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第四章电化学基础测评

(时间:90分钟满分:100分)

一、选择题(本题包括11小题,每小题4分,共44分。每小题只有一个选项符合题意)

1.下列事实不能用电化学原理解释的是()

A.铝片不用特殊方法保护

B.轮船水线下的船体上装一定数量的锌块

C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO”溶液后速率增大

D.镀锌铁比较耐用

解为铝能与空气中的6化合生成致密的氧化膜,保护铝不受腐蚀;B项是牺牲阳极的阴极保护法;C项锌与置

换出的铜构成原电池,加快反应速率;镀锌铁一旦破损,锌比铁活泼,仍能起保护作用,比较耐用。

I答案A

2.下列叙述正确的是()

A.电解饱和食盐水制烧碱时,Fe作阳极,石墨作阴极

B.电解氯化铜溶液时,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量相等

C.钢铁在空气中发生电化学腐蚀时,铁作负极

D.原电池工作时,阳离子移向电池的负极

解困电解饱和食盐水制烧碱时,阳极必须是惰性电极,A错误;电解氯化铜时,实质是电解氯化铜本身,阳极

上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量不相等,B错误;钢铁在空气中发生电化学腐蚀,不论是析氢腐蚀

还是吸氧腐蚀,均是铁作负极,C正确;原电池工作时,阳离子移向电池的正极,D错误。

答案|c

3.下列叙述中,正确的是()

①电解池是将化学能转变为电能的装置②原电池是将电能转变成化学能的装置③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④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⑤

电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化

A.①②③④B.③④

C.③④⑤D.④

解困①应为电能转变成化学能,②为化学能转化为电能,⑤发生了化学变化。

答案B

4.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,阳极的电极反应为2Cl-2e==Cl2f

B.氢氧燃料电池的负极反应:02+2H2+4e「=--40H-

C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为Cu-2e--Cu2+

D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应:Fe-24—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,将铜在溶液中还原出来;

钢铁腐蚀的负极反应是Fe-2e「===Fe"。

答案A

5.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是(

直流电源

铜片一¥1二否待镀

:圣-铁制品

CuSO4

CuCl2溶液一

溶液一

电解CuCU溶液装置电镀铜实验装置

(D②

H2仆

®NaOH

1溶液

精制

饱和।

离子交换膜第2。(含少

NaCl

溶液量)

负极正极NaOH

氢氧燃料电池示意图离子交换膜法电解原理示意图

③④

A.装置①中阳极上析出红色固体

B.装置②的待镀铁制品应与电源正极相连

C.装置③闭合电键后,外电路电子由a极流向b极

D.装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过

翩针装置①中阳极上氯离子放电生成氯气,故A错误;装置②是电镀装置,待镀铁制品作阴极,应与电源负极

相连,故B错误;装置③闭合电键后,a极是负极,因此外电路电子由a极流向b极,故C正确;装置④的离子交

换膜只允许阳离子、水分子自由通过,故D错误。

答案C

6.某小组为研究电化学原理,设计右图装置,下列叙述不正确的是()

ab

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-Cu

C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色

D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu”向铜电极移动

解析|a和b不连接时,铁与CuSO,溶液发生反应:Fe+Cu。'一=Fe"+Cu,A项正确;a和b用导线连接时,组成了原

电池,Fe为负极,Cu为正极,铜片上发生还原反应:Cu"+2e--Cu,铁片上发生氧化反应:Fe-2e「一Fe2B项

正确;通过以上分析可知,无论a和b是否连接,均发生反应:Fe+O?"=Fe2++Cu,故溶液均从蓝色(Cu?+的颜色)

逐渐变成浅绿色(Fe"的颜色),C项正确;a和b分别连接直流电源正、负极时,构成电解池,铜片为阳极,铁片

为阴极,Cu"应向阴极(铁电极)移动,D项错误。

答案|D

7.金属保有广泛的用途,粗保中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,用电解法制备高纯度的银,下列叙述中

正确的是()

