山东省聊城市莘县学年高三化学一轮复习《电化学基础》测试含答案.docx
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山东省聊城市莘县学年高三化学一轮复习《电化学基础》测试含答案
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山东省聊城市莘县2019-2020学年高三化学一轮复习《电化学基础》测试
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.下图装置中发生反应的离子方程式:
Zn+2H+===Zn2++H2↑,下列说法错误的是( )
A.a、b不可能是同种材料的电极
B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸
C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸
D.该装置可看作是铜-锌原电池,电解质溶液是稀硫酸
2.锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池。
某种锂离子电池的结构示意图如下图所示,其中两极区间的隔膜只允许Li+通过。
电池充电时的总反应方程式:
LiCoO2===Li1-xCoO2+xLi。
关于该电池的推论错误的是( )
A.放电时,Li+主要从负极区通过隔膜移向正极区
B.放电时,负极反应为xLi-xe-===xLi+
C.电解质溶液不能是水溶液
D.充电时,负极(C)上锂元素被氧化
3.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。
以下说法正确的是( )
A.负极发生的反应为Fe-2e-===Fe2+
B.正极发生的反应为2H2O+O2+2e-===4OH-
C.原电池是将电能转变为化学能的装置
D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
4.如图所示是锌和铜形成的原电池,某实验兴趣
小组做完实验后,在读书卡上的记录如下,则卡片上的描述合理的是( )
实验后的记录:
①铜为负极,锌为正极
②铜极上有气泡产生,发生还原反应
③硫酸根离子向铜极移动
④若有0.5mol电子流经导线,则可产生0.25mol气体
⑤电子的流向是:
铜―→锌
⑥正极反应式:
Cu+2e-===Cu2+,发生氧化反应
A.①②③
B.②④
C.②④⑥
D.③④⑤
5.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为2Li++FeS+2e-===Li2S+Fe。
有关该电池的下列说法中正确的是( )
A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B.该电池的电池反应式为2Li+FeS===Li2S+Fe
C.负极的电极反应式为Al-3e-===Al3+
D.能用硫酸作为电解质溶液
6.世博会上澳大利亚馆的外墙采用的是特殊的耐风化钢覆层材料,外墙的颜色每天都在发生着变化,它会随空气中太阳、风雨、湿度的影响,逐渐结出一层锈斑,从橙色到赤红色的转变,看上去外观的生锈程度在增加,运用了钢材生锈原理。
下列有关钢材生锈的说法正确的是( )
A.红色铁锈的主要成分是Fe(OH)3
B.钢材在空气中的反应只有氧化、还原及化合反应
C.钢材在空气中的腐蚀主要为电化学腐蚀,其负极的反应为Fe-3e-===Fe3+
D.空气中太阳、风雨、湿度对钢材的腐蚀有较大影响
7.下列叙述正确的是( )
A.如图1所示,若铜中含有杂质银,可形成原电池,且铜作负极
B.如图2所示,当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成
C.基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池如图2所示,铜电极发生还原反应
D.若图3所示的装置中发生Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+的反应,则X极是负极,Y极的材料可以是铜
8.锌铜原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是( )
A.正极反应为Zn-2e-===Zn2+
B.电池反应为Zn+Cu2+===Zn2++Cu
C.在外电路中,电流从负极流向正极
D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
9.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是()
A.阴极
B.正极
C.负极
D.阳极
10.化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠,4NaOH(熔融)
4Na+O2↑+2H2O;后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠,反应原理:
3Fe+4NaOH(熔融)
Fe3O4+2H2↑+4Na↑。
下列有关说法正确的是( )
A.电解熔融氢氧化钠制钠,阳极发生电极反应为2OH--2e-===H2↑+O2↑
B.盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强
C.若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠,则两反应中转移的电子总数也相同
D.目前工业上常用电解熔融氯化钠法制钠(如上图),电解槽中石墨为阳极,铁为阴极
11.某化学学习小组学习电化学后,设计了下面的实验装置图:
下列有关该装置图的说法中正确的是( )
A.合上电键后,盐桥中的阳离子向甲池移动
B.合上电键后,丙池为电镀银的电镀池
C.合上电键后一段时间,丙池中溶液的pH增大
D.合上电键后一段时间,当丙池中生成标准状况下560mL气体时,丁池中理论上最多产生2.9g固体
12.1L某溶液中含有的离子如下表:
用惰性电极电解该溶液,当电路中有3mole-通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),下列说法正确的是( )
A.电解后溶液的c(H+)=1mol·L-1
B.a=3
C.阳极生成1.5molCl2
D.阴极析出的金属是铜与铝
13.有关下图装置的说法中正确的是( )
A.铜为正极
B.石墨为正极
C.乙池中电极反应式为
+4H++e-===NO2↑+2H2O
D.当铜棒质量减少6.4g时,甲池溶液质量增加6.4g
14.已知铅蓄电池放电时的原电池反应:
PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。
关于铅蓄电池的下列说法中正确的是( )
A.放电时的正极反应式是Pb+SO
-2e-===PbSO4
B.放电时电池的负极材料是铅板
C.充电时,电池中硫酸的浓度不断变小
D.充电时,铅板发生氧化反应
15.为将反应2Al+6H+===2Al3++3H2↑的化学能转化为电能,下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)( )
16.以下现象与电化学腐蚀无关的是( )
A.镀锡铁器比镀锌铁器表面破损时更易被腐蚀
B.生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈
C.镶有相邻的银牙和金牙容易引起头痛
D.输送氯气的钢管易被氯气腐蚀
17.如图所示的装置中,在产生电流时,以下说法不正确的是( )
A.Fe是负极,C是正极
B.负极反应式为Fe-3e-===Fe3+
C.内电路中阴离子移向FeCl2溶液
D.电流由石墨电极流向Fe电极
18.下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应 ②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,只有电化学腐蚀才是氧化还原反应 ③因为二氧化碳普遍存在,所以钢铁的电化学腐蚀以析氢腐蚀为主 ④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,总是金属被氧化
A.①③
B.②③
C.①④
D.①③④
19.用惰性电极电解AgNO3溶液,说法不正确的是( )
A.电解过程中阴极质量不断增加
B.电解过程中溶液的pH不断降低
C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况
D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1
20.下列有关电化学的示意图中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.如图中,甲是电解饱和食盐水,乙是铜的电解精炼,丙是电镀,回答:
(1)b极上的电极反应式为 ,甲电池的总反应化学方程式是 。
(2)在粗铜的电解过程中,图中c电极的材料是 (填“粗铜板”或“纯铜板”);在d电极上发生的电极反应为 ;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质,则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是 ,电解一段时间后,电解液中的金属离子有 。
(3)如果要在铁制品上镀镍(二价金属),则e电极的材料是 (填“铁制品”或“镍块”,下同),f电极的材料是 。
(4)若e电极的质量变化118g,则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为 。
22.如图X是直流电源。
Y池中c、d为石墨棒,Z池中e、f是质量相同的铜棒。
接通电路后,发现d附近显红色。
(1)①电源上b为________极(填“正”“负”“阴”或“阳”,下同)。
②Z池中e为________极。
③连接Y、Z池线路中,电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。
