【志鴻優(yōu)化設計-贏在課堂】(人教版)2021高中化學選修4同步練習：第四章-電化學基礎-檢測題-

第四章過關(guān)檢測(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。每小題只有一個正確選項)1.下列敘述中,正確的是()①電解池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置③金屬和石墨導電均為物理變化,電解質(zhì)溶液導電是化學變化④不能自發(fā)進行的氧化還原反應,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應為電能轉(zhuǎn)變成化學能,②為化學能轉(zhuǎn)化為電能,⑤發(fā)生了化學變化。答案:B2.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()A.電解飽和食鹽水時,陽極的電極反應為:2Cl--2e-Cl2↑B.氫氧燃料電池的負極反應:O2+2H2O+4e-4OH-C.粗銅精煉時,與電源正極相連的是純銅,電極反應為:Cu-2e-Cu2+D.鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極反應:Fe-2e-Fe2+解析:在氫氧燃料電池的負極上反應的是氫氣;粗銅精煉時,純銅與電源的負極相連,將銅在溶液中還原出來;鋼鐵腐蝕的負極反應是Fe-2e-Fe2+。答案:A3.觀看下列幾個裝置示意圖,有關(guān)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中陽極上氯離子放電生成氯氣,故A錯;裝置②是電鍍裝置,待鍍鐵制品作陰極,應與電源負極相連,故B錯;裝置③閉合電鍵后,a極是負極,因此外電路電子由a極流向b極,故C對;裝置④的離子交換膜只允許陽離子、水分子自由通過,故D錯。答案:C4.某小組為爭辯電化學原理,設計如圖裝置,下列敘述不正確的是()A.a和b不連接時,鐵片上會有金屬銅析出B.a和b用導線連接時,銅片上發(fā)生的反應為:Cu2++2e-CuC.無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液均從藍色漸漸變成淺綠色D.a和b分別連接直流電源正、負極,電壓足夠大時,Cu2+向銅電極移動解析:a和b不連接時,鐵與CuSO4溶液發(fā)生反應:Fe+Cu2+Fe2++Cu,A項正確;a和b用導線連接時,組成了原電池,Fe為負極,Cu為正極,銅片上發(fā)生還原反應:Cu2++2e-Cu,鐵片上發(fā)生氧化反應:Fe-2e-Fe2+,B項正確;通過以上分析可知,無論a和b是否連接,均發(fā)生反應:Fe+Cu2+Fe2++Cu,故溶液均從藍色(Cu2+的顏色)漸漸變成淺綠色(Fe2+的顏色),C項正確;a和b分別連接直流電源正、負極時,構(gòu)成電解池,銅片為陽極,鐵片為陰極,Cu2+應向陰極(鐵電極)移動,D項錯誤。答案:D5.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量雜質(zhì)Fe、Zn、Cu、Pt,可用電解法制備高純度的鎳(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+),下列敘述正確的是()A.陽極發(fā)生還原反應,其電極反應:Ni2++2e-NiB.電解過程中,陽極質(zhì)量的削減與陰極質(zhì)量的增加相等C.電解后,溶液中存在的陽離子只有Fe2+和Zn2+D.電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt解析:A項,陽極發(fā)生氧化反應;B項,陰極只析出Ni,陽極Ni、Fe、Zn都溶解,所以陽極減小的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不相等。C項,溶液中還存在大量Ni2+及H+。D項,Cu、Pt不如Ni活潑,在陽極不放電,都在陽極泥中。答案:D6.天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2),充電時LiCoO2中Li被氧化,Li+遷移并以原子形式嵌入電池負極材料碳(C6)中,以LiC6表示。電池反應為CoO2+LiC6LiCoO2+C6,下列說法正確的是()A.充電時,電池的負極反應為LiC6-e-Li++C6B.放電時,電池的正極反應為CoO2+Li++e-LiCoO2C.羧酸、醇等含活潑氫的有機物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)D.鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)低解析:A項,充電時,發(fā)生電解池反應,電池負極即為電解池陰極,發(fā)生還原反應Li++C6+e-LiC6;B項,放電時發(fā)生原電池反應,電池正極發(fā)生還原反應;C項,含活潑氫的有機物作電解質(zhì)易得電子;D項,鋰相對原子質(zhì)量小,其密度最小,所以鋰離子電池的比能量高。答案:B7.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(N)=6.0mol·L-1,用石墨作電極電解此溶液,當通電一段時間后,兩極均收集到22.4L氣體(標準狀況),假定電解后溶液體積仍為500mL,下列說法正確的是()A.原混合溶液中c(K+)為2mol·L-1B.上述電解過程中共轉(zhuǎn)移2mol電子C.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5molD.電解后溶液中c(H+)為2mol·L-1解析:兩極都收集到22.4L氣體,說明陰極上發(fā)生的反應依次為:①Cu2++2e-Cu;②2H++2e-H2↑,陽極只生成O2:4OH--4e-O2↑+2H2O,n(H2)=n(O2)=1mol?n(e-)=4mol,B不正確。依據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒得:n(Cu2+)=1mol,依據(jù)電荷守恒有n(K+)+n(Cu2+)×2=n(N),所以n(K+)=1mol?c(K+)=2mol·L-1。A正確。依據(jù)Cu析出后,溶液中只有KNO3和HNO3,由電荷守恒可推出c(H+)=4mol·L-1。答案:A8.某愛好小組設計如右微型試驗裝置。試驗時,先斷開K2,閉合K1,兩極均有氣泡產(chǎn)生:一段時間后,斷開K1,閉合K2,發(fā)覺電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是()A.斷開K2,閉合K1時,總反應的離子方程式為:2H++2Cl-Cl2↑+H2↑B.斷開K2,閉合K1時,石墨電極四周溶液變紅C.斷開K1,閉合K2時,銅電極上的電極反應為:Cl2+2e-2Cl-D.斷開K1,閉合K2時,石墨電極作正極解析:由題意知,斷開K2,閉合K1時,兩極均有氣泡產(chǎn)生,則說明銅電極沒有參與反應,則銅電極肯定作陰極,石墨電極作陽極,所以總反應的離子方程式應為:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,銅電極四周溶液變紅,故A、B項均錯誤;斷開K1,閉合K2時,氯氣在石墨電極上得到電子生成Cl-,氫氣在銅電極上失去電子生成氫離子,所以此時石墨電極作正極,銅電極作負極,故C項錯誤,D項正確。答案:D二、填空題(本題共4小題,共52分)9.(10分)人工腎臟可接受間接電化學方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如下圖所示。(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(jié)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g(忽視氣體的溶解)。

