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2019-2020年高二人教版化學選修4練習冊：4.單元測評四（B） 一、選擇題(本大題共18小題，每小題3分，共54分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的) 1．如圖CB41所示的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對此裝置的下列說法正確的是(　　) 圖CB41 A．外電路的電流方向為X→外電路→Y B．若兩電極分別為Zn和碳棒，則X為碳棒，Y為Zn C．若兩電極都是金屬，則它們的活動性為X>Y D．X極上發(fā)生的是還原反應，Y極上發(fā)生的是氧化反應 2．關于鍍銅和電解精煉銅，下列說法中正確的是(　　) A．都用粗銅作陽極、純銅作陰極 B．電解液的成分都保持不變 C．陽極反應都只有Cu－2e－===Cu2＋ D．陰極反應都只有Cu2＋＋2e－===Cu 3．如圖CB42所示，燒杯內盛有濃HNO3，在燒杯中放入用銅線相連的鐵、鉛兩個電極，已知原電池停止工作時，F(xiàn)e、Pb都有剩余。下列有關說法正確的是(　　) 圖CB42 A．Fe比Pb活潑，始終作負極 B．Fe在濃HNO3中鈍化，始終不會溶解 C．電池停止工作時，燒杯中生成了Fe(NO3)3 D．利用濃HNO3作電解質溶液不符合“綠色化學”思想 4．下列關于圖CB43實驗裝置的說法正確的是(　　) 圖CB43 A．該裝置電流表中沒有電流通過 B．鋁箔是正極 C．總反應為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3 D．電子從鋁箔流出，經電流表、活性炭、濾紙回到鋁箔 5．下列有關鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是(　　) A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護 B．鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護內部不被腐蝕 C．鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕 D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應是Fe－3e－===Fe3＋ 6．把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成幾個原電池。若a、b 相連時a為負極；c、d相連時電流由d到c；a、c相連時c上產生大量氣泡；b、d相連時b上有大量氣泡產生，則四種金屬的活動性順序由強到弱為(　　) A．a＞c＞d＞b B．a＞b＞c＞d C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a 7．微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用，有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質溶液為KOH溶液，電極反應式為 Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 總反應式為Ag2O＋Zn===ZnO＋2Ag 根據(jù)上述反應式，判斷下列敘述中正確的是(　　) A．在使用過程中，電池負極區(qū)溶液的pH增大 B．在使用過程中，電子由Ag2O經外電路流向Zn極 C．Zn是負極，Ag2O是正極 D．Zn極發(fā)生還原反應，Ag2O極發(fā)生氧化反應 8．MgH2O2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液，示意圖如圖CB44。該電池工作時，下列說法正確的是(　　) 圖CB44 A．Mg電極是該電池的正極 B．H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應 C．石墨電極附近溶液的pH增大 D．溶液中Cl－向正極移動 9．利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Au等雜質的粗銅提純，下列敘述正確的是(　　) A．電解時以純銅作陽極 B．電解時陽極發(fā)生還原反應 C．純銅連接電源負極，其電極反應式是Cu－2e－===Cu2＋ D．電解后，電解槽底部會形成含少量Ag、Au等金屬的陽極泥 10．用兩根鉑絲作電極插入KOH溶液中，再分別向兩極通入甲烷氣體和氧氣，可形成原電池——燃料電池，該電池放電時發(fā)生的反應為CH4＋2KOH＋2O2===K2CO3＋3H2O，下列說法錯誤的是(　　) A．通甲烷的一極為負極，通氧氣的一極為正極 B．放電時，通入O2一極附近溶液的pH升高 C．放電一段時間后，KOH的物質的量不發(fā)生變化 D．通甲烷極的電極反應式是CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O 11．電解CuCl2與NaCl的混合溶液，陰極上和陽極上最先析出的物質為(　　) A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2 C．H2和O2 D．Cu和O2 12．圖CB45所示的A、B兩個電解池中的電極均為鉑，在A池中加入0.05 molL－1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 molL－1的AgNO3溶液，進行電解。一段時間后，a、b、c、d四個電極上所析出的物質的物質的量之比是(　　) 圖CB45 A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1 C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1 13．