人教版化學(xué)選修四反應(yīng)原理練習(xí)第四章檢測B

第四章檢測(B)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包括18個(gè)小題,每小題3分,共54分)1下列過程需要通電后才可以發(fā)生或進(jìn)行的是()①電離②電泳③電解④電鍍⑤電化學(xué)腐蝕A.①② B.②③④ C.②③④⑤ D.①②③④⑤答案B2下列敘述中正確的是()①電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)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(xué)變化④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),通過電解的原理有可能實(shí)現(xiàn)⑤電鍍過程相當(dāng)于金屬的“遷移”,可視為物理變化A.①②③④ B.③④ C.③④⑤ D.④答案B3下列說法中不正確的是()A.可充電電池充電時(shí),發(fā)生電解反應(yīng);放電時(shí),發(fā)生原電池反應(yīng)B.電鍍時(shí),應(yīng)將鍍層金屬與電源正極相連C.電解飽和NaCl溶液時(shí),陽極上放出黃綠色氣體的同時(shí)還產(chǎn)生大量的氫氧化鈉D.利用電化學(xué)原理保護(hù)金屬主要有兩種方法,分別是犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法答案C4在理論上不能用于設(shè)計(jì)成原電池的化學(xué)反應(yīng)是()A.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)ΔH<0B.CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)ΔH<0C.Al(OH)3(s)+NaOH(aq)NaAlO2(aq)+2H2O(l)ΔH<0D.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH<0答案C5下列事實(shí)與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()A.鋼鐵制品生銹后用鹽酸處理B.用黃銅(Cu、Zn合金)制成的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠C.銅、鋁電線一般不連接起來作導(dǎo)線D.生鐵比熟鐵(幾乎是純鐵)容易生銹答案A6下列說法正確的是()A.氯堿工業(yè)中,燒堿在陽極區(qū)生成 B.電解熔融氯化鋁制取金屬鋁C.電鍍時(shí),用鍍層金屬作陽極 D.將鋼閘門與外電源正極相連,可防止其腐蝕解析A選項(xiàng),陽極是氯離子放電,生成氯氣,陰極是氫離子放電生成氫氣,同時(shí)生成氫氧化鈉,A錯(cuò)誤;B選項(xiàng),金屬鋁的制取是電解熔融的氧化鋁,B錯(cuò)誤;C選項(xiàng),電鍍時(shí),鍍層金屬作陽極,鍍件作陰極,C正確;D選項(xiàng),將鋼閘門與外電源負(fù)極相連,是外接電源的陰極保護(hù)法,D錯(cuò)誤。答案C7某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)。下列說法正確的是()A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能B.該裝置工作時(shí),H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C.每生成1molO2,有44gCO2被還原D.a電極的反應(yīng)為3CO2+18H+18eC3H8O+5H2O解析由模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖知為電解裝置,故為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;b側(cè)連接電源的正極為陽極,a側(cè)連接電源的負(fù)極為陰極,在電解池中H+向陰極移動(dòng),B選項(xiàng)正確;右側(cè)H2O→O2發(fā)生的是氧化反應(yīng),每生成1molO2,轉(zhuǎn)移4mole,C3H8O中碳的化合價(jià)是2價(jià),故3CO2→C3H8O,轉(zhuǎn)移18mole,依據(jù)得失電子守恒,反應(yīng)中2CO2→3O2,生成1molO2消耗molCO2,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;a電極發(fā)生的是還原反應(yīng):3CO2+18H++18eC3H8O+5H2O,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B8下列有關(guān)電化學(xué)裝置完全正確的是()解析A項(xiàng),鐵片鍍鋅時(shí)鐵作陰極,鋅作陽極,電解質(zhì)溶液應(yīng)為含Zn2+的溶液;B項(xiàng),吸氧腐蝕的電解質(zhì)溶液為中性或堿性;C項(xiàng),銅鋅原電池中電解質(zhì)溶液不能為ZnSO4溶液,可以是CuSO4溶液或稀硫酸等;D項(xiàng),電解食鹽水制氯氣時(shí)陽極應(yīng)為惰性電極。