高中化學人教版化學反應(yīng)原理第四章電化學基礎(chǔ)單元測試 全市獲獎

2023年6月海南省?？诙腥私贪娓咧谢瘜W化學·選修4(人教版)第四章電化學基礎(chǔ)章末過關(guān)檢測卷(四)(測試時間：50分鐘評價分值：100分)一、單選題(本題包括10個小題，每小題3分，共30分，每小題只有一個選項符合題意)1．下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法不正確的是()A．純銀器表面在空氣中因化學腐蝕漸漸變暗B．當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用C．在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負極相連以保護它不受腐蝕解析：純銀器表面在空氣中易形成硫化銀而使銀器表面變黑，所以是化學腐蝕，A正確；鐵與錫構(gòu)成原電池，鐵作負極，加快了鐵的腐蝕，B錯誤；海輪外殼中的金屬與連接的鋅塊構(gòu)成原電池，鋅作負極，可以保護海輪，C正確；外加直流電源保護器件時，必須連接電源負極，D正確。答案：2．(2023·珠海市高二期末)關(guān)于銅、鋅和稀H2SO4構(gòu)成的原電池的說法正確的是()A．鋅是正極，銅是負極B．H＋在溶液里流向鋅片C．電流由鋅流向銅D．電子經(jīng)外電路由鋅流向銅解析：鋅是負極，銅是正極，A錯；H＋在溶液里流向銅片，B錯；電流由銅流向鋅，C錯；電子經(jīng)外電路由鋅流向銅，故答案為D。答案：D3．(2023·北京卷)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是()A．水中的鋼閘門連接電源的負極B．金屬護欄表面涂漆C．汽水底盤噴涂高分子膜D．地下鋼管連接鎂塊解析：A.鋼閘門連接電源的負極，為電解池的陰極，被保護，屬于外加電流的陰極保護法，故A正確；B、C是金屬表面覆蓋保護層，隔絕空氣，故B、C錯誤；D.鎂比鐵活潑，構(gòu)成原電池，鐵為正極，被保護，是犧牲陽極的陰極保護法，故D錯誤。答案：A4．鐵釘和碳棒用導(dǎo)線連接，浸入稀NaCl溶液中，正極發(fā)生的反應(yīng)是()A．2H＋＋2e－=H2↑B．2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．Fe－2e－=Fe2＋D．4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：中性環(huán)境下發(fā)生吸氧腐蝕。答案：B5．下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述，不正確的是()A．把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B．用銅板做電極電解硫酸銅溶液，陰極銅板質(zhì)量增加C．把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D．把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快解析：選項A中構(gòu)成Fe、Cu原電池，負極Fe失電子溶解，H＋在正極Cu上得電子生成H2，現(xiàn)象描述正確；選項B中陽極Cu失電子溶解，Cu2＋在陰極銅板上得電子使銅板增重，現(xiàn)象描述正確；選項C中發(fā)生Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，沒有鐵生成，現(xiàn)象描述錯誤；選項D中發(fā)生Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，生成的銅與鋅構(gòu)成原電池，加快鋅的腐蝕，現(xiàn)象描述正確。答案：C6．(2023·珠海市高二期末)用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時，下列不能使氫氣生成速率加大的是()A．加熱B．不用稀硫酸，改用98%濃硫酸C．加少量硫酸銅溶液D．不用鐵片，改用鐵粉解析：加熱能使氫氣生成速率加大，A錯；改用98%濃硫酸將使鐵鈍化，反而沒有氫氣生成，故B符合題意；加少量硫酸銅溶液，將構(gòu)成原電池反應(yīng)加快，C錯；改用鐵粉能使氫氣生成速率加大，D錯。答案：B7．(2023·新課標高考卷Ⅰ)銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2S的緣故。根據(jù)電化學原理可進行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是()A．處理過程中銀器一直保持恒重B．銀器為正極，Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C．該過程中總反應(yīng)為2Al＋3Ag2S=6Ag＋A12S3D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl解析：A錯，銀器放在鋁制容器中，由于鋁的活潑性大于銀，故鋁為負極(失電子)，銀為正極，銀表面的Ag2S得電子，析出單質(zhì)銀附著在銀器的表面，故銀器質(zhì)量增加，故B正確；C錯，Al2S3在水溶液中不能存在，會發(fā)生雙水解反應(yīng)生成H2S和Al(OH)3；D錯，黑色褪去是Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag而不是AgCl，從化合價變化也可推斷，S被氧化，Ag肯定被還原。答案：B8．如圖所示的裝置，通電一段時間后，測得甲池中某電極質(zhì)量增加2.16g，乙池中某電極上析出0.24g某金屬，下列說法正確的是()A．甲池是b極上析出金屬銀，乙池是c極上析出某金屬B．甲池是a極上析出金屬銀，乙池是d極上析出某金屬C．