把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中(如圖CB46所示平面圖)，經過一段時間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是(　　) 圖CB46 A．Ⅰ和Ⅲ附近 B．Ⅰ和Ⅳ附近 C．Ⅱ和Ⅲ附近 D．Ⅱ和Ⅳ附近 14．有關甲、乙、丙、丁四個圖的敘述正確的是(　　) 圖CB47 A．甲中負極反應式為2H＋＋2e－===H2↑ B．乙中陽極反應式為Ag＋＋e－===Ag C．丙中H＋向碳棒方向移動 D．丁中電解開始時陽極產生黃綠色氣體 15．為使反應Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑能夠發(fā)生，下列設計方案正確的是(　　) A．用銅片作負極，石墨電極作正極，氯化鈉溶液為電解質溶液構成原電池 B．用銅片作電極，外接直流電源電解硫酸銅溶液 C．用銅片作陽極，鐵片作陰極，電解硫酸鈉溶液 D．用銅片作陰、陽電極，電解稀硫酸 16．下面列出了電解不同物質的電極反應式，其中錯誤的是(　　) A．電解飽和食鹽水 陰極：Na＋＋e－===Na B．電解CuSO4溶液 陰極：Cu2＋＋2e－===Cu C．電解熔融NaCl 陰極：Na＋＋e－===Na D．電解NaOH溶液 陽極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 17．某溶液中含有兩種溶質NaCl和H2SO4，它們的物質的量之比為3∶1。用石墨作電極電解溶液時，根據(jù)電極產物，可明顯分為三個階段。下列敘述不正確的是(　　) A．陰極只析出H2 B．陽極先極出Cl2，后析出O2 C．電解最后階段為電解水 D．溶液pH不斷增大，最后為7 18．如圖CB48所示，下列敘述正確的是(　　) 圖CB48 A．Y為陰極，發(fā)生還原反應 B．X為正極，發(fā)生氧化反應 C．Y與濾紙接觸處有氧氣生成 D．X極與濾紙接觸處變紅 請將選擇題答案填入下表： 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 題號 11 12 13 14 15 16 17 18 總分 答案 第Ⅱ卷　(非選擇題　共46分) 二、非選擇題(本大題共4小題，共46分) 19．(12分)(1)反應NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，能否設計成原電池________。(填“能”或“否”) (2)依反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設計的原電池如圖CB49所示。 圖CB49 請回答下列問題： ①電極X的材料是________；電解質溶液Y是________； ②銀電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應為_______________________________； X電極上發(fā)生的電極反應為________________________________________。 (3)金屬腐蝕的電化學原理可用下圖CB410模擬。 圖CB410 ①鐵棒上的電極反應式：_________________________________。 該圖所表示的是_______________________________________________ (填“析氫”或“吸氧”)腐蝕。 ②若將O2撤走，并將NaCl溶液改為稀H2SO4溶液，則此圖可表示________(填“析氫”或“吸氧”)腐蝕原理；若用犧牲陽極法來保護鐵棒不被腐蝕溶解，即可將碳棒改為________棒。 20．(11分)LiSOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解質是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。請回答下列問題： (1)電池的負極材料為________，發(fā)生的電極反應為_______________________________； (2)電池正極發(fā)生的電極反應為__________________________________________； (3)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是_______________________________，反應的化學方程式為______________________________； (4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是_________________________。 21．(11分)圖CB411是一個電化學過程的示意圖。已知甲池的總反應式為2CH3OH＋3O2＋4KOH2K2CO3＋6H2O 圖CB411 (1)請回答圖中甲、乙兩池的名稱。 甲池是________裝置，乙池是________裝置。 (2)請回答下列電極的名稱： 通入CH3OH的電極名稱是________，B(石墨)電極的名稱是_______________________。 (3)寫出電極反應式：通入O2的電極反應式是__________________________。 A(Fe)電極的電極反應式為______________________。 (4)乙池中反應的化學方程式為___________________________。 22．(12分)電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。圖CB412表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊極板，通過導線與直流電源相連。