人教版高中化学选修4第四章《电化学基础》单元测试题(解析版).doc

人教版高中化学选修4第四章 电化学基础单元测试题（解析版）第四章 电化学基础单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.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Cu2Ag=Cu22Ag，反应既可以在原电池中实现，也可以在电解池中实现，其他条件相同时，二种装置中反应速率相同A B C D 2.铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，研读下图，下列判断不正确的是()A K闭合时，d电极反应式：PbSO42H2O2e=PbO24HSO42-B 当电路中转移0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2 molC K闭合时，中SO42-向c电极迁移D K闭合一段时间后断开，可单独作为原电池，d电极为正极3.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：下列说法不正确的是()A 在pH4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀B 在pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C 在pH14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O24H4e=2H2OD 在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓4.锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示)，电解液为溴化锌水溶液，电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是()A 充电时电极a连接电源的负极B 放电时负极的电极反应式为Zn2e=Zn2C 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大D 阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应5.下图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是()A 锌片逐渐溶解B 烧杯中溶液逐渐呈蓝色C 电子由铜片通过导线流向锌片D 锌为正极，铜为负极6.下列关于金属的防护方法的说法不正确的是()A 我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B 给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接C 轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D 钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青7.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A 铜电极上发生氧化反应B 电池工作一段时间后，甲池的c(SO42-)减小C 电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D 阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡8.用惰性电极电解一定浓度的CuSO4溶液时，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH (不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移的电子的物质的量为()A 0.4 molB 0.5 molC 0.6 molD 0.8 mol9.甲醇、氧气和强碱溶液做电解质的手机电池中的反应：2CH3OH3O24OH2CO32-6H2O，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，负极电极反应：CH3OH8OH6e=CO32-6H2OC 标况下，通入11.2 L O2完全反应有1 mol电子转移D 充电时电解质溶液的pH逐渐减小10.将等质量的A、B两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A的试管中加入少量CuSO4溶液。下图表示产生氢气的体积V与时间t的关系，其中正确的是()A 答案AB 答案BC 答案CD 答案D11.NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图，该电池在使用过程中石墨电极上生成氧化物Y，下列说法不正确的是()A 石墨附近发生的反应为NO2NO3-e=N2O5B 石墨附近反生的反应为O24e=2O2C 该电池放电时NO3-从右侧向左侧迁移D 相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4112.