2019-2020高中化学(人教版 选修4)练习:章末综合检测4.doc

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1、章末综合检测 (90 分钟,100 分) 一、选择题(本题包括 18 个小题,每小题 3 分,共 54 分) 1下列过程需要通电后才可以发生或进行的是() 电离电泳电解电镀电化学腐蚀 AB CD全部 解析:电解质溶于水即可发生电离,不需要通电;电化学腐蚀的实质是发生原电池反应,是化学能转 变为电能的自发反应,也不需要通电。 答案:B 2下列叙述中,正确的是() 电解池是将化学能转变成电能的装置 原电池是将电能转变成化学能的装置 金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化 不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现 电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化 AB CD 解

2、析:、正好相反了,、正确,中电镀是特殊形式的电解,仍然是化学变化。 答案:B 3用石墨棒作电极,电解下列物质的水溶液,实质上与电解水一致的是() ANaOHBNaCl CCuSO4DCuCl2 解析:B 项中电解 NaCl 溶液生成 NaOH、H2、Cl2。C 项中电解 CuSO4溶液生成 Cu、O2、H2SO4。D 项中电解 CuCl2溶液生成 Cu 和 Cl2。 答案:A 4某同学为了使反应 2HCl2Ag=2AgClH2能进行,设计了如下所示的四个实验方案,你认为 可行的方案是() 解析:由题意知,以盐酸作电解质溶液,Ag 作阳极,设计成电解池可实现该反应。 答案:C 5选用下列试剂和电

3、极:稀 H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、Fe、Cu、Zn,组成右图所示的原 电池装置(只有两个电极),观察到电流计的指针均明显转偏,则其可能的组合共有() A3 种B4 种 C5 种D6 种 解析:电极的组合有三种:FeCu、ZnFe、ZnCu,三种组合都能与两种电解质溶液发生自发的 氧化还原反应,选 D。 答案:D 6(2014三明一中高二期中)在铁制品上镀上一定厚度的铜层,以下电镀方案中正确的是() A铜作阳极,铁制品作阴极,溶液中含 Fe2 B铜作阴极,铁制品作阳极,溶液中含 Cu2 C铜作阴极,铁制品作阳极,溶液中含 Fe3 D铜作阳极,铁制品作阴极,溶液中含 Cu2 解析:在铁上

4、镀铜,则要求铜在阳极,铁在阴极,电解质溶液含 Cu2 ,D 项符合题意。 答案:D 7下列各组中,每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是() AHCl、CuCl2、Ba(OH)2 BNaOH、CuSO4、H2SO4 CNaOH、H2SO4、Ba(OH)2 DNaBr、H2SO4、Ba(OH)2 解析:本题考查电解规律,电解能够生成 H2和 O2的物质类型是强碱、含氧酸、活泼金属含氧酸盐, C 项符合题意。 答案:C 8(2014高考卷)2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误 的是() Aa 为电池的正极 B电池充电反应为 LiMn2O4=Li1xMn

5、2O4xLi C放电时,a 极锂的化合价发生变化 D放电时,溶液中 Li 从 b 向 a 迁移 解析:本题考查电化学知识,意在考查考生对知识的理解能力、判断能力以及电极反应式的书写能力。 根据原电池中金属性较强的材料作负极,可知 b 为电池的负极,则 a 为电池的正极,A 项正确;电池的充 电反应为电解池原理,B 项正确;放电时,a 作电池的正极,Mn 元素化合价发生变化,Li 元素化合价不变, C 项错误;放电时,阳离子移向电池的正极,D 项正确。 答案:C 点评:本题易错点是不能正确地确定正负极。判断负极方法:金属性较强的材料作负极;电子流 出的是负极(或电流流入的是负极);发生氧化反应的

6、是负极(即化合价升高的)。 9(2014江苏盟校二联)“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。其供电原 理是:白天太阳能帆板发电,将一部分电量直接供给天宫一号,另一部分电量储存在镍氢电池里,供黑夜 时使用。镍氢电池放电时的总反应原理为:MHNiOOHMNi(OH)2(M 为氢化物电极的储氢金属, 也可看做 H2直接参加反应)。下列说法正确的是() A充电时阴极区电解质溶液 pH 降低 B在使用过程中此电池要不断补充水 C放电时 NiOOH 在电极上发生氧化反应 D充电时阳极反应为:Ni(OH)2e OH=NiOOHH2O 解析:主要考查原电池原理和电解池原理。放电时,Ni 元

