选修4 《化学反应原理》第四章同步练习.docx
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选修4《化学反应原理》第四章同步练习
选修4《化学反应原理》第四章同步练习
第四章电化学基础第一节原电池
【基础知识】1．由组成原电池的两极材料判断。
一般是的金属为负极，活泼性的金属或能的非金属为正极。
根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向：
在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是极，阴离子移向的极为极。
根据原电池两极发生的变化来判断：
原电池的负极总是电子发生氧化反应，其正极总是电子发生反应。
2．为了避免锌片与Cu2+直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求填空：
电流表
（1）此装置工作时，可以观察到的现象是
，电池总反应式为。
（2）以上电池成为，其中，锌和锌盐
溶液组成，铜和铜盐溶液组成，中间通过盐桥连接起来。
（3）电池工作时，电子从经过导线流向，硫酸锌溶液中SO
向
移动，硫酸铜溶液中SO
向移动。
（4）此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过移动来导电的。
在工作时，K+移向，Cl—移向。
（5）在电池中，电流从经导线流向，在经、盐桥、流回铜电极。
【巩固练习】1．实验室中欲快速制取氢气，最好的方法应该是（）
A．纯锌与稀硫酸B．纯锌与浓硫酸C．粗锌与稀硫酸D．粗锌与稀硝酸
2．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（）A．正极附近的SO
－离子浓度逐渐增大B．电子通过导线由铜片流向锌片C．正极有O2逸出D．铜片上有H2逸出
3．某原电池总反应的离子方程式为：
2Fe3++Fe＝3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是（）A．正极为Fe，负极为Zn，电解质为Fe2（SO4）3溶液B．正极为C，负极为Fe，电解质为Fe（NO3）3溶液
C．正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl3溶液D．正极为Ag，负极为Fe，电解质为CuSO4溶液
4．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+＝Zn2++Cu，该反应的原电池的正确组成是（）
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Zn
Fe
负极
Cu
Zn
Ag
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
CuCl2
5．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时，A为正极；B与E构成原电池时，电极反应式为：
E2-+2e-=E，B-2e-=B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为（）
A．A﹥B﹥E﹥DB．D﹥A﹥B﹥EC．D﹥E﹥A﹥BD．A﹥B﹥D﹥E
6．用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是（）①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：
Ag++e-=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①②B．②③C．②④D．③④
7．判断原电池的正负极时，不仅要看金属活泼性顺序，还要注意此金属在电解质溶液中的活泼性。
试回答下列问题：
（1）用铝、铜和稀硫酸组成的原电池中，是负极，是正极；原因是。
（2）用铝、铜和浓硝酸组成的原电池中，是负极，是正极；原因是。
（3）将铝片和铜片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入氢氧化钠溶液中，分别形成了原电池，则在这两个原电池中，负极分别是（）A．铝片、铜片B．铜片、铝片C．铝片、铝片D．铜片、铜片
8．如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝,使之平衡。
小心的从烧杯中央滴入CuSO4溶液
（1）片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈）。
A．铁圈和银圈左右摇摆不定B．铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
C．银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜D．铁圈和银圈仍保持平衡状态
（2）产生上述现象的原因是。
9．近年我国首创以Al─空气─海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流，其工作时电极总反应式为：
4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3；请判断：
（1）原电池的负极是；
（2）工作时原电池的两极反应：
A．负极；B．正极；
（3）工作时原电池正极附近pH（增大，减小，不变）
【能力提升】
10．依据氧化还原反应：
2Ag＋（aq）+Cu（s）=Cu2＋（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
（1）电极X的材料是________；电解质溶液Y是___________；
（2）银电极为电池的________极，发生的电极反应为__________
____________________；
X电极上发生的电极反应为____________________________；
（3）外电路中的电子是从_______电极流向________电极。
11．某化学兴趣小组利用实验来验证金属性的相对强弱，
如图所示。
V
