【三维设计】高中化学 电化学基础阶段质量检测（四）新人教版选修4(1).doc

【三维设计】2014高中化学 电化学基础阶段质量检测（四）新人教版选修4 (满分100分时间90分钟)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1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()解析：干电池将化学能转化为电能；电解是将电能转化为化学能；水力发电是将势能转化为电能；太阳能热水器是将太阳能转化为热能。答案：d2下列有关电池的说法不正确的是()a手机上用的锂离子电池属于二次电池b铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极c甲醇燃料电池可把化学能转化为电能d锌锰干电池中，锌电极是负极解析：铜锌原电池工作时，电子由负极(锌)沿外电路流向正极(铜)，b错误。答案：b3铜锌稀硫酸组成的原电池，放电一段时间后，溶液的ph将()a不变b升高c降低 d无法确定解析：此原电池放电时，反应消耗硫酸，使溶液的酸性降低。答案：b4为防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()a在精密机床的铁床上安装铜螺钉b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c在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里d在电动输油管的铸铁管上接直流电源的正极解析：a、b中形成原电池都是铁作负极，加速铁的腐蚀；d中铸铁管作阳极，加速腐蚀；c中锌比铁活泼，铁作正极，受到保护。答案：c5(2011衡水模拟)下列说法正确的是()a铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应b电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠c给铁钉镀铜可采用cuso4作电镀液d生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀解析：铅蓄电池放电时铅电极失去电子发生氧化反应，a错误；电解饱和食盐水，阳极上得到氯气，阴极上得到氢气，b错误；电镀时电镀液采用镀层金属的可溶性盐溶液，c正确；食盐水为中性溶液，所以应发生吸氧腐蚀，d错误。答案：c6双选题(2011海南高考)根据下图，下列判断中正确的是()a烧杯a中的溶液ph升高b烧杯b中发生氧化反应c烧杯a中发生的反应为2h2e=h2d烧杯b中发生的反应为2cl2e=cl2解析：由图知，烧杯b中的zn棒失去电子，发生氧化反应，电子转移到fe棒上，烧杯a中通入的氧气在fe棒表面得电子生成氢氧根离子，使a中溶液的ph升高。所以正确的为a、b。答案：ab7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，阳极的电极反应式为：2cl2e=cl2b氢氧燃料电池的负极反应式：o22h2o4e=4ohc粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：cu2e=cu2d钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：fe2e=fe2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，钢铁腐蚀的负极反应是fe2e=fe2。答案：a8如下图所示是某太空空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用koh溶液为电解液，下列有关说法中正确的是()a该能量转化系统工作时，需不断补充h2ob该转化系统的能量本质上来源于太阳能c水电解系统中的阴极反应：o22h2o4e=4ohd燃料电池放电时的负极反应：h22e=2h解析：水电解时阴极为2h2e=h2，c项错误；燃料电池放电时负极为h22oh2e=2h2o，故d项错误；a项中h2o可以循环利用，错误；b项正确。答案：b9(2011长春高二检测)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()a电子通过盐桥从乙池流向甲池b铜导线替换盐桥，原电池仍继续工作c开始时，银片上发生的反应是：age=agd将铜片浸入agno3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同解析：根据原电池工作原理，电子由负极(cu)沿导线传递给正极(ag)，电解质溶液中阴离子沿盐桥从乙流向甲；正极(ag)：2ag2e=2ag，负极(cu)：cu2e=cu2，总反应：cu2ag=cu22ag，与将cu片浸入agno3溶液中发生的化学反应相同。故选d。