2020高中化学第四章电化学基础过关检测(含解析)新人教版选修4

第四章过关检测对应学生用书P83本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题包括16小题，每小题只有一个选项符合题意。每小题3分，共48分)1．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，锌电极是负极答案B解析铜锌原电池中，电子从负极锌沿外电路流向正极铜，B项错误。2．由图分析，下列叙述正确的是()A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B．Ⅰ和Ⅱ中Cl均向Fe电极移动－C．Ⅰ和Ⅱ中负极反应式均为Fe－2e===Fe－2＋D．Ⅰ和Ⅱ中正极反应式均为O＋4e＋2HO===4OH－－22答案A解析两个原电池中正极金属Fe(Ⅰ中)、Cu(Ⅱ中)不参与反应，因此不会被腐蚀，A项正确；Ⅰ中锌作负极，则氯离子向锌电极移动，Ⅱ中铁作负极，则氯离子向铁电极移动，B项错误；Ⅰ中负极反应式为Zn－2e===Zn2＋，C项错误；Ⅱ中正极反应式为2H＋2e===H＋↑，D－－2项错误。3．目前，脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域。含铁脱氧剂利用铁易被氧化的性质，完全吸收包装内的氧，从而对包装内的物品起到防氧化作用。当脱氧剂变成红棕色时则失效。下表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方：主要原料用量含碳4%的铸铁粉80g滑石粉40g食盐4g乙醇适量下列反应式中与铁脱氧原理无关的是()A．Fe－2e===Fe－2＋B．C＋O===CO22C．4Fe(OH)＋2O＋2HO===4Fe(OH)223D．2Fe(OH)3===FeO·xHO＋(3－x)HO2322答案B解析脱氧保鲜剂的脱氧原理与铁的吸氧腐蚀类似。铁锈的形成过程主要是Fe­C原电池发生吸氧腐蚀的过程：负极反应为2Fe－4e===2Fe，正极反应为O＋2HO＋4e===4OH，Fe－2－2＋－22和OH结合：Fe＋2OH===Fe(OH)2＋－，Fe(OH)被空气氧化：4Fe(OH)＋O＋2HO===4Fe(OH)，22223＋－2Fe(OH)缓慢分解：2Fe(OH)===FeO·xHO＋(3－x)HO。铁锈的主要成分是FeO·xHO，也可332322232能含有未分解的Fe(OH)。34．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A．图a中B．图b中，开关由M改置于N时，Cu­Zn合金的腐蚀速率减小C．图c中时Zn的腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D．图d中，Zn­MnO干电池放电腐蚀主要是因为MnO的还原作用，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重，接通开关22答案B解析图a中，铁棒靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻，A项错误图；b中开关置于M时，Cu­Zn合金作负极，由M改置于N时，Cu­Zn合金作正极，腐蚀速率减小，B项正确图；c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上产生，C项错误图；d中Zn­MnO干电池放电腐蚀主要是因为Zn发生氧化反应，D项错误。25．(2016·全国卷Ⅱ)Mg­AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A．负极反应式为Mg－2e===Mg－2＋B．正极反应式为Ag＋＋e===Ag－C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg＋2HO===Mg(OH)＋H↑222答案B解析Mg­AgCl电池中，Mg为负极，AgCl为正极，故正极反应式应为AgCl＋e===Ag＋－Cl－，B错误。6．(2016·全国卷Ⅰ)三室式电渗析法处理含NaSO废水的原理如图所示，采用惰性电极，24ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO可通过离子交换膜，＋2－4而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大2－4B．该法在处理含NaSO废水时可以得到NaOH和HSO产品2424C．负极反应为2HO－4e===O＋4H，负极区溶液pH降低＋－22D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0．5mol的O生成2答案B解析负极区(阴极)电极反应为：4H＋4e===2H↑，正极区(阳极)电极反应为：4OH－＋－2－4e===2HO＋O↑。通电后SO向正极移动，正极区OH放电，溶液酸性增强，pH减小，A－2－4－22错误；负极区反应为4H＋4e===2H↑，溶液pH增大，C错误；由正极区电极反应知，该反－＋2应中移转电子数为4，则当电路中通过1mol电子的电量时，会有0．