第四章过关检测 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题 意) 1.下列说法正确的是()。 A.原电池中，负极上发生的反应是还原反应 B.原电池中，电流的方向是负极→导线→正极 C.原电池中的盐桥是为了连通电路，所以也可以用金属导线代替 D在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极 答案D 解析：原电池中，负极上发生的反应是氧化反应，A项错误：电流的方向是正极→导 线→负极，B项错误，双液原电池中的盐桥是为了连通电路，但不能用金属代替，C 项错误：电解质溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，D项正确。 2.下列有关叙述正确的是()。 A.碱性锌锰电池中，MnO2是催化剂 B.锌银纽扣电池工作时，Ag2O被还原为Ag C.放电时，铅蓄电池中H2SO4浓度不断增大 D.电镀时，待镀的金属制品表面发生氧化反应 答案B 解析：由碱性锌锰电池的总反应Zn+2MnO2+2H2C一2MnO(OH)十Zn(OH)2可知， 正极MnO2得电子被还原，A项错误；锌银纽扣电池由Zn粉（作负极）、Ag2O(作正 极)和KOH溶液构成，电池工作时的反应原理为Zn+Ag2O+H2C一Zn(OH2+2Ag 电池工作过程中，正极上Ag2O得电子发生还原反应，生成Ag,B项正确：铅蓄电池 放电时，发生的反应是PbO2+Pb+2H2SO.一2PbSO4+2H2O,SO4不断被消耗，浓 度不断减小，C项错误：电镀时，待镀的金属制品作阴极，在阴极上发生还原反应，D 项错误。 3.化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的 是()。 A.电解饱和食盐水时，阳极的电极反应为2CI-2e一Ch↑ B.酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为2H2O+O2+4e一4OH C.粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应为Cu-2e'一Cu2+ D.钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe-3e一Fe3 答案：A 解析：电解饱和食盐水阳极的电极反应为2C2e一Ch↑，A项正确；酸性氢氧燃料 电池的正极反应式为O2+4H+4'一2H20,B项不正确：粗铜精炼时粗铜接电源正
第四章过关检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题共 15 小题,每小题 3 分,共 45 分。每小题只有一个选项符合题 意) 1.下列说法正确的是( )。 A.原电池中,负极上发生的反应是还原反应 B.原电池中,电流的方向是负极 导线 正极 C.原电池中的盐桥是为了连通电路,所以也可以用金属导线代替 D.在原电池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极 答案:D 解析:原电池中,负极上发生的反应是氧化反应,A 项错误;电流的方向是正极 导 线 负极,B 项错误;双液原电池中的盐桥是为了连通电路,但不能用金属代替,C 项错误;电解质溶液中的阳离子移向正极,阴离子移向负极,D 项正确。 2.下列有关叙述正确的是( )。 A.碱性锌锰电池中,MnO2 是催化剂 B.锌银纽扣电池工作时,Ag2O 被还原为 Ag C.放电时,铅蓄电池中 H2SO4 浓度不断增大 D.电镀时,待镀的金属制品表面发生氧化反应 答案:B 解析:由碱性锌锰电池的总反应 Zn+2MnO2+2H2O 2MnO(OH)+Zn(OH)2可知, 正极 MnO2 得电子被还原,A 项错误;锌银纽扣电池由 Zn 粉(作负极)、Ag2O(作正 极)和 KOH 溶液构成,电池工作时的反应原理为 Zn+Ag2O+H2O Zn(OH)2+2Ag, 电池工作过程中,正极上 Ag2O 得电子发生还原反应,生成 Ag,B 项正确;铅蓄电池 放电时,发生的反应是 PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,H2SO4不断被消耗,浓 度不断减小,C 项错误;电镀时,待镀的金属制品作阴极,在阴极上发生还原反应,D 项错误。 3.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的 是( )。 A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为 2Cl- -2e- Cl2↑ B.酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为 2H2O+O2+4e- 4OHC.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为 Cu-2e- Cu2+ D.钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极被氧化:Fe-3e- Fe3+ 答案:A 解析:电解饱和食盐水阳极的电极反应为 2Cl- -2e- Cl2↑,A 项正确;酸性氢氧燃料 电池的正极反应式为 O2+4H++4e- 2H2O,B 项不正确;粗铜精炼时粗铜接电源正
