人教版化学高二选修4章末测试4Word文档下载推荐.docx
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锌与CuSO4反应生成的铜附着在锌的表面,与稀硫酸共同构成原电池,能加快锌与酸的反应,但会使产生的氢气量减少,D项错误。
A
4.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:
2Cl--2e-===Cl2↑
B.氢氧燃料电池的负极反应式:
O2+2H2O+4e-===4OH-
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:
Cu-2e-===Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:
Fe-2e-===Fe2+
4.解析:
氢氧燃料电池的正极反应式:
O2+2H2O+4e-===4OH-;
粗铜精炼时,与电源负极相连的是纯铜;
钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式:
Fe-2e-===Fe2+。
5.最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。
电池总反应为:
Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。
下列说法不正确的是( )
A.该电池Zn为负极,MnO2为正极
B.该电池的正极反应为:
MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-
C.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn
D.电流工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片
5.解析:
原电池反应中Zn失电子、MnO2得电子,因此该电池负极为Zn,正极为MnO2。
由电池总反应式减去负极反应式Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O即是正极反应式MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-。
电子只能由Zn经外电路流向MnO2,而不能通过内电路。
C
6.关于各图的说法(其中①③④中均为惰性电极)正确的是( )
A.①装置中阴极产生的气体能够使湿润淀粉KI试纸变蓝
B.②装置中待镀铁制品应与电源正极相连
C.③装置中电子由b极流向a极
D.④装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应
6.解析:
装置①用惰性电极电解CuCl2溶液,阴极析出铜,阳极产生氯气,A错;
装置②为电镀铜装置,阳极电极反应式为:
Cu-2e-===Cu2+,阴极电极反应式为:
Cu2++2e-===Cu,因此待镀铁制品应与电源负极相连,B错;
装置③为氢氧燃料电池,b极通入O2,发生还原反应,作电池的正极,是电子流入的一极,C错。
7.甲、乙、丙三个电解槽如图所示(其中电极的大小、形状、间距均相同)。
乙、丙中AgNO3溶液浓度和体积均相同,当通电一段时间后,若甲中铜电极的质量增加0.128g,则乙中电极上银的质量增加( )
A.0.054g B.0.108g
C.0.216gD.0.432g
7.解析:
甲中铜电极增重0.128g,说明析出铜为0.002mol。
由图示可知,乙、丙并联后与甲串联,又因乙、丙两槽中的电极反应相同,故乙、丙中的电子转移分别是甲中的一半。
甲中转移电子为0.004mol,故乙中析出的银为0.002mol,质量为0.002mol×
108g·
mol-1=0.216g。
8.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
8.解析:
a装置由铁钉、铜丝、NaCl溶液构成原电池,铁钉作负极发生氧化反应:
Fe-2e-===Fe2+,铁钉附近不会出现红色,A错误。
铜丝上发生还原反应:
O2+4e-+2H2O===4OH-,C错误。
b装置由铁钉、铝条、NaCl溶液构成原电池,铝条作负极,发生氧化反应:
Al-3e-===Al3+,不会有气泡生成,D错误。
铁钉作正极发生还原反应:
O2+4e-+2H2O===4OH-,B正确。
9.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为31。
用石墨作电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段。
下列叙述不正确的是( )
A.阴极自始至终只逸出H2
B.阳极先逸出Cl2,后逸出O2
C.电解最后阶段为电解水
D.溶液pH不断增大,最后为7
9.解析:
由题意知,n(H+)n(Cl-)=23,在阴极放电的是H+,在阳极放电的是Cl-、OH-,Cl-先放电OH-后放电。
因此反应开始在两极放电的是H+、Cl-,相当于电解盐酸。
由H2SO4电离出的H+放完电后,在两极放电的是由水电离出的H+和剩余的Cl-,相当于电解NaCl溶液。
Cl-放完电后,在两极放电的是由水电离出的H+和OH-,相当于电解水。
故A、B、C均正确。
溶液pH的变化是不断增大,但最后溶质是NaOH和Na2SO4,pH不会为7。
10.