25molO生成，D错误。27．(2015·天津高考)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是()A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小2－4C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案C解析锌电极是原电池的负极，发生氧化反应，铜电极是原电池的正极，发生还原反应，A错误；阳离子交换膜不允许阴离子通过，所以电池工作一段时间后，甲池的c(SO)不变，B2－4错误；乙池发生的电极反应为：Cu＋2e===Cu，溶液中Cu逐渐减少，为维持溶液中的电荷2＋－2＋平衡，Zn会不断移向乙池，使溶液质量增加，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子2＋通过，D错误。8．(2015·全国卷Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A．正极反应中有CO生成2B．微生物促进了反应中电子的转移C．质子通过交换膜从负极区移向正极区D．电池总反应为CHO＋6O===6CO＋6HO2612622答案A解析负极发生氧化反应，生成CO气体，A错误；微生物电池中的化学反应速率较快，2即微生物促进了反应中电子的转移，B正确；原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C正确；电池总反应是CHO与O反应生成CO和HO，D正确。26126229．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相组合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是()A．电解池的阴极反应式为2HO＋2e===H↑＋2OH－－22B．通入空气的电极为负极C．电解池中产生2molCl时，理论上燃料电池中消耗0．5molO22D．a、b、c的大小关系为a>b＝c答案A解析题给电解池的阴极反应式为2HO＋2e===H↑＋2OH，阳极反应式为2Cl－2e－－－－22===Cl↑，A项正确；题给燃料电池为氢氧燃料电池，通入空气的电极为正极，B项错误；由2整个电路中得失电子守恒可知，电解池中产生2molCl，理论上转移4mole，则燃料电池－2中消耗1molO，C项错误；题给燃料电池的负极反应式为H－2e＋2OH===2HO，正极反应－－222式为O＋4e＋2HO===4OH，所以a、b、c的大小关系为c>a>b，D项错误。－－2210．(2016·全国卷Ⅲ)锌­空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O＋4OH＋2HO===2Zn(OH)。下列说法正确的是()－2－422A．充电时，电解质溶液中K向阳极移动＋B．充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小－C．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－2e===Zn(OH)－－2－4D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22．4L(标准状况)答案C解析充电时为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动，发生的反应为2Zn(OH)===2Zn＋2－4O↑＋4OH＋2HO，电解质溶液中c(OH)增大，A、B错误；放电时负极反应为Zn＋4OH－2e－－－22===Zn(OH)，C正确；每消耗1molO电路中通过4mol电子，D错误。2－2－411．电化学降解NO的原理如图所示。下列说法不正确的是()－3A．铅蓄电池的A极为正极，电极材料为PbO2B．铅蓄电池在工作过程中负极质量增加C．该电解池的阴极反应式为2NO＋6HO＋10e===N↑＋12OH－－3－22D．若电解过程中转移2mol电子，则质子交换膜两侧电解液的质量化变差(Δm－Δm)左右为10．4g答案D解析由原理示意图可知，硝酸根离子转化为氮气，发生还原反应，右侧电极为电解池的阴极，则B极为电池的负极、A极为电池的正极，铅蓄电池的负极材料为Pb，正极材料为PbO，A项正确；铅蓄电池在工作时负极上铅失去电子转化为硫酸铅附着在电极上，电极质量2增加，B项正确；电解池中阴极反应式为2NO＋6HO＋10e===N↑＋12OH，阳极反应式为2HO－－3－222－4e===O↑＋4H，若电解过程中转移2mol电子，则＋左侧池中产生氧气0．5mol，同时有－22mol氢离子经过质子交换膜到达右侧溶液中，右侧池中产生氮气0．2mol，因此左侧电解液的质量减少18g，右侧电解液的质量减少3．6g，两侧电解液的质量变化差为14．故C项正确，12．用惰性电极电解一定浓度的CuSO溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0．