9章末质量检测题Word格式文档下载.docx
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A.①②B.②④
C.①③D.③④
①不可能通过电解水溶液制得Na。
②HCl可与Na2CO3产生气体,电解盐酸溶液可得H2、Cl2。
③不可能通过电解水溶液制得Fe。
④C为CuCl2。
4.(2009·
广州综合测试)以硫酸铜溶液作电解液,对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。
下列叙述正确的是( )
①粗铜与直流电源负极相连
②阴极发生的反应为Cu2++2e-===Cu
③电路中每通过3.01×
1023个电子,得到的精铜质量为16g
④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成阳极泥
A.①③ B.②④
C.③④D.②③
D
粗铜作阳极,与电源正极相连;
杂质Ag以单质的形式形成阳极泥。
5.下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )
镀件上镀铜时,铜应做阳极,与电源正极相连,镀件做阴极,与电源负极相连。
6.如图所示,下列关于实验现象的描述正确的是( )
a电极
b电极
X溶液
实验现象
A
石墨
CuCl2
a电极质量增加,b电极放出无色气体
Fe
KNO3
Cu
CuSO4
a电极质量增加,b电极质量减少
HCl
a电极放出无色气体,b电极放出无色气体
这是一个电解装置,其中A、D选项中是惰性电极,且电解液都含有氯离子,所以b电极应该放出淡黄绿色的气体(氯气);
B选项中的a电极质量不变;
C选项中所组成的电解池相当于电镀池,其中b电极的铜溶解,质量减少,而a电板上析出铜,质量增加。
7.(2009·
萧城模拟)当电解质溶液为氢氧化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和碳酸钠溶液一段时间,假设电解时温度不变且用惰性电极,下列说法正确的是( )
A.当电池负极消耗mg气体时,电解池阳极同时有mg气体生成
B.电池的负极反应式为:
O2+2H2O+4e-===4OH-
C.电解后c(Na2CO3)不变,且溶液中有晶体析出
D.电池中c(KOH)不变;
电池中溶液pH变大
碱性氢氧燃料电池负极反应为:
H2-2e-+2OH-===2H2O,正极反应为O2+4e-+2H2O===4OH-,总反应式为2H2+O2===2H2O,电解质KOH的物质的量不变,但因生成水使c(KOH)减小,pH变小,B、D错误;
电解池阳极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O,故电池负极消耗mgH2时,电解池阳极有8mgO2生成,A错误;
电解饱和Na2CO3溶液,实际被电解的物质为水,故电解过程中会析出Na2CO3·
10H2O晶体,但c(Na2CO3)不变,C正确。
8.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是( )
A.装置①中阳极上析出红色固体
B.装置②的待镀铁制品应与电源正极相连
C.装置③中外电路电子由a极流向b极
D.装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过
本题考查原电池和电解池的应用。
装置①阳极上Cl-放电,发生氧化反应:
2Cl--2e-===Cl2↑,A错;
装置②待镀铁制品与电源负极相连,B错;
装置④的离子交换膜只允许阳离子自由通过,D错。
9.(基础题)甲、乙两个电解池均以Pt为电极,且互相串联,甲池盛有AgNO3溶液,乙池中盛有一定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池中电极质量增加2.16g,乙池中电极上析出0.24g金属,则乙池中溶质可能是( )
A.CuSO4B.MgSO4
C.Al(NO3)3D.Na2SO4
本题考查的是溶液中离子的氧化性,在电解时,氧化性强的离子先放电,比较四个选项,只有A项,CuSO4溶液在通电时阴极上有金属析出。
10.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:
Cd+2NiOOH+2H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
有关该电池的说法不正确的是( )
A.放电时化学能不能全部转化为电能
B.放电时Cd为该电池的负极,充电时这一端应接直流电源的正极
C.放电时该电池的正极反应为:
NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
D.充电时,阴极反应为:
Cd(OH)2+2e-===Cd+2OH-
