2024-2025學年高中化學第四章電化學基礎(chǔ)綜合訓練含解析新人教版選修4

PAGE14-第四章電化學基礎(chǔ)綜合訓練1.如圖所示,把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞溶液的表面皿中,先視察到酚酞變紅現(xiàn)象的區(qū)域分別是(

)A.I和III

B.I和IV

C.II和III

D.II和IV2.有a、b、c、d四個金屬電極,有關(guān)的試驗裝置及部分試驗現(xiàn)象如下:由此可推斷這四種金屬的活動性依次是(

)試驗裝置部分試驗現(xiàn)象a極質(zhì)量減小,b極質(zhì)量增大b極有氣體產(chǎn)生,c極無改變d極溶解,c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極A.a>b>c>d

B.b>c>d>a

C.d>a>b>c

D.a>b>d>c3.全釩電池以惰性材料作電極,在電解質(zhì)溶液中發(fā)生的總反應(yīng)如下:VO2+(黃色)+H2O+V3+(紫色)=VO2+(黃色)+V2+(綠色)+2H+下列說法中正確的是(

)A.當電池放電時,VO2+被氧化

B.放電時,負極反應(yīng)式為VO2++2H++e-=VO2++H2O

C.充電時,陽極旁邊溶液由綠色漸漸變?yōu)樽仙?/p>

D.放電過程中,正極旁邊溶液的pH變大4.某同學用如圖所示的裝置在浸有(鐵氰化鉀)溶液(淺黃色)的濾紙上可寫出藍色的字“奇妙的化學”。已知(藍色沉淀),下列說法正確的是()A.鐵片上發(fā)生氧化反應(yīng)B.b是直流電源的負極C.陽極反應(yīng)為D.“電筆”筆尖材料是鐵,電極反應(yīng)式為5.可以利用微生物電池除去廢水中的乙酸鈉和對氯酚(),其原理如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是(

)A.B極是負極

B.質(zhì)子從A極移向B極

C.B極的電極反應(yīng)式為CH3COO--8e-+4H2O=2+9H+

D.處理后的廢水pH降低6.—種生物電化學方法脫除水體中NH4+的原理如圖所示:下列說法中正確的是(

)A.裝置工作時,化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

B.裝置工作時,a極四周溶液pH降低

C.裝置內(nèi)工作溫度越高,NH4+脫除率肯定越大

D.電極b上發(fā)生的反應(yīng)之一是2NO3--2e-=N2+3O27.一種碳納米管能夠吸附氫氣,用這種材料制備的二次電池原理如下圖所示,該電池的電解質(zhì)為6KOH溶液,下列說法中正確()A.放電時移向負極

B.放電時電池負極的電極反應(yīng)為

C.放電時電池正極的電極反應(yīng)為

D.該電池充電時將碳電極與電源的正極相連8.微生物燃料電池在凈化廢水的同時能獲得能源或得到有價值的化學產(chǎn)品,圖甲為廢水中濃度與去除率的關(guān)系,圖乙為其工作原理。下列說法不正確的是(

)A.M為負極,有機物在M極被氧化

B.電池工作時,N極旁邊溶液pH增大

C.處理1mol時有6molH+從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移

D.離子濃度較大時,可能會造成還原菌失活9.用如圖1所示裝置進行試驗,若圖2中橫坐標表示流入電極的電子的物質(zhì)的量。下列敘述不正確的是()A.E表示反應(yīng)生成Cu的物質(zhì)的量

B.E表示反應(yīng)消耗的物質(zhì)的量

C.F表示反應(yīng)生成的物質(zhì)的量

D.F表示反應(yīng)生成的物質(zhì)的量10.埋在地下的鋼管道可以用如圖所示方法進行電化學愛護。下列說法正確的是()A.該方法是將化學能轉(zhuǎn)化成了電能B.該方法中鋼管道作負極C.該方法稱為“外加電流的陰極愛護法”D.鎂塊上發(fā)生的電極反應(yīng)為11.電滲析法是指在外加電場作用下,利用陰離子交換膜和陽離子交換膜的選擇透過性,使部分別子透過離子交換膜而遷移到另一部分水中,從而使一部分水淡化而另一部分水濃縮的過程如下是利用電滲析法從海水中獲得淡水的原理圖,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等離子,電極為石墨電極。下列有關(guān)描述錯誤的是(

