2020高中化学 第四章 电化学基础水平测试课件 新人教版选修4

答案本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题，共42分)一、选择题(本题包括14个小题，每小题仅有一个选项符合题意，每小题3分，共42分)1．2015年贺岁银质纪念币为中华人民共和国法定货币，面额3元。很多纪念金币材料为钢芯镀金，根据你所掌握的电镀原理，你认为制作这种金纪念币时，钢芯应作()A．正极B．负极C．阳极D．阴极答案D解析解析电镀时，待镀金属制品作阴极，镀层金属作阳极，在钢芯上镀金，故钢芯应作阴极。答案2．下列反应可以设计成原电池的是()①CaO＋H2O===Ca(OH)2②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑③2H2O===2H2↑＋O2↑④NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3⑤Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2⑥Fe＋2FeCl3===3FeCl2A．①②④⑤⑥B．②③⑤⑥C．②⑤⑥D．全部答案C解析解析能设计成原电池的反应要满足两点：反应能自发进行；反应是氧化还原反应。①④是非氧化还原反应，③不能自发进行，②⑤⑥满足以上两点要求。故正确答案为C。3．用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()答案A．电子通过盐桥从乙池流向甲池B．用铜导线替换盐桥，原电池仍继续工作C．开始时，银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同答案D解析解析根据原电池工作原理，电子由负极(Cu)沿导线流向正极(Ag)，盐桥中的阴阳离子分别向两极移动，使电解质溶液呈电中性；正极(Ag)反应式为Ag＋＋e－===Ag，负极(Cu)反应式为Cu－2e－===Cu2＋；总反应式为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，与将Cu片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应相同。答案4．相同材质的铁在如图中各情形下最不易被腐蚀的是()答案C解析解析在A、B、D中铁都作原电池的负极，加快了腐蚀，而在C中表面上的铜镀层，对铁起到了保护作用。5．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则()答案A．电流方向：电极Ⅳ→A→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu答案A解析解析首先根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池，产生电流对右边硫酸铜溶液进行电解(相当于精炼铜)。电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，所以电流方向：电极Ⅳ→A→电极Ⅰ(电流方向与电子流动方向相反)，A正确；电极Ⅰ上铝失电子发生氧化反应，B错误；电极Ⅱ上有铜析出，C错误；电极Ⅲ和Ⅳ构成电解池，其中的电极Ⅲ为阳极，电极反应：Cu－2e－===Cu2＋，D错误。答案6．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是()答案C解析解析电解NaCl溶液时，2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，显然加H2O不能恢复到电解前的状态，应通入适量HCl气体；电解CuSO4溶液时，SO2－4物质的量没变，加CuSO4溶液也不能复原；电解H2SO4实质是电解水，再加入适量水，可使H2SO4溶液复原；Ag作阳极、Fe作阴极电解AgNO3溶液，实质是Fe镀银，AgNO3溶液浓度不变，不需加AgNO3晶体。7．结合下图判断，下列叙述正确的是[Fe2＋与K3Fe(CN)6反应产生蓝色沉淀]()答案A．Ⅰ是验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应式均是Fe－2e－===Fe2＋C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应式均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀答案A解析解析金属的活泼性：ZnFeCu，故Ⅰ中锌作负极，铁作正极，电解质溶液呈中性，锌发生吸氧腐蚀，铁被保护，负极反应式是Zn－2e－===Zn2＋，属于牺牲阳极的阴极保护法，A正确；Ⅱ中铁作负极，电解质溶液呈酸性，铁发生析氢腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，因为Ⅰ中铁被保护，溶液中无Fe2＋，故加入少量K3Fe(CN)6溶液，无蓝色沉淀产生，B、C、D错误。8．将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是()答案A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C．片刻后甲池中c(SO2－4)增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色答案A解析解析A项K闭合后，Zn作原电池的负极，Cu作原电池的正极，Cu电极上发生还原反应；B项电子流向是负极到正极，但a→b这一环节是在溶液中，是离子导电，电子并没沿此路径流动；C项中盐桥中的Cl－移向甲池而不是SO2－4，故SO2－4浓度基本保持不变；D选项中滤纸a点是阴极，H＋放电，OH－增多，显碱性，滤纸a点变红色。9．Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为2Cu＋H2O=====电解Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是()答案A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成答案A解析解析石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A项正确；由电解总反应可知，Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B项错误；阳极与电源的正极相连，C项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D项错误。10.