新人教版学年高中化学选修4第四章 电化学基础单元测评Adoc.docx
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新人教版学年高中化学选修4第四章电化学基础单元测评Adoc
第四章测评A
（基础过关卷）
（时间:
45分钟 满分:
100分）
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题（本题包括12小题,每小题4分,共48分。
每小题只有一个选项符合题意）
1.下列事实不能用电化学原理解释的是（ ）
A.铝片不用特殊方法保护
B.轮船水线下的船体上装一定数量的锌块
C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量CuSO4溶液后速率增大
D.镀锌铁比较耐用
解析:
铝能与空气中的O2化合生成致密的氧化膜,保护铝不受腐蚀;B项是牺牲阳极的阴极保护法;C项锌与置换出的铜构成原电池,加快反应速率;镀锌铁一旦破损,锌比铁活泼,仍能起保护作用,比较耐用。
答案:
A
2.下列叙述正确的是（ ）
A.电解饱和食盐水制烧碱时,Fe作阳极,石墨作阴极
B.电解氯化铜溶液时,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量相等
C.钢铁在空气中发生电化学腐蚀时,铁作负极
D.原电池工作时,阳离子移向电池的负极
解析:
电解饱和食盐水制烧碱时,阳极必须是惰性电极,A错误;电解氯化铜时,实质是电解氯化铜本身,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量不相等,B错误;钢铁在空气中发生电化学腐蚀,不论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,均是铁作负极,C正确;原电池工作时,阳离子移向电池的正极,D错误。
答案:
C
3.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为
2Li++FeS+2e-
Li2S+Fe,有关该电池的下列说法中,正确的是（ ）
A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B.该电池的电池反应式为2Li+FeS
Li2S+Fe
C.负极的电极反应式为Al-3e-
Al3+
D.充电时,阴极发生的电极反应式为Li2S+Fe-2e-
2Li++FeS
解析:
在该电池中Li是负极材料,材料中Li为0价,负极反应式为2Li-2e-
2Li+,结合题给正极反应式可得出电池反应为2Li+FeS
Li2S+Fe,选项A、C不正确,选项B正确;充电时阴极发生得电子的还原反应,选项D不正确。
答案:
B
4.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+
解析:
水电解时阴极反应为2H++2e-
H2↑,C项错误;燃料电池放电时负极为
H2+2OH--2e-
2H2O,故D项错误;A项中H2O可以循环利用,错误;B项正确。
答案:
B
5.按下图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示（ ）
①c（Ag+） ②c（AgNO3） ③a棒的质量 ④b棒的质量
⑤溶液的pH
A.①③B.③④
C.①②④D.①②⑤
解析:
该电解池中,随着电解的进行,c（Ag+）不变,c（AgNO3）不变,溶液的pH不变。
因为阳极反应式为Ag-e-
Ag+,阴极反应式为Ag++e-
Ag。
答案:
D
6.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。
该电池工作时,下列说法正确的是（ ）
A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正极移动
解析:
该电池中Mg电极为负极,A项错误;石墨电极为正极,H2O2得电子发生还原反应,电极反应式为H2O2+2e-
2OH-,电极附近溶液pH增大,B项错误,C项正确;溶液中Cl-移向Mg电极,即Cl-向负极移动,D项错误。
答案:
C
7.铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+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++S
B.当电路中转移0.2mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol
C.K闭合时,Ⅱ中S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
解析:
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,所以A正确;由化学方程式可知B正确;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,所以D正确。
答案:
C
8.用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水（含Cl-、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.电池工作时,正极反应式为O2+2H2O+4e-
4OH-
B.电解时,a电极周围首先生成Cl2
C.电解时,电子流动路径是:
负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
D.忽略能量损耗,当电池中消耗0.02gH2时,b极周围会产生0.02gH2
解析:
由于磷酸为电解质,电池的正极反应为O2+4H++4e-
2H2O,选项A不正确;a电极与原电池正极相连,为电解池的阳极,由于Br-还原性强于Cl-,因此Br-先放电生成Br2,选项B不正确;电解时,电子流动路径是:
负极→阴极,阳极→正极,电子不能从溶液中通过,选项C不正确;根据电子守恒规律,当电池中消耗0.02gH2时,b极周围会产生0.02gH2,选项D正确。
答案:
D
9.某同学按如图所示的装置进行实验,A、B为常见金属,它们的硫酸盐可溶于水。
当K闭合后,在交换膜处S从右向左移动。
下列分析不正确的是（ ）
A.溶液中c（A2+）增大
B.B的电极反应:
B-2e-
B2+
C.Y电极上有Cl2产生,发生氧化反应
D.反应初期X电极周围出现白色沉淀,随后沉淀消失
解析:
当K闭合后,在交换膜处S从右向左移动,说明A为原电池的负极,该极的金属A失去电子:
A-2e-
A2+,c（A2+）增大,选项A正确,选项B不正确;若金属B是不活泼金属,溶液中的B2+获得电子生成B,X为阴极,电极反应为2H++2e-
H2↑,阴极附近水的电离平衡被破坏,c（OH-）增大,Y为阳极,电极反应为2Cl--2e-
Cl2↑,为氧化反应,选项C、D都正确。
答案:
B
10.用如下图甲所示装置进行实验,若图乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量。
下列叙述不正确的是（ ）
A.E的纵坐标可表示反应生成Cu的物质的量
B.E的纵坐标可表示反应消耗H2O的物质的量
C.F的纵坐标可表示反应生成H2SO4的物质的量
D.F的纵坐标可表示反应生成O2的物质的量
解析:
该电解池中阳极、阴极的电极反应式分别为:
阳极:
4OH--4e-
2H2O+O2↑
阴极:
2Cu2++4e-
2Cu
总反应式:
2CuSO4+2H2O
2Cu+2H2SO4+O2↑
从乙中所给的图像看,每转移4mole-,E纵坐标变化为2mol,F纵坐标变化为1mol,因此E可表示生成Cu或消耗水或生成H2SO4的物质的量。
F可表示生成O2的物质的量。
答案:
C
11.电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2）时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2+6Fe2++14H+
2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr（OH）3形式除去。
下列说法不正确的是（ ）
A.阳极反应为Fe-2e-
Fe2+
B.电解过程中溶液pH不会变化
C.过程中有Fe（OH）3沉淀生成
D.电路中每转移12mol电子,最多有1molCr2被还原
解析:
电解过程中,阳极发生氧化反应,A项正确;从题干信息中所给离子方程式可看出H+减少,pH会升高,B项错误;pH升高,c（OH-）增大,Fe3++3OH-
Fe（OH）3↓,C项正确;还原1molCr2需要6molFe2+,由Fe-2e-
Fe2+得电路中转移的电子为2×6mol=12mol,D项正确。
答案:
B
12.用惰性电极电解一定量的Cu（NO3）2溶液,下列说法中正确的是（ ）
A.阳极发生的电极反应式为Cu2++2e-
Cu
B.阴极发生的电极反应式为4OH--4e-
2H2O+O2↑
C.若有6.4g金属Cu析出,放出的O2一定为0.05mol
D.电解完成后,加入一定量的Cu（OH）2,溶液可能恢复到原来的浓度
解析:
用惰性电极电解一定量的Cu（NO3）2溶液,阴极发生的电极反应式为Cu2++2e-
Cu,阳极发生的电极反应式为4OH--4e-
2H2O+O2↑,A、B错误;若阴极只有铜放电时,每有6.4g金属Cu（即0.1mol）析出,转移电子是0.2mol,根据得失电子守恒知,放出的O2一定为0.05mol,若阴极还有H+放电,则产生的O2就比0.05mol还多,而此时脱离溶液的相当于是CuO和H2O,若二者等物质的量时,可以向其中加入一定量的Cu（OH）2,溶液可恢复到原来的浓度,故C错误,D正确。
答案:
D
第Ⅱ卷（非选择题 共52分）
二、非选择题（本题包括4小题,共52分）
13.（10分）如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时,M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:
（1）M电极的材料是 ,其电极名称是 ,
N的电极反应式为 ,
乙池的总反应是 ,
加入甲烷的铂电极的电极反应式为 。
（2）在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气为
L（标准状况下）,若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池中溶液的H+的浓度为 。
解析:
（2）设甲池中理论上消耗氧气体积为x,乙池中生成H+的物质的量为y。
则:
4AgNO3~4Ag ~ O2 ~4H+
4×108g 22.4L 4mol
4.32g x y
解得:
x=0.224L,y=0.04mol。
c（H+）==0.1mol·L-1。
答案:
（1）铁 阴极 4OH--4e-
O2↑+2H2O
4AgNO3+2H2O
4Ag+4HNO3+O2↑ CH4+10OH--8e-
C+7H2O
（2）0.224 0.1mol·L-1
14.（12分）如图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体积不变）,A、B为外接直流电源的两极。
将直流电源接通后,F极附近呈红色。
请回答:
（1）B极是电源的 ,一段时间后,甲中溶液颜色 ,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明 在电场作用下向Y极移动。
