第4章單元綜合檢測及解析(時間：90分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括16小題，每小題3分，共48分)1番茄汁顯酸性，在番茄上平行地插入銅片和鋅片可以形成原電池。以下敘述正確的是()A銅片上發(fā)生氧化反應B鋅片為正極，銅片為負極C鋅片為陰極，銅片為陽極D番茄汁起電解質(zhì)溶液的作用解析：Zn、Cu和番茄汁(酸性)形成的原電池，其中鋅片作負極，發(fā)生氧化反應，銅片作正極，發(fā)生還原反應，番茄汁起電解質(zhì)溶液的作用。答案：D2銅制品上的鋁質(zhì)鉚釘，在潮濕的空氣中易腐蝕的主要原因可描述為()A形成原電池，鋁作負極B形成原電池，銅作負極C形成原電池時，電流由鋁流向銅D鋁質(zhì)鉚釘發(fā)生了化學腐蝕解析：電化學腐蝕與化學腐蝕的本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生原電池反應。金屬鋁發(fā)生的是電化學腐蝕，鋁比銅活潑，故金屬鋁是負極；電流的流動方向與電子的流動方向恰好相反，應是由銅流向鋁。答案：A3雙選題用惰性電極電解足量的下列溶液，一段時間后，加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)(中括號內(nèi))，溶液能與原來溶液完全一樣的是()ACuCl2CuSO4BNaOHH2OCNaClHClDCuSO4Cu(OH)2解析：用惰性電極電解下列物質(zhì)溶液時陰、陽兩極產(chǎn)生的物質(zhì)：選項陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物復原時加入的物質(zhì)ACl2CuCuCl2BO2H2H2OCCl2H2通入HCl氣體DO2CuCuO答案：BC4雙選題為了避免青銅器生成銅綠，以下方法正確的是()A將青銅器放在銀質(zhì)托盤上B將青銅器保存在干燥的環(huán)境中C將青銅器保存在潮濕的空氣中D在青銅器的表面覆蓋一層防滲透的高分子膜解析：Cu比Ag活潑，形成的原電池中Cu作負極，A不正確；將青銅器放在潮濕的空氣中，在表面形成原電池，Cu被腐蝕，C不正確。答案：BD5鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反應為：2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2。以下說法正確的是()A負極發(fā)生的反應為：Fe2e=Fe2B正極發(fā)生的反應為：2H2OO22e=4OHC原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的裝置D鋼柱在水下部分比在水面處更容易腐蝕解析：從電池反應式可知，F(xiàn)e失電子轉(zhuǎn)變成Fe2，F(xiàn)e為負極，A項對；正極反應式為2H2OO24e=4OH，B項錯；原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，C項錯；水面的O2濃度較水下濃度高，水面處的金屬更易被腐蝕，D項錯。答案：A6(2012安徽師大附中模擬)利用生活中常見的材料可以進行很多科學實驗，甚至制作出一些有實際應用價值的裝置來，如圖就是一個用廢舊材料制作的可用于驅(qū)動玩具的電池的示意圖。該電池工作時，有關(guān)說法正確的是()A鋁罐將逐漸被腐蝕B炭粒和炭棒上發(fā)生的反應為O24e=2O2C炭棒應與玩具電機的負極相連D該電池工作一段時間后炭棒和炭粒的質(zhì)量會減輕解析：該電池的反應原理是4Al3O2=2Al2O3，所以Al作電源負極，與玩具電極的負極相連，逐漸被腐蝕，A項正確，C、D項錯誤；B項中正確的反應式為O22H2O4e=4OH。答案：A7若在鐵片上鍍鋅，以下敘述中錯誤的是()A可把鐵片與電源的正極相連B電解質(zhì)必須用含有鋅離子的可溶性鹽C鋅極發(fā)生氧化反應D鐵極的電極反應式為Zn22e=Zn解析：電鍍的實質(zhì)就是以非惰性電極為陽極的一種特殊的電解。電鍍時一般以鍍層金屬為電解池的陽極，鍍件為陰極，含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液為電鍍液。電鍍過程中鍍層金屬發(fā)生氧化反應成為離子溶入電解液，其離子則在待鍍件上發(fā)生還原反應而析出，且電解質(zhì)溶液濃度一般不變。故而本題只有A項不正確。答案：A8下列裝置中，都伴隨有能量變化，其中是由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿氖?)解析：A項，電解水生成H2和O2，是將電能轉(zhuǎn)化為化學能；B項，水力發(fā)電是將機械能轉(zhuǎn)化為電能；C項，太陽能熱水器是將光能轉(zhuǎn)化為熱能；D項，干電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能。答案：D9現(xiàn)將氯化鋁溶液蒸干灼燒并熔融后用鉑電極進行電解，下列有關(guān)電極產(chǎn)物的判斷正確的是()A陰極產(chǎn)物是氫氣B陽極產(chǎn)物是氧氣C陰極產(chǎn)物是鋁和氧氣D陽極產(chǎn)物只有氯氣解析：將AlCl3溶液蒸干得Al(OH)3，灼燒時Al(OH)3分解生成Al2O3，電解熔融Al2O3時，陽極反應為6O212e=3O2，陰極反應為4Al312e=4Al，總反應式為2Al2O3(熔融)4Al3O2。