人教化学选修四第4章电化学基础同步练习及答案.docx
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人教化学选修四第4章电化学基础同步练习及答案
人教化学选修四第4章:
电化学基础同步练习及答案
一、选择题
【复习】用纯净的CaCO3与1mol·L-1100mL稀盐酸反应制取CO2。
关于此反应,下列说法不正确的是( )
A.可以用单位时间内CaCO3质量的减少表示该反应的反应速率
B.可以用单位时间内生成H2的量表示该反应的反应速率
C.可以用单位时间内溶液中Ca2+浓度的增加表示该反应的反应速率
D.可以用单位时间内CaCO3浓度的变化表示该反应的反应速率
答案:
D
1.下列装置中能构成原电池产生电流的是( )
答案 B
解析 A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应,不能构成原电池;B项符合原电池的构成条件,两电极发生的反应分别是Zn-2e-===Zn2+,2H++2e-===H2↑;C项中酒精不是电解质,故不能构成原电池。
2.下列各装置能形成原电池的是( )
答案 D
解析 判断一个装置能否构成原电池,要看是否符合原电池的构成条件:
①电极材料(活动性不同的金属、金属与非金属、金属与金属氧化物);②电解质溶液;③构成闭合回路;④能自发进行的氧化还原反应。
A装置:
由于两个电极是同种金属,不能形成原电池;B装置:
酒精不是电解质溶液,不能构成原电池;C装置:
没有形成闭合回路,不能形成原电池;D装置:
符合原电池构成的条件,能形成原电池。
3.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。
碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为Zn+MnO2+H2O===ZnO+Mn(OH)2
下列说法中,错误的是( )
A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为
MnO2+2H2O+2e-===Mn(OH)2+2OH-
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减少6.5g
答案 C
解析 本题要求利用原电池的原理,分析碱性锌锰电池:
锌为负极,在反应中失去电子,故A正确;电池工作时,电流由正极通过外电路流向负极,而电子定向移动方向与电流方向相反,故C错误;由电子守恒知D项正确;由该电池反应的总反应式和原电池的原理写出正极反应式知B正确。
4.某新型可充电电池,能长时间保持稳定的放电电压。
该电池的总反应式为3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,以下说法不正确的是( )
A.放电时负极反应式为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2
B.放电时正极反应式为FeO
+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-
C.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化
D.充电时阳极附近的溶液的碱性减弱
答案 C
解析 选项A,放电时,在碱性条件下,Zn失去电子为电池的负极:
Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2;选项B,根据放电时总电池反应式减去负极反应式(电子数需相等)可得放电时正极反应式为FeO
+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-;选项C,放电时,K2FeO4被还原;选项D,充电是放电的逆向反应,所以充电时,阳极消耗OH-,导致阳极附近的溶液的碱性减弱。
5.如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是( )
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
答案 C
解析 电流从电源的正极流出,故a为电源的正极,b为负极;与电源正极相连的c为阳极,与电源负极相连的d为阴极。
在电解过程中,因为Cu2+是阳离子,移向阴极d,在阴极放电析出Cu,所以d电极质量增加;Cl-是阴离子,移向阳极c,在阳极放电析出Cl2,导致溶液中氯离子浓度降低。
6.下列有关电解池的说法正确的是( )
A.在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极
B.无论电解何种物质,阳极上失电子数都与阴极上得电子数相等
C.电解氯化铜溶液时,在阴极上有气体生成
D.电解NaCl、CuCl2两种溶液,参加反应的物质是相同的
答案 B
解析 与负极相连的是阴极。
电解氯化铜时,阳极上有氯气生成,阴极上有铜析出;电解NaCl溶液时,水参加了反应,而电解CuCl2溶液时,水没有参加反应。
7.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图所示的装置,以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A.a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B.a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C.a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D.a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
答案 B
解析 电解饱和食盐水的方程式为2NaCl+2H2O电解,2NaOH+H2↑+Cl2↑,NaOH在阴极区生成,Cl2在阳极区生成。
按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置,若将阳极置于上方,则氯气一生成即逸出,不能完全与NaOH反应。
显然,应将阳极置于下方,阴极置于上方,下方阳极生成的氯气通过溶液时即可很好地被阴极生成的NaOH吸收。
反应为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
