人教版化学选修4第4章 《电化学基础》测试题(含答案)

第4章《电化学基础》测试题

一、单选题（每小题只有一个正确答案）

1．钢铁在潮湿环境中发生电化腐蚀时，正极所发生的主要反应是（）

A．Fe–2e- = Fe2+B．2H+ + 2e- =H2↑

C．2H2O + O2 + 4e- = 4OH-D．4OH- - 4e- =2H2O+ O2↑

2．如图为铜锌原电池示意图，下列说法中不正确的是（）

A．锌为负极，铜为正极

B．电子由锌片通过导线流向铜片

C．锌片质量逐渐减少，铜片质量逐渐增加

D．该装置能把化学能转化为电能

3．由U形管、质量为mg的铁棒、质量为mg的碳棒和1L0.2mol·L-1CuCl2溶液组成如图所示装置，下列说法不正确的是（）

A．打开K,铁棒上有紫红色物质析出

B．闭合K,碳棒上有紫红色固体析出

C．闭合K,碳棒表面发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu

D．闭合K,当电路中有0.3N A个电子通过时，理论上碳棒与铁棒的质量差为9.6g 4．锌铜——稀硫酸原电池的装置如图所示，下列叙述错误的是（）

A．电流从锌片经导线流向铜片 B．锌是负极，其质量逐渐减小

C．氢离子在铜表面被还原，产生气泡 D．依据该实验现象可判断锌比铜活泼5．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和稀醋酸，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（）

A．生铁块中的碳是原电池的正极

B．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－＝Fe2＋

C．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

D．红墨水柱两边的液面变为左低右高

6．电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是（）

A．化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电B．铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大

C．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点

D．锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，单位质量能量比高

7．下列实验操作能达到实验目的的是（）

A．用广泛pH试纸测得溶液的pH为2.3

B．用滴加少量硫酸铜溶液的稀硫酸跟锌粒反应可以加快制取氢气的速率

C．用酚酞溶液区分稀盐酸和食盐水

D．将两根碳棒用导线相连接分别插入用盐桥相连的氯化铁溶液和氯化钾溶液中有电流产生

8．锌-空气电池适宜用作城市电动车的动力电源，该电池放电时Zn转化为ZnO，其工作原理如图。下列说法正确的是（）

A．氧气在石墨电极上发生氧化反应

B．负极反应为Zn+H2O-2e-= ZnO+2H+

C．放电前后电解质溶液的pH基本不变

D．放电时OH-向石墨电极移动

9．现代生产、生活和国防中大量使用电池。下列有关电池的说法正确的是（）A．碱性锌锰电池性能好于普通电池的原因是能反复使用

B．碱性锌锰电池的正极是MnO2，当电池中有6.5g Zn反应时，将产生0.2molMnOOH C．铅蓄电池放电时，负极的质量减少

D．使用碱性电解质的氢氧燃料电池，负极的电极反应是H2 - 2e- = 2H+

10．用铅蓄电池（总反应：Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O）电解苦卤水 (含C1―、Br―、Na＋、Mg2＋)的装置如图所示 (a、b为石墨电极)。

下列说法中正确的是：（）

A．铅蓄电池放电时的正极反应是：PbO2+4H++SO42- =PbSO4+2H2O

B．电解苦卤水时，a 电极首先放电的是Br―而不是Cl―，说明当其它条件相同时Br―的还原性强于Cl―

C．铅蓄电池充电时，A极应与外接电源负极相连

D．忽略能量消耗，当b极产生0.02g气体时，铅蓄电池中消耗0.01 molH2SO4

11．下列化学用语书写正确的是（）

A．苯的硝化反应的化学方程式:+HO-NO2+H2O

B．电解饱和氯化铜溶液(惰性电极)的阳极反应式:Cu2++2e-=Cu

C．打磨过的镁条与热水反应的离子反应式: Mg+2H+=Mg2++H2↑

D．燃煤烟气用氨水法脱硫的化学反应式: 4NH3·H20+2SO2+O2=2(NH4)2SO4+2H2O

12．某科研小组模拟“人工树叶”电化学装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为糖类(C6H12O6)和O2，X、Y是特殊催化剂型电极，下列说法正确的是（）