24g，D项不正确。4molCu(OH)CO后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解3)。则电解过程中转22移的电子的物质的量为()A．0．4molB．0．8molC．1．2molD．1．6mol答案C解析电解CuSO溶液，开始时阴极反应为Cu＋2e===Cu，Cu反应完全后，2H＋2e2＋－2＋＋－4===H↑；阳极反应为4OH－4e===2HO＋O↑。反应完毕后向其中加入0．2molCu(OH)CO－－222232后可恢复到电解前的浓度和pH，说明析出了0．4molCu,0．2molH和0．3molO，生成220．4molCu，转移0．8mol电子，生成0．2molH，转移0．4mol电子，共转移1．2mol2电子，故C项正确。13．(2015·福建高考)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将HO2和CO转化为2O和燃料(CHO)。下说列法正确的是()238A．该装置将化B．该装置工作时，H＋从b极区向a极C．每生成1molO，有44gCO被还原学能转化为光能和电能区迁移22D．a电极的反应为：3CO＋18H－18e===CHO＋5HO－382＋2答案B解析该装置将光能和电能转化为化学能，A错误；该装置工作时，a极为阴极，b极为失4e－相等，由2HO――→2阳极，H从阳极(b极)区向阴极(a极)区迁移，B正确；根据电路中通过的电量＋得6e1－32被还原的CO的质量为mol×4432O、CO――→CHO可得：3O～2CO，则每生成1molO，2238222g/mol≈29．3g，C错误；a极上CO发生得电子的还原反应转化为CHO，D错误。23814．(2016·北京高考)用石墨电极完成下电列解实验。实验一实验二装置a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气现象c处无明显变化泡产生；……下列对实验现象的解释或推测不合理的是()A．a、d处：2HO＋2e===H↑＋2OH－－22B．b处：2Cl－2e===Cl↑－－2C．c处发生了反应：Fe－2e===Fe－2＋D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜答案B解析实验一中，a为阴极，c为阳极，d为阴极，b为阳极，a、d处发生反应2HO＋2e2===H↑＋2OH，A正确；若b处发生反应2Cl－2e===Cl↑，不足以解释b处“变红”和“褪－－－－22色”现象，B错误；c处铁作阳极，发生反应Fe－2e===Fe，由于生成的Fe浓度较小，且－2＋2＋pH试纸本身有颜色，故颜色上无明显变化，C正确；实验二中，两个铜珠的左端均为阳极，右端均为阴极，初始时两个铜珠的左端(阳极)均发生反应Cu－2e===Cu，－2＋右端(阴极)均发生反应2H＋2e===H↑，一段时间后，Cu移动到m和n处，2＋m、n处附近Cu浓度增大，发生＋－2＋2反应Cu＋2e===Cu，m、n处能生成铜，D正确。2＋－15．电解一定量的硫酸铜溶液的实验装置如图①所示，电解的实验数据如图所②示，轴表示电解过程中转移电子的物质的量，纵轴表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法正确的是()横A．开始时b电极上有红色物质析出，而后有气泡产生B．a电极上的电子经溶液流向b电极再流入直流电源C．在PQ段，产生的H和O的体积之比为1∶222D．从开始到Q点，装置中产生的气答案D解析根据电体中有0．1mol氧气子的流向可知，a为电解池的阴极、b为电解池的阳极。b电极上无红色物质析出，但一直有氧气产生，A项错误；电子仅在外电路中移动，溶液中为阴、阳离子的定向移动，B项错误；由图像和反应过程可知，刚开始为电解CuSO溶液的过程，仅有氧气生成，4PQ段为电解HO的过程，则a电极上生成氢气，b电极上生成氧气，且二者的体积之比为2∶1，2C项错误；在电解过程中，每转移4mol电子，有1molO生成，由图像可知，从开始到Q2点转移的电子为0．4mol，故有0．1molO生成，D项正确。216．垃圾渗滤液会污染地下水，为此科研人员设计了一种处理垃圾渗滤液并利用其进行发电的装置，该装置的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A．电池工作时，盐桥中的K和Cl不发生移动＋－B．电池工作时，电子由Y极经导线流向X极C．电池工作时，X极和Y极周围溶液的pH均降低D．电池工作时，电池总反应为3NO＋5NH＋3H===4N＋9HO－3＋322答案D解析电池工作时，盐桥中K向正极区移动，Cl向负极区移动，A错误；由图可知，NO＋－－3在Y电极被还原生成N，NH在X电极被氧化生成N，则X极是负极，Y极是正极；电池工作223时电子由负极流向正极，故电子由X极经导线流向Y极，B错误；X极的电极反应式为2NH－36e===N＋6H，反应中生成H，则X极周围溶液的pH降低；Y极的电极反应式为2NO＋12H－＋＋－32＋10e===N－↑＋6HO，反应消耗H，则Y极周围溶液的pH＋升高，C错误；根据C项分析，结2＋2合正、负极反应式及得失电子守恒可得，电池总反应式为3NO－＋5NH＋3H===4N＋9HO，D正＋3322确。