人教版高中化学选择性必修1 第14周 电化学基础综合 练习(含答案)

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名称 人教版高中化学选择性必修1 第14周 电化学基础综合 练习(含答案)
格式 docx
文件大小 629.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-10-10 10:01:26

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文档简介

第14周 电化学基础综合
一、选择题(每小题3分)
1.大力发展新能源相关产业是中国实现“碳中和”目标的重要抓手。下列有关说法错误的是( )
A.我国政府批准在雅鲁藏布江下游建设水电站是推进低碳发展的重要举措
B.太阳能电池实现了电能→化学能的转换
C.有机溶剂(如碳酸酯)可以用于锂离子电池的电解液
D.氢燃料电池车中电池负极区应与汽车的储氢装置连通
2.下列有关原电池、电解池的说法正确的是( )
A.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
B.理论上说,任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池
C.将镁和铝用导线连接放入氢氧化钠溶液中组成原电池,镁电极作为负极
D.在电解精炼铜装置中,粗铜为阳极材料,精铜为阴极材料,电解质溶液为溶液,电解一段时间后,溶液浓度不变
3.电化学原理在生活中广泛存在,下列叙述错误的是( )
A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B.用锡焊接铁质器件,焊接处易生锈
C.可以将电源正极与铁质闸门相连,保护闸门
D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
4.粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)。下列叙述正确的是( )
A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-=Ni
B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
5.下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.碱性氢氧燃料电池的负极反应式:
B.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+
C.用惰性电极电解饱和食盐水时,阴极的电极反应式为
D.在铁制品上镀银时,铁制品与电源正极相连,发生电极反应:Fe-2e-=Fe2+
6.工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。已知:
①在弱酸性溶液中发生水解;
②氧化性:(低浓度)。
下列说法不正确的是( )
A.碳棒上发生的电极反应:
B.电解过程中,B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小
C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH
D.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应的总方程式发生改变
7.工业上利用双极膜电渗析法制取盐酸和氢氧化钠的装置如下图所示。图中的双极膜中间层中的电离为和,并在直流电场作用下分别向两极迁移。
下列有关说法错误的是( )
A.N表示阴离子交换膜
B.甲室流出的为氢氧化钠溶液
C.电解总反应:
D.相比现有氯碱工业制取氢氧化钠,该方法更环保
8.利用基催化剂光催化还原转化为甲醇,并利用产生的电能进一步电解制备新型高效净水剂,其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.电极反应式为
B.电极的电势高于电极的电势
C.离子交换膜、分别为阴、阳离子交换膜
D.有转化为甲醇同时电极生成标准状况下的
9.某研究小组向锥形瓶内加入混合均匀的新制铁粉和碳粉,塞紧瓶塞,从胶头滴管中滴入醋酸溶液,同时测量锥形瓶内压强的变化,如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~t1内,压强增大的原因是铁发生了吸氧腐蚀
B.碳粉表面的电极反应式只有2H++2e-=H2↑
C.整个过程中铁粉发生了氧化反应
D.若将铁粉换为铜粉,锥形瓶内的压强变化仍为如图
