人教版高中化學選修4第四章《電化學基礎》單元測試題（解析版）

第四章 電化學基礎單元測試題一、單選題(每小題只有一個正確答案) 1.下列敘述中，正確的是()電解池是將化學能轉變成電能的裝置原電池是將電能轉變成化學能的裝置金屬和石墨導電均為物理變化，電解質溶液導電是化學變化不能自發(fā)進行的氧化還原反應，通過電解的原理有可能實現(xiàn)Cu2Ag=Cu22Ag，反應既可以在原電池中實現(xiàn)，也可以在電解池中實現(xiàn)，其他條件相同時，二種裝置中反應速率相同A B C D 2.鉛蓄電池的工作原理為PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，研讀下圖，下列判斷不正確的是()A K閉合時，d電極反應式：PbSO42H2O2e=PbO24HSO42-B 當電路中轉移0.2 mol電子時，中消耗的H2SO4為0.2 molC K閉合時，中SO42-向c電極遷移D K閉合一段時間后斷開，可單獨作為原電池，d電極為正極3.一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關系如下：下列說法不正確的是()A 在pH4溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕B 在pH6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C 在pH14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應為O24H4e=2H2OD 在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會減緩4.鋅溴液流電池是一種新型電化學儲能裝置(如圖所示)，電解液為溴化鋅水溶液，電解液在電解質儲罐和電池間不斷循環(huán)。下列說法不正確的是()A 充電時電極a連接電源的負極B 放電時負極的電極反應式為Zn2e=Zn2C 放電時左側電解質儲罐中的離子總濃度增大D 陽離子交換膜可阻止Br2與Zn直接發(fā)生反應5.下圖為銅鋅原電池示意圖，下列說法正確的是()A 鋅片逐漸溶解B 燒杯中溶液逐漸呈藍色C 電子由銅片通過導線流向鋅片D 鋅為正極，銅為負極6.下列關于金屬的防護方法的說法不正確的是()A 我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B 給鐵件通入直流電，把鐵件與電池負極相連接C 輪船在船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陽極的陰極保護法D 鋼鐵制造的暖氣管管道外常涂有一層較厚的瀝青7.鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是()A 銅電極上發(fā)生氧化反應B 電池工作一段時間后，甲池的c(SO42-)減小C 電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加D 陰、陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡8.用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液時，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢復到電解前的濃度和pH (不考慮二氧化碳的溶解)。則電解過程中轉移的電子的物質的量為()A 0.4 molB 0.5 molC 0.6 molD 0.8 mol9.甲醇、氧氣和強堿溶液做電解質的手機電池中的反應：2CH3OH3O24OH2CO32-6H2O，有關說法正確的是()A 放電時，CH3OH參與反應的電極為正極B 放電時，負極電極反應：CH3OH8OH6e=CO32-6H2OC 標況下，通入11.2 L O2完全反應有1 mol電子轉移D 充電時電解質溶液的pH逐漸減小10.將等質量的A、B兩份鋅粉裝入試管中，分別加入過量的稀硫酸，同時向裝A的試管中加入少量CuSO4溶液。下圖表示產(chǎn)生氫氣的體積V與時間t的關系，其中正確的是()A 答案AB 答案BC 答案CD 答案D11.NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見圖，該電池在使用過程中石墨電極上生成氧化物Y，下列說法不正確的是()A 石墨附近發(fā)生的反應為NO2NO3-e=N2O5B 石墨附近反生的反應為O24e=2O2C 該電池放電時NO3-從右側向左側遷移D 相同條件下，放電過程中消耗的NO2和O2的體積比為4112.