高中化學人教版化學反應(yīng)原理第四章電化學基礎(chǔ) 學業(yè)質(zhì)量標準檢測

第四章學業(yè)質(zhì)量標準檢測(90分鐘，100分)一、選擇題(本題包括17個小題，每小題3分，共51分)1．下列過程需要通電后才可以發(fā)生或進行的是eq\x(導(dǎo)學號68732794)(B)①電離②電泳③電解④電鍍⑤電化學腐蝕A．①② B．②③④C．②③④⑤ D．全部解析：電解質(zhì)溶于水即可發(fā)生電離，不需要通電；電化學腐蝕的實質(zhì)是發(fā)生原電池反應(yīng)，是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿淖园l(fā)反應(yīng)，也不需要通電。2．下列敘述中，正確的是eq\x(導(dǎo)學號68732795)(B)①電解池是將化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學變化④不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理有可能實現(xiàn)⑤電鍍過程相當于金屬的“遷移”，可視為物理變化A．①②③④ B．③④C．③④⑤ D．④解析：①、②正好相反了，③、④正確，⑤中電鍍是特殊形式的電解，仍然是化學變化。3．用石墨棒作電極，電解下列物質(zhì)的水溶液，實質(zhì)上與電解水一致的是eq\x(導(dǎo)學號68732796)(A)A．NaOH B．NaClC．CuSO4 D．CuCl2解析：B項中電解NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2。C項中電解CuSO4溶液生成Cu、O2、H2SO4。D項中電解CuCl2溶液生成Cu和Cl2。4．某同學為了使反應(yīng)2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑能進行，設(shè)計了如下所示的四個實驗方案，你認為可行的方案是eq\x(導(dǎo)學號68732797)(C)解析：由題意知，以鹽酸作電解質(zhì)溶液，Ag作陽極，設(shè)計成電解池可實現(xiàn)該反應(yīng)。5．選用下列試劑和電極：稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、Fe、Cu、Zn，組成右圖所示的原電池裝置(只有兩個電極)，觀察到電流計?的指針均明顯轉(zhuǎn)偏，則其可能的組合共有eq\x(導(dǎo)學號68732798)(D)A．3種 B．4種C．5種 D．6種解析：電極的組合有三種：Fe—Cu、Zn—Fe、Zn—Cu，三種組合都能與兩種電解質(zhì)溶液發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，選D。6．在鐵制品上鍍上一定厚度的銅層，以下電鍍方案中正確的是eq\x(導(dǎo)學號68732799)(D)A．銅作陽極，鐵制品作陰極，溶液中含F(xiàn)e2＋B．銅作陰極，鐵制品作陽極，溶液中含Cu2＋C．銅作陰極，鐵制品作陽極，溶液中含F(xiàn)e3＋D．銅作陽極，鐵制品作陰極，溶液中含Cu2＋解析：在鐵上鍍銅，則要求銅在陽極，鐵在陰極，電解質(zhì)溶液含Cu2＋，D項符合題意。7．化學用語是學習化學的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變化的化學用語中，正確的是eq\x(導(dǎo)學號68732800)(A)A．電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應(yīng)為：2Cl－－2e－=Cl2↑B．氫氧燃料電池的負極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．粗銅精煉時，與電源正極相連的是純銅，電極反應(yīng)式為：Cu－2e－=Cu2＋D．鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋解析：在氫氧燃料電池的負極上反應(yīng)的是氫氣；粗銅精煉時，純銅與電源的負極相連；鋼鐵腐蝕的負極反應(yīng)是Fe－2e－=Fe2＋。8．“天宮一號”飛行器在太空工作期間必須有源源不斷的電源供應(yīng)。其供電原理是：白天太陽能帆板發(fā)電，將一部分電量直接供給天宮一號，另一部分電量儲存在鎳氫電池里，供黑夜時使用。鎳氫電池放電時的總反應(yīng)原理為：MH＋NiOOH→M＋Ni(OH)2(M為氫化物電極的儲氫金屬，也可看做H2直接參加反應(yīng))。下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學號68732801)(D)A．充電時陰極區(qū)電解質(zhì)溶液pH降低B．在使用過程中此電池要不斷補充水C．放電時NiOOH在電極上發(fā)生氧化反應(yīng)D．充電時陽極反應(yīng)為：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiOOH＋H2O解析：放電時，Ni元素化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯誤。充電時，陰極反應(yīng)為：2H＋＋2e－=H2↑，陽極反應(yīng)為：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiOOH＋H2O，陰極區(qū)電解質(zhì)溶液pH升高，故A錯誤，D正確。正反應(yīng)過程中無H2O消耗，故B錯誤。9．下列敘述正確的是eq\x(導(dǎo)學號68732802)(C)A．