答案B9用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),下列敘述不正確的是()A.K與N連接時(shí),鐵被腐蝕B.K與N連接時(shí),石墨電極產(chǎn)生氣泡C.K與M連接時(shí),一段時(shí)間后溶液的pH增大D.K與M連接時(shí),石墨電極反應(yīng):4OH4e2H2O+O2↑解析A項(xiàng),當(dāng)K與N連接時(shí),該裝置為原電池,鐵棒作負(fù)極,由于溶液為酸性,發(fā)生析氫腐蝕;B項(xiàng),石墨棒為正極,析出氫氣;C項(xiàng),K與M連接時(shí),該裝置為電解池,鐵棒作陰極,石墨棒為陽極,被電解的物質(zhì)為HCl,由于H+放電其濃度減小,溶液pH增大;D項(xiàng),石墨棒上放電的為Cl。答案D10電化學(xué)原理在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛,下列敘述中錯(cuò)誤的是()A.在總反應(yīng)為Zn+2H+Zn2++H2↑的原電池中,正極材料為石墨,稀硝酸作電解質(zhì)溶液B.如圖:若X為鋅棒,開關(guān)K置于A或B處均可減緩鐵的腐蝕C.電解飽和食鹽水一段時(shí)間后,可通入適量HCl氣體使溶液復(fù)原D.鉑作電極,以KOH溶液為電解質(zhì)溶液的甲烷空氣燃料電池,放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式:CH4+10OH8eCO32-+7H解析A項(xiàng),若電解質(zhì)溶液為稀硝酸,則電池反應(yīng)中不會有氫氣生成;B項(xiàng),若X為鋅棒,開關(guān)K置于A或B處,Fe分別作電解池陰極或原電池正極,因此鐵均被保護(hù)而減緩鐵的腐蝕;C項(xiàng),電解飽和食鹽水時(shí)陰、陽兩極分別放出等量的氫氣、氯氣,因此向電解后溶液中通入HCl氣體可使溶液復(fù)原;D項(xiàng),負(fù)極CH4氧化生成的CO2會繼續(xù)與KOH溶液反應(yīng),因此放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式:CH4+10OH8eCO32-+7H2答案A11(2016全國乙)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和SO42子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是()A.通電后中間隔室的SO4B.該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C.負(fù)極反應(yīng)為2H2O4eO2+4H+,負(fù)極區(qū)溶液pH降低D.當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時(shí),會有0.5mol的O2生成解析在負(fù)極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)為4H2O+4e2H2↑+4OH,在正極區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O4eO2↑+4H+,故正極區(qū)pH減小,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;Na+移向負(fù)極區(qū),生成NaOH,SO42-移向正極區(qū),生成H2SO4,B選項(xiàng)正確;根據(jù)負(fù)極區(qū)電極反應(yīng)可知C選項(xiàng)錯(cuò)誤;每通過1mol電子,有0.25molO2生成,D答案B12根據(jù)下列事實(shí):(1)X+Y2+X2++Y;(2)Z+2H2OZ(OH)2+H2↑;(3)Z2+氧化性比X2+弱;(4)由Y、W電極組成的原電池,電極反應(yīng)為:W2++2eW,Y2eY2+?？芍猉、Y、Z、W的還原性由強(qiáng)到弱的順序是()A.X>Z>Y>W B.Z>W>X>YC.Z>X>Y>W D.Z>Y>X>W解析依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律,還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。還原性:由題中(1)可知X>Y,由(3)可知Z>X,由(4)可知Y>W。答案C13如圖所示,X、Y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增大,b極板處有無色無味的氣體放出,符合這一情況的是()a極板b極板X電極ZA鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2解析該裝置為電解裝置,a極板質(zhì)量增大,說明a為陰極,X為負(fù)極,Y為正極,b為陽極。A項(xiàng),a極板2Cu2++4e2Cu,陽極:4OH4e2H2O+O2↑,符合題意;B項(xiàng),a極板生成H2,質(zhì)量不增加,不合題意;C項(xiàng),X為正極不合題意;D項(xiàng),b極:2Cl2eCl2↑,Cl2為黃綠色氣體,不合題意。答案A14MgH2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液,示意圖如右。該電池工作時(shí),下列說法正確的是()A.Mg電極是該電池的正極B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.石墨電極附近溶液的pH增大D.