学年选修4 第4章 电化学基础 本章测试 2.docx
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学年选修4第4章电化学基础本章测试2
第4章电化学基础测试题
（时间:
90分钟 满分:
100分）
一、选择题（本题包括18个小题,每小题3分,共54分）
1如图所示,将铁棒和石墨棒插入1L1mol·L-1食盐水中。
下列说法正确的是（ ）
A.若电键K与N连接,铁被保护不会腐蚀
B.若电键K与N连接,正极反应式是4OH--4e-
2H2O+O2↑
C.若电键K与M连接,将石墨棒换成铜棒,可实现铁棒上镀铜
D.若电键K与M连接,当两极共产生28L（标准状况）气体时,生成了1molNaOH
答案：
D
2如下图所示是某太空空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH溶液为电解液,下列有关说法中正确的是（ ）
A.该能量转化系统工作时,需不断补充H2O
B.该转化系统的能量本质上来源于太阳能
C.水电解系统中的阴极反应:
O2+2H2O+4e-
4OH-
D.燃料电池放电时的负极反应:
H2-2e-
2H+
答案：
B
3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.电解饱和食盐水时,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,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:
Cu-2e-
Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:
Fe-2e-
Fe2+
答案：
A
4下列叙述中错误的是（ ）
A.电解池是电能转化为化学能的装置
B.原电池跟电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阳极
C.电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应
D.电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢气
答案：
B
5关于下图所示的原电池,下列说法中正确的是（ ）
A.电子从锌电极通过电流计流向铜电极
B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C.锌电极发生还原反应,铜电极发生氧化反应
D.铜电极上发生的电极反应是2H++2e-
H2↑
答案：
A
6观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是（ ）
A.装置①中阳极上析出红色固体
B.装置②的待镀铁制品应与电源正极相连
C.装置③闭合电键后,外电路电子由a极流向b极
D.装置④的阳离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过
解析：
装置①中阳极反应为2Cl--2e-
Cl2↑,A错误;装置②中待镀铁制品应作阴极,应与电源负极相连,B错误;装置③中a极是原电池的负极,H2失电子,电子经导线流向b极,C正确;装置④中的阳离子交换膜不允许阴离子自由通过,D错误。
答案：
C
7下列叙述中正确的是（ ）
A.纯锌与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4溶液,可使反应加快
B.甲醇和氧气以及KOH溶液构成的新型燃料电池中,其负极上发生的反应为:
CH3OH+6OH-+6e-
CO2+5H2O
C.在铁件上镀铜时,金属铜作阴极
D.电解精炼铜时,电解质溶液中铜离子浓度保持不变
解析：
锌置换出少量铜后形成铜锌原电池,使反应加快,A项正确;负极上应发生失去电子的氧化反应,并且CO2在碱性环境中要生成C,B项错误;电镀池中,镀层金属作阳极,C项错误;电解精炼铜时,溶液中铜离子浓度降低,D项错误。
答案：
A
8某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图所示,电池总反应可表示为:
2H2+O2
2H2O,下列有关说法正确的是（ ）
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为:
O2+2H2O+4e-
4OH-
C.每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2
D.H+由a极通过固体酸膜电解质传递到b极
解析：
由电极反应式可知,氢气通入的一极为负极,氧气通入的一极为正极,故a为负极、b为正极,电子应该是通过外电路由a极流向b极,A错误;B项,b极上的电极反应式为O2+4H++4e-
2H2O;C项,没有明确此时是否处于标准状况,故无法计算气体的体积。
答案：
D
9如图所示,铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里,电流计中有电流通过,下列说法正确的是（ ）
A.锌片是负极