某工廠采用電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽極，槽中盛放含鉻廢水，原理示意圖如下，下列說法不正確的是()A A接電源正極B 陽極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應為Cr2O72-6Fe214H=2Cr36Fe37H2OC 陰極區(qū)附近溶液pH降低D 若不考慮氣體的溶解，當收集到H213.44 L(標準狀況)時，有0.1 mol Cr2O72-被還原13.某同學設計了一種電解法制取Fe(OH)2的實驗裝置(如圖)。通電后，溶液中產(chǎn)生白色沉淀，且較長時間不變色。下列說法中正確的是()A 電源中a為負極，b為正極B 電解池中的電解液不可以是NaCl溶液C B電極發(fā)生的反應：2H2e=H2D A、B兩端都必須使用鐵作電極14.關于下圖裝置的敘述，正確的是()A 銅是負極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B 銅片質量逐漸減少C 電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片D 氫離子在銅片表面被還原后生成H215.某學生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設計了如圖的裝置，則對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是（）A a為正極，b為負極；NaClO和NaClB a為負極，b為正極；NaClO和NaClC a為陽極，b為陰極；HClO和NaClD a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl二、填空題 16.下圖是一個電化學過程的示意圖，回答下列問題：(1)甲池是_裝置，乙裝置中電極A的名稱是_。(2)甲裝置中通入CH4的電極反應式為_，乙裝置中電極B(Ag)的電極反應式為_，丙裝置中D極的產(chǎn)物是_(寫化學式)。(3)一段時間，當丙池中產(chǎn)生112 mL(標準狀況)氣體時，均勻攪拌丙池，所得溶液在25 時的pH_(已知：NaCl溶液足量，電解后溶液體積為500 mL)。若要使丙池恢復電解前的狀態(tài)，應向丙池中通入_(寫化學式)。17.從H、Cu2、Na、SO42-、Cl五種離子中選擇并恰當?shù)亟M成電解質，按下列要求進行電解：(1)以石墨為電極，使電解質質量減少，水質量不變，進行電解，則可采用的電解質是_。(2)以石墨為電極，使電解質質量不變，水質量減少，進行電解，則可采用的電解質是_。(3)以石墨為陽極，鐵棒為陰極，使電解質和水的質量都減少，進行電解，則電解質是_。(4)以石墨為電極，若陰極析出金屬，陽極放出O2時，電解質的化學式可能是_。(5)以石墨為電極，兩極分別放出氣體，且體積比為11時，電解質的化學式可能是_。18.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。(1)FeCl3和KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為_。(2)K2FeO4Zn也可以組成堿性電池，Zn作為負極材料，電極反應式為_，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應式為_，該電池總反應的離子方程式為_19.下圖所示的是某研究性學習小組探究金屬腐蝕條件的實驗裝置圖，試分析實驗并回答下列問題：(1)若起始時甲、乙、丙三套裝置的導管中液面高度相同，過一段時間后液面最高的是_。鐵粉腐蝕的速率由大到小的排列順序為(用甲、乙、丙填寫)_。(2)通過甲、乙裝置的對比說明鋼鐵中碳的含量越_(填“高”或“低”)越易腐蝕。(3)乙裝置中發(fā)生電化學腐蝕時正極的電極反應式為_。(4)針對乙、丙裝置研究的結果分析，可采用何種防護措施來減緩金屬的腐蝕：_(寫出一點即可)。20.科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質子交換膜只允許質子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下：請回答下列問題：(1)Pt(a)電極是電池的_極，電極反應式為_；Pt(b)電極發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應，電極反應式為_。(2)電池的總反應方程式為_。(3)如果該電池工作時電路中通過2 mol電子，則消耗的CH3OH有_mol。三、實驗題 21.