还应注意的是图中电极a、b是电源的电极而非电解池的电极。
与电解装置上方阴极相连的a为电源的负极,则b为正极。
8.、某固体化合物A不导电,但熔化或溶于水都能完全电离。
下列关于物质A的说法中,正确的是( )
A.A是非电解质B.A是强电解质
C.A是共价化合物D.A是弱电解质
答案 B
解析 在熔化状态下能够电离的一定是离子化合物,而熔化或溶于水都能完全电离,所以为强电解质,故应选B。
9.将Al片和Cu片用导线相连,一组插入浓HNO3溶液中,一组插入稀NaOH溶液中,分别形成了原电池,则在这两个原电池中,正极分别为( )
A.Al片、Cu片B.Cu片、Al片C.Al片、Al片D.Cu片、Cu片
解析 将Al片和Cu片用导线相连,插入浓HNO3溶液中,此时Al在浓硝酸中钝化,不能继续反应,而Cu却能与浓硝酸持续反应。
也就是说,在这种情况下,Cu易失去电子而Al却表现相对“惰性”,“相对活泼”的Cu为负极;插入稀NaOH溶液中,Al能与NaOH溶液反应,此时Al失去电子被氧化,也就是Al为负极。
答案 A
10.若某池(电解池或原电池)的总反应离子方程式是Cu+2H+===Cu2++H2↑,关于此池的有关说法正确的是
A.该池只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极
B.该池只能是原电池,且电解质溶液为硝酸
C.该池可能是原电池,也可能是电解池
D.该池只能是电解池,电解质溶液可以是硫酸铜
答案 A
解析 铜与H+不反应,因此不可能是原电池,只能是电解池。
在该电解池中,铜失去电子被氧化,因此铜作电解池的阳极,A正确,B、C错误;D选项中若电解质溶液是硫酸铜溶液,则相当于电镀铜,与题给离子方程式不符,故D错误。
11.关于金属腐蚀的叙述中,正确的是( )
A.金属被腐蚀的本质是M+nH2O===M(OH)n+
H2↑
B.马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时,首先是镀层被氧化
C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
答案 C
解析 金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触,腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀,为M-ne-===Mn+;B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀,主要是Fe-2e-===Fe2+,铁先被腐蚀。
常温下,空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应,发生化学腐蚀。
12.下列各种方法中,能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是( )
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属内部结构 ③保持金属表面清洁干燥 ④金属表面进行电镀 ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
A.①②③④ B.①③④⑤
C.①②④⑤D.全部
答案 D
解析 金属的腐蚀主要是电化学腐蚀,题目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的;②中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。
13.下列叙述不正确的是( )
A.铁表面镀锌,铁作阳极
B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应式:
O2+2H2O+4e-===4OH-
D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应式:
2Cl--2e-===Cl2↑
答案 A
解析 铁表面镀锌,铁应作阴极而锌作阳极,A错误;锌比铁活泼,在船底镶嵌锌块,可有效防护船体被腐蚀;钢铁的吸氧腐蚀中正极上O2得到e-被还原;工业电解饱和食盐水的反应中阳极上Cl-失去e-被氧化,故B、C、D均正确。
14.如图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动),下列叙述正确的是( )
A.a中铁钉附近呈现红色B.b中铁钉上发生还原反应
C.a中铜丝上发生氧化反应D.b中铝条附近有气泡产生
答案 B
解析 依据原电池原理分析可知:
a中铁钉作负极,发生氧化反应,铜丝作正极,发生O2+2H2O+4e-===4OH-的还原反应,可知A、C错误;b中铁钉作正极,发生O2+2H2O+4e-===4OH-的还原反应,而铝条发生氧化反应,不会冒气泡,B正确、D错误。
二、非选择题
1.某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol·L-1的稀H2SO4中,乙同学将电极放入6mol·L-1的NaOH溶液中,如图所示。
(1)写出甲池中发生的有关电极反应的反应式:
负极___________________________________________________________________,
正极___________________________________________________________________。
(2)写出乙池中发生的有关电极反应的反应式:
负极____________________________________________________________________,
正极___________________________________________________________________。
总反应离子方程式为______________________________________________________。
(3)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出________活动性更强,而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验,可得到如下哪些结论?