溶液中Cl向正極移動(dòng)解析MgH2O2電池中Mg電極是負(fù)極,石墨電極是正極,正極反應(yīng)為H2O2+2e2OH,H2O2在該極發(fā)生還原反應(yīng),石墨電極附近溶液的pH增大,溶液中的Cl向負(fù)極移動(dòng)。答案C15空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖,有關(guān)說法正確的是()A.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),a極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LB.b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是4H2O+4e2H2↑+4OHC.c極上發(fā)生還原反應(yīng),B中的H+可以通過隔膜進(jìn)入AD.d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是O2+4H++4e2H2O解析由圖可知a為陰極、b為陽極、氣體X為H2、氣體Y為O2、c為正極、d為負(fù)極。正極、陰極發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極、陽極發(fā)生氧化反應(yīng),A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤;在原電池中陽離子移向正極,C項(xiàng)正確。答案C16有關(guān)如圖裝置的敘述中,正確的是()A.若X為鋅棒,Y為NaCl溶液,開關(guān)K置于M處,可減緩鐵的腐蝕,這種方法稱為外接電源的陰極保護(hù)法B.若X為碳棒,Y為飽和NaOH溶液,開關(guān)K置于N處,保持溫度不變,則溶液的pH保持不變C.若X為銀棒,Y為硝酸銀溶液,開關(guān)K置于N處,鐵棒質(zhì)量將增加,溶液中銀離子濃度將減小D.若X為銅棒,Y為硫酸銅溶液,開關(guān)K置于M處,銅棒質(zhì)量將增加,此時(shí)外電路中的電子向鐵電極移動(dòng)解析A項(xiàng),若X為鋅棒,Y為NaCl溶液,開關(guān)K置于M處,該裝置是原電池,鋅作負(fù)極被腐蝕,鐵被保護(hù),這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護(hù)法,錯(cuò)誤;B項(xiàng),若X為碳棒,Y為飽和NaOH溶液,開關(guān)K置于N處,該裝置是電解池,碳棒是陽極,鐵棒是陰極,保持溫度不變,電解后溶液的體積減小,氫氧化鈉的濃度不變,則溶液的pH不變,正確;C項(xiàng),若X為銀棒,Y為硝酸銀溶液,開關(guān)K置于N處,該裝置是電鍍池,鐵棒質(zhì)量將增加,但溶液中銀離子濃度將不變,錯(cuò)誤;D項(xiàng),若X為銅棒,Y為硫酸銅溶液,開關(guān)K置于M處,鐵作負(fù)極被腐蝕,銅棒上銅離子得電子析出銅而使銅棒質(zhì)量增加,此時(shí)外電路中的電子向銅電極移動(dòng),錯(cuò)誤。答案B17堿性鋅錳干電池是生活中應(yīng)用最廣泛的電池,下列說法中不正確的是()A.該電池正極反應(yīng)式為MnO2+H2O+eMnOOH+OHB.電池工作時(shí)負(fù)極pH一定降低C.用該電池作電源精煉銅,純銅與鋅連接D.用該電池作電源電解硫酸銅溶液,負(fù)極溶解6.5g鋅,陰極一定析出解析堿性鋅錳干電池正極反應(yīng)為:MnO2+H2O+eMnOOH+OH,負(fù)極反應(yīng)為:Zn+2OH2eZn(OH)2,用該電池作電源電解硫酸銅溶液,負(fù)極溶解6.5g鋅,轉(zhuǎn)移電子0.2mol,如果溶液中銅離子的物質(zhì)的量大于或等于0.1mol,則析出銅6.4g,如果小于0.1答案D18某原電池裝置如圖所示,電池總反應(yīng)為2Ag+Cl22AgCl。下列說法正確的是 ()A.正極反應(yīng)為AgCl+eAg+ClB.放電時(shí),交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C.若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應(yīng)隨之改變D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole時(shí),交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子解析原電池的正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng):Cl2+2e2Cl,負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng):Age+ClAgCl,陽離子交換膜右側(cè)無白色沉淀生成;若用NaCl溶液代替鹽酸,電池總反應(yīng)不會改變;當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mol電子時(shí),負(fù)極消耗0.01molCl,右側(cè)正極生成0.01molCl,左側(cè)溶液中應(yīng)有0.01molH+移向右側(cè),約減少0.02mol離子。答案D二、非選擇題(本題包括6小題,共46分)19(7分)右圖為以惰性電極進(jìn)行電解的裝置:(1)寫出A、B、C、D各電極上的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式:A:,