第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、非选择题(本题包括4小题，共52分)17．(15分)如图所示的装置，闭合开关一段时间后，再断开，请回答问题。在此过程中：(1)A中发生反应的离子方程式是______________________________，其中Fe电极的名称是________。B中溶液仍为蓝色，其中一电极增重1．6g，则增重的是B中的________；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入__________(填化学式)，其质量为________g。(假设电解前后溶液的体积500mL不变)(3)断开开关后，发现C中溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)，其通电过程中(4)此过程中D中的质量________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，银电极质量________，电浓度________。(2)若________(填“C”或“Cu”)电极，电解后溶液的pH为阳极发生的反应是________________________。铜电极解质溶液答案(1)2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag(2分)负极(1分)(2)Cu(1分)1(2分)CuO(1分)2(2分)(3)减小(1分)4OH－4e===2HO＋O↑(2分)－－22(4)增大(1分)减小(1分)不变(1分)解析(1)图A是活泼性不同的两个电极插入电解液中形成闭合回路，故A为原电池装置，Fe为负极，Ag为正极，总反应的离子方程式为Fe＋2Ag===2Ag＋Fe。＋2＋(2)图B为电解池，C为阳极，Cu为阴极，电解硫酸铜溶液，阳极反应为4OH－4e===2HO－－2＋O↑，故阳极质量不变；阴极反应为Cu2＋＋2e===Cu，质量增加。电解池反应中，阳极失电－2子数目＝阴极得电子数目，Cu电极增重1．6g，则转移电子0．05mol，阳极消耗n(OH－)＝0.05mol0．05mol，故溶液中的c(H)＝＋＝0．1mol/L，pH＝1，同时阳极放出0．4gO，20.5L则电解液要恢复到原状态，需加入2gCuO。(3)图C电解NaHSO溶液，阳极反应为4OH－4e===2HO＋O↑，阴极本质上是电解水，－－422反应为4H＋4e===2H↑，由于消耗了水，使c(H)增＋大，pH减小。＋－2(4)图D，Cu作阴极，电极反应为Ag＋e===Ag，质量增大，Ag作阳极，电极反应为Ag＋－－e===Ag，质量减小，消耗和生成的Ag数目相，等故AgNO溶液的浓度不变。＋3－＋18．(11分)A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：阳离子Na、＋＋K、Cu2＋阴离子SO、OH2－－4在下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了16g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图。据此回答下列问题：(1)M为电源的________(填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应为____________________________。(2)电极e上生成的气体在标准状况下的体积为______________。(3)写出乙烧杯中的电解反应：_________________________________。(4)若电解过程中，乙烧杯中的B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？____________________________________________________________________________________________。(5)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，正确的操作是______________________________。答案(1)负(1分)4OH－－4e===2H－O＋O↑(2分)22(2)5．6L(2分)电解2HO=====2Cu＋O↑＋2HSO(2分)2224(3)2CuSO＋4(4)能，因为CuSO溶液已转为变HSO溶液，反应为变电解24水的反应(2分)4(5)向丙烧杯中加入4．5g水(2分)解析(1)乙烧杯中c电极质量增加，析出的金属只能是铜，则c处发生的反应为Cu2＋＋2e===Cu，即c电极为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。根据－离子共存知，B溶液为CuSO溶液；由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图，可以4确定A为KOH溶液或NaOH溶液，C为KSO溶液或NaSO溶液。