A.阳极发生还原反应,其电极反应式为Ni2++2e^=Ni

B.电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等

C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe"和Zn2+

D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

解析A项,阳极应发生氧化反应。C项,溶液中的阳离子主要为Ni2+,根据金属原子的还原性和金属阳离子的

氧化顺序,阳极反应为Zn-2e-Zn2+,Fe-2e-Fe2+,Ni-2e-Ni2+,Cu、Pt在该条件下不失电子,阴极反应

为Ni2++2e「一=Ni,Fe-Zn?’在该条件下不得电子。比较两电极反应,因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等,当

两极通过相同的电量时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。

答案D

8.(2018全国III,11)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,0?与Li,在多孔碳材料电极处生成

LizO?-(产0或1)。下列说法正确的是()

非水电解质隔聚物隔膜

A.放电时,多孔碳材料电极为负极

B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极

C.充电时,电解质溶液中Li,向多孔碳材料区迁移

X

D.充电时,电池总反应为Li202-.-2Li+(l-2)02

丽针放电时,该电池中锂作负极,多孔碳材料作正极,A项错误;放电时,外电路电子由负极流向正极,即由锂

电极流向多孔碳材料电极,B项错误;充电时,锂电极作阴极,多孔碳材料电极作阳极,电解质溶液中Li,应向

:

锂电极区移动,C项错误;充电反应与放电反应相反:Liz。?-/=2Li+(l-2)02,D项正确。

答案D

9.500mLKNO3和Cu(N0s)2的混合溶液中c(N°3)=6.0mol•L,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间

后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是()

A.原混合溶液中c(K')为2mol•L'

B.上述电解过程中共转移2mol电子

C.电解得到的Cu的物质的量为0.5mol

D.电解后溶液中c(H+)为2moi•L

解析|两极都收集到22.4L气体,说明阴极上发生的反应依次为:①€^++23一Cu;②2H++23一压t,阳极只

-

生成02:40H-4e=—O2f+2压0,〃田2)=〃(。2)=1mol,则〃(e)=4mol,B不正确。根据电子转移守恒得:A(CU")=1

mol,根据电荷守恒有7?(K+)+/2(CU2+)X2=〃(N°3),所以T?(K+)=1mol,c(K+)=2mol•L、A正确。根据Cu析出

后,溶液中只有KNOs和HNOa,由电荷守恒可推出c®)=4mol•lA

|答案卜

10.某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,先断开总闭合Ki,两极均有气泡产生:一段时间后,断开K1;

闭合Kz,发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()

A.断开K2,闭合Ki时,总反应的禺子方程式为2H*+2clCI2t+H2f

B.断开电闭合K时,石墨电极附近溶液变红

-;:

C.断开Ki,闭合区时,铜电极上的电极反应为Cl2+2e---2CF

D.断开Ki,闭合氏时,石墨电极作正极

解见由题意知,断开降闭合及时,两极均有气泡产生,则说明铜电极没有参与反应,则铜电极一定作阴极,

石墨电极作阳极,所以总反应的离子方程式应为2c「+2比0空暨CLt+压t+20H;铜电极附近溶液变红,故A、B

项均错误;断开K“闭合K2时,氯气在石墨电极上得到电子生成CF,氢气在铜电极上失去电子生成氢离子,所

以此时石墨电极作正极,铜电极作负极,故C项错误,D项正确。

答案D

11.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()

①c(Ag,)②c(AgNOs)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pH

A.①③B.③④

C.①②④D.①②⑤

解析该电解池中,随着电解的进行,c(Ag,)不变,c(AgNOj不变,溶液的pH不变。因为阳极反应式为

Ag-e----Ag+,阴极反应式为Ag++e~---Ago

答案|D

二、非选择题(本题包括4小题,共56分)

12.(14分)如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工

作时,M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:

(DM电极的材料是

N的电极反应式为,

乙池的总反应是,

加入甲烷的铀电极的电极反应式为。

(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气为L(标准状况下),

若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池中溶液的的浓度为

0^(1)甲烷作燃料电池的负极,与其相连的M电极为阴极,02作燃料电池的正极,与其相连的N电极为阳极,

工作时M、N两个电极的质量都不减少,故N极为石墨电极,M极为铁电极,乙池为电解池。

(2)设甲池中理论上消耗氧气体积为x,乙池中生成H,的物质的量为y。则:

