高考化学二轮专题复习测试《电化学基础》含答案.docx
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高考化学二轮专题复习测试《电化学基础》含答案
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2020年高考化学二轮专题复习测试《电化学基础》
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.研究人员最近发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl。
下列“水”电池在海水中放电时的有关说法不正确的是( )
A.负极反应式:
Ag+Cl--e-===AgCl
B.正极反应式:
5MnO2+2e-===Mn5
C.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子
D.AgCl是还原产物
2.燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。
下列物质均可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是( )
A.甲醇
B.天然气
C.液化石油气
D.氢气
3.关于下列各装置图的叙述中不正确的是( )
A.用装置①精炼铜,则a极为粗铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B.装置②的总反应是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连
D.装置④中的铁钉几乎没被腐蚀
4.下图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。
则下列有关的判断正确的是( )
A.a为负极、b为正极
B.a为阳极、b为阴极
C.电解过程中,d电极质量增加
D.电解过程中,氯离子浓度不变
5.关于下图所示①、②两个装置的叙述,正确的是( )
A.装置名称:
①是原电池,②是电解池
B.硫酸浓度变化:
①增大,②减小
C.电极反应式:
①中阳极:
4OH--4e-===2H2O+O2↑,②中正极:
Zn-2e-===Zn2+
D.离子移动方向:
①中H+向阴极方向移动,②中H+向负极方向移动
6.用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。
则电解过程中转移的电子的物质的量为( )
A.0.4mol
B.0.5mol
C.0.6mol
D.0.8mol
7.某小组为研究电化学原理,设计如图装置。
下列叙述不正确的是( )
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-===Cu
C.无论a和b是否用导线连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b分别连接直流电流正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动
8.甲、乙两个电解池均以铂为电极,且互相串联,甲池中盛有AgNO3溶液,乙池中盛有一定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池电极的质量增加2.16g,乙池电极上析出0.24g金属,则乙池中的溶质可能是( )
A.CuSO4
B.MgSO4
C.Al(NO3)3
D.Na2SO4
9.电解水制取H2和O2时为了增强导电性常常要加入一些电解质,最好选用下列物质中( )
A.NaCl
B.NaOH
C.HCl
D.CuSO4
10.铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不正确的是( )
A.K闭合时,d电极反应式:
PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++
B.当电路中转移0.2mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol
C.K闭合时,Ⅱ中
向c电极迁移
D.K闭合一段时间后断开,Ⅱ可单独作为原电池,d电极为正极
二、双选题(共5小题,每小题6.0分,共30分)
11.(双选)下图为某同学设计的一个电池装置。
下列说法正确的是( )
A.实现了化学能向电能的转化
B.Zn表面有红色物质析出
C.将两电解质溶液互换后,电子会由锌经导线流向铜
D.将右侧铜片移入左侧烧杯硫酸铜溶液中,电流方向会由锌经导线流向铜
12.(双选)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是( )
A.铜片为正极,发生反应:
Cu2++2e-===Cu
B.铜片为负极,发生反应:
Cu-2e-===Cu2+
C.银片上发生的反应是Ag-e-===Ag+
D.将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
13.(双选)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是( )
A.电解时以精铜作阳极
B.电解时阴极发生还原反应
C.粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu-2e-===Cu2+
D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
14.(双选)某电池的总反应离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,不能实现该反应的原电池是( )
