2013~2014学年度第一学期高二化学单元检测试卷
第四章 电化学基础
(考查范围:原电池 化学电源)
学校 班级 姓名 考号 得分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N14 O 16 S 32
一、选择题(本题包括10个小题,每小题5分,共50分)
1.如图所示的装置能够组成原电池产生电流的是
2.世博会中国馆、主题馆等建筑所使用的光伏电池,总功率达4兆瓦,是历届世博会之最。下列有关叙述正确的是
A.光伏电池是将太阳能转变为电能
B.光伏电池是将化学能转变为电能
C.电流从a流向b
D.图中N型半导体为正极,P型半导体为负极
3.下图为一原电池装置,下列叙述中正确的是
A.铜离子在铜片表面被还原
B.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.铜是阳极,铜片上有气泡产生
4.某原电池的电池反应为:Fe+2Fe3+===3Fe2+,与此电池反应不符的原电池是
A.铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
B.石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
C.铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池
D.铜片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池
5.如图是Zn和Cu组成的原电池示意图,某小组做完该实验后,在读书卡片上作了如下记录,其中合理的是
卡片:No.10 Date:2012-3-11,实验记录:①导线中电流方向:锌→铜。
②铜极上有气泡产生。
③锌片变薄。,实验结论:④Zn为正极,Cu为负极。
⑤铜比锌活泼。
⑥H+向铜片移动。
A.①②③ B.④⑤⑥
C.③④⑤ D.②③⑥
6.芬兰籍华人科学家张霞昌研制的“超薄型软电池”获2009年中国科技创业大赛最高奖,被称之为“软电池”的纸质电池总反应为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是
A.该电池中Zn作负极,发生还原反应
B.该电池反应中MnO2起催化作用
C.该电池工作时电流由Zn经导线流向MnO2
D.该电池正极反应式为:2MnO2+2e-+2H2O===2MnOOH+2OH-
7.某小组为研究电化学原理,设计如图装置,下列叙述不正确的是
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-===Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动8.等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量的CuSO4溶液,如各图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系,正确的是
9.分析如图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是
A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极
B.②中Mg作正极,电极反应式为:6H2O+6e-===6OH-+3H2↑
C.③中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+
D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑
10.氢氧燃料电池以KOH溶液为电解质溶液,下列有关该电池的叙述不正确的是
A.正极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-
B.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量浓度不变
C.该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O2===2H2O
D.用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24 L Cl2(标准状况)时,有0.2 mol电子转移
选择题答题栏
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
选项
二、非选择题(本题共5个小题,共50分)
11.(8分)如下图,三个烧杯中盛足量的CuCl2溶液。
(1)A中Zn是________极,发生________反应(填“氧化”或“还原”,下同),电极反应式________________________________;
Cu是________极,发生________反应,电极反应式_______________________________________,总反应方程式__________________________________________________。
(2)B中C是________极,发生________反应,电极反应式____________________,Pt是________极,发生________反应,电极反应式_______________________________________;
总反应方程式__________________________________________________。
(3)C中Zn是________极,发生________反应,电极反应式________________,Cu是________极,发生________反应,电极反应式______________________________________________;
反应过程中c(Cu2+)____________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
12.(10分)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:
3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
请回答下列问题:
(1)高铁电池的负极材料是____________。
(2)放电时,正极发生________(填“氧化”或“还原”)反应;已知负极反应为Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2,则正极反应为__________________________________________________。
(3)放电时,________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
13.(10分)依据氧化还原反应Zn(s)+Cu2+(aq)===Zn2+(aq)+Cu(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是____________;电解质溶液Y是__________________。
(2)铜电极为电池的________极,发生的电极反应为______________________________,X极上发生的电极反应为____________________________________________。
(3)外电路中的电子是从________极流向________极。
(4)盐桥中的Cl-向________极移动,如将盐桥撤掉,电流计的指针将________偏转。
14.(10分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol/L H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol/L的NaOH溶液中,如图所示。
请回答:
(1)写出甲池中正极的电极反应式:__________________________________________________。
(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式:负极__________________________,总反应的离子方程式为_________________________________________________。
(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出______活动性更强,而乙会判断出______活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验,可得到如下哪些正确结论?_______________________________(填写字母序号)。
a.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
b.镁的金属性不一定比铝的金属性强
c.该实验说明金属活动性顺序已过时,已没有实用价值
d.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法___________ (填“可靠”或“不可靠”)。
15.(12分)甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛,请回答下列问题:
(1)高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁,有关反应为:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=260 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566 kJ·mol-1
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为:_______________________________________。
(2)如下图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①a处应通入______(填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式是_____________________________________________________________;
②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH______(填写“变大”“变小”或“不变”,下同),装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度______;
③电镀结束后,装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH-以外还含有______________(忽略水解);
④在此过程中若完全反应,装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)。
答案详解
1.解析:A项两个电极均选择Cu,不能形成原电池;C项没有形成闭合回路;D项酒精为非电解质,不能导电。
答案:B
2.解析:根据图示,光伏电池是将太阳能直接转变为电能的装置,A正确,B错误。外电路中,电流从b流向a,C错误。由于电流从P型半导体流出,因而P型半导体为正极,D错误。
答案:A
3.