某同學在做原電池原理的實驗時，有如下實驗步驟：用導線將靈敏電流計的兩端分別與純凈的鋅片和銅片相連接(如圖1)。把一塊純凈的鋅片插入盛有稀硫酸的燒杯中;把一塊純凈的銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中;用導線把鋅片和銅片連接起來后,再平行地插入盛有稀硫酸的燒杯中(如圖2)?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗步驟中應觀察到的現(xiàn)象是。(2)實驗步驟中應觀察到的現(xiàn)象是。(3)實驗步驟中應觀察到的現(xiàn)象是。(4)實驗步驟中應觀察到的現(xiàn)象是。(5)通過實驗步驟該同學頭腦中有了一個猜想(或假設),該猜想是。(6)為了證實該猜想,該同學又設計了第步實驗,請簡要畫出第步實驗的裝置示意圖。答案解析1.【答案】B【解析】電解池是將電能轉變成化學能的裝置；原電池是將化學能轉變成電能的裝置；Cu2Ag=Cu22Ag，屬于自發(fā)進行的氧化還原反應，既可設計在原電池中進行，也可設計在電解池中進行，但后者速率更快。錯誤，其余正確，B符合題意。2.【答案】C【解析】根據(jù)電極覆蓋物是否相同可以看出，閉合K后，為原電池，為電解池，a、b、c、d分別為正極、負極、陰極、陽極，陽極失電子，發(fā)生氧化反應，d陽極反應式：PbSO42H2O2e=PbO24HSO42-，A正確；由化學方程式可知PbPbO22H2SO42e，B正確；c陰極反應式為PbSO42e=PbSO42-，陰離子向陽極d移動，C錯誤；K閉合后，作為電解池，c電極得電子生成Pb，d電極失電子生成PbO2，斷開K后可以形成原電池，c為負極，d為正極，D正確。3.【答案】C【解析】pH4，酸性較強，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，A正確；pH6時，酸性較弱，主要發(fā)生吸氧腐蝕，碳鋼腐蝕的正極反應為O22H2O4e=4OH，B正確，C錯誤；煮沸除O2后，不易形成原電池反應，腐蝕速率減緩，D正確。4.【答案】A【解析】在充電時，電能轉化為化學能，相當于電解池；放電時，化學能轉化為電能，相當于原電池。可先分析原電池的正負極反應式分析放電現(xiàn)象或原理，正負極電極反應式的反向就是電解池的陽陰極反應式，由此分析充電時反應現(xiàn)象或原理。由圖示信息和原電池工作原理知，Zn失去電子，發(fā)生氧化反應，Zn2e=Zn2，b為原電池的負極，B正確；充電時b極發(fā)生還原反應，作電解池陰極，外接電源負極，a應外接電源正極，A錯誤；放電時a極為正極，發(fā)生還原反應，Br22e=2Br，陽離子通過交換膜進入左側平衡電荷，C正確；陽離子交換膜只允許陽離子通過，不允許分子和陰離子通過，有效避免Br2與Zn直接發(fā)生反應，D正確。5.【答案】A【解析】在銅鋅原電池中，鋅的活動性大于銅，鋅為負極、銅為正極。負極鋅失去電子不斷溶解，在外電路中電子由鋅電極流向銅電極；溶液中的氫離子，在正極銅表面得到電子被還原，有氫氣產(chǎn)生，銅電極保持不變，溶液中不存在銅離子，不能使溶液成藍色。6.【答案】A【解析】搪瓷層破損后金屬鐵直接暴露在空氣中，搪瓷層已不能再對破損部位形成有效的保護，A錯誤；利用的是外加電流的陰極保護法，從而保護鐵不被腐蝕，B正確；犧牲陽極的陰極保護法，C正確；用瀝青作涂層的涂層保護法，D正確。7.【答案】C【解析】金屬活動性ZnCu，Zn為負極，失電子發(fā)生氧化反應Zn2e=Zn2，Cu為正極，得電子發(fā)生還原反應Cu22e=Cu，A錯誤；Zn2由甲池通過陽離子交換膜進入乙池，乙池中Cu2被Zn2代替，摩爾質量M(Zn2)M(Cu2)，c(SO42-)不變，乙池溶液的總質量增加，B錯誤，C正確；陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，陰離子并不通過交換膜，D錯誤。8.【答案】C【解析】由于Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO43H2OCO2，nCu2(OH)2CO30.1 mol，則根據(jù)反應方程式可知產(chǎn)生0.2 mol的CuSO4和0.3 mol的H2O。電解后恰好恢復到電解前的濃度和pH，則電解了0.2 mol的CuSO4和0.3 mol的H2O。根據(jù)電解方程式2CuSO43H2O2Cu2H2SO4H212O2。則電解過程中轉移的電子的物質的量為0.6 mol，C符合題意。9.