B.两个铜片上都发生氧化反应
C.石墨是阴极
D.两个番茄都形成原电池
解析：
左侧Cu、Zn与番茄汁构成原电池,锌片是负极,发生氧化反应,铜片是正极,发生还原反应,A项正确、B项错误;右侧为电解池,Cu为阴极,石墨为阳极,C、D项错误。
答案：
A
10下列叙述中正确的是（ ）
A.在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应
B.用惰性电极电解Na2SO4溶液,阴阳两极产物的物质的量之比为1∶2
C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1mol电子转移,则生成1molNaOH
D.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
解析：
选项A中在电解池的阴极是阳离子得到电子,发生的是还原反应;选项B中用惰性电极电解Na2SO4溶液,实际上是电解水,在阴极上:
4H++4e-
2H2↑,在阳极上:
4OH--4e-
2H2O+O2↑,所以阴阳两极产物的物质的量之比为2∶1;选项C中2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑,每生成2mol的NaOH转移电子2mol,所以转移1mol电子,生成的NaOH就是1mol;选项D中镀层破损后,镀锡铁组成的原电池,Fe作负极而被腐蚀,镀锌铁组成的原电池,Zn作负极,所以镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更容易被腐蚀。
答案：
C
11为了防止钢铁锈蚀,下列防护方法中正确的是（ ）
A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B.在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一铅块,一同浸入海水中
C.在海轮壳上镶嵌锌块
D.将电动输油管的铸铁管接直流电源的正极,电源负极接惰性电极
解析：
A、B中形成的原电池都是铁作负极,加速钢铁腐蚀;D中铸铁管作阳极,加速腐蚀;C中锌比铁活泼,铁作正极。
答案：
C
12Cu2O是一种半导体材料,用作制造整流器的材料,还可以用于制船底防污漆（杀死低级海生动物）、农作物的杀菌剂。
在实验室里可模拟工业过程制取Cu2O,总反应式是2Cu+H2O
Cu2O+H2↑,其装置如图,下列有关说法不正确的是（ ）
A.该实验符合绿色化学的设计理念
B.图中的虚线框内需连接直流电源,且正极与石墨相连
C.CuO高温加热分解也可以得到Cu2O
D.上述装置中,阳极的电极反应式是2Cu+2OH--2e-
Cu2O+H2O
解析：
正极应与铜极相连。
答案：
B
13关于电解饱和NaCl水溶液,下列叙述正确的是（ ）
A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕黄色
C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
解析：
电解饱和NaCl水溶液,阳极析出氯气,阴极析出氢气,A错误;若在阳极附近滴入KI溶液,将析出I2,得到I2的水溶液,故显棕黄色,B正确;阴极附近由于显碱性,加酚酞显红色;电解一段时间后,搅拌得到的是含有NaOH的溶液,显碱性。
答案：
B
14将Al、Cu片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入稀NaOH溶液中,分别构成了原电池,则在这两个原电池中,正极分别为（ ）
A.Al片、Cu片B.Cu片、Al片
C.Al片、Al片D.Cu片、Cu片
解析：
将Al片和Cu片用导线相连,插入浓硝酸中,此时Al在浓硝酸中钝化,不能继续反应,而Cu却能与浓硝酸继续反应,则Cu为负极;插入稀NaOH溶液中,Al能与NaOH溶液反应,此时Al失去电子被氧化,则Al为负极。
答案：
A
15下列有关电化学装置完全正确的是（ ）
A
B
C
D
铜的精炼
铁上镀银
防止Fe
被腐蚀
构成铜锌
原电池
解析：
电解精炼铜时,应该用粗铜作阳极,纯铜作阴极,故A错误;铁上镀银时,应该用银作阳极,铁作阴极,故B错误;C是外加电流的阴极保护法,正确;铜锌原电池中,锌应插入硫酸锌溶液中,铜应插入硫酸铜溶液中,故D错误。
答案：
C
16用石墨电极电解CuCl2溶液（见右图）。
下列分析正确的是（ ）
A.a端是直流电源的负极
B.通电使CuCl2发生电离
C.阳极上发生的反应:
Cu2++2e-
Cu
D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体
解析：
由电解装置图可知,Cu2+向阴极移动,可知a为电源负极,A项正确;CuCl2溶于水中就能电离成自由移动的Cu2+和Cl-,B项错误;在阳极上发生氧化反应,其电极反应为2Cl--2e-
Cl2↑,C项错误;通电一段时间后,应在阳极附近观察到黄绿色的气体Cl2,D项错误。
答案：
A
17可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。
