90分钟,100分)
一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)
1.下列过程需要通电后才可以发生或进行的是( )
电离 ②电泳 ③电解 ④电镀 ⑤电化学腐蚀。
a.①②b.②③
c.②③d.全部。
解析:电解质溶于水即可发生电离,不需要通电;电化学腐蚀的实质是发生原电池反应,是化学能转变为电能的自发反应,也不需要通电。
答案:b2.下列叙述中,正确的是( )
电解池是将化学能转变成电能的装置。
原电池是将电能转变成化学能的装置。
金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化。
不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现。
电镀过程相当于金属的“迁移”,可视为物理变化。
a.①②b.③④
cd.④解析:①、正好相反了,③、正确,⑤中电镀是特殊形式的电解,仍然是化学变化。
答案:b3.用石墨棒作电极,电解下列物质的水溶液,实质上与电解水一致的是( )
a.naoh b.nacl
c.cuso4 d.cucl2
解析:b项中电解nacl溶液生成naoh、h2、cl2。c项中电解cuso4溶液生成cu、o2、h2so4。d项中电解cucl2溶液生成cu和cl2。
答案:a4.某同学为了使反应2hcl+2ag===2agcl+h2↑能进行,设计了如下所示的四个实验方案,你认为可行的方案是( )
解析:由题意知,以盐酸作电解质溶液,ag作阳极,设计成电解池可实现该反应。
答案:c5.选用下列试剂和电极:稀h2so4、fe2(so4)3溶液、fe、cu、zn,组成右图所示的原电池装置(只有两个电极),观察到电流计的指针均明显转偏,则其可能的组合共有( )
a.3种 b.4种。
c.5种 d.6种。
解析:电极的组合有三种:fe—cu、zn—fe、zn—cu,三种组合都能与两种电解质溶液发生自发的氧化还原反应,选d。
答案:d6.(2014·三明一中高二期中)在铁制品上镀上一定厚度的铜层,以下电镀方案中正确的是( )
a.铜作阳极,铁制品作阴极,溶液中含fe2+
b.铜作阴极,铁制品作阳极,溶液中含cu2+
c.铜作阴极,铁制品作阳极,溶液中含fe3+
d.铜作阳极,铁制品作阴极,溶液中含cu2+
解析:在铁上镀铜,则要求铜在阳极,铁在阴极,电解质溶液含cu2+,d项符合题意。
答案:d7.下列各组中,每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是( )
a.hcl、cucl2、ba(oh)2
b.naoh、cuso4、h2so4
c.naoh、h2so4、ba(oh)2
d.nabr、h2so4、ba(oh)2
解析:本题考查电解规律,电解能够生成h2和o2的物质类型是强碱、含氧酸、活泼金属含氧酸盐,c项符合题意。
答案:c8.(2014·高考ⅱ卷)2024年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )
a.a为电池的正极。
b.电池充电反应为limn2o4===li1-xmn2o4+xli
c.放电时,a极锂的化合价发生变化。
d.放电时,溶液中li+从b向a迁移。
解析:本题考查电化学知识,意在考查考生对知识的理解能力、判断能力以及电极反应式的书写能力。根据原电池中金属性较强的材料作负极,可知b为电池的负极,则a为电池的正极,a项正确;电池的充电反应为电解池原理,b项正确;放电时,a作电池的正极,mn元素化合价发生变化,li元素化合价不变,c项错误;放电时,阳离子移向电池的正极,d项正确。
答案:c点评:本题易错点是不能正确地确定正负极。
判断负极方法:①金属性较强的材料作负极;②电子流出的是负极(或电流流入的是负极);③发生氧化反应的是负极(即化合价升高的)。
9.(2014·江苏盟校二联)“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源**。其供电原理是:白天太阳能帆板发电,将一部分电量直接供给天宫一号,另一部分电量储存在镍氢电池里,供黑夜时使用。
镍氢电池放电时的总反应原理为:mh+niooh―→m+ni(oh)2(m为氢化物电极的储氢金属,也可看做h2直接参加反应)。下列说法正确的是( )
a.充电时阴极区电解质溶液ph降低。
b.在使用过程中此电池要不断补充水。
c.放电时niooh在电极上发生氧化反应。
d.充电时阳极反应为:ni(oh)2-e-+oh-==niooh+h2o
解析:主要考查原电池原理和电解池原理。放电时,ni元素化合价降低,发生还原反应,故c错误。
充电时,阴极反应为:2h++2e-==h2↑,阳极反应为:ni(oh)2-e-+oh-==niooh+h2o,阴极区电解质溶液ph升高,故a错误,d正确。
正反应过程中无h2o消耗,故b错误。
答案:d10.(2014·广东粤西北九校联考)下列叙述正确的是( )
a.电镀时,通常把待镀的金属制品作阳极。
b.氯碱工业上电解的是熔融的nacl
c.氢氧燃料电池(酸性电解质)中o2通入正极,电极反应为o2+4h++4e-==2h2o
d.下图中电子由zn极移向cu极,盐桥中的cl-移向cuso4溶液。
解析:电镀时镀件应该作阴极,a项错误;氯碱工业上电解的是饱和nacl溶液,b项错误;盐桥中的cl-移向znso4溶液,d项错误。
