第四章电化学基础 课堂10分钟练习(四节共5份)

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名称 第四章电化学基础 课堂10分钟练习(四节共5份)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2012-06-17 14:35:19

文档简介

1.(对应考点一)依据下面的甲、乙、丙三图,判断下列叙述不正确的是(  )
A.甲是原电池,乙是电镀装置
B.甲、乙装置中,锌极上均发生氧化反应
C.乙装置中,铜极因发生氧化反应而溶解
D.乙装置中,c(Cu2+)不变,丙装置中,c(Cu2+)减小
解析:本题考查的是原电池和电解池的形成条件,判断时要以构成电解池的三个条件为依据。甲是铜锌原电池,乙是在Zn片上镀铜的电镀池,丙是铜的精炼装置。
答案:B
2.(对应考点一)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是(  )
A.电解时以精铜作阳极
B.电解时阴极发生氧化反应
C.粗铜连接电源负极,其电极反应是
Cu-2e-===Cu2+
D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
解析:电解时粗铜作阳极,与电源正极相连,失电子发生氧化反应;精铜作阴极,与电源负极相连,得电子发生还原反应,A、B、C错误。因为在金属活动性顺序表中,Ag、Pt排在Cu的后面,所以电解时,Ag、Pt不会失电子,D正确。
答案:D
3.(对应考点二)用惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol,则阴极上析出Cu的质量为(  )
A.0.64 g           B.1.28 g
C.2.56 g D.5.12 g
解析:用惰性电极电解CuSO4溶液,在阳极产生的气体为O2,由4OH--4e-===2H2O+O2↑知,产生0.0100 mol的O2转移0.0400 mol电子,则根据Cu2++2e-===Cu可推出应析出0.0200 mol的铜,其质量1.28 g。
答案:B
4.(对应考点二)用石墨作电极电解+n价金属的硝酸盐溶液,当阴极上析出m g金属时,阳极上产生560 mL(标准状况)气体,此金属的相对原子质量应为
(  )
A.10mn B.10m
C.10n D.40mn
解析:阳极反应:4OH--4e-===O2↑+2H2O,当生成560 mL O2时转移0.1 mol电子,阴极为Mn+得电子,即Mn++ne-===M,根据反应中转移0.1 mol电子和生成m g金属,则=,解得Mr(M)=10mn。
答案:A
5.(对应考点一)关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是(  )
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
解析:电解食盐水时发生的反应:
阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
阴极:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
总反应:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
对照分析选项,A错误;阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2,滴加KI溶液后发生反应:Cl2+2I-===I2+2Cl-,溶液呈棕色,B正确;阴极附近产生大量的OH-,滴加酚酞后变红色,C错误;电解后生成NaOH,溶液呈碱性,D错误。
答案:B
6.(实验题)电解饱和食盐水的装置如图所示,若收集的H2为2 L,则同样条件下收集的Cl2________(填“>”“=”或“<”)2 L,原因是_____________________________________。
装置改进后,可用于制备NaOH溶液,若测定NaOH溶液的浓度,常用的方法为________。
解析:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,在阳极区内产生的Cl2能溶于水,与阴极生成的NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O,使得部分的Cl2被消耗,所以同样条件下收集到的Cl2小于2 L。
答案:< 电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应 酸碱中和滴定1.(对应考点一)关于原电池的说法,正确的是(  )
A.在正极上发生氧化反应
B.某电极上有氢气产生,则此电极为正极
C.在外电路电子流出的为正极
D.在负极上发生还原反应
解析:A项,正极发生还原反应;B项,产生H2的电极上得电子,发生还原反应,是正极;C项,外电路中电子由负极流出;D项,负极失去电子发生氧化反应。
答案:B
2.(对应考点一)关于如图所示的原电池,下列说法正确的是(  )
A.电子从铜电极通过检流计流向锌电极
B.盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移
C.锌电极发生还原反应,铜电极发生氧化反应
D.铜电极上发生的电极反应是2H++2e-===H2↑
解析:该电池中Cu和Zn分别做正极和负极,分别对应还原反应和氧化反应;正极是Cu2++2e-===Cu,电子从负极流出,经导线回到正极;电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
答案:B
3.(对应考点二)(2011·济南一中高二期末检测)把a、b、c、d四块金属浸泡在稀硫酸中,用导线两两相连可组成各种原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,c为负极;a、c相连时,c为正极;b、d相连时,b为正极。则这四种金属的活泼性顺序由大到小为(  )