電鍍時，通常把待鍍的金屬制品作陽極B．氯堿工業(yè)上電解的是熔融的NaClC．氫氧燃料電池(酸性電解質(zhì))中O2通入正極，電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－=2H2OD．下圖中電子由Zn極移向Cu極，鹽橋中的Cl－移向CuSO4溶液解析：電鍍時鍍件應(yīng)該作陰極，A項錯誤；氯堿工業(yè)上電解的是飽和NaCl溶液，B項錯誤；鹽橋中的Cl－移向ZnSO4溶液，D項錯誤。10．如圖所示，銅片、鋅片和石墨棒用導(dǎo)線連接后插入番茄里，電流計中有電流通過，則下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學號68732803)(A)A．鋅片是負極 B．兩個銅片上都發(fā)生氧化反應(yīng)C．石墨是陰極 D．兩個番茄都形成原電池解析：左側(cè)Cu、Zn與番茄汁構(gòu)成原電池，鋅片是負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，銅片是正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項正確、B項錯誤；右側(cè)為電解池，Cu為陰極，石墨為陽極，C、D項錯誤。11．用酸性氫氧燃料電池為電源進行電解的實驗裝置如圖所示。下列說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學號68732804)(C)A．燃料電池工作時，正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．a(chǎn)極是鐵，b極是銅時，b極逐漸溶解，a極上有銅析出C．a(chǎn)極是粗銅，b極是純銅時，a極逐漸溶解，b極上有銅析出D．a(chǎn)、b兩極均是石墨時，在相同條件下a極產(chǎn)生的氣體與電池中消耗的H2體積相等解析：酸性燃料電池工作時，正極反應(yīng)：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，A錯誤；a極是鐵，b極是銅時，a極上鐵發(fā)生氧化反應(yīng)逐漸溶解，b極上Cu2＋發(fā)生還原反應(yīng)有銅析出，B錯誤；a極是粗銅，b極是純銅時，a極上發(fā)生氧化反應(yīng)，粗銅溶解，b極上Cu2＋發(fā)生還原反應(yīng)，有銅析出，C正確；a、b兩極均是石墨時，根據(jù)電子守恒，a極上產(chǎn)生的O2與電池中消耗的H2的體積比為1∶2，D錯誤。12．電解100mL含c(H＋)＝mol·L－1的下列溶液，當電路中通過電子時，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是eq\x(導(dǎo)學號68732805)(C)A．mol·L－1Ag＋ B．mol·L－1Zn2＋C．mol·L－1Cu2＋ D．mol·L－1Pb2＋解析：根據(jù)離子的放電順序可知，當電路中通過mol的電子時，能析出金屬的只有選項A和C，根據(jù)Ag＋＋e－=Ag和Cu2＋＋2e－=Cu可知，當電路中通過mol電子時，molAg＋不足，完全析出，molCu2＋恰好完全析出，故析出金屬的物質(zhì)的量分別為mol的Ag和mol的Cu，其質(zhì)量分別為1.08g和13．CuI是一種白色難溶于水的固體，以石墨作陰極，銅為陽極組成電解池，含有酚酞和淀粉KI的溶液作電解液，電解開始一段時間，陰極區(qū)溶液變紅，陽極區(qū)為無色，電解相當長時間后，陽極區(qū)才呈深藍色，則電解開始階段的電極反應(yīng)為eq\x(導(dǎo)學號68732806)(B)A．陽極：Cu－2e－=Cu2＋陰極：Cu2＋＋2e－=CuB．陽極：2Cu＋2I－－2e－=2CuI陰極：2H＋＋2e－=H2↑C．陽極：2I－－2e－=I2陰極：2H＋＋2e－=H2↑D．陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑陰極：4H＋＋4e－=2H2↑解析：陽極為Cu，在I－參與下，生成難溶CuI(陽極區(qū)為無色)，陰極為H＋放電。14．某原電池裝置如圖所示，鹽橋中裝有用飽和氯化鉀溶液浸泡過的瓊脂。下列敘述正確的是eq\x(導(dǎo)學號68732807)(A)A．原電池工作一段時間后，F(xiàn)eCl2溶液中c(Cl－)增大B．此電池工作原理與硅太陽能電池工作原理相同C．Fe為正極，石墨上發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑D．該裝置中的鹽橋完全可用金屬導(dǎo)線代替解析：原電池中離子的移動方向由靜電作用決定，鐵失去電子形成Fe2＋進入FeCl2溶液中，使其帶正電，吸引鹽橋中的Cl－，故c(Cl－)增大，A項正確；太陽能電池是太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，原電池是化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，B項錯誤；鐵作負極，石墨作正極；C項錯誤；金屬導(dǎo)線不能傳遞離子，所以鹽橋不能用導(dǎo)線代替，D項錯誤。15．如圖所示的裝置中，在產(chǎn)生電流時，以下說法不正確的是eq\x(導(dǎo)學號68732808)(B)A．Fe是負極，C是正極 B．負極反應(yīng)式：Fe－3e－=Fe3＋C．內(nèi)電路中陰離子移向FeCl2溶液 D．電流由石墨電極流向Fe電極解析：負極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，B不正確；陰離子移向負極(左池)，C項正確；電流由正極流向負極，D項正確。