 CuSO4溶液的 pH 逐渐增大 D a 极的电极反应式为 2Cl 2e Cl2 答案 D 解析 b 极显红色 则 b 极为阴极 a 为阳极 Pt 为阳极 则 X 为电源正极 Cu 增重 6 4 g 时转移 0 2 mol e b 极应产生 0 1 mol H2 电解过程中 CuSO4溶液转变为 H2SO4 pH 减小 8 用如图所示的装置进行实验 反应一段时间后断开 K 向右侧烧杯中加入 0 1 mol CuO 后 CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和 pH 下列说法中不正确的是 A 铜棒为正极 其电极反应式为 2H 2e H2 B 烧杯右侧碳棒为阴极 其电极表面有红色物质析出 C 反应中消耗锌的质量为 13 g D 导线中通过的电子的物质的量为 0 2 mol 答案 C 9 关于下图所示装置的判断 叙述正确的是 A 左边的装置是电解池 右边的装置是原电池 B 该装置中铜为正极 锌为负极 C 当铜片的质量变化为 12 8 g 时 a 极上消耗的 O2在标准状况下的体积为 2 24 L Cu Cu 经过 CuSO4溶液 Zn b 答案 C 解析 根据图中所给的信息 我们可以判断出左边是氢氧燃料电池 右边是电解池 故 A 项错误 根据入口处所标的氧气和氢气的位置 可以知道 a 作正极 b 作负极 并且 Zn 和 b 相连 所以是阴极 而 Cu 是阳极 故 B 项错误 Cu 片上的电极反应式为 Cu 2e Cu2 当铜片的质量变化为 12 8 g 时 电路中转移的电子的物质的量为 n e 2 n Cu2 2 0 4 mol a 极上的电极反应式为 O2 4e 2H 2O 4OH 因为各个电极 12 8 g64 g mol 1 转移的电子的物质的量相等 所以 a 极上消耗氧气的体积 V O2 22 4 L mol 1 n O2 22 4 L mol 1 2 24 L 故 C 项正确 0 4 mol4 10 按下图装置进行实验 若乙中横坐标 x 表示流入电极的电子的物质的量 下列叙述 中不正确的是 A E 表示生成铜的物质的量 B E 表示总反应中消耗水的物质的量 C F 表示反应中生成氧气的物质的量 D F 表示生成硫酸的物质的量 答案 D 解析 甲装置是电解 CuSO4的实验装置 其电解方程式为 2CuSO4 2H 2O 2Cu 电 解 O2 2H 2SO4 可得 2CuSO4 2H 2O 2Cu O 2 2H 2SO4 4e 结合图乙可知选项 D 错误 11 工业上为了处理含有 Cr2O 的酸性工业废水 采用下面的处理方法 往工业废水2 7 中加入适量 NaCl 以铁为电极进行电解 经过一段时间 有 Cr OH 3和 Fe OH 3沉淀生成 工业废水中铬元素的含量已低于排放标准 关于上述方法 下列说法错误的是 A 阳极反应 Fe 2e Fe2 B 阴极反应 2H 2e H2 C 在电解过程中工业废水由酸性变为碱性 D 可以将铁电极改为石墨电极 答案 D 解析 用石墨作电极 阳极产生 Cl2 得不到 Fe2 缺少还原剂 不能使 Cr3 Cr 3 Cr OH 3 而除去 所以 D 项错误 12 可用于电动汽车的铝 空气燃料电池 通常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液 铝 合金为负极 空气电极为正极 下列说法正确的是 A 以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时 正极反应式都为 O2 2H 2O 4e 4OH B 以 NaOH 溶液为电解液时 负极反应式为 Al 3OH 3e Al OH 3 C 以 NaOH 溶液为电解液时 电池在工作过程中电解液的 pH 保持不变 D 电池工作时 电子通过外电路从正极流向负极 答案 A 解析 B 项 以 NaOH 溶液为电解液时 