将KCl和CuSO4两种溶液等体积混合后,用石墨电极进行电解,电解过程中,溶液pH随时间t变化的曲线如图所示,则下列说法正确的是( )
A.整个过程中两电极反应2Cl--2e-===Cl2↑、2H++2e-===H2↑不可能同时发生
B.电解至C点时,往电解质溶液中加入适量CuCl2固体,即可使电解质溶液恢复至原来的浓度
C.AB段表示电解过程中H+被还原,pH增大
D.原混合溶液中KCl和CuSO4浓度之比恰好为21
10.解析:
图象分为三段,因此整个电解过程也有三个过程。
第一个过程相当于电解CuCl2溶液,CuCl2水解呈酸性,随着电解的进行,浓度减小,酸性减弱,pH增大,C项错误;
若原混合溶液中KCl和CuSO4浓度之比恰好为21,则达B点时CuCl2消耗完,接着只电解水,则与图象不符,D项错误;
根据B→C,溶液的pH明显下降,说明B点时Cl-已耗完,而Cu2+过量,继续电解,水量减少,由此可判断B项错误;
综上分析可知A项正确。
11.
如图中X为电源,Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。
下列判断正确的是( )
A.滤纸上c点附近会变红色
B.Cu电极质量减小,Pt电极质量增大
C.Z中溶液的pH先减小,后增大
D.Z溶液中的SO
向Cu电极移动
11.解析:
由题中紫红色斑即MnO
向d端扩散,阴离子向阳极移动,说明d端为阳极,即b为正极,a为负极,c为阴极。
NaCl溶液中H+放电,生成OH-,c点附近会变红色。
Z为电解硫酸铜溶液,Pt为阳极,溶液中的OH-放电,2H2O-4e-===O2↑+4H+,Cu为阴极,溶液中的Cu2+得电子生成铜,总反应为2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4,阳极区生成H+,则SO
向Pt极移动,B、D项错误;
随着电解的进行,Z溶液变为硫酸溶液,再电解则变为电解水,硫酸浓度增大,C项错误。
12.如图所示的两个实验装置中,溶液的体积均为200mL,开始时电解质溶液的浓度均为0.1mol·
L-1,工作一段时间后,测得两端导线中均通过0.02mol电子,若不考虑盐的水解和溶液体积的变化,则下列叙述中正确的是( )
A.产生气体的体积:
①>
②
B.电极上析出物质的质量:
C.溶液的pH变化:
①增大,②减小
D.电极反应式①中阳极:
4OH--4e-===2H2O+O2↑;
②中阳极:
2H++2e-===H2↑
12.答案:
13.用惰性电极电解100mL饱和食盐水,一段时间后在阴极得到112mLH2(标准状况),此时电解液(体积变化忽略不计)的pH为( )
A.13B.12
C.8D.1
13.解析:
依解题思路“已知量—消耗量—积累量”模式,有如下关系式:
H2 ~ 2H+ ~ 2OH-
12
n(OH-)
得n(OH-)=0.01mol,
c(OH-)=
=0.1mol·
L-1
n(H+)=
=1.0×
10-13mol·
pH=13。
14.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO
)=6.0mol·
L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是( )
A.原混合溶液中c(K+)为2mol·
B.上述电解过程中共转移2mol电子
C.电解得到铜的物质的量为0.5mol
D.电解后溶液中c(H+)为2mol·
14.解析:
电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液,阳极:
4OH--4e-===2H2O+O2↑,得O222.4L(标准状况),则转移电子数为4mol,阴极:
先发生:
Cu2++2e-===Cu,后发生:
2H++2e-===H2↑,得H21mol,则后式转移电子数为2mol,前式转移电子数为(4-2)mol=2mol,故n(Cu2+)=1mol,n[Cu(NO3)2]=1mol。
总共n(NO
)=0.5L×
6mol·
L-1=3mol,故n(KNO3)=3mol-n(Cu2+)×
2=1mol。
A项:
c(K+)=
=2mol·
L-1;
B项转移电子数为4mol;
C项n(Cu)=1mol;
D项水溶液中n(H+)=n(OH-)=4mol,有2molH+电解放电,则剩余c(H+)=
=4mol·
L-1。
15.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.氯碱工业中电解的是熔融NaCl
C.氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极,电极反应为O2+4H++4e-===2H2O
D.右图中电子由Zn极移向Cu极,盐桥中的Cl-移向CuSO4溶液
15.解析:
电镀时镀件作阴极,A项错误;
氯碱工业中电解的是NaCl饱和溶液,B项错误;
盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液,D项错误。
16.某原电池装置如下图所示,盐桥中装有用氯化钾饱和溶液浸泡过的琼脂。
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
C.Fe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
16.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;