【答案】B【解析】放電時，CH3OH失電子，發(fā)生氧化反應，CH3OH參與反應的電極為負極，A錯誤；電解質溶液為堿性，電極反應式為CH3OH8OH6e=CO32-6H2O，B正確；標況下，11.2 L O2的物質的量為0.5 mol，所以11.2 L O2完全反應有0.5 mol42mol電子轉移，C錯誤；充電時，反應從右向左進行，氫氧根離子濃度增大，溶液pH逐漸升高，D錯誤。10.【答案】D【解析】A中滴加CuSO4溶液：ZnCuSO4=CuZnSO4，置換出的Cu附著在Zn表面構成原電池，可以加快產(chǎn)生H2的速率，A的斜率要大于B的斜率，B錯誤；A中部分Zn與CuSO4反應，則與稀硫酸反應的Zn比B中小，產(chǎn)生的H2體積比B中小，A和C錯誤。11.【答案】B【解析】燃料電池中O2總是得電子，發(fā)生還原反應，作正極，在熔融NaNO3介質中，電極方程式為O22N2O54e=4NO3-，B錯誤；NO2發(fā)生氧化反應，氮元素化合價升高，石墨電極上生成氧化物Y，則Y只能是N2O5，在熔融NaNO3介質中，電極反應式為NO2NO3-e=N2O5，石墨為電池的負極；由正負 極電極反應可知，NO3-在正極生成，在負極消耗，NO3-從正極移向負極，C正確；電極方程式分別為NO2NO3-e=N2O5、O22N2O54e=4NO3-，則放電過程中消耗的NO2和O2的體積比為41，D正確。12.【答案】C【解析】根據(jù)圖示，陽極反應為Fe2e=Fe2，然后Cr2O72-6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，不含六價鉻應是陽極區(qū)，A為陽極，外接電源的正極，A、B正確；陰極反應2H2e=H2，c(H)減小，pH增大，C錯誤；根據(jù)6H26Fe2Cr2O72-得，當有13.44 L(標準狀況)H2放出時，應有0.1 mol Cr2O72-被還原，D正確。13.【答案】C【解析】根據(jù)圖示，B電極是陰極，產(chǎn)生H2，驅趕原溶液中溶解的氧，A電極為Fe，作陽極，產(chǎn)生Fe2，OH與Fe2反應生成Fe(OH)2沉淀；電源a為正極，b為負極；為了增強導電性，電解液可以是NaCl溶液；D項，陽極必須用鐵，陰極可用石墨等。14.【答案】D【解析】鋅的活潑性比銅強，Zn為原電池負極，失去電子被氧化，A錯誤。Cu為原電池的正極，電流流向與電子流向相反，電子經(jīng)導線流向正極(Cu極)，溶液中的氫離子在正極得到電子而被還原為H2，B、C錯誤，D正確。15.【答案】B【解析】電解氯化鈉溶液時，陽極是氯離子失電子生成氯氣的過程，陰極是氫離子得電子生成氫氣的過程，為使Cl2被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，所以一定要讓氯氣在d電極產(chǎn)生，所以d電極是陽極，c電極是陰極，即a為負極，b為正極，氯氣和氫氧化鈉反應生成的是氯化鈉和次氯酸鈉。16.【答案】(1)原電池陽極(2)CH410OH8e=CO32-7H2OAge=AgH2和NaOH(3)12HCl【解析】(1)由圖可知，甲裝置為燃料電池，是原電池，通入燃料的電極為負極，通入氧氣的電極為正極，與電池正極相連的電極A為陽極，B為陰極，C為陽極，D為陰極。(2)甲裝置中由于電解質為KOH溶液，負極反應為CH410OH8e=CO32-7H2O，正極反應為O22H2O4e=4OH，乙、丙裝置為電解池，B極反應式為Age=Ag，D極發(fā)生反應為2H2e=H2，由于D極消耗了H，破壞了水的電離平衡，最終在D極產(chǎn)生大量NaOH溶液，故D極產(chǎn)物為H2和NaOH。(3)在丙裝置中，陽極C發(fā)生反應：2Cl2e=Cl2，陰極D發(fā)生反應：2H2e=H2，n(氣體)0.112 L22.4 Lmol10.005 mol，所以轉移的電子的物質的量為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，所以若要使丙池恢復電解的狀態(tài)，應向丙池中通入HCl氣體0.005 mol。17.【答案】(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4(3)CuSO4、NaCl(4)CuSO4(5)HCl、NaCl【解析】(1)電解質質量減少，水質量不變，實質電解電解質，如HCl、CuCl2。(2)電解質質量不變，水質量減少，實質電解水，如H2SO4、Na2SO4、NaHSO4。(3)電解質和水的質量都減少，電解質和H2O都參與電解反應，如CuSO4、NaCl。(4)若陰極析出金屬，陽極放出O2時，由不活潑金屬陽離子和OH放電，如CuSO4。(5)兩極分別放出氣體，且體積比為11時，一般生成H2和Cl2，如HCl、NaCl。18.【答案】(1)2Fe33ClO10OH=2FeO42-5H2O3Cl(2)Zn2e2OH=Zn(OH)2F