A．电源a极为正极

B．该装置中Y电极发生还原反应

C．X电极的电极反应式为6CO2+24H++24e-=C6H12O6+6H2O

D．理论上，每生成22.4L(标准状况下)O2,必有4mol H+由X极区向Y极区迁移

13．用情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物质的量为0.1mol的Cu2(OH)2CO3，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．0.4mo1 B．0.5mo1 C．0.6mo1 D．0.8mo1

14．用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如下：分析图象，以下结论错误的是（）

A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀

B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀

C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快

D．两溶液中负极反应均为：Fe﹣2e﹣=Fe2+

15．截至2016年年底，中国光伏发电新增装机容量达到34.54GW，光伏发电累计装机容量达到77.42GW，图1为光伏并网发电装置。图2为电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。下列叙述中正确的是（）

A．图1中N型半导体为正极，P型半导体为负极

B．图2溶液中电子流向：从B极流向A极

C．X2为氧气

D．工作时，A极的电极反应式为CO(NH2)2＋8OH－－6e－===CO32-＋N2↑＋6H2O

二、填空题

16．对金属制品进行搞腐蚀处理，可延长其使用寿命。

（1）以下为铝村表面处理的一种方法：

①碱洗的目的是除去铝村表面的自然氧化膜，碱洗衣时候常有气泡冒出，原因是：

________（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中

加入下列试剂中的__________。

a.NH3

b.CO2

c.NaOH

d.HNO3

②以铝村为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝村表面形成氧化膜，阳极电极反应式为：_____。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_________。

(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是___________。

(3)利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于_______________处。

若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_______________。

17．用下图装置加以必要的导线连接后达到粗铜精炼的目的。

⑴A烧杯是________________(填〝电解池〞或〝原电池〞),

B烧杯是________________(填〝电解池〞或〝原电池〞)。

⑵其中Zn接B烧杯中的___________，（填“粗铜”或“纯铜”），B烧杯中应该盛

____________溶液。

⑶分别写出石墨棒和纯铜棒的电极反应式

石墨棒：____________________________________，

纯铜棒：____________________________________。

⑷若锌减少了0.65 g，则纯Cu的质量增加了________g。

18．化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

（1）催化反硝化法中，H2能将NO3-还原为N2。25℃时，反应进行l0 min，溶液的pH由7变为l 2。

①N2的结构式为

②上述反应的离子方程式为，其平均反应速率v(NO3-)为mol·L-1·min-1。

③还原过程中可生成中间产物NO2-，写出2种促进NO2-水解的方法。

（2）电化学降解NO3-的原理如下图所示。

①电源正极为 (填“A”或“B”)，阴极反应式为：

②若电解过程中转移了 2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)为g。

19．甲醇（CH3OH）是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料。已知CH3OH（1）+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)；△H a=－443.64 kJ·mol－1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；△H b=－566.0 kJ·mol－1

（1）试写出CH3OH（1）在氧气中完全燃烧生成CO2（g）和H2O（g）的热化学方程式：（2）甲醇作为燃料，它的优点是燃烧时排放的污染物少，从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题，还能改善大气质量。试利用（1）中的热化学方程式计算，完全燃烧20g甲醇，生成二氧化碳和水蒸汽时，放出的热量为 kJ，生成的CO2气体标准状况下体积是 L

（3）科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以强碱做电解质溶液的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电，据此回答下列问题：甲醇在极反应；电极反应式为。

（4）利用电池可实现电能向化学能转化。某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置（如下图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是（填序号）

A．电源中的a一定为正极，b一定为负极 B．可以用NaCl溶液作为电解液C．A、B两端都必须用铁作电极 D．阴极发生的反应是：2H++ 2e－→H2↑

若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中，其颜色变化是，反应的化学方程式为

三、推断题

20．金属冶炼和金属化合物处理常涉及氧化还原反应。

（1）若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间当阳极产生56 mL（标准状况下）气体，电解后溶液体积为500 mL时，求所得溶液在25℃时的pH =__________。

（2）利用反应2Cu+O2+2H2SO4=CuSO4+2H2O可以制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为。

（3）右图为电解精炼银的示意图，（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b 极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为。

21．(10分)A、B、C、D、E、F六种物质的转化关系如图所示(反应条件和部分产物未标出)。

（1）若A为短周期金属单质，D为短周期非金属单质，且所含元素的原子序数A是D 的2倍，所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍，F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成，写出反应①的化学方程式_________________；用电子式表示C的形成过程：__________________。

