【志鸿优化设计-赢在课堂】(人教版)2021高中化学选修4同步练习：第四章-电化学基础-检测题-

第四章过关检测(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个正确选项)1.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.①②③④ B.③④C.③④⑤ D.④解析: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:B2.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-Cl2↑B.氢氧燃料电池的负极反应:O2+2H2O+4e-4OH-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-2e-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-Fe2+。答案:A3.观看下列几个装置示意图,有关叙述正确的是()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、水分子自由通过解析:装置①中阳极上氯离子放电生成氯气,故A错;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;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对;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。答案:C4.某小组为争辩电化学原理,设计如图装置,下列叙述不正确的是()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,溶液均从蓝色渐渐变成浅绿色D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动解析:a和b不连接时,铁与CuSO4溶液发生反应:Fe+Cu2+Fe2++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:Cu2++2e-Cu,铁片上发生氧化反应:Fe-2e-Fe2+,B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+Cu2+Fe2++Cu,故溶液均从蓝色(Cu2+的颜色)渐渐变成浅绿色(Fe2+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,Cu2+应向阴极(铁电极)移动,D项错误。答案:D5.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量杂质Fe、Zn、Cu、Pt,可用电解法制备高纯度的镍(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+),下列叙述正确的是()A.阳极发生还原反应,其电极反应:Ni2++2e-NiB.电解过程中,阳极质量的削减与阴极质量的增加相等C.电解后,溶液中存在的阳离子只有Fe2+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,阳极发生氧化反应;B项,阴极只析出Ni,阳极Ni、Fe、Zn都溶解,所以阳极减小的质量与阴极增加的质量不相等。C项,溶液中还存在大量Ni2+及H+。D项,Cu、Pt不如Ni活泼,在阳极不放电,都在阳极泥中。答案:D6.天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。电池反应为CoO2+LiC6LiCoO2+C6,下列说法正确的是()A.充电时,电池的负极反应为LiC6-e-Li++C6B.放电时,电池的正极反应为CoO2+Li++e-LiCoO2C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低解析:A项,充电时,发生电解池反应,电池负极即为电解池阴极,发生还原反应Li++C6+e-LiC6;B项,放电时发生原电池反应,电池正极发生还原反应;C项,含活泼氢的有机物作电解质易得电子;D项,锂相对原子质量小,其密度最小,所以锂离子电池的比能量高。答案:B7.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(N)=6.0mol·L-1,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-1B.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0.5molD.电解后溶液中c(H+)为2mol·L-1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:①Cu2++2e-Cu;②2H++2e-H2↑,阳极只生成O2:4OH--4e-O2↑+2H2O,n(H2)=n(O2)=1mol⇒n(e-)=4mol,B不正确。依据电子转移守恒得:n(Cu2+)=1mol,依据电荷守恒有n(K+)+n(Cu2+)×2=n(N),所以n(K+)=1mol⇒c(K+)=2mol·L-1。A正确。依据Cu析出后,溶液中只有KNO3和HNO3,由电荷守恒可推出c(H+)=4mol·L-1。答案:A8.某爱好小组设计如右微型试验装置。试验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生:一段时间后,断开K1,闭合K2,发觉电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H++2Cl-Cl2↑+H2↑B.断开K2,闭合K1时,石墨电极四周溶液变红C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:Cl2+2e-2Cl-D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极解析:由题意知,断开K2,闭合K1时,两极均有气泡产生,则说明铜电极没有参与反应,则铜电极肯定作阴极,石墨电极作阳极,所以总反应的离子方程式应为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,铜电极四周溶液变红,故A、B项均错误;断开K1,闭合K2时,氯气在石墨电极上得到电子生成Cl-,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二、填空题(本题共4小题,共52分)9.(10分)人工肾脏可接受间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如下图所示。(1)电源的负极为(填“A”或“B”)。

(2)阳极室中发生的反应依次为、。

(3)电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将;若两极共收集到气体13.44L(标准状况),则除去的尿素为g(忽视气体的溶解)。

