电化学基础 单元测评(四)A

单元测评(四)A

[时间：45分钟　分值：100分]

 

一、选择题(本题包括14小题，每小题4分，共56分，每小题只有一个正确答案)

1．下列说法正确的是(　　)

A．碱性锌锰电池是二次电池

B．铅蓄电池是一次电池

C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生

D．燃料电池的活性物质大量储存在电池内部

2．暖宝宝是市场上常见的热敷、止痛、消肿贴剂。它由原料层、明胶层、无纺布袋层三部分组成，其中原料是由铁、石墨、活性炭、无机盐等物质组成，构成了原电池，其中铁作(　　)

A．正极  B．负极  C．阴极  D．阳极

3．对外加电流的金属保护中，下列叙述正确的是(　　)

A．被保护的金属与电源的正极相连

B．被保护的金属与电源的负极相连

C．在被保护的金属表面上发生氧化反应

D．被保护的金属为阴极，其表面上发生氧化反应

4．100 mL浓度为2 mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是(　　)

A．加入适量的6 mol/L的盐酸

B．加入数滴氯化铜溶液

C．加入适量蒸馏水

D．加入适量的氯化钠溶液

5．在电解质溶液中插入M、N电极，并连接直流电源进行电解，可以看到两极上均有气泡产生，电解后测定电解质溶液，其H^＋浓度无变化。符合这些条件的是(　　)

A．两个电极均为铁片，M是阴极，电解质溶液是0.4%的NaOH溶液

B．两个电极均为石墨，M是阳极，电解质溶液是0.4%的H₂SO₄溶液

C．两个电极均为石墨，M是阳极，电解质溶液是0.4%的KOH溶液

D．M是铁片，作阴极，N是石墨，电解质溶液是0.4%的KNO₃溶液

6．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是(　　)

A．电解饱和食盐水，阳极的电极反应式为2Cl^－－2e^－===Cl₂↑

B．氢氧燃料电池的负极反应式：O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－

C．粗铜精炼时，与电池正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu－2e^－===Cu^2＋

D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e^－===Fe^2＋

7．X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下化学反应：

(1)水溶液中X＋Y^2＋===X^2＋＋Y；

(2)Z＋2H₂O(冷水)===Z(OH)₂＋H₂↑；

(3)M、N为电极，与N盐溶液组成原电池，电极反应为M－2e^－===M^2＋；

(4)Y可以溶于稀硫酸中，M不被稀硫酸氧化。则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是(　　)

A．M．N   C．N．X

8．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是(　　)

A．CuCl₂[CuSO₄]      B．NaOH[Na₂O]

C．NaCl[HCl]            D．CuSO₄[Cu(OH)₂]

9．Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为2Li^＋＋FeS＋2e^－===Li₂S＋Fe

有关该电池的下列说法中，正确的是(　　)

A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价

B．该电池的总反应式为2Li＋FeS===Li₂S＋Fe

C．负极的电极反应式为Al－3e^－===Al^3＋

D．充电时，阴极发生的电极反应式为Li₂S＋Fe－2e^－===2Li^＋＋FeS

10．在钢铁腐蚀过程中，下列五种变化可能发生的是(　　)

①Fe^2＋转化为Fe^3＋　②O₂被还原　③产生H₂

④Fe(OH)₃失水形成Fe₂O₃·H₂O　⑤杂质碳被氧化

A．①②              B．②③④

C．①②③④       D．①②③④⑤

11．一种甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的新型手机电池，可连续使用一个月，其电池反应为2CH₃OH＋3O₂＋4OH^－===2CO＋6H₂O，则有关说法正确的是(　　)

A．放电时CH₃OH参与反应的电极为正极

B．放电时负极的电极反应为CH₃OH＋8OH^－－6e^－===CO＋6H₂O

C．标准状况下，通入5.6 L O₂并完全反应后，有0.5 mol电子转移

D．放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低

12．用石墨电极电解含有一定量重水(D₂O)的水(H₂O)，下列说法正确的是(　　)

