2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：章末综合检测4 11页

章末综合检测 ‎ ‎(90分钟，100分)‎ 一、选择题(本题包括18个小题，每小题3分，共54分)‎ ‎1．下列过程需要通电后才可以发生或进行的是(　　)‎ ‎①电离　②电泳　③电解　④电镀　⑤电化学腐蚀 A．①② B．②③④‎ C．②③④⑤ D．全部 解析：电解质溶于水即可发生电离，不需要通电；电化学腐蚀的实质是发生原电池反应，是化学能转变为电能的自发反应，也不需要通电。‎ 答案：B ‎2．下列叙述中，正确的是(　　)‎ ‎①电解池是将化学能转变成电能的装置 ‎②原电池是将电能转变成化学能的装置 ‎③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化 ‎④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现 ‎⑤电镀过程相当于金属的“迁移”，可视为物理变化 A．①②③④ B．③④ ‎ C．③④⑤ D．④‎ 解析：①、②正好相反了，③、④正确，⑤中电镀是特殊形式的电解，仍然是化学变化。‎ 答案：B ‎3．用石墨棒作电极，电解下列物质的水溶液，实质上与电解水一致的是(　　)‎ A．NaOH B．NaCl C．CuSO4 D．CuCl2‎ 解析：B项中电解NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2。C项中电解CuSO4溶液生成Cu、O2、H2SO4。D项中电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2。‎ 答案：A ‎4．某同学为了使反应2HCl＋2Ag===2AgCl＋H2↑能进行，设计了如下所示的四个实验方案，你认为可行的方案是(　　)‎ 解析：由题意知，以盐酸作电解质溶液，Ag作阳极，设计成电解池可实现该反应。‎ 答案：C ‎5．选用下列试剂和电极：稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、Fe、Cu、Zn，组成右图所示的原电池装置(只有两个电极)，观察到电流计Ⓖ的指针均明显转偏，则其可能的组合共有(　　)‎ A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 解析：电极的组合有三种：Fe—Cu、Zn—Fe、Zn—Cu，三种组合都能与两种电解质溶液发生自发的氧化还原反应，选D。‎ 答案：D ‎6．(2014·三明一中高二期中)在铁制品上镀上一定厚度的铜层，以下电镀方案中正确的是(　　)‎ A．铜作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Fe2＋‎ B．铜作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Cu2＋‎ C．铜作阴极，铁制品作阳极，溶液中含Fe3＋‎ D．铜作阳极，铁制品作阴极，溶液中含Cu2＋‎ 解析：在铁上镀铜，则要求铜在阳极，铁在阴极，电解质溶液含Cu2＋，D项符合题意。‎ 答案：D ‎7．下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是(　　)‎ A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2‎ B．NaOH、CuSO4、H2SO4‎ C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2‎ D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2‎ 解析：本题考查电解规律，电解能够生成H2和O2的物质类型是强碱、含氧酸、活泼金属含氧酸盐，C项符合题意。‎ 答案：C ‎8．(2014·高考Ⅱ卷)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是(　　)‎ A．a为电池的正极 B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放电时，a极锂的化合价发生变化 D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移 解析：本题考查电化学知识，意在考查考生对知识的理解能力、判断能力以及电极反应式的书写能力。根据原电池中金属性较强的材料作负极，可知b为电池的负极，则a为电池的正极，A项正确；电池的充电反应为电解池原理，B项正确；放电时，a作电池的正极，Mn元素化合价发生变化，Li元素化合价不变，C项错误；放电时，阳离子移向电池的正极，D项正确。‎ 答案：C 点评：本题易错点是不能正确地确定正负极。判断负极方法：①金属性较强的材料作负极；②电子流出的是负极(或电流流入的是负极)；③发生氧化反应的是负极(即化合价升高的)。‎ ‎9．(2014·江苏盟校二联)“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。其供电原理是：白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给天宫一号，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。镍氢电池放电时的总反应原理为：MH＋NiOOH―→M＋Ni(OH)2(M为氢化物电极的储氢金属，也可看做H2直接参加反应)。下列说法正确的是(　　)‎ A．充电时阴极区电解质溶液pH降低 B．在使用过程中此电池要不断补充水 C．放电时NiOOH在电极上发生氧化反应 D．充电时阳极反应为：Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O 解析：主要考查原电池原理和电解池原理。放电时，Ni元素化合价降低，发生还原反应，故C错误。充电时，阴极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应为：Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，阴极区电解质溶液pH升高，故A错误，D正确。正反应过程中无H2O消耗，故B错误。‎ 答案：D ‎10．(2014·广东粤西北九校联考)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．氯碱工业上电解的是熔融的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．下图中电子由Zn极移向Cu极，盐桥中的Cl－移向CuSO4溶液 解析：‎ 电镀时镀件应该作阴极，A项错误；氯碱工业上电解的是饱和NaCl溶液，B项错误；盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，D项错误。‎ 答案：C ‎11．如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是(　　)‎ A．锌片是负极 ‎ B．两个铜片上都发生氧化反应 ‎ C．石墨是阴极 ‎ D．