解析:依据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律和本题图中的电极产物H2和Cl2可以推断出A为电源的正极,B为电源的负极,故阳极室中发生的反应依次为:2Cl--2e-Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl;(3)阴极反应为:6H2O+6e-6OH-+3H2↑(或6H++6e-3H2↑)阳极反应为:6Cl--6e-3Cl2↑CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl依据上述反应可以看出在阴、阳极上产生的OH-、H+的数目相等,阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH-恰好反应生成水,所以阴极室中电解前后溶液的pH不变;由上述反应可以看出,转移6mole-时,阴极产生3molH2,阳极产生1molN2和1molCO2,故电解收集到的13.44L气体中V(N2)=V(CO2)==2.688L,即n(N2)=n(CO2)=0.12mol。依据方程式CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl可知生成0.12molN2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.12mol,其质量为:m[CO(NH2)2]=0.12mol×60g·mol-1=7.2g。答案:(1)B(2)6Cl--6e-3Cl2↑CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl(3)不变7.210.(16分)如图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.8~8.0,酸色—红色,碱色—黄色)回答下列问题:(1)下列关于电解过程中电极四周溶液颜色变化的叙述正确的是(填编号);

①A管溶液由红变黄②B管溶液由红变黄③A管溶液不变色④B管溶液不变色(2)写出A管中发生的反应:;

(3)写出B管中发生的反应:;

(4)检验a管中气体的方法是;

(5)检验b管中气体的方法是;

(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观看到的现象是。

解析:由装置图可知A为电解池的阴极,电极反应为:4H++4e-2H2↑;B为电解池的阳极,电极反应为:4OH--4e-2H2O+O2↑。依据放电状况可知A极由于H+放电四周显碱性,指示剂应显黄色,同时还会发生反应Mg2++2OH-Mg(OH)2↓;B极由于OH-放电四周显酸性,指示剂仍显本身的颜色红色。在检验H2时利用其可燃性,检验O2时利用其能使带火星的木条复燃的性质进行检验。由于该电解池实质是电解水,所以将电解液倒入烧杯后,整个溶液呈中性,故指示剂变红,Mg(OH)2沉淀会消逝。答案:(1)①④(2)2H++2e-H2↑、Mg2++2OH-Mg(OH)2↓(3)4OH--4e-2H2O+O2↑(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内,木条复燃(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)11.(12分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性挨次,两人均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol·L-1H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6mol·L-1的NaOH溶液中,如图所示。请回答:(1)写出甲池中正极的电极反应式:。

(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式:负极,总反应的离子方程式为。

(3)假如甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料假如都是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会推断出活动性更强,而乙会推断出活动性更强(填写元素符号)。

(4)由此试验,可得到如下哪些正确结论?(填写字母序号)。

a.利用原电池反应推断金属活动性挨次时应留意选择合适的介质b.镁的金属性不肯定比铝的金属性强c.该试验说明金属活动性挨次已过时,已没有有用价值d.该试验说明化学争辩对象简单,反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析(5)上述试验也反过来证明白“直接利用金属活动性挨次推断原电池中的正负极”,这种做法(填“牢靠”或“不行靠”)。

解析:原电池的负极是相对活泼的金属,因金属活动性挨次的排列是在一般酸中的反应挨次。那么,当溶液改为NaOH溶液时,由于Mg不反应,而Al能跟NaOH溶液反应,在这种状况下,对于NaOH溶液而言,Al比Mg活泼,在该装置中铝作负极。因此,推断原电池正负极时,应考虑到对应介质,谁更易跟电解质溶液反应,谁就作负极。答案:(1)2H++2e-H2↑(2)Al+4OH--3e-Al+2H2O2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑(3)MgAl(4)a、d(5)不行靠12.(14分)现需设计一套试验装置来电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积(约6mL)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。(1)试从下图中选用几种必要的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接挨次(填编号)是:A接,B接。

(2)铁棒接直流电源的极;碳棒上发生的电极反应为。

(3)能说明氯气具有氧化性的试验现象是。

(4)假定装入的饱和食盐水为50mL(电解前后溶液体积变化可忽视),当测得的氢气为5.6mL时,溶液的pH为