解析:依據(jù)電解池中陰離子在陽極放電和陽離子在陰極放電的規(guī)律和本題圖中的電極產(chǎn)物H2和Cl2可以推斷出A為電源的正極,B為電源的負極,故陽極室中發(fā)生的反應依次為:2Cl--2e-Cl2↑,CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl;(3)陰極反應為:6H2O+6e-6OH-+3H2↑(或6H++6e-3H2↑)陽極反應為:6Cl--6e-3Cl2↑CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl依據(jù)上述反應可以看出在陰、陽極上產(chǎn)生的OH-、H+的數(shù)目相等,陽極室中反應產(chǎn)生的H+通過質(zhì)子交換膜進入陰極室與OH-恰好反應生成水,所以陰極室中電解前后溶液的pH不變;由上述反應可以看出,轉(zhuǎn)移6mole-時,陰極產(chǎn)生3molH2,陽極產(chǎn)生1molN2和1molCO2,故電解收集到的13.44L氣體中V(N2)=V(CO2)==2.688L,即n(N2)=n(CO2)=0.12mol。依據(jù)方程式CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl可知生成0.12molN2所消耗的CO(NH2)2的物質(zhì)的量也為0.12mol,其質(zhì)量為:m[CO(NH2)2]=0.12mol×60g·mol-1=7.2g。答案:(1)B(2)6Cl--6e-3Cl2↑CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl(3)不變7.210.(16分)如圖是一個用鉑絲作電極,電解稀的MgSO4溶液的裝置,電解液中加有中性紅指示劑,此時溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍:6.8~8.0,酸色—紅色,堿色—黃色)回答下列問題:(1)下列關(guān)于電解過程中電極四周溶液顏色變化的敘述正確的是(填編號);