极，C项不正确：钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式为O2+2H20+4一4OH,负极反 应式为Fe-2e一Fe2+,D项不正确。 4.下列有关电化学装置完全正确的是( 石墨 Fe FeSO,溶液 海水 A.铁片镀锌 B.模拟吸氧腐蚀 Cu Fe门石圈 ZnS0,溶液 NaCl溶液 C.锌铜原电池 D.电解法制氯气 答案B 解析：A项，铁片镀锌时铁作阴极，锌作阳极，电解质溶液应为含Z+的溶液，B项，吸 氧腐蚀的电解质溶液为极弱的酸性、中性或碱性：C项，锌铜原电池中电解质溶液 不能为ZnSO4溶液，可以是CuSO4溶液或稀硫酸等；D项，电解食盐水制氯气时阳 极应为惰性电极。 5.实验发现，25℃时，在FeC1l3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3+立即被还原成Fe2+。 某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法 正确的是()。 A FcCl3+KSCN ZnSO4溶液 酸性溶液 A.该原电池的正极反应是Zn-2e一Zn2+ B.左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去 C.该电池铂电极上立即有气泡出现 D.该电池总反应为3Zn+2Fe3一2Fe+3Zn2+ 答案B 解析：该电池的总反应为Zn+2Fe3+一2Fe2+Zn2+,所以左侧烧杯中Pt为正极，电极 反应为Fe3+e一Fe2+,右侧烧杯中Zn为负极，电极反应为Zn-2e'一Zn2+;由于左 侧烧杯中的F3+被还原为F2+,所以左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去
极,C 项不正确;钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH- ,负极反 应式为 Fe-2e- Fe2+,D 项不正确。 4.下列有关电化学装置完全正确的是( )。 答案:B 解析:A 项,铁片镀锌时铁作阴极,锌作阳极,电解质溶液应为含 Zn2+的溶液;B 项,吸 氧腐蚀的电解质溶液为极弱的酸性、中性或碱性;C 项,锌铜原电池中电解质溶液 不能为 ZnSO4 溶液,可以是 CuSO4溶液或稀硫酸等;D 项,电解食盐水制氯气时阳 极应为惰性电极。 5.实验发现,25 ℃时,在 FeCl3 酸性溶液中加少量锌粒后,Fe3+立即被还原成 Fe2+。 某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法 正确的是( )。 A.该原电池的正极反应是 Zn-2e- Zn2+ B.左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去 C.该电池铂电极上立即有气泡出现 D.该电池总反应为 3Zn+2Fe3+ 2Fe+3Zn2+ 答案:B 解析:该电池的总反应为 Zn+2Fe3+ 2Fe2++Zn2+ ,所以左侧烧杯中 Pt 为正极,电极 反应为 Fe3++e- Fe2+ ,右侧烧杯中 Zn 为负极,电极反应为 Zn-2e- Zn2+;由于左 侧烧杯中的 Fe3+被还原为 Fe2+ ,所以左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去
6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， 下列说法正确的是( )e A C Cu 石墨 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 答案：A 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。 7.观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )o A 直流电源 铜片 待 CuSo 铁制品 CuCl 溶液 溶液 电解CuCl,溶液装置 电镀铜实验装置 ① ② ⊕ 氢 a 氧 H,O H OH 水 精制 包和门A” 电解液 NaCl 阳离子交换膜日，O含少 溶液 量NaO田 氢氧燃料电池示意图 离子交换膜法电解原理示意图 ③ ④ A.装置①中阳极上析出红色固体 B.装置②的待镀铁制品应与电源正极相连 C.装置③闭合开关后，外电路电子由a极流向b极 D装置④的阳离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过 答案：C 解析：装置①中阳极反应为2C-2e一C2↑，A项错误；装置②中待镀铁制品应作阴 极，与电源负极相连，B项错误；装置③中极是原电池的负极，H2失电子，电子经导