A．相同状况下两电极上产生的气体体积之比为2∶1

B．两电极产生的气体质量之比为8∶1

C．相同状况下两电极上产生的气体体积之比为4∶1

D．若两电极上产生的气体质量为16∶3，则D₂O与H₂O的物质的量之比为2∶1

13．目前已研制出一种用磺酸类质子作溶剂的酸性乙醇电池，其效率比甲醇电池高出32倍，电池构造如图DL4-1所示，电池反应式为C₂H₅OH＋3O₂===2CO₂＋3H₂O。下列关于该电池的说法正确的是 (　　)

图DL4-1

A．通入乙醇的电极为该电池的正极

B．放电过程中，电源内部的H^＋从正极区向负极区迁移

C．该电池的正极反应为4H^＋＋O₂＋4e^－===2H₂O

D．用该电池作电源，用惰性电极电解饱和NaCl溶液时，每消耗0.2 mol C₂H₅OH，阴极产生标准状况下气体的体积为13.44 L

14．用石墨作电极电解3 mol·L^－1KCl和0.5 mol·L^－1Al₂(SO₄)₃的1 L混合溶液时，下图电解变化曲线合理的是(　　)

A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　　D

图D4-2

二、非选择题(本题包括4小题，共44分)

15．(12分)Zn-MnO₂干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液。

(1)该电池的负极材料是________。电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。

(2)若ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu^2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

欲除去Cu^2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。

a．NaOH      b．Zn

c．Fe           d．NH₃·H₂O

(3)MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液。阴极的电极反应式是______________。若电解电路中通过2 mol电子，MnO₂的理论产量为________。

图D4-3

16．(10分)某校化学兴趣小组同学，利用下列装置探究pH试纸上的微型电解。

(1)如图D4-3，取一条广泛pH试纸，浸润了饱和Na₂SO₄溶液后放置于玻璃片上，取两只回形针(铁制)夹住试纸两端，另取导线、鳄鱼夹、6 V电池连接好电路。

当两根鳄鱼夹夹住回形针后，试纸上立刻出现以下现象：

阳极回形针处很快出现大片红棕色；阴极附近迅速呈现大片蓝紫色，对照比色卡发现其pH约为13。

①如图，右端回形针为________极(填“阴”或“阳”)；阴极试纸上出现大片蓝紫色的原因是(用反应式结合文字表示)：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②推测阳极回形针处出现的红棕色物质可能是________________________(写化学式)。

(2)小组同学另取两根铅笔芯作为电极，对pH试纸上的Na₂SO₄溶液电解，可见阳极与试纸接触处呈现________色圆点，而在阴极与试纸接触处呈现________色圆点，说明了电解硫酸钠饱和溶液的实质是：__________________________(用方程式表示)。

17．(12分)某课外活动小组准备用如图DL4-4所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：

(1)甲同学在实验中将电键K₅闭合，Zn电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。

(2)乙同学准备进行电解CuCl₂溶液的实验，则电解时的总反应方程式为________________________________________________________________________；

实验时应闭合的电键组合是________。(从下列五项中选择所有可能组合，第三小题也在这五项中选择)

A．K₁和K₂　B．K₁和K₃　C．K₁和K₄

D．K₂和K₃　E．K₂和K₄

(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，选择了某种盐来配制电镀液，则该盐的化学式为__________________，实验时，应闭合的电键组合是________(选项如上)。

图D4-6

18．(10分)某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu元素的相对原子质量为64)。

按照实验步骤依次回答下列问题：

(1)导线中电子流向为________(用a、b表示)；

(2)写出装置中锌电极上的电极反应式：________________________________________________________________________；

(3)若装置中铜电极的质量增加0.64 g，则导线中转移的电子数目为________；(不许用“N_A”表示)；

(4)装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K^＋、Cl^－的移动方向表述正确的是________。

A．盐桥中的K^＋向左侧烧杯移动、Cl^－向右烧杯移动

B．盐桥中的K^＋向右侧烧杯移动、Cl^－向左烧杯移动

C．盐桥中的K^＋、Cl^－都向左侧烧杯移动

D．盐桥中的K^＋、Cl^－几乎不移动

 

 

 

 

 

 

