高中化学第四章电化学基础检测(A)新人教选修4

第四章电化学基础
检测 (A)
( 时间 :90 分钟满分:100分) 一、选择题 ( 此题包含18 个小题 , 每题 3 分 , 共 54 分)
1 以下图 , 将铁棒和石墨棒插入1 L 1 mol ·L-1食盐水中。

以下说法正确的选项
是()
A. 若电键 K 与 N连结 , 铁被保护不会腐化
B. 若电键 K 与 N连结 , 正极反响式是
- -
2H2O+O2↑4OH-4e
C. 若电键 K 与 M连结 , 将石墨棒换成铜棒 , 可实现铁棒上镀铜
D. 若电键 K 与 M连结 , 当两极共产
生28 L( 标准情况 ) 气体时 , 生成了 1 mol NaOH
答案 D
2 以以下图所示是某太空空间站能量转变系统的局部表示图, 此中燃料电池采纳KOH溶液为电解液 , 以下相关说法中正确的选项是 ( )
A. 该能量转变系统工作时, 需不停增补H2O
B.该转变系统的能量实质上根源于太阳能
C. 水电解系统中的阴极反响- -
:O +2H O+4e 4OH
2 2
D. 燃料电池放电时的负极反响:H 2-2e - 2H+
答案 B
3 化学用语是学习化学的重要工具, 以下用来表示物质变化的化学用语中,正确的选项是 ()
A. 电解饱和食盐水时 , 阳极的电极反响式为:2Cl - -2e - Cl 2↑
- -
C. 粗铜精华时 , 与电源正极相连的是纯铜, 电极反响式为 :Cu-2e - Cu2+
D. 钢铁发生电化学腐化的正极反响式
- 2+ :Fe-2e Fe
答案 A
4 以下表达中错误的选项是()
A.电解池是电能转变成化学能的装置
B.原电池跟电解池连结后 , 电子从原电池负极流向电解池阳极
C.电镀时 , 电镀池里的阳极资料发生氧化反响
D.电解饱和食盐水时 , 阴极获得氢氧化钠溶液和氢气
答案 B
5 对于右图所示的原电池, 以下说法中正确的选项是()
A.电子从锌电极经过电流计流向铜电极
B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁徙
C.锌电极发生复原反响 , 铜电极发生氧化反响
D. 铜电极上发生的电极反响是2H++2e-H2↑
答案 A
6 察看以下几个装置表示图, 相关表达正确的选项是()
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的阳离子互换膜同意阳离子、阴离子、水分子自由经过
分析装置①中阳极反响为2Cl - -2e - Cl ↑,A 错误 ; 装置②中待镀铁制品应作阴极, 应与电源负极
2
相连 ,B 错误 ; 装置③中 a 极是原电池的负极 ,H 2失电子 , 电子经导线流向 b 极 ,C 正确 ; 装置④中的阳离子互换膜不同意阴离子自由经过,D 错误。

答案 C
7 以下表达中正确的选
项是( )
A. 纯锌与稀硫酸反响时, 加入少许 CuSO4溶液 , 可使反响加快
B.甲醇和氧气以及KOH溶液构成的新式燃料电池中,其负极上发生的反响
-- CO+5H O
为 :CH OH+6OH+6e
3 2 2
C. 在铁件上镀铜时, 金属铜作阴极
D. 电解精华铜时 , 电解质溶液中铜离子浓度保持不变
分析锌置换出少许铜后形成铜锌原电池, 使反响加快 ,A项正确;负极上应发生失掉电子的氧化反
应 , 而且 CO2在碱性环境中要生成C,B 项错误 ; 电镀池中 , 镀层金属作阳极,C 项错误 ; 电解精华铜时 , 溶液中铜离子浓度降低,D 项错误。

答案 A
8 某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传达 H+, 其基本构造以下图, 电池总反响可表示
为 :2H +O 2H O,以下相关说法正确的选项
是( )
2 2 2
A. 电子经过外电路从 b 极流向 a 极
B.b 极上的电极反响式为
- - :O2+2H2O+4e 4OH
C. 每转移0.1 mol 电子 , 耗费 1.12 L 的 H2
D.H+由 a 极经过固体酸膜电解质传达到 b 极
分析由电极反响式可知, 氢气通入的一极为负极, 氧气通入的一极为正极 , 故 a 为负极、 b 为正极 ,
电子应当是经过外电路由 a 极流向 b 极,A 错误 ;B 项 ,b 极上的电极反响式为
+-
O2+4H +4e2H2O;C
项 , 没有明确此时能否处于标准情况, 故没法计算气体的体积。