10.实验室模拟海水环境和河水环境对焊接金属材料的影响,实验结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.的金属性强于
B.甲是海水环境下的腐蚀情况,乙是河水环境下的腐蚀情况
C.两种环境下,铁被腐蚀时的电极反应式均为
D.为了防止舰艇在海水中被腐蚀,可在焊点附近用锌块打“补丁”
11.一种处理的流程如图所示,下列说法不正确的是( )
A.该流程中原电池的负极反应是
B.该流程的优点是Br2可循环利用,同时得到清洁燃料
C.电解槽阴极附近pH变大
D.该流程说明反应可自发进行
二、非选择题
12.(12分)回答下列问题。
(1)(6分)某课外活动小组用如图甲所示装置进行实验,试回答下列问题。
①若开始时开关K与a连接,则A极的电极反应式为 ,B极的Fe发生 (选填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
②若开始时开关K与b连接,根据此时的装置,判断下列说法正确的是 (填字母)。
a.溶液中向A极移动
b.A极上产生的气体能使湿润的淀粉试纸变蓝
c.反应一段时间后加适量稀盐酸可恢复到电解前电解质溶液的浓度
d.若标准状况下B极产生2.24L气体,则溶液中转移0.2mol电子
(2)(6分)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如电池中某电极的工作原理如图乙所示。
①已知该电池的电解质为能传导的固体材料。放电时电极是电池的 (选填“正”或“负”)极,该电极反应为 。
②用此电池电解含有足量的溶液100mL,假如电路中转移了,且电解池的电极均为惰性电极,忽略溶液体积变化,则电解后溶液中为 。
第14周 电化学基础综合
B 【解析】利用水动能转化为电能,减少煤炭燃烧,A正确;太阳能电池为光能转化为电能,B错误;锂与水反应,应用有机溶剂,C正确;氢燃料电池负极为H2得电子产生H+,应与汽车的储氢装置连通,D正确。
B 【解析】原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属,也可以是金属和非金属,如铁和石墨在稀硫酸中也能构成原电池,还可以都是金属铂或石墨,如氢氧燃料电池,A错误;氧化还原反应中存在电子的转移,任何自发进行的氧化还原反应理论上都可以设计成原电池,B正确;NaOH溶液与镁不反应,NaOH溶液与铝反应生成Na[Al(OH)4]和H2,铝电极作为负极,镁电极作为正极,C错误;阳极粗铜中锌、镍、铜都会失去电子发生氧化反应,而阴极只有铜离子被还原为铜,这样会导致电解一段时间后,溶液浓度发生改变,D错误。
C 【解析】生铁中含有碳,容易形成碳铁原电池而被腐蚀,抗腐蚀能力比纯铁弱,A正确;铁活动性大于锡,容易形成原电池而被腐蚀,B正确;将电源负极与铁质闸门相连,保护闸门,C错误;铁管上镶嵌锌块,锌比铁活泼,锌腐蚀而铁管不易被腐蚀,D正确。
D 【解析】粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,由氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+,可知还原性:Fe>Ni>Cu,Cu、Pt活泼性弱于Ni,电解法制备高纯度的镍时,粗镍为阳极、纯镍为阴极,含Ni2+的盐溶液为电解质溶液,据此分析解答。阳极发生氧化反应,Zn、Fe活泼性强于镍,参与阳极放电的有Zn、Fe、Ni,其电极反应式有Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,A错误;电解过程中,阳极电极反应有Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+,阴极电极反应式为Ni2++2e-=Ni,阴阳两极转移电子物质的量相等,则阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等,B错误;电解时含Ni2+的盐溶液为电解质溶液,电解后,溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Ni2+和Zn2+,C错误;Fe、Zn、Cu、Pt中只有Cu和Pt的活泼性弱于Ni,则电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt,D正确。