答案:c11.如图所示,铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里,电流计中有电流通过,则下列说法正确的是( )
a.锌片是负极
b.两个铜片上都发生氧化反应
c.石墨是阴极
d.两个番茄都形成原电池
解析:左侧cu、zn与番茄汁构成原电池,锌片是负极,发生氧化反应,铜片是正极,发生还原反应,a项正确、b项错误;右侧为电解池,cu为阴极,石墨为阳极,c、d项错误。
答案:a12.用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法中正确的是( )
a.燃料电池工作时,正极反应:o2+2h2o+4e-==4oh-
b.a极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出。
c.a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出。
d.a、b两极均是石墨时,在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的h2体积相等。
解析:酸性燃料电池工作时,正极反应:o2+4h++4e-==2h2o,a错误;a极是铁,b极是铜时,a极上铁发生氧化反应逐渐溶解,b极上cu2+发生还原反应有铜析出,b错误;a极是粗铜,b极是纯铜时,a极上发生氧化反应,粗铜溶解,b极上cu2+发生还原反应,有铜析出,c正确;a、b两极均是石墨时,根据电子守恒,a极上产生的o2与电池中消耗的h2的体积比为1∶2,d错误。
答案:c13.(2014·临沂质检)某原电池装置如图所示,盐桥中装有用饱和氯化钾溶液浸泡过的琼脂。下列叙述正确的是( )
a.原电池工作一段时间后,fecl2溶液中c(cl-)增大。
b.此电池工作原理与硅太阳能电池工作原理相同。
c.fe为正极,石墨上发生的反应为2h++2e-==h2↑
d.该装置中的盐桥完全可用金属导线代替。
解析:原电池中离子的移动方向由静电作用决定,铁失去电子形成fe2+进入fecl2溶液中,使其带正电,吸引盐桥中的cl-,故c(cl-)增大,a项正确;太阳能电池是太阳能转化为电能的装置,原电池是化学能转化为电能的装置,b项错误;铁作负极,石墨作正极;c项错误;金属导线不能传递离子,所以盐桥不能用导线代替,d项错误。
答案:a14.如图所示的装置中,在产生电流时,以下说法不正确的是( )
a.fe是负极,c是正极。
b.负极反应式:fe-3e-==fe3+
c.内电路中阴离子移向fecl2溶液。
d.电流由石墨电极流向fe电极。
解析:负极反应式为fe-2e-==fe2+,b不正确;阴离子移向负极(左池),c项正确;电流由正极流向负极,d项正确。
答案:b15.(2014·高考天津卷)已知:锂离子电池的总反应为:lixc+li1-xcoo2c+licoo2
锂硫电池的总反应为:2li+sli2s
有关上述两种电池说法正确的是( )
a.锂离子电池放电时,li+向负极迁移。
b.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应。
c.理论上两种电池的比能量相同。
d.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电。
解析:本题考查电化学反应原理,意在考查考生的理解能力和分析判断的能力。锂离子电池放电时li+(阳离子)向正极迁移,a项错误;锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子,发生氧化反应,则充电时,锂电极发生还原反应,b项正确;比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小,二者的比能量不同,c项错误;题中装置是锂硫电池给锂离子电池充电,d项错误。
答案:b16.以铁为阳极、铜为阴极,对足量的naoh溶液进行电解,一段时间后得到2 mol fe(oh)3沉淀,此时消耗水的物质的量共为( )
a.2 mol c.4 mol
b.3 moi d.5 moi
解析:阳极:fe--2e-+2oh-==fe(oh)2
阴极:2h++2e-==h2↑
电池总反应式为:
fe+2h2oh2↑+fe(oh)2
4 mol2 mol
4fe(oh)2+2h2o+o2===4fe(oh)3
2 mol 1 mol 2 mol
所以生成2 mol fe(oh)3共需水5 mol。
答案:d17.生物燃料电池是以有机物为燃料,直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池,其能量转化率高,是一种真正意义上的绿色电池,其工作原理如图所示。已知c1极的电极反应为c2h5oh+3h2o-12e-==2co2+12h+。
下列说法中不正确的是( )
a.c1极为电池负极,c2极为电池正极。
b.c2极的电极反应为o2+4h++4e-==2h2o
c.该生物燃料电池的总反应方程式为c2h5oh+3o2===2co2+3h2o
d.电子由c2极经外电路流向c1极。
解析:根据原电池的反应原理,通入乙醇的电极发生氧化反应,是原电池的负极,通入氧气的电极发生还原反应,是原电池的正极,该燃料电池的总反应方程式是c2h5oh+3o2===2co2+3h2o,则选项a、b、c均正确。电子流动的方向是从c1极经外电路流向c2极,选项d不正确。
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