1、全国100所名校单元测试示范卷高三化学卷(十二)第十二单元电化学基础(90分钟100分)可能用到的相对原子质量:H 1C 12O 16Na 23Cu 64Zn 65Ag 108第卷(选择题共45分)一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)1.下图所示的日常生活装置中,与iphone 5s手机充电的能量转化形式相同的是解析:A项是将电能转化成化学能;B项是将水的势能转化成电能;C项是将太阳能转化成热能;D项是将化学能转化成电能。答案:A2.对埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护,使其免受腐蚀。下列对金属棒X的材料分析正确的是A.铜B.钠C.锌D.锡解析:
2、金属棒X的材料为锌时,形成锌铁原电池,铁作正极,被保护。答案:C3.最近,中国人民银行发行了2014年版熊猫纪念币,其中银纪念币材料为铜芯镀银,下列有关银纪念币制作原理的说法中正确的是A.铜芯一极与电源正极相连B.铜芯一极发生氧化反应C.电解质溶液为硝酸银溶液D.银棒一极得到电子解析:电镀时,待镀金属制品作阴极,镀层金属作阳极,含镀层金属的离子为电解质溶液。本题是铜上镀银。答案:C4.在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧:一艘名叫“阿那吉纳号”的货轮满载着精铜砂,在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水,最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢?事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密
3、切相关。下列对此调查结论的理解正确的是A.精铜砂装载过多导致沉船B.运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大超过船的承载能力C.在潮湿的环境中,船体与铜构成了原电池,加速了作为负极的船体的腐蚀D.在潮湿的环境中,船体与铜构成了电解池,钢制船体作阳极而被氧化腐蚀解析:精铜即使在潮湿的环境中与空气的反应也很慢,但当它与铁、水膜(溶解有O2)形成原电池时会加快反应速率,使得作为负极的船体加速被腐蚀。答案:C5.已知单质A、B和化合物C符合如图转化关系,则C物质可能为A+BCA+BA.HClB.Na2O2C.CuOD.FeCl3解析:若C为Na2O2,用惰性电极电解NaOH的水溶液,得不到金属
4、钠,B项错误;若C为CuO,则不溶于水,C项错误;若C为FeCl3,用惰性电极电解含Fe3+的溶液不能得到Fe单质,D项错误。答案:A6.某无色溶液用惰性电极电解初期时有如下两个实验现象:(1)阳极上有无色气体产生;(2)阴极有白色沉淀生成。此溶液中可能大量共存的离子组是A.Na+、Ba2+、N、Cl-B.N、Mg2+、Na+、SC.C、K+、Cl-、Na+D.Fe3+、N、S、Na+解析:A、C两项中用惰性电极电解时,阳极上Cl-失电子生成Cl2,不是无色气体;D项中Fe3+有颜色。答案:B7.下列电极反应式与出现的环境相匹配的是选项电极反应式出现的环境AO2+2H2O+4e-4OH-碱性环
5、境下氢氧燃料电池的负极反应B4OH-4e-O2+2H2O弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀CCu-2e-Cu2+粗铜精炼的阳极反应DH2-2e-2H+用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应 解析:所给电极反应式为正极反应式,A项错误;在弱酸性环境下,钢铁主要发生析氢腐蚀,B项错误;用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应为4OH-4e-O2+2H2O,D项错误。答案:C8.现有一实验装置如图所示。下列说法正确的是A.该装置不能发生原电池反应B.活性炭是阴极C.总反应为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3 D.电子从铝箔流出,经电流表、活性炭、滤纸回到铝箔解析:该装置能发生原电池反应,活性炭是正极,电
6、子只能在外电路中流动,不能在内电路中流动,故A、B、D三项均错误。答案:C9.选用下列试剂和电极:稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、铁棒、铜棒、铂棒,组成如图所示的原电池装置(只有两个电极),观察到电流计G的指针均明显偏转,则其可能的组合共有A.6种B.5种C.4种D.3种解析:铁棒、铜棒作电极,稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液作电解质溶液可组成两种原电池,铁棒、铂棒作电极,稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液作电解质溶液可组成两种原电池,铂棒、铜棒作电极,Fe2(SO4)3溶液作电解质溶液可组成一种原电池,一共能形成5种原电池,能够观察到电流计指针明显偏转。答案:B10.下表各项中的