某鹽溶液可能是CuSO4溶液D．某鹽溶液可能是Mg(NO3)2溶液解析：甲池a極是陰極，析出金屬銀，乙池c極是陰極，析出某金屬。某鹽溶液如果是Mg(NO3)2溶液，不可能析出金屬。答案：C9．(2023·廣東省肇慶市高二期末質(zhì)檢)銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是()A．正極反應(yīng)為：Zn－2e－=Zn2＋B．一段時間后銅片增重，鹽橋中K＋移向CuSO4溶液C．電子從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片D．電池工作時Zn2＋和Cu2＋的濃度保持不變解析：負極反應(yīng)為：Zn－2e－=Zn2＋，A錯；一段時間后銅片增重，鹽橋中K＋移向CuSO4溶液，B正確；電子從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，C錯；電池工作時Zn2＋的濃度變大，Cu2＋的濃度變小，D錯。答案：B10．鎳鎘(Ni－Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說法正確的是()A．充電時陽極反應(yīng)：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiO(OH)＋H2OB．充電過程是化學能轉(zhuǎn)化為電能的過程C．放電時負極附近溶液的堿性不變D．放電時電解質(zhì)溶液中OH－向正極移動解析：本題易錯選C，是因為沒有注意到放電時Cd被氧化，其氧化產(chǎn)物是Cd(OH)2，要消耗OH－。審題時，首先要分析清楚充電與放電的方向。向右是放電，是原電池；向左是充電，是電解池。放電的過程是化學能轉(zhuǎn)化為電能，充電的過程是電能轉(zhuǎn)化為化學能，故B錯。充電時，陽極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極反應(yīng)式：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiO(OH)＋H2O，A正確。放電時，負極反應(yīng)：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2，負極要消耗OH－，故放電時負極附近溶液的堿性減弱，C錯。放電時，電解質(zhì)溶液中的陽離子移向正極，陰離子移向負極，故D中OH－應(yīng)該向負極移動，D錯。答案：A二、雙選題(本題包括4個小題，每小題5分，共20分，每小題有兩個選項符合題意)11．某同學按下圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是()A．電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B．電解初期，主反應(yīng)方程式為：Cu＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(通電))CuSO4＋H2↑C．電解一定時間后，石墨電極上有銅析出D．整個電解過程中，H＋的濃度不斷增大解析：根據(jù)電解產(chǎn)物的判斷方法；陽極銅電極是活性電極(金屬活動順序表Ag以前)，則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中的陰離子不能失電子；陰極上的陽離子發(fā)生還原反應(yīng)，陽離子的放電順序基本上符合金屬活動性順序表，溶液中的陽離子為H＋和Cu2＋，由于H＋的氧化性比Cu2＋弱，所以Cu2＋在陰極得到電子，一定時間后，石墨電極上有銅析出；由于電解初期，溶液中的陽離子主要為H＋，Cu2＋的濃度很小，主要反應(yīng)方程式為：Cu＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(通電))CuSO4＋H2↑隨著電解的進行，Cu2＋的濃度增大，一定時間后，石墨電極上有銅析出，整個電解過程中，H＋的濃度幾乎不變。答案：BC12．一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2－。下列對該燃料電池說法正確的是()A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負極移向正極B．電池的總反應(yīng)是：2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2OC．通入空氣的一極是正極，電極反應(yīng)為O2＋4e－=2O2－D．通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為C4H10＋26e－＋13O2=4CO2＋5H2O解析：該燃料電池利用丁烷、氧氣的反應(yīng)2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2O，依據(jù)原電池反應(yīng)規(guī)律，還原劑C4H10在負極被氧化，所以D錯誤；氧化劑O2在正極被還原：O2＋4e－→2O2－；電子由負極流出沿外電路流入正極，所以負極呈正電性，陰離子(O2－)向負極移動，所以A錯誤。答案：BC13．獲得“863”計劃和中科院“百人計劃”支持的環(huán)境友好型鋁碘電池已研制成功，電解液為AlI3溶液，已知電池總反應(yīng)為：2Al＋3I2=2AlI3。下列說法不正確的是()A．該電池負極的電極反應(yīng)為：Al－3e－=Al3＋B．電池工作時，溶液中鋁離子向負極移動C．消耗相同質(zhì)量金屬時，用鋰作負極時，產(chǎn)生電子的物質(zhì)的量比鋁多D．該電池可能是一種可充電的二次電池解析：Al是活潑金屬為負極：Al－3e－→Al3＋，故A項正確。陽離子向正極移動，B項錯誤。27gAl產(chǎn)生3mol電子，而27gLi可失去的電子：eq\f(27g,7g/mol)＝，故C正確。該電池充電時，由于溶液中的H＋比Al3＋易得電子，不可得到Al，故不是二次電池，D項錯誤。答案：BD