将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸
金属
电子流动方向
电压（V）
A
A→Cu
+0.78
B
Cu→B
0.15
C
C→Cu
+1.35
D
D→Cu
+0.30
有盐溶液的滤纸上面压紧。
在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如右表：
已知构成两电极的金属活动性相差很大，电压表的读数越大。
请根据表中数据判断：
（1）金属可能是最强的还原剂；
金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜（填字母）
（2）若滤纸不用盐溶液浸润而改用氢氧化钠浸润，则在滤纸上能看到有蓝色沉淀析出的是（填字母）金属，其对应的原电池的电极反应式为：
负极：
，正极：
。
（3）已知A、B、C、D中有两种金属为镁和铝，则镁和铝对应的字母分别为、
。
为了进一步确定结论是否准确，某一同学设计了一个实验。
他将两块金属片分别加进了氢氧化钠溶液中，现象为，有关反应的化学方程式为。
另一同学则在这个同学的基础上，将两金属用导线连接，金属片上有气泡冒出的金属为，理由为。
12．
（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应：
______________________；银片上发生的电极反应：
_______________。
（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：
产生氢气的体积（标准状况）；
通过导线的电荷量。
（已知NA=6.02×1023/mol，电子电荷为1.60×10－19C）
第二节化学电源
【基础知识】1．碱性锌锰电池负极为，电极反应为；正极为，电极反应为；总反应为。
2．铅蓄电池负极为电极反应；正极为电极反应
；总反应：
（放电与充电）。
3．新型燃料电池（如：
氢氧燃料电池）（酸或盐作电解质）负极为，电极反应；（如H2SO4）正极为，电极反应；（碱作电解质）负极为，电极反应；（如KOH）正极为，电极反应。
【巩固练习】1．据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。
其电池反应为：
2Zn+O2＝2ZnO。
原料为锌粒、电解液和空气。
下列叙述正确的是（）A．锌为正极，空气进入负极反应B．负极反应为Zn－2e－＝Zn2＋
C．正极发生氧化反应D．电解液肯定不是强酸
2．锰锌干电池在放电时总反应方程式可以表示为：
Zn（s）+2MnO2+2NH4＋＝Zn2++Mn2O3（s）+2NH3+H2O在此电池放电时正极（碳棒）上发生反应的物质是（）A．ZnB．碳C．MnO2和NH4+D．Zn和NH3
3．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用。
锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn（s）+2MnO2（s）+2H2O（l）＝Zn（OH）2（s）+2Mn2OOH（s）。
下列说法错误的是（）
A．电池负极的电极反应式为Zn－2e－+2OH－＝Zn（OH）2B．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
C．电池工作时，锌失去电子D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
4．微型锂碘电池可用做植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。
这种电池中的电解质是固体电解质LiI，其中的导电
离子是I－。
下列有关说法正确的是（）A．正极反应：
2Li－2e－＝2Li＋B．负极反应：
I2＋2e－＝2I－
C．总反应是：
2Li＋I2＝2LiID．金属锂作正极
5．在铅蓄电池充、放电的过程中，发生还原反应的电极是（）A．充电时的阴极和放电时的正极
B．充电时的阳极和放电时的正极C．充电时的阳极和放电时的负极D．充电时的阴极和放电时的负极
6．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋２H2O，下列结论正确的是（）A．Pb为正极被氧化B．电解质溶液的pH不断减小
C．
只向PbO2处移动D．电解质溶液pH不断增大
7．锌、溴蓄电池的充、放电的电池总反应为Zn2＋＋2Br－
Zn＋Br2。
下列各反应①Zn－2e－＝Zn2＋ ②Br2＋2e－＝2Br－ ③2Br－－2e－＝Br2 ④Zn2＋＋2e－＝Zn，其中充电时的阳极和放电时负极的反应分别是（）
A．①② B．③② C．④② D．③①
8．某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。
放电时的电池反应为：
Li++LiMn2O4=Li2Mn2O4。
下列说法正确的是（）A．放电时，LiMn2O4发生氧化反应
B．放电时，正极的反应式为：
Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4
C．充电时，LiMn2O4发生氧化反应D．充电时，阳极的反应为：
Li+e-=Li
9．阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为：
2H2＋O2＝2H2O，电解质溶液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使H2O蒸发，则下列叙述中正确的是（）A．此电池能发生蓝色火焰B．H2为正极，O2为负极
C．工作时，电解质溶液的pH不断减小D．电极反应分别为负极：
2H2＋4OH――4e－＝4H2O；正极：
O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
10．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。
电池负极反应为（）A．H2＋2OH－＝2H2O＋2e－B．O2＋4H＋＋4e－＝2H2O
C．H2＝2H＋＋2e－D．O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