6.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, 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 答案:A 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。 7.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是( )。 A.装置①中阳极上析出红色固体 B.装置②的待镀铁制品应与电源正极相连 C.装置③闭合开关后,外电路电子由 a 极流向 b 极 D.装置④的阳离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过 答案:C 解析:装置①中阳极反应为 2Cl- -2e- Cl2↑,A 项错误;装置②中待镀铁制品应作阴 极,与电源负极相连,B 项错误;装置③中 a 极是原电池的负极,H2 失电子,电子经导
线流向b极，C项正确：装置④中的阳离子交换膜不允许阴离子自由通过D项错 误。 8.下列叙述中正确的是()。 A.纯锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液，可使反应加快 B.甲醇和氧气以及KOH溶液构成的新型燃料电池中，其负极上发生的反应为 CH3OH+60H+6e-CO2+5H20 C.在铁件上镀铜时，金属铜作阴极 D.电解精炼铜时，电解质溶液中铜离子浓度保持不变 答案：A 解析：锌置换出少量铜后形成锌铜原电池，使反应加快，A项正确；负极上应发生失 去电子的氧化反应，并且CO2在碱性环境中要生成C0?,B项错误；电镀池中，镀层 金属作阳极，C项错误；电解精炼铜时，溶液中铜离子浓度降低，D项错误。 9.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图所示，电池 总反应可表示为2H2+0:一2H20。下列有关说法正确的是() 多孔不锈钢 固体酸膜 b极 石墨 A.电子通过外电路从b极流向a极 B.b极上的电极反应式为O2+2H20+4e一4OH C.每转移0.1mol电子，消耗1.12LH2 D.Ht由a极通过固体酸膜电解质传递到b极 答案D 解析：燃料电池中，通入H2的一极为负极，通入O2的一极为正极，故a为负极、b 为正极，电子应该是通过外电路由a极流向b极，A项错误b极上的电极反应式为 O2+4H+4e'一2H2O,B项错误；C项没有明确是否处于标准状况，无法计算气体的 体积，C项错误：原电池中阳离子移向正极，D项正确。 10.我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有 效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是( 锌环 流 湿润的 缘子表面 A通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B.通电时，阴极上的电极反应为2H2O+2e一H2↑+2OH C.断电时，锌环上的电极反应为Zn2+2e'一Zn
线流向 b 极,C 项正确;装置④中的阳离子交换膜不允许阴离子自由通过,D 项错 误。 8.下列叙述中正确的是( )。 A.纯锌与稀硫酸反应时,加入少量 CuSO4 溶液,可使反应加快 B.甲醇和氧气以及 KOH 溶液构成的新型燃料电池中,其负极上发生的反应为 CH3OH+6OH-+6e- CO2+5H2O C.在铁件上镀铜时,金属铜作阴极 D.电解精炼铜时,电解质溶液中铜离子浓度保持不变 答案:A 解析:锌置换出少量铜后形成锌铜原电池,使反应加快,A 项正确;负极上应发生失 去电子的氧化反应,并且 CO2 在碱性环境中要生成 CO3 2- ,B 项错误;电镀池中,镀层 金属作阳极,C 项错误;电解精炼铜时,溶液中铜离子浓度降低,D 项错误。 9.某固体酸燃料电池以 CsHSO4 固体为电解质传递 H+ ,其基本结构如图所示,电池 总反应可表示为 2H2+O2 2H2O。下列有关说法正确的是( )。 A.电子通过外电路从 b 极流向 a 极 B.b 极上的电极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OHC.