16．MCFC型燃料電池可同時供應(yīng)電和水蒸氣，其工作溫度為600～700℃，所用燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3。已知該電池的總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，則下列有關(guān)該電池的說法正確的是eq\x(導(dǎo)學號68732809)(B)A．該電池的正極反應(yīng)式為4OH－＋4e－=O2↑＋2H2OB．該電池的負極反應(yīng)式為H2＋COeq\o\al(2－,3)－2e－=H2O＋CO2C．放電時COeq\o\al(2－,3)向正極移動D．該燃料電池能量轉(zhuǎn)化率很低解析：該燃料電池的燃料為H2，電解質(zhì)為熔融的K2CO3，總反應(yīng)為2H2＋O2=2H2O，則負極反應(yīng)式為2H2＋2COeq\o\al(－,3)－4e－=2H2O＋2CO2，正極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，A項錯誤、B項正確；原電池中陰離子向負極移動，C項錯誤；一般燃料電池能量轉(zhuǎn)化率較高，D項錯誤。17．以鐵為陽極、銅為陰極，對足量的NaOH溶液進行電解，一段時間后得到2molFe(OH)3沉淀，此時消耗水的物質(zhì)的量共為eq\x(導(dǎo)學號68732810)(D)A．2mol B．3molC．4mol D．5mol解析：陽極：Fe－－2e－＋2OH－=Fe(OH)2陰極：2H＋＋2e－=H2↑電池總反應(yīng)式為：Fe＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Fe(OH)24mol2mol4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)32mol1mol2mol所以生成2molFe(OH)3共需水5mol。二、非選擇題(本題包括5小題，共49分)18．(10分)請按要求回答下列問題。eq\x(導(dǎo)學號68732811)(1)根據(jù)上圖回答①②：①打開K2，閉合K1。A電極可觀察到的現(xiàn)象是__鋅不斷溶解__；B極的電極反應(yīng)式為__Cu2＋＋2e－=Cu__。②打開K1，閉合K2。A電極可觀察到的現(xiàn)象是__電極表面有紅色固體附著__；B極的電極反應(yīng)式為__Cu－2e－=Cu2＋__。(2)根據(jù)下圖回答③④：③將較純凈的CuSO4溶液放入上圖所示的裝置中進行電解，石墨電極上的電極反應(yīng)式為__4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，電解反應(yīng)的離子方程式為__2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋；④實驗完成后，銅電極增重ag，石墨電極產(chǎn)生標準狀況下的氣體體積__eq\f,128)L。解析：(1)①此時為原電池，鋅為負極，不斷溶解，B極為正極，反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu。②此時為電解池，A極為陰極，反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，故A極上鍍上一層紅色的銅，B極為陽極，反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋。(2)此時為惰性電極電解CuSO4溶液，石墨極上反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，總反應(yīng)的離子方程式為2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋，V(O2)＝eq\f(a,64)×eq\f(1,2)×22.4L＝eq\f,128)L。19．(10分)電化學知識與我們的生活緊密相連，請用所學知識解決以下問題：eq\x(導(dǎo)學號68732812)Ⅰ.金屬腐蝕是我們?nèi)粘Ｉ畹某Ｒ姮F(xiàn)象。(1)如圖銅板上鐵鉚釘處的腐蝕屬于__吸氧腐蝕__腐蝕。(2)分析此腐蝕過程，下列有關(guān)說法中，不正確的是__A__。A．正極電極反應(yīng)式為：2H＋＋2e－=H2↑B．此過程中還涉及到反應(yīng)：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3C．此過程中銅并不被腐蝕D．此過程中電子從Fe移向CuⅡ.燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，具有廣闊的發(fā)展前景。如圖是甲烷燃料電池原理示意圖。(1)電池的負極是__a__(填“a”或“b”)，該極的電極反應(yīng)是：__CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O。(2)電池工作一段時間后電解質(zhì)溶液的pH__減小(填“增大”、“減小”或“不變”)。解析：Ⅰ：由圖知，Cu、Fe和H2O形成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e做負極失電子，Cu做正極得電子，發(fā)生的電極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，故(2)小題A項錯誤。