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是()答案A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－―→H2↑B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体答案B解析解析K1闭合时，装置为原电池，Fe为负极，反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C为正极，电极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故石墨棒周围溶液pH升高，A错误，B正确；K2闭合时，装置为电解池，Fe为阴极被保护，属于外加电流的阴极保护法，C错误；电解饱和食盐水时，当电路中通过0.002mol电子时，阴、阳极分别产生0.001mol的H2和Cl2，D错误。答案11．“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，也可看作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答案D解析解析放电时，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M＋H2O＋e－===OH－＋MH，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；总反应过程中无H2O消耗，故B错误。12．铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强。控制一定的条件，用如图所示的电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜。下列有关叙述正确的是()答案A．阴极上有金属铝生成B．电极A为石墨，电极B为金属铝C．OH－在电极A上放电，有氧气生成D．阳极的电极反应式为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋答案D解析解析电解液为硫酸溶液，阴极上H＋放电，故阴极产物为氢气，A项错误；Al→Al2O3，发生氧化反应，故电源正极连接的是金属铝，即电极A为金属铝，电极B为石墨，B项错误；电极A上Al发生氧化反应，C项错误，D项正确。答案13．不久前，某海军航空站安装了一台250kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应为2H2＋2CO2－3－4e－===2H2O＋2CO2，则下列推断中正确的是()A．正极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2OB．该电池的电极没有参加反应C．电池供应1mol水蒸气，转移的电子数为4molD．O2从正极通入，发生氧化反应答案B解析解析由总反应式减去负极反应式得正极反应式O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3，A项错误；燃料电池电极本身不参加反应，B项正确；由总反应式可知，电池供应1mol水蒸气，转移的电子数为2mol，C项错误；该电池为氢氧燃料电池，负极是H2发生氧化反应，正极是O2发生还原反应，D项错误。14.用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()答案A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2OC．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O答案D解析解析由题意可知，废水中含有CN－、Cl－，溶液呈碱性，阳极产生ClO－，所以电解池中阳极应该是Cl－失电子，阳极不是活性电极，A正确；由题意可知阳极是Cl－失电子生成ClO－，又在碱性环境下，所以电极反应式为Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，B正确；阴极是H2O得电子发生还原反应，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C正确；因为是碱性环境，所以在反应物中不可能出现H＋，正确的离子方程式为5ClO－＋2CN－＋H2O===5Cl－＋2CO2↑＋N2↑＋2OH－，D错误。第Ⅱ卷(非选择题，共58分)二、非选择题(本题包括4个小题，共58分)15．(13分)依据氧化还原反应2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：答案(1)电极X的材料是________，电解质溶液Y是________溶液。(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为_________________。X电极上发生的电极反应为____________________。(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。答案(1)CuAgNO3(2)正Ag＋＋e－===AgCu－2e－===Cu2＋(3)CuAg解析解析该原电池的电池总反应为2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，由此可知X极是铜，作负极，银作正极，Y应是AgNO3溶液。电子从电池的负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。16．(15分)某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C三组实验(如上图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是______________；②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为_______________________；③实验B所用的水要经过________处理；植物油的作用是____________；④实验C中碱石灰的作用是____________________________________。(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是____________________，该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。答案答案(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)②O2＋2H2O＋4e－===4OH－③煮沸隔绝空气(或防止氧气与铁接触)④吸收水蒸