每转移 0.1 mol 电子,消耗 1.12 L H2 D.H+由 a 极通过固体酸膜电解质传递到 b 极 答案:D 解析:燃料电池中,通入 H2 的一极为负极,通入 O2 的一极为正极,故 a 为负极、b 为正极,电子应该是通过外电路由 a 极流向 b 极,A 项错误;b 极上的电极反应式为 O2+4H++4e- 2H2O,B 项错误;C 项没有明确是否处于标准状况,无法计算气体的 体积,C 项错误;原电池中阳离子移向正极,D 项正确。 10.我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有 效防止铁帽的腐蚀,防护原理如图所示。下列说法错误的是( )。 A.通电时,锌环是阳极,发生氧化反应 B.通电时,阴极上的电极反应为 2H2O+2e- H2↑+2OHC.断电时,锌环上的电极反应为 Zn2++2e- Zn
D.断电时，仍能防止铁帽被腐蚀 答案C 解析：通电时，锌环连接电源正极，作阳极，发生氧化反应，A项正确：阴极为溶液中 H+得电子，电极反应为2H2O+2一H2↑+2OH,B项正确：断电时发生原电池反应， 锌环失电子作负极，电极反应为Zn-2e一Zn2+,C项错误：断电时锌作负极保护铁， 属于牺牲阳极法，D项正确。 11.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。有关说法正确的是()。 铁片 弱碱性 锌片 海水 A锌片发生氧化反应作阴极 B.电子从铁片经过导线流向锌片 C.铁片上电极反应为2H+2e一H2↑ D.该装置可用于研究牺牲阳极法 答案D 解析：锌比铁活泼，所以腐蚀锌，锌是负极，而不是阴极，A项错误；电子从负极沿导线 流向正极，所以电子从锌片经过导线流向铁片，B项错误：铁为正极，发生吸氧腐蚀， 电极反应式为O2+2H2O+4一4OH,C项错误；该装置可用于研究牺牲阳极法，D 项正确。 12.常温下用惰性电极电解NaHSO.4溶液，电解一段时间后，下列有关电解质溶液 变化的说法正确的是()。 A.电解质溶液的浓度增大，pH减小 B.电解质溶液的浓度增大，pH增大 C,电解质溶液的浓度减小，pH减小 D.电解质溶液的浓度不变，pH不变 答案：A 解析NaHSO4Na*+Ht+SO子，溶液呈酸性，常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液 的实质是电解水，因此NaHSO4溶液的浓度增大，cH)增大pH减小，故A项正 确。 13.将Al、Cu片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别 构成原电池，则在这两个原电池中，正极分别为( A.A1片、Cu片B.Cu片、A1片 C.AI片、Al片D.Cu片、Cu片 答案：A
D.断电时,仍能防止铁帽被腐蚀 答案:C 解析:通电时,锌环连接电源正极,作阳极,发生氧化反应,A 项正确;阴极为溶液中 H+得电子,电极反应为 2H2O+2e- H2↑+2OH- ,B 项正确;断电时发生原电池反应, 锌环失电子作负极,电极反应为 Zn-2e- Zn2+,C 项错误;断电时锌作负极保护铁, 属于牺牲阳极法,D 项正确。 11.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。有关说法正确的是( )。 A.锌片发生氧化反应作阴极 B.电子从铁片经过导线流向锌片 C.铁片上电极反应为 2H++2e- H2↑ D.该装置可用于研究牺牲阳极法 答案:D 解析:锌比铁活泼,所以腐蚀锌,锌是负极,而不是阴极,A 项错误;电子从负极沿导线 流向正极,所以电子从锌片经过导线流向铁片,B 项错误;铁为正极,发生吸氧腐蚀, 电极反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH- ,C 项错误;该装置可用于研究牺牲阳极法,D 项正确。 12.常温下用惰性电极电解 NaHSO4 溶液,电解一段时间后,下列有关电解质溶液 变化的说法正确的是( )。 A.电解质溶液的浓度增大,pH 减小 B.电解质溶液的浓度增大,pH 增大 C.电解质溶液的浓度减小,pH 减小 D.电解质溶液的浓度不变,pH 不变 答案:A 解析:NaHSO4 Na++H++SO4 2- ,溶液呈酸性,常温下用惰性电极电解 NaHSO4溶液 的实质是电解水,因此 NaHSO4 溶液的浓度增大,c(H+ )增大,pH 减小,故 A 项正 确。 13.将 Al、Cu 片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入稀 NaOH 溶液中,分别 构成原电池,则在这两个原电池中,正极分别为( )。 A.Al 片、Cu 片B.Cu 片、Al 片 C.Al 片、Al 片 D.Cu 片、Cu 片 答案:A