①A管溶液由紅變黃②B管溶液由紅變黃③A管溶液不變色④B管溶液不變色(2)寫出A管中發(fā)生的反應:;

(3)寫出B管中發(fā)生的反應:;

(4)檢驗a管中氣體的方法是;

(5)檢驗b管中氣體的方法是;

(6)電解一段時間后,切斷電源,將電解液倒入燒杯內(nèi)觀看到的現(xiàn)象是。

解析:由裝置圖可知A為電解池的陰極,電極反應為:4H++4e-2H2↑;B為電解池的陽極,電極反應為:4OH--4e-2H2O+O2↑。依據(jù)放電狀況可知A極由于H+放電四周顯堿性,指示劑應顯黃色,同時還會發(fā)生反應Mg2++2OH-Mg(OH)2↓;B極由于OH-放電四周顯酸性,指示劑仍顯本身的顏色紅色。在檢驗H2時利用其可燃性,檢驗O2時利用其能使帶火星的木條復燃的性質(zhì)進行檢驗。由于該電解池實質(zhì)是電解水,所以將電解液倒入燒杯后,整個溶液呈中性,故指示劑變紅,Mg(OH)2沉淀會消逝。答案:(1)①④(2)2H++2e-H2↑、Mg2++2OH-Mg(OH)2↓(3)4OH--4e-2H2O+O2↑(4)用拇指按住管口,取出試管,靠近火焰,放開拇指,有爆鳴聲,管口有藍色火焰(5)用拇指按住管口,取出試管,放開拇指,將帶有火星的木條伸入試管內(nèi),木條復燃(6)溶液呈紅色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)11.(12分)有甲、乙兩位同學均想利用原電池反應檢測金屬的活動性挨次,兩人均使用鎂片與鋁片作電極,但甲同學將電極放入6mol·L-1H2SO4溶液中,乙同學將電極放入6mol·L-1的NaOH溶液中,如圖所示。請回答:(1)寫出甲池中正極的電極反應式:。

(2)寫出乙池中負極的電極反應式和總反應的離子方程式:負極,總反應的離子方程式為。

(3)假如甲、乙同學均認為“構(gòu)成原電池的電極材料假如都是金屬,則構(gòu)成負極材料的金屬應比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”,則甲會推斷出活動性更強,而乙會推斷出活動性更強(填寫元素符號)。

(4)由此試驗,可得到如下哪些正確結(jié)論?(填寫字母序號)。

a.利用原電池反應推斷金屬活動性挨次時應留意選擇合適的介質(zhì)b.鎂的金屬性不肯定比鋁的金屬性強c.該試驗說明金屬活動性挨次已過時,已沒有有用價值d.該試驗說明化學爭辯對象簡單,反應受條件影響較大,因此應具體問題具體分析(5)上述試驗也反過來證明白“直接利用金屬活動性挨次推斷原電池中的正負極”,這種做法(填“牢靠”或“不行靠”)。

解析:原電池的負極是相對活潑的金屬,因金屬活動性挨次的排列是在一般酸中的反應挨次。那么,當溶液改為NaOH溶液時,由于Mg不反應,而Al能跟NaOH溶液反應,在這種狀況下,對于NaOH溶液而言,Al比Mg活潑,在該裝置中鋁作負極。因此,推斷原電池正負極時,應考慮到對應介質(zhì),誰更易跟電解質(zhì)溶液反應,誰就作負極。答案:(1)2H++2e-H2↑(2)Al+4OH--3e-Al+2H2O2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑(3)MgAl(4)a、d(5)不行靠12.(14分)現(xiàn)需設計一套試驗裝置來電解飽和食鹽水,并測量電解產(chǎn)生的氫氣的體積(約6mL)和檢驗氯氣的氧化性(不應將多余的氯氣排入空氣中)。(1)試從下圖中選用幾種必要的儀器,連成一整套裝置,各種儀器接口的連接挨次(填編號)是:A接,B接。

(2)鐵棒接直流電源的極;碳棒上發(fā)生的電極反應為。

(3)能說明氯氣具有氧化性的試驗現(xiàn)象是。

(4)假定裝入的飽和食鹽水為50mL(電解前后溶液體積變化可忽視),當測得的氫氣為5.6mL時,溶液的pH為