（2）若A是常见的变价金属的单质，D、F是气态单质，且反应①②均在水溶液中进行。如果将反应①设计成原电池，负极电极材料可选择_____（填字母代号A铁片B锌片C 铜片），正极电极反应式为：_____________________________。

（3）若A、D、F都是短周期非金属元素单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则反应①的化学方程式为______________________________。

四、实验题

22．某化学小组以铁为阳极，探究不同条件下阳极发生的电极反应。

ⅰⅱ

（1）①实验ⅰ中碳棒表面产生的气体是__________。

②实验ⅲ中铁丝上生成气体的电极反应式为__________。

③在实验ⅱ中，为验证铁丝电极的产物，取少量铁丝附近棕色溶液于试管中，滴加2滴K3Fe(CN)6溶液，无明显变化；另取少量铁丝附近棕色溶液检验发现溶液中有I2，检验方法是__________；对比实验ⅰ、ⅱ、ⅲ，可得出的结论是__________。

对阳极反应的影响，该小组利用原装置做了实验ⅳ。

（2）为进一步探究增大c(OH-)

查阅资料：FeO42-在溶液中呈紫红色。阳极电极反应式是__________。

（3）为探究实验ⅰ中溶液变黄的原因，该小组利用原装置做了实验ⅴ和ⅵ。

①实验ⅵ中白色絮状沉淀变为红褐色的反应化学方程式是__________。

②由此确定实验ⅰ中溶液变黄的原因是__________。

（4）综合上述实验，当铁为阳极时，影响电解过程中的阳极电极产物的因素有

__________。

五、计算题

23．图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。

(1)电源正极为_______（填a或者b），滤纸上c点附近会变________色。

(2)电解一段时间后，产生280 mL的气体(标准状况下)，此时溶液的体积为500 mL，假设溶液中还有AgNO3存在，则Z中溶液需加入________g的________可使溶液复原。24．常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如下图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)，根据图中信息回答下列问题。

⑴通过计算推测：

①原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度。

②t2时所得溶液的pH。

⑵实验中发现，阳极产生的气体体积与阴极相比，明显小于对应时间段的理论值。试简要分析其可能原因。

参考答案

1．C 2．C 3．D 4．A 5．D 6．B 7．B 8．C 9．B 10．B 11．D 12．C 13．C 14．C 15．D 16．2Al + 2OH-+ 4H2O=2Al(OH)4-+ 3H2↑ c 2Al + 3H2O -6e-=Al2O3+6H+因为Al3+和HCO3-发生互促水解，Al3++ 3HCO3-==Al(OH)3↓+3CO2↑阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+ N 牺牲阳极保护法

17．原电池原解池纯铜 CuSO4或其它易溶性的铜盐 2H++2e-=H2↑

Cu2++2e-=Cu 0.64

18．（1）①N≡N 2NO3-+5H 2N2+2OH-+4H2O 0.001mol/(L·min)

③加酸，升高温度，加水

（2）A， 2NO3-+6H2O+10e-＝N2+12OH-②14.4

19．（15分）（1）2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)；△H=－1453.28kJ·mol－1

（2）454.15； 14

（3）负； CH3OH + 8OH-－6e－= CO32-+ 6H2O

（4）B、D ；白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；

4Fe (OH)2＋ O2＋ 2H2O ＝ 4Fe (OH)3

20．（1）12 （2）O2+4e—+4H+=2H2O （3）a 2H++NO3—+e—=NO2↑+H2O

21．（1）2Mg+C022MgO+C；

（2）A，2H++2e-=H2↑

（3）2C+SiO2Si+2CO

22．H24OH--4e-=2H2O+O2↑或 2H2O-4e-=4H++O2↑取少量铁丝附近棕色溶液于试管中,滴加淀粉溶液,变为蓝色,说明该溶液含有I2相同条件下，还原性I-强于Fe，先放电

Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3溶液中溶解的氧气将Fe2+氧化成了Fe3+电极材料、电解电压、电解液中阴离子的种类（还原性）及氢氧根浓度、溶解氧气等（其他合理答案也可）

23．b 红 5.8 Ag2O (或6.9 Ag2CO3)

24．⑴①c(NaCl)＝0.1mol/L c(CuSO4)＝0.1mol/L ②pH＝1

⑵产生的氯气和氧气在水中的溶解度明显大于氢气