解析：将A1片和Cù片用导线相连，插入浓硝酸中，此时A1在浓硝酸中钝化，不能 继续反应，而Cu却能与浓硝酸继续反应，则Cu为负极：插入稀NaOH溶液中，Al 能与NaOH溶液反应，此时Al失去电子被氧化，则Al为负极。 14.如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀硫酸为电解质溶 液。下列有关说法不正确的是( H2 A.a极为负极，电子由a极经外电路流向b极 B.a极的电极反应式：H2-2e一2H+ C.电池工作一段时间后，装置中cH2SO4)增大 D.若将H2改为CH4,消耗等物质的量的CH4时，O2的用量增多 答案：C 解析：a极通入的H2发生氧化反应，为负极，电子由a极经外电路流向b极，以稀硫 酸为电解质溶液时，负极的H2被氧化为H+,总反应为2H2+O一2H20,电池工作 一段时间后，装置中c(H2SO4)减小，则C项错误；根据电池总反应：2H2+O 2H20,CH4+2O一CO2+2H20,可知等物质的量的CH4消耗O2较多。 15.如图，装置中a、b、c、d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸 出，但质量均增大，且增大的质量为b>d。符合上述实验结果的盐溶液是()。 X溶液 Y溶液 选项 x Y MgSO4 CuSO4 AgNO3 Pb(NO3)2 FeSO4 Al2(SO4)3 CuSO4 AgNO3 答案B 解析：当X为MgSO4时，b极上生成H2,电极质量不变，A项错误，当Y为Al2(SO4)3 时，d极上产生气体，电极质量不变，C项错误；当b极上析出2 mol Ag时，d极上析
解析:将 Al 片和 Cu 片用导线相连,插入浓硝酸中,此时 Al 在浓硝酸中钝化,不能 继续反应,而 Cu 却能与浓硝酸继续反应,则 Cu 为负极;插入稀 NaOH 溶液中,Al 能与 NaOH 溶液反应,此时 Al 失去电子被氧化,则 Al 为负极。 14.如图为以 Pt 为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图,稀硫酸为电解质溶 液。下列有关说法不正确的是( )。 A.a 极为负极,电子由 a 极经外电路流向 b 极 B.a 极的电极反应式:H2-2e- 2H+ C.电池工作一段时间后,装置中 c(H2SO4)增大 D.若将 H2 改为 CH4,消耗等物质的量的 CH4时,O2的用量增多 答案:C 解析:a 极通入的 H2 发生氧化反应,为负极,电子由 a 极经外电路流向 b 极,以稀硫 酸为电解质溶液时,负极的 H2 被氧化为 H+ ,总反应为 2H2+O2 2H2O,电池工作 一段时间后,装置中 c(H2SO4)减小,则 C 项错误;根据电池总反应:2H2+O2 2H2O,CH4+2O2 CO2+2H2O,可知等物质的量的 CH4消耗 O2较多。 15.如图,装置中 a、b、c、d 均为 Pt 电极。电解过程中,电极 b 和 d 上没有气体逸 出,但质量均增大,且增大的质量为 b>d。符合上述实验结果的盐溶液是( )。 选项 X Y A MgSO4 CuSO4 B AgNO3 Pb(NO3)2 C FeSO4 Al2(SO4)3 D CuSO4 AgNO3 答案:B 解析:当 X 为 MgSO4 时,b 极上生成 H2,电极质量不变,A 项错误;当 Y 为 Al2(SO4)3 时,d 极上产生气体,电极质量不变,C 项错误;当 b 极上析出 2 mol Ag 时,d 极上析
出1 mol Pb,b极增大的质量为216g,d极增大的质量为207g,B项正确；当b极上 析出1 mol Cu时，d极上析出2 mol Ag,d极增大的质量为216g,b极增大的质量 为64g,D项错误。 二、非选择题（本题共5小题，共55分） 16.(10分)如图是以铂为电极电解含一定CaC2水溶液的装置。电解一段时间后， 将CO2缓慢持续通入电解质溶液中。 CaCl2溶液（滴有酚酞溶液） (1)电解时，F极发生 (填氧化”或“还原)反应，电极反应式 为 E极发生 (填“氧化或“还原)反 应，电极反应式为 电解总反应式 为 (2)通电后E极处溶液呈 色原因是 (3)缓慢持续通入CO2发生的现象是 答案：(I)氧化2C-2eCb↑还原2H0+2e一t+20 CaCk+2H0电解 Ca(OH)2+H2↑+Cl2↑ (2)红E极上发生反应2H20+2e一H2↑+2OH,溶液呈碱性 (3)先出现白色沉淀，继续通CO2,沉淀又消失 解析：溶液中含有Ca+、H什、CI、OH,通电时，Ca+、H什移向阴极，由于H+放电能 力比Ca+强，在E极上发生反应：2H2O+2e一H2↑+2OH,CI、OH移向阳极，C在 阳极放电2C-2eC2↑，电解后，溶液中OH浓度增大，通入CO2后会有CaCO3 沉淀生成，继续通入CO2,沉淀又消失。 17.(10分)下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。 MN 源 AgNO,溶液 5.00%H,S0溶液 通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336L(标准状况)气体。请回答下列 问题。 (1)直流电源中，M为 极。 (2)Pt电极上生成的物质是 其质量为 g
