人教版化學選修四反應原理練習第四章檢測A

第四章檢測(A)(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包括18個小題,每小題3分,共54分)1如圖所示,將鐵棒和石墨棒插入1L1mol·L1食鹽水中。下列說法正確的是()A.若電鍵K與N連接,鐵被保護不會腐蝕B.若電鍵K與N連接,正極反應式是4OH4e2H2O+O2↑C.若電鍵K與M連接,將石墨棒換成銅棒,可實現(xiàn)鐵棒上鍍銅D.若電鍵K與M連接,當兩極共產(chǎn)生28L(標準狀況)氣體時,生成了1molNaOH答案D2如下圖所示是某太空空間站能量轉化系統(tǒng)的局部示意圖,其中燃料電池采用KOH溶液為電解液,下列有關說法中正確的是()A.該能量轉化系統(tǒng)工作時,需不斷補充H2OB.該轉化系統(tǒng)的能量本質上來源于太陽能C.水電解系統(tǒng)中的陰極反應:O2+2H2O+4e4OHD.燃料電池放電時的負極反應:H22e2H+答案B3化學用語是學習化學的重要工具,下列用來表示物質變化的化學用語中,正確的是()A.電解飽和食鹽水時,陽極的電極反應式為:2Cl2eCl2↑B.氫氧燃料電池的負極反應式:O2+2H2O+4e4OHC.粗銅精煉時,與電源正極相連的是純銅,電極反應式為:Cu2eCu2+D.鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極反應式:Fe2eFe2+答案A4下列敘述中錯誤的是()A.電解池是電能轉化為化學能的裝置B.原電池跟電解池連接后,電子從原電池負極流向電解池陽極C.電鍍時,電鍍池里的陽極材料發(fā)生氧化反應D.電解飽和食鹽水時,陰極得到氫氧化鈉溶液和氫氣答案B5關于右圖所示的原電池,下列說法中正確的是()A.電子從鋅電極通過電流計流向銅電極B.鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C.鋅電極發(fā)生還原反應,銅電極發(fā)生氧化反應D.銅電極上發(fā)生的電極反應是2H++2eH2↑答案A6觀察下列幾個裝置示意圖,有關敘述正確的是()A.裝置①中陽極上析出紅色固體B.裝置②的待鍍鐵制品應與電源正極相連C.裝置③閉合電鍵后,外電路電子由a極流向b極D.裝置④的陽離子交換膜允許陽離子、陰離子、水分子自由通過解析裝置①中陽極反應為2Cl2eCl2↑,A錯誤;裝置②中待鍍鐵制品應作陰極,應與電源負極相連,B錯誤;裝置③中a極是原電池的負極,H2失電子,電子經(jīng)導線流向b極,C正確;裝置④中的陽離子交換膜不允許陰離子自由通過,D錯誤。答案C7下列敘述中正確的是()A.純鋅與稀硫酸反應時,加入少量CuSO4溶液,可使反應加快B.甲醇和氧氣以及KOH溶液構成的新型燃料電池中,其負極上發(fā)生的反應為:CH3OH+6OH+6eCO2+5H2OC.在鐵件上鍍銅時,金屬銅作陰極D.電解精煉銅時,電解質溶液中銅離子濃度保持不變解析鋅置換出少量銅后形成銅鋅原電池,使反應加快,A項正確;負極上應發(fā)生失去電子的氧化反應,并且CO2在堿性環(huán)境中要生成CO32-,B項錯誤;電鍍池中,鍍層金屬作陽極,C項錯誤;電解精煉銅時,答案A8某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質傳遞H+,其基本結構如圖所示,電池總反應可表示為:2H2+O22H2O,下列有關說法正確的是()A.電子通過外電路從b極流向a極B.b極上的電極反應式為:O2+2H2O+4e4OHC.每轉移0.1mol電子,消耗1.12LD.H+由a極通過固體酸膜電解質傳遞到b極解析由電極反應式可知,氫氣通入的一極為負極,氧氣通入的一極為正極,故a為負極、b為正極,電子應該是通過外電路由a極流向b極,A錯誤;B項,b極上的電極反應式為O2+4H++4e2H2O;C項,沒有明確此時是否處于標準狀況,故無法計算氣體的體積。答案D9如圖所示,銅片、鋅片和石墨棒用導線連接后插入番茄里,電流計中有電流通過,下列說法正確的是()A.鋅片是負極 B.兩個銅片上都發(fā)生氧化反應C.石墨是陰極 D.兩個番茄都形成原電池解析左側Cu、Zn與番茄汁構成原電池,鋅片是負極,發(fā)生氧化反應,銅片是正極,發(fā)生還原反應,A項正確、B項錯誤;右側為電解池,Cu為陰極,石墨為陽極,C、D項錯誤。答案A10下列敘述中正確的是()A.在原電池的負極和電解池的陰極上都發(fā)生失電子的氧化反應B.用惰性電極電解Na2SO4溶液,陰陽兩極產(chǎn)物的物質的量之比為1∶2C.用惰性電極電解飽和NaCl溶液,若有1mol電子轉移,則生成1molNaOHD.