B:,

總反應(yīng)方程式:;

C:,

D:,

總反應(yīng)方程式:;

(2)在A、B、C、D各電極上析出生成物的物質(zhì)的量之比為。

解析A、B、C、D分別發(fā)生如下反應(yīng):Cu2++2eCu;2Cl2eCl2↑;2Ag++2e2Ag;4OH4e2H2O+O2↑;由電子守恒可知在四個(gè)電極依次析出物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(Cu)∶n(Cl2)∶n(Ag)∶n(O2)=2∶2∶4∶1。答案(1)Cu2++2eCu2Cl2eCl2↑CuCl2Cu+Cl2↑Ag++eAg4OH4e2H2O+O2↑4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑(2)2∶2∶4∶120(7分)請按要求回答下列問題。(1)根據(jù)右圖回答①②:①打開K2,合并K1。A電極可觀察到的現(xiàn)象是;

B極的電極反應(yīng)式為。

②打開K1,合并K2。A電極可觀察到的現(xiàn)象是;

B極的電極反應(yīng)式為。

(2)根據(jù)右圖回答③④:③將較純凈的CuSO4溶液放入如圖所示的裝置中進(jìn)行電解,石墨電極上的電極反應(yīng)式為,電解反應(yīng)的離子方程式為。

④實(shí)驗(yàn)完成后,銅電極增重ag,石墨電極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積為L。

解析(1)①此時(shí)為原電池,鋅為負(fù)極,不斷溶解,B極為正極,反應(yīng)為Cu2++2eCu。②此時(shí)為電解池,A極為陰極,反應(yīng)為Cu2++2eCu,故A極上析出一層紅色的銅,B極為陽極,反應(yīng)為Cu2eCu2+。(2)此時(shí)為惰性電極電解CuSO4溶液,石墨極上反應(yīng)為4OH4e2H2O+O2↑,總反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+,V(O2)=a64×12×22.4答案(1)①鋅不斷溶解Cu2++2eCu②電極表面有紅色固體析出Cu2eCu2+(2)③4OH4e2H2O+O2↑2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+④2221(8分)蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是:NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。(1)若此蓄電池放電時(shí),該電池某一電極發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是(填序號)。

A.NiO2 B.Fe C.Fe(OH)2 D.Ni(OH)2(2)該電池放電時(shí),正極附近溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)充電時(shí)該電池陽極的電極反應(yīng)式:。

(4)用此蓄電池分別電解以下兩種溶液,假如電路中轉(zhuǎn)移了0.02mole,且電解池的電極均為惰性電極,試回答下列問題。①電解M(NO3)x溶液時(shí)某一電極增加了agM,則金屬M(fèi)的相對原子質(zhì)量為(用含“a、x”的表達(dá)式表示)。

②電解含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl的混合溶液100mL,陽極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是;將電解后的溶液加水稀釋至1L,此時(shí)溶液的pH=。