4.解析:铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池中锌片为负极,铁片为正极,原电池反应为Zn+2Fe3+===2Fe2++Zn2+。
答案:C
5.解析:由图可知,该电池反应为:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,活泼金属Zn作负极,Cu作正极;外电路中电流由正极流向负极,①、④、⑤错误;Zn失去电子被氧化成Zn2+,失去的电子经外电路流向正极,溶液中的H+在正极上得到电子,析出H2,②、③、⑥正确。
答案:D
6.解析:A项,负极发生氧化反应,不正确;B项,该电池中MnO2发生还原反应,不是催化剂,不正确;C项,电池工作时电流由正极(MnO2)经导线流向负极(Zn),故不正确;D项,正极发生还原反应,正确。
答案:D
7.解析:a、b不连接,未形成原电池,Cu2+与Fe在接触面上直接反应,A项正确;a、b用导线连接,铜片作正极,Cu2+在该电极上得电子,B项正确;a、b连接与否,溶液中的Cu2+均得电子发生还原反应生成Cu,Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2+,故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色,C项正确;a与电源正极相连时,Cu片作阳极,Cu2+向Fe电极移动,D项错误。
答案:D
8.解析:若向a中加入少量的CuSO4溶液,则发生反应:Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4,消耗一部分Zn,生成的Cu附着于Zn上,构成无数微小的Cu-Zn原电池,加快了Zn的反应速率,所以Zn与稀硫酸反应时,加入CuSO4溶液则反应速率加快,生成H2的量a小于b。
答案:A
9.
10.解析:由于燃料电池的总反应式就是燃料燃烧时的化学方程式,所以该燃料电池的总反应式为:2H2+O2===2H2O;由于水的生成,导致电解液中KOH的物质的量浓度减小;在KOH做电解液时,正极反应:O2+2H2O+4e-===4OH-,根据电子转移相等知,当电解CuCl2溶液产生0.1 mol Cl2时,电池中转移电子0.2 mol。
答案:B
11.(8分)
答案:(1)负 氧化 Zn-2e-===Zn2+ 正 还原 Cu2++2e-===Cu Cu2++Zn===Zn2++Cu
(2)阴 还原 Cu2++2e-===Cu 阳 氧化 2Cl--2e-===Cl2↑ CuCl2Cu+Cl2↑
(3)阴 还原 Cu2++2e-===Cu 阳 氧化 Cu-2e-===Cu2+ 不变
12.(10分)
解析:电池的负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应。由高铁电池放电时总反应方程式可知,负极材料应为作还原剂的Zn。由电池的总反应方程式-负极反应式=正极反应式可知,正极反应式为FeO+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH-,正极生成了OH-,碱性增强。
答案:(1)Zn
(2)还原 FeO+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH-
(3)正
13.(10分)
解析:该原电池中Zn作负极,Cu作正极。盐桥中的Cl-向Zn极移动,阳离子(一般为K+)向正极移动。
答案:(1)Zn CuCl2溶液
(2)正 Cu2++2e-===Cu Zn-2e-===Zn2+
(3)Zn Cu (4)Zn 不
14.(10分)
解析:原电池的负极是相对活泼的金属,因金属活动性顺序的排列是在一般酸中的反应顺序。那么,当溶液改为NaOH溶液时,由于Mg不反应,而Al能跟NaOH溶液反应,在这种情况下,对于NaOH溶液而言,Al比Mg活泼,在该装置中铝作负极。因此,判断原电池正负极时,应考虑到对应介质,谁更易跟电解质溶液反应,谁就作负极。
答案:(1)2H++2e-===H2↑
(2)Al+4OH--3e-===AlO+2H2O
2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
(3)Mg Al (4)a、d (5)不可靠
15.(12分)