苏教版化学选修4化学能与电能的转化同步测试

苏教版化学选修4化学能与电能的转化同步测试内容摘要：

成 NaOH，溶液呈碱性， D 错误。 答案： B ，下列说法正确的是（ ） ，实质上是电解水，故溶液 pH 不变 ，要消耗 OH，故溶液 pH 减小 ，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 1∶ 2 ，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 1∶ 1 解析： 电解稀 H2SO4，实质是电解水，因溶剂减少， H2SO4 浓度将增大，故溶液的 pH 变小；电解稀 NaOH溶液，虽然 OH在阳极放电，但 H+同时也在阴极放电，其实质同样是电解水，溶液的浓度也将变大，故溶液的 pH 变大；电解 Na2SO4溶液，其实质也是电解水，在阴极和阳极分别析出 H2和 O2，二者的物质的量之比为 2∶ 1，而非 1∶ 2，电解 CuCl2 溶液，在阴、阳两极上分别析出 Cu 和 Cl2，二者的物质的量之比为 1∶ 1。 答案： D ，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时， 为使 Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如右图所示的装置，以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ） 为正极， b 为负极； NaClO 和 NaCl 为负极， b 为正极； NaClO 和 NaCl 为阳极， b 为阴极； HClO 和 NaCl 为阴极， b 为阳极； HClO 和 NaCl 解析： 电解饱和食盐水的方程式为 2NaCl+2H2O 电解 2NaOH+H2↑+Cl2↑， NaOH 在阴极区生成， Cl2 在阳极区生成。 按照该学生制作的竖直的家用环保型消毒装置，若将阳极置 于上方，则氯气一生成即逸出，不能完全与 NaOH 作用。 显然，应将阳极置于下方，阴极置于上方，下方阳极生成的氯气通过溶液时即可很好地被阴极生成的 NaOH 吸收。 反应为Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O。 还应注意的是图中电极 a、 b 是电源的电极而非电解池的电极。 与电解装置上方阴极相连的 a 为电源的负极，则 b 为正极。 答案： B 点评： 本题借用市场上销售的家用环保型消毒器为题材，蕴含对电解原理和物质性质的考查的同时，还体现了实验设计的思想。 如何使生成的氯气得到最大限度的利用是该实验设计的主要着眼点，其设 计构想来源于教材中电解食盐水的原理。 12.（经典回放）电解原理在化学工业中有广泛应用。 下图表示一个电解池，装有电解液 a；X、 Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。 请完成以下问题： （ 1）若 X、 Y 者是惰性电极， a 是饱和 NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则 ① 电解池中 X 极上的电极反应式为 _____________________。 在 X 极附近观察到的现象是______________________。 ② Ｙ电极上的电极反应式为 __________________________________，检验该电极反应产物的方法是 ______________________________。 （ 2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液 a 选用 CuSO4溶液，则 ① X 电极的材料是 ______________，电极反应式为 ______________________。 ② Y 电极的材料是 ______________，电极反应式为 ______________________。 （说明：杂质发生的电极反应不必写出） 解析： （ 1）用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应： 2Cl2e====Cl2↑；阴极反应：2H++2e====H2↑。 与电源正极相连的为阳极，反之为阴极。 所以 X 为阴极， Y 为阳极。 X极在反应过程中消耗了 H2O电离出的 H+，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色； Y 极产生Cl2，能使湿润的 KI 淀粉试纸变成蓝色。 （ 2）电解精炼 Cu 时，用含杂质的 Cu 为阳极，纯 Cu 为阴极。 反应过程中阳极上 Cu 以及比 Cu 活泼的金属失去电子，成为离子进入溶液，活泼性比 Cu 差的金属形成阳极泥；在阴极只有 Cu2+能得电子成为单质，其他较活泼金属对应的离子不能得电子。 根据装置图， X为阴极， Y 为阳极。 所以， X 电极的材料是纯铜，电极反应式为 Cu2++2e====Cu； Y 电极的材料是粗铜，电极反应式为 Cu2e====Cu2+。 答案： （ 1） ① 2H++2e====H2↑ 放出气体，溶液变红 ② 2Cl2e====Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近，试纸变蓝色 （ 2） ① 纯铜 Cu2++2e====Cu ② 粗铜 Cu2e====Cu2+ 主动成长 夯基达标 ，在铜电极上能产生气泡的是（ ） 解析： A、 B 可形成原电池； C、 D不能形成原电池，因其未形成闭合回路。 A中 Zn2e Z2+（负极）， 2H++2e H2↑（正极）。 B 中 Ag、 Cu 均不与 H2SO4反应，故发生吸氧腐蚀。 故选 A。 答案： A Zn+Cu2+====Zn2++Cu，该电池电极及电解质可能是（ ） 正极 负极 电解质溶液 A Zn Cu CuCl2 B Cu Zn H2SO4 C Cu Zn CuSO4 D Fe Zn CuSO4 解析： 原电池总反应 Zn+Cu2+====Zn2++Cu 可分解为 Zn2e Zn2+（氧化反应），Cu2++2e Cu(还原反应 )，发生氧化反应的一极为原电池负极，发生还原反应的一极为原电池正极，因此负极材料只能是 Zn。 