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文档简介
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。
铝
电
极
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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