)A.陽離子交換膜是A,不是B

B.剛通電時陽極上的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2

C.陰極可以運用鐵絲網(wǎng)增加導電性

D.陰極區(qū)的現(xiàn)象是電極上產(chǎn)生無色氣體,溶液中出現(xiàn)少量白色沉淀12.工業(yè)上常用鐵和石墨作電極電解溶液制備,詳細流程如下:下列說法錯誤的是()A.電解時,石墨為陽極B.陽極的電極反應(yīng)式為C.每生成11.2L(標準狀況下)B,有0.5個通過陽離子交換膜從陽極室進入陰極室D.熔融時發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為13.電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。

1.電解食鹽水是氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)。目前比較先進的方法是陽離子交換膜法,電解示意圖如圖所示,圖中的陽離子交換膜只允許陽離子通過,請回答以下問題:

①圖中極要連接電源的__________(填“正”或“負”)極。②精制飽和食鹽水從圖中__________位置補充,氫氧化鈉溶液從圖中__________位置流出。(選填“”、“”、“”、“”、“”或“”)③電解總反應(yīng)的離子方程式是__________。2.電解法處理含氮氧化物廢氣,可回收硝酸,具有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。試驗室模擬電解法汲取的裝置如圖所示(圖中電極均為石墨電極)。若用氣體進行模擬電解法汲取試驗。

①寫出電解時發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)__________。②若有標準狀況下2.24被汲取,通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的為__________。3.為了減緩鋼制品的腐蝕,可以在鋼制品的表面鍍鋁。電解液采納一種非水體系的室溫熔融鹽,由有機陽離子、和組成。①鋼制品應(yīng)接電源的__________極。②己知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應(yīng),陰極電極反應(yīng)式為__________。③若改用水溶液作電解液,則陰極電極反應(yīng)式為__________。

14.金屬鉻和氫氣在工業(yè)上都有重要的用途。已知:鉻能與稀硫酸反應(yīng),生成氫氣和硫酸亞鉻()。1.銅和鉻構(gòu)成的原電池裝置如圖1所示,其中盛有稀硫酸的燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象為____________________________。鹽橋中裝的是瓊脂-飽和KCl溶液,下列關(guān)于該原電池的說法正確的是____________(填序號)A.鹽橋的作用是使整個裝置構(gòu)成通路并保持溶液呈電中性,凡是有鹽橋的原電池,鹽橋中均可以盛裝瓊脂-飽和KCl溶液B.理論上1molCr溶解,鹽橋中將有2mol進入左燒杯中,2mol進入右燒杯中C.在原電池反應(yīng)中得電子發(fā)生氧化反應(yīng)D.電子從鉻極通過導線到銅極,又通過鹽橋轉(zhuǎn)移到左燒杯中2.銅和鉻構(gòu)成的另一原電池裝置如圖2所示,銅電極上不再有圖1裝置中銅電極上出現(xiàn)的現(xiàn)象,鉻電極上產(chǎn)生大量氣泡,且氣體遇空氣呈紅棕色。寫出該原電池正極的電極反應(yīng)式:________________________________________。15.如圖1是甲醇燃料電池工作的示意圖,其中A、B、D均為石墨電極,C為銅電極。1.該電池工作一段時間后,斷開K,此時C電極質(zhì)量減小3.2g。(1)甲中負極的電極反應(yīng)式為_____________________________________。(2)此時乙中溶液中各離子濃度由大到小的依次是___________________________________。2.連接K,接著電解一段時間,當A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同時,斷開K。(1)此時乙中A極析出的氣體在標準狀態(tài)下的體積為___________________________。(2)該過程中丙中溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量的改變關(guān)系如圖2所示,則圖中曲線②表示的是______(填離子符號)的改變;此時要使丙中溶液中金屬陽離子恰好完全沉淀,須要__________mL5.0溶液。16.各種各樣電池的獨創(chuàng)是化學對人類的一項重大貢獻。請回答下列問題:1.我同南海海疆寬闊,在較遠的島礁建一些燈塔等設(shè)備以示主權(quán)必不行少,除利用太陽能供應(yīng)電能外,有科學家設(shè)計了一種利用深海泥中微生物分解產(chǎn)生的甲烷或深?？扇急髂茉?利用空氣、海水及優(yōu)化多孔石墨作電極的新型電池來解決供電問題。如圖1為該電池的工作原理示意圖。①該電池負極的電極反應(yīng)方程式為_____________________________________。②理論上,電池正極消耗33.6L(標準狀況下)時供應(yīng)的電量可電解海水產(chǎn)生的質(zhì)量為___________________________。2.科學家獨創(chuàng)的一種光化學電池可充分利用南海太陽能,其結(jié)構(gòu)如圖2所示,電池總反應(yīng)為①的遷移方向為___________________(填”正極→負極”或”負極→正極”)。②正極的電極反應(yīng)式為_________________________________。③若用該電池為手機充電,該手機電池容量為3200mA,2小時能將電池充溢,則理論上消耗AgCl的質(zhì)量為__________________(保留一位小數(shù))g(已知:1庫侖約為電子所帶的電量)。