不应生成 Al OH 3沉淀 而应生成 AlO C 项 2 电解液的 pH 应减小 D 项 电子通过外电路从负极流向正极 13 下列有关电化学的图示 完全正确的是 答案 A 解析 在 Cu Zn 稀硫酸形成的原电池中 锌失电子 在铜电极生成 H2 故 A 对 电 解精炼铜时应该粗铜作阳极 所以 B 错 铁片镀锌应该锌作阳极 所以 C 错 D 中碳棒作阳 极 在该极产生 Cl2 用 KI 淀粉溶液进行检验 铁棒作阴极 在阴极区产生 H2 可以用小 试管收集并进行检验 所以 D 错 14 化学在生产和日常生活中有着重要的应用 下列说法不正确的是 A 明矾水解形成的 Al OH 3胶体能吸附水中的悬浮物 可用于水的净化 B 在海轮外壳上镶入锌块 可减缓船体的腐蚀速率 C MgO 的熔点很高 可用于制作耐高温材料 D 电解 MgCl2饱和溶液 可制得金属镁 答案 D 解析 A 项 Al 3 水解可得 Al OH 3胶体 起净水作用 B 项 镶入锌块 相当于牺牲 阳极的阴极保护法 C 项 利用了 MgO 熔点高的性质 D 项 电解 MgCl2饱和溶液最终会得 到 Mg OH 2而非 Mg 15 某原电池总反应的离子方程式为 2Fe3 Fe 3Fe2 不能实现该反应的原电池是 A 正极为 Cu 负极为 Fe 电解质溶液为 FeCl3 B 正极为 C 负极为 Fe 电解质溶液为 Fe NO3 3 C 正极为 Fe 负极为 Zn 电解质溶液为 Fe2 SO4 3 D 正极为 Ag 负极为 Fe 电解质溶液为 Fe2 SO4 3 答案 C 解析 还原剂应为负极 材料为单质铁 氧化剂为 Fe3 在正极上得到电子 电解质 溶液应该为含有 Fe3 的溶液 C 选项不能实现 2Fe3 Fe 3Fe2 16 某课外活动小组 将剪下的一块镀锌铁放入试剂瓶中 并滴入少量食盐水将其浸湿 再加数滴酚酞溶液 按如图装置进行实验 数分钟后观察 下列现象不可能出现的是 A 乙中导气管中产生气泡 B 乙中导气管里形成一段水柱 C 金属片剪口处溶液变红 D 锌被腐蚀 答案 A 解析 在食盐水中 Zn Fe 形成原电池 发生吸氧腐蚀消耗甲中的氧气 甲中压强变小 乙中导气管受大气压强作用形成一段水柱 在金属剪口处形成 Zn Fe 原电池 正极发生反应 2H2O O 2 4e 4OH 溶液呈碱性 溶液变红 Zn 比 Fe 活泼 Zn 作负极 Zn 2e Zn2 而被腐蚀 二 非选择题 本题包括 6 小题 共 52 分 17 8 分 关于 电解 CuCl2溶液时的 pH 变化 问题 化学界有以下两种不同的观点 观点一是 理论派 认为电解 CuCl2溶液后溶液的 pH 升高 观点二是 实验派 经过反 复多次精确的实验测定 证明电解 CuCl2溶液时 pH 的变化有如图所示的曲线关系 请回答 下列问题 1 电解前 CuCl2溶液的 pH 处于 A 点的原因是 用离子方程式说明 2 理论派 所持观点的理论依据是 3 实验派 的实验结论是 4 你持何种观点 你所持观点的理由是 从化学原理上加以简述 答案 1 Cu 2 2H 2O Cu OH 2 2H 2 电解时 Cu2 在阴极得电子而析出 Cu 由于 Cu2 浓度减小 Cu 2 的水解平衡向左移 动 因而 H 浓度减小 pH 增大 3 溶液的 pH 降低 4 实验派 的观点正确 因为在电解时阳极产生 Cl2 Cl 2与水反应生成盐酸 解析 1 CuCl 2在水溶液中发生水解 溶液显酸性 离子方程式为 Cu2 2H 2O Cu OH 2 2H 2 理论派 认为 电解 CuCl2溶液时 阴极反应式为 Cu2 2e Cu 溶液中 c Cu2 减小 导致水解平衡左移 c H 减小 pH 升高 3 实验派 认为 电解 CuCl2溶液的过程中 在阳极有 Cl2生成 Cl 2与水反应 Cl2 H 2O HCl HClO 使溶液中 c H 增大 pH 减小 18 10 分 