单元测评(四)B

第四章　　本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷54分，第Ⅱ卷46分，共100分，考试时间90分钟。

 

第Ⅰ卷　(选择题  共54分)

一、选择题(本大题共18小题，每小题3分，共54分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)

1．如图CB4-1所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是(　　)

图CB4-1

A．外电路的电流方向为X→外电路→Y

B．若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn

C．若两电极都是金属，则它们的活动性为X>Y

D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应

2．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是(　　)

A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极

B．电解液的成分都保持不变

C．阳极反应都只有Cu－2e^－===Cu^2＋

D．阴极反应都只有Cu^2＋＋2e^－===Cu

3．如图CB4-2所示，烧杯内盛有浓HNO₃，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。下列有关说法正确的是(　　)

图CB4-2

A．Fe比Pb活泼，始终作负极

B．Fe在浓HNO₃中钝化，始终不会溶解

C．电池停止工作时，烧杯中生成了Fe(NO₃)₃

D．利用浓HNO₃作电解质溶液不符合“绿色化学”思想

4．下列关于图CB4-3实验装置的说法正确的是(　　)

图CB4-3

A．该装置电流表中没有电流通过

B．铝箔是正极

C．总反应为4Al＋3O₂＋6H₂O===4Al(OH)₃

D．电子从铝箔流出，经电流表、活性炭、滤纸回到铝箔

5．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(　　)

A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护

B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀

C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀

D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e^－===Fe^3＋

6．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b 相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为(　　)

A．a＞c＞d＞b  B．a＞b＞c＞d

C．c＞a＞b＞d  D．b＞d＞c＞a

7．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag₂O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为

Zn＋2OH^－－2e^－===ZnO＋H₂O

Ag₂O＋H₂O＋2e^－===2Ag＋2OH^－

总反应式为Ag₂O＋Zn===ZnO＋2Ag

根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是(　　)

A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH增大

B．在使用过程中，电子由Ag₂O经外电路流向Zn极

C．Zn是负极，Ag₂O是正极

D．Zn极发生还原反应，Ag₂O极发生氧化反应

8．Mg-H₂O₂电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图CB4-4。该电池工作时，下列说法正确的是(　　)

图CB4-4

A．Mg电极是该电池的正极

B．H₂O₂在石墨电极上发生氧化反应

C．石墨电极附近溶液的pH增大

D．溶液中Cl^－向正极移动

9．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Au等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　)

A．电解时以纯铜作阳极

B．电解时阳极发生还原反应

C．纯铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e^－===Cu^2＋

D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Au等金属的阳极泥

10．用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成原电池——燃料电池，该电池放电时发生的反应为CH₄＋2KOH＋2O₂===K₂CO₃＋3H₂O，下列说法错误的是(　　)

A．通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极

B．放电时，通入O₂一极附近溶液的pH升高

C．放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化

D．通甲烷极的电极反应式是CH₄＋10OH^－－8e^－===CO＋7H₂O

11．电解CuCl₂与NaCl的混合溶液，阴极上和阳极上最先析出的物质为(　　)

A．H₂和Cl₂  B．Cu和Cl₂

C．H₂和O₂  D．Cu和O₂

12．图CB4-5所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L^－1的CuCl₂溶液，B池中加入0.1 mol·L^－1的AgNO₃溶液，进行电解。一段时间后，a、b、c、d四个电极上所析出的物质的物质的量之比是(　　)

图CB4-5

A．2∶2∶4∶1  B．1∶1∶2∶1

C．2∶1∶1∶1  D．2∶1∶2∶1

13．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中(如图CB4-6所示平面图)，经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是(　　)

图CB4-6

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．有关甲、乙、丙、丁四个图的叙述正确的是(　　)

图CB4-7

A．甲中负极反应式为2H^＋＋2e^－===H₂↑

B．乙中阳极反应式为Ag^＋＋e^－===Ag

C．丙中H^＋向碳棒方向移动

D．丁中电解开始时阳极产生黄绿色气体

15．为使反应Cu＋2H₂O===Cu(OH)₂↓＋H₂↑能够发生，下列设计方案正确的是(　　)