答案以及解析1.答案：B解析：圖中左側(cè)裝置為原電池,Zn為負極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+,Fe為正極,電極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-=4OH-,Fe電極旁邊c(OH-)不斷增大,所以區(qū)域I先全紅;右側(cè)裝置為電解池,Fe為陽極,電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,Zn為陰極,電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2,H+在陰極不斷被還原,則Zn電極旁邊c(OH-)不斷增大,所以區(qū)域IV先變紅2.答案：C解析：a、b、溶液形成的原電池中,a極質(zhì)量減小,b極質(zhì)量增加,則a極為負極,b極為正極,金屬的活動性依次:a>b;b、c無接觸置于稀硫酸中,b極有氣體產(chǎn)生,c極無改變,金屬的活動性依次:b>c;c、d、稀硫酸形成的原電池中,d極溶解,所以d極是負極,c極有氣體產(chǎn)生,所以c極是正極,金屬的活動性依次:d>c;a、d、稀硫酸形成的原電池中,電流從a極經(jīng)外電路流向d極,則a極為正極,d極為負極,金屬的活動性依次:d>a。綜上所述,這四種金屬的活動性依次為d>a>b>c。3.答案：D解析：當電池放電時,VO2+→VO2+,V元素的化合價由+5變?yōu)?4,VO2+被還原,故A錯誤;放電時,負極上V2+失電子生成V3+,負極反應(yīng)式為V2+-e-=V3+,故B錯誤;充電時,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),VO2+→VO2+,陽極旁邊溶液由藍色漸漸變?yōu)辄S色,故C錯誤;放電過程中,正極反應(yīng)式為VO2++2H++e-=VO2++H2O,正極旁邊溶液的pH變大,故D正確4.答案：D解析：由題給信息可知,該裝置為電解池,陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),陰極上發(fā)生還原反應(yīng),又因“電筆”劃過的地方有藍色的字出現(xiàn),表明劃過的地方有生成,則“電筆”筆尖材料是鐵,作陽極發(fā)生氧化反應(yīng),故b為正極,a為負極,鐵片上發(fā)生還原反應(yīng),A、B、C項錯誤,D項正確。5.答案：B解析：A極上C6H5OCl變?yōu)镃6H5OH和Cl-,發(fā)生還原反應(yīng),B極上CH3COO-變?yōu)?發(fā)生氧化反應(yīng),即A極為正極,B極為負極,A項正確;質(zhì)子應(yīng)當由B極移向A極,B項錯誤;B極的電極反應(yīng)式為CH3COO--8e-+4H2O=2+9H+、C項正確;正極的電極反應(yīng)式為C6H5OCl+2e-+H+=C6H5OH+Cl-,總反應(yīng)式為CH3COO-+4C6H5OCl+4H2O=2+4C6H5OH+4Cl-+5H+,所以反應(yīng)過程中H+的量增加,溶液酸性增加,D項正確。6.答案：B解析：該裝置是把電能轉(zhuǎn)化為化學能,故A錯誤;a極為陽極,電極反應(yīng)式為:NH4++2H2O-6e-=NO2-+8H+,NH4++3H2O-8e-=NO3-+10H+,所以a極四周溶液的pH降低,故B正確;該裝置中的反應(yīng)是在細菌生物作用下進行的,所以溫度過高,會導致細菌死亡,NH4+脫除率減小,故C錯誤;電極b上的反應(yīng)式為2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O、2NO2-+8H++6e-=N2+4H2O,故D錯誤。7.答案：C解析：原電池中,移向正極,A項錯誤;放電時,依據(jù)用電器上的電子流向推斷,碳電極作負極,電極反應(yīng)為,B項錯誤;放電時,正極上NiO(OH)得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成,C項正確;放電時碳電極為負極,發(fā)少氧化反應(yīng),則充電時碳電極發(fā)生還原反應(yīng),作陰極,與電源的負極相連,D項錯誤。8.答案：C解析：依據(jù)電子移動方向,可知N為正極,氧氣和在N極被還原,M為負極,有機物在M極被氧化,A正確;由圖中信息可知,電池工作時,N極上消耗H+生成水和Cr(OH)3,氫離子濃度減小,故N極旁邊溶液pH增大,B正確;處理1mol須要6mol電子,但是同時也會有肯定量的氧氣得到電子,故從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移的H+物質(zhì)的量大于6mol,C錯誤;由圖甲可知,濃度較大時,去除率幾乎為0,可能是因為有強氧化性,使還原菌失活,D正確。9.答案：C解析：該電解池中陽極、陰極的反應(yīng)式分別為:陽極:陰極:總反應(yīng)式:從圖2中所給的圖像看,每轉(zhuǎn)移4mol,改變?yōu)?mol,F改變?yōu)?mol,因此E可表示生成Cu或消耗水或生成的物質(zhì)的量,F可表示生成的物質(zhì)的量。10.答案：A解析：由圖可知,該方法利用的是原電池原理,原電池工作過程中將化學能轉(zhuǎn)化成了電能,A項正確;依據(jù)圖可知,該金屬防護措施采納的是犧牲陽極的陰極愛護法,鋼管道作正極,B、C項錯誤;鎂塊作負極,電極反應(yīng)式為,D項錯誤。11.答案：A解析：A項,溶液中的Cl-移向陽極放電生成Cl2,為使Cl-通過,A為陰離子交換膜,錯誤;B項,Cl-在OH-前放電,正確;C項,陰極的電極不參與反應(yīng),且鐵的導電實力強,正確;D項,陰極產(chǎn)生的OH-與Ca2+、Mg2+反應(yīng)生成白色沉淀,正確12.答案：C解析：由轉(zhuǎn)化成發(fā)生的是氧化反應(yīng),應(yīng)發(fā)生在電解池的陽極,故電解時石墨為陽極,陽極反應(yīng)式為,A、B項正確;陰極反應(yīng)為通過陽離子交換膜從陽極室進入陰極室,得到KOH,D為KOH,B為,生成0.5mol時,有1mol生成,則從陽極室進入陰極室的為1mol,C項錯誤;熔融時的反應(yīng)物為KOH、、,生成物為和,其反應(yīng)方程式為,D項正確。13.答案：1.①正②③