两个番茄都形成原电池 ‎ 解析：左侧Cu、Zn与番茄汁构成原电池，锌片是负极，发生氧化反应，铜片是正极，发生还原反应，A项正确、B项错误；右侧为电解池，Cu为阴极，石墨为阳极，C、D项错误。‎ 答案：A ‎12．用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法中正确的是(　　)‎ A．燃料电池工作时，正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出 C．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出 D．a、b两极均是石墨时，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等 解析：酸性燃料电池工作时，正极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，A错误；a极是铁，b极是铜时，a极上铁发生氧化反应逐渐溶解，b极上Cu2＋发生还原反应有铜析出，B错误；a极是粗铜，b极是纯铜时，a极上发生氧化反应，粗铜溶解，b极上Cu2＋发生还原反应，有铜析出，C正确；a、b两极均是石墨时，根据电子守恒，a极上产生的O2与电池中消耗的H2的体积比为1∶2，D错误。‎ 答案：C ‎13．(2014·临沂质检)‎ 某原电池装置如图所示，盐桥中装有用饱和氯化钾溶液浸泡过的琼脂。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 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；太阳能电池是太阳能转化为电能的装置，原电池是化学能转化为电能的装置，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，所以盐桥不能用导线代替，D项错误。‎ 答案：A ‎14．如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是(　　)‎ A．Fe是负极，C是正极 B．负极反应式：Fe－3e－===Fe3＋‎ C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液 D．电流由石墨电极流向Fe电极 解析：负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，B不正确；阴离子移向负极(左池)，C项正确；电流由正极流向负极，D项正确。‎ 答案：B ‎15．(2014·高考天津卷)已知：锂离子电池的总反应为：LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2‎ 锂硫电池的总反应为：2Li＋SLi2S 有关上述两种电池说法正确的是(　　)‎ A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 解析：本题考查电化学反应原理，意在考查考生的理解能力和分析判断的能力。锂离子电池放电时Li＋(阳离子)向正极迁移，A项错误；锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，发生氧化反应，则充电时，锂电极发生还原反应，B项正确；比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，二者的比能量不同，C项错误；题中装置是锂硫电池给锂离子电池充电，D项错误。‎ 答案：B ‎16．以铁为阳极、铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解，一段时间后得到2 mol Fe(OH)3沉淀，此时消耗水的物质的量共为(　　)‎ A．2 mol C．4 mol B．3 moI D．5 moI 解析：阳极：Fe－－2e－＋2OH－===Fe(OH)2‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 电池总反应式为：‎ Fe＋2H2OH2↑＋Fe(OH)2‎ ‎ 4 mol 2 mol ‎4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3‎ ‎2 mol 1 mol 2 mol 所以生成2 mol Fe(OH)3共需水5 mol。‎ 答案：D ‎17．生物燃料电池是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转化率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。已知C1极的电极反应为C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．C1极为电池负极，C2极为电池正极 B．C2极的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．该生物燃料电池的总反应方程式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O D．电子由C2极经外电路流向C1极 解析：根据原电池的反应原理，通入乙醇的电极发生氧化反应，是原电池的负极，通入氧气的电极发生还原反应，是原电池的正极，该燃料电池的总反应方程式是C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，则选项A、B、C均正确。电子流动的方向是从C1极经外电路流向C2‎ 极，选项D不正确。‎ 答案：D ‎18．实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：‎ 负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4‎ 正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 今欲制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是(　　)‎ A．0.025 mol B．0.050 mol C．0.100 mol D．0.200 mol 解析：要求消耗H2SO4的量，需首先找出铅蓄电池的总反应。将上述两个电极反应合并可得：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。而在制取Cl2时，每生成1 mol Cl2，电子转移2 mol，现需要转移电子0.050 mol×2＝0.100 mol。由铅蓄电池总反应可知，每转移0.100 mol电子，将消耗0.100 mol H2SO4。‎ 答案：C 二、非选择题(本题包括5个小题。共46分)‎ ‎19．(10分)请按要求回答下列问题。‎ ‎(1)根据上图回答①②：‎ ‎①打开K2，闭合K1。‎ A电极可观察到的现象是_____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ B极的电极反应式为_________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②打开K1，闭合K2。