人教版高中化学选修四第四章章末检测(课时练)(教师版).docx

高中化学学习材料
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第四章章末检测
1. 实验发现，298 K时，在FeC l3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。

某夏令营兴趣小组根
据该实验事实设计了如图所示原电池装置。

下列有关说法正确的 ( )
A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋
B．左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去
C．该电池铂电极上有气泡出现
D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋
【答案】B
【解析】该电池的总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯Pt为正极，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，右烧杯Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋。

由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。

2．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是( )
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应是：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
C．装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D．装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
【答案】B
【解析】A项，根据电流方向，a为阳极，b为阴极，粗铜作阳极。

B项，装置②的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋错误。

C项，被保护的金属应作阴极。

D项，铁钉所处的环境干燥不被腐蚀。

3. 关于如图装置的说法正确的是( )
A．银电极是负极
B．铜电极上发生的反应为Cu－2e－===Cu2＋
C．外电路中的电子是从银电极流向铜电极
D．该装置能将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】Cu为负极，Ag为正极。

负极：Cu－2e－===Cu2＋
正极：2Ag＋＋2e－===2Ag
电子从Cu流向Ag。

4．已知有关M、N、P、Z四种金属的以下实验事实：①M＋N2＋===M2＋＋N ②用Pt作电极电解同物质的量浓度P和M的硫酸盐的混合溶液，在阴极上析出单质M ③把N和Z用导线相连并同时放入Z的硫酸盐溶液中，电极反应为Z2＋＋2e－===Z，N－2e－===N2＋。

判断这四种金属的还原性由强到弱的正确顺序是
( )
A．M＞N＞P＞Z B．M＞N＞Z＞P
C．Z＞P＞M＞N D．P＞M＞N＞Z
【答案】D
【解析】①M＞N，②P＞M，③N＞Z。

所以还原性P＞M＞N＞Z。

5. 某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。

通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间
不变色。

下列说法中正确的是
( )
A．电源中“a”为负极，“b”为正极
B．电解池中的电解液不可以是NaCl溶液
C．B电极发生的反应：2H＋＋2e－===H2↑
D．A、B两端都必须使用铁作电极
【答案】C
【解析】根据图示，B电极是阴极，产生H2，A电极为Fe，作阳极，产生Fe2＋，OH－与Fe2＋反应生成Fe(OH)2沉淀。

电源a为正极，b为负极。

为了增强导电性，电解液可以是NaCl溶液，D项，阳极必须用铁，阴极可用石墨。

6. 如图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。

放电时该电池的电极反应式为：
负极：Li x C6－x e－===C6＋x Li＋(Li x C6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)
正极：Li1－x MnO2＋x Li＋＋x e－===LiMnO2(LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰)
下列有关说法不正确的是( )
A．该电池的反应式为Li1－x MnO2＋Li x C6===LiMnO2＋C6
B．K与M相接时，A是阳极，发生氧化反应
C．K与N相接时，Li＋由A极区迁移到B极区
D．在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化
【答案】C
【解析】A项，负极反应式和正极反应式相加得总反应式。

B项，A与正极相连，作阳极，发生氧化反应。

C 项，K与N相连，形成原电池，Li＋移向正极，根据充电示意图判断，A为正极，B为负极。

D项，充电电能转化为化学能，放电化学能转化为电能、光能等。

7．如图所示：a、b、c、d均为铂电极，供选择的四组电解质溶液列表中，电解时要求满足的条件是( )
①通电一段时间后，甲、乙两池的pH均下降，②电极a、c上得到电子形成的原子个数比为1∶2，则电
解液的编号正确的是( )
甲乙
A NaCl AgNO3
B AgNO3CuCl2
C CuSO4AgNO3
D H2SO4AgNO3
【答案】C
【解析】A项，甲中pH升高，乙中pH降低。

B项，甲中pH降低，乙中pH升高，a、c上得到原子数之比为2∶1。

C项，电解CuSO4、AgNO3溶液pH均降低，析出Cu、Ag原子数之比为1∶2，正确。

D项，电解H2SO4、AgNO3溶液pH均降低，a、c析出原子数之比为1∶1。

8．下列装置图及有关说法正确的是( )
A．装置①中K键闭合时，片刻后CuSO4溶液中c(Cl－)增大
B．装置①中K键闭合时，片刻后可观察到滤纸a点变红色
C．装置②中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合K1＞只闭合K3＞只闭合K2＞都断开
D．装置③中当铁制品上析出1.6 g铜时，电源负极输出的电子数0.025 N A
【答案】B
【解析】A项，K闭合时，Cl－移向ZnSO4溶液中。