C 【解析】在碱性氢氧燃料电池中,通入燃料H2的电极为负极,负极上H2失去电子,产生的H+与OH-结合生成H2O,则负极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,A错误;粗铜精炼时,与电源正极相连的电极是阳极,阳极材料是粗铜,阳极的电极反应式主要为Cu-2e-=Cu2+,B错误;用惰性电极电解饱和食盐水时,阴极上H2O电离产生的H+得到电子被还原产生H2,则阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,C正确;在铁制品上镀银时,铁制品与电源负极相连作阴极,发生电极反应:Ag++e-=Ag,D错误。
B 【解析】由图知,碳棒与电源正极相连,作电解池的阳极,电极反应式为,A正确;电解过程中为平衡A、C室中的电荷,A室中的和C室中的分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B室中,使B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大,B错误;因在弱酸性溶液中易发生水解,且氧化性:,为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水的pH,C正确;若将图中阳离子膜去掉,由于放电顺序:,则在阳极放电:,电解反应的总方程式会发生改变,D正确。
C 【解析】由图可知,左边石墨为阴极,右边石墨为阳极,电流方向由右向左,阳离子方向由右向左,阴离子方向由左向右。氯离子由乙室向丙室迁移,N为阴离子交换膜,A正确; 钠离子由乙室向甲室迁移,OH-由双极膜向甲室迁移,甲室流出的为氢氧化钠溶液,B正确;电解总反应为 ,C错误;相比现有氯碱工业制取氢氧化钠,该方法无氯气产生,更环保,D正确。
B 【解析】电极由转化为,碳元素化合价降低,发生还原反应,为原电池的正极,铁电极接正极,作阳极,铁元素最终转化为,Cu接负极为阴极,发生的电极反应式为,据此分析解答。Fe电极为阳极,发生氧化反应,电极反应式是,A错误;电极为原电池的正极,电极为原电池的负极,正极电势比负极高,B正确;由右边电解装置图分析,铁电极发生反应消耗,所以离子交换膜是阴离子交换膜,可以通过OH-,铜电极是溶液中氢离子放电,增多,与钠离子结合得到氢氧化钠,所以离子交换膜是阳离子交换膜,可以通过Na+,NaOH溶液的浓度增大,大于,C错误;由,反应转移电子,原电池和电解池连接后,转移电子数相等,由知,生成氢气,对应标准状况下的体积是,D错误。
C 【解析】铁粉和碳粉、醋酸溶液构成原电池,发生析氢腐蚀,导致锥形瓶内压强变化如上图0~t1,后压强减小,铁粉发生吸氧腐蚀,在正极上得到电子发生还原反应生成,据此分析解答。铁在酸性条件下发生的是析氢腐蚀,不是吸氧腐蚀,且0~t1内压强增大,说明气体的物质的量增加,则铁可能发生了析氢腐蚀,A错误;在正极上得到电子发生还原反应生成,电极反应式为,后压强减小,铁粉发生吸氧腐蚀,在正极上得到电子发生还原反应生成,电极反应式为,B错误;不管是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,整个过程中铁粉失电子生成亚铁离子,发生氧化反应,C正确;若将铁粉换为铜粉,锥形瓶中只发生吸氧腐蚀,锥形瓶内的压强逐渐减小,D错误。
D 【解析】原电池中,一般情况下,金属性较强的为负极,所以的金属性强于,A错误;海水环境下电解质溶液浓度较大,腐蚀更严重,乙是在海水环境下的腐蚀情况,B错误;两种环境下,负极发生的反应均为,C错误;在焊点附近用锌块打“补丁”,由于锌比铁活泼,构成原电池时,锌为负极被腐蚀,保护了铁不被腐蚀,D正确。
D 【解析】在原电池负极上,还原性物质发生氧化反应:,A正确;根据流程可知有生成,电解生成的Br2参与原电池反应,故可循环利用,同时得到清洁燃料,B正确;电解槽阴极反应式为,酸性减弱,pH增大,C正确;原电池反应一定是自发进行的,电解池反应不一定是自发进行的,反应不能直接设计成原电池,说明反应不能自发进行,D错误。
12.【答案】(1)① 吸氧 ②b
(2)①正 ②
【解析】(1)①若开始时开关K与a连接,构成原电池,铁是负极,石墨为正极,电解质溶液显中性,发生Fe的吸氧腐蚀,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,正极反应式为。②电解池中阳离子移向阴极,所以溶液中向B极移动,a错误;A极是阳极,生成氯气,所以A极上生成的气体能使湿润的淀粉试纸变蓝,b正确;电解饱和食盐水放出氢气和氯气,所以反应一段时间后通入适量HCl气体可恢复到电解前电解质溶液的浓度,c错误;溶液中通过离子移动导电,没有电子转移,d错误。(2)①根据题图乙,放电时得电子发生还原反应生成,所以为正极,电极反应式为。②用此电池电解含有足量的溶液100mL,且电解池的电极均为惰性电极,阴极反应式为,阳极反应式为,假如电路中转移了忽略溶液体积变化,则电解后溶液中氢离子的物质的量为0.1mol,则氢离子的物质的量浓度为。