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(　　)
①电解池是将化学能转变成电能的装置　②原电池是将电能转变成化学能的装置　③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　④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　⑤Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，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． ①②③④
B． ③④
C． ③④⑤
D． ④
2.铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，研读下图，下列判断不正确的是(　　)

A． K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42-
B． 当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol
C． K闭合时，Ⅱ中SO42-向c电极迁移
D． K闭合一段时间后断开，Ⅱ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pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀
B． 在pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀
C． 在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D． 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Zn—2e－===Zn2＋
C． 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 mol
B． 0.5 mol
C． 0.6 mol
D． 0.8 mol
9.甲醇、氧气和强碱溶液做电解质的手机电池中的反应：
2CH3OH＋3O2＋4OH－2CO32-＋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：CH3OH＋8OH－－6e－===CO32-＋6H2O
C． 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A
B． 答案B
C． 答案C
D． 答案D
11.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Ⅰ电极上生成氧化物Y，下列说法不正确的是(　　)

A． 石墨Ⅰ附近发生的反应为NO2＋NO3-－e－===N2O5
B． 石墨Ⅱ附近反生的反应为O2－4e－===2O2－
C． 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4∶1
12.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-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
C． 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：2H＋＋2e－===H2↑
D． 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H2
15.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NaCl
B． a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C． a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D． 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1∶1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)K2FeO4－Zn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：
①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)。

②把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中;
③把一块纯净的铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中;
④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①中应观察到的现象是　。
(2)实验步骤②中应观察到的现象是　。
(3)实验步骤③中应观察到的现象是　。
(4)实验步骤④中应观察到的现象是　。
(5)通过实验步骤④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⑤步实验,请简要画出第⑤步实验的装置示意图。

答案解析
1.【答案】B
【解析】①电解池是将电能转变成化学能的装置；②原电池是将化学能转变成电能的装置；⑤Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，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。①②⑤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，Ⅰ为原电池，Ⅱ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：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42-，A正确；由化学方程式可知Pb～PbO2～2H2SO4～2e－，B正确；c阴极反应式为PbSO4＋2e－===Pb＋SO42-，阴离子向阳极d移动，C错误；K闭合后，Ⅱ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Ⅱ可以形成原电池，c为负极，d为正极，D正确。
3.【答案】C
【解析】pH＜4，酸性较强，碳钢主要发生析氢腐蚀，A正确；pH＞6时，酸性较弱，主要发生吸氧腐蚀，碳钢腐蚀的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===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，Zn—2e－===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，Br2＋2e－===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Zn>Cu，Zn为负极，失电子发生氧化反应Zn－2e－===Zn2＋，Cu为正极，得电子发生还原反应Cu2＋＋2e－===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)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋3H2O＋CO2↑，n[Cu2(OH)2CO3]＝0.1 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2CuSO4＋3H2O2Cu＋2H2SO4＋H2↑＋12O2↑。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CH3OH＋8OH－－6e－===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 mol×4＝2mol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：Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，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O2＋2N2O5＋4e－===4NO3-，B错误；NO2发生氧化反应，氮元素化合价升高，石墨Ⅰ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NO2＋NO3-－e－===N2O5，石墨Ⅰ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NO2＋NO3-－e－===N2O5、O2＋2N2O5＋4e－===4NO3-，则放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4∶1，D正确。
12.【答案】C
【解析】根据图示，阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，然后Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，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2H＋＋2e－===H2↑，c(H＋)减小，pH增大，C错误；根据6H2～6Fe2＋～Cr2O72-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)CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O　Ag＋＋e－===Ag　H2和NaOH
(3)12　HCl
【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CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，乙、丙装置为电解池，B极反应式为Ag＋＋e－===Ag，D极发生反应为2H＋＋2e－===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：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极D发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，n(气体)＝0.112 L÷22.4 L·mol－1＝0.005 mol，所以转移的电子的物质的量为n(e－)＝0.005 mol，c(OH－)＝0.005 mol÷0.5 L＝0.01 mol·L－1，c(H＋)＝10－12mol·L－1，pH＝12，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1∶1时，一般生成H2和Cl2，如HCl、NaCl。
18.【答案】(1)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO42-＋5H2O＋3Cl－
(2)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
FeO42-＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－
FeO42-＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－
【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Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，K2FeO4作正极，＋6价铁元素得到电子，在碱性环境中FeO42-＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－；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)2H2O＋O2＋4e－===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　CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋　还原　O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(2)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
(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：
①有活动性不同的两个电极，②两电极插入电解质溶液中，③两极用导线相连形成闭合回路，
④相对活泼的金属与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
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