高中化学 第4章 电化学基础学业质量标准检测 新人教版选修4.doc

1、a第4章 电化学基础(90分钟，100分)一、选择题(本题包括17个小题，每小题3分，共51分)1下列过程需要通电后才可以发生或进行的是(B)电离电泳电解电镀电化学腐蚀A BC D全部解析：电解质溶于水即可发生电离，不需要通电；电化学腐蚀的实质是发生原电池反应，是化学能转变为电能的自发反应，也不需要通电。2下列叙述中，正确的是(B)电解池是将化学能转变成电能的装置原电池是将电能转变成化学能的装置金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现电镀过程相当于金属的“迁移”，可视为物理变化A B C D解析：、正好相反了，、正确，中电镀是特殊

2、形式的电解，仍然是化学变化。3用石墨棒作电极，电解下列物质的水溶液，实质上与电解水一致的是(A)ANaOH BNaClCCuSO4 DCuCl2解析：B项中电解NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2。C项中电解CuSO4溶液生成Cu、O2、H2SO4。D项中电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2。4某同学为了使反应2HCl2Ag=2AgClH2能进行，设计了如下所示的四个实验方案，你认为可行的方案是(C)解析：由题意知，以盐酸作电解质溶液，Ag作阳极，设计成电解池可实现该反应。5选用下列试剂和电极：稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、Fe、Cu、Zn，组成右图所示的原电池装置(只有两个电极)，观

3、察到电流计的指针均明显转偏，则其可能的组合共有aa(D)A3种 B4种C5种 D6种解析：电极的组合有三种：FeCu、ZnFe、ZnCu，三种组合都能与两种电解质溶液发生自发的氧化还原反应，选D。6在铁制品上镀上一定厚度的铜层，以下电镀方案中正确的是(D)A铜作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Fe2B铜作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Cu2C铜作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Fe3D铜作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Cu2解析：在铁上镀铜，则要求铜在阳极，铁在阴极，电解质溶液含Cu2，D项符合题意。7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)A电解饱和食盐水时，阳极的

4、电极反应为：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。8“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。其供电原理是：白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给天宫一号，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。镍氢电池放电时的总反应原理为：MHNiOOHMNi(OH)2(M为氢化物电极的储氢金属，也可看做H2直接参加反应)。下

5、列说法正确的是(D)A充电时阴极区电解质溶液pH降低B在使用过程中此电池要不断补充水C放电时NiOOH在电极上发生氧化反应D充电时阳极反应为：Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O解析：放电时，Ni元素化合价降低，发生还原反应，故C错误。充电时，阴极反应为：2Haa2e=H2，阳极反应为：Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O，阴极区电解质溶液pH升高，故A错误，D正确。正反应过程中无H2O消耗，故B错误。9下列叙述正确的是(C)A电镀时，通常把待镀的金属制品作阳极B氯碱工业上电解的是熔融的NaClC氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极，电极反应为O24H4e=2H2OD下图中电子由Zn极

6、移向Cu极，盐桥中的Cl移向CuSO4溶液解析：电镀时镀件应该作阴极，A项错误；氯碱工业上电解的是饱和NaCl溶液，B项错误；盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液，D项错误。10如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是(A)A锌片是负极 B两个铜片上都发生氧化反应 C石墨是阴极 D两个番茄都形成原电池 解析：左侧Cu、Zn与番茄汁构成原电池，锌片是负极，发生氧化反应，铜片是正极，发生还原反应，A项正确、B项错误；右侧为电解池，Cu为阴极，石墨为阳极，C、D项错误。11用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法中正确的是(C)A燃料电

7、池工作时，正极反应：O22H2O4e=4OHBa极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出Ca极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出aaDa、b两极均是石墨时，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等解析：酸性燃料电池工作时，正极反应：O24H4e=2H2O，A错误；a极是铁，b极是铜时，a极上铁发生氧化反应逐渐溶解，b极上Cu2发生还原反应有铜析出，B错误；a极是粗铜，b极是纯铜时，a极上发生氧化反应，粗铜溶解，b极上Cu2发生还原反应，有铜析出，C正确；a、b两极均是石墨时，根据电子守恒，a极上产生的O2与电池中消耗的H2的体积比为12，D错误。12电解10