甲烧杯中为KOH溶液或NaOH2244溶液，相当于电解HO，阳极b处为阴离子OH放电，即－4OH－24e===2HO＋O↑。22－－电解2HO=====2Cu＋O↑22(2)当乙烧杯中有16gCu析出时，转移的电子为0．5mol,2CuSO＋4＋2HSO。整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数相等。丙烧杯中为KSO溶液2244电解HO，由方程式2HO=====2H↑＋O↑可知，生成2molH，转移4mol22222或NaSO溶液，相当于电解24电子，所以当整个反应中转移0．5mol电子时，生成的H为0．25mol，标准状况下的体积2为0．25mol×22．4L/mol＝5．6L。(4)铜全部析出后，电解质变为HSO，所以电解反应仍能进行。24(5)丙烧杯中消耗水0．25mol，若要使丙烧杯中的4．5g水。19．(14分)根据题给信息，回答相关问题：(1)(2016·北京高考)用零价铁(Fe)去除水体中的点之一。C溶液恢复到原来的状态，正确的操作是向烧杯中加入硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热－3Fe还原水体中NO的反应原理如图所示。－3①作负极的物质是________。②正极的电极反应式是____________________________________。(2)(2015·重庆高考)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。①腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”“b”或“c”)；和负极反应产物作用生成多孔粉状锈②环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应－产物Cu(OH)Cl，3其离子方程式为____________________________________；2③若生成4．29gCu(OH)Cl，3则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。同时获得氢气：Fe＋2HO＋2OH2(3)(2016·天津高考)电解法制取有广泛用途的NaFeO，422电解=====FeO＋3H↑，工作原理如图1所示。装置通电后，电铁极附近生成紫红色FeO，镍电2－24－2－4极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，电铁极区会产生红褐色物质。已知：NaFeO只在42强碱性条件下稳定，易被H还原。2①电解一段时间后，c(OH)降低的区域在________(填“阴极室”或“阳极室”)。－②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为______________________。③c(NaFeO)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(NaFeO)2424低于最高值的原因：________________________________________。答案(1)①Fe(1分)②NO＋8e＋10H===NH＋3HO(2分)－3－＋＋42(2)①c(1分)②2Cu2＋＋3OH＋Cl－===Cu(OH)Cl↓(2分)③0．448(2分)－23(3)①阳极室(1分)②防止NaFeO与H反应使产率降低(2分)③M点：c(OH)低，－242NaFeO稳定性差，且反应慢[或N点：c(OH)过高，铁电极上有Fe(OH)(或FeO)生成，使NaFeO4－243232产率降低](3分)解析(1)由图示可知，Fe失去电子作负极，NO－在正极发生反应转化为NH：NO＋8e－＋4－33＋10H===NH＋3HO。＋＋42(2)①在青铜器被腐蚀过程中，Cu失去电子发生氧化反应为原电池的负极。②负极产物为Cu失去电子生成的Cu2＋，正极产物为O获得电子生成的OH，Cu、OH、Cl－反应生成－－2＋24.29gCu(OH)Cl沉淀。③4．29gCu(OH)Cl的物质的量＝2＝0．02mol，消耗0．04mol214.5g/mol233Cu，转移0．08mole，根据正极反应：O＋4e－＋2HO===4OH－，消耗0．02molO，其在标－222准状况下的体积约为0．02mol×22．4L/mol＝0．448L。(3)①电解时，阳极反应式为：Fe－6e＋8OH===FeO＋4HO，阴极反应式为：2HO－－2－422＋2e－===H↑＋2OH，电解过程中，阳极室消耗OH，c(OH)降低。②根据题意，NaFeO易被－－－242H还原，由于阴极产生的气体为H，若不及时排出，会将NaFeO还原，使其产率降低。③根2224据题意，若碱性较弱，则NaFeO稳定性差，且反应慢；若碱性较强，则铁电极区会产生Fe(OH)324或Fe(OH)分解生成的FeO，所以M点和N点的c(NaFeO)均低于最高值。3232420．(12分)CO、CO可与H在一定条件下反应合成二甲醚(CHOCH)、甲醇(CHO