(2)①写出c极上反应的电极反应式:
_____________________________________________
________________________________________________________________________。
②写出Y池中总反应的化学方程式:
____________________________________________
________________________________________________________________________。
③写出Z池中e极上反应的电极反应式:
________________________________________
________________________________________________________________________。
23.下图是一个电化学过程的示意图。
已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH
2K2CO3+6H2O,请回答下列问题:
(1)写出图中甲、乙两池的名称:
甲池是________装置,乙池是________装置。
(2)写出下列电极的名称:
通入CH3OH的电极名称是________,B(石墨)电极的名称是________。
(3)写出下列电极反应式:
通入O2电极:
________________________________________________;
A(Fe)电极:
_____________________________________________________。
(4)乙池中反应的化学方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________。
24. 下图是一个用铂丝作电极电解稀MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红色指示剂,此时溶液呈红色。
(指示剂的pH变色范围:
6.8~8.0,酸性—红色,碱性—黄色)
回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是______________(填编号)。
①A极附近溶液由红变黄 ②B极附近溶液由红变黄 ③A极附近溶液不变色 ④B极附近溶液不变色
(2)写出A极发生的电极反应式:
______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出B极发生的电极反应式:
______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是________________。
答案解析
1.【答案】A
【解析】Zn+2H+===Zn2++H2↑为自发的氧化还原反应,可以设计成原电池,以Zn为负极,比Zn不活泼的金属或石墨为正极,电解质溶液是稀H2SO4或稀盐酸;也可以是电解池,阳极为Zn,阴极为Zn或Cu、Fe、C、Pt等物质,电解质溶液是稀H2SO4或稀盐酸,A错误。
2.【答案】D
【解析】充电总反应是LiCoO2===Li1-xCoO2+xLi,放电总反应为Li1-xCoO2+xLi===LiCoO2,Li是电池负极,Li-e-===Li+,生成的Li+向正极区移动,A、B正确;因为Li属于第ⅠA金属,较活泼,与水反应,Li电极不能在水溶液中浸泡,C正确;充电时阴极反应与原电池负极反应相反,充电时阴极反应为Li++e-===Li,Li+被还原为Li单质,D错误。
3.【答案】A
【解析】在铁的吸氧腐蚀过程中,Fe是负极,发生的反应为Fe-2e-===Fe2+,A正确;O2在正极,发生的反应为2H2O+O2+4e-===4OH-,B错误;原电池是将化学能转变为电能的装置,C错误;钢柱在空气与水交界处,O2浓度比在水下部分大,更容易腐蚀,D错误。
4.【答案】B
【解析】在铜锌原电池中,溶液中阴离子(硫酸根离子)移向负极(电极锌),阳离子(氢离子)移向正极(电极铜);负极锌失去电子,Zn-2e-===Zn2+,发生氧化反应;溶液中氢离子在正极铜上得到电子,2H++2e-===H2↑,发生还原反应,当有0.5mol电子流经导线时,则有0.25mol氢气生成。
5.【答案】B
【解析】在Li-Al合金中,Li活泼性强于Al,Li是负极材料,负极反应为2Li-2e-===2Li+,结合题给正极反应式,可得出电池反应为2Li+FeS===Li2S+Fe,A、C不正确,B正确;如用硫酸作为电解质,则正极发生反应为2H++2e-===H2↑,且Li不能久置于硫酸溶液中,电池无法保存,D错误。
6.【答案】D
【解析】铁锈的主要成分是Fe2O3,A错误;电化学腐蚀首先得到Fe(OH)3,分解得到Fe2O3,有分解反应,B错误;负极的反应为Fe-2e-===Fe2+,C错误。
7.【答案】A