7、素化合价降低,发生还原反应,故 C 错误。 充电时,阴极反应为:2H 2e=H2,阳极反应为:Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O,阴极区电 解质溶液 pH 升高,故 A 错误,D 正确。正反应过程中无 H2O 消耗,故 B 错误。 答案:D 10(2014广东粤西北九校联考)下列叙述正确的是() A电镀时,通常把待镀的金属制品作阳极 B氯碱工业上电解的是熔融的 NaCl C氢氧燃料电池(酸性电解质)中 O2通入正极,电极反应为 O24H 4e=2H2O D下图中电子由 Zn 极移向 Cu 极,盐桥中的 Cl 移向 CuSO4溶液 解析:电镀时镀件应该作阴极,A 项错误;氯碱工业上电解的是饱

8、和 NaCl 溶液,B 项错误;盐桥中 的 Cl 移向 ZnSO4溶液,D 项错误。 答案:C 11如图所示,铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里,电流计中有电流通过,则下列说法正 确的是() A锌片是负极 B两个铜片上都发生氧化反应 C石墨是阴极 D两个番茄都形成原电池 解析:左侧 Cu、Zn 与番茄汁构成原电池,锌片是负极,发生氧化反应,铜片是正极,发生还原反应, A 项正确、B 项错误;右侧为电解池,Cu 为阴极,石墨为阳极,C、D 项错误。 答案:A 12用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法中正确的是() A燃料电池工作时,正极反应:O22H2O4e =4O

9、H Ba 极是铁,b 极是铜时,b 极逐渐溶解,a 极上有铜析出 Ca 极是粗铜,b 极是纯铜时,a 极逐渐溶解,b 极上有铜析出 Da、b 两极均是石墨时,在相同条件下 a 极产生的气体与电池中消耗的 H2体积相等 解析:酸性燃料电池工作时,正极反应:O24H 4e=2H2O,A 错误;a 极是铁,b 极是铜时,a 极上铁发生氧化反应逐渐溶解,b 极上 Cu2 发生还原反应有铜析出,B 错误;a 极是粗铜,b 极是纯铜时, a 极上发生氧化反应,粗铜溶解,b 极上 Cu2 发生还原反应,有铜析出,C 正确;a、b 两极均是石墨时, 根据电子守恒,a 极上产生的 O2与电池中消耗的 H2的体积

10、比为 12,D 错误。 答案:C 13(2014临沂质检)某原电池装置如图所示,盐桥中装有用饱和氯化钾溶液浸泡过的琼脂。下列叙述 正确的是() A原电池工作一段时间后,FeCl2溶液中 c(Cl )增大 B此电池工作原理与硅太阳能电池工作原理相同 CFe 为正极,石墨上发生的反应为 2H 2e=H2 D该装置中的盐桥完全可用金属导线代替 解析:原电池中离子的移动方向由静电作用决定,铁失去电子形成 Fe2 进入 FeCl2溶液中,使其带正 电,吸引盐桥中的 Cl ,故 c(Cl)增大,A 项正确;太阳能电池是太阳能转化为电能的装置,原电池是化 学能转化为电能的装置,B 项错误;铁作负极,石墨作正

11、极;C 项错误;金属导线不能传递离子,所以盐 桥不能用导线代替,D 项错误。 答案:A 14如图所示的装置中,在产生电流时,以下说法不正确的是() AFe 是负极,C 是正极 B负极反应式:Fe3e =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 解析:负极反应式为 Fe2e =Fe2,B 不正确;阴离子移向负极(左池),C 项正确;电流由正极流 向负极,D 项正确。 答案:B 15(2014高考天津卷)已知:锂离子电池的总反应为:LixCLi1xCoO2 放电 充电 CLiCoO2 锂硫电池的总反应为:2LiS 放电 充电 Li2S 有关上述两种电池说法正确

12、的是() A锂离子电池放电时,Li 向负极迁移 B锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应 C理论上两种电池的比能量相同 D上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 解析:本题考查电化学反应原理,意在考查考生的理解能力和分析判断的能力。锂离子电池放电时 Li (阳离子)向正极迁移,A 项错误;锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子,发生氧化反应,则 充电时,锂电极发生还原反应,B 项正确;比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大 小,二者的比能量不同,C 项错误;题中装置是锂硫电池给锂离子电池充电,D 项错误。 答案:B 16以铁为阳极、铜为阴极,对足量的 NaOH 溶液进行电解,一段