2.①②0.1

3.①負②③解析：14.答案：1.銅電極上有氣泡生成;B2.解析：1.依據(jù)題中信息可知在圖1裝置中,鉻失去電子生成,氫離子在銅電極上得到電子生成氫氣。雙液原電池中鹽橋中通常盛裝的是瓊脂-飽和氯化鉀溶液,但若某溶液中的溶質(zhì)是硝酸銀,則鹽橋中應(yīng)改裝瓊脂-飽和硝酸鉀溶液,防止生成的氯化銀沉淀堵塞鹽橋使離子移動不暢。由電子守恒可知,1molCr溶解轉(zhuǎn)移2mol電子,左燒杯中增加2mol正電荷,右燒杯中削減2mol正電荷,鹽橋中將有2mol進入左燒杯中,2mol進入右燒杯中。在原電池反應(yīng)中氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。電子只在導線中移動,電解質(zhì)溶液中是離子的移動。2.由試驗現(xiàn)象可知,在圖2裝置中鉻電極作正極,硝酸根離子在鉻電極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO。15.答案：1.(1)(2)2.(1)2.24L(2);280解析：1.(1)甲醇燃料電池是原電池,甲醇在負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為。(2)100mL1的溶液中含有0.1mol,0.1mol,電解溶液時,陰極反應(yīng)式為,陽極反應(yīng)式為,C極有3.2g(0.05mol)Cu,陽極反應(yīng)式為,C極有3.2g(0.05mol)Cu溶解時轉(zhuǎn)移電子0.1mol,A極(陽極)有0.1mol生成,B極(陰極)有0.05molCu生成,剩余0.05mol,該過程中的物質(zhì)的量沒有改變,溶液中還存在水的電離平衡,所以離子濃度大小依次為。2.(1)工作一段時間后,斷開K,此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同,分析電極反應(yīng)可知,B為陰極,電解過程中先在B極放電,放電完畢后,在B極放電,設(shè)生成氣體的物質(zhì)的量為x,已知溶液中物質(zhì)的量為0.1mol,則有:0.1mol0.2mol