15.(双选)铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中,不正确的是( )
A.此过程中铜被腐蚀
B.此过程中电子从Fe移向Cu
C.正极电极反应式:
2H++2e-===H2↑
D.此过程中还涉及反应:
4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
第Ⅱ卷
三、非选择题(共3小题,每小题10.0分,共30分)
16.镁、铝、铁是重要的金属,在工业生产中用途广泛。
(1)在潮湿的空气里,钢铁表面有一层水膜,很容易发生电化学腐蚀,其中正极的电极反应式为____________。
(2)铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能,铝制品在日常生活中被广泛应用。
在海洋工程上,通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施,其原理如图所示:
其中负极发生的电极反应为_____________________________________________________;
在实际应用中,用铝合金而不选用纯铝,纯铝不能很好地起到保护作用,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
17.如下图所示的装置中,若通入直流电5min时,铜电极质量增加2.16g,试回答:
(1)电源电极X的名称为________。
(2)pH变化:
A________(填“增大”、“减小”或“不变”),B________,C________。
(3)通电5min后,B中共收集224mL气体(标准状况),溶液体积为200mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200mL,电解后,溶液中OH-的物质的量浓度为____________(设电解前后溶液体积无变化)。
18.下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
(1)腐蚀过程中,负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)。
(2)环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为__________________________________________。
(3)若生成4.29gCu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。
答案解析
1.【答案】D
【解析】由电池总反应式可知,银发生氧化反应,失去电子,作负极,Ag+Cl--e-===AgCl,被氧化得到的AgCl不能拆分为离子,A正确、D错误;MnO2发生还原反应,得到电子,作正极,5MnO2+2e-===Mn5
,每生成1molNa2Mn5O10转移电子2mol,B、C正确。
2.【答案】D
【解析】氢氧燃料电池的产物只有H2O,没有其他物质生成,最为环保。
其余三种燃料电池都有温室气体CO2产生。
3.【答案】B
【解析】A项,根据电流方向,a为阳极,b为阴极,粗铜作阳极;B项,装置②的总反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+;C项,被保护的金属应作阴极;D项,铁钉所处的环境干燥不易被腐蚀。
4.【答案】C
【解析】根据电流方向可知,a是正极,b是负极,则电解池中c是阳极,d是阴极,A、B错误;阴极反应(d电极):
Cu2++2e-===Cu,C正确;阳极反应(c电极):
2Cl--2e-===Cl2↑,D错误。
5.【答案】B
【解析】①中有外加电源,为电解池,②为原电池,A错误;①中电解水,硫酸浓度增大,②中负极材料消耗硫酸,硫酸浓度减小,B正确;②中正极反应为2H++2e-===H2↑,C错误;②中H+向正极移动,D错误。
6.【答案】C
【解析】由于Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+3H2O+CO2↑,n[Cu2(OH)2CO3]=0.1mol,则根据反应方程式可知产生0.2mol的CuSO4和0.3mol的H2O。
电解后恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解了0.2mol的CuSO4和0.3mol的H2O。
根据电解方程式2CuSO4+3H2O
2Cu+2H2SO4+H2↑+
O2↑。
则电解过程中转移的电子的物质的量为0.6mol,C符合题意。
7.【答案】D
【解析】a和b不连接时,铁与CuSO4溶液发生反应:
Fe+Cu2+===Fe2++Cu,A项正确;a和b用导线连接时,组成了原电池,Fe为负极,Cu为正极,铜片上发生还原反应:
Cu2++2e-===Cu,铁片上发生氧化反应:
Fe-2e-===Fe2+,B项正确;通过以上分析可知,无论a和b是否用导线连接,均发生反应:
Fe+Cu2+===Fe2++Cu,故溶液均从蓝色(Cu2+的颜色)逐渐变成浅绿色(Fe2+的颜色),C项正确;a和b分别连接直流电源正、负极时,构成电解池,铜片为阳极,铁片为阴极,Cu2+应向阴极(铁电极)移动,D项错误。
8.【答案】A
【解析】根据阳离子放电顺序可知,在上述4个选项中只有CuSO4溶液中的Cu2+电解时可以放电,从而在电极上析出;当转移0.02mol电子时,乙池中析出铜的质量小于0.64g,是因为电解过程中CuSO4不足,后来变成电解水,故A项正确。
9.【答案】B
【解析】阴离子放电顺序:
Cl->OH->
,阳离子放电顺序:
Cu2+>H+>Na+;所以加入NaCl阳极氯离子放电生成氯气;加入HCl,在阴极上析出氢气,阳极上析出氯气;加入CuSO4时,阴极铜离子放电生成Cu;A、C、D均不符合题意。
