1、第四章检测题(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题仅有一个选项符合题意)1下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是()A硅太阳能电池工作时，光能转化成电能B锂离子电池放电时，化学能转化成电能C电解质溶液导电时，电能转化成化学能D葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能答案：A2我国某大城市某年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是()A此腐蚀过程既有化学腐蚀也有电化学腐蚀B发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2OO24e=4OHC在化学腐蚀
2、过程中有氢气产生D发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe2e=Fe2答案：B3某学生欲完成反应2HCl2Ag=2AgClH2而设计了下列四个实验，你认为可行的是()ABCD答案：C4关于如图所示装置的叙述正确的是()甲乙A甲、乙装置中的锌片都作负极B甲、乙装置中的溶液内的H均在铜片上被还原C甲、乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应D甲装置中的铜片上有气泡生成，乙装置中的铜片质量减小答案：D5如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是()A乙池中d的电极反应为2Cl2e=Cl2Ba、c两极产生气体的物质的量相等C甲、乙两池中溶液的pH均保持不变D乙池中发生的反应为2NaCl2
3、H2O2NaOHH2Cl2答案：D6图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示()图1图2A铜棒的质量Bc(Zn2)Cc(H) Dc(SO)答案：C7一种电化学方法制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H。下列叙述错误的是()APd电极b为阴极B阴极的反应式为N26H6e=2NH3CH由阳极向阴极迁移D陶瓷可以隔离N2和H2答案：A8如下图所示是某太空空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液，下列有关说法正确的是()A该能量转化系统工作时，需不断补充H2OB该转化系统的能量本质上来源于太阳能C水电解系统中的阴极反应：O
4、22H2O4e=4OHD燃料电池放电时的负极反应：H22e=2H答案：B9一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为2C2H6 7O28KOH=4K2CO310H2O，有关此电池的推断正确的是()A正极反应为14H2O7O228e=28OHB放电一段时间后，负极周围的pH升高C每消耗1 mol C2H6 ，则电路上转移的电子为12 molD放电过程中KOH的物质的量浓度不变答案：A10.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
5、电源电极名称和制得消毒液的主要成分判断正确的是()Aa为正极，b为负极；NaClO和NaClBa为负极，b为正极；NaClO和NaClCa为阳极，b为阴极；HClO和NaClDa为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析：电解饱和食盐水的方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，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Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。还应注意的是图中电
6、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。答案：B11.常温下，将物质的量浓度相等的CuSO4溶液和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液的pH随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是()AA点对应溶液的pH小于7，因为Cu2水解使溶液显酸性B整个电解过程中阳极先产生Cl2，后产生O2CBC段对应的电解过程阳极产物是Cl2DCD段对应的电解过程电解的物质是水解析：CuSO4水解，溶液显酸性，A点对应溶液的pH小于7，A项说法正确；根据阳极放电顺序，整个过程中阳极上Cl先放电，产生Cl2，H2O后放电，产生O2，B项说
7、法正确；阳极先产生Cl2，后产生O2，BC段对应的电解过程溶液pH减小，说明阳极电解H2O，阳极产物是O2和H，阴极产物为Cu，C项说法错误；CD段对应的电解过程，溶液pH下降速率减小，为电解H2O，阳极产物为O2，阴极产物为H2，D项说法正确。答案：C12MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为AgeAgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析：MgAgCl电池的电极反应：负极Mg2e=Mg2，正极2AgCl2e=2Ag2Cl，A项正确，B项错误；在原电池的电解质溶液中
8、，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确；Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。答案：B13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的是()选项X溶液物质YACuCl21 mol Cu(OH)2BNaOH1 mol NaOHCNa2SO41 mol H2SO4DAgNO30.5 mol Ag2O答案：D14在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是()AX是电源的负极B阴极的电极反应式为H2O2e=H
