高中化学人教版化学反应原理第四章电化学基础单元测试 全市获奖

2023年6月海南省海口二中人教版高中化学化学·选修4(人教版)第四章电化学基础章末过关检测卷(四)(测试时间：50分钟评价分值：100分)一、单选题(本题包括10个小题，每小题3分，共30分，每小题只有一个选项符合题意)1．下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D．可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀解析：纯银器表面在空气中易形成硫化银而使银器表面变黑，所以是化学腐蚀，A正确；铁与锡构成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，B错误；海轮外壳中的金属与连接的锌块构成原电池，锌作负极，可以保护海轮，C正确；外加直流电源保护器件时，必须连接电源负极，D正确。答案：2．(2023·珠海市高二期末)关于铜、锌和稀H2SO4构成的原电池的说法正确的是()A．锌是正极，铜是负极B．H＋在溶液里流向锌片C．电流由锌流向铜D．电子经外电路由锌流向铜解析：锌是负极，铜是正极，A错；H＋在溶液里流向铜片，B错；电流由铜流向锌，C错；电子经外电路由锌流向铜，故答案为D。答案：D3．(2023·北京卷)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A．水中的钢闸门连接电源的负极B．金属护栏表面涂漆C．汽水底盘喷涂高分子膜D．地下钢管连接镁块解析：A.钢闸门连接电源的负极，为电解池的阴极，被保护，属于外加电流的阴极保护法，故A正确；B、C是金属表面覆盖保护层，隔绝空气，故B、C错误；D.镁比铁活泼，构成原电池，铁为正极，被保护，是牺牲阳极的阴极保护法，故D错误。答案：A4．铁钉和碳棒用导线连接，浸入稀NaCl溶液中，正极发生的反应是()A．2H＋＋2e－=H2↑B．2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．Fe－2e－=Fe2＋D．4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：中性环境下发生吸氧腐蚀。答案：B5．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硫酸中，铜片表面出现气泡B．用铜板做电极电解硫酸铜溶液，阴极铜板质量增加C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快解析：选项A中构成Fe、Cu原电池，负极Fe失电子溶解，H＋在正极Cu上得电子生成H2，现象描述正确；选项B中阳极Cu失电子溶解，Cu2＋在阴极铜板上得电子使铜板增重，现象描述正确；选项C中发生Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，没有铁生成，现象描述错误；选项D中发生Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，生成的铜与锌构成原电池，加快锌的腐蚀，现象描述正确。答案：C6．(2023·珠海市高二期末)用铁片与稀硫酸反应制氢气时，下列不能使氢气生成速率加大的是()A．加热B．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸C．加少量硫酸铜溶液D．不用铁片，改用铁粉解析：加热能使氢气生成速率加大，A错；改用98%浓硫酸将使铁钝化，反而没有氢气生成，故B符合题意；加少量硫酸铜溶液，将构成原电池反应加快，C错；改用铁粉能使氢气生成速率加大，D错。答案：B7．(2023·新课标高考卷Ⅰ)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是()A．处理过程中银器一直保持恒重B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S=6Ag＋A12S3D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl解析：A错，银器放在铝制容器中，由于铝的活泼性大于银，故铝为负极(失电子)，银为正极，银表面的Ag2S得电子，析出单质银附着在银器的表面，故银器质量增加，故B正确；C错，Al2S3在水溶液中不能存在，会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3；D错，黑色褪去是Ag2S转化为Ag而不是AgCl，从化合价变化也可推断，S被氧化，Ag肯定被还原。答案：B8．如图所示的装置，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16g，乙池中某电极上析出0.24g某金属，下列说法正确的是()A．甲池是b极上析出金属银，乙池是c极上析出某金属B．甲池是a极上析出金属银，乙池是d极上析出某金属C．某盐溶液可能是CuSO4溶液D．某盐溶液可能是Mg(NO3)2溶液解析：甲池a极是阴极，析出金属银，乙池c极是阴极，析出某金属。某盐溶液如果是Mg(NO3)2溶液，不可能析出金属。答案：C9．(2023·广东省肇庆市高二期末质检)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A．正极反应为：Zn－2e－=Zn2＋B．一段时间后铜片增重，盐桥中K＋移向CuSO4溶液C．电子从铜片经导线流向锌片D．电池工作时Zn2＋和Cu2＋的浓度保持不变解析：负极反应为：Zn－2e－=Zn2＋，A错；一段时间后铜片增重，盐桥中K＋移向CuSO4溶液，B正确；电子从锌片经导线流向铜片，C错；电池工作时Zn2＋的浓度变大，Cu2＋的浓度变小，D错。答案：B10．镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是()A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiO(OH)＋H2OB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变D．放电时电解质溶液中OH－向正极移动解析：本题易错选C，是因为没有注意到放电时Cd被氧化，其氧化产物是Cd(OH)2，要消耗OH－。审题时，首先要分析清楚充电与放电的方向。向右是放电，是原电池；向左是充电，是电解池。放电的过程是化学能转化为电能，充电的过程是电能转化为化学能，故B错。充电时，阳极失电子，发生氧化反应，阳极反应式：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiO(OH)＋H2O，A正确。