A.a>b>c>d         B.a>c>b>d
C.a>c>d>b D.b>d>c>a
解析:两种金属在稀H2SO4中构成原电池时,相对活泼的金属作负极,相对不活泼的金属作正极。
答案:C
4.(对应考点二)利用反应Zn+2FeCl3===ZnCl2+2FeCl2设计一个原电池。在下图方格内画出实验装置图,并指出正极材料为__________,电极反应式为
________________________________________________________________________;
负极材料为________,电极反应式为__________________________________________。
解析:将Zn+2FeCl3===ZnCl2+2FeCl2拆分为:Zn-2e-===Zn2+(氧化反应)和2Fe3++2e-===2Fe2+(还原反应);结合原电池的电极反应特点分析可知,该电池的负极应用锌,则正极所用材料活泼性应比锌弱,为保证Fe3+在正极得电子,则电解质溶液为FeCl3等易溶的铁盐溶液。
答案:(实验装置图如下)
Pt(或石墨) 2Fe3++2e-===2Fe2+
Zn Zn-2e-===Zn2+
5.(探究题)甲、乙两位同学均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序,并探究产物的有关性质,分别设计了如图所示的原电池,请完成下列问题:
(1)甲池中正极上的实验现象是_______________________________________________。
(2)乙池中总反应的离子方程式为____________________________________________。
(3)上述实验证明了“利用金属活动性顺序表可直接判断原电池正负极”,这种作法________(填“可靠”或“不可靠”),如不可靠,请你提出另一种判断原电池正负极的可行的方案________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_______________________________________________(若你认为可靠,此空可不作答)。
解析:当稀硫酸是电解质溶液时,Mg作负极(活泼性Mg>Al),Al作正极,电极上产生气泡;当NaOH溶液是电解质溶液时,Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应),总反应为:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑,通过本题可知原电池的两极与电解质溶液有关,电解质溶液不同,导致电极发生改变(正、负极变化)。
答案:(1)产生气泡
(2)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
(3)不可靠 将两种金属电极连上电流表而构成原电池,利用电流表检测电流的方向,从而判断电子流动方向,由此确定原电池正负极1.(对应考点一)用铂电极电解下列溶液时,阴极和阳极的主要产物分别为H2和O2的是(  )
A.稀NaOH溶液       B.HCl溶液
C.CuCl2溶液 D.酸性AgNO3溶液
解析:根据电解原理,推知A项,实质电解水,阴阳两极分别析出H2和O2;B项,阴、阳两极分别析出H2和Cl2;C项,分别析出Cu和Cl2;D项,分别析出Ag和O2。
答案:A
2.(对应考点一)电解CuCl2和NaCl的混合溶液,阴极和阳极上首先析出的物质分别是
(  )
A.Cu和Cl2         B.H2和Cl2
C.H2和O2 D.Cu和O2
解析:在CuCl2和NaCl溶液中,Cu2+、Na+、H+向阴极移动,因Cu2+氧化性最强,则阴极反应为:Cu2++2e-===Cu,而Cl-、OH-向阳极移动,因Cl-的还原性比OH-强,所以阳极反应为:2Cl--2e-===Cl2↑,故电解时阴极、阳极首先析出的物质分别为Cu和Cl2。
答案:A
3.(对应考点二)(2011·全国卷Ⅰ)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的(  )
A.CuSO4 B.H2O
C.CuO D.CuSO4·5H2O
解析:用石墨作电极电解CuSO4溶液时,阳极产生O2,阴极析出金属Cu,故加入CuO可使电解液恢复到起始状态。
答案:C
4.[双选题](对应考点二)用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的pH下降的是(  )
A.CuSO4 B.AgNO3
C.BaCl2 D.H2SO4
解析:阴极质量增加,应是金属阳离子在阴极放电;电解液pH下降,应是OH-在阳极放电。
答案:AB
5.(对应考点二)用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液,不可能发生的反应有(  )
A.2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑
B.Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑
C.2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
D.2H2O2H2↑+O2↑
解析:由n(CuSO4)∶n(NaCl)=1∶3得n(Cu2+)∶n(Cl)=1∶3,根据放电顺序,阴离子:Cl->OH->SO,阳离子Cu2+>H+>Na+,知该电解过程分为3个阶段,第一阶段:电解CuCl2溶液:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑;第二阶段:电解NaCl溶液:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,第三阶段,电解H2O:2H2O2H2↑+O2↑。