9、2O2、CO22e=COO2C总反应可表示为H2OCO2H2COO2D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是11答案：D15双隔膜电解池的结构示意简图如图所示，利用该装置可以电解硫酸钠溶液以制取硫酸和氢氧化钠，并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是()Aa气体为氢气，b气体为氧气BA溶液为NaOH，B为H2SO4Cc隔膜为阳离子交换膜、d隔膜为阴离子交换膜D电解过程总反应方程式为2Na2SO46H2O2H2SO44NaOHO22H2解析：该电解池在阳极OH放电生成氧气，在阴极H放电生成氢气，同时结合整个过程闭合电路的电子移动关系，阳极生成1 mol O2，转移4 mol e，有4 mol
10、 H在阳极生成，同时电路有2 mol SO移向阳极；4 mol Na移向阴极，阴极有4 mol H放电，生成4 mol OH。所以a为O2，A为H2SO4，b为H2，B为NaOH，c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜，总反应方程式正确。 答案：D二、非选择题(本题包括5个小题，共55分)16(10分)电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。某兴趣小组做如下探究实验：(1)如图1为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，该反应的离子方程式为_。反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过_mol电子。图1图2(2)如图2中乙烧杯中石墨为_极(填“正”“负”“阴”或“
11、阳”)，乙烧杯中与铜线相连的石墨电极上发生的反应为_。(3)若将图2乙烧杯中改为加入400 mL CuSO4溶液，一段时间后，若电极质量增重1.28 g，则此时溶液的pH为_(设电解前后溶液体积不变)。解析：(1)图1为Fe和石墨作电极，CuCl2溶液做电解液的原电池，总反应是铁置换铜，如果转移2 mol电子，负极铁减少56 g(1 mol)，石墨电极将增加Cu 64 g(1 mol)，即相差120 g，所以电极质量相差12 g，导线中转移0.2 mol电子。(2)图2将盐桥换成铜丝和石墨，左边依然是原电池，相当于Fe与空气中O2反应，NaCl溶液做电解液，铁做负极，铜做正极，右边则变成电解池
12、，石墨连电源负极做阴极，石墨为阳极，Cl放电生成Cl2。(3)根据(2)的分析，换成CuSO4溶液后电池总反应为2CuSO42H2O2H2SO42CuO2，如果生成1.28 g Cu，生成硫酸0.02 mol，即c(H)0.1 molL1，pH1。答案：(1)FeCu2=Fe2Cu0.2(2)阴2Cl2e =Cl2(3)117(12分)在25 时，用石墨电极电解2.0 L 2.5 molL1 CuSO4溶液。若有0.2 mol电子发生转移，试回答下列问题：(1)阴极发生_反应，电极反应为_。(2)阳极发生_反应，电极反应为_。(3)电解后得到铜的质量是_，得到O2的体积是_(标准状况)，溶液的
13、pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差_，溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。解析：用惰性电极电解硫酸铜溶液，阳极是OH放电，阴极是Cu2放电。当电路通过0.2 mol电子时，生成0.1 mol铜。阳极放出0.05 mol氧气。由于OH放电，溶液的酸性增强，pH减小。若阴、阳极均改成铜电极，则类似于电镀装置，溶液的组成不变，pH不变。答案：(1)还原Cu22e=Cu(2)氧化4OH4e=O2H2O(3)6.4 g1.12 L变小(4)12.8 g不变18(10分) ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2N
14、H4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填序号)。aNaOHbZncFedNH3H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式为_。若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为_g。解析：(1)原电池的负极是发生氧化反应的一极：Zn2e=Zn2；电池工作时，电子从负极流向正极。(2)Zn与Cu2发生氧化还原反应，生成的Cu附着在Zn的表面构成铜锌原电池，加快反应
15、速率，从而加快Zn的腐蚀。(3)电解池的阴极是发生还原反应的一极：2H2e=H2；每生成1 mol MnO2需转移2 mol电子，故每通过2 mol电子，理论上生成1 mol MnO2，质量为87 g。答案：(1)Zn(或锌)正极(2)锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀b(3)2H2e=H28719(12分)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，装置如图所示。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。(1)通入SO2的电极为_极，其电极反应式为_，此电极区溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)电解质溶液中的H通过质子膜_(填“向左”“向右”
16、或“不”)移动，通入氧气的电极反应式为_。(3)电池总反应式为_。解析：(1)用SO2制备硫酸，SO2被氧化，为负极反应物，S的化合价升高2，即SO22eSO，溶液显酸性，用H2O、H配平得：SO22H2O2e=SO4H，依据电极反应式可知负极区溶液酸性增强；(2)阳离子向正极区移动，O2得电子，由于溶液显酸性，故用H2O、H配平得：O24H4e=2H2O；(3)电池总反应式为2SO22H2OO2=2H2SO4。答案：(1)负SO22H2O2e=SO4H减小(2)向右O24H4e=2H2O(3)2SO22H2OO2=2H2SO420(11分)认真观察下列装置，回答下列问题：(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为_。(2)装置A中总反应的离子方程式为_。(3)若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则X为_，极板N的材料为_。(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时，装置D中产生的气体体积为_L(标准状况下)。解析：B、C装置形成原电池，Pb为负极，PbO2为正极。因此A装置中Cu为阳极，Pt为阴极，装置E中N为阳极，M为阴极，依次类推，确定电极以及电极反应式。(4)中根据Cu极质量改变6.4 g，知各电极上转移电子0.2 mol。答案：(1)PbO24HSO2e=PbSO42H2O(2)Cu2HCu2H2(3)AgNO3Cu(4)3.92