请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水的实验 要求测定产生的氢 气的体积 大于 25 mL 并检验氯气的氧化性 1 A 极发生的电极反应是 B 极发生的电极反应是 2 电源 电流表与 A B 两极的正确连接顺序为 L M 3 设计检测上述气体实验装置时 各接口的正确连接顺序为 接 接 A B 接 接 4 实验中 在盛有 KI 淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为 答案 1 2H 2e H2 2Cl 2e Cl2 2 A B J K 3 H F G D E C 4 Cl2 2I 2Cl I 2 解析 解答实验题 首先要明确实验的目的是什么 然后围绕实验目的去设计实验步骤 连接实验仪器 回答实验问题 同时还要提高观察能力 若观察不仔细 会造成实验失败 本题融电解 实验 计算于一体 1 要达到电解食盐水的目的 则电解池中铁棒必须连接电源的负极而作阴极 碳棒则 连接电源的正极而作阳极 反之 铁作阳极则 Fe2 进入溶液 无法实现电解食盐水的目的 2 电源负极接电解池的铁棒 碳棒接电流计 端 端接电源正极 3 电解池左边 A 导管口产生 H2 右边 B 导管口产生 Cl2 以电解池为中心 则有 H F G A B D E C 相应装置的作用 4 Cl2 2I 2Cl I 2 19 10 分 Zn MnO 2干电池应用广泛 其电解质溶液是 ZnCl2 NH 4Cl 混合溶液 1 该电池的负极材料是 电池工作时 电子流向 填 正 极 或 负极 2 若 ZnCl2 NH 4Cl 混合溶液中含有杂质 Cu2 会加速某电极的腐蚀 其主要原因是 欲除去 Cu2 最好选用下列试剂中的 填代号 a NaOH b Zn c Fe d NH 3 H2O 3 MnO2的生产方法之一是以石墨为电极 电解酸化的 MnSO4溶液 阴极的电极反应式 是 若电解电路中通过 2 mol 电子 MnO 2的理论产量为 g 答案 1 Zn 或锌 正极 2 锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b 3 2H 2e H2 87 解析 1 原电池的负极是发生氧化反应的一极 Zn 2e Zn2 电池工作时 电子 从负极流向正极 2 Zn 与 Cu2 发生氧化还原反应 生成的 Cu 附着在 Zn 的表面构成铜锌原电池 加快反 应速率 从而加快 Zn 的腐蚀 3 电解池的阴极是发生还原反应的一极 2H 2e H2 每生成 1 mol MnO2需转 移 2 mol 电子 故每通过 2 mol 电子 理论上生成 1 mol MnO2 质量为 87 g 20 10 分 下图所示装置中 甲 乙 丙三个烧杯依次分别盛放 100 g 5 00 的 NaOH 溶 液 足量的 CuSO4溶液和 100 g 10 00 的 K2SO4溶液 电极均为石墨电极 1 接通电源 经过一段时间后 测得丙中 K2SO4质量分数为 10 47 乙中 c 电极质量 增加 据此回答问题 电源的 N 端为 极 电极 b 上发生的电极反应为 列式计算电极 b 上生成的气体在标准状况下的体积 L 电极 c 的质量变化是 g 电解前后各溶液的 pH 是否发生变化 甲溶液 乙溶液 丙溶液 2 如果电解过程中铜全部析出 此时电解能否继续进行 为什么 答案 1 正 4OH 4e 2H2O O 2 2 8 16 pH 增大 pH 减小 pH 不变 2 能继续进行 因为 CuSO4溶液已转变为 H2SO4溶液 反应也就变为水的电解反应 解析 1 乙中 c 电极质量增加 则 c 处发生的反应为 Cu2 2e Cu 即 c 处为阴 极 由此可推出 b 为阳极 a 为阴极 M 为负极 N 为正极 丙中电解液为 K2SO4溶液 相当 于电解水 设电解的水的质量为 x g 由电解前后溶质质量相等有 