13、时间后得到 2 mol Fe(OH)3沉淀, 此时消耗水的物质的量共为() A2 molC4 mol B3 moID5 moI 解析:阳极:Fe 2e2OH=Fe(OH)2 阴极:2H 2e=H2 电池总反应式为: Fe2H2O= 电解 H2Fe(OH)2 4 mol2 mol 4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3 2 mol1 mol2 mol 所以生成 2 mol Fe(OH)3共需水 5 mol。 答案:D 17生物燃料电池是以有机物为燃料,直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池,其能量 转化率高,是一种真正意义上的绿色电池,其工作原理如图所示。已知 C1极的电极反应为

14、 C2H5OH3H2O 12e =2CO212H。下列说法中不正确的是( ) AC1极为电池负极,C2极为电池正极 BC2极的电极反应为 O24H 4e=2H2O C该生物燃料电池的总反应方程式为 C2H5OH3O2=2CO23H2O D电子由 C2极经外电路流向 C1极 解析:根据原电池的反应原理,通入乙醇的电极发生氧化反应,是原电池的负极,通入氧气的电极发 生还原反应,是原电池的正极,该燃料电池的总反应方程式是 C2H5OH3O2=2CO23H2O,则选项 A、 B、C 均正确。电子流动的方向是从 C1极经外电路流向 C2极,选项 D 不正确。 答案:D 18实验室用铅蓄电池作电源电解饱和

15、食盐水制取 Cl2,已知铅蓄电池放电时发生如下反应: 负极:PbSO2 42e =PbSO4 正极:PbO24H SO2 42e =PbSO42H2O 今欲制得 Cl20.050 mol,这时电池内消耗的 H2SO4的物质的量至少是() A0.025 molB0.050 mol C0.100 molD0.200 mol 解析: 要求消耗 H2SO4的量, 需首先找出铅蓄电池的总反应。 将上述两个电极反应合并可得: PbPbO2 2H2SO4=2PbSO42H2O。而在制取 Cl2时,每生成 1 mol Cl2,电子转移 2 mol,现需要转移电子 0.050 mol20.100 mol。由铅蓄

16、电池总反应可知,每转移 0.100 mol 电子,将消耗 0.100 mol H2SO4。 答案:C 二、非选择题(本题包括 5 个小题。共 46 分) 19(10 分)请按要求回答下列问题。 (1)根据上图回答: 打开 K2,闭合 K1。 A 电极可观察到的现象是_ _; B 极的电极反应式为_ _。 打开 K1,闭合 K2。 A 电极可观察到的现象是_ _; B 极的电极反应式为_。 (2)根据下图回答: 将较纯净的 CuSO4溶液放入上图所示的装置中进行电解,石墨电极上的电极反应式为 _, 电解反应的离子方程式为_ _; 实验完成后,铜电极增重 a g,石墨电极产生标准状况下的气体体积_

17、L。 解析:(1)此时为原电池,锌为负极,不断溶解,B 极为正极,反应为 Cu2 2e=Cu。此时为 电解池,A 极为阴极,反应为 Cu2 2e=Cu,故 A 极上镀上一层红色的铜,B 极为阳极,反应为 Cu 2e =Cu2。 (2)此时为惰性电极电解 CuSO4溶液, 石墨极上反应为 4OH 4e=2H2OO2, 总反应的离子方程 式为 2Cu2 2H2O= 电解 2CuO24H ,V(O2)a 64 1 222.4 L 22.4a 128 L。 答案:(1)锌不断溶解Cu2 2e=Cu 电极表面有红色固体附着Cu2e =Cu2 (2)4OH 4e=2H2OO2 2Cu2 2H2O= 电解

18、2CuO24H 22.4a 128 20(12 分)LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是 LiAlCl4 SOCl2,电池的总反应可表示为: 4Li2SOCl2=4LiClSSO2 请回答下列问题: (1)电池的负极材料为_,发生的电极反应为_。 (2)电池正极发生的电极反应为_。 (3)SOCl2易挥发,实验室中常用 NaOH 溶液吸收 SOCl2,有 Na2SO3和 NaCl 生成。如果把少量水滴到 SOCl2中,实验现象是_,反应的化学方程式是_。 (4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是_。 解析: (1)、 (2)电池负极发生氧化反应

19、, 正极发生还原反应。 (3)由 NaOH 和 SOCl2反应的产物为 Na2SO3、 NaCl 可知,SOCl2与水反应生成 H2SO3和 HCl。(4)由于电池材料易与水、O2反应。 答案:(1)锂Lie =Li (2)2SOCl24e =4ClSSO2 (3)出现白雾,有刺激性气体生成SOCl2H2O=2HClSO2 (4)锂是活泼金属,易与 H2O、O2反应;SOCl2也可与水反应 21(2014郑州质检一)(8 分)重铬酸钾又名红矾钾,是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以 铬酸钾(K2CrO4)为原料,采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如图所示(阳离子交换膜只