8、0 mL含c(H)0.03 molL1的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是(C)A0.10 molL1AgB0.02 molL1Zn2C0.20 molL1Cu2 D0.20 molL1Pb2解析：根据离子的放电顺序可知，当电路中通过0.04 mol的电子时，能析出金属的只有选项A和C，根据Age=Ag和Cu22e=Cu可知，当电路中通过0.04 mol电子时，0.01 mol Ag不足，完全析出，0.02 mol Cu2恰好完全析出，故析出金属的物质的量分别为0.01 mol 的Ag和0.02 mol的Cu，其质量分别为1.08 g和1.28 g，析出金属

9、质量最大的是C项，C项对。13CuI是一种白色难溶于水的固体，以石墨作阴极，铜为阳极组成电解池，含有酚酞和淀粉KI的溶液作电解液，电解开始一段时间，阴极区溶液变红，阳极区为无色，电解相当长时间后，阳极区才呈深蓝色，则电解开始阶段的电极反应为(B)A阳极：Cu2e=Cu2阴极：Cu22e=CuB阳极：2Cu2I2e=2CuI阴极：2H2e=H2C阳极：2I2e=I2阴极：2H2e=H2D阳极：4OH4e=2H2OO2阴极：4H4e=2H2解析：阳极为Cu，在I参与下，生成难溶CuI(阳极区为无色)，阴极为H放电。14某原电池装置如图所示，盐桥中装有用饱和氯化钾溶液浸泡过的琼脂。下列叙述正确的是(

10、A)A原电池工作一段时间后，FeCl2溶液中c(Cl)增大B此电池工作原理与硅太阳能电池工作原理相同aaCFe为正极，石墨上发生的反应为2H2e=H2D该装置中的盐桥完全可用金属导线代替解析：原电池中离子的移动方向由静电作用决定，铁失去电子形成Fe2进入FeCl2溶液中，使其带正电，吸引盐桥中的Cl，故c(Cl)增大，A项正确；太阳能电池是太阳能转化为电能的装置，原电池是化学能转化为电能的装置，B项错误；铁作负极，石墨作正极；C项错误；金属导线不能传递离子，所以盐桥不能用导线代替，D项错误。15如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是(B)AFe是负极，C是正极B负极反应式：Fe3e

11、=Fe3C内电路中阴离子移向FeCl2溶液D电流由石墨电极流向Fe电极解析：负极反应式为Fe2e=Fe2，B不正确；阴离子移向负极(左池)，C项正确；电流由正极流向负极，D项正确。16MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，则下列有关该电池的说法正确的是 (B)A该电池的正极反应式为4OH4e=O22H2OB该电池的负极反应式为H2CO2e=H2OCO2C放电时CO向正极移动D该燃料电池能量转化率很低解析：该燃料电池的燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总反应为2H2O2=2H2O，

12、则负极反应式为2H22CO4e=2H2O2CO2，正极反应式为O22CO24e=2CO，A项错误、B项正确；原电池中阴离子向负极移动，C项错误；一般燃料电池能量转化率较高，D项错误。17以铁为阳极、铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解，一段时间后得到2 mol Fe(OH)3沉淀，此时消耗水的物质的量共为(D)A2 molB3 molC4 molD5 mol解析：阳极：Fe2e2OH=Fe(OH)2阴极：2H2e=H2电池总反应式为：aaFe2H2OH2Fe(OH)2 4 mol 2 mol4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)32 mol 1 mol 2 mol所以生成2 mol F

13、e(OH)3共需水5 mol。二、非选择题(本题包括5小题，共49分)18(10分)请按要求回答下列问题。(1)根据上图回答：打开K2，闭合K1。A电极可观察到的现象是_锌不断溶解_；B极的电极反应式为_Cu22e=Cu_。打开K1，闭合K2。A电极可观察到的现象是_电极表面有红色固体附着_；B极的电极反应式为_Cu2e=Cu2_。(2)根据下图回答：将较纯净的CuSO4溶液放入上图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应式为_4OH4e=2H2OO2，电解反应的离子方程式为_2Cu22H2O2CuO24H；实验完成后，铜电极增重a g，石墨电极产生标准状况下的气体体积_L。解析：(1)此时

14、为原电池，锌为负极，不断溶解，B极为正极，反应为Cu22e=Cu。此时为电解池，A极为阴极，反应为Cu22e=Cu，故A极上镀上一层红色的铜，B极为阳极，反应为Cu2e=Cu2。(2)此时为惰性电极电解CuSO4溶液，石墨极上反应为4OH4e=2H2OO2，总反应的离子方程式为2Cu22H2O2CuO24H，V(O2)22.4 Laa L。19(10分)电化学知识与我们的生活紧密相连，请用所学知识解决以下问题：.金属腐蚀是我们日常生活的常见现象。(1)如图铜板上铁铆钉处的腐蚀属于_吸氧腐蚀_腐蚀。(2)分析此腐蚀过程，下列有关说法中，不正确的是_A_。A正极电极反应式为：2H2e=H2B此过程