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为 。
（3）现用丙装置给铜件镀银,则H应是 ,电镀液是 溶液。
（4）若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生的总反应的离子方程式为 。
解析:
（1）F极附近溶液呈红色,说明F极是阴极,产生了NaOH,则B极是电源的负极。
Fe（OH）3胶体粒子带正电荷,向阴极移动。
（2）甲中,C极为阳极,阳极发生氧化反
应:
4OH--4e-
2H2O+O2↑;D极为阴极,阴极发生还原反应:
2Cu2++4e-
2Cu。
乙中,E极为阳极,电极反应为:
4Cl--4e-
2Cl2↑,F极为阴极,电极反应为:
4H++4e-
2H2↑。
甲、乙串联,转移电子的数目相同,故C,D,E,F电解产生单质的物质的量之比为n（O2）∶n（Cu）∶n（Cl2）∶n（H2）=1∶2∶2∶2。
（3）H极与电源负极相连,H极为阴极,电镀时,镀件应作阴极,即H应该是镀件,电镀液应是AgNO3溶液。
（4）若C电极为铁,铁为活性电极,阳极反应为Fe-2e-
Fe2+,阴极反应为Cu2++2e-
Cu,总反应为Fe+Cu2+
Cu+Fe2+。
答案:
（1）负极 变浅 Fe（OH）3胶粒
（2）1∶2∶2∶2
（3）铜件 AgNO3
（4）Fe+Cu2+
Cu+Fe2+
15.（14分）如图所示是一套电化学实验装置,图中C、D均为铂电极,U为盐桥,G是灵敏电流计,其指针总是偏向电源正极。
（1）As（砷）位于元素周期表中第4周期ⅤA族,则Na3AsO4溶液的pH （填“>”“<”或“=”）7。
（2）向B杯中加入适量较浓的硫酸,发现G的指针向右偏移。
此时A杯中的主要实验现象是 ,D电极上的电极反应式为 。
（3）一段时间后,再向B杯中加入适量的质量分数为40%的氢氧化钠溶液,发现G的指针向左偏移。
此时整套实验装置的总的离子方程式为 。
（4）再过一段时间后,G的指针逐渐归零,此时实验装置中的化学反应已经达到化学平衡状态,该反应的化学平衡常数的表达式为:
K= 。
解析:
（1）As的非金属性弱于P,磷酸是中强酸,所以H3AsO4是弱酸,则Na3AsO4溶液显碱性;
（2）G的指针向右偏移,说明D是正极,C是负极,B中发生的反应为As+2H++2e-
As+H2O,A中发生的反应为2I--2e-
I2,碘单质遇到淀粉显蓝色;（3）G的指针向左偏移,说明C是正极,D是负极,A中反应为I2+2e-
2I-,B中反应为As+2OH--2e-
As+H2O,总离子方程式为I2+As+2OH-
H2O+2I-+As;（4）根据离子方程式可知,化学平衡常数的表达式为等。
答案:
（1）>
（2）无色溶液变成蓝色 As+2H++2e-
As+H2O
（3）I2+As+2OH-
H2O+2I-+As
（4）（或其他有效表达式）
16.（16分）下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
（1）接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。
据此回答问题:
①电源的N端为 极。
②电极b上发生的电极反应为 。
③计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积:
。
④电极c的质量变化是 g。
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:
甲溶液 ;
乙溶液 ;
丙溶液 。
（2）如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
。
解析:
（1）①乙中c电极质量增加,则c处发生的反应为Cu2++2e-
Cu,即c处为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极,M为负极,N为正极。
丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为x。
由电解前后溶质质量相等有100g×10%=（100g-x）×10.47%,得x=4.5g,即消耗0.25molH2O。
由电解方程式2H2O
2H2↑+O2↑可知,整个反应中转化0.5mol电子,而整个电路是串联的,故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。
②甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH-放电,即4OH--4e-
2H2O+O2↑。
③转移0.5mol电子,则b电极上生成O2为=0.125mol,标准状况下的体积为0.125mol×22.4L·mol-1=2.8L。
④c电极发生的反应为Cu2++2e-
Cu,转移0.5mol电子,则生成的m（Cu）==16g。
⑤甲中相当于电解水,故NaOH的浓度增大,pH变大。
乙中阴极为Cu2+放电,阳极为OH-放电,所以H+增多,故pH减小。
丙中为电解水,对于K2SO4而言,其pH几乎不变。
（2）铜全部析出,可以继续电解H2SO4,有电解液即可电解。
答案:
（1）①正 ②4OH--4e-
2H2O+O2↑ ③2.8L ④16 ⑤碱性增强,因为相当于电解水 酸性增强,OH-放电,H+增多 酸、碱性不变,相当于电解水
（2）可以;因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应
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