答案：B10串聯(lián)電路中的四個電解池分別裝有0.1 molL1的下列溶液，用鉑電極電解，連接直流電源一段時間后，溶液的pH變小的是()A鹽酸 BNaClCAgNO3DKNO3解析：對于電解鹽酸溶液，相當于電解HCl，鹽酸溶液濃度降低，H濃度降低，pH增大。電解NaCl溶液時H在陰極上放電，陰極附近OH濃度增大；陽極上Cl放電，陽極區(qū)域H、OH濃度基本不變，因而電解后整個溶液pH會變大。電解AgNO3溶液時，陰極Ag放電；陽極是OH放電，陽極區(qū)域H濃度變大，溶液pH會顯著變小(相當于生成稀HNO3)。電解KNO3的實質(zhì)是電解水，pH不變。答案：C11右圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液(呈酸性)，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是()A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應式是：Fe2e=Fe2Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕解析：a、b中生鐵發(fā)生電化學腐蝕，碳作正極，鐵作負極；a中NaCl溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，O2被消耗，試管內(nèi)氣體壓強降低，b試管中盛裝NH4Cl溶液，酸性較強，發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生H2，試管內(nèi)氣體壓強增大，故紅墨水柱兩邊的液面應左高右低。答案：B12若某電能與化學能的轉(zhuǎn)化裝置(電解池或原電池)中發(fā)生的總反應的離子方程式是Cu2H=Cu2H2，則下列關(guān)于該裝置的有關(guān)說法中正確的是()A該裝置可能是原電池，也可能是電解池B該裝置只能是原電池，且電解質(zhì)溶液為硝酸C該裝置只能是電解池，且金屬銅為該電解池的陽極D該裝置只能是原電池，電解質(zhì)溶液不可能是鹽酸解析：原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。由題給總方程式知，Cu失電子，H得電子。如果是原電池，Cu是負極，它的金屬活動性排在氫之后，不可能，所以只能是電解池。答案：C13將兩支惰性電極插入CuSO4溶液中，通電電解，當有1103 mol的OH放電時，溶液顯淺藍色，則下列敘述正確的是()A陽極上析出11.2 mL O2(標準狀況)B陰極上析出32 mg CuC陰極上析出11.2 mL H2(標準狀況)D陽極和陰極質(zhì)量都無變化解析：用惰性電極電解CuSO4溶液時，電極反應為，陰極：2Cu24e=2Cu，陽極：4OH4e=O22H2O。當有1103 mol的OH放電時，生成標準狀況下的O2為5.6 mL，此時轉(zhuǎn)移電子為1103 mol，則在陰極上析出Cu 32103 g。答案：B14雙選題用石墨作電極電解AlCl3溶液時，如圖所示電解質(zhì)溶液變化的曲線合理的是(不考慮Cl2溶解)()解析：陽極放電順序：ClOH；陰極放電順序：HAl3，因此電解AlCl3溶液實質(zhì)是電解溶質(zhì)和溶劑，電解方程式為：2AlCl36H2O2Al(OH)33Cl23H2。電解前，由于Al3水解，溶液呈酸性，pH7；隨著電解的進行，c(H)減小，pH升高，但生成的Al(OH)3是難溶性物質(zhì)，故溶液pH不可能大于7。電解過程中，Al(OH)3沉淀量逐漸增加，AlCl3完全電解后，沉淀的量保持不變。答案：AD15(2011廣東高考)某小組為研究電化學原理，設計如圖裝置。下列敘述不正確的是()Aa 和 b 不連接時，鐵片上會有金屬銅析出Ba 和 b 用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為：Cu22e=CuC無論 a 和 b 是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色逐漸變成淺綠色Da 和 b 分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時，Cu2向銅電極移動解析：本題考查電化學，意在考查考生對原電池、電解池的電極反應、現(xiàn)象和電極反應式的書寫等的掌握情況。a、b不連接，未形成原電池，Cu2與Fe在接觸面上直接反應，A項正確；a、b用導線連接，銅片作正極，Cu2在該電極上得電子，B項正確；a、b連接與否，溶液中的Cu2均得電子發(fā)生還原反應生成Cu，F(xiàn)e均失電子發(fā)生氧化反應生成Fe2，故溶液均從藍色逐漸變成淺綠色，C項正確；a與電源正極相連時，Cu片作陽極，Cu2向Fe電極移動，D項錯誤。答案：D16金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，用電解法制備高純度的鎳，(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2)。下列敘述中正確的是()A陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式：Ni22e=NiB電解過程中，陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量相等C電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2和Zn2D電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt 解析：本題為課本中“電解精煉銅”的遷移應用。