高三化学二轮单元评估(九)电化学基础

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单元评估(九)　电 化 学 基 础(时间50分钟，满分100分)一、单项选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分)1．(上海高考)茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向．航标灯的电源必须长效、稳定．我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池．在这种电池中                                                        (　　)①铝合金是阳极　　         ②铝合金是负极③海水是电解液　　         ④铝合金电极发生还原反应A．②③　　　　　　　　　B．②④C．①②                  D．①④解析：电池电极只称为正、负极，故①错．其中活泼的一极为负极，即为铝合金，②对．电极在海水中，故海水为电解质溶液，③对．铝合金为负极，则发生氧化反应，故④错．答案：A2．下列关于铜电极的叙述正确的是                                      (　　)A．铜锌原电池中铜电极上发生氧化反应B．电解饱和食盐水制烧碱时，用铜作阳极C．电解法精炼铜时，粗铜连接电源的正极D．电镀铜和精炼铜时，均用纯铜作阴极解析：铜锌原电池中铜电极为正极，发生还原反应；电解饱和食盐水制烧碱时，阳极为石墨；电解法精炼铜时，粗铜作阳极被氧化，纯铜作阴极，故C正确；电镀铜时，铜作阳极被氧化．答案：C4．如图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发生a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出．符合这一情况的是                             (　　)  A极板B极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析：a极板质量增加，必定是金属在a极析出．a极一定是阴极，则X一定为电源的负极，所以C选项电源电极名称错，B选项Z溶液为NaOH溶液，电解时无金属析出，被排除．又因为b极有无色无臭气体放出，该气体只能是O2，而D选项电解CuCl2溶液，阳极产生的气体是黄绿色的有刺激性气味的Cl2，D选项被排除. 答案：A5．金属镍有广泛应用．粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋)             (　　)A．阳极发生还原反应，其主要电极反应式：Ni2＋＋2e－===NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋D．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt 　解析：电解精炼镍的化学原理与电解精炼铜相同，电解时将粗镍作阳极．由已知的氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋可推测金属单质还原性Zn>Fe>Ni>Cu>Pt，电解时阳极上Ni和杂质Zn、Fe失电子，发生氧化反应，金属溶解进入溶液，Cu和Pt不能失电子而形成阳极泥在阳极附近沉积．在阴极上只有Ni2＋得电子析出金属镍，在通过相同电量时，阴阳两极反应的元素不完全相同，所以两极质量的变化值不等．电解时的电解液为含Ni2＋的盐溶液，电解过程中Ni2＋浓度略有减少，所以溶液中仍含有大量的Ni2＋.答案：D 6．如图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是                     (　　)解析：电子流出的一极是电源的负极，电解饱和的氯化钠溶液时，阳极产生Cl2，能使碘化钾淀粉溶液变蓝；阴极产生H2，阴极区显碱性，能使酚酞变红．答案：D二、双项选择题(本题包括2小题，每小题6分，共12分)7．如图所示，下列叙述正确的是                                        (　　)A．Y为阴极，发生还原反应B．X为正极，发生氧化反应C．Y与滤纸接触处有氢气生成D．X与滤纸接触处变红解析：考查原电池、电解池的反应原理．根据图示的装置可以得出左侧的装置为原电池，右侧的装置为电解池．根据原电池的构成规律：Zn为负极，Cu为正极；由图示连接情况可知X为阳极发生氧化反应，Y为阴极发生还原反应，电极反应分别为Cu2＋－2e－===Cu2＋、2H＋＋2e－===H2↑.因为在Y电极附近H＋的浓度减小，将使H2OH＋＋OH－平衡向右移动，移动的结果是c(OH－)＞c(H＋)，溶液显碱性，所以溶液附近电极变红色．A、C选项正确．答案：AC8．有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池．该电池中反应的化学方程式：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，则关于此燃料电池的下列说法正确的是(一个电子所带电量为1.6×10－19 C)                                     (　　)A．通入甲烷的电极为电池的正极，通入氧气的电极为负极B．在标准状况下，每消耗5.6 L O2，可向外提供9.6×104 C的电量C．通入甲烷电极的电极反应为：CH4＋10OH――8e－===CO＋7H2OD．放电一段时间后，溶液pH升高解析：在燃料电池中，可燃物是还原剂，发生氧化反应，在电池中作负极，所以A错．从原电池的总反应式看在反应中由于生成的CO2消耗了溶液中的OH－，使得溶液pH值降低，所以D错．消耗5.6 L O2即0.25 mol O2，转移1 mol电子，可向外提供6.02×1023×1.6×10－19C＝9.6×104C的电量，所以B正确．答案：BC三、非选择题(本题包括4小题，共64分)9．(15分)将铝件与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝件与电解液的接触面上逐渐形成一层Al(OH)3薄膜，薄膜的某些部分存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al(OH)3分解，从而在铝件表面形成一层较厚的氧化膜．