正极为 Cu2+得电子还原成铜，电解质应为可溶性铜盐，正极材料为活泼性比 Zn 弱的 Cu、 Fe(或 C、 Pt)等。 故答案为 C、 D。 答案： CD （ ） H2SO4 中，铜片表面出现气泡 ，铁片作阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一 层锌 ，在铜片表面出现一层铁 ，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 解析： A 项中铜，铁是两种活泼性不同的金属，稀 H2SO4 是电解质溶液，负极铁片上发生氧化反应： Fe2e Fe2+，铜片上发生还原反应： 2H++2e H2↑。 B项中条件相当于在铁片上镀锌即电镀池。 C 项中发生反应 Cu+2FeCl3====2FeCl2+CuCl2，故该项不正确。 D项中开始发生反应 Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑，向其中加入几滴氯化铜溶液后，发生反应Zn+Cu2+====Zn2++Cu，则铜和锌及电解质溶液形成了原电池，加快了氢气的放出速率。 故答案为 C。 答案： C mL 浓度为 2 molL1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（ ） 6 molL1的盐酸 解析： A项中加入浓度大的盐酸，增加了 H+的 量，也就增加了 H2的量。 B项与 D项加入水 或氯化钠溶液都引起溶液中 H+浓度的下降，反应速率减慢。 C项因锌是过量的，放出 H2的量取决于盐酸的量，加入 CuCl2 后，有少量铜析出，附在锌片上，形成了原电池反应，反应的速率加快。 故 C 正确。 答案： C ，将两金属 X、 Y用导线连接，同时插入相应的电解质溶液中，发现 Y电极质量增加，则可能是下列情况中的（ ） 是负极，电解质溶液为 CuSO4溶液 是负极，电解质溶液为稀 H2SO4 溶液 是正极，电解质溶液为 CuSO4溶液 是正极，电解质溶液为稀 H2SO4 溶液 解析： Y 电极质量增加，可能是溶液中的阳离子得电子而在 Y 极（正极）上析出金属形成的。 故只有 A符合题意。 答案： A ，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中，使之平衡。 小心地向烧杯中央滴入 CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是（ ） 解析： FeAg 构成原电池。 负极： Fe2e Fe2+，正极： Cu2++2e Cu，银圈上附有Cu，故选 D。 答案： D ，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为 2Zn+O2====2ZnO，原料是锌粒、电解质溶液、空气。 下列叙述中正确的是（ ） 为正极 ： O2+4H++4e 2H2O 解析： 根据原电池反应的本质，负极金属失电子而被氧化，故 A、 B、 C不符合；同时根据电池反应 2Zn+O2====2ZnO，我们就可以理解为 Zn 发生了吸氧腐蚀，所以 D 项正确。 答案： D CuCl2溶液时，如果阴极上有 g 铜析出，则阳极上产生气体的体积（标准状况）约为（ ） L L L L 解析： 阴极： Cu2++2e Cu，则164 molg g= mol，线路中流过 mol2= mol电子；阳极： 2Cl2e Cl2 则 V（ Cl2） = mol Lmol1= L，故选 B。 答案： B ，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的 pH下降的是（ ） ① CuSO4 ② BaCl2 ③ AgNO3 ④ H2SO4 A.①② B.①③ C.①④ D.②④ 解析： 阴极质量增加，说明溶液中含有不活泼金属的阳离子；电解液的 pH 下降，说明在阳极上是 OH离子放电，而金属离子相应的阴离子应是含氧酸的酸根，故本题的答案应为不活泼金属的含氧酸盐，选 B。 答案： B （ ） NaOH 溶液时，溶液浓度将减小， pH 增大 H2SO4溶液时，溶液浓度将增大， pH 减小 Na2SO4 溶液时，溶液浓度将增大， pH 不变 NaCl溶液时，溶液浓度将减小， pH 不变 解析： 电解强碱溶液，实质上是电解水， c(NaOH)增大， pH 增大， A 错； B 项电解含氧酸时，本质上也是电解水。 C 项电解活泼金属的含氧酸盐也是电解水， D 项电解 NaCl 时，生成 NaOH， pH 变大，故 B、 C 对。 答案： BC —空气 —海水电池作为能源的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。 只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。 则该电源负极材料为 _______________，正极材料为 _______________，正极反应式为：______________________，负极反应式为： _________________________。 解析： Al、 O2(空气）之间的氧化还原反应为： 将该反应与原电池的原理、 Al 的导电性等知识进行综合分析可知，铝既是负极反应物，又是负极材料， O2是正极反应物，正极材料应该选择还原性比 Al 弱的导电性强的材料，如石墨等。 Al、 O2的氧化反应、还原反应分别为： Al:Al3e Al3+   4 4Al12e 4Al3+ O2:O2+2H2O+4e 4OH   3 3O2+6H2O+12e 12OH 答案： 铝 石墨 负极反应： 4Al12e 4Al3+ 正极反应： 3O2+6H2O+12e 12OH 点评： 书写电极反应式的写法一般分为四点： ① 列物质、标得失； ② 选离子、标电荷； ③ 配个数、配电荷； ④ 两式加，验总式。 Fe（ OH） 2 极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐与烧碱反应制得白色纯净的 Fe(OH)2沉淀，应用如右图所示电解实验可制得白色的纯净的 Fe(OH)2 沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。 （ 1） a 电极材料应为 ____________， b 电极。