加入NaOH,仍然为阳极OH-放电生成O2,阴极H+放电生成H2,B符合。
10.【答案】C
【解析】根据电极覆盖物是否相同可以看出,闭合K后,Ⅰ为原电池,Ⅱ为电解池,a、b、c、d分别为正极、负极、阴极、阳极,阳极失电子,发生氧化反应,d阳极反应式:
PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++
,A正确;由化学方程式可知Pb~PbO2~2H2SO4~2e-,B正确;c阴极反应式为PbSO4+2e-===Pb+
,阴离子向阳极d移动,C错误;K闭合后,Ⅱ作为电解池,c电极得电子生成Pb,d电极失电子生成PbO2,断开K后Ⅱ可以形成原电池,c为负极,d为正极,D正确。
11.【答案】BC
【解析】示意图形似盐桥电池,实际由于材料组合不当,不能构成原电池,无法实现化学能向电能的转化,A错误;将两电解质溶液互换,构成双液原电池,锌为负极,Zn-2e-===Zn2+,铜为正极,Cu2++2e-===Cu,电子由锌经导线流向铜,C正确;左端烧杯中的Zn与CuSO4溶液直接发生置换反应,Zn表面有红色固体析出,B正确。
右侧铜片移入左侧烧杯硫酸铜溶液中,Zn+Cu2+===Zn2++Cu,可构成单池原电池,锌为负极,Zn-2e-===Zn2+,铜为正极,Cu2++2e-===Cu,电子由锌经导线流向铜,电流方向与之相反,D错误。
12.【答案】BD
【解析】活动性Cu>Ag,Cu为负极,发生反应:
Cu-2e-===Cu2+,A错误,B正确;正极(Ag):
2Ag++2e-===2Ag,C错误;总反应为Cu+2Ag+===Cu2++2Ag,D正确。
13.【答案】BD
【解析】电解时粗铜作阳极,与电源正极相连,失电子发生氧化反应,精铜作阴极,与电源负极相连,得电子发生还原反应,B正确,A、C错误;因为在金属活动性顺序中Ag、Pt排在Cu的后面,所以电解时Ag、Pt不会失电子,D正确。
14.【答案】CD
【解析】依据反应2Fe3++Fe===3Fe2+。
Fe发生氧化反应,失去电子,作负极,用比Fe活动性弱的金属或非金属导体(如Cu、Ag、C等)作正极,用含Fe3+的溶液作电解质溶液。
A、B可以,C、D不可以实现。
15.【答案】AC
【解析】Cu比Fe还原性弱,形成原电池时Fe作负极被腐蚀,Cu作正极,受到保护,A错误;负极反应式为Fe-2e-===Fe2+,正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,电子从Fe流向Cu,B正确,C错误;此时生成的Fe(OH)2继续被O2氧化,生成Fe(OH)3,进而形成铁锈,D正确。
16.【答案】
(1)2H2O+O2+4e-===4OH-
(2)Al-3e-===Al3+ 因为铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应,使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜从而阻止了内部的铝进一步氧化,在海洋工程上,通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施,纯铝不易被腐蚀,起不到保护海底钢铁设施作用,所以不选用纯铝
【解析】
(1)在中性或弱酸性条件下,钢铁发生吸氧腐蚀,负极电极反应式:
Fe-2e-===Fe2+,发生氧化反应;正极电极反应式:
2H2O+O2+4e-===4OH-,氧气得电子发生还原反应。
(2)在铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施中,铝和锌较铁活泼,都可为原电池的负极,被氧化生成Al3+和Zn2+,纯铝易被氧气钝化生成致密氧化铝,起不到保护海底钢铁设施作用,所以用铝合金。
17.【答案】
(1)负极
(2)增大 减小 不变 (3)0.025mol·L-1 (4)0.1mol·L-1
【解析】
(1)C装置的铜电极质量增加,说明铜极上有金属析出,即溶液中的银离子被还原生成银单质,铜极为阴极,可确定电极X为负极。
(2)A装置是电解KCl溶液,阴极析出氢气,阳极析出氯气,溶液中氢氧根离子浓度增大;B装置中阴极上先析出铜,当铜离子消耗完后析出氢气,而阳极上析出氧气,溶液中氢离子浓度增大;C装置中阴极析出银单质,阳极上的银失去电子变成银离子,理论上AgNO3溶液的物质的量浓度不变。
(3)B装置两极上电子转移的数目与C装置中转移的电子数目相同,C装置中转移的电子为
=0.02mol,经判断,B装置中阴极:
Cu2++2e-===Cu,2H++2e-===H2↑,阳极:
4OH--4e-===O2↑+2H2O,根据题意可得:
2n(H2)+2n(Cu)=4n(O2)=0.02mol,n(H2)+n(O2)=
,解得n(Cu)=0.005mol,CuSO4溶液物质的量浓度:
=0.025mol·L-1。
(4)A装置的反应为2KCl+2H2O
2KOH+H2↑+Cl2↑,即反应中电子转移的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等,为0.02mol,c(OH-)=
=0.1mol·L-1。
18.【答案】
(1)c
(2)2Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓
(3)0.448
【解析】
(1)铜为负极被腐蚀生成Cu2+,正极氧气得电子生成OH-。
(2)正极反应产物为OH-,负极反应产物为Cu2+,与Cl-作用生成Cu2(OH)3Cl。
(3)n[Cu2(OH)3Cl]=
=0.02mol,所以有0.04molCu被氧化,根据电子得失守恒n(O2)=
=0.02mol,标准状况下V(O2)=0.02mol×22.4L·mol-1=0.448L。
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