20、允许阳 离子透过): 制备原理:2CrO2 4(黄色)2H =Cr2O2 7(橙色)H2O。 (1)通电后阳极室产生的现象为_; 其电极反应式是_。 (2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为 4CrO2 44H2O 通电,2Cr2O2 74OH 2H2O2,若 实验开始时在右室中加入 38.8 g K2CrO4,t 分钟后测得右室中 K 与 Cr 的物质的量之比为 32,则溶液中 K2CrO4和 K2Cr2O7的物质的量之比为_;此时电路中转移电子的物质的量为_。 解析:本题考查电化学知识。难度较大。 (1)阳极发生氧化反应, 溶液中氢氧根离子失去电子生成氧气和水。 (2)直接设两物质的物质

21、的量分别为 x、y,则钾原子的物质的量为 2x2y,铬原子物质的量为 x2y,依据两原子个数比为 32,可求出两物 质的物质的量之比为 21;根据铬酸钾的质量可求出铬原子总物质的量为 0.2 mol,又 t min 后两物质的物 质的量之比为 21,则铬酸钾为 0.1 mol,重铬酸钾为 0.05 mol,根据化学方程式可知,生成 0.05 mol 的 重铬酸钾的反应中转移电子为 0.052 mol。 答案:(1)阳极产生无色气体,溶液由黄色逐渐变为橙色4OH 4e=O22H2O(或 2H2O4e =O24H) (2)210.1 mol 22(2014石家庄质检)(10 分)某课外活动小组用如

22、图所示装置进行实验,请回答下列问题: (1)若开始实验时开关 K 与 a 连接,则 B 极的电极反应式为_。 (2)若开始实验时开关 K 与 b 连接,则下列说法正确的是_(填序号)。 溶液中 Na 向 A 极移动 从 A 极逸出的气体能使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝 反应一段时间后向电解液中加适量盐酸可使其恢复到电解前的浓度 (3)该小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理,用如下图所示装置电解 K2SO4溶液。 该电解槽的阳极反应式为_, 通过阴离子交换膜的离子数_(填“”“”或“”)通过阳离子交换膜的离子数; 图中 a、b、c、d 分别表示有关溶液的 pH,则 a、b、c、d 由小到大的顺序

23、为_; 电解一段时间后,B 口与 C 口产生气体的质量比为_。 解析:(1)开关 K 与 a 连接时,是原电池装置,B 极是负极,电极反应式为:Fe2e =Fe2。(2) 若 K 与 b 连接,是电解池装置,且 A 是阳极,B 是阴极;阳离子向阴极移动;阳极是 Cl 失电子生成 Cl2, 它能使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝;阴极产生 H2,故由阴、阳两极逸出的气体可知要使电解液恢复到电解前 的浓度需通入 HCl 气体而非加入盐酸。(3)由图示加入物质可知,阳极是 OH 失 e,阴极是 H得 e,据电 荷守恒,则通过阳离子交换膜的 K 数大于通过阴离子交换膜的 SO2 4数,故应填“”。电解后生成

24、的硫酸 和 KOH 溶液的浓度均比原来的大,则 bc,又因为碱溶液 pH 大于酸溶液 pH,则:bacd。B 口 产生 O2,C 口产生 H2,根据得失电子守恒知二者物质的量之比为 12,则质量比为 81。 答案:(1)Fe2e =Fe2 (2)(3)2H2O4e =O24H(写 4OH4e=2H2O O2也可)bacd81 23(6 分)向 8 g 某2 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 100 mL,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标准状况下 224 mL 氧气,在另一个电极上得到 1.28 g 金属。 (1)根据计算

25、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 100 mL 计算)。 解析:经计算,224 mL(标准状况)氧气与 1.28 g 相加不足 8 g,这说明 MSO4还没有电解完全,故所有 O2全部来自于硫酸盐的电解。 答案:(1)设2 价金属为 M,因 n(O2) 224 mL 22400 mLmol 10.01 mol,根据:2M4e O2可知,M 的 物质的量 0.02 mol,其摩尔质量为 1.28 g 0.02 mol64 gmol 1,则金属为铜。 (2)依 CuH2SO4得:n(H2SO4)0.02 mol。故 c(H2SO4)0.02 mol/0.1 L0.2 molL 1。

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