太阳能电池是将太阳能转化为电能,原电池是将化学能转化为电能,B项错误;
铁作负极,石墨作正极;
C项错误;
金属导线不能传递离子,故盐桥不能用金属导线代替,D项错误。
17.下图是化学能与电能相互转换的两套装置。
下列对此两套装置进行的实验分析正确的是( )
A.乙装置将化学能转化为电能
B.两装置中石墨电极上产生的气体都是H2
C.甲装置中的铁电极发生氧化反应
D.两装置的原理都可以在现实生活中用来防止铁被腐蚀
17.解析:
乙装置是电解池,将电能转化为化学能,A项错误;
甲装置中的石墨作正极,生成的是H2,乙装置中的石墨作阳极,生成的是O2,B项错误;
甲装置中的铁作负极,发生氧化反应,被腐蚀,C项正确,D项错误。
18.用电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池电解Na2CO3饱和溶液一段时间,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.电池的负极反应为H2-2e-===2H+
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,电解池中溶液的pH变大
18.解析:
原电池与电解池各电极上通过的电子数目相等,原电池负极消耗氢气,电解池阳极产生氧气,两种气体质量不可能相等,A错误。
原电池为碱性溶液,负极不生成H+而生成水,B错误。
电解池中实际为电解水,而原电解质溶液为饱和溶液,且温度不变,故溶液浓度不变,但有晶体析出,C正确。
电池反应生成水,KOH溶液浓度变小,D错误。
第Ⅱ卷(非选择题 共46分)
二、非选择题(共46分)
19.(12分)钢铁工业是一个国家工业的基础,而且钢铁制品在人们的生产生活中有着广泛的用途。
(1)钢材加工前需要对其表面的氧化物(如铁锈)进行处理。
常用的方法之一是用硫酸处理。
下列能加快除去钢铁表面氧化物速率的是________(填字母)。
A.用中等浓度的硫酸 B.用98.3%的浓硫酸
C.加热D.加少许铜粉
(2)实际生产中也可以用适量的稀盐酸来处理钢铁表面的铁锈。
某同学在实验室中,将一块表面生锈的铁片置于稀盐酸中。
写出铁锈完全消失后溶液中发生化合反应的离子方程式:
________________。
(3)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。
A.铜B.钠
C.锌D.石墨
(4)下图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
(5)防止钢铁腐蚀可以延长钢铁制品的使用寿命。
在钢铁制品表面镀铜可以有效地防止其腐蚀,电镀的装置如图所示:
①上面的电镀装置图的“直流电源”中,________(选填“a”或“b”)是正极。
②接通电源前,装置图中的铜、铁两个电极质量相等,电镀完成后,将两个电极取出,用蒸馏水小心冲洗干净、烘干,然后称量,二者质量差为5.12g,由此计算电镀过程中电路中通过的电子的物质的量为________。
③上述铁镀件破损后,铁更容易被腐蚀。
请简要说明镀铜铁镀件破损后,铁更容易被腐蚀的原因:
________________________,由此可推知铁镀________(填镀层金属名称)。
19.解析:
(1)稀硫酸可以与铁反应,而浓硫酸则可以使铁钝化;
加热可以使铁与浓硫酸反应;
铜可以与Fe3+反应,从而降低溶液中Fe3+的浓度,有利于硫酸与铁锈的反应。
(2)铁锈溶解于酸,生成Fe3+,Fe3+能与单质铁发生化合反应。
(3)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如Zn,就可由Zn失去电子,Zn被溶解,而Fe被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法,不能用Na,因为Na与水可直接反应。
(4)乙属于外加电流的阴极保护法,需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。
(5)电镀时正极连接的电极为阳极,故a为正极;
阳极溶解的铜等于阴极上析出的铜,故阳极溶解的铜为2.56g,即0.04mol,故电镀过程中电路中通过的电子的物质的量为0.08mol;
镀件破损时,镀层金属与镀件金属在周围环境中形成原电池,活泼性强的金属更容易被腐蚀。
(1)BD
(2)2Fe3++Fe===3Fe2+ (3)C (4)负 (5)①a ②0.08mol ③铁比铜活泼,铁与铜构成原电池的两个电极,铁作负极,更易被腐蚀 锌
20.(12分)将洁净的金属片Fe、Zn、A、B分别与Cu用导线连接浸在合适的电解质溶液里。
实验并记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下表所示。
金属
电子流动方向
电压/V
Fe
Fe→Cu
+0.78
Zn
Zn→Cu
+1.10
Cu→A
-0.15
B→Cu
+0.3
根据表中实验记录,回答下列问题:
(1)构成两电极的金属活动性相差越大,电压表的读数越________(填“大”或“小”)。
(2)Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序是________。
(3)Cu与A构成的原电池中,________为负极,此电极反应为________。
(4)A、B形成合金,露置在潮湿空气中,________先被腐蚀。
20.解析:
(1)由表中1,2列数据可知,金属活动性差异越大,电压越大。
(2)按此规律可知,三种金属的活动性由强到弱的顺序为Zn>
