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.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
2、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:C2.下列化学反应在理论上不能用于设计成原电池的是A.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)4Fe(OH)3(s)H0B.CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H0C.Al(OH)3(s)+NaOH(aq)NaAlO2(aq)+2H2O(l)H0D.H2(
3、g)+Cl2(g)2HCl(g)HMYNB.XMNYC.MNYXD.MXYN解析:根据原电池反应中的正、负极判断金属的活动性,一般情况下金属的活动性:负极正极。X、Y相连时,外电路电流从Y流向X,Y为正极,所以活动性:XY;X、M相连时,M为正极,所以活动性:XM;Y、N相连时,Y上有气泡逸出,氢离子在此极得电子生成氢气,为正极,所以活动性:NY;M、N相连时,M的质量减少,所以活动性:MN,综合上述可得活动性:XMNY, B项正确。答案:B9.如图所示,X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板增重,b极板有无色无味的气体放出。下列符合这一现象的一组物质是选项a极板b极板X电极Z溶液装置图
4、A锌石墨负极CuSO4溶液B石墨石墨负极NaOH溶液C银铁正极AgNO3溶液D铜石墨负极CuCl2溶液解析:a极质量增加,必定是金属在a极析出,a极一定是阴极。B项Z溶液为NaOH溶液,无金属析出,不符合题意;又因为b极有无色无味气体生成,只能是O2,而D项电解CuCl2溶液时,阳极逸出的是Cl2,不符合题意;在A、C两项中,根据电极名称,X应当作电源的负极,C项不符合题意,A项符合题意。答案:A10.一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,向其中一极通入CO气体,另一极通入O2和CO2的混合气体,其总反应为2CO+O22CO2。则下列说法中
5、正确的是A.通入CO的一极是电池的正极B.负极发生的电极反应是O2+2CO2+4e-2CC.负极发生的电极反应是CO+C-2e-2CO2D.正极发生氧化反应解析:根据题意知通入CO的一极为电源的负极,CO失去电子转变为CO2,负极发生氧化反应,故A、B、D三项均错误,C项正确。答案:C11.某兴趣小组设计如图微型实验装置。实验时,先断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表A指针偏转。下列说法正确的是A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为2H+2Cl-Cl2+H2B.断开K2、闭合K1时,石墨电极附近溶液变红C.断开K1、闭合K2时,铜电极上的电极
6、反应为Cl2+2e-2Cl-D.断开K1、闭合K2时,石墨电极作正极解析:本题考查原电池及电解池的工作原理。断开K2、闭合K1时,装置为电解池,两极均有气泡产生,则总反应为2Cl-+2H2OH2+2OH-+Cl2,石墨为阳极,铜为阴极,因此石墨电极处产生Cl2,在铜电极处产生H2,铜电极附近产生OH-,溶液变红,故A、B两项均错误;断开K1、闭合K2时,装置为原电池,铜电极上的电极反应为H2-2e-+2OH-2H2O,其为负极,而石墨上的电极反应为Cl2+2e-2Cl-,其为正极,故C项错误,D项正确。答案:D12.用惰性电极电解下列物质的水溶液,一段时间后(温度不变),再加入一定质量的另一种
7、物质(括号内物质),溶液能恢复到与电解前的溶液完全一样的是A.CuCl2(CuO)B.NaOH(Na2O)C.NaCl(NaCl)D.H2SO4(H2O)解析:分别电解CuCl2、NaOH、NaCl、H2SO4的水溶液,要恢复到与电解前溶液完全一样,需加入的物质分别是CuCl2、H2O、HCl、H2O,故D项正确。答案:D13.如图所示,a、b两电极材料分别为铁棒和铜棒,则下列说法中不正确的是A.该装置可以构成原电池,也可构成电解池B.a极可能发生反应:Cu2+2e-CuC.b电极质量可能增加D.该过程可能有大量气体产生解析:若装置为原电池,则a、b两电极的反应式分别为Fe-2e-Fe2+、C
8、u2+2e-Cu,b极质量增加;若装置为电解池,且a为阴极时,a、b两电极的反应式分别为Cu2+2e-Cu、Cu-2e-Cu2+,D项错误。答案:D14.用Pt电极电解含有物质的量均为0.1 mol的Cu2+和X3+的溶液,阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)关系如图,则离子的氧化性强弱排列正确的是A.Cu2+X3+H+B.H+X3+Cu2+C.X3+H+Cu2+D.Cu2+H+X3+解析:由图像可知,溶液中通过电子的物质的量为0.2 mol时,得到的沉淀最多,而且通过的电子继续增加时,沉淀的质量不再增加,Cu2+在水溶液中一定是先于H+而得电子的,溶液中共有0
9、.1 mol Cu2+,恰好得到0.2 mol电子,说明继续通入电子时,X3+没有得电子,阴极得电子的离子为H+。D项正确。答案:D15.100 mL某溶液中含有的离子浓度如下表:离子Cu2+Al3+H+Cl-Sc(molL-1)1125a用石墨作电极电解该溶液,并收集两极附近所产生的气体,一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下的体积相同(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)。则下列叙述中正确的是A.反应中共转移0.9 mol电子B.铝元素以Al(OH)3的形式存在C.阴极质量增加3.2 gD.a=2解析:用惰性电极电解该溶液,根据离子的放电顺序可知第一阶段由Cu2+、Cl