答
案 D
9 以下图 , 铜片、锌片和石墨棒用导线连结后插入番茄里, 电流计中有电流经过, 以下说法正确的是()
A. 锌片是负极
B. 两个铜片上都发生氧化反响
C. 石墨是阴极
D.两个番茄都形成原电池
分析左边Cu、 Zn 与番茄汁构成原电池, 锌片是负极 , 发生氧化反响 , 铜片是正极 , 发生复原反响 ,A 项正确、 B 项错误 ; 右边为电解池,Cu 为阴极 , 石墨为阳极 ,C 、 D项错误。

答案 A
10 以下表达中正确的选项是()
A.在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反响
B.用惰性电极电解 Na2SO4溶液 , 阴阳两极产物的物质的量之比为1∶2
C.用惰性电极电解饱和 NaCl 溶液 , 如有 1 mol 电子转移 , 则生成 1 mol NaOH
- 4 -
分析选项 A 中在电解池的阴极是阳离子获得电子, 发生的是复原反响; 选项 B 顶用惰性电极电解
+- 2H ↑, 在阳极上- -
Na SO 溶液 , 其实是电解水 , 在阴极上 :4H +4e :4OH -4e2HO+O↑, 因此
2 4 2 2
阴阳两极产物的物质的量之比为2∶1; 选项 C 中 2NaCl+2H O 2NaOH+Cl↑+H↑, 每生成 2 mol
2 2
的 NaOH转移电子 2 mol, 因此转移 1 mol 电子 , 生成的 NaOH就是 1 mol; 选项 D 中镀层损坏后 , 镀锡铁构成的原电池,Fe 作负极而被腐化 , 镀锌铁构成的原电池 ,Zn 作负极 , 因此镀层损坏后 , 镀锡铁板比镀锌铁板更简单被腐化。

答案 C
11 为了防备钢铁锈蚀, 以下防备方法中正确的选项是()
A.在精细机床的铁床上安装铜螺钉
B.在排放海水的钢铁阀门上用导线连结一铅块, 一起浸入海水中
C.在海轮壳上镶嵌锌块
D.将电动输油管的铸铁管接直流电源的正极, 电源负极接惰性电极
分析 A、B 中形成的原电池都是铁作负极, 加快钢铁腐化;D 中铸铁管作阳极, 加快腐化 ;C 中锌比铁开朗 , 铁作正极。

答案 C
12Cu2O 是一种半导体资料, 用作制造整流器的资料, 还能够用于制船底防污漆( 杀死初级海生
动物 ) 、农作物的杀菌剂。

在实验室里可模拟工业过程制取Cu2O,总反响式是2Cu+HO Cu2O+H2↑,其装置如图 , 以下相关说法不正确的选项是()
A.该实验切合绿色化学的设计理念
B.图中的虚线框内需连结直流电源, 且正极与石墨相连
C.CuO高温加热分解也能够获得Cu2O
--
D. 上述装置中 , 阳极的电极反响式是2Cu+2OH-2e Cu2O+H2O
分析正极应与铜极相连。

答案 B
A. 电解时在阳极获得氯气, 在阴极获得金属钠
B. 若在阳极邻近的溶液中滴入KI 溶液 , 溶液呈棕黄色
C. 若在阴极邻近的溶液中滴入酚酞溶液, 溶液呈无色
D. 电解一段时间后, 将所有电解液转移到烧杯中, 充足搅拌后溶液呈中性
分析电解饱和NaCl 水溶液 , 阳极析出氯气, 阴极析出氢气,A 错误 ; 若在阳极邻近滴入KI 溶液 , 将析出 I 2, 获得 I 2的水溶液 , 故显棕黄色 ,B 正确 ; 阴极邻近因为显碱性, 加酚酞显红色 ; 电解一段时间后, 搅拌获得的是含有NaOH的溶液 , 显碱性。

答案 B
14 将 Al 、 Cu 片用导线相连, 一组插入浓硝酸中, 一组插入稀NaOH溶液中 , 分别构成了原电池, 则在这两个原电池中, 正极分别为 ()
A.Al 片、 Cu 片
B.Cu 片、 Al 片
C.Al 片、 Al 片
D.Cu 片、 Cu片
分析将 Al 片和 Cu片用导线相连 , 插入浓硝酸中 , 此时 Al 在浓硝酸中钝化 , 不可以连续反响 , 而 Cu 却能与浓硝酸连续反响 , 则 Cu为负极 ; 插入稀 NaOH溶液中 ,Al 能与 NaOH溶液反响 , 此时 Al 失掉电子被氧化 , 则 Al 为负极。