下列说法正确的是（ ）
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:
O2+2H2O+4e-
4OH-
B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:
Al-3e-
Al3+
C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
解析：
B项,以NaOH溶液为电解液时,不应生成Al（OH）3沉淀,而应生成Al;C项,电解液的pH应减小;D项,电子通过外电路从负极流向正极。
答案：
A
18如图所示,下列叙述中正确的是（ ）
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与滤纸接触处变红
解析：
左侧形成了锌铜原电池,锌是负极,铜是正极,则Y是阴极,氢离子得电子生成氢气,发生了还原反应,破坏了水的电离平衡,Y极附近溶液呈碱性,溶液呈红色;X是阳极,电极本身被氧化生成Cu2+。
答案：
A
二、非选择题（本题包括6小题,共46分）
19（7分）如图为持续电解含一定CaCl2水溶液的装置（以铂为电极）,Ⓐ为电流表。
电解一段时间t1后,将CO2持续通入电解液中。
（1）电解时,F极发生 （填“氧化”或“还原”,下同）反应,电极反应式为 ,E极发生 反应,电极反应式为 ,电解总反应式为 。
（2）通电后E极处溶液呈 。
（3）持续通入CO2发生的现象有 。
解析：
溶液中含有Ca2+、H+、Cl-、OH-,通电时,Ca2+、H+移向阴极,由于H+放电能力比Ca2+强,在E极上发生反应:
2H++2e-
H2↑;Cl-、OH-移向阳极,Cl-在阳极放电:
2Cl--2e-
Cl2↑,电解至t1后,溶液中OH-浓度增大,通入CO2后会有CaCO3沉淀生成,继续通入CO2,CaCO3转化为Ca（HCO3）2而使沉淀又溶解。
答案：
（1）氧化 2Cl--2e-
Cl2↑ 还原 2H++2e-
H2↑ CaCl2+2H2O
Ca（OH）2+H2↑+Cl2↑
（2）红色 （3）先出现白色沉淀,继续通CO2,沉淀又消失
20（7分）
（1）下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀 。
（2）在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。
装置如图:
请回答:
①A电极对应的金属是 （写元素名称）,B电极的电极反应式是 。
②若电镀前A、B两金属片质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12g,则电镀时电路中通过的电子为 mol。
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因 。
解析：
（1）根据原电池和电解原理可知,A项铁作负极,加速了铁的腐蚀;B项铁作正极被保护;C项为铁的自然腐蚀;D项铁作阴极,被保护。
（2）①镀铜时阳极材料应选铜。
②阳极铜溶解,阴极析出铜,故在阴极析出铜的质量为:
=2.56g。
根据Cu2++2e-
Cu可知转移电子物质的量为0.08mol。
③镀铜铁镀层破损,构成原电池时铁为负极,而镀锌铁镀层破损,铁作正极。
答案：
（1）BD
（2）①铜 Cu2++2e-
Cu ②0.08 ③铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀（叙述合理即可）
21（10分）下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、d都是石墨电极。
通电一段时间后,在c、d两极上共收集到336mL（标准状况）气体。
回答:
（1）直流电源中,M为 极。
（2）Pt电极上生成的物质是 ,其质量为 g。
（3）电源输出电子的物质的量与电极b、c、d上生成物的物质的量之比为:
2∶
∶ ∶ 。
（4）AgNO3溶液的浓度 （填“增大”“减小”或“不变”,下同）,H2SO4溶液的pH 。
（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有5.00%的H2SO4溶液为 g。
解析：
（1）因为用惰性电极电解稀硫酸,就是电解水,在阴极产生H2,在阳极产生O2,且二者的体积比为2∶1,根据图中收集到气体体积大小,可知d处收集的是H2,c处收集的是O2,所以d是阴极,c是阳极;与电极d相连的N极是电源的负极,M是电源的正极。
生成气体的总物质的量为:
=0.015mol,所以n（O2）=×0.015mol=0.005mol,电极上转移电子的物质的量为:
n（e-）=4×0.005mol=0.02mol。
（2）a极的反应:
Ag-e-
Ag+,b极的电极反应:
Ag++e-
Ag;所以Pt电极生成的物质是Ag,根据
（1）转移的电子的物质的量可知m（Ag）=108g·mol-1×0.02mol=2.16g。
（3）a、b、c、d极上的反应分别为:
Ag-e-
Ag+、Ag++e-
Ag、4OH--4e-
2H2O+O2↑、2H++2e-