B项，a为阴极，b为阳极，在阴极上2H＋＋2e－===H2↑，
呈碱性，酚酞变红。

C项，闭合K1铁作阳极，闭合K2，铁作阴极，闭合K3铁作负极。

D项，1.6 g
64 g·mol－1
×2 N A＝0.05 N A。

9．电化学在日常生活中用途广泛，图①是镁－次氯酸钠燃料电池，电池总反应为：Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，图②是Cr2O72－的工业废水的处理，下列说法正确的是( )
A．图②中Cr2O72－离子向惰性电极移动，与该极附近的OH－结合转化成Cr(OH)3除去
B ．图②的电解池中，有0.084 g 阳极材料参与反应，阴极会有33.6 mL 的气体产生
C ．图①中发生的还原反应是：Mg 2＋
＋ClO －
＋H 2O ＋2e －
===Cl －
＋Mg(OH)2
D ．若图①中3.6 g 镁溶解产生的电量用以图②废水处理，理论可产生10.7 g 氢氧化铁沉淀 【答案】C
【解析】A 项，阳极：Fe －2e －
===Fe 2＋
阴极：2H ＋
＋2e －
===H 2↑
Cr 2O 72－
＋6Fe 2＋
＋14H ＋
===2Cr 3＋
＋6Fe 3＋
＋7H 2O Cr 3＋
＋3OH －
===Cr(OH)3↓ Fe 3＋
＋3OH －
===Fe(OH)3↓。

B 项，0.08456×22.4×103＝33.6(mL)，但选项中没有指明气体是否处在标准状况。

C 项，负极：Mg －2e
－
===Mg 2＋
，正极：ClO －
＋2e －
＋H 2O===Cl －
＋2OH －。

D 项，Mg ～2e －
～Fe 2＋
～Fe 3＋
～Fe(OH)3
m [Fe(OH)3]＝
3.6 g 24 g ·mol
－1×107 g ·mol －1
＝16.05 g 。

10．近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO 3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。

以石墨和不锈钢为电极，以KI 溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：KI ＋3H 2O=====电解
KIO 3＋3H 2↑。

下列有关说法正确的是( )
A ．电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极
B ．电解时，阳极反应是：I －－6e －＋3H 2O===IO 3－＋6H ＋
C ．溶液调节至强酸性，对生产有利
D ．电解前后溶液的pH 几乎不变 【答案】D
【解析】电极反应式为
阳极：2I －－2e －
===I 2 阴极：2H ＋
＋2e －
===H 2↑
阴极附近的OH －
迁移到阳极3I 2＋6OH －
===IO 3－
＋5I －
＋3H 2O ，所以电解前后溶液的pH 几乎不变。

11．在如图用石墨作电极的电解池中，放入500 mL 含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A 电极表面有红色的固态物质生成，B 电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A 电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6 g 。

请回答下列问题；
(1)A 接的是电源的________极，B 是该装置____________________________。

(2)写出电解时反应的总离子方程式__________________________________。

(3)电解后溶液的pH 为________；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入________，其质量为________。

(假设电解前后溶液的体积不变)
【答案】(1)负 阳极 (2)2Cu 2＋＋2H 2O=====电解2Cu ＋O 2↑＋4H ＋
(3)1 CuO 2 g
【解析】 根据A 电极表面有红色固态物质生成，可以判断A 为阴极，B 为阳极，阳极上产生O 2。

(3)2Cu 2＋＋2H 2O=====电解2Cu ＋O 2↑＋4H ＋
0.025 mol 0.05 mol
c (H ＋)＝
0.05 mol 0.5 L
＝0.1 mol ·L －1
，pH ＝1
加入CuO的质量为0.025 mol×80 g·mol－1＝2 g。

12．(1)①以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。

a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
②利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应
为____________________________________。

(2)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图。

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13.44 L(标准状况)，
则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。

(3)①电镀时，镀件与电源的________极连接。

②化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。

a．若用铜盐进行化学镀铜，应选用________(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。

b．某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如下图所示。

该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右。

据图中信息，给出使反应停止的方法：_______________。

【答案】(1)①bd ②O 2＋4e －＋4H ＋
===2H 2O
(2)①B ②2Cl －
－2e －
===Cl 2↑ CO(NH 2)2＋3Cl 2＋H 2O===N 2＋CO 2
＋6HCl ③不变 7.2
(3)①负 ②a.还原剂 b ．调节溶液pH 在8～9之间
【解析】(1)①粗铜电解时，粗铜作阳极，Cu 2＋
移向阴极，但电能不会全部转化为化学能，有的转化为热能。

②Cu 作负极，O 2在正极上得电子：O 2＋4e －
＋4H ＋
===2H 2O 。

(2)根据H 2的产生区域可以判断，A 为正极，B 为负极。

阳极上发生：2Cl －
－2e －
===Cl 2↑，3Cl 2＋CO(NH 2)2＋H 2O===N 2＋CO 2＋6HCl ，在阴极上发生：2H ＋
＋2e －
===H 2↑，但由于质子交换膜的作用，pH 将不变。