答案 A
15 以下相关电化学装置完整正确的选项是()
A B C D
防备 Fe构成铜锌
铜的精华铁上镀银
被腐化原电池
分析电解精华铜时 , 应当用粗铜作阳极 , 纯铜作阴极 , 故 A 错误 ; 铁上镀银时 , 应当用银作阳极 , 铁作阴极 , 故 B 错误 ;C 是外加电流的阴极保护法 , 正确 ; 铜锌原电池中 , 锌应插入硫酸锌溶液中 , 铜应插入硫酸铜溶液中 , 故 D 错误。

答案 C
16 用石墨电极电解CuCl2溶液 ( 见右图 ) 。

以下剖析正确的选项是()
A.a 端是直流电源的负极
B. 通电使 CuCl2发生电离
C. 阳极上发生的反响 :Cu 2++2e- Cu
D. 通电一段时间后 , 在阴极邻近察看到黄绿色气体
分析由电解装置图可知 ,Cu 2+向阴极挪动 , 可知 a 为电源负极 ,A 项正确 ;CuCl 2 溶于水中就能电离成自由挪动的 Cu2+和 Cl - ,B 项错误 ; 在阳极上发生氧化反响, 其电极反响为2Cl - -2e - Cl 2↑,C 项错误 ; 通电一段时间后 , 应在阳极邻近察看到黄绿色的气体Cl 2,D 项错误。

答案 A
17 可用于电动汽车的铝—空气燃料电池, 往常以 NaCl 溶液或 NaOH溶液为电解液 , 铝合金为负极 , 空气电极为正极。

以下说法正确的选
项是( )
A. 以 NaCl 溶液或 NaOH溶液为电解液时 , 正极反响都为
22 - - :O +2H O+4e 4OH
B. 以 NaOH溶液为电解液时 , 负极反响为 :Al-3e - Al 3+
C. 以 NaOH溶液为电解液时 , 电池在工作过程中电解液的pH 保持不变
D. 电池工作时 , 电子经过外电路从正极流向负极
分析 B 项 , 以 NaOH溶液为电解液时 , 不该生成 Al(OH) 3 积淀 , 而应生成 Al ;C 项, 电解液的 pH 应减小 ;D 项 , 电子经过外电路从负极流向正极。

答案 A
18 以下图 , 以下表达中正确的选项是( )
A.Y 为阴极 , 发生复原反响
B.X 为正极 , 发生氧化反响
C.Y 与滤纸接触处有氧气生成
D.X 与滤纸接触处变红
分析左边形成了锌铜原电池
, 锌是负极 , 铜是正极 , 则 Y 是阴极 , 氢离子得电子生成氢气 , 发生了还
原反响 , 损坏了水的电离均衡
,Y 极邻近溶液呈碱性 , 溶液呈红色 ;X 是阳极 , 电极自己被氧化生成
Cu 2+。

答案 A
二、非选择题 ( 此题包含 6 小题 , 共 46 分 )
19(7 分 ) 如图为连续电解含必定
CaCl 2 水溶液的装置 ( 以铂为电极 ), ? 为电流表。

电解一段时
间 t 1 后 , 将 CO 2 连续通入电解液中。

(1) 电解时,F 极发生 (填“氧化”或“复原”,下同)反响,电极反响式
为
,E 极发生
反响 , 电极反响式为
,
电解总反响式为。

(2) 通电后 E 极处溶液呈。

(3) 连续通入 CO 2 发生的现象有。

分析溶液中含有 2+
+-
-
2++
+
放电能力比 2+
强,在 E 极上
Ca 、H 、Cl 、OH, 通电时 ,Ca 、H 移向阴极 , 因为 H Ca +
-
-
-
- - -
电解至 t 1 后 , 溶液
发生反响 :2H +2e
H 2↑;Cl 、OH 移朝阳极 ,Cl 在阳极放电 :2Cl -2e
Cl 2↑,
-
后会有 CaCO 3积淀生成 , 连续通入 CO 2,CaCO 3 转变成 Ca(HCO 3) 2 而使积淀又 中 OH 浓度增大 , 通入 CO 2 溶解。