‎ A电极可观察到的现象是____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ B极的电极反应式为________________________________________________________。‎ ‎(2)根据下图回答③④：‎ ‎③将较纯净的CuSO4溶液放入上图所示的装置中进行电解，石墨电极上的电极反应式为________________________________________________________________________，‎ 电解反应的离子方程式为____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎④实验完成后，铜电极增重a g，石墨电极产生标准状况下的气体体积________L。‎ 解析：(1)①此时为原电池，锌为负极，不断溶解，B极为正极，反应为Cu2＋＋2e－===Cu。②此时为电解池，A极为阴极，反应为Cu2＋＋2e－===Cu，故A极上镀上一层红色的铜，B极为阳极，反应为Cu－2e－===Cu2＋。‎ ‎(2)此时为惰性电极电解CuSO4溶液，石墨极上反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应的离子方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋，V(O2)＝××22.4 L＝ L。‎ 答案：(1)①锌不断溶解　Cu2＋＋2e－===Cu ‎②电极表面有红色固体附着　Cu－2e－===Cu2＋‎ ‎(2)③4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ ‎2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋‎ ‎④ ‎20．(12分)Li－SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4－SOCl2，电池的总反应可表示为：‎ ‎4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为________。‎ ‎(2)电池正极发生的电极反应为________。‎ ‎(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________，反应的化学方程式是____________________________。‎ ‎(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________。‎ 解析：(1)、(2)电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应。(3)由NaOH和SOCl2反应的产物为Na2SO3、NaCl可知，SOCl2与水反应生成H2SO3‎ 和HCl。(4)由于电池材料易与水、O2反应。‎ 答案：(1)锂　Li－e－===Li＋‎ ‎(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2‎ ‎(3)出现白雾，有刺激性气体生成　SOCl2＋H2O===2HCl↑＋SO2↑‎ ‎(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应 ‎21．(2014·郑州质检一)(8分)重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬酸钾(K2CrO4)为原料，采用电化学法制备重铬酸钾(K2Cr2O7)。制备装置如图所示(阳离子交换膜只允许阳离子透过)：‎ 制备原理：2CrO(黄色)＋2H＋Cr2O(橙色)＋H2O。‎ ‎(1)通电后阳极室产生的现象为_______________________________________________；‎ 其电极反应式是____________________________________________________________。‎ ‎(2)该制备过程总反应的离子方程式可表示为4CrO＋4H2O通电,2Cr2O＋4OH－＋2H2↑＋O2↑，若实验开始时在右室中加入38.8 g K2CrO4，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3∶2，则溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物质的量之比为________；此时电路中转移电子的物质的量为________。‎ 解析：本题考查电化学知识。难度较大。‎ ‎(1)阳极发生氧化反应，溶液中氢氧根离子失去电子生成氧气和水。(2)直接设两物质的物质的量分别为x、y，则钾原子的物质的量为2x＋2y，铬原子物质的量为x＋2y，依据两原子个数比为3∶2，可求出两物质的物质的量之比为2∶1；根据铬酸钾的质量可求出铬原子总物质的量为0.2 mol，又t min后两物质的物质的量之比为2∶1，则铬酸钾为0.1 mol，重铬酸钾为0.05 mol，根据化学方程式可知，生成0.05 mol的重铬酸钾的反应中转移电子为0.05×2 mol。‎ 答案：(1)阳极产生无色气体，溶液由黄色逐渐变为橙色　4OH－－4e－O2↑＋2H2O(或2H2O－4e－O2↑＋4H＋)‎ ‎(2)2∶1　0.1 mol ‎22．(2014·石家庄质检)‎ ‎(10分)某课外活动小组用如图所示装置进行实验，请回答下列问题：‎ ‎(1)若开始实验时开关K与a连接，则B极的电极反应式为_________________________。‎ ‎(2)若开始实验时开关K与b连接，则下列说法正确的是________(填序号)。‎ ‎①溶液中Na＋向A极移动 ‎②从A极逸出的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝 ‎③反应一段时间后向电解液中加适量盐酸可使其恢复到电解前的浓度 ‎(3)该小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如下图所示装置电解K2SO4溶液。‎ ‎①该电解槽的阳极反应式为__________________________________________________，‎ 通过阴离子交换膜的离子数________(填“>”“<”或“＝”)通过阳离子交换膜的离子数；‎ ‎②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为________；‎ ‎③电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为________。‎ 解析：(1)开关K与a连接时，是原电池装置，B极是负极，电极反应式为：Fe－2e－Fe2＋。(2)若K与b连接，是电解池装置，且A是阳极，B是阴极；阳离子向阴极移动；阳极是Cl－失电子生成Cl2，它能使湿润的淀粉KI试纸变蓝；阴极产生H2，故由阴、阳两极逸出的气体可知要使电解液恢复到电解前的浓度需通入HCl气体而非加入盐酸。(3)由图示加入物质可知，阳极是OH－失e－，阴极是H＋得e－，据电荷守恒，则通过阳离子交换膜的K＋数大于通过阴离子交换膜的SO数，故应填“<”。电解后生成的硫酸和KOH溶液的浓度均比原来的大，则bc，又因为碱溶液pH大于酸溶液pH，则：b