某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如下，下列说法不正确的是()A A接电源正极B 阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2O72-6Fe214H=2Cr36Fe37H2OC 阴极区附近溶液pH降低D 若不考虑气体的溶解，当收集到H213.44 L(标准状况)时，有0.1 mol Cr2O72-被还原13.某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是()A 电源中a为负极，b为正极B 电解池中的电解液不可以是NaCl溶液C B电极发生的反应：2H2e=H2D A、B两端都必须使用铁作电极14.关于下图装置的叙述，正确的是()A 铜是负极，铜片上有气泡产生B 铜片质量逐渐减少C 电流从锌片经导线流向铜片D 氢离子在铜片表面被还原后生成H215.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（）A a为正极，b为负极；NaClO和NaClB a为负极，b为正极；NaClO和NaClC a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl二、填空题 16.下图是一个电化学过程的示意图，回答下列问题：(1)甲池是_装置，乙装置中电极A的名称是_。(2)甲装置中通入CH4的电极反应式为_，乙装置中电极B(Ag)的电极反应式为_，丙装置中D极的产物是_(写化学式)。(3)一段时间，当丙池中产生112 mL(标准状况)气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25 时的pH_(已知：NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500 mL)。若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入_(写化学式)。17.从H、Cu2、Na、SO42-、Cl五种离子中选择并恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：(1)以石墨为电极，使电解质质量减少，水质量不变，进行电解，则可采用的电解质是_。(2)以石墨为电极，使电解质质量不变，水质量减少，进行电解，则可采用的电解质是_。(3)以石墨为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水的质量都减少，进行电解，则电解质是_。(4)以石墨为电极，若阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质的化学式可能是_。(5)以石墨为电极，两极分别放出气体，且体积比为11时，电解质的化学式可能是_。18.高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。(1)FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_。(2)K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，Zn作为负极材料，电极反应式为_，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_，该电池总反应的离子方程式为_19.下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图，试分析实验并回答下列问题：(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为(用甲、乙、丙填写)_。(2)通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越_(填“高”或“低”)越易腐蚀。(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为_。(4)针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：_(写出一点即可)。20.科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：请回答下列问题：(1)Pt(a)电极是电池的_极，电极反应式为_；Pt(b)电极发生_(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_。(2)电池的总反应方程式为_。(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗的CH3OH有_mol。三、实验题 21.某同学在做原电池原理的实验时，有如下实验步骤：用导线将灵敏电流计的两端分别与纯净的锌片和铜片相连接(如图1)。把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中;把一块纯净的铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中;用导线把锌片和铜片连接起来后,再平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中(如图2)。回答下列问题：(1)实验步骤中应观察到的现象是。