答案 (1) 氧化
2Cl - -2e - 2 ↑ 复原 +- 2 2 222
↑
Cl 2H +2e H ↑ CaCl +2HOCa(OH) +H ↑+Cl (2) 红色 (3) 先出现白色积淀 , 连续通 CO 2, 积淀又消逝
20(7 分 )(1) 以下哪些装置可防备铁棒被腐化。

(2)在实质生产中 , 可在铁件的表面镀铜防备铁被腐化。

装置如图:
请回答 :
①A电极对应的金属是(写元素名称),B电极的电极反响式
是。

②若电镀前A、B 两金属片质量同样, 电镀达成后将它们拿出洗净、烘干、称量,两者质量差为 5.12 g, 则电镀时电路中经过的电子为mol 。

③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因。

分析 (1) 依据原电池和电解原理可知,A 项铁作负极 , 加快了铁的腐化;B 项铁作正极被保护;C 项为铁的自然腐化;D 项铁作阴极 , 被保护。

(2) ①镀铜时阳极资料应选铜。

②阳极铜溶解, 阴极析出铜 , 故在阴极析出铜的质量为:=2.56 g 。

依据Cu2++2e-Cu 可知转移电子物质的量为0.08 mol 。

③镀铜铁镀层损坏, 构成原电池时铁为负极, 而镀锌铁镀层损坏, 铁作正极。

答案 (1)BD (2) ①铜Cu2++2e-Cu② 0.08③铁比铜开朗, 镀层损坏后, 在湿润环境中形成
原电池 , 铁为负极 , 加快铁的腐化( 表达合理即可 )
21(10 分 ) 以下图中电极a、 b 分别为 Ag 电极和 Pt 电极 , 电极 c、 d 都是石墨电极。

通电一段时间后, 在 c、 d 两极上共采集到336 mL( 标准情况 ) 气体。

回答 :
(1) 直流电源中 ,M 为极。

(2)Pt电极上生成的物质是, 其质量为g 。

(3)电源输出电子的物质的量与电极 b 、 c 、 d 上生成物的物质的量之比为 :2 ∶
∶∶。

(4)AgNO3溶液的浓度( 填“增大”“减小”或“不变”,下同 ),H 2SO4溶液的pH。

(5) 若 H2 SO4溶液的质量分数由 5.00%变成 5.02%, 则原有 5.00%的 H2SO4溶液为g 。

分析 (1) 因为用惰性电极电解稀硫酸, 就是电解水 , 在阴极产生H2, 在阳极产生O2, 且两者的体积比
为 2∶ 1, 依据图中采集到气体体积大小 , 可知 d 处采集的是 H2,c 处采集的是 O2, 因此 d 是阴极 ,c 是阳极 ; 与电极 d 相连的 N 极是电源的负极 ,M 是电源的正极。

生成气体的总物质的量
为 : =0.015 mol, 因此n(O2)= ×0.015 mol=0.005 mol, 电极上转移电子的物
质的量为 : (e - )=4 ×0.005 mol=0.02 mol 。

n
(2)a 极的反响 :Ag-e - Ag+,b 极的电极反响 :Ag ++e- Ag; 因此 Pt 电极生成的物质是Ag, 根据 (1) 转移的电子的物质的量可知 m(Ag)=108 g·mol-1×0.02 mol=2.16 g 。

(3)a 、 b、 c 、 d 极上的反响分别为:Ag-e - + + -
Ag、
- -
2H2O+O2↑、Ag 、 Ag +e 4OH-4e
+ - 2
b、 c、 d 生成物的物质的量之比为2∶ 2∶2H +2e H ↑, 因此电源输出电子的物质的量与电极
0.5 ∶ 1。

(4)左边装置相当于在 Pt 上镀银 , 溶液中 AgNO3浓度不变 ; 右边装置相当于电解水 , 使硫酸浓度增
大 ,pH 减小。

(5)2H 2O 2H2↑+O2↑, 依据c、 d 两极生成的气体的体积336 mL, 可知电解的水的物质的
量 : n(H2 O)=2n(O2)=2 ×0.005
-1
mol=0.01 mol, 则m(H2O)=0.01 mol×18 g·mol =0.18 g。

设原有 5.00%
的 H2SO4溶液的质量为m,则依据溶质守恒得:5.00%× m=( m- 0.18 g)×5.02%,解之得: m=45.18 g。

答案 (1) 正(2)Ag 2.16 (3)2 0.5 1 (4) 不变
减小 (5)45.18
22(7 分 ) 人工肾脏可采纳间接电化学方法除掉代谢产物中的尿素, 原理以以下图。