14.(2023·深圳高級中學高二期末聯(lián)考)某小組為研究電化學原理，設(shè)計如圖裝置。下列敘述正確的是()A．a(chǎn)和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuC．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色直接變成黃色D．a(chǎn)連接直流電流正極，b連接直流電流負極，電壓足夠大時，Cu2＋向銅電極移動解析：a和b不連接時，鐵片直接與Cu2＋發(fā)生，故鐵片上會有金屬銅析出，A正確；a和b用導(dǎo)線連接時，構(gòu)成原電池，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，B正確；無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色直接變成淺綠色(Fe2＋)，C錯；若a連接直流電流正極，b連接直流電流負極，電壓足夠大時，Cu2＋向鐵電極(陰極)移動，D錯；本題答案為AB。答案：AB三、非選擇題(本題包括4個小題，共50分)15．(12分)對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。(1)以下為鋁材表面處理的一種方法：①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出，原因是____________________(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的________(填字母)。a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO②以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為___________________________________________________________________。取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是___________________________________________________________________。(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是___________________________________________________________________。(3)利用下圖的裝置，可以模擬鐵的電化學防護。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于________處。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學防護法稱為________。解析：(1)①有氣泡冒出因2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑；因堿洗槽液中有AlOeq\o\al(－,2)，故應(yīng)通入CO2來回收Al(OH)3，發(fā)生反應(yīng)2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2O＋CO2=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)或2H2O＋AlOeq\o\al(－,2)＋CO2=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓；若加HNO3，生成的沉淀還會繼續(xù)溶解。②鋁為陽極，會發(fā)生氧化反應(yīng)，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應(yīng)式為：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋；HCOeq\o\al(－,3)與H＋反應(yīng)使H＋濃度減小，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀。(2)用銅作電極可及時補充電鍍液中消耗的Cu2＋，保持其濃度恒定。(3)考查金屬的防護，若K置于N處，必須讓被保護的金屬接電源負極；若開關(guān)K置于M處，形成原電池，鋅做負極，為犧牲陽極保護法(或犧牲陽極的陰極保護法)。答案：(1)①2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑b②2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋HCOeq\o\al(－,3)與H＋反應(yīng)使H＋濃度減小，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀(合理即可)(2)補充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋濃度恒定(3)N犧牲陽極保護法(或犧牲陽極的陰極保護法)16．(9分)某科研單位利用電化學原理用SO2來制備硫酸，裝置如下圖，含有某種催化劑。電極為多孔的材料，能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。