A．用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池

B．用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液

C．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液

D．用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸

16．下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是(　　)

A．电解饱和食盐水 阴极：Na^＋＋e^－===Na

B．电解CuSO₄溶液 阴极：Cu^2＋＋2e^－===Cu

C．电解熔融NaCl 阴极：Na^＋＋e^－===Na

D．电解NaOH溶液 阳极：4OH^－－4e^－===2H₂O＋O₂↑

17．某溶液中含有两种溶质NaCl和H₂SO₄，它们的物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是(　　)

A．阴极只析出H₂  B．阳极先极出Cl₂，后析出O₂

C．电解最后阶段为电解水  D．溶液pH不断增大，最后为7

18．如图CB4-8所示，下列叙述正确的是(　　)

图CB4-8

A．Y为阴极，发生还原反应

B．X为正极，发生氧化反应

C．Y与滤纸接触处有氧气生成

D．X极与滤纸接触处变红

请将选择题答案填入下表：

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
答案
题号	11	12	13	14	15	16	17	18	总分
答案

 

第Ⅱ卷　(非选择题　共46分)

二、非选择题(本大题共4小题，共46分)

19．(12分)(1)反应NaOH＋HCl===NaCl＋H₂O，能否设计成原电池________。(填“能”或“否”)

(2)依反应：2Ag^＋(aq)＋Cu(s)===Cu^2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图CB4-9所示。

图CB4-9

请回答下列问题：

①电极X的材料是________；电解质溶液Y是________；

②银电极为电池的________极，发生的电极反应为_______________________________；

X电极上发生的电极反应为________________________________________。

(3)金属腐蚀的电化学原理可用下图CB4-10模拟。

图CB4-10

①铁棒上的电极反应式：_________________________________。

该图所表示的是_______________________________________________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。

②若将O₂撤走，并将NaCl溶液改为稀H₂SO₄溶液，则此图可表示________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极法来保护铁棒不被腐蚀溶解，即可将碳棒改为________棒。

20．(11分)Li-SOCl₂电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解质是LiAlCl₄-SOCl₂。电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl₂===4LiCl＋S＋SO₂。请回答下列问题：

(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为_______________________________；

(2)电池正极发生的电极反应为__________________________________________；

(3)SOCl₂易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl₂中，实验现象是_______________________________，反应的化学方程式为______________________________；

(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_________________________。

21．(11分)图CB4-11是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH₃OH＋3O₂＋4KOH放电充电2K2CO₃＋6H₂O

图CB4-11

(1)请回答图中甲、乙两池的名称。

甲池是________装置，乙池是________装置。

(2)请回答下列电极的名称：

通入CH₃OH的电极名称是________，B(石墨)电极的名称是_______________________。

(3)写出电极反应式：通入O₂的电极反应式是__________________________。

A(Fe)电极的电极反应式为______________________。

(4)乙池中反应的化学方程式为___________________________。

22．(12分)电解原理在化学工业中有广泛应用。图CB4-12表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

图CB4-12

(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：

①电解池中X极上的电极反应式为________________________，

在X极附近观察到的现象是_____________________________。

②Y电极上的电极反应式是____________________，检验该电极反应产物的方法是__________________。

(2)如果用电解法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则：

①X电极的材料是________，电极反应式是_______________________________。

②Y电极的材料是________，电极反应式是_________________________。

(说明：杂质发生的电极反应不必写出)

 

 

 

参考答案

单元测评四(A)

1．C　[解析] 碱性锌锰电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池。

2．B　[解析] 由题意知Fe、石墨、无机盐形成了原电池，铁在原电池中作负极。

3．B　[解析] 外加电流的金属保护法依据的是电解池的原理，被保护的金属与电源的负极相连，作阴极，发生还原反应，故只有B项正确。

4．B　[解析] 增大氢离子浓度能加快反应速率，但由于是跟过量的锌片反应，所以再加入适量的6 mol/L的盐酸会增加生成氢气的量，A错误；加入数滴氯化铜溶液，锌置换出铜以后，就会构成原电池，从而加快反应速率，B正确；加入适量蒸馏水或加入适量的氯化钠溶液都会减小氢离子浓度，从而减慢了反应速率。