答案:A
6.(实验题)某研究性学习小组的学生为了从含有FeCl3、FeCl2、CuCl2的废液中回收Cu,设计了两种方案并进行评价。请回答有关问题。
方案1:向废液中加入过量的铁粉,充分反应后,________________。在所得滤渣中加入足量的盐酸,充分反应后,再过滤即得到铜。
方案2:在废液中加入适量的盐酸调节溶液的pH=1,用铜和石墨作电极进行电解。当观察到____________________时,即停止电解,这时要回收的Cu已全部析出。
(1)方案1中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为____________________,过滤操作时,需要用到的玻璃仪器是________________________。
(2)方案2在电极上直接回收铜,操作上比方案1简便,但方案2也有不足之处,主要表现为:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:方案1是根据铁的还原性比铜强,用铁把铜置换出来,分离固体与液体的混合物时应该用过滤的方法。
方案2是利用电解原理,使铜在电解池的阴极析出。氧化性强弱顺序为:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+,所以电解时在阴极上首先发生的反应是2Fe3++2e-===2Fe2+,然后是Cu2++2e-===Cu,当铜全部析出后即发生反应2H++2e-===H2↑,所以当看到阴极上有气体放出时,说明铜已经全部析出,在阳极上首先放电的是Cl-,Cl-失电子产生氯气,而氯气有毒会污染环境,同时方案2用了电解的方法,成本较高。
答案:方案1:过滤 方案2:阴极上有气泡产生
(1)Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+ 漏斗、烧杯、玻璃棒
(2)有污染性气体Cl2产生,使用了电解装置,成本较高1.(对应考点一)锂电池反应原理如下:FePO4+LiLiFePO4,内部为能够导电的固体电解质。下列有关该电池说法正确的是(  )
A.可加入硫酸以提高电解质的导电性
B.放电时电池内部Li+向负极移动
C.放电时,Li发生还原反应
D.放电时电池正极反应为:
FePO4+e-+Li+===LiFePO4
解析:若加入H2SO4,则Li与H2SO4发生反应,A错误;放电时,原电池内部阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,B错误;放电时,Li为负极,失电子发生氧化反应,C错误;放电时,原电池正极反应为:FePO4+e-+Li+===LiFePO4,D正确。
答案:D
2.(对应考点二)燃料电池是一种新型电池,它利用燃料在反应过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应如下:X极,O2(g)+H2O(l)+2e-===2OH-;Y极,H2(g)+2OH--2e-===2H2O(l)。下列判断中,正确的是(  )
A.X是负极
B.Y是正极
C.Y极发生还原反应
D.Y极发生氧化反应
解析:本题考查的是燃料电池的电极反应。从电极反应式中可以看出,X极得电子发生还原反应,作正极,Y极失去电子发生氧化反应,作负极。
答案:D
3.(对应考点二)一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是(  )
A.CH3OH(g)+O2(g)-2e-===H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)
B.O2(g)+4H+(aq)+4e-===2H2O(l)
C.CH3OH(g)+H2O(l)-6e-===CO2(g)+6H+(aq)
D.O2(g)+2H2O(l)+4e-===4OH-(aq)
解析:该燃料电池的总反应为
2CH3OH+3O2===4H2O+2CO2①
正极反应为O2+4H++4e-===2H2O②
①-②×3得:
2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2+12H+,
即CH3OH+H2O-6e-===CO2+6H+。
答案:C
4.(对应考点一、二)美国海军海底战事中心与麻省理工大学共同研制成功了用于潜航器的镁 过氧化氢燃料电池系统。其工作原理如图所示。以下说法中错误的是(  )
A.电池的负极反应为:Mg-2e-===Mg2+
B.电池工作时,H+向负极移动
C.电池工作一段时间后,溶液的pH增大
D.电池总反应式是:
Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O
解析:Mg H2O2燃料电池中Mg作负极:Mg-2e-===Mg2+,Pt作正极:H2O2+2H++2e-===2H2O,总反应式为:Mg +H2O2+2H+===Mg2++2H2O,消耗H+,使c(H+)减小,pH增大,且H+移向正极。
答案:B
5.(实验题)某学校设计了一节实验活动课,让学生从废旧干电池回收碳棒、锌皮、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质,整个实验过程如下,请回答有关问题。
(1)了解有关干电池的基本构造和工作原理。如图所示为干电池的基本构造图。干电池工作时负极上的电极反应式是___________________________________________________,
MnO2的作用是除去正极上产生的H2,本身生成Mn2O3,该反应的化学方程式是______________________________________________。
(2)锌皮和碳棒的回收:用钳子和剪子剪开回收的干电池的锌筒,将锌皮和碳棒取出,并刷洗干净,将电池内的黑色粉末移入小烧杯中。
(3)氯化铵、氯化锌的提取、检验和分离。