7、陈述和陈述均正确的是选项陈述陈述A用Zn和足量稀硫酸制取H2时可加入少量CuSO4溶液可以加快制取氢气的速率B用Mg-Al-NaOH溶液可以构成原电池Mg更活泼,作负极CAlCl3是离子化合物电解熔融的AlCl3制取金属铝D可以用电解法精炼铜电解法精炼铜时,纯铜作阳极解析:B项Al作负极;C项中,AlCl3是共价化合物;D项中,电解法精炼铜时,纯铜作阴极。答案:A11.有如下3个实验:实验1将金属X与金属Y用导线连接,浸入电解质溶液中,Y不易腐蚀实验2将片状的金属X、W分别投入等浓度盐酸中都有气体产生,W比X反应剧烈实验3用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和金属Z的硝酸盐混合溶液,在阴极上首先析
8、出单质Z依据上述实验现象,下列推测正确的是A.金属的活动性顺序:YZXWB.实验1中,Y作正极C.Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出D.用X、Z和稀硫酸可构成原电池,X作正极解析:由实验1、2、3分别得到金属的活泼性为XY、WX、YZ,综合可得WXYZ,A项错误;实验1中,Y作正极,B项正确;Z和Cu的活泼性无法比较,C项错误;用X、Z和稀硫酸可构成原电池,X作负极,D项错误。答案:B12.已知反应:Cu(s)+2Ag+(aq)Cu2+(aq)+2Ag(s)为一自发进行的氧化还原反应,将其设计成如图所示原电池。下列说法中正确的是A.电极X是正极,其电极反应为Cu-2e-Cu2+B.银电极板质
9、量逐渐减小,Y溶液中c(Ag+)增大C.当X电极质量变化0.64 g时,电解质溶液中有0.02 mol电子转移D.外电路中电流计的指针向银极偏转解析:结合电池反应知,X电极为负极,电极材料Cu在此失去电子被氧化,A项错误;银电极作正极,电解质溶液中的Ag+得电子形成Ag附着在电极板上是质量增加,溶液中的c(Ag+)减小,B项错误;内电路中不会出现电子流动,C项错误;电流计G表指针偏转方向与电子流向相同,从负极铜流向正极,D项正确。答案:D13.某电解装置如图所示,电解槽内装有淀粉KI溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现右侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6
10、OH-I+5I-+3H2O。下列说法不正确的是A.石墨电极与电源的正极相连B.刚开始电解时,左侧溶液的pH增大C.电解结束时,右侧溶液中含有I-D.电解槽内发生反应的总化学方程式为2KI+2H2OI2+H2+2KOH解析:右侧变蓝,则右侧的电极反应为2I-2e-I2(氧化反应),石墨为阳极,A项正确;左侧电极反应为2H2O+2e-H2+2OH-,B项正确;左侧生成的OH-移向右侧与右侧I2反应,故C项正确;总化学方程式应为KI+3H2OKIO3+3H2,D项错误。答案:D14.在如图所示两个装置中,溶液的体积均为 1 L,浓度均为 0.1 molL-1,工作一段时间后,测得电路中均通过了 0.
11、02 mol e-。下列叙述中正确的是选项电极质量变化生成气体的物质的量ABC=D;中生成0.005 mol O2,中生成0.0067 mol NO,生成气体的物质的量:;D项正确。答案:D15.用石墨作电极完全电解含1 mol 溶质 X的溶液。通电一段时间后,向溶液中加入一定量的物质Y能使电解液恢复到起始状态是选项X溶液物质YACuCl21 mol Cu(OH)2BNaOH1 mol NaOHCNa2SO41 mol H2SO4DAgNO30.5 mol Ag2O 解析:电解CuCl2溶液的化学方程式为CuCl2Cu+Cl2,所以电解后加CuCl2能恢复原状;电解NaOH溶液的化学方程式为2
12、H2O2H2+O2,电解后加水能恢复原状;电解Na2SO4溶液的化学方程式为2H2O2H2+O2,电解后加水能恢复原状;电解AgNO3溶液的化学方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3,电解后加入0.5 mol Ag2O能恢复原状,故D项正确。答案:D第卷(非选择题共55分)二、非选择题(本题包括6小题,共55分)16.(9分)某校化学实验小组对电化学问题进行了如下图所示实验探究。探究一:探究金属腐蚀的防护措施利用图1装置探究金属的防护措施,实验现象是锌电极不断溶解,铁电极表面有气泡产生。(1)写出负极的电极反应式:。某同学认为,铁电极可能参与反应,并对产物作出假设:假设1:铁参
13、与反应,被氧化生成Fe2+假设2:铁参与反应,被氧化生成Fe3+假设3:铁参与反应,被氧化生成Fe2+和Fe3+(2)为了探究假设1、2,他采取如下操作:取0.01 molL-1 FeCl3溶液2 mL于试管中,加入过量铁粉;取操作试管的上层清液加入2滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀;取少量正极附近溶液加入2滴K3Fe(CN)6溶液,未见蓝色沉淀生成;取少量正极附近溶液加入2滴KSCN溶液,未见溶液变血红色。据、现象得出的结论是。探究二:探究电解现象利用图2装置做电解50 mL 0.5 molL-1 CuCl2溶液的实验。实验记录:A.阳极上有黄绿色气体产生,该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸
14、先变蓝后褪色(提示:Cl2氧化性大于I);B.电解一段时间以后,阴极表面除有铜吸附外,还出现了少量气泡和浅蓝色固体。(3)分析实验记录A中试纸颜色变化,用离子方程式解释:;。(4)分析实验记录B中浅蓝色固体可能是(写化学式)。答案:(1)Zn-2e-Zn2+(1分)(2)正极附近溶液不含Fe2+和Fe3+(2分)(3)2I-+Cl2I2+2Cl-5Cl2+I2+6H2O10Cl-+2I+12H+(各2分)(4)Cu(OH)2(2分)17.(9分)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动的液态电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图:请回答下列问题:(1)硫酸在电池技术和实验