放电时并不能把化学能全部转化为电能,只能部分转化成电能。
放电时发生原电池反应,Cd失去电子被氧化,做负极,充电时,这一端发生还原反应,应接直流电源的负极,B错误。
11.如图为用惰性电极电解CuCl2溶液并验证其产物的实验装置,则下列说法不正确的是( )
A.电源a极为负极
B.KI-淀粉溶液会变蓝色
C.若加入适量CuCl2可使电解后的溶液恢复原状态
D.电极I上发生的电极反应为:
Cu-2e-===Cu2+
用惰性电极电解CuCl2溶液,阳极反应:
2Cl--2e-===Cl2↑,故Ⅱ为阳极,电源b为正极,a为负极,阴极(I)的反应为Cu2++2e-===Cu。
12.某同学按如图所示的装置进行实验,A、B为常见金属,它们的硫酸盐可溶于水。
当K闭合时,阴离子交换膜处的SO42-从右向左移动。
下列分析正确的是( )
A.溶液中c(A2+)减小
B.B的电极反应:
B-2e-===B2+
C.y电极上有H2产生,发生还原反应
D.反应初期,x电极周围出现白色胶状沉淀,不久沉淀溶解
选项A,当K闭合时,阴离子交换膜处的SO42-从右向左移动,说明A为原电池的负极,该极的金属A失去电子:
A-2e-===A2+,溶液中c(A2+)增加。
选项B,由题意知溶液中的B2+获得电子生成B。
选项D,x电极为阴极,y电极为阳极。
电解初期,AlCl3溶液中的H2O电离出的H+在x电极获得电子生成H2,同时生成OH-:
2H2O+2e-===H2↑+2OH-,产生的OH-与Al3+结合生成Al(OH)3白色胶状沉淀。
随着电解的进行,当Al3+全部转化为Al(OH)3后,电解产生的OH-将溶解Al(OH)3沉淀。
13.如图装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极附近溶液呈红色。
下列说法中不正确的是( )
A.X是正极,Y是负极
B.X是负极,Y是正极
C.CuSO4溶液的pH逐渐减小
D.NaCl溶液的pH逐渐变大
根据实验现象知道,b极是电解池的阴极,则X是正极,Y是负极。
烧杯内电解CuSO4溶液,产物为Cu、O2和H2SO4,电解后溶液酸性增强,U形管电解NaCl溶液,产物为Cl2、H2和NaOH,溶液的碱性增强。
14.上海作为2010年世博会的举办城市,公共交通的“绿色”也已经在进行。
二甲醚(CH3OCH3)被称为2l世纪的新型燃料,清洁、高效,有优良的环保性能,以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。
有关说法不正确的是( )
A.该燃料电池中通入二甲醚的一极为负极
B.在燃料电池中二甲醚最终转化为CO2和H2O
C.二甲醚作为汽车燃料不会产生氮的氧化物和碳氢化合物的污染
D.消耗0.5mol二甲醚可以向外电路提供6mole-
由于氢氧化钾溶液为电解质,二甲醚最终转化为CO2要与电解质反应,故最终以CO32-的形式存在;
每消耗1mol二甲醚可以向外电路提供12mole-,故消耗0.5mol二甲醚可以向外电路提供6mole-。
15.(2010·
四川第一次调研)用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl-、Br-、Na+、Mg2+)的装置如下图所示(a、b为石墨电极)。
下列说法中,正确的是( )
A.电池工作时,正极反应式为:
B.电解时,a电极周围首先放电的是Br-而不是Cl-,说明当其他条件相同时前者的还原性强于后者
C.电解时,电子流动路径是:
负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
D.忽略能量损耗,当电池中消耗0.02gH2时,b极周围会产生0.04gH2
A项中正极反应式为:
O2+4H++4e-===2H2O;
电解时,a电极与原电池正极相连,为电解池的阳极,由于Br-的还原性强于Cl-,因此Br-先放电,B正确;
C项中,在电解池内部,溶液是通过阴阳离子的定向移动导电;
在整个闭合电路中,转移的电子的物质的量相等,D选项错误。
16.(2010·
威海模拟)按如图所示装置进行下列不同的操作,其中不正确的是( )
A.铁腐蚀的速度由大到小的顺序是:
只接通K1>
只闭合K3>
都断开>
只闭合K2
B.只接通K1,一段时间后,U形管中出现白色沉淀
C.只接通K2,U形管左、右两端液面均下降
D.先只接通K1,一段时间后,漏斗液面上升,然后再只接通K2,漏斗液面下降
只闭合K1,铁作阳极电解氯化钠溶液,铁失电子生成Fe2+,H2O在阴极得电子生成H2和OH-,Fe2+和OH-扩散到U形管底部相遇生成白色氢氧化亚铁沉淀,B项正确。
只接通K2,铁作阴极,不能失电子,阴极生成氢气,石墨电极上生成氯气,C项正确。
综上分析只接通K1铁腐蚀速率最快;
只闭合K3,形成原电池,铁腐蚀的速率次之;
都断开时铁自然腐蚀;