15、中还涉及到反应：4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3C此过程中铜并不被腐蚀D此过程中电子从Fe移向Cu.燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。如图是甲烷燃料电池原理示意图。(1)电池的负极是_a_ (填“a”或“b”)，该极的电极反应是：_CH48e10OH=CO7H2O。(2)电池工作一段时间后电解质溶液的pH_减小(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析：由图知，Cu、Fe和H2O形成原电池，发生吸氧腐蚀，Fe做负极失电子，Cu做正极得电子，发生的电极反应式为：O22H2O4e=4OH，故(2)小题A项错误。：碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极，负极上甲烷失电子和氢氧根离

16、子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH48e10OH=CO7H2O。由于总反应式为CH42O22OH=CO3H2O，消耗氢氧根离子，所以溶液pH会减小。20(10分)如图所示是一个电化学装置的示意图。aa请回答下列问题：(1)图中甲池是_原电池_(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)。(2)A(石墨)电极的名称是_阳极_(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。(3)写出通入CH3OH的电极的电极反应式：_CH3OH8OH6e=CO6H2O_。(4)乙池中反应的化学方程式为_4AgNO32H2O4AgO24HNO3_。(5)当乙池中B(Ag)极质量增加5.4 g时，甲池中理论上消耗

17、O2的体积为_0.28_L(标准状况)，此时丙池中某电极析出1.6 g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是_B_(填字母)。A MgSO4 BCuSO4C NaCl D AgNO3解析：(1)甲池为燃料电池，属于原电池，乙池、丙池为电解池。(2)A电极与甲池的正极相连，故A极为阳极。(3)甲池电解质溶液为强碱溶液，故总反应为2CH3OH3O24OH=2CO6H2O，其中通入O2的一极为电极的正极，发生的电极反应式为O24e2H2O=4OH，用总反应减去正极反应式可以得出负极反应式为CH3OH8OH6e=CO6H2O。(4)乙池电极反应为阴极：4Ag4e=4Ag，阳极：4OH4e=O22H2O，其中

18、OH来源于水的电离，故总反应为4AgNO32H2O4AgO24HNO3。(5)根据化学方程式可以计算n(O2)n(Ag)/45.4 g/(108 gmol1)/40.0125 mol，V(O2)0.0125 mol22.4 Lmol10.28 L; Mg2、Na不能在水溶液中电解析出金属单质，故A、C不可能；由于串联电路中通过的电子的物质的量相同，故丙池中若析出Ag，则乙、丙两池析出金属的质量相等，由于丙池析出金属的质量小于乙池，故D选项不可能；B选项中，转移n(e)0.05 mol时，据电子守恒析出Cu：m(Cu)64 gmol11.6 g，符合题意。21(10分)某课外活动小组用如图所示装

19、置进行实验，请回答下列问题：aa(1)若开始实验时开关K与a连接，则B极的电极反应式为_Fe2e=Fe2_。(2)若开始实验时开关K与b连接，则下列说法正确的是_(填序号)。溶液中Na向A极移动从A极逸出的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝反应一段时间后向电解液中加适量盐酸可使其恢复到电解前的浓度(3)该小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如下图所示装置电解K2SO4溶液。该电解槽的阳极反应式为_2H2O4e=O24H(写4OH4e=2H2OO2也可)_，通过阴离子交换膜的离子数_”“”或“”)通过阳离子交换膜的离子数；图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为_bacd_；电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为_81_。解析：(1)开关K与a连接时，是原电池装置，B极是负极，电极反应式为：Fe2e=Fe2。(2)若K与b连接，是电解池装置，且A是阳极，B是阴极；阳离子向阴极移动；阳极是Cl失电子生成Cl2，它能使湿润的淀粉KI试纸变蓝；阴极产生H2，故由阴、阳两极逸出的气体可知要使电解液恢复到电解前的浓度需通入HCl气体而非加入盐酸。(3)由图示加入物质可知，阳极是OH失e，阴极是H得e，据电荷守恒，则通过阳离子交换膜的K数大于通过阴离子交换膜的SO数，故应填“”。电解后生成的硫酸和KOH溶液的浓度均比原来的大，则bc，又因为碱