4AgN(V4Ag~02~4H,

4X108g22.4L4mol

4.32gxy

解得:A=0.224L,7=0.04molo

n(H+)0.04mol

+-1

c(H)=v-o.4L=0.1mol,LO

答案|(1)铁阴极40『4e「一(M+2H2。

电解,--/U-

4AgN03+2H20-4Ag+4HN03+02tCH4+100H-8e=C3+7H20

(2)0.2240.1mol•U1

13.(14分)如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前

后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。

请回答:

E

CuSO4溶液滴有酚配的饱Fe(OH)a胶体

和NaCl溶液

甲乙T

(DB极是电源的.,一段时间后,甲中溶液颜色,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的

颜色逐渐变深,这表明在电场作用下向Y极移动。

(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为

(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应是,电镀液是溶液。

⑷若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生的总反应的离子方程式为o

薜行(DF极附近溶液呈红色,说明F极是阴极,产生了NaOH,则B极是电源的负极。Fe(0H)3胶体粒子带正

电荷,向阴极移动。(2)甲中,C极为阳极,阳极发生氧化反应:40H=4e=2H20+02t;D极为阴极,阴极发生还

原反应:2Cu,4e「==2Cuo乙中,E极为阳极,电极反应为4c=2C12f,F极为阴极,电极反应为

+

4H+4e-2H2fo甲、乙串联,转移电子的数目相同,故C,D,E,F电解产生单质的物质的量之比为〃(0。:

z?(Cu):〃(3):〃(压)=1:2:2:2。(3)H极与电源负极相连,H极为阴极,电镀时,镀件应作阴极,即H应该

是镀件,电镀液应是AgNOs溶液。(4)若C电极为铁,铁为活性电极,阳极反应为Fe-2e-Fe2+,阴极反应为

Cu2++2eCu,总反应为Fe+Cu~*解Cu+Fe"。

答案(1)负极变浅Fe(0H)3胶粒

⑵1:2:2:2

⑶铜件AgNOj

(4)Fe+Cu2+==Cu+Fe2+

14.(14分)(1)(2018天津理综,10节选)0?辅助的A1-CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利

用C02,电池反应产物Ak(C204)3是重要的化工原料。

含AlCb的离子液体

电池的负极反应式:_____________________________

电池的正极反应式:602+6e「===6°2

-2-

6C02+6°2^3C204+6O2

反应过程中0?的作用是。

该电池的总反应式:o

(2)(2018全国1,27节选)制备Na2s2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中S02碱吸收液中含有

NaHSOs和Na2s03。阳极的电极反应式为。电解后,______室的NaHSOs浓度增加。

将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S205o

解析(1)该电池中A1作负极,电解质为含A1CL的离子液体,故负极反应为A『3e「一A产。正极为多孔碳电

极,根据正极反应式,得正极总反应为6CO2+6e—3C2°4,0,不参与正极的总反应,故0?为催化剂。将负极反

应:2Al-6e「-2AM和正极反应:6C02+6e「=3c2°4相加,可得该电池的总反应式为2A1+6c0?-ALC。》

(2)阳极发生氧化反应:2上0-4小-4H++0zt,阳极室H,向a室迁移,a室中的Na2s。3转化成NaHS03o阴极

发生还原反应析出电0H一增多,Na,由a室向b室迁移,则b室中Na2s浓度增大。

答案⑴A_3e「==AK(或2Al-6e「-2A1")催化剂2A1+6CO2=A12(C2O4)3

(2)2Hz()-4e4H++02fa

15.(14分)(2018全国ffl,27)KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:

(DKIOs的化学名称是

(2)利用“KClOs氧化法”制备KIOs工艺流程如下图所示:

H2O

2

KpiQ>>酸化.~L结晶J/解卜调*浓缩.KIO,

*反应H逐Ch—过滤咂处pH*结晶.KIOs

H2UJ----_^―।---------

滤液

“酸化反应”所得产物有KH(I03)2、CI2和KC1。“逐C12”采用的方法是o“滤液”中的溶质

主要是o“调pH”中发生反应的化

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