【解析】如图1所示,若铜中含有杂质银,则铜能还原三价铁离子,所以能构成原电池,并且活泼铜作负极,A正确;电极方程式为2Cu﹣2e﹣+2OH﹣===Cu2O+H2O,当有0.1mol电子转移时,有0.05molCu2O生成,B错误;Cu被氧化生成Cu2O,应为电解池的阳极反应,发生氧化反应,故C错误;若图3所示的装置中发生Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+的反应,则Cu为负极即X极是负极,Y极为正极,正极应为不如铜活泼的金属或者非金属,所以Y极的材料不可以是铜,D错误。
8.【答案】B
【解析】在原电池中,相对活泼的金属材料作负极,相对不活泼的金属材料作正极,负极反应为Zn-2e-===Zn2+,正极反应为Cu2++2e-===Cu,A错误,B正确。
因Zn失电子生成Zn2+,为使ZnSO4溶液保持电中性,盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液,D错误。
电子由锌经导线流向铜,电流方向与之相反,C错误。
9.【答案】C
【解析】铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成原电池,锌比铜活泼,在原电池中作负极。
10.【答案】D
【解析】电解熔融NaOH时,阳极发生电极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑,A错误;钠的还原性强于铁,不可能铁制出钠,应是利用钠的沸点低于铁来制取,B错误;若制得4mol钠,转移电子数分别为4mol、8mol,C错误;D正确。
11.【答案】D
【解析】合上电键后,甲池和乙池构成原电池,丙池、丁池分别形成电解池。
A项,锌的活泼性大于铜,所以锌为原电池的负极。
铜为正极,Cu2++2e-===Cu,盐桥中的阳离子向正极移动,即向乙池移动以平衡电荷,错误;B项,丙池中石墨为阳极,银为阴极,电解硝酸银溶液生成HNO3、Ag和O2,不是电镀池,错误;C项,合上电键后一段时间,丙池中生成HNO3、Ag和O2,溶液的pH降低,错误;D项,根据化合价的变化可得对应关系式:
O2~2Mg(OH)2,所以当丙池中生成标准状况下560mL气体时,丁池中理论上最多产生的固体质量为0.56L÷22.4L·mol-1×2×58g·mol-1=2.9g,正确。
12.【答案】A
【解析】根据溶液中离子电荷守恒2c(Cu2+)+3c(Al3+)=c(
)+c(Cl-),可知a=4,B错误;考虑水电离产生离子,溶液中阳离子得电子能力:
Cu2+>H+>Al3+,阴离子失电子能力:
Cl->OH->
,阳极反应先2Cl--2e-===Cl2↑,后4OH--4e-===2H2O+O2↑;阴极先Cu2++2e-===Cu,后2H++2e-===H2↑,D错误;阳极最多产生氯气0.5mol,C错误;根据电子守恒可知,阳极还生成n(O2)=(3-1)÷4=0.5mol,阴极产生Cu为1mol,还生成n(H2)=(3-1×2)÷2=0.5mol,根据O2~4OH-,H2~2H+,由生成气体可知阳极共消耗OH-0.5mol×4=2mol,阴极共消耗H+0.5mol×2=1mol,可知电解后溶液多出1molH+,c(H+)=1mol·L-1,A正确。
13.【答案】B
【解析】由装置图可知形成Cu-浓硝酸-石墨原电池,Cu为负极,Cu-2e-===Cu2+,A错误、B正确;石墨为正极,
+4H++2e-===2NO2↑+2H2O,C错误;因为Cu~2e-~Cu2+,铜质量减少6.4g即0.1mol时,甲池溶液铜离子增加0.1mol,由于盐桥中氯离子向甲池中移动,所以溶液增加的质量大于6.4g,D错误。
14.【答案】B
【解析】①由铅蓄电池放电反应方程式可知,铅的化合价升高,失去电子发生氧化反应,铅板为负极,电极反应式为Pb+SO
-2e-==PbSO4;二氧化铅的化合价降低,得到电子发生还原反应,二氧化铅为正极,电极反应式为PbO2+SO
+4H++2e-===PbSO4+2H2O,反应过程中硫酸的浓度不断减小。
②铅蓄电池的充电和放电是两个相反的过程,充电时铅板发生的是还原反应,硫酸的浓度不断增大。
15.【答案】B
【解析】A项电解质溶液为NaOH,Al与之反应实质不是与H+反应,生成产物是AlO
而不是Al3+;C项Al与稀HNO3反应产生的为NO;D项为电能转变为化学能。
16.【答案】D
【解析】镀锡铁器表面破损时形成原电池,Fe作负极,易被腐蚀,而镀锌铁器表面破损时形成原电池,Fe作正极,被保护;纯铁不能形成原电池,生铁中含碳量高,在潮湿空气中容易形成原电池,生铁能够发生电化学腐蚀,纯铁不容易被腐蚀;相邻的银牙和金牙容易形成原电池产生电流,使人头痛恶心,A、B、C均与电化学腐蚀有关;D中铁和Cl2直接发生反应,为化学腐蚀,与电化学腐蚀无关。
17.【答案】B
【解析】如图装置构成Fe-FeCl3-石墨原电池,活泼金属Fe为负极,电极反应:
Fe-2e-===Fe2+,发生氧化反应,B错误;C是正极,A正确;电流与电子流向相反,从正极经导线流向负极,D正确;为保持电荷平衡,阴离子向负极移动,C正确。
18.【答案】C
【解析】金属腐蚀的实质是M-ne-===Mn+,总是被氧化,均是氧化还原反应,②错误,①④正确;钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主,②③错误。