A項，陽極應發(fā)生氧化反應。C項，溶液中的陽離子主要為Ni2，根據(jù)金屬原子的還原性和金屬陽離子的氧化順序，陽極反應為Zn2e=Zn2，F(xiàn)e2e=Fe2，Ni2e=Ni2，Cu、Pt在該條件下不失電子，陰極反應為Ni22e=Ni，F(xiàn)e2、Zn2在該條件下不得電子。比較兩電極反應，因Zn、Fe、Ni的相對原子質(zhì)量不等，當兩極通過相同的電量時，陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不等。答案：D二、非選擇題(本題包括6小題，共52分)17(8分)鎂、鋁、鐵是重要的金屬，在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。(1)鎂與稀硫酸反應的離子方程式為_。(2)鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應的化學方程式為_。(3)在潮濕的空氣里，鋼鐵表面有一層水膜，很容易發(fā)生電化學腐蝕。其中正極的電極反應式為_。(4)在海洋工程上，通常用鋁合金(AlZnCd)保護海底鋼鐵設施，其原理如圖所示：其中負極發(fā)生的電極反應為：_；解析：(3)屬于鋼鐵的吸氧腐蝕；(4)屬于犧牲陽極的陰極保護法。答案：(1)Mg2H=Mg2H2(2)2AlFe2O3Al2O32Fe(3)2H2OO24e=4OH(4)Al3e=Al318(8分)一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣。回答下列問題：(1)這種電池放電時發(fā)生的化學方程式是_。(2)此電池的正極發(fā)生的電極反應式是_；負極發(fā)生的電極反應式是_。(3)電解液中的H向_極移動；向外電路釋放電子的電極是_。解析：甲醇燃料電池實質(zhì)就是利用CH3OH燃料在氧氣中反應來提供電能。CH3OH作負極，發(fā)生氧化反應，電極反應為2CH3OH2H2O12e=2CO212H；氧氣在正極反應：3O212H12e=6H2O，兩反應相加得總反應式。在電池中，負極釋放電子傳到正極上，故H向正極移動。甲醇反應產(chǎn)物為CO2和H2O，對環(huán)境無污染。答案：(1)2CH3OH3O2=2CO24H2O(2)3O212H12e=6H2O2CH3OH2H2O12e=2CO212H(3)正負極19(10分)右圖中是電解氯化鈉溶液(含酚酞)的裝置。有毒氣體收集的裝置省略沒有畫出，兩電極均是惰性電極。(1)a電極的名稱_。(2)電解過程中觀察到的現(xiàn)象_。(3)確定N出口的氣體最簡單的方法是_。(4)電解的總反應離子方程式為_。(5)若將b電極換成鐵作電極，寫出在電解過程中U形管底部出現(xiàn)的現(xiàn)象_。解析：根據(jù)電子的流向，可以判斷a極的名稱，a極連接的是直流電源電子流出的一極，為負極，因此，a極是電解池的陰極；那么b極為陽極，產(chǎn)物為Cl2，檢驗Cl2的方法是用濕潤的淀粉碘化鉀試紙；當將b極改為鐵電極時，鐵失去電子變成陽離子進入溶液，與陰極產(chǎn)生的OH結(jié)合生成Fe(OH)2沉淀，然后沉淀轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3。答案：(1)陰極(2)兩極均有氣泡產(chǎn)生；a極區(qū)溶液變成紅色；b極液面上氣體變?yōu)辄S綠色；b極區(qū)溶液變?yōu)闇\黃綠色(3)用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗，若變藍，則是Cl2(4)2Cl2H2OCl2H22OH(5)底部有白色沉淀產(chǎn)生，很快變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色20(6分)某課外活動小組準備用如圖所示的裝置進行實驗。現(xiàn)有甲、乙兩位同學分別選擇了如下電極材料和電解質(zhì)溶液：A電極B電極X溶液甲CuZnH2SO4乙PtPtCuCl2(1)甲同學在實驗中將電鍵K5閉合，Zn電極上的電極反應式為_。(2)乙同學準備進行電解CuCl2溶液的實驗，則電解時的總反應方程式為_；實驗時應閉合的電鍵組合是_。(從下列五項中選擇所有可能組合)AK1和K2BK1和K3CK1和K4DK2和K3EK2和K4解析：(1)甲同學在實驗中將電鍵K5閉合，裝置為原電池，較活潑的Zn為原電池負極，電極反應式為Zn2e=Zn2。(2)乙同學用惰性電極電解CuCl2溶液，電解時的總反應方程式為：CuCl2CuCl2，實驗時應閉合K1和K4或K2和K3。答案：(1)Zn2e=Zn2(2)CuCl2CuCl2C、D21(10分)某學生利用右面實驗裝置探究鹽橋式原電池的工作原理(Cu元素的相對原子質(zhì)量為64)。按照實驗步驟依次回答下列問題：(1)導線中電子流向為_(用a、b表示)。(2)寫出裝置中鋅電極上的電極反應式：_；(3)若裝置中銅電極的質(zhì)量增加0.64 g，則導線中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_；(不許用“NA”表示)(4)裝置中鹽橋中除添加瓊脂外，還要添加KCl的飽和溶液，電池工作時，對鹽橋中的K、Cl的移動方向的表述正確的是_。A鹽橋中的K向左側(cè)燒杯移動、Cl向右側(cè)燒杯移動B鹽橋中的K向右側(cè)燒杯移動、Cl向左側(cè)燒杯移動C鹽橋中的K、Cl都向左側(cè)燒杯移