-10-
(1) 电源的负极为 ( 填“ A ”或“ B ”) 。

(2) 阳极室中发生的反响挨次为
、。

(3) 电解结束后 , 阴极室溶液的 pH 与电解前对比将
; 若两极共采集到气体
13.44 L( 标准状
况 ), 则除掉的尿素为
g( 忽视气体的溶解 ) 。

分析 (1) 由图中产生 Cl 2 的电极为阳极知 A 为电源正极 ,B 为电源负极。

(2) 阳极室发生反响 2Cl - -2e -
Cl 2↑。

由产物 CO 2、 N 2 知 CO(NH 2) 2 在此室被氧化 ,CO(NH 2) 2 CO 2+N 2, 发生复原
反响的为 Cl 2。

故化学
方程式为 CO(NH 2) 2+3Cl 2+H 2O N 2+CO 2+6HCl 。

(3) 阴极室 2H ++2e - H 2↑。

阳极室产生的 H +经过质子互换膜进入阴极室
, 进而使阴极室 H +浓
度保持不变。

故 pH 与电解前对比不变。

两极共采集到的气体
n ( 气体 )= =0.6 mol 。

阳极
阴极
-
~6e ~CO(NH)
2
2
5 mol 60 g
0.6 mol
m [CO(NH ) 2
]
2
[CO(NH 2) 2]=
=7.2 g
m
答案 (1)B (2)2Cl
-
-2e -
Cl 2↑ CO(NH) +3Cl 2
+HO
N +CO+6HCl (3) 不变 7.2
2 2
2
2
2
23(8 分 ) 某科研单位利用电化学原理用
SO 来制备硫酸 , 装置以下图。

电极为多孔的资料
, 能
2
吸附气体 , 同时也能负气体与电解质溶液充足接触。

-11-
(1) 通入SO2的电极为极,其电极反响式为, 此电极区溶液的pH( 填“增大”“减小”或“不变”) 。

(2)电解质溶液中的 H+经过质子膜( 填“向左”“向右”或“不” ) 挪动 , 通入氧气的电极
反响式为。

(3) 电池总反响式为。

分析 (1) 用 SO2制备硫酸 ,SO2 被氧化 , 为负极反响物 ,S 的化合价高升2, 即 SO2-2e - S , 溶液显
酸性,用
2 + 2 2 - +
;(2) H O、H 配平得SO+2H O-2e S +4H , 依照电极反响式可知负极区溶液酸性加强
阳离子向正极区挪动 ,O 得电子 , 因为溶液显酸性+ +- 2H O;(3) 电池
, 故用 H O、 H配平得 O+4H+4e
2 2 2 2
总反响式为 2SO+2H2O+O2 2H2SO4。

答案 (1) 负SO2+2H2O-2e- S +4H+ 减小
(2)向右 O2+4H++4e-2H2O
(3)2SO 2+2H2O+O22H2SO4
24(7 分 ) 某研究性学习小组依据反响2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4 2MnSO4+5Fe2(SO4) 3+K2SO4+8H2O 设计如图原电池 , 此中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为 1 mol·L-1 , 溶液的体积均为 200 mL,盐桥中装有饱和 K2SO4溶液。

回答以下问题 :
(1) 此原电池的正极是石墨( 填“ a”或“ b”), 发生反响。

(2) 电池工作时 , 盐桥中的 S 移向( 填“甲”或“乙” ) 烧杯。

(3)两烧杯中的电极反响式分别为
甲:,乙:。

-12-
(4) 若不考虑溶液的体积变化 ,MnSO4浓度变成 1.5 mol·L-1 , 则反响中转移的电子为mol 。

分析 (1) 依据题目供给的总反响方程式可知,KMnO 作氧化剂 , 发生复原反响 , 故石墨 a 是正极。

(2)
4
电池工作时,S 向负极挪动, 即向乙烧杯挪动。

(3) 甲烧杯中的电极反响式为
Mn
+ - 2+ 2+ - 3+
溶液中的 MnSO4浓度+8H +5e Mn +4H2O;乙烧杯中的电极反响式为5Fe -5e 5Fe 。

(4)
由
-1 -1
, 则反响过程中生成的
4
1 mol ·L变成 1.5 mol ·L , 因为溶液的体积未变MnSO的物质的量为
0.5 mol ·L-1×0.2 L=0.1 mol, 转移的电子为0.1 mol ×5=0.5 mol 。

答案 (1)a 复原(2) 乙 (3)Mn +8H++5e- Mn2++4H2O 5Fe2+-5e - 5Fe3+ (4)0.5
-13-。