15、室中具有广泛的应用,在传统的铜锌原电池中,硫酸是。(2)钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2+、V3+、VO2+、V)为正极和负极电极反应的活性物质,电池总反应为VO2+V3+H2OV2+V+2H+。放电时的正极反应式为,充电过程中,电解液的pH(填“升高”“降低”或“不变”)。(3) 通过电解将含氰废水(含NaCN)转化为无毒气体的同时得到副产品,CN-转化为CO2和N2,则电解时阳极的电极反应式为,阴极区生成的气体及副产品溶质的化学式分别是、。答案:(1)电解质溶液(1分)(2)V+2H+e-VO2+H2O;降低(各2分)(3)2CN-+4H2O-10e-2CO2+N
16、2+8H+(2分);H2(1分);NaOH(1分)18.(8分)随着尖端技术的发展,氟的用途日益广泛,如用F2将UF4氧化成UF6,然后用气体扩散法使铀的同位素235U和238U分离。而氟单质的制备通常采用电解氧化法。电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和无水氟化氢的混合物的实验装置如图所示:(1)已知阴极的电极反应式为2H+2e-H2+4F-,则电解的总反应为。(2)出口1处的物质是 (填化学式,下同),出口2处的物质是。(3)在电解质的熔融盐中常加入另一种氟化物(AlF3),其作用是:减少HF的挥发;。(4)随着电解的进行,有一种物质会不断被消耗,需要从入口处进行补充,则从入口处加入的物质是(填
17、化学式)。答案:(1)2KHF22KF+H2 +F2(或2H2F-+H2+F2)(2分)(2)F2;H2(各1分)(3)降低电解质的熔点(2分)(4)HF(2分)19.(9分)下表列出了两种燃煤烟气脱硫方法的原理。方法将SO2与I2反应制H2SO4和HI,同时分解HI制H2和I2,I2循环使用方法用Na2SO4溶液吸收SO2,再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫(1)方法中,用SO2与碘反应生成H2SO4和HI,SO2与I2反应的物质的量之比为;制得的H2可用储氢合金转化为MH,现分别用NiO(OH)、MH作正、负极材料,KOH溶液作电解质溶液,可制得高容量的镍氢电池。电池总反应为:NiO(O
18、H)+MHNi(OH)2+M则电池放电时,负极的电极反应式为,充电完成时,Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为。(2)利用如图装置可实现方法的转化。b端应连接电源的(填“正极”或“负极”)。用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2使之转化为H2SO3,其目的是。电解过程中,阴极的电极反应式为,当外电路中通过0.02 mol电子时,收集到0.144 g硫单质,则电解效率为。答案:(1)11;MH+OH-e-M+H2O;O2+2H2O+4e-4OH-(各1分)(2)正
19、极(1分)提高溶液的导电能力,加快电解速率(1分)SO2+4H+4e-S+2H2O(或H2SO3+4H+4e-S+3H2O);90%(各2分)20.(11分)当pH为45时,Cu2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全沉淀。某同学欲用电解纯净CuSO4溶液的方法来测定铜的相对原子质量。实验过程中使用肼(N2H4)-空气燃料电池作直流电源,其实验过程如图所示:(1)步骤中所加A的化学式为。(2)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时,负极产生一种无污染的气体,则负极的电极反应式是,正极的电极反应式是。(3)步骤中所用的部分仪器如图,则肼-空气燃料电池中通入肼
20、的一端应接(填“铜”或“石墨”)电极。铜电极上的电极反应式为。(4)为达到实验目的,下列实验操作必须完成的是(填字母)。A.称量电解前电极的质量B.电解后,电极在烘干称重前必须用蒸馏水冲洗C.刮下电解后电极上析出的铜,并清洗、称重D.电极在烘干称重的操作中必须按“烘干称重再烘干再称重”进行E.在有空气存在的情况下,烘干电极必须采用低温烘干的方法(5)铜的相对原子质量为(用含有m、V的代数式表示)。答案:(1)CuO(1分)(2)N2H4+4OH-4e-4H2O+N2;O2+2H2O+4e-4OH-(各2分)(3)铜;Cu2+2e-Cu(各1分)(4)ABDE(2分)(5)(2分)21.(9分)如图1是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。(1)B极为(填“阴极”或“阳极”)。(2)甲中负极的电极反应式为。(3)A极析出的气体在标准状况下的体积为。(4)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2,则图中线表示的是(填离子符号)的变化;反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要mL 5.0 molL-1 NaOH溶液。答案:(1)阴极(1分)(2)CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O(2分)(3)2.24 L(2分)(4)Cu2+;280(各2分)