________。
A.利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质
B.镁的金属性不一定比铝的金属性强
C.该实验说明金属活动性顺序表已过时,已没有实用价值
D.该实验说明化学研究对象复杂、反应条件多变,应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正、负极”的做法________(填“可靠”或“不可靠”)。
如不可靠,则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案_____________________________________________________________。
答案
(1)Mg-2e-===Mg2+ 2H++2e-===H2↑
(2)2Al+8OH--6e-===2AlO
+4H2O
6H2O+6e-===6OH-+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑
(3)Mg Al (4)AD
(5)不可靠 将两种金属电极连上电流表而构成原电池,利用电流表检测电流的方向,从而判断电子的流动方向,再来确定原电池的正、负极
解析
(1)甲池中电池总反应方程式为Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑,Mg作负极,电极反应式为Mg-2e-===Mg2+,Al作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑。
(2)乙池中电池总反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,负极上为Al被氧化生成Al3+后与OH-反应生成AlO
,电极反应式为2Al-6e-+8OH-===2AlO
+4H2O;正极产物为H2,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑。
(3)甲池中Mg为负极,Al为正极;乙池中Al为负极,Mg为正极,若根据负极材料金属比正极活泼,则甲判断Mg活动性强,乙判断Al活动性强。
(4)选AD。
Mg的金属活动性一定比Al强,金属活动性顺序表是正确的,应用广泛。
(5)判断正、负极可根据回路中电流方向或电子流向等进行判断,直接利用金属活动性顺序表判断原电池的正、负极是不可靠的。
3、如图Ⅰ所示是用石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置,请填空:
(1)X的电极名称是__________极,发生的电极反应式为______________,Y极的电极材料是____________,检验X极产物的方法是________________________________。
(2)某同学在实验时误将两种电极材料接反,导致X极上未收集到预期产物,一段时间后又将两极的连接方式纠正过来,发现X极附近出现了白色沉淀,此沉淀是________(填化学式),其形成原因是__________________________________________________________
________________________________________________________________________,
该沉淀在空气中放置,现象是______________________。
(3)
工业上电解饱和食盐水的方法之一是将两个电极室用离子交换膜隔开(如图Ⅱ所示),其目的是________________,阳极室(A处)加入____________,阴极室(B处)加入__________,离子交换膜只许__________离子通过。
答案
(1)阳 2Cl--2e-===Cl2↑ Fe 用湿润的淀粉碘化钾试纸放在X极附近,若试纸变蓝,说明生成了Cl2
(2)Fe(OH)2 铁作阳极时被氧化为Fe2+,纠正错误后,这一端又变为阴极,2H++2e-
===H2↑,生成的OH-与Fe2+结合成Fe(OH)2 先变灰绿色,后变红褐色
(3)防止H2与Cl2混合发生爆炸,防止Cl2与NaOH反应生成NaClO,使NaOH不纯 饱和食盐水 纯水(或NaOH稀溶液) Na+
解析 与电源正极相接的为电解池的阳极,与电源负极相接的为电解池的阴极,若接反则金属Fe失去电子而产生Fe(OH)2沉淀。
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- 教化 选修 电化学 基础 同步 练习 答案