B>
A。
(3)Cu与A构成的原电池中,Cu为负极(表中对应数据为负),此电极的电极反应为Cu-2e-===Cu2+。
(4)B比A活泼,则B先腐蚀。
(1)大
(2)Zn>
(3)Cu Cu-2e-===Cu2+ (4)B
21.(8分)由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。
若用如图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。
两极材料分别为石墨和铁。
试完成下列问题:
(1)a电极材料是________,其电极反应式为________。
(2)电解质溶液d可以是________(填字母,下同),则白色沉淀在电极上生成;
也可以是________,则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。
A.纯水 B.NaCl溶液
C.NaOH溶液D.CuCl2溶液
(3)液体c为苯,其作用是__________________________,在加入苯之前,对d溶液进行加热处理的目的是_______________________。
(4)若d改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为__________________________________________________________。
21.解析:
(1)要制取Fe(OH)2沉淀,则必须产生Fe2+,因此,阳极(a)材料只能用铁,电极反应为Fe-2e-===Fe2+。
(2)要在溶液中生成Fe(OH)2沉淀,电解质溶液可以用NaOH或NaCl溶液,如果用纯水,则溶液的导电能力太弱,不符合要求,如果用CuCl2溶液,则会生成Cu(OH)2沉淀。
不符合要求。
(3)苯不溶于水且密度比水小,浮于水面,可以隔绝空气,防止Fe(OH)2被氧化,加热的目的是赶尽溶液中的氧气,防止产物被氧化。
(4)若d改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,则阳极反应为4OH--4e-===O2↑+2H2O,Fe(OH)2在溶液中与O2和H2O发生反应,4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3,因此白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。
(1)Fe Fe-2e-===Fe2+
(2)C B
(3)隔绝空气,防止产物被氧化 赶尽溶液中的氧气
(4)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
22.(14分)某化学兴趣小组的同学用如下图所示装置研究有关电化学的问题。
当闭合K时,观察到电流表的指针发生了偏移。
请回答下列问题:
(1)甲装置的名称是________;
乙装置的名称是________;
Zn为________极;
Pt为________极。
(2)写出电极反应:
Cu极:
________;
石墨棒极:
________。
(3)当甲中产生0.1mol气体时,乙中析出铜的质量应为________;
乙中产生的气体在标准状况下的体积应为________。
(4)若乙中溶液不变,将其电极都换成铜电极,闭合K一段时间后,乙中溶液的颜色________(填“变深”、“变浅”或“无变化”)。
(5)若乙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,闭合K一段时间后,甲中溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同);
乙中溶液的pH将________。
(6)若乙中电极不变,将其溶液换成饱和Na2SO4溶液,闭合K一段时间,当阴极上有amol气体生成时,同时有wgNa2SO4·
10H2O析出,假设温度不变,剩余溶液中溶质的质量分数应为________(用含w、a的表达式表示,不必化简)。
22.解析:
(1)Zn、Cu和稀硫酸可构成原电池,其中Zn是负极,Cu是正极;
乙装置是电解池,石墨棒为阴极,Pt为阳极。
(2)Cu极上发生还原反应:
2H++2e-===H2↑;
石墨棒上也发生还原反应:
Cu2++2e-===Cu。
(3)通过甲、乙装置中电子的物质的量相等,当甲中产生0.1molH2时,电路中通过0.2mol电子,乙中析出0.1molCu和放出0.1molCl2。
(4)若将乙中两个电极都换成铜,则乙装置相当于电解精炼铜的装置,阳极溶解的铜和阴极析出的铜一样多,溶液中Cu2+的浓度基本不变,溶液的颜色基本不变。
(5)若将乙中溶液换成NaCl溶液,则乙装置就是电解饱和食盐水的装置,因反应生成了NaOH,故电解后溶液的pH增大。
反应时甲溶液中消耗了H+,溶液酸性减弱,pH也增大。
(6)电解Na2SO4溶液的本质是电解水,阴极上析出的amol气体是H2,则反应中有amolH2O被电解,此amolH2O和析出的wgNa2SO4·
10H2O构成饱和溶液,该饱和溶液与剩余饱和溶液的质量分数相同。
则剩余溶液中溶质的质量分数=
×
100%=
100%。
(1)原电池 电解池 负 阳
(2)2H++2e-===H2↑ Cu2++2e-===Cu
(3)6.4g 2.24L (4)无变化
(5)增大 增大
(6)
100%
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