放电时，负极反应：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2，负极要消耗OH－，故放电时负极附近溶液的碱性减弱，C错。放电时，电解质溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，故D中OH－应该向负极移动，D错。答案：A二、双选题(本题包括4个小题，每小题5分，共20分，每小题有两个选项符合题意)11．某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是()A．电解过程中，铜电极上有H2产生B．电解初期，主反应方程式为：Cu＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(通电))CuSO4＋H2↑C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大解析：根据电解产物的判断方法；阳极铜电极是活性电极(金属活动顺序表Ag以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子；阴极上的阳离子发生还原反应，阳离子的放电顺序基本上符合金属活动性顺序表，溶液中的阳离子为H＋和Cu2＋，由于H＋的氧化性比Cu2＋弱，所以Cu2＋在阴极得到电子，一定时间后，石墨电极上有铜析出；由于电解初期，溶液中的阳离子主要为H＋，Cu2＋的浓度很小，主要反应方程式为：Cu＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(通电))CuSO4＋H2↑随着电解的进行，Cu2＋的浓度增大，一定时间后，石墨电极上有铜析出，整个电解过程中，H＋的浓度几乎不变。答案：BC12．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法正确的是()A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B．电池的总反应是：2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2OC．通入空气的一极是正极，电极反应为O2＋4e－=2O2－D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为C4H10＋26e－＋13O2=4CO2＋5H2O解析：该燃料电池利用丁烷、氧气的反应2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2O，依据原电池反应规律，还原剂C4H10在负极被氧化，所以D错误；氧化剂O2在正极被还原：O2＋4e－→2O2－；电子由负极流出沿外电路流入正极，所以负极呈正电性，阴离子(O2－)向负极移动，所以A错误。答案：BC13．获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解液为AlI3溶液，已知电池总反应为：2Al＋3I2=2AlI3。下列说法不正确的是()A．该电池负极的电极反应为：Al－3e－=Al3＋B．电池工作时，溶液中铝离子向负极移动C．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多D．该电池可能是一种可充电的二次电池解析：Al是活泼金属为负极：Al－3e－→Al3＋，故A项正确。阳离子向正极移动，B项错误。27gAl产生3mol电子，而27gLi可失去的电子：eq\f(27g,7g/mol)＝，故C正确。该电池充电时，由于溶液中的H＋比Al3＋易得电子，不可得到Al，故不是二次电池，D项错误。答案：BD

14.(2023·深圳高级中学高二期末联考)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是()A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－=CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色直接变成黄色D．a连接直流电流正极，b连接直流电流负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动解析：a和b不连接时，铁片直接与Cu2＋发生，故铁片上会有金属铜析出，A正确；a和b用导线连接时，构成原电池，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－=Cu，B正确；无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色直接变成浅绿色(Fe2＋)，C错；若a连接直流电流正极，b连接直流电流负极，电压足够大时，Cu2＋向铁电极(阴极)移动，D错；本题答案为AB。答案：AB三、非选择题(本题包括4个小题，共50分)15．(12分)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。(1)以下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________(填字母)。a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为___________________________________________________________________。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是___________________________________________________________________。(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___________________________________________________________________。(3)利用下图的装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________。解析：(1)①有气泡冒出因2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑；因碱洗槽液中有AlOeq\o\al(－,2)，故应通入CO2来回收Al(OH)3，发生反应2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2O＋CO2=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)或2H2O＋AlOeq\o\al(－,2)＋CO2=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓；若加HNO3，生成的沉淀还会继续溶解。②铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋；HCOeq\o\al(－,3)与H＋反应使H＋浓度减小，产生Al(OH)3沉淀。(2)用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu2＋，保持其浓度恒定。(3)考查金属的防护，若K置于N处，必须让被保护的金属接电源负极；若开关K置于M处，形成原电池，锌做负极，为牺牲阳极保护法(或牺牲阳极的阴极保护法)。答案：(1)①2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑b②2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋HCOeq\o\al(－,3)与H＋反应使H＋浓度减小，产生Al(OH)3沉淀(合理即可)(2)补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定(3)N牺牲阳极保护法(或牺牲阳极的阴极保护法)16．(9分)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，装置如下图，含有某种催化剂。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。(1)通入SO2的电极为__________极，其电极反应式为_______________________，此电极区pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)电解质溶液中的H＋通过质子膜____________(填“向左”“向右”或“不”)移动，通入氧气的电极反应式为__________________________________。(3)电池总反应式为___________________________________________________________________。解析：(1)SO2制备硫酸，SO2被氧化，为负极反应物，S的化合价升高2，即SO2－2e－→SOeq\o\al(2－,4)，溶液显酸性，用H2O、H＋配平得SO2－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，依据电极反应式可知负极区酸性增强；(2)阳离子向正极区移动，O2得4个电子，溶液显酸性，用H2O、H＋配平得O2＋4e－＋4H＋=2H2O；(3)电池总反应式为2SO2＋2H2O＋O2=2H2SO4。答案：(1)负SO2－2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋减小(2)向右O2＋4e－＋4H＋=2H2O(3)2SO2＋2H2O＋O2=2H2SO417．(13分)铬是一种用途广泛的化工原料，但六价铬具有强烈的致癌作用，且又是一种严重的污染物。工业上为了处理含Cr2Oeq\o\al(2－,7)酸性工业废水，按下面的方法处理：往工业废水中加入适量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，工业废水中铬的含量已低于排放标准。试回答：(1)加入适量NaCl是为了_____________________________________________________________；(2)电极反应式：阳极____________，阴极______________；(3)由Cr2Oeq\o\al(2－,7)变Cr3＋的离子方程式为________________________________________________________________；(4)工业废水由酸性变碱性原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________；(5)能否改用石墨电极？原因是什么？解析：本题的解法：从题设目的〔Cr2Oeq\o\al(2－,7)→Cr(OH)3〕出发，根据电解原理中阴阳极的放电顺序，再从放电后产生的离子间的氧化还原反应去分析而获得答案。根据题意，废水的处理是使Cr2Oeq\o\al(2－,7)变成Cr(OH)3。因此阳极上的铁失去电子变成Fe2＋，再被Cr2Oeq\o\al(2－,7)氧化成Fe3＋，Cr2Oeq\o\al(2－,7)本身被还原成Cr3＋，NaCl不参与电极反应，故(1)加入适量NaCl是为了增加废水的导电性。(2)电极反应式，阳极为Fe－2e－=Fe2＋，阴极为2H＋＋2e－=H2↑。(3)离子方程式为Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。(4)由于H＋不断放电而消耗及Cr2Oeq\o\al(2－,7)与Fe2＋反应时消耗H＋，造成c(H＋)降低，破坏了水的电离平衡，结果造成溶液中c(OH－)>c(H＋)。(5)不能改用石墨电极，因用石墨作电极，阳极产生Cl2，得不到Fe2＋，结果因缺少还原剂，不能使Cr2Oeq\o\al(2－,7)转化成Cr3＋，产生Cr(OH)3而除去。答案：(1)加入适量NaCl是为了增加废水的导电性。(2)Fe－2e－=Fe2＋,2H＋＋2e－=H2↑。(3)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。(4)由于H＋不断放电而消耗及Cr2Oeq\o\al(2－,7)与Fe2＋反应时消耗H＋，造成c(H＋)降低，破坏了水的电离平衡，结果造成溶液中c(OH－)>c(H＋)。(5)不能改用石墨电极，因用石墨作电极，阳极产生Cl2，得不到Fe2＋，结果因缺少还原剂，不能使Cr2Oeq\o\al(2－,7)转化成Cr3＋，产生Cr(OH)3而除去。18．(2023·广东卷)(16分)化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。(1)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。①下列收集Cl2的正确装置是________。②将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中，____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。①完成原电池的甲装置示意图(见下图)，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属