解析(1)得到電子,化合價(jià)降低的反應(yīng)是還原反應(yīng),原電池中正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),所以根據(jù)總的反應(yīng)式可知,鐵是負(fù)極,氧化鎳是正極,答案選A。(2)正極是氧化鎳得到電子,生成氫氧化鎳,電極反應(yīng)式是NiO2+2H2O+2eNi(OH)2+2OH,所以該電池放電時(shí),正極附近溶液的pH增大。(3)充電相當(dāng)于放電的逆反應(yīng),所以陽極電極反應(yīng)式就是原電池中正極反應(yīng)式的逆反應(yīng),即Ni(OH)2+2OH2eNiO2+2H2O。(4)①根據(jù)硝酸鹽的化學(xué)式可知,M的化合價(jià)是+x價(jià),失去0.02mol電子,所以M的相對原子質(zhì)量是ax÷0.02=50ax。②陽極首先是氯離子放電生成氯氣,然后是OH放電生成氧氣,氯離子的物質(zhì)的量是0.01mol,失去0.01mol電子,所以O(shè)H失去電子的物質(zhì)的量是0.02mol0.01mol=0.01mol,因此氯氣是0.005mol、氧氣是0.0025mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是0.0075mol×22.4L·mol1=0.168L。陰極銅離子放電,失去0.01mol×2=0.02mol電子,所以此時(shí)溶液中的氫離子不放電,因此反應(yīng)中生成的氫離子的物質(zhì)的量就是電解硫酸銅溶液時(shí)生成的氫離子,物質(zhì)的量是0.01mol,濃度是0.01mol÷1L答案(1)A(2)增大(3)Ni(OH)2+2OH2eNiO2+2H2O(4)①50ax②168mL222(8分)重鉻酸鉀又名紅礬鉀,是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的一種重要分析試劑。工業(yè)上以鉻酸鉀(K2CrO4)為原料,采用電化學(xué)法制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。制備裝置如圖所示(陽離子交換膜只允許陽離子透過):制備原理:2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O7(1)通電后陽極室產(chǎn)生的現(xiàn)象為;

其電極反應(yīng)式是。

(2)該制備過程總反應(yīng)的離子方程式可表示為4CrO42-+4H2O2Cr2O72-+4OH+2H2↑+O2↑,若實(shí)驗(yàn)開始時(shí)在右室中加入38.8gK2CrO4,tmin后測得右室中K與Cr的物質(zhì)的量之比為3∶2,則溶液中K2CrO4和K2Cr2解析(1)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),溶液中氫氧根離子失去電子生成氧氣和水。(2)直接設(shè)K2CrO4和K2Cr2O7物質(zhì)的量分別為x、y,則鉀原子的物質(zhì)的量為2x+2y,鉻原子物質(zhì)的量為x+2y,依據(jù)兩原子個(gè)數(shù)比為3∶2,可求出兩物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2∶1;根據(jù)鉻酸鉀的質(zhì)量可求出鉻原子總物質(zhì)的量為0.2mol,又tmin后兩物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2∶1,則鉻酸鉀為0.1mol,重鉻酸鉀為0.05mol,根據(jù)化學(xué)方程式可知,生成0.05mol的重鉻酸鉀的反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為0.05×2mol。答案(1)陽極產(chǎn)生無色氣體,溶液由黃色逐漸變?yōu)槌壬?OH4eO2↑+2H2O(或2H2O4eO2↑+4H+)(2)2∶10.1mol23(8分)利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。(1)利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為(填化學(xué)式)溶液,陽極電極反應(yīng)式為,

電解過程中Li+向(填“A”或“B”)電極遷移。

(2)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下:Co(OH)3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為

。

鐵渣中鐵元素的化合價(jià)為價(jià)。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41g,CO2體積為1.解析(1)B極產(chǎn)生H2,根據(jù)反應(yīng):2H++2eH2↑,說明B極為陰極,隨著電解進(jìn)行,溶液中c(H+)減小、c(OH)增大,B極附近電解液為LiOH溶液,隨著電解的進(jìn)行,