10、-放电,阴极生成0.1 mol Cu(析出Cu 6.4 g),阳极生成0.1 mol Cl2,转移电子0.2 mol;第二阶段由H+、Cl-放电,阴极生成0.15 mol H2,阳极0.15 mol Cl2,转移电子0.3 mol;第三阶段:由H+、OH-放电,实际上就是电解水,阴极生成0.2 mol H2,阳极生成0.1 mol O2,转移电子0.4 mol;故共转移电子0.9 mol。上述三个过程完全电解后,消耗的H+比OH-多0.3 mol,除去原来溶液中的0.2 mol H+,溶液中应产生0.1 mol H+用于电解,故电解后有0.1 mol OH-生成,而Al3+为0.1 mol,所
11、以铝元素以Al3+和Al(OH)3形式存在。根据溶液中电荷守恒可知:2c(Cu2+)+3c(Al3+)+c(H+)=c(Cl-)+2c(S),所以c(S)=1 molL-1 ,即a=1。A项正确。答案:A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.(10分)某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水,探究过程如下。实验1如图装置所示,电源接通后,与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生;与电池正极相连的铜丝由粗变细。电解开始30 s内,阳极附近出现白色浑浊,然后开始出现砖红色浑浊,此时测定溶液的pH约为10。随着沉淀量的逐渐增加,砖红色沉淀慢慢聚集在试管底部,溶液始终未出现蓝
12、色。实验2将实验1中试管底部的砖红色沉淀取出,分装在两支小试管中,其后的操作和现象如下:序号操作现象滴入稀硝酸溶液沉淀溶解,有无色气泡产生,最终得到蓝色溶液滴入稀硫酸溶液砖红色沉淀转变为紫红色不溶物,溶液呈现蓝色阅读资料得知常见铜的化合物的颜色如下:物质颜色物质颜色氯化铜固体呈棕色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色氢氧化亚铜(不稳定)橙黄色碱式氯化铜绿色氢氧化铜蓝色氧化亚铜砖红色氯化亚铜白色请回答下列问题:(1)铜的常见正化合价为、,最终试管底部砖红色沉淀的化学式为。(2)阴极上发生的电极反应为;阳极上开始时发生的电极反应为。(3)写出实验2中操作、的离子方程式:;。答案:(1)+1;+2;Cu2O
13、(各1分)(2)2H+2e-H2(或2H2O+2e-H2+2OH-)(1分);2Cu+2Cl-2e-2CuCl(2分)(3)3Cu2O+14H+2N6Cu2+2NO+7H2O;Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O(各2分)17.(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。如图是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:(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
14、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)18.(8分)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。(1)下列为铝材表面处理的一种方法:碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的。a.NH3b.CO2c.
15、NaOHd.HNO3以铝材为阳极,在H2SO4溶液中进行电解,铝材表面会形成氧化膜,则阳极的电极反应式为。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是。答案:(1)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2;b2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+(2)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+的浓度恒定(每空2分)19.(9分)从H+、Na+、Ag+、Cl-、S、N中,选出适当的离子组成电解质(每种离子只能选用一次),用惰性电极对该电解质溶液进行电解。(1)若阴极放出氢气,阳极放出氧气,且电解后溶液的pH保持不变,则所选用的电解质的化学式是,阳极的电极反应式为。(2)若
16、阴极析出金属,阳极放出氧气,则所选用的电解质的化学式是,阴极的电极反应式为。(3)若阴极放出氢气,阳极放出氯气,则所选用的电解质的化学式是,总反应的化学方程式为。答案:(1)Na2SO4(1分);4OH-4e-O2+2H2O(2分)(2)AgNO3(1分);Ag+e-Ag(2分)(3)HCl(1分);2HClH2+Cl2(2分)20.(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
17、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,可制得高容量的镍氢电池。电池总反应为:NiO(OH)+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
18、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)21.(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
19、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)