5．D　[解析] 由电解原理可知，A项中Fe作阳极时失去电子，不会产生气体，不符合题意；B项中电解水，H₂SO₄浓度增加，不符合题意；C项电解KOH时也是电解水，KOH浓度增大即c(OH^－)增大，故c(H^＋)减小，不符合题意；D项中虽电解水，但溶液中c(H^＋)＝c(OH^－)，c(H^＋)不发生变化。

6．A　[解析] 氢氧燃料电池的正极反应式为O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－；粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜，电极反应式为Cu^2＋＋2e^－===Cu；钢铁发生电化学腐蚀时负极反应式为Fe－2e^－===Fe^2＋。

7．C　[解析] 由反应(1)可知活动性Y；由反应(2)得，Z是非常活泼的金属；(3)中M发生氧化反应，则M极为原电池的负极，活动性较强，M>N；由(4)可得，M。综合上述分析可得这五种金属的活动性由弱到强的顺序是N。

8．C　[解析] 电解NaCl溶液放出H₂和Cl₂，可通入HCl气体；A项应加CuCl₂，B项应加水，D项应加CuO。

9．B　[解析] 由正极的电极反应式知，在负极上Li失去电子被氧化，所以Li-Al在电池中作为负极材料。该材料中Li的化合价为0价，故A项错误；负极的电极反应式为2Li－2e^－===2Li^＋，故C项错误；该电池的总反应式为正、负极的电极反应式之和：2Li＋FeS===Li₂S＋Fe，故B项正确；由于充电时阴极发生还原反应，所以阴极的电极反应式为2Li^＋＋2e^－===2Li，故D项错误。

10．C　[解析] 在钢铁腐蚀中铁作负极发生氧化反应，根据电解质溶液的酸性强弱可发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，而碳作正极，只起到电极作用，碳不参与反应。

11．B　[解析] 从电池反应可知，CH₃OH为原电池的负极，A选项错误；正极反应为O₂＋2H₂O＋4e^－===4OH^－，标准状况下，5.6 L O₂为0.25 mol，转移电子为1 mol，C选项错误；从正极反应可以看出，正极附近溶液OH^－浓度增大，pH升高，D选项错误。

12．A　[解析] 电解重水和水的反应方程式为2D₂O2D₂↑＋O₂↑，2H₂O2H₂↑＋O₂↑，只要电路中通过一定量的电子，两极上产生H₂和D₂与O₂的物质的量之比均为2∶1，在相同状况下体积比为2∶1，但质量比不为8∶1，则A项正确，B、C项错误；根据反应方程式可知当两电极上产生的气体质量为16∶3时D₂O与H₂O的物质的量之比为1∶1，D项错误。

13．C　[解析] 通入O₂的电极为该电池的正极，A错误；H^＋应由负极区向正极区迁移，B错误；正极O₂反应，由质子移动方向可知电解质溶液呈酸性，C正确；消耗0.2 mol C₂H₅OH，转移的电子为2.4 mol，此时阴极生成的气体理论上应为1.2 mol，在标况下即为26.88 L，D错误。

14．D　[解析] 电解时，阳极反应：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑

　　　　　　　　 　　　       3 mol　3mol

阴极反应：2H^＋＋2e^－===H₂↑

　　　　　     3 mol　3 mol

3 mol H^＋放电时产生了3 mol OH^－，

Al^3＋　＋　3OH^－===Al(OH)₃

1 mol　　　3 mol

Al^3＋恰好与OH^－完全反应生成Al(OH)₃沉淀，剩余溶液为K₂SO₄溶液，故选D项。

15．(1)Zn(或锌)　正极

(2)锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀　b

(3)2H^＋＋2e^－===H₂↑　87 g

[解析] (1)锌为活泼金属，易失去电子，为负极；电池工作时，电子由负极流向正极。

(2)锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu^2＋置换为单质而除去。

(3)阴极上得电子，发生还原反应，H^＋得电子生成氢气。因为MnSO₄～MnO₂～2e^－，通过2 mol电子产生1 mol MnO₂，质量为87 g。

16．(1)①阳　2H^＋＋2e^－===H₂↑，使水的电离平衡右移，c(OH^－)增大，阴极附近呈碱性　②Fe₂O₃

(2)红　蓝　2H₂O2H₂↑＋O₂↑

[解析] (1)右端回形针电池的正极相连，作阳极，电解硫酸钠溶液时，阴极H＋放电，2H^＋＋2e^－===H₂↑，使溶液中OH－浓度增大，阴极附近呈碱性，试纸变为蓝紫色。右端回形针(铁制)作阳极，回形针被腐蚀，推测出现的红棕色物质为Fe₂O₃。