11．一种燃料电池中发生的化学反应为：
在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是（）
A．CH3OH（g）+O2（g）=H2O
（1）+CO2（g）+2H+（aq）+2e－B．O2（g）+4H+（aq）+4e－=2H2O
（1）
C．CH3OH（g）+H2O
（1）=CO2（g）+6H+（aq）+6e－D．O2（g）+2H2O
（1）+4e－=4OH－
12．宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型化学电池，其构造如图所示，
A、B是多孔性炭制成的两个电极，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。
（1）若电解质溶液为KOH溶液，则正极是，
正极发生的反应为；负极是，负极发生的反应为
；一段时间后，溶液的pH（填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）若电解质溶液为H2SO4溶液，则正极发生的反应为；负极发生的反应为；一段时间后，溶液的pH（填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）若把H2改为CH4，KOH溶液为电解液，则正极发生的反应为；负极发生的反应。
13．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事目的。
一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。
回答下列问题：
（1）这种电极放电时发生的化学反应方程式________________________________。
（2）此电池的正极发生的电极反应式是；负极发生的电极反应式是。
（3）电解液中的
离子向极移动；向外电路释放电子的电极是。
（4）比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：
首先是燃料电池的能量转化效率高，其次是。
【能力提升】14．北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。
（1）丙烷脱氢可得丙烯。
已知：
C3H8（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）ΔH1=156.6kJ·mol-1
CH3CH=CH2（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）ΔH2=32.4kJ·mol-1
则相同条件下，反应C3H8（g）→CH3CH=CH2（g）+H2（g）的ΔH=_____kJ·mol-1
（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。
电池反应方程式为___________；放电时，CO
移向电池的_______（填“正”或“负”）极。
（3）碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。
常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c（H2CO3）＝1.5×10-5mol·L-1。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3
HCO
＋H+的平衡常数K1＝_____________。
（已知：
10-5.60＝2.5×10-6）
（4）常温下，0.1mol·L－1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3）______c（CO
）
（填“>”、“＝”或“<”），原因是_______________________（用离子方程式和必要的文字说明）。
第三节电解池
【基础知识】1．电解是一种使电流通过而在阴、阳两极引起的过程。
这一过程将转化为，实现这一过程的装置，叫或。
2．用石墨做电极电解CuCl2溶液时，可看到阴极石墨棒上逐渐，阳极石墨棒上。
电极反应式为：
阳极，阴极。
阳极发生反应，阴极发生反应，电解反应方程式为。
3．电解饱和食盐水中存在着、、、四种离子，用石墨做电极，通电时和优先放电，电极反应式为：
阳极，阴极。
总反应式为。
4．电镀时，通常把作阴极，把作阳极，用含有做电解液。
5．电解精炼铜时，作阴极，作阳极，用做电解液，最后纯铜在上析出。
6．电解熔融NaCl时，电极反应式为、，总反应式为。
【巩固练习】1．下列关于电解池的叙述中，不正确的是（）
A．与电源正极相接的是电解池的阴极B．与电源负极相接的是电解池的阴极
C．电解池的阳极发生氧化反应D．电子从电源的负极沿导线流向电解池的阴极
2．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是（）
A．CuCl2B．AgNO3C．NaClD．H2SO4
3．用铂电极分别电解KCl溶液和K2SO4溶液时，都会出现的现象或实验结果是（ ）
A．溶液中K+离子浓度都不变B．溶液的pH都不变
C．阳极上都生成能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色的气体D．阴极上都生成可燃的气体
4．下列关于电解法精炼粗铜的叙述中不正确的是（）A．精铜板作阳极，纯铜片作阴极，CuSO4溶液作电解液
B．电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为：
Cu2++2e－＝Cu
C．粗铜中的多数杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥D．电解铜的纯度可达99.95%～99.98%
5．甲、乙两个电解池均以Pt为电极，且互相串联，甲池盛有AgNO3溶液，乙池中盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加2.16g，乙池中某电极上析出0.64g金属，则乙池中溶质可能是（）
A．CuSO4B．MgSO43）2D．Na2SO4
6．有一电解池中X，Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（）