(2)实验步骤中应观察到的现象是。(3)实验步骤中应观察到的现象是。(4)实验步骤中应观察到的现象是。(5)通过实验步骤该同学头脑中有了一个猜想(或假设),该猜想是。(6)为了证实该猜想,该同学又设计了第步实验,请简要画出第步实验的装置示意图。 答案解析1.【答案】B【解析】电解池是将电能转变成化学能的装置；原电池是将化学能转变成电能的装置；Cu2Ag=Cu22Ag，属于自发进行的氧化还原反应，既可设计在原电池中进行，也可设计在电解池中进行，但后者速率更快。错误，其余正确，B符合题意。2.【答案】C【解析】根据电极覆盖物是否相同可以看出，闭合K后，为原电池，为电解池，a、b、c、d分别为正极、负极、阴极、阳极，阳极失电子，发生氧化反应，d阳极反应式：PbSO42H2O2e=PbO24HSO42-，A正确；由化学方程式可知PbPbO22H2SO42e，B正确；c阴极反应式为PbSO42e=PbSO42-，阴离子向阳极d移动，C错误；K闭合后，作为电解池，c电极得电子生成Pb，d电极失电子生成PbO2，断开K后可以形成原电池，c为负极，d为正极，D正确。3.【答案】C【解析】pH4，酸性较强，碳钢主要发生析氢腐蚀，A正确；pH6时，酸性较弱，主要发生吸氧腐蚀，碳钢腐蚀的正极反应为O22H2O4e=4OH，B正确，C错误；煮沸除O2后，不易形成原电池反应，腐蚀速率减缓，D正确。4.【答案】A【解析】在充电时，电能转化为化学能，相当于电解池；放电时，化学能转化为电能，相当于原电池。可先分析原电池的正负极反应式分析放电现象或原理，正负极电极反应式的反向就是电解池的阳阴极反应式，由此分析充电时反应现象或原理。由图示信息和原电池工作原理知，Zn失去电子，发生氧化反应，Zn2e=Zn2，b为原电池的负极，B正确；充电时b极发生还原反应，作电解池阴极，外接电源负极，a应外接电源正极，A错误；放电时a极为正极，发生还原反应，Br22e=2Br，阳离子通过交换膜进入左侧平衡电荷，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子通过，不允许分子和阴离子通过，有效避免Br2与Zn直接发生反应，D正确。5.【答案】A【解析】在铜锌原电池中，锌的活动性大于铜，锌为负极、铜为正极。负极锌失去电子不断溶解，在外电路中电子由锌电极流向铜电极；溶液中的氢离子，在正极铜表面得到电子被还原，有氢气产生，铜电极保持不变，溶液中不存在铜离子，不能使溶液成蓝色。6.【答案】A【解析】搪瓷层破损后金属铁直接暴露在空气中，搪瓷层已不能再对破损部位形成有效的保护，A错误；利用的是外加电流的阴极保护法，从而保护铁不被腐蚀，B正确；牺牲阳极的阴极保护法，C正确；用沥青作涂层的涂层保护法，D正确。7.【答案】C【解析】金属活动性ZnCu，Zn为负极，失电子发生氧化反应Zn2e=Zn2，Cu为正极，得电子发生还原反应Cu22e=Cu，A错误；Zn2由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中Cu2被Zn2代替，摩尔质量M(Zn2)M(Cu2)，c(SO42-)不变，乙池溶液的总质量增加，B错误，C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，阴离子并不通过交换膜，D错误。8.【答案】C【解析】由于Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO43H2OCO2，nCu2(OH)2CO30.1 mol，则根据反应方程式可知产生0.2 mol的CuSO4和0.3 mol的H2O。电解后恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解了0.2 mol的CuSO4和0.3 mol的H2O。根据电解方程式2CuSO43H2O2Cu2H2SO4H212O2。则电解过程中转移的电子的物质的量为0.6 mol，C符合题意。9.【答案】B【解析】放电时，CH3OH失电子，发生氧化反应，CH3OH参与反应的电极为负极，A错误；电解质溶液为碱性，电极反应式为CH3OH8OH6e=CO32-6H2O，B正确；标况下，11.2 L O2的物质的量为0.5 mol，所以11.2 L O2完全反应有0.5 mol42mol电子转移，C错误；充电时，反应从右向左进行，氢氧根离子浓度增大，溶液pH逐渐升高，D错误。10.【答案】D【解析】A中滴加CuSO4溶液：ZnCuSO4=CuZnSO4，置换出的Cu附着在Zn表面构成原电池，可以加快产生H2的速率，A的斜率要大于B的斜率，B错误；A中部分Zn与CuSO4反应，则与稀硫酸反应的Zn比B中小，产生的H2体积比B中小，A和C错误。11.【答案】B【解析】燃料电池中O2总是得电子，发生还原反应，作正极，在熔融NaNO3介质中，电极方程式为O22N2O54e=4NO3-，B错误；NO2发生氧化反应，氮元素化合价升高，石墨电极上生成氧化物Y，则Y只能是N2O5，在熔融NaNO3介质中，电极反应式为NO2NO3-e=N2O5，石墨为电池的负极；由正负 极电极反应可知，NO3-在正极生成，在负极消耗，NO3-从正极移向负极，C正确；电极方程式分别为NO2NO3-e=N2O5、O22N2O54e=4NO3-，则放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为41，D正确。12.