100 10 100 x 10 47 得 x 4 5 g 故电解的水为 0 25 mol 由方程式 2H2O 2H2 O 2 可知 电解 2 mol H2O 转移 4 mol 电子 所以整个反应 电 解 中转移了 0 5 mol 电子 而整个电路是串联的 故每个烧杯中的电极上转移的电子数是相等 的 甲中为 NaOH 溶液 相当于电解水 阳极 b 处为阴离子 OH 放电 即 4OH 4e 2H2O O 2 转移 0 5 mol 电子 则生成 O2为 mol 0 125 mol 标况 0 54 下的体积为 0 125 mol 22 4 L mol 1 2 8 L Cu 2 2e Cu 转移 0 5 mol 电子 则生成的 m Cu 0 5 2 mol 64 g mol 1 16 g 甲中相当于电解水 故 NaOH 的浓度 增大 pH 变大 乙中阴极为 Cu2 放电 阳极为 OH 放电 所以 H 增多 故 pH 减小 丙中 为电解水 对于 K2SO4而言 其 pH 几乎不变 2 铜全部析出 可以继续电解 H2SO4溶液 有电解液即可电解 21 6 分 如图所示 A 为直流电源 B 为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸 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 上的 a 为 极 2 滤纸 B 上发生的总化学反应方程式为 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 答案 1 正 2 2NaCl 2H 2O H2 Cl 2 2NaOH 电 解 3 Zn 2e Zn2 Zn 2 2e Zn ZnSO4溶液 ZnCl 2溶液 解析 1 解答本题的关键之处是 B 上的 c 点显红色 c 点之所以呈红色 是因为 此处发生电极反应后显碱性 使酚酞变红色 故 c 点发生的反应是 2H 2e H2 式中 的 H 来自水 H 2O H OH 消耗了 H 过剩的 OH 使酚酞显红色 c 点发生还原反应 应 为电解池的阴极 因此 b 为负极 a 应为正极 2 滤纸 B 上发生的化学反应 实为电解 NaCl 溶液 故总化学反应方程式为 2NaCl 2H 2O H2 Cl 2 2NaOH 电 解 3 铁上镀锌 镀层金属应为阳极 接电源的正极 因此电镀槽 C 中 e 应为金属锌 阳 极 它发生阳极溶解 反应式为 Zn 2e Zn2 而 f 应为镀件 金属铁 在它上面发生 的反应是 Zn2 2e Zn 沉积于铁阴极上 镀液应含 Zn2 ZnSO 4和 ZnCl2是合理的选择 当然不限于这两种 22 8 分 1 将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池 两电极间连接一个电流计 锌片上发生的电极反应 银片上发生的电极反应 2 若该电池中两电极的总质量为 60 g 工作一段时间后 取出锌片和银片洗净干燥后 称重 总质量为 47 g 试计算 产生氢气的体积 标准状况 通过导线的电量 已知 NA 6 02 10 23 mol 1 电子电量为 1 60 10 19 C 答案 1 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 2 4 48 L 3 85 10 4 C 解析 1 根据金属活动性分析得出锌片为负极 银片为正极 相应电极反应式为 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 2 锌片与银片总质量减轻 是因锌片与酸反应 Zn 2H Zn2 H 2 转移 2e 65 g 22 4 L 2 6 02 10 23 60 g 47 g V H2 Q 1 60 10 19 得 V H2 4 48 L Q 3 85 10 4 C