19.【答案】D
【解析】溶液中离子有Ag+、H+、
、OH-四种离子,得电子能力Ag+>H+,失电子能力OH->
,阴极反应为Ag++e-===Ag,A正确,D错误;阳极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑,总反应为4AgNO3+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3,B正确;从电解质溶液中析出Ag和氧气,加入Ag2O可使溶液组成恢复,因为2Ag2O+4HNO3===4AgNO3+2H2O,C正确。
20.【答案】D
【解析】选项A,Zn应为原电池负极,Cu为原电池正极;选项B,盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换;选项C,粗铜应连接电源正极,纯铜接在电源的负极;选项D,电解饱和NaCl溶液,Cl-在阳极放电产生Cl2,溶液中的H+在阴极获得电子而产生H2。
21.【答案】
(1)2H++2e﹣===H2↑ 2NaCl+2H2O===2NaCl+Cl2↑+H2↑
(2)粗铜板 Cu2++2e﹣===Cu Au、Ag Cu2+、Fe2+
(3)镍块 铁制品
(4)44.8L
【解析】
(1)甲是电解饱和食盐水,M为正极,则a为阳极发生氧化反应,b为阴极发生还原反应,电极反应式为2H++2e﹣===H2↑,电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠,总反应化学方程式为2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(2)用电解法进行粗铜提纯时,粗铜应作阳极,精铜作阴极,该装置中M为原电池的正极,N为原电池的负极,所以c为电解池的阳极,d为电解池的阴极,电解时,以硫酸铜溶液为电解液,溶液中的Cu2+得到电子在阴极上发生还原反应,即Cu2++2e﹣===Cu;作阳极的粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液,所以Fe发生Fe﹣2e﹣===Fe2+反应,以Fe2+的形式进入溶液中;比铜不活泼的金属Au、Ag不会失去电子,以单质的形成沉入电解槽形成“阳极泥”,则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是Au、Ag,电解一段时间后,电解液中的金属离子有Cu2+、Fe2+。
(3)要在铁制品上镀镍(二价金属),则铁作阴极与电源负极N相连即f极,镍为阳极与电源正极M相连即e极。
(4)若e电极的质量变化118g,根据转移电子数相等,Ni~2e﹣~Cl2,则a电极上产生的气体在标准状况下的体积为
×22.4L·mol-1=44.8L。
22.【答案】
(1)①负 ②阳 ③←
(2)①2Cl--2e-===Cl2↑
②2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
③Cu-2e-===Cu2+
【解析】d极附近显红色,说明d为阴极,电极反应式为2H++2e-===H2↑,c为阳极,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,Y池电解NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑;直流电源中a为正极,b为负极,Z池中f为阴极,e为阳极,电极反应式分别为Cu2++2e-===Cu、Cu-2e-===Cu2+,电子流动方向由e→d。
23.【答案】
(1)原电池 电解池
(2)负极 阳极
(3)O2+4e-+2H2O===4OH-
4Ag++4e-===4Ag
(4)4AgNO3+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3
【解析】根据题意,甲池是一个燃料电池,则乙池为电解池,在甲池中CH3OH发生氧化反应,为原电池的负极,O2发生还原反应,为原电池的正极,A与CH3OH极相连,为电解池的阴极,B为阳极,电极反应式为
甲池:
负极:
2CH3OH-12e-+16OH-===2CO
+12H2O
正极:
3O2+12e-+6H2O===12OH-
乙池:
阳极:
4OH--4e-===2H2O+O2↑
阴极:
4Ag++4e-===4Ag
总反应:
4AgNO3+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3。
24.【答案】
(1)①④
(2)2H++2e-===H2↑、Mg2++2OH-===Mg(OH)2
(3)4OH--4e-===2H2O+O2↑
(4)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)
【解析】电解MgSO4溶液,阴极(A极)上H
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