答案：d10(2011山东省实验中学高二检测)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正确的是()a可以选用石墨棒作为阴、阳极材料，但阳极材料也可以用铁棒b用湿润的淀粉ki试纸靠近阴极区域，试纸变蓝c电解过程中，在阳极区域溶液中滴加品红，品红褪色d实验结束后，将溶液搅拌，然后用ph试纸检验，溶液呈中性解析：电解时阳极不能选用活泼的金属材料，故a错；电解饱和食盐水时阴极产物为还原产物h2，故b错；电解时阳极产物为氧化产物氯气，故c正确；电解饱和食盐水除生成氢气和氯气外，在阴极还有naoh产生，所以电解实验结束后，搅拌溶液，溶液中有naoh，显碱性，故d错。答案：c11双选题将金属a和金属b分别放入稀h2so4中有氢气生成。若将金属a和金属b相连后投入稀h2so4中发现a被腐蚀，b未被腐蚀，关于a、b的叙述正确的是()a金属活动性abb还原性bac在后者装置中金属a发生还原反应，金属b发生氧化反应d金属b的表面有明显的气泡产生解析：金属a和金属b相连后投入稀h2so4中，构成了原电池，负极腐蚀而损耗，正极被保护，即金属a为负极，金属b为正极。答案：ad12(2011杭州师大附中月考)1 l某溶液中含有的离子如下表：离子cu2al3nocl物质的量浓度(mol/l)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(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)，下列说法正确的是()a电解后溶液的ph0 ba3c阳极生成1.5 mol cl2 d阴极析出的金属是铜与铝解析：根据电子守恒可知，该反应过程中涉及的反应有：阳极：2cl2e=cl2(产生氯气的体积，标准状况下为0.5 mol)，4oh4e=2h2oo2；阴极：cu22e=cu,2h2e=h2。从电子守恒的角度知，电解后溶液的ph0，a项正确；从电荷守恒的角度可知，a4，b不正确。答案：a13双选题银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为koh溶液，放电时它的正、负两极的电极反应式如下：ag2oh2o2e=2ag2oh，zn2oh2e=zn(oh)2。下列判断正确的是()a锌为负极，氧化银为正极b锌为正极，氧化银为负极c原电池工作时，负极区溶液ph增大d原电池反应的化学方程式为znag2oh2o=zn(oh)22ag解析：从电极反应式看，锌失电子被氧化，所以锌为负极；ag2o得电子被还原，所以是正极。由电极反应式相加可得，总化学方程式：znag2oh2o=zn(oh)22ag。从负极电极反应式分析，oh被消耗，所以负极区溶液的ph应减小，选a、d。答案：ad14(2011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：a15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()c(ag)c(agno3)a棒的质量b棒的质量溶液的pha bc d解析：该电解池，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age=ag，阴极反应式为age=ag。答案：d16. (2011北京海淀区期末练习)已知在ph为45的溶液中，cu2几乎不水解，而fe3几乎完全水解。某学生拟用电解cuso4溶液的方法测定铜的相对原子质量。该同学向ph3.8的含有fe2(so4)3杂质的cuso4溶液中加入适量的黑色粉末x，充分搅拌后过滤，将滤液用右图所示装置电解，其中某电极增重a g，另一电极上产生标准状况下的气体v ml。下列说法正确的是()a黑色粉末x是铁粉b铜电极连接电源正极c石墨电极上发生的反应是4oh4e=o22h2od铜的相对原子质量的计算式是解析：利用fe3的水解，除去cuso4溶液中fe3方法是向其中加入黑色的cuo，与fe3水解产生的h反应，促进fe3水解，使fe3转化为fe(oh)3沉淀而除去，a错误；电解时，石墨作阳极，电极反应式：4oh4e=2h2oo2，c正确；铜作阴极，电极反应式为：2cu24e=2cu，b错误；据两极上转移电子的量相等可知：24，解得：m(cu)。答案：c二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17.(9分)(2011佛山高二检测)在一个u形管里盛有cucl2溶液，并插入两块锌片作电极，按如图连接。(1)如果把电键k接a，该装置应是电解装置，zn极是_极，电极反应式为_，zn极是_极，电极反应式为_。(2)上述反应进行5 min后，转换电键k到c，则这个装置是原电池装置，zn极是_极，电极反应式为_。(3)上述装置进行2 min后，再转换电键k到b，则zn极发生的化学反应为_，zn极发生的有关电化学的反应为_。解析：当电键k接触a点时，构成一个有外接直流电源的电解池装置，与电源正极相连的zn极是阳极，与电源负极相连的zn极是阴极。当工作5 min后，zn极上析出了cu，此时，将电键k接触c点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的zn极是原电池的正极，zn极是原电池的负极。当把电键k接触b点时，形成断路，zn极发生zn与cucl2的置换反应，zn极由于在锌的表面有铜，又浸在cucl2溶液中，发生电化学腐蚀。