(2)铅笔芯的成分含有石墨，以铅笔芯(石墨)作电极，电解Na₂SO₄溶液，阳极OH^－放电，H^＋浓度增大，阳极附近显酸性，pH试纸变红，阴极H^＋放电，OH^－浓度增大，阴极附近显碱性，pH试纸变蓝，电解硫酸钠溶液，实质是电解水。

17．(1)Zn－2e^－===Zn^2＋

(2)CuCl₂Cu＋Cl₂↑　CD

(3)CuCl₂或CuSO₄　D

[解析] (1)甲同学在实验中将电键K₅闭合，装置为原电池，较活泼的Zn为原电池负极，电极反应式为Zn－2e^－===Zn^2＋。

(2)乙同学用惰性电极电解CuCl₂溶液，电解时的总反应方程式为CuCl₂Cu＋Cl₂↑，实验时应闭合K₁和K₄或K₂和K₃。

(3)丙同学准备在Fe上镀Cu，则Fe为电镀池阴极，接电源负极，Cu为电镀池阳极，接电源正极，实验时应闭合K₂和K₃。应选择含有Cu^2＋的电解质溶液为电解液。

18．(1)由a到b(或a→b)

(2)Zn－2e^－===Zn^2＋

(3)1.204×10²²　(4)B

[解析] 在该原电池中负极为Zn，电极反应为Zn－2e^－===Zn^2＋，正极为铜，电极反应为Cu^2＋＋2e^－===Cu，当铜电极增加0.64 g时，转移电子(由a到b)为×6.02×10²³mol^－1×2＝1.204ײ²，盐桥中K^＋向正极区(右侧烧杯)移动，Cl^－向负极区(左侧烧杯)移动。

 

单元测评四(B)

1．C　[解析] 由图可知电子的流动方向是X→外电路→Y，则电流的方向就为Y→外电路→X；X为原电池的负极，Y为正极，X的活动性比Y强；X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应。

2．D　[解析] A项电镀时镀件作阴极；B项电解精炼铜时电解液成分改变；C项电解精炼铜时，若有比铜活泼的金属杂质(如锌)，则阳极还会发生Zn－2e^－===Zn^2＋的反应。

3．D　[解析] 开始时，电解质溶液是浓HNO₃，Fe在浓HNO₃中钝化，所以开始时Pb是负极：Pb－2e^－===Pb^2＋；随着反应的进行，浓HNO₃变成稀HNO₃，Fe变为原电池的负极：Fe－2e^－===Fe^2＋。由于最终Fe有剩余，所以不会生成Fe(NO₃)₃。根据Pb与浓HNO₃反应：Pb＋4HNO₃(浓)===Pb(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O，过量的Fe与稀HNO₃发生反应：3Fe＋8HNO₃(稀)===3Fe(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O，可知反应产生了有害气体NO₂、NO，会污染环境，不符合“绿色化学”思想。故选D。

4．C　[解析] 这是一个由铝箔、活性炭、氯化钠溶液组成的原电池装置，铝箔为负极；电流表中有电流通过；电子不能在电解质溶液中移动。

5．B　[解析] 钢管连电源正极，则作阳极，易腐蚀；铜管与钢管堆放，钢管作负极，易腐蚀。

6．A　[解析] 依据原电池中负极材料的活泼性强于正极材料，故金属活泼性a＞b；在原电池中，电流从正极流向负极，故活泼性c＞d；金属a、c与硫酸形成原电池，产生气泡c电极为正极，故活泼性a＞c，同理可知金属活泼性d＞b，故金属活动性顺序为a＞c＞d＞b。