【答案】C【解析】根据图示，阳极反应为Fe2e=Fe2，然后Cr2O72-6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，不含六价铬应是阳极区，A为阳极，外接电源的正极，A、B正确；阴极反应2H2e=H2，c(H)减小，pH增大，C错误；根据6H26Fe2Cr2O72-得，当有13.44 L(标准状况)H2放出时，应有0.1 mol Cr2O72-被还原，D正确。13.【答案】C【解析】根据图示，B电极是阴极，产生H2，驱赶原溶液中溶解的氧，A电极为Fe，作阳极，产生Fe2，OH与Fe2反应生成Fe(OH)2沉淀；电源a为正极，b为负极；为了增强导电性，电解液可以是NaCl溶液；D项，阳极必须用铁，阴极可用石墨等。14.【答案】D【解析】锌的活泼性比铜强，Zn为原电池负极，失去电子被氧化，A错误。Cu为原电池的正极，电流流向与电子流向相反，电子经导线流向正极(Cu极)，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2，B、C错误，D正确。15.【答案】B【解析】电解氯化钠溶液时，阳极是氯离子失电子生成氯气的过程，阴极是氢离子得电子生成氢气的过程，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，所以一定要让氯气在d电极产生，所以d电极是阳极，c电极是阴极，即a为负极，b为正极，氯气和氢氧化钠反应生成的是氯化钠和次氯酸钠。16.【答案】(1)原电池阳极(2)CH410OH8e=CO32-7H2OAge=AgH2和NaOH(3)12HCl【解析】(1)由图可知，甲装置为燃料电池，是原电池，通入燃料的电极为负极，通入氧气的电极为正极，与电池正极相连的电极A为阳极，B为阴极，C为阳极，D为阴极。(2)甲装置中由于电解质为KOH溶液，负极反应为CH410OH8e=CO32-7H2O，正极反应为O22H2O4e=4OH，乙、丙装置为电解池，B极反应式为Age=Ag，D极发生反应为2H2e=H2，由于D极消耗了H，破坏了水的电离平衡，最终在D极产生大量NaOH溶液，故D极产物为H2和NaOH。(3)在丙装置中，阳极C发生反应：2Cl2e=Cl2，阴极D发生反应：2H2e=H2，n(气体)0.112 L22.4 Lmol10.005 mol，所以转移的电子的物质的量为n(e)0.005 mol，c(OH)0.005 mol0.5 L0.01 molL1，c(H)1012molL1，pH12，n(NaOH)n(HCl)0.005 mol，所以若要使丙池恢复电解的状态，应向丙池中通入HCl气体0.005 mol。17.【答案】(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4(3)CuSO4、NaCl(4)CuSO4(5)HCl、NaCl【解析】(1)电解质质量减少，水质量不变，实质电解电解质，如HCl、CuCl2。(2)电解质质量不变，水质量减少，实质电解水，如H2SO4、Na2SO4、NaHSO4。(3)电解质和水的质量都减少，电解质和H2O都参与电解反应，如CuSO4、NaCl。(4)若阴极析出金属，阳极放出O2时，由不活泼金属阳离子和OH放电，如CuSO4。(5)两极分别放出气体，且体积比为11时，一般生成H2和Cl2，如HCl、NaCl。18.【答案】(1)2Fe33ClO10OH=2FeO42-5H2O3Cl(2)Zn2e2OH=Zn(OH)2FeO42-3e4H2O=Fe(OH)35OHFeO42-8H2O3Zn=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH【解析】(1)FeCl3和KClO在强碱性条件下反应，实质是ClO氧化Fe3，ClO的还原产物是Cl，FeCl3氧化成目标产物(K2FeO4)。(2)Zn做负极，失去电子，在碱性环境中Zn2e2OH=Zn(OH)2，K2FeO4作正极，6价铁元素得到电子，在碱性环境中FeO42-3e4H2O=Fe(OH)35OH；书写总反应的离子方程式时，关键是抓住Fe和Zn的存在形式分别是Fe(OH)3和Zn(OH)2。19.【答案】(1)乙乙甲丙(2)高(3)2H2OO24e=4OH(4)将金属放在油脂或有机溶剂中【解析】铁粉、炭粉食盐水构成原电池，发生吸氧腐蚀，故乙中液面最高；甲中铁粉中的少量碳也能发生吸氧腐蚀，但由于C的含量少，故不如乙中Fe腐蚀得快，丙中乙醇为非电解质，铁粉、炭粉形不成原电池，Fe受到保护，故可把钢铁放在油脂或有机溶剂中进行防护。20.【答案】(1)负CH3OHH2O6e=CO26H还原O24H4e=2H2O(2)2CH3OH3O2=2CO24H2O(3)13【解析】Pt(a)原料为CH3OH和水，产物为CO2、H和水，根据C化合价由2价升到4价，失去6个电子，Pt(a)为负极；Pt(b)原料为O2、H，产物为H2O，O化合价由0价降低为2价，发生还原反应，为正极。21.【答案】(1)电流计指针不偏转(2)锌片上有气泡产生(3)铜片上无气泡(4)铜片上有大量气泡,锌片上没有气泡或有少量气泡(5)有电子从锌经导线向铜片移动(6)【解析】原电池的形成条件：有活动性不同的两个电极，两电极插入电解质溶液中，两极用导线相连形成闭合回路，相对活泼的金属与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。12 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