根据电子守恒可知，阳极室和阴极室生成气体体积之比为2∶3，n (N 2)＝n (CO 2)＝25×12×13.44 L
22.4 L ·mol －1＝0.12
mol
m [CO(NH 2)2]＝0.12 mol ×60 g ·mol －1＝7.2 g 。

(3)电镀时，镀件应连接电源负极作阴极。

根据题意，Cu 2＋
得电子生成Cu 沉积在镀件表面，所以应选用还原剂与之反应。

根据图示，在pH ＝8～9时，速率接近为零。

13．某研究性学习小组根据反应2KMnO 4＋10FeSO 4＋8H 2SO 4===2MnSO 4＋5Fe 2(SO 4)3＋K 2SO 4＋8H 2O 设计如下原电池，其中甲、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K 2SO 4溶液。

回答下列问题：
(1)此原电池的正极是石墨________(填“a ”或“b ”)，发生________反应。

(2)电池工作时，盐桥中的SO 42－
移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。

(3)两烧杯中的电极反应式分别为
甲______________________________________________________________，
乙______________________________________________________________。

(4)若不考虑溶液的体积变化，M nSO4浓度变为1.5 mol·L－1，则反应中转移的电子为________mol。

【答案】(1)a 还原(2)乙
(3)MnO4－＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O 5Fe2＋－5e－===5Fe3＋
(4)0.5
【解析】(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。

(2)电池工作时，SO42－向负极移动，即向乙烧杯移动。

(3)甲烧杯中的电极反应式为MnO4－＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中的电极反应式为5Fe2＋－5e－===5Fe3＋。

(4)溶液中的MnSO4浓度由1 mol·L－1变为1.5 mol·L－1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4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。

14．电池的发明和应用是化学家们对人类社会的重要贡献之一。

Ⅰ.每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。

最近，我国在甲醇燃料电池的相关技术上获得了新突破，原理如下图1所示。

(1)请写出从C口通入O2发生的电极反应式____________________________
_________________________________________________________________。

(2)以石墨做电极电解饱和食盐水，如下图2所示。

电解开始后在________的周围(填“阴极”或“阳极”)
先出现红色。

假设电池的理论效率为80%(电池的理论效率是指电池产生的最大电能与电池反应所释放的全部能量之比)，若消耗6.4 g甲醇气体，外电路通过的电子个数为________(保留两位有效数字，N A取6.02×1023)。

Ⅱ.随着电池使用范围的日益扩大，废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。

(1)电池生产企业排放的工业废水中常含有Cu 2＋等重金属离子，直接排放会造成污染，目前在工业废水
处理过程中，依据沉淀转化的原理，常用FeS 等难溶物质作为沉淀剂除去这些离子。

已知室温下K sp (FeS)＝6.3×10－18 mol 2·L －2，K sp (CuS)＝1.3×10－36 mol 2·L －2。

请用离子方程式说明上述除杂的原理_________________________________________________________________。

(2)工业上为了处理含有Cr 2O 72－的酸性工业废水，用绿矾(FeSO 4·7H 2O)把废水中的六价铬离子还原成三
价铬离子，再加入过量的石灰水，使铬离子转变为Cr(OH)3沉淀。

①氧化还原过程的离子方程式为_____________________________________
_________________________________________________________________。

②常温下，Cr(OH)3的溶度积K sp ＝1×10
－32 mol 4·L －4，溶液的pH 至少为________才能使Cr 3＋沉淀完全[已知c (Cr 3＋)≤1.0×10－5 mol ·L －1表示沉淀完全]。

③现用上述方法处理100 m 3含铬(＋6价)78 mg ·L －1的废水，需用绿矾的质量为________kg 。

(写出主要
计算过程)
【答案】Ⅰ.(1)O 2＋4e －＋4H ＋===2H 2O
(2)阴极 5.8×1023
Ⅱ.(1)FeS(s)＋Cu 2＋(aq)
CuS(s)＋Fe 2＋(aq) (2)①Cr 2O 72－＋6Fe 2＋＋14H ＋===2Cr 3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O ②5
③Cr ＋6 ～ 3FeSO 4·7H 2O
1 3
100×103 L×78×10－3 g·L－1
52 g·mol－1
n(FeSO4·7H2O)
n(FeSO4·7H2O)＝450 mol
其质量为450 mol×278 g·mol－1＝125 100 g
即125.1 kg。

【解析】Ⅰ.(2)负极反应式为CH3OH,0.2 mol －6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋外电路通过的电子个数为：
0．2×6×80%×6.02×1023＝5.8×1023
Ⅱ.(1)Cu2＋(aq)＋FeS(s)CuS(s)＋Fe2＋(aq)
(2)②Cr(OH)3(s)Cr3＋(aq)＋3OH－(aq)
K sp＝c(Cr3＋)·c3(OH－)
c(OH－)＝3K
sp
1.0×10－5
＝1.0×10－9mol·L－1
c(H＋)＝10－5 mol·L－1，所以pH＝5。