鍍層破損后,鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕解析選項A中在電解池的陰極是陽離子得到電子,發(fā)生的是還原反應;選項B中用惰性電極電解Na2SO4溶液,實際上是電解水,在陰極上:4H++4e2H2↑,在陽極上:4OH4e2H2O+O2↑,所以陰陽兩極產(chǎn)物的物質的量之比為2∶1;選項C中2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,每生成2mol的NaOH轉移電子2mol,所以轉移1mol電子,生成的NaOH就是1mol;選項D中鍍層破損后,鍍錫鐵組成的原電池,Fe作負極而被腐蝕,鍍鋅鐵組成的原電池,Zn作負極,所以鍍層破損后,鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更容易被腐蝕。答案C11為了防止鋼鐵銹蝕,下列防護方法中正確的是()A.在精密機床的鐵床上安裝銅螺釘B.在排放海水的鋼鐵閥門上用導線連接一鉛塊,一同浸入海水中C.在海輪殼上鑲嵌鋅塊D.將電動輸油管的鑄鐵管接直流電源的正極,電源負極接惰性電極解析A、B中形成的原電池都是鐵作負極,加速鋼鐵腐蝕;D中鑄鐵管作陽極,加速腐蝕;C中鋅比鐵活潑,鐵作正極。答案C12Cu2O是一種半導體材料,用作制造整流器的材料,還可以用于制船底防污漆(殺死低級海生動物)、農(nóng)作物的殺菌劑。在實驗室里可模擬工業(yè)過程制取Cu2O,總反應式是2Cu+H2OCu2O+H2↑,其裝置如圖,下列有關說法不正確的是()A.該實驗符合綠色化學的設計理念B.圖中的虛線框內(nèi)需連接直流電源,且正極與石墨相連C.CuO高溫加熱分解也可以得到Cu2OD.上述裝置中,陽極的電極反應式是2Cu+2OH2eCu2O+H2O解析正極應與銅極相連。答案B13關于電解飽和NaCl水溶液,下列敘述正確的是()A.電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉B.若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕黃色C.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈無色D.電解一段時間后,將全部電解液轉移到燒杯中,充分攪拌后溶液呈中性解析電解飽和NaCl水溶液,陽極析出氯氣,陰極析出氫氣,A錯誤;若在陽極附近滴入KI溶液,將析出I2,得到I2的水溶液,故顯棕黃色,B正確;陰極附近由于顯堿性,加酚酞顯紅色;電解一段時間后,攪拌得到的是含有NaOH的溶液,顯堿性。答案B14將Al、Cu片用導線相連,一組插入濃硝酸中,一組插入稀NaOH溶液中,分別構成了原電池,則在這兩個原電池中,正極分別為()A.Al片、Cu片 B.Cu片、Al片C.Al片、Al片 D.Cu片、Cu片解析將Al片和Cu片用導線相連,插入濃硝酸中,此時Al在濃硝酸中鈍化,不能繼續(xù)反應,而Cu卻能與濃硝酸繼續(xù)反應,則Cu為負極;插入稀NaOH溶液中,Al能與NaOH溶液反應,此時Al失去電子被氧化,則Al為負極。答案A15下列有關電化學裝置完全正確的是()ABCD銅的精煉鐵上鍍銀防止Fe被腐蝕構成銅鋅原電池解析電解精煉銅時,應該用粗銅作陽極,純銅作陰極,故A錯誤;鐵上鍍銀時,應該用銀作陽極,鐵作陰極,故B錯誤;C是外加電流的陰極保護法,正確;銅鋅原電池中,鋅應插入硫酸鋅溶液中,銅應插入硫酸銅溶液中,故D錯誤。答案C16用石墨電極電解CuCl2溶液(見右圖)。下列分析正確的是()A.a端是直流電源的負極B.通電使CuCl2發(fā)生電離C.陽極上發(fā)生的反應:Cu2++2eCuD.通電一段時間后,在陰極附近觀察到黃綠色氣體解析由電解裝置圖可知,Cu2+向陰極移動,可知a為電源負極,A項正確;CuCl2溶于水中就能電離成自由移動的Cu2+和Cl,B項錯誤;在陽極上發(fā)生氧化反應,其電極反應為2Cl2eCl2↑,C項錯誤;通電一段時間后,應在陽極附近觀察到黃綠色的氣體Cl2,D項錯誤。答案A17可用于電動汽車的鋁—空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是()A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應都為:O2+2H2O+4e4OHB.以NaOH溶液為電解液時,負極反應為:Al3eAl3+C.以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變D.電池工作時,電子通過外電路從正極流向負極解析B項,以NaOH溶液為電解液時,不應生成Al(OH)3沉淀,而應生成AlO2-;C項,電解液的pH應減小;D項答案A18如圖所示,下列敘述中正確的是()A.Y為陰極,發(fā)生還原反應B.X為正極,發(fā)生氧化反應C.Y與濾紙接觸處有氧氣生成D.X與濾紙接觸處變紅解析左側形成了鋅銅原電池,鋅是負極,銅是正極,則Y是陰極,氫離子得電子生成氫氣,發(fā)生了還原反應,破壞了水的電離平衡,Y極附近溶液呈堿性,溶液呈紅色;X是陽極,電極本身被氧化生成Cu2+。答案A二、非選擇題(本題包括6小題,共46分)19(7分)如圖為持續(xù)電解含一定CaCl2水溶液的裝置(以鉑為電極),?為電流表。電解一段時間t1后,將CO2持續(xù)通入電解液中。(1)電解時,F極發(fā)生(填“氧化”或“還原”,下同)反應,電極反應式為,E極發(fā)生反應,電極反應式為,電解總反應式為。