(1)通入SO2的電極為__________極，其電極反應(yīng)式為_______________________，此電極區(qū)pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)電解質(zhì)溶液中的H＋通過質(zhì)子膜____________(填“向左”“向右”或“不”)移動，通入氧氣的電極反應(yīng)式為__________________________________。(3)電池總反應(yīng)式為___________________________________________________________________。解析：(1)SO2制備硫酸，SO2被氧化，為負極反應(yīng)物，S的化合價升高2，即SO2－2e－→SOeq\o\al(2－,4)，溶液顯酸性，用H2O、H＋配平得SO2－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋，依據(jù)電極反應(yīng)式可知負極區(qū)酸性增強；(2)陽離子向正極區(qū)移動，O2得4個電子，溶液顯酸性，用H2O、H＋配平得O2＋4e－＋4H＋=2H2O；(3)電池總反應(yīng)式為2SO2＋2H2O＋O2=2H2SO4。答案：(1)負SO2－2e－＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋減小(2)向右O2＋4e－＋4H＋=2H2O(3)2SO2＋2H2O＋O2=2H2SO417．(13分)鉻是一種用途廣泛的化工原料，但六價鉻具有強烈的致癌作用，且又是一種嚴重的污染物。工業(yè)上為了處理含Cr2Oeq\o\al(2－,7)酸性工業(yè)廢水，按下面的方法處理：往工業(yè)廢水中加入適量NaCl，以鐵為電極進行電解，經(jīng)過一段時間有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標準。試回答：(1)加入適量NaCl是為了_____________________________________________________________；(2)電極反應(yīng)式：陽極____________，陰極______________；(3)由Cr2Oeq\o\al(2－,7)變Cr3＋的離子方程式為________________________________________________________________；(4)工業(yè)廢水由酸性變堿性原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________；(5)能否改用石墨電極？原因是什么？解析：本題的解法：從題設(shè)目的〔Cr2Oeq\o\al(2－,7)→Cr(OH)3〕出發(fā)，根據(jù)電解原理中陰陽極的放電順序，再從放電后產(chǎn)生的離子間的氧化還原反應(yīng)去分析而獲得答案。根據(jù)題意，廢水的處理是使Cr2Oeq\o\al(2－,7)變成Cr(OH)3。因此陽極上的鐵失去電子變成Fe2＋，再被Cr2Oeq\o\al(2－,7)氧化成Fe3＋，Cr2Oeq\o\al(2－,7)本身被還原成Cr3＋，NaCl不參與電極反應(yīng)，故(1)加入適量NaCl是為了增加廢水的導(dǎo)電性。(2)電極反應(yīng)式，陽極為Fe－2e－=Fe2＋，陰極為2H＋＋2e－=H2↑。(3)離子方程式為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。(4)由于H＋不斷放電而消耗及Cr2Oeq\o\al(2－,7)與Fe2＋反應(yīng)時消耗H＋，造成c(H＋)降低，破壞了水的電離平衡，結(jié)果造成溶液中c(OH－)>c(H＋)。(5)不能改用石墨電極，因用石墨作電極，陽極產(chǎn)生Cl2，得不到Fe2＋，結(jié)果因缺少還原劑，不能使Cr2Oeq\o\al(2－,7)轉(zhuǎn)化成Cr3＋，產(chǎn)生Cr(OH)3而除去。答案：(1)加入適量NaCl是為了增加廢水的導(dǎo)電性。(2)Fe－2e－=Fe2＋,2H＋＋2e－=H2↑。(3)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。(4)由于H＋不斷放電而消耗及Cr2Oeq\o\al(2－,7)與Fe2＋反應(yīng)時消耗H＋，造成c(H＋)降低，破壞了水的電離平衡，結(jié)果造成溶液中c(OH－)>c(H＋)。(5)不能改用石墨電極，因用石墨作電極，陽極產(chǎn)生Cl2，得不到Fe2＋，結(jié)果因缺少還原劑，不能使Cr2Oeq\o\al(2－,7)轉(zhuǎn)化成Cr3＋，產(chǎn)生Cr(OH)3而除去。18．(2023·廣東卷)(16分)化學實驗有助于理解化學知識，形成化學觀念，提高探究與創(chuàng)新能力，提升科學素養(yǎng)。(1)在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進行相關(guān)實驗。①下列收集Cl2的正確裝置是________。②將Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。③設(shè)計實驗比較Cl2和Br2的氧化性，操作與現(xiàn)象是：取少量新制氯水和CCl4于試管中，____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)能量之間可以相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學能，而原電池可將化學能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：ZnSO4(aq)，F(xiàn)eSO4(aq)，CuSO4(aq)；銅片，鐵片，鋅片和導(dǎo)線。①完成原電池的甲裝置示意圖(見下圖)，并作相應(yīng)標注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