請回答以下問題： 圖CB412 (1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則： ①電解池中X極上的電極反應式為________________________， 在X極附近觀察到的現(xiàn)象是_____________________________。 ②Y電極上的電極反應式是____________________，檢驗該電極反應產物的方法是__________________。 (2)如果用電解法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則： ①X電極的材料是________，電極反應式是_______________________________。 ②Y電極的材料是________，電極反應式是_________________________。 (說明：雜質發(fā)生的電極反應不必寫出) 單元測評四(B) 1．C　[解析] 由圖可知電子的流動方向是X→外電路→Y，則電流的方向就為Y→外電路→X；X為原電池的負極，Y為正極，X的活動性比Y強；X極應發(fā)生氧化反應，Y極應發(fā)生還原反應。 2．D　[解析] A項電鍍時鍍件作陰極；B項電解精煉銅時電解液成分改變；C項電解精煉銅時，若有比銅活潑的金屬雜質(如鋅)，則陽極還會發(fā)生Zn－2e－===Zn2＋的反應。 3．D　[解析] 開始時，電解質溶液是濃HNO3，F(xiàn)e在濃HNO3中鈍化，所以開始時Pb是負極：Pb－2e－===Pb2＋；隨著反應的進行，濃HNO3變成稀HNO3，F(xiàn)e變?yōu)樵姵氐呢摌O：Fe－2e－===Fe2＋。由于最終Fe有剩余，所以不會生成Fe(NO3)3。根據(jù)Pb與濃HNO3反應：Pb＋4HNO3(濃)===Pb(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，過量的Fe與稀HNO3發(fā)生反應：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，可知反應產生了有害氣體NO2、NO，會污染環(huán)境，不符合“綠色化學”思想。故選D。 4．C　[解析] 這是一個由鋁箔、活性炭、氯化鈉溶液組成的原電池裝置，鋁箔為負極；電流表中有電流通過；電子不能在電解質溶液中移動。 5．B　[解析] 鋼管連電源正極，則作陽極，易腐蝕；銅管與鋼管堆放，鋼管作負極，易腐蝕。 6．A　[解析] 依據(jù)原電池中負極材料的活潑性強于正極材料，故金屬活潑性a＞b；在原電池中，電流從正極流向負極，故活潑性c＞d；金屬a、c與硫酸形成原電池，產生氣泡c電極為正極，故活潑性a＞c，同理可知金屬活潑性d＞b，故金屬活動性順序為a＞c＞d＞b。 7．C　[解析] 根據(jù)電極反應式可知Zn失電子被氧化而溶解，Ag2O得電子被還原，故Zn是負極，Ag2O是正極，所以C正確；負極(即Zn極)在反應時消耗OH－，則負極區(qū)溶液的pH應減小，故A錯誤；發(fā)生原電池反應時，電子由負極經外電路到正極，即電子從Zn極經外電路到Ag2O極，故B錯誤；在原電池中，負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，故D錯誤。 8．C　[解析] 組成的原電池的負極被氧化，鎂為負極，A錯；雙氧水作為氧化劑，在石墨上被還原變?yōu)镺H－，溶液pH值增大，故B錯、C正確；溶液中Cl－移動方向同外電路電子移動方向一致，應向負極方向移動，D錯；故答案為C。 9．D　[解析] 電解法精煉金屬銅時，粗銅作陽極，失去電子逐漸溶解，Cu2＋得到電子后析出，附著在陰極上，故純銅作陰極；在電解池中，陰極接電源的負極，發(fā)生還原反應，陽極接電源的正極，發(fā)生氧化反應，A、B、C錯誤；越活潑的金屬越易失去電子，故比銅活潑的Fe、Zn先失去電子，變成Fe2＋、Zn2＋進入溶液，然后是銅失去電子，變成Cu2＋進入溶液，因Ag、Au等金屬不如銅活潑，故在銅溶解后便沉淀在電解槽底部成為陽極泥，D正確。 10．C　[解析] 原電池的負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，由總反應式知，此燃料電池的電極反應式是 正極：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 負極：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H4O 由此可見A、B、D正確，錯誤的為C。 11．B　[解析] 溶液中Cu2＋、H＋、Na＋移向陰極，Cu2＋先放電得到Cu；Cl－、OH－移向陽極，Cl－先放電得到Cl2。 12．A　[解析] 由電解規(guī)律可知：a、c為陰極，b、d為陽極。a極上析出Cu，b極上析出Cl2，c極上析出Ag，d極上析出O2。由電子守恒可得出：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四個電極上所析出物質的物質的量之比為1∶1∶2∶＝2∶2∶4∶1。 13．B　[解析] 此題將電解知識與原電池知識融合在一起。要解決此問題，必須要從概念、模型、電極名稱、電極反應式等方面去區(qū)分，這些知識都弄清楚了，才能順利解答此題，達到“在應用中理解、在理解中應用”的效果。左圖為電解池，F(xiàn)e為陽極，陽極反應式為Fe－2e－===Fe2＋；Zn為陰極，陰極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，因此Ⅰ區(qū)域c(OH－)變大，堿性增強使酚酞變紅；右圖為原電池，F(xiàn)e為正極，正極反應式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－，因此Ⅳ區(qū)域c(OH－)變大，堿性增強使酚酞變紅。 