(2)通電后E極處溶液呈。

(3)持續(xù)通入CO2發(fā)生的現(xiàn)象有。

解析溶液中含有Ca2+、H+、Cl、OH,通電時,Ca2+、H+移向陰極,由于H+放電能力比Ca2+強,在E極上發(fā)生反應:2H++2eH2↑;Cl、OH移向陽極,Cl在陽極放電:2Cl2eCl2↑,電解至t1后,溶液中OH濃度增大,通入CO2后會有CaCO3沉淀生成,繼續(xù)通入CO2,CaCO3轉化為Ca(HCO3)2而使沉淀又溶解。答案(1)氧化2Cl2eCl2↑還原2H++2eH2↑CaCl2+2H2OCa(OH)2+H2↑+Cl2↑(2)紅色(3)先出現(xiàn)白色沉淀,繼續(xù)通CO2,沉淀又消失20(7分)(1)下列哪些裝置可防止鐵棒被腐蝕。

(2)在實際生產(chǎn)中,可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置如圖:請回答:①A電極對應的金屬是(寫元素名稱),B電極的電極反應式是。

②若電鍍前A、B兩金屬片質量相同,電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧?、烘干、稱量,二者質量差為5.12g,則電鍍時電路中通過的電子為③鍍層破損后,鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕,請簡要說明原因。

解析(1)根據(jù)原電池和電解原理可知,A項鐵作負極,加速了鐵的腐蝕;B項鐵作正極被保護;C項為鐵的自然腐蝕;D項鐵作陰極,被保護。(2)①鍍銅時陽極材料應選銅。②陽極銅溶解,陰極析出銅,故在陰極析出銅的質量為:5.12g2=2.56g。根據(jù)Cu2++2e③鍍銅鐵鍍層破損,構成原電池時鐵為負極,而鍍鋅鐵鍍層破損,鐵作正極。答案(1)BD(2)①銅Cu2++2eCu②0.08③鐵比銅活潑,鍍層破壞后,在潮濕環(huán)境中形成原電池,鐵為負極,加速鐵的腐蝕(敘述合理即可)21(10分)下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極,電極c、d都是石墨電極。通電一段時間后,在c、d兩極上共收集到336mL(標準狀況)氣體。回答:(1)直流電源中,M為極。