出 1 mol Pb,b 极增大的质量为 216 g,d 极增大的质量为 207 g,B 项正确;当 b 极上 析出 1 mol Cu 时,d 极上析出 2 mol Ag,d 极增大的质量为 216 g,b 极增大的质量 为 64 g,D 项错误。 二、非选择题(本题共 5 小题,共 55 分) 16.(10 分)如图是以铂为电极电解含一定 CaCl2 水溶液的装置。电解一段时间后, 将 CO2 缓慢持续通入电解质溶液中。 (1)电解时,F 极发生 (填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式 为 ;E 极发生 (填“氧化”或“还原”)反 应,电极反应式为 ,电解总反应式 为 。 (2)通电后 E 极处溶液呈 色,原因是 。 (3)缓慢持续通入 CO2 发生的现象是 。 答案:(1)氧化 2Cl- -2e- Cl2↑ 还原 2H2O+2e- H2↑+2OH- CaCl2+2H2O Ca(OH)2+H2↑+Cl2↑ (2)红 E 极上发生反应 2H2O+2e- H2↑+2OH- ,溶液呈碱性 (3)先出现白色沉淀,继续通 CO2,沉淀又消失 解析:溶液中含有 Ca2+、H+、Cl-、OH- ,通电时,Ca2+、H+移向阴极,由于 H+放电能 力比 Ca2+强,在 E 极上发生反应:2H2O+2e- H2↑+2OH- ;Cl-、OH-移向阳极,Cl-在 阳极放电:2Cl- -2e- Cl2↑,电解后,溶液中 OH-浓度增大,通入 CO2 后会有 CaCO3 沉淀生成,继续通入 CO2,沉淀又消失。 17.(10 分)下图中电极 a、b 分别为 Ag 电极和 Pt 电极,电极 c、d 都是石墨电极。 通电一段时间后,在 c、d 两极上共收集到 336 mL(标准状况)气体。请回答下列 问题。 (1)直流电源中,M 为 极。 (2)Pt 电极上生成的物质是 ,其质量为 g
(3)电源输出电子的物质的量与电极b、c、d上生成物的物质的量之比为 2: : (4)AgNO3溶液的浓度 (填“增大减小”或不变”，后同)，H2S04溶液的 pH (5)若H2S04溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2S04溶液为 g。 答案(1)正(2)Ag2.16(3)20.51(4)不变减小(5)45.18 解析：(1)因为用惰性电极电解稀硫酸，就是电解水，在阴极产生H2,在阳极产生O2 且两者的体积比为2：1，根据图中收集到气体体积大小，可知d处收集的是H2,c 处收集的是O2,所以d是阴极，c是阳极；与电极d相连的N极是电源的负极，M是 电源的正板。生成气体的总物质的量为z一0015m0L所以 n(O2)3×0.015mol=0.005mol,电极上转移电子的物质的量为m(e广4×0.005 mol=0.02 mol. (2)a极的电极反应：Ag-e一Ag,b极的电极反应：Ag*+e一Ag;所以Pt电极生成 的物质是Ag,根据(1)转移的电子的物质的量可知m(Ag尸108gmol×0.02 mol=2.16g。 (3)a、b、c、d极上的反应分别为Ag-e一Ag,Ag+e—Ag,2H20-4e O2↑+4Ht,2H+2e一H2↑，所以电源输出电子的物质的量与电极b、c、d生成物的 物质的量之比为2：2：0.5：1。 (4)左边装置相当于在Pt上镀银，溶液中AgNO3浓度不变，右边装置相当于电解 水，使H2SO4浓度增大pH减小。 (52H0电解2H2t+02t,根据c、d两极生成的气体的体积36mL,可知电解的水的 物质的量：nH20)=2n(02)=2×0.005mol=0.01moL,则m(H20）=0.01mol×18gmol 1=0.18g。设原有5.00%的H2S04溶液的质量为m,则根据溶质守恒 得：5.00%×m=(m-0.18g）×5.02%,解之得m=45.18g。 18.(11分)1)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于 航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入 CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZO2固体，它在高温下能传导正极 生成的02-(02+4e一202-)