14．C　[解析] 由圖知，甲、丙為原電池，甲中Zn為負極，負極反應式為Zn－2e－===Zn2＋，A錯；丙中Fe為負極，C為正極，H＋向正極移動，C正確；乙、丁為電解池，乙中Ag作陽極，本身失電子，B錯；D中放電順序為I－>Cl－，開始產生I2，D錯。 15．C　[解析] 該反應為不能自發(fā)進行的氧化還原反應，必須設計為電解池才能發(fā)生。陽極為Cu放電，陰極為H＋放電，即用Cu作陽極，電解質溶液中為H2O放電，選項C符合要求。 16．A　[解析] A中電解飽和食鹽水時，陰極應是H2O電離出的H＋得電子放出H2。 17．D　[解析] 電解質溶液中，n(Na＋)∶n(Cl－)∶n(H＋)∶n(SO)＝3∶3∶2∶1。開始電解產生H2和Cl2，隨著產生H2和Cl2的同時生成的OH－中和H2SO4，且OH－過量，最后是電解水，因而最后溶液的pH>7，陰極只放出H2。三個階段分別相當于電解HCl→NaCl→H2O。 18．A　[解析] 本題左側裝置相當于一個原電池，Zn比Cu活潑，Zn作負極，Cu作正極。原電池提供直流電，用銅電極電解硫酸鈉溶液，X極與電源的正極相連作陽極，發(fā)生氧化反應，電極反應：Cu－2e－===Cu2＋，Y極與電源的負極相連作陰極，發(fā)生還原反應，電極反應：2H＋＋2e－===H2↑，因此Y極與濾紙接觸處變紅。 19．(1)否 (2)①Cu　AgNO3 ②正　Ag＋＋e－===Ag　Cu－2e－===Cu2＋ (3)①2Fe－4e－===2Fe2＋　吸氧 ②析氫　鋅(或其他比鐵活潑的金屬) [解析] (1)否，只有自發(fā)的氧化還原反應才能設計成原電池。 (2)由氧化還原反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)可知，可以選用CuAgAgNO3(aq)構成簡易的原電池。因此題圖中電極X的材料是Cu，電解質溶液Y是AgNO3(aq)，正極為Ag，正極上發(fā)生的反應為Ag＋＋e－===Ag。負極為Cu，負極上發(fā)生的反應為Cu－2e－===Cu2＋。在外電路，電子由負極流向正極，即從X(Cu)電極流向Ag電極。 (3)電解質溶液呈中性，溶解氧氣，為吸氧腐蝕；氯化鈉溶液換成酸性的硫酸，發(fā)生析氫腐蝕；保護鐵，則鐵作正極，負極為比鐵更活潑的金屬。 20．(1)Li　Li－e－===Li＋ (2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑ (3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣味氣體生成 SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑ (4)構成電池的主要成分Li能和氧氣、水反應，且SOCl2也與水反應 [解析] 分析反應的化合價變化，可得Li為還原劑，SOCl2為氧化劑。 (1)負極材料為Li(還原劑)，電極反應式為Li－e－===Li＋。 (2)正極反應式可由總反應減去負極反應式得到： 2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。 (3)題中給出有堿液吸收時的產物，則沒有堿液吸收時的產物應為SO2和HCl，所以現(xiàn)象應該為出現(xiàn)白霧和有刺激性氣味氣體生成。 (4)構成電池的主要成分Li能和氧氣、水反應，且SOCl2也與水反應。 21．(1)原電池　電解池　(2)負極　陽極 (3)O2＋4e－＋2H2O===4OH－　4Ag＋＋4e－===4Ag (4)4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 [解析] 根據(jù)題意，甲池是一個燃料電池，則乙池為電解池，在甲池中CH3OH發(fā)生氧化反應，為原電池的負極，O2發(fā)生還原反應，為原電池的正極，A與CH3OH極相連，為電解池的陰極，B為陽極，電極反應式為 甲池： 負極：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O 正極：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－ 乙池： 陽極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 陰極：4Ag＋＋4e－===4Ag 總反應：4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 22．(1)①2H＋＋2e－===H2↑　有氣泡冒出，溶液變紅 ②2Cl－－2e－Cl2↑　把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在Y電極附近，試紙變藍色 (2)①純銅　Cu2＋＋2e－===Cu　②粗銅　Cu－2e－===Cu2＋ [解析] (1)用惰性電極電解飽和食鹽水時，陽極反應：2Cl－－2e－===Cl2↑；陰極反應：2H＋＋2e－===H2↑。與電源正極相連的為陽極，反之為陰極。所以X為陰極，Y為陽極。X極在反應過程中消耗了H2O電離出的H＋，溶液呈堿性，加入酚酞試液變成紅色；Y極產生Cl2，能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊優(yōu)樗{色。 (2)電解精煉粗銅時，用含雜質的Cu為陽極，純Cu為陰極。反應過程中，陽極上的Cu以及比Cu活潑的金屬失去電子，成為離子，進入溶液，活潑性比Cu差的金屬形成陽極泥；在陰極只有Cu2＋能得電子成為單質，其他較活潑的金屬對應的離子不能得電子。根據(jù)裝置圖，X為陰極，Y為陽極。所以，X電極的材料是純銅，電極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu；Y電極的材料是粗銅，電極反應為Cu－2e－===Cu2＋。