(2)Pt電極上生成的物質是,其質量為g。

(3)電源輸出電子的物質的量與電極b、c、d上生成物的物質的量之比為:2∶∶∶。

(4)AgNO3溶液的濃度(填“增大”“減小”或“不變”,下同),H2SO4溶液的pH。

(5)若H2SO4溶液的質量分數(shù)由5.00%變?yōu)?.02%,則原有5.00%的H2SO4溶液為g。

解析(1)因為用惰性電極電解稀硫酸,就是電解水,在陰極產(chǎn)生H2,在陽極產(chǎn)生O2,且二者的體積比為2∶1,根據(jù)圖中收集到氣體體積大小,可知d處收集的是H2,c處收集的是O2,所以d是陰極,c是陽極;與電極d相連的N極是電源的負極,M是電源的正極。生成氣體的總物質的量為:336mL22400mL·mol-1=0.015mol,所以n(O2)=×0.015mol=0.005mol,電極上轉移電子的物質的量為:n(2)a極的反應:AgeAg+,b極的電極反應:Ag++eAg;所以Pt電極生成的物質是Ag,根據(jù)(1)轉移的電子的物質的量可知m(Ag)=108g·mol1×0.02mol=2.(3)a、b、c、d極上的反應分別為:AgeAg+、Ag++eAg、4OH4e2H2O+O2↑、2H++2eH2↑,所以電源輸出電子的物質的量與電極b、c、d生成物的物質的量之比為2∶2∶0.5∶1。(4)左邊裝置相當于在Pt上鍍銀,溶液中AgNO3濃度不變;右邊裝置相當于電解水,使硫酸濃度增大,pH減小。(5)2H2O2H2↑+O2↑,根據(jù)c、d兩極生成的氣體的體積336mL,可知電解的水的物質的量:n(H2O)=2n(O2)=2×0.005mol=0.01mol,則m(H2O)=0.01mol×18g·mol1=0.18g。設原有5.00%的H2SO4溶液的質量為m,則根據(jù)溶質守恒得:5.00%×m=(m-0.18g)×答案(1)正(2)Ag2.16(3)20.51(4)不變減小(5)45.1822(7分)人工腎臟可采用間接電化學方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如下圖。(1)電源的負極為(填“A”或“B”)。

(2)陽極室中發(fā)生的反應依次為、。

(3)電解結束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將;若兩極共收集到氣體13.44L(標準狀況),則除去的尿素為解析(1)由圖中產(chǎn)生Cl2的電極為陽極知A為電源正極,B為電源負極。(2)陽極室發(fā)生反應2Cl2eCl2↑。由產(chǎn)物CO2、N2知CO(NH2)2在此室被氧化,CO(NH2)2CO2+N2,發(fā)生還原反應的為Cl2。故化學方程式為CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl。(3)陰極室2H++2eH2↑。陽極室產(chǎn)生的H+通過質子交換膜進入陰極室,從而使陰極室H+濃度保持不變。故pH與電解前相比不變。兩極共收集到的氣體n(氣體)=13.44L22.4陽極陰極(N2+CO2 5mol 60 0.6mol m[CO(NH2)2]m[CO(NH2)2]=60g答案(1)B(2)2Cl2eCl2↑CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl(3)不變7.223(8分)某科研單位利用電化學原理用SO2來制備硫酸,裝置如圖所示。電極為多孔的材料,能吸附氣體,同時也能使氣體與電解質溶液充分接觸。(1)通入SO2的電極為極,其電極反應式為,此電極區(qū)溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)電解質溶液中的H+通過質子膜(填“向左”“向右”或“不”)移動,通入氧氣的電極反應式為。

(3)電池總反應式為。

解析(1)用SO2制備硫酸,SO2被氧化,為負極反應物,S的化合價升高2,即SO22eSO42-,溶液顯酸性,用H2O、H+配平得SO2+2H2O2eSO42-+4H+,依據(jù)電極反應式可知負極區(qū)溶液酸性增強;(2)陽離子向正極區(qū)移動,O2得電子,由于溶液顯