而只接通K2时铁作阴极被保护,腐蚀速率最慢,故A项正确。
二、非选择题(本题包括5个小题,共52分)
17.(10分)在如图所示的装置中,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名称为________。
(2)pH变化:
A________,B________,C________。
(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)通电5min时,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,溶液的pH为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(1)负极
(2)增大 减小 不变 (3)0.025mol/L (4)13
(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,故铜极为阴极,由此可确定X极为负极。
(2)A装置电解KCl溶液,生成氢气、氯气和氢氧化钾。
B装置生成Cu、O2和H2SO4,溶液中氢离子浓度增大。
C装置阴极析出银单质,阳极上的银失去电子变成银离子,理论上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装置两极上的反应为:
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溶液的物质的量浓度为:
0.005mol/0.2L=0.025mol/L。
(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
故pH=13。
18.(10分)观察图A、B、C,回答下列问题:
(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里,可观察到锌片上有气泡,再平行插入一块铜片,可观察到铜片________(填“有”或“没有”)气泡产生。
再用导线把锌片和铜片连接起来(见图A),组成一个原电池,负极为________,正极的电极反应式为________________________。
(2)如果烧杯中最初装入的是2mol/L500mL的稀硫酸溶液,构成铜锌原电池(见图B,假设产生的气体没有损失),当在标准状况下收集到11.2L的氢气时,则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度分别为(溶液体积变化忽略不计)______________、________________。
(3)如果电极材料分别是铁片和石墨并进行连接,插入氯化钠溶液中(见图C),放置数天后,主要发生________电化学腐蚀,写出正极的电极反应式________________________________。
(4)生活中利用原电池原理生产了各种各样的电池,废电池必须进行集中处理的问题已被提到议事日程,其最主要原因是________。
A.回收利用电池外壳的金属
B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤、水源的污染
C.防止电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D.回收其中的石墨电极
(1)没有 锌 2H++2e-===H2↑
(2)c(H2SO4)=1mol/L c(ZnSO4)=1mol/L
(3)吸氧 O2+2H2O+4e-===4OH-
(4)B
铁跟碳相连接插入食盐水中,由于食盐水显中性,且食盐水必定会溶解有少量氧气,所以会发生吸氧腐蚀。
19.(12分)2010年8月8日,甘肃舟曲发生了特大泥石流,武警生化部队为了解决舟曲灾后消毒问题,设计了一个环保型消毒液发生器,如图所示,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,请你完成以下实验探究过程:
(1)推断电源电极名称:
a为________极,电解过程中,与电源正极相连的电极,其电极反应式为_______________________________________________
_________________________。
(2)产生消毒液过程的有关化学方程式为_______________________________________
_________________________________。
(3)若要保存消毒液必须密封,原因是(用化学方程式表示)________________________________________________________________________。
(4)有人认为该消毒液和“洁厕液”(含盐酸)混合使用能增强洁净效果,你认为可行吗?