(3)电源输出电子的物质的量与电极 b、c、d 上生成物的物质的量之比为 2∶ ∶ ∶ 。 (4)AgNO3 溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”,后同),H2SO4 溶液的 pH 。 (5)若 H2SO4 溶液的质量分数由 5.00%变为 5.02%,则原有 5.00%的 H2SO4 溶液为 g。 答案:(1)正 (2)Ag 2.16 (3)2 0.5 1 (4)不变 减小 (5)45.18 解析:(1)因为用惰性电极电解稀硫酸,就是电解水,在阴极产生 H2,在阳极产生 O2, 且两者的体积比为 2∶1,根据图中收集到气体体积大小,可知 d 处收集的是 H2,c 处收集的是 O2,所以 d 是阴极,c 是阳极;与电极 d 相连的 N 极是电源的负极,M 是 电源的正极。生成气体的总物质的量为 336 mL 22 400 mL·mol -1=0.015 mol,所以 n(O2)=1 3 ×0.015 mol=0.005 mol,电极上转移电子的物质的量为 n(e- )=4×0.005 mol=0.02 mol。 (2)a 极的电极反应:Ag-e - Ag+ ,b 极的电极反应:Ag++e- Ag;所以 Pt 电极生成 的物质是 Ag,根据(1)转移的电子的物质的量可知 m(Ag)=108 g·mol-1×0.02 mol=2.16 g。 (3)a、b、c、d 极上的反应分别为 Ag-e - Ag+ ,Ag++e- Ag,2H2O-4eO2↑+4H+ ,2H++2e- H2↑,所以电源输出电子的物质的量与电极 b、c、d 生成物的 物质的量之比为 2∶2∶0.5∶1。 (4)左边装置相当于在 Pt 上镀银,溶液中 AgNO3 浓度不变;右边装置相当于电解 水,使 H2SO4 浓度增大,pH 减小。 (5)2H2O 2H2↑+O2↑,根据 c、d 两极生成的气体的体积 336 mL,可知电解的水的 物质的量:n(H2O)=2n(O2)=2×0.005 mol=0.01 mol,则 m(H2O)=0.01 mol×18 g·mol- 1=0.18 g。设原有 5.00%的 H2SO4 溶液的质量为 m,则根据溶质守恒 得:5.00%×m=(m-0.18 g)×5.02%,解之得:m=45.18 g。 18.(11 分)(1)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于 航天航空。如图 1 所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入 CH4 和空气,其中固体电解质是掺杂了 Y2O3的 ZrO2固体,它在高温下能传导正极 生成的 O2- (O2+4e- 2O2- )
电流的方向 20的 ZO,固体 稀土金属材料为电极 图1 100mL的CuSO溶液 图2 c电极的名称为 d电极上的电极反应式为 (2)如图2所示用惰性电极电解100mL0.5 mol-L-CuSO4溶液，a电极上的电极反 应式为 :若a电极产生56mL(标准状况)气体，则 所得溶液的pH= (不考虑溶液体积变化)：若要使电解质溶液恢复到电解 前的状态，可加入 (填字母) A.CuO B.Cu(OH)2 C.CuCO3 D.Cu2(OH)2CO3 答案(1)正极CH4+402-8e一C02+2H20 (2)4OH-4e一2H2O+O2↑1AC 解析(1)原电池中电流的方向是从正极流向负极，故℃电极为正极，d电极为负极。 通入的气体B为甲烷，d电极反应式为CH4+4O2-8e一CO2+2H2O。 (2)用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极(a电极)反应式：4OH-4e'一2H2O+O2↑：阴 极反应式2C*+4e一20Cu0a)2a225x10mol。线路中转移电子的物 质的量为25×103molk4-0.01moL溶液中cHr)8o01molL-,pH=-lg 0.1=1。加入CuO或CuCO3与溶液中的H+反应，可使电解质溶液恢复到电解前的 状态。 19.(12分)某科研单位利用电化学原理用S02制备硫酸，装置如图。电极为多孔材 料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触
图 1 图 2 c 电极的名称为 ,d 电极上的电极反应式为 。 (2)如图 2 所示用惰性电极电解 100 mL 0.5 mol·L -1CuSO4 溶液,a 电极上的电极反 应式为 ;若 a 电极产生 56 mL(标准状况)气体,则 所得溶液的 pH= (不考虑溶液体积变化);若要使电解质溶液恢复到电解 前的状态,可加入 (填字母)。 A.CuO B.Cu(OH)2 C.CuCO3 D.Cu2(OH)2CO3 答案:(1)正极 CH4+4O2- -8e- CO2+2H2O (2)4OH- -4e- 2H2O+O2↑ 1 AC 解析:(1)原电池中电流的方向是从正极流向负极,故 c 电极为正极,d 电极为负极, 通入的气体 B 为甲烷,d 电极反应式为 CH4+4O2- -8e- CO2+2H2O。 (2)用惰性电极电解 CuSO4 溶液时,阳极(a 电极)反应式:4OH- -4e- 2H2O+O2↑;阴 极反应式:2Cu2++4e- 2Cu,n(O2)= 0.056 L 22.4 L·mol -1 =2.5×10-3 mol。线路中转移电子的物 质的量为 2.5×10-3 mol×4=0.01 mol,溶液中 c(H+ )=0.01mol 0.1 L =0.1 mol·L -1 ,pH=-lg 0.1=1。加入 CuO 或 CuCO3 与溶液中的 H+反应,可使电解质溶液恢复到电解前的 状态。 19.(12 分)某科研单位利用电化学原理用 SO2 制备硫酸,装置如图。电极为多孔材 料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触
水及导电 50%硫酸 的电解质 硫酸一 +水 质子膜 (只允许H通过) (1)通入S02的电极为 极，其电极反应式为 此电极区溶液的pH (填“增大减小”或不变)。 (2)电解质溶液中的H+通过质子膜 (填“向左向右”或“不)移动，通入氧 气的电极反应式为一。 (3)电池总反应式为 (4)若通入1.12L(标准状况)SO2全部转化为H2S04的过程中电路中通过0.08 ol电子，则该过程中化学能转化为电能的效率为 答案(1)负S02+2H20-2e一S0?+4H减小 (2)向右02+4Ht+4e'一2H20 (3)2S02+2H20+0:—2H2S04 (4)80% 解析：(1)S02制备硫酸，SO2在负极发生氧化反应：SO2+2H20-2e一S0子+4H,负极 区溶液酸性增强，溶液的pH减小。 (2)阳离子向正极区移动O2在正极上发生还原反应，酸性溶液中电极反应式为 02+4Ht+4e'一2H20。 (3)将正、负极电极反应式相加得电池总反应式：2SO2+O2+2H2C一2H2S04。 (4)标准状况下，1.12LSO2的物质的量为0.05mol,全部转化为H2SO4失去0.1mol 电子，所以该过程中化学能转化为电能的效率为08m×100%=80%。 0.1mol 20.(12分)某研究性学习小组根据反应2KMnO4+10FeSO4+8H2SO. 2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H20设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质 的物质的量浓度均为1 mol-L-I,溶液的体积均为200mL,盐桥中装有饱和K2SO4 溶液。 盐桥 KMnO MnSO Fe(SO H2SO4混 FeSO,混 合溶液 合溶液 回答下列问题。 (1)此原电池的正极是石墨 _(填a”或b),发生 反应。 (2)电池工作时，盐桥中的S02移向 (填“甲”或“乙)烧杯
(1)通入 SO2 的电极为 极,其电极反应式为 , 此电极区溶液的 pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)电解质溶液中的 H+通过质子膜 (填“向左”“向右”或“不”)移动,通入氧 气的电极反应式为 。 (3)电池总反应式为 。 (4)若通入 1.12 L(标准状况)SO2 全部转化为 H2SO4的过程中电路中通过 0.08 mol 电子,则该过程中化学能转化为电能的效率为 。 答案:(1)负 SO2+2H2O-2e- SO4 2-+4H+ 减小 (2)向右 O2+4H++4e- 2H2O (3)2SO2+2H2O+O2 2H2SO4 (4)80% 解析:(1)SO2 制备硫酸,SO2 在负极发生氧化反应:SO2+2H2O-2e- SO4 2-+4H+ ,负极 区溶液酸性增强,溶液的 pH 减小。 (2)阳离子向正极区移动,O2 在正极上发生还原反应,酸性溶液中电极反应式为 O2+4H++4e- 2H2O。 (3)将正、负极电极反应式相加得电池总反应式:2SO2+O2+2H2O 2H2SO4。 (4)标准状况下,1.12 L SO2 的物质的量为 0.05 mol,全部转化为 H2SO4 失去 0.1 mol 电子,所以该过程中化学能转化为电能的效率为0.08mol 0.1mol ×100%=80%。 20.(12 分)某研究性学习小组根据反应 2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4 2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O 设计如图原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质 的物质的量浓度均为 1 mol·L -1 ,溶液的体积均为 200 mL,盐桥中装有饱和 K2SO4 溶液。 回答下列问题。 (1)此原电池的正极是石墨 (填“a”或“b”),发生 反应。 (2)电池工作时,盐桥中的 SO4 2-移向 (填“甲”或“乙”)烧杯