7．C　[解析] 根据电极反应式可知Zn失电子被氧化而溶解，Ag₂O得电子被还原，故Zn是负极，Ag₂O是正极，所以C正确；负极(即Zn极)在反应时消耗OH^－，则负极区溶液的pH应减小，故A错误；发生原电池反应时，电子由负极经外电路到正极，即电子从Zn极经外电路到Ag₂O极，故B错误；在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故D错误。

8．C　[解析] 组成的原电池的负极被氧化，镁为负极，A错；双氧水作为氧化剂，在石墨上被还原变为OH^－，溶液pH值增大，故B错、C正确；溶液中Cl^－移动方向同外电路电子移动方向一致，应向负极方向移动，D错；故答案为C。

9．D　[解析] 电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去电子逐渐溶解，Cu^2＋得到电子后析出，附着在阴极上，故纯铜作阴极；在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源的正极，发生氧化反应，A、B、C错误；越活泼的金属越易失去电子，故比铜活泼的Fe、Zn先失去电子，变成Fe^2＋、Zn^2＋进入溶液，然后是铜失去电子，变成Cu^2＋进入溶液，因Ag、Au等金属不如铜活泼，故在铜溶解后便沉淀在电解槽底部成为阳极泥，D正确。

10．C　[解析] 原电池的负极发生氧化反应，正极发生还原反应，由总反应式知，此燃料电池的电极反应式是

正极：2O₂＋4H₂O＋8e^－===8OH^－

负极：CH₄＋10OH^－－8e^－===CO＋7H₄O

由此可见A、B、D正确，错误的为C。

11．B　[解析] 溶液中Cu^2＋、H^＋、Na^＋移向阴极，Cu^2＋先放电得到Cu；Cl^－、OH^－移向阳极，Cl^－先放电得到Cl₂。

12．A　[解析] 由电解规律可知：a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl₂，c极上析出Ag，d极上析出O₂。由电子守恒可得出：2e^－～Cu～Cl₂～2Ag～O₂，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比为1∶1∶2∶＝2∶2∶4∶1。

13．B　[解析] 此题将电解知识与原电池知识融合在一起。要解决此问题，必须要从概念、模型、电极名称、电极反应式等方面去区分，这些知识都弄清楚了，才能顺利解答此题，达到“在应用中理解、在理解中应用”的效果。左图为电解池，Fe为阳极，阳极反应式为Fe－2e^－===Fe^2＋；Zn为阴极，阴极反应式为2H^＋＋2e^－===H₂↑，因此Ⅰ区域c(OH^－)变大，碱性增强使酚酞变红；右图为原电池，Fe为正极，正极反应式为2H₂O＋O₂＋4e^－===4OH^－，因此Ⅳ区域c(OH^－)变大，碱性增强使酚酞变红。

14．C　[解析] 由图知，甲、丙为原电池，甲中Zn为负极，负极反应式为Zn－2e^－===Zn^2＋，A错；丙中Fe为负极，C为正极，H^＋向正极移动，C正确；乙、丁为电解池，乙中Ag作阳极，本身失电子，B错；D中放电顺序为I^－>Cl^－，开始产生I₂，D错。

15．C　[解析] 该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电解池才能发生。阳极为Cu放电，阴极为H^＋放电，即用Cu作阳极，电解质溶液中为H₂O放电，选项C符合要求。

16．A　[解析] A中电解饱和食盐水时，阴极应是H₂O电离出的H^＋得电子放出H₂。

17．D　[解析] 电解质溶液中，n(Na^＋)∶n(Cl^－)∶n(H^＋)∶n(SO)＝3∶3∶2∶1。开始电解产生H₂和Cl₂，随着产生H₂和Cl₂的同时生成的OH^－中和H₂SO₄，且OH^－过量，最后是电解水，因而最后溶液的pH>7，阴极只放出H₂。三个阶段分别相当于电解HCl→NaCl→H₂O。