________。
(5)对该消毒液对碳钢制品是否有腐蚀作用进行探究。
仅限选择的仪器和试剂:
烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙;
光亮的铁钉、消毒液、酚酞试液、2mol·
L-1盐酸、1mol·
L-1硫酸、2mol·
L-1硝酸、20%KSCN溶液。
假设
实验操作
预期现象
结论
①明显现象
②明显现象,要进一步探究
(1)负 2Cl--2e-===Cl2↑
(2)2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O (3)CO2+H2O+NaClO===NaHCO3+HClO,2HClO
2HCl+O2↑ (4)不行,因为二者混合发生反应:
2HCl+NaClO===Cl2↑+NaCl+H2O,产生有毒气体氯气
(5)
用烧杯取少量消毒液,将一颗光亮的铁钉放入烧杯,浸泡一段时间
铁钉表面出现铁锈(或红褐色固体)
铁钉被腐蚀
用试管取出少量(①实验)浸泡后的溶液,滴加足量的1mol·
L-1硫酸酸化,再用滴管滴加几滴20%KSCN溶液
溶液不变色或溶液显红色
铁钉可能未被腐蚀,也可能被腐蚀
(1)电解装置中下方的电极产物为氯气,氯气上升与上方电极产物氢氧化钠发生反应生成次氯酸钠,所以a为负极;
与正极相连的电极发生氧化反应,即2Cl--2e-===Cl2↑。
(2)电解装置中发生两个反应,氯化钠水溶液的电解反应和氯气与氢氧化钠的反应。
(3)空气中的二氧化碳溶解于消毒液,生成次氯酸,次氯酸容易分解而失效。
(4)该消毒液的有效成分是次氯酸钠,而洁厕液中含有盐酸,盐酸与次氯酸钠可以发生反应生成有毒的氯气,容易导致人中毒。
(5)用铁钉做腐蚀性实验,消毒液会对铁钉造成腐蚀;
取铁钉与消毒液的浸泡液,加稀硫酸酸化,滴加KSCN溶液,检验溶液中是否含有三价铁离子。
20.(6分)向8g某二价金属的氧化物固体中加入稀硫酸,使其恰好完全溶解,已知所消耗的硫酸体积为100mL,在所得溶液中插入铂电极进行电解,一定时间后,在一个电极上收集到224mL(标准状况)氧气,在另一个电极上得到1.28g金属。
(1)通过计算确定金属的名称。
(2)计算通电后所得硫酸溶液的物质的量浓度(溶液体积按100mL计算)。
(1)铜
(2)0.2mol/L
(1)设二价金属为M,因n(O2)=
=0.01mol,根据:
2M~4e-~O2,可知M的物质的量为0.02mol,其摩尔质量为1.28g/0.02mol=64g·
mol-1,则金属为铜。
(2)依Cu~H2SO4得:
n(H2SO4)=0.02mol,故:
c(H2SO4)=0.02mol/0.1L=0.2mol/L。
请注意:
224mL(标准状况)氧气与1.28g相加不足8g,这说明MSO4没有电解完全,才能按照上述方法计算。
21.(14分)熔融盐燃料电池具有较高的发电效率,因而受到重视。
某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。
该燃料电池负极电极反应式为2C4H10+26CO32--52e-===34CO2↑+10H2O。
试回答下列问题:
(1)该燃料电池的化学反应方程式为____________________________________________
____________________________。
(2)正极电极反应式为________________________________________________________
________________。
(3)为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。
为此,必须在通入的空气中加入一种物质,加入的物质是________,它来自___________________________
_____________________________________________。
(4)某学生想用该燃料电池和如图所示装置来电解饱和食盐水。
①写出反应的离子方程式:
__________________________
______________________________________________________________________________________________________________________。
②将湿润的淀粉-KI试纸放在该装置附近,发现试纸变蓝,待一段时间后又发现蓝色褪去。
这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。
若反应的Cl2和I2的物质的量之比为5∶1,且生成两种酸。
该反应的化学方程式为______________________________。
③若电解后得到200mL3.25mol/LNaOH溶液,则消耗C4H10的体积在标准状况下为________mL。
(1)2C4H10+13O2===8CO2+10H2O
(2)O2+2CO2+4e-===2CO32-
(3)CO2 负极反应产物
(4)①2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH- ②5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3 ③560
由于是燃料电池,相当于C4H10在装置中燃烧并转化为电能。
由负极反应可以确定正极反应是CO2和O2得电子转化成CO32-。
反应中负极消耗CO32-,可以在正极通入CO2保证CO32-的量保持不变。
根据Cl2和I2的物质的量比为5:
1及转移电子数可以写出反应5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3。
根据燃料电池和电解过程中转移电子数相等,由n(NaOH)可以计算出燃料电池中转移电子为0.65mol,从而求出消耗C4H10的体积为560mL。
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