某校课外兴趣小组根据上述原理，以铝件和铁棒为电极，一定浓度的NaHCO3溶液为电解液进行实验．(1)铝件表面形成Al(OH)3的电极反应式是：________________________________________________________________________________________________________.(2)电解过程中，必须使电解液pH保持相对稳定(不能太大，也不能太小)的原因是______________________________________________________________________.答案：(1)Al－3e－＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑(或Al－3e－===Al3＋；Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑)(2)Al(OH)3、Al2O3具有两性，电解液的酸性或碱性过强，都会使所形成的Al2O3薄膜溶解10．(17分)由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀．若用如图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀．两极材料分别为石墨和铁．　(1)a电极材料为______________，其电极反应式为________________________．(2)电解液d可以是__________，则白色沉淀在电极上生成；也可以是__________，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成．A．纯水　　　　　　　　B．NaCl溶液C．NaOH溶液          D．CuCl2溶液(3)液体c为苯，其作用是__________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是________．A．改用稀硫酸作电解液B．适当增大电源电压C．适当缩小两电极间距离D．适当降低电解液温度(5)若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为____________________________．解析：制备Fe(OH)2的关键是防止O2对实验的干扰，加液体覆盖层，对电解液加热处理的目的都是为了排除O2的干扰．答案：(1)Fe　Fe－2e－===Fe2＋(2)C　B(3)隔绝空气，防止Fe(OH)2被氧气氧化　加热一段时间除去溶液中溶解的氧气(4)BC(5)白色沉淀立即变为灰绿色，最终变为红褐色11．(15分)(海南高考)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_____________________________________，反应的化学方程式为_____________________________________________________ _______________________________________________________________________；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂．(1)负极材料为Li(还原剂)，电极反应为Li－e－=== Li＋.(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl2＋ 4 e－=== 4Cl－＋ S ＋ SO2.(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl，所以SOCl2与水反应的现象应该为出现白雾和有刺激性气体生成．(4)因为构成电池的两个主要成分中Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应．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===SO2↑＋2HCl↑(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应12．(17分)利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一．某研究小组设计了如图所示的循环系统实现光分解水制氢．反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I2和Fe2＋等可循环使用． (1)写出下列反应中的离子方程式：  电解池A：___________________________________________________________；电解池B：___________________________________________________________；光催化反应池：________________________________________________________.(2)若电解池A中生成3.36 L H2(标准状况)，电解池B中生成Fe2＋的物质的量为________．(3)若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a  mol/L和b mol/L，光催化反应生成Fe3＋的速率为c mol/min，循环系统中溶液的流量为Q(流量为单位时间内流过的溶液体积)．试用所给字母的代数式表示溶液的流量Q＝________.解析：(1)2H＋＋2I－H2↑＋I2　4Fe3＋＋2H2OO2↑＋4H＋＋4Fe2＋　2Fe2＋＋I22Fe3＋＋2I－(2)n(H2)＝＝0.150 mol；电子的物质的量为n(e－)＝2n(H2)＝2×0.150 mol＝0.300 mol.因为电解池A、B是串联电解池，电路中转移的电子数目相等．所以，n(Fe2＋)＝n(e－)＝0.300 mol.(3)根据化学反应2Fe2＋＋I22Fe3＋＋2I－；光催化反应生成I－的速率v(I－)＝v(Fe3＋)＝c mol/min电解池A中消耗I－的速率应等于光催化反应池中生成I－的速率a mol/L×Q－b mol/L×Q＝c mol/min，故Q＝ L/min.答案：(1)2H＋＋2I－H2↑＋I2　4Fe3＋＋2H2OO2↑＋4H＋＋4Fe2＋　2Fe2＋＋I22Fe3＋＋2I－(2)0.300 mol　(3) L/min