Ⅱ：堿性甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為負極，負極上甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為：CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O。由于總反應(yīng)式為CH4＋2O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O，消耗氫氧根離子，所以溶液pH會減小。20．(10分)如圖所示是一個電化學裝置的示意圖。請回答下列問題：eq\x(導(dǎo)學號68732813)(1)圖中甲池是__原電池__(填“原電池”、“電解池”或“電鍍池”)。(2)A(石墨)電極的名稱是__陽極__(填“正極”、“負極”、“陰極”或“陽極”)。(3)寫出通入CH3OH的電極的電極反應(yīng)式：__CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O__。(4)乙池中反應(yīng)的化學方程式為__4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))4Ag＋O2↑＋4HNO3__。(5)當乙池中B(Ag)極質(zhì)量增加5.4g時，甲池中理論上消耗O2的體積為(標準狀況)，此時丙池中某電極析出1.6g某金屬，則丙池中的某鹽溶液可能是__A．MgSO4 B．CuSO4C．NaCl D．AgNO3解析：(1)甲池為燃料電池，屬于原電池，乙池、丙池為電解池。(2)A電極與甲池的正極相連，故A極為陽極。(3)甲池電解質(zhì)溶液為強堿溶液，故總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2＋4OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋6H2O，其中通入O2的一極為電極的正極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，用總反應(yīng)減去正極反應(yīng)式可以得出負極反應(yīng)式為CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。(4)乙池電極反應(yīng)為陰極：4Ag＋＋4e－=4Ag，陽極：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，其中OH－來源于水的電離，故總反應(yīng)為4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))4Ag＋O2↑＋4HNO3。(5)根據(jù)化學方程式可以計算n(O2)＝n(Ag)/4＝[5.4g/(108g·mol－1)]/4＝mol，V(O2)＝mol×22.4L·mol－1＝0.28L;Mg2＋、Na＋不能在水溶液中電解析出金屬單質(zhì)，故A、C不可能；由于串聯(lián)電路中通過的電子的物質(zhì)的量相同，故丙池中若析出Ag，則乙、丙兩池析出金屬的質(zhì)量相等，由于丙池析出金屬的質(zhì)量小于乙池，故D選項不可能；B選項中，轉(zhuǎn)移n(e－)＝eq\fg,108g·mol－1)＝mol時，據(jù)電子守恒析出Cu：m(Cu)＝eq\fmol,2)×64g·mol－1＝1.6g，符合題意。21．(10分)某課外活動小組用如圖所示裝置進行實驗，請回答下列問題：eq\x(導(dǎo)學號68732814)(1)若開始實驗時開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為__Fe－2e－=Fe2＋__。(2)若開始實驗時開關(guān)K與b連接，則下列說法正確的是__②__(填序號)。①溶液中Na＋向A極移動②從A極逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍③反應(yīng)一段時間后向電解液中加適量鹽酸可使其恢復(fù)到電解前的濃度(3)該小組運用工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的原理，用如下圖所示裝置電解K2SO4溶液。①該電解槽的陽極反應(yīng)式為__2H2O－4e－=O2↑＋4H＋(寫4OH－－4e－=2H2O＋O2↑也可)__，通過陰離子交換膜的離子數(shù)__<__(填“>”“<”或“＝”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)；②圖中a、b、c、d分別表示有關(guān)溶液的pH，則a、b、c、d由小到大的順序為__b<a<c<d__；③電解一段時間后，B口與C口產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比為__8∶1__。解析：(1)開關(guān)K與a連接時，是原電池裝置，B極是負極，電極反應(yīng)式為：Fe－2e－=Fe2＋。(2)若K與b連接，是電解池裝置，且A是陽極，B是陰極；陽離子向陰極移動；陽極是Cl－失電子生成Cl2，它能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍；陰極產(chǎn)生H2，故由陰、陽兩極逸出的氣體可知要使電解液恢復(fù)到電解前的濃度需通入HCl氣體而非加入鹽酸。(3)由圖示加入物質(zhì)可知，陽極是OH－失e－，陰極是H＋得e－，據(jù)電荷守恒，則通過陽離子交換膜的K＋數(shù)大于通過陰離子交換膜的SOeq\o\al(2－,4)數(shù)，故應(yīng)填