如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2晶体的混合物?写出简要的实验步骤:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)根据提供的电极材料,综合原电池原理可判断出Zn作负极,碳棒作正极,(3)考查物质的提取、检验和分离,以及离子的检验等。
答案:(1)Zn-2e-===Zn2+
2MnO2+H2===Mn2O3+H2O
(3)溶解、过滤、蒸发、结晶1.(对应考点一)下列关于金属腐蚀的说法正确的是(  )
A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是:
M+nH2O===M(OH)n+H2↑
B.金属化学腐蚀的实质是:M-ne-===Mn+,电子直接转移给氧化剂
C.金属的电化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D.在潮湿的环境中,金属的电化学腐蚀一定是析氢腐蚀
解析:金属腐蚀的实质是金属失去电子,在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀放出H2,而在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀,析氢腐蚀和吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀。
答案:B
2.(对应考点二)铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方程式为4Fe+3O2+xH2O===2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是(  )
A.①        B.②
C.③ D.④
解析:④处没有和电解质溶液接触,不能构成原电池,锈蚀速率较慢;①②③处已与电解质溶液接触,但①②处含O2较少,所以③处腐蚀最快。
答案:C
3.(对应考点二)[双选题]对下列金属采取的防护方法中,不属于电化学防护的是(  )
A.在轮船水线以下的船体装上一定数量的锌块
B.在金属表面进行电镀
C.在一定条件下对金属进行处理,在其表面形成一层致密的氧化膜
D.将铁闸门与直流电源的负极相连
解析:金属的电化学防护方法有两种,即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法;其他的方法还有电镀、涂油脂、改变金属的内部结构等。A是牺牲阳极的阴极保护法,D属于外加电流的阴极保护法。在金属表面进行电镀以及在其表面形成一层致密的氧化膜都不是电化学防护的方法。
答案:BC
4.(对应考点一)如下图所示,液面上浮着一个空心铁球。
(1)数天后可观察到的现象是(  )
①铁球表面出现红棕色锈斑 ②铁球表面出现黑色锈斑 ③量筒内水位下降 ④量筒内水位上升
A.①③ B.①④
C.②③ D.③④
(2)解释发生上述现象的原因(用反应式及必要的文字予以说明)。
解析:量筒内的空气、溶有O2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池,发生了吸氧腐蚀。其负极反应是2Fe-4e-===2Fe2+,正极反应是O2+2H2O+4e-===4OH-。Fe2+与OH-结合成Fe(OH)2,再被氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3脱水成为Fe2O3·xH2O而在铁球表面出现红棕色锈斑。由于量筒中的O2被吸收,所以量筒内的水位会上升。
答案:(1)B
(2)铁球发生吸氧腐蚀,其负极反应为2Fe-4e-===2Fe2+,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,总反应为2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2,随后反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。
5.(探究题)某课外兴趣小组探究铁生锈的条件,探究过程如下。
(1)检查制取O2装置的气密性,然后按如图所示连接好装置。
(2)点燃酒精灯给药品加热,持续3分钟左右,观察实验现象。
①直形导管中潮湿的细铁丝表面颜色变得灰暗,发生锈蚀;②直形导管中干燥的细铁丝表面依然光亮,没有发生锈蚀;③烧杯中潮湿的细铁丝表面依然光亮。
探究结论:
(1)实验现象①说明_________________________________________________________
________________________________________________________________________;
实验现象②说明____________________________________________________________
________________________________________________________________________;
实验现象③说明____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)仪器A的名称为干燥管,其中装的药品可以是碱石灰或无水CaCl2,其作用是________,由本实验可知,该类铁生锈的条件为______________________,由实验③现象可知,决定铁生锈快慢的一个重要因素是________。
(3)本实验中的铁生锈属于________腐蚀。
解析:干燥的铁丝不生锈而潮湿的铁丝生锈,说明铁丝不接触水,只接触氧气时不生锈,即铁丝生锈需同时具备接触O2和水这两个条件。KMnO4受热分解产生O2,故干燥管中碱石灰的作用是吸收水分,干燥O2。由实验设计过程可知,本实验探究的是钢铁的吸氧腐蚀过程。
答案:(1)铁丝接触水和O2时,发生腐蚀 铁丝只接触O2,不接触水时不会生锈 空气中的O2浓度低,不易使铁丝生锈
(2)干燥O2 铁丝跟O2和水接触 O2的浓度
(3)电化学(或吸氧)