答案：(1)阳zn2e=zn2阴cu22e=cu(2)负zn2e=zn2(3)zncucl2=zncl2cu负极：zn2e=zn2，正极：cu22e=cu18(7分)(2012潍坊模拟)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入ch4和空气，其中固体电解质是掺杂了y2o3的zro2固体，它在高温下能传导阳极生成的o2离子(o24e2o2)。 (1)c电极的名称为_，d电极上的电极反应式为_。(2)如图2所示用惰性电极电解100 ml 0.5 moll1cuso4溶液，a电极上的电极反应式为_，若a电极产生56 ml(标准状况)气体，则所得溶液的ph_(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_(填序号)。acuobcu(oh)2ccuco3 dcu2(oh)2co3解析：(1)原电池中电流的方向是从正极流向负极，故c电极为正极；d电极为负极，通入的气体为甲烷，d电极反应式为：ch44o28e=co22h2o。(2)用惰性电极电解cuso4溶液时，阳极(a电极)反应式：4oh4e=2h2oo2；阴极反应式：2cu24e=2cu，n(o2)2.5103mol。线路中转移电子的物质的量为2.5103 mol40.01 mol，溶液中c(h)0.1 mol/l，phlg 0.11。加入cuo或cuco3与溶液中的h反应，可使电解质溶液恢复到电解前的状态。答案：(1)正极ch44o28e=co22h2o(2)4oh4e=2h2oo21ac19(8分)某实验小组的同学采用如图所示装置来进行有关化学实验，请填充下列空格。(1)若u形管中盛有硫酸钠溶液，x、y电极分别为石墨和铁棒，电解过程中出现的现象是_。u形管中加入的少量植物油作用是_。(2)电解一段时间后，某同学将电源反接，此时出现的现象是_。有关的化学方程式为_。解析：铁作阳极时，铁失电子发生氧化反应，生成二价铁离子：fe2e=fe2，阴极发生还原反应：2h2e=h2。阳极生成的二价铁离子向阴极扩散，而阴极产生的氢氧根离子向阳极扩散，二者在u形管中间相遇结合成氢氧化亚铁白色沉淀。氢氧化亚铁极易被空气中氧气氧化，故u形管中加入少量植物油以隔绝空气。当反接电源时，为电解水，x、y极分别生成氧气和氢气，氧气将氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁。答案：(1)x极有气泡冒出，y极附近溶液渐变浅绿色，u形管下部中间位置出现白色沉淀隔绝空气(防止白色沉淀被氧化变质)(2)x、y两极都有气泡冒出，且白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色2h2o2h2o2，4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)320(9分)在25 时，用石墨电极电解2.0 l 2.5 moll1cuso4溶液，如有0.20 mol电子发生转移，请回答下列问题：(1)阴极发生_反应，电极反应式为_；(2)阳极发生_反应，电极反应式为_；(3)电解后得到的铜的质量是_，得到氧气的体积是_(标准状况)，溶液的ph是_；(4)如果用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差_，电解液的ph_。解析：用石墨电极电解cuso4溶液：阳极反应式：4oh4e=2h2oo2，阴极反应式：2cu24e=2cu。当线路中有0.20 mol电子转移时，析出铜的质量为m(cu) mol64 gmol16.4 g。产生o2的体积v(o2)22.4 lmol11.12 l。c(h)0.1 mol/l，phlg 0.11。若用cu片代替石墨电极，则该装置为电镀池，电解后溶液ph不变。当转移0.2 mol电子时，阳极溶解6.4 g，cu阴极析出6.4 g cu，则两极质量差为6.46.412.8(g)。答案：(1)还原2cu24e=2cu(2)氧化4oh4e=2h2oo2(3)6.4 g1.12 l1(4)12.8 g不变21(6分)(2011重庆高考节选)o3可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。(1)图中阴极为_(填“a”或“b”)，其电极反应式为_。(2)若c处通入o2，则a极的电极反应式为_。(3)若c处不通入o2，d、e处分别收集到x l和y l气体(标准状况)，则e处收集的气体中o3所占的体积分数为_(忽略o3的分解)。解析：观察电化学装置图知，特殊惰性电极b上产生了氧气和臭氧，该极失去电子发生氧化反应作阳极，则特殊惰性电极a为阴极，得电子发生还原反应，电极反应式为2h2e=h2；若从c处通入氧气，氧气将参与反应，阴极生成的将是水，电极反应为o24h4e=2h2o；设y l混合气体中臭氧的体积分数为a，由电子守恒有2xy a6y (1a)4，解得a(x2y)/y。答案：(1)a2h2e=h2(2)o24h4e=2h2o(3)(x2y)/y22(13分)如右图所示，p、q为直流