H2↑,所以电源输出电子的物质的量与电极b、c、d生成物的物质的量之比为2∶2∶0.5∶1。
（4）左边装置相当于在Pt上镀银,溶液中AgNO3浓度不变;右边装置相当于电解水,使硫酸浓度增大,pH减小。
（5）2H2O
2H2↑+O2↑,根据c、d两极生成的气体的体积336mL,可知电解的水的物质的量:
n（H2O）=2n（O2）=2×0.005mol=0.01mol,则m（H2O）=0.01mol×18g·mol-1=0.18g。
设原有5.00%的H2SO4溶液的质量为m,则根据溶质守恒得:
5.00%×m=（m-0.18g）×5.02%,解之得:
m=45.18g。
答案：
（1）正
（2）Ag 2.16 （3）2 0.5 1 （4）不变
减小 （5）45.18
22（7分）人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如下图。
（1）电源的负极为 （填“A”或“B”）。
（2）阳极室中发生的反应依次为 、 。
（3）电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将 ;若两极共收集到气体13.44L（标准状况）,则除去的尿素为 g（忽略气体的溶解）。
解析：
（1）由图中产生Cl2的电极为阳极知A为电源正极,B为电源负极。
（2）阳极室发生反应2Cl--2e-
Cl2↑。
由产物CO2、N2知CO（NH2）2在此室被氧化,CO（NH2）2
CO2+N2,发生还原反应的为Cl2。
故化学方程式为CO（NH2）2+3Cl2+H2O
N2+CO2+6HCl。
（3）阴极室2H++2e-
H2↑。
阳极室产生的H+通过质子交换膜进入阴极室,从而使阴极室H+浓度保持不变。
故pH与电解前相比不变。
两极共收集到的气体n（气体）==0.6mol。
阳极 阴极
~6e-~CO（NH2）2
5mol60g
0.6molm[CO（NH2）2]
m[CO（NH2）2]==7.2g
答案：
（1）B
（2）2Cl--2e-
Cl2↑ CO（NH2）2+3Cl2+H2O
N2+CO2+6HCl （3）不变 7.2
23（8分）某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸,装置如图所示。
电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
（1）通入SO2的电极为 极,其电极反应式为 ,此电极区溶液的pH （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）电解质溶液中的H+通过质子膜 （填“向左”“向右”或“不”）移动,通入氧气的电极反应式为 。
（3）电池总反应式为 。
解析：
（1）用SO2制备硫酸,SO2被氧化,为负极反应物,S的化合价升高2,即SO2-2e-
S,溶液显酸性,用H2O、H+配平得SO2+2H2O-2e-
S+4H+,依据电极反应式可知负极区溶液酸性增强;
（2）阳离子向正极区移动,O2得电子,由于溶液显酸性,故用H2O、H+配平得O2+4H++4e-
2H2O;（3）电池总反应式为2SO2+2H2O+O2
2H2SO4。
答案：
（1）负 SO2+2H2O-2e-
S+4H+ 减小
（2）向右 O2+4H++4e-
2H2O
（3）2SO2+2H2O+O2
2H2SO4
24（7分）某研究性学习小组根据反应2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4
2MnSO4+5Fe2（SO4）3+K2SO4+8H2O设计如图原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol·L-1,溶液的体积均为200mL,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题:
（1）此原电池的正极是石墨 （填“a”或“b”）,发生 反应。
（2）电池工作时,盐桥中的S移向 （填“甲”或“乙”）烧杯。
（3）两烧杯中的电极反应式分别为
甲:
,乙:
。
（4）若不考虑溶液的体积变化,MnSO4浓度变为1.5mol·L-1,则反应中转移的电子为 mol。
解析：
（1）根据题目提供的总反应方程式可知,KMnO4作氧化剂,发生还原反应,故石墨a是正极。
（2）电池工作时,S向负极移动,即向乙烧杯移动。
（3）甲烧杯中的电极反应式为Mn+8H++5e-
Mn2++4H2O;乙烧杯中的电极反应式为5Fe2+-5e-
5Fe3+。
（4）溶液中的MnSO4浓度由1mol·L-1变为1.5mol·L-1,由于溶液的体积未变,则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5mol·L-1×0.2L=0.1mol,转移的电子为0.1mol×5=0.5mol。
答案：
（1）a 还原
（2）乙 （3）Mn+8H++5e-
Mn2++4H2O 5Fe2+-5e-
5Fe3+ （4）0.5
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