18．A　[解析] 本题左侧装置相当于一个原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极。原电池提供直流电，用铜电极电解硫酸钠溶液，X极与电源的正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应：Cu－2e^－===Cu^2＋，Y极与电源的负极相连作阴极，发生还原反应，电极反应：2H^＋＋2e^－===H₂↑，因此Y极与滤纸接触处变红。

19．(1)否

(2)①Cu　AgNO₃

②正　Ag^＋＋e^－===Ag　Cu－2e^－===Cu^2＋

(3)①2Fe－4e^－===2Fe^2＋　吸氧

②析氢　锌(或其他比铁活泼的金属)

[解析] (1)否，只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池。

(2)由氧化还原反应：2Ag^＋(aq)＋Cu(s)===Cu^2＋(aq)＋2Ag(s)可知，可以选用Cu-Ag-AgNO₃(aq)构成简易的原电池。因此题图中电极X的材料是Cu，电解质溶液Y是AgNO₃(aq)，正极为Ag，正极上发生的反应为Ag^＋＋e^－===Ag。负极为Cu，负极上发生的反应为Cu－2e^－===Cu^2＋。在外电路，电子由负极流向正极，即从X(Cu)电极流向Ag电极。

(3)电解质溶液呈中性，溶解氧气，为吸氧腐蚀；氯化钠溶液换成酸性的硫酸，发生析氢腐蚀；保护铁，则铁作正极，负极为比铁更活泼的金属。

20．(1)Li　Li－e^－===Li^＋

(2)2SOCl₂＋4e^－===4Cl^－＋S＋SO₂↑

(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成

SOCl₂＋H₂O===SO₂↑＋2HCl↑

(4)构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl₂也与水反应

[解析] 分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl₂为氧化剂。

(1)负极材料为Li(还原剂)，电极反应式为Li－e^－===Li^＋。

(2)正极反应式可由总反应减去负极反应式得到：

2SOCl₂＋4e^－===4Cl^－＋S＋SO₂↑。

(3)题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液吸收时的产物应为SO₂和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味气体生成。

(4)构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，且SOCl₂也与水反应。

21．(1)原电池　电解池　(2)负极　阳极

(3)O₂＋4e^－＋2H₂O===4OH^－　4Ag^＋＋4e^－===4Ag

(4)4AgNO₃＋2H₂O4Ag＋O₂↑＋4HNO₃

[解析] 根据题意，甲池是一个燃料电池，则乙池为电解池，在甲池中CH₃OH发生氧化反应，为原电池的负极，O₂发生还原反应，为原电池的正极，A与CH₃OH极相连，为电解池的阴极，B为阳极，电极反应式为

甲池：

负极：2CH₃OH－12e^－＋16OH^－===2CO＋12H₂O

正极：3O₂＋12e^－＋6H₂O===12OH^－

乙池：

阳极：4OH^－－4e^－===2H₂O＋O₂↑

阴极：4Ag^＋＋4e^－===4Ag

总反应：4AgNO₃＋2H₂O4Ag＋O₂↑＋4HNO₃

22．(1)①2H^＋＋2e^－===H₂↑　有气泡冒出，溶液变红

②2Cl^－－2e^－Cl₂↑　把湿润的淀粉碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色

(2)①纯铜　Cu^2＋＋2e^－===Cu　②粗铜　Cu－2e^－===Cu^2＋

[解析] (1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl^－－2e^－===Cl₂↑；阴极反应：2H^＋＋2e^－===H₂↑。与电源正极相连的为阳极，反之为阴极。所以X为阴极，Y为阳极。X极在反应过程中消耗了H₂O电离出的H^＋，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色；Y极产生Cl₂，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色。

(2)电解精炼粗铜时，用含杂质的Cu为阳极，纯Cu为阴极。反应过程中，阳极上的Cu以及比Cu活泼的金属失去电子，成为离子，进入溶液，活泼性比Cu差的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu^2＋能得电子成为单质，其他较活泼的金属对应的离子不能得电子。根据装置图，X为阴极，Y为阳极。所以，X电极的材料是纯铜，电极反应式为Cu^2＋＋2e^－===Cu；Y电极的材料是粗铜，电极反应为Cu－2e^－===Cu^2＋。