组合
a极板
b极板
X电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
7．对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法。
下列有关说法中正确的是（）
A．电解熔融Al2O3制备金属铝时，要加入冰晶石，使Al2O3在较低温度下熔解。
B．电解熔融CaCl2时，金属钙在阳极生成
C．可用电解饱和MgCl2溶液
的方法获得金属镁D．熔融NaOH可生成金属钠、O2以及H2
8．如图所示，下列叙述正确的是（）
A．Y与滤纸接触处有氧气生成B．X为正极，发生氧化反应
C．Y为阴极，发生还原反应D．X与滤纸接触处变红
9．某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。
滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平
铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。
据此，下列叙述正确的是（）
A．铅笔端作阳极，发生还原反应B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端有少量的氯气产生D．a点是负极，b点是正极
10．电解原理在化学工业中有广泛应用。
右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应是。
在X极附近观察到的现象是。
②Y电极上的电极反应式是，
检验该电极反应产物的方法是。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是，电极反应式是。
②Y电极的材料是，电极反应式是。
（说明：
杂质发生的电极反应不必写出）
假若电路中有0.04摩尔电子通过时，阴极增重克。
11．下图A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽．接通电路后发
现B上的c点显红色。
请填空：
（1）电源A的a为极。
（2）滤纸B发生的总反应方程式为
（3）欲在电解槽中实现铁上镀锌，接通K后，使c、d两点短路，则电极e上发生的
反应为，电极f上发生的反应为，槽中盛放的电镀液可
以是或（填两种即可）。
【能力提升】12．用图所示的装置进行电解。
通电一会儿，
发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。
（1）A中发生反应的化学方程式为。
（2）在B中观察到的现象是。
（3）室温下，若从电解开始到时间ts，A、B
装置中共收集到气体0.168L（标况），若电解过程中无其他副反应发生，
经测定电解后A中溶液体积恰为1000mL，则A溶液的pH为。
13．X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。
已知：
X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物；Z可分别与
Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。
请回答：
（1）Z2Y2的化学式是，所含有的化学键类型为，
它与水反应的离子方程式为。
（1）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液，
（2）C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。
接通S1后，C（Ⅰ）附近溶液
变红，两玻璃管中有气体生成。
则此时总反应
的离子方程式为。
（3）如果接通S1，断开S2时，铅蓄电池中消耗的硫酸的物质的量为2mol，
则两极得到气体体积在标准状况下共为L。
（4）一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针
发生偏转。
此时：
C（Ⅰ）的电极名称是（填写正极或负极）；
C（Ⅱ）的电极反应式是。
该装置的总反应为，此时装置中存在的能量转化形式为
（5）铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是：
。
第四节金属的腐蚀与防护
【巩固练习】1．以下现象与电化腐蚀无关的是（）A．黄铜（铜锌）制作的铜锣不易产生铜绿B．生铁比纯铁易生锈
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D．银质奖牌久置后表面变暗
2．在钢铁腐蚀过程中，下列五种变化可能发生的是（）
①Fe2+转化为Fe3+、②O2被还原、③产生H2、④Fe（OH）3失水形成Fe2O3·xH2O、⑤杂质碳被氧化
A．只①②B．只②③④C．①②③④D．①②③④⑤
3．在空气中，钢铁与食盐水接触，发生电化腐蚀，在正极上发生的电极反应是（）
A．Fe-2e-＝Fe2+B．2H+2e-＝H2↑C．Na++e-＝NaD．2H2O+O2+4e-＝4OH-
4．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（）
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
5．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2=2Fe2＋＋4OH－。
以下说法正确的是（）
A．负极发生的反应为：
Fe－2e－=Fe2＋B．正极发生的反应为：
2H2O＋O2＋2e－=4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
6．为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是（）A．将青铜器放在银质托盘上B．将青铜器保存在干燥的环境中
C．将青铜器保存在潮湿的空气中D．在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜
7．关于金属腐蚀的如下各叙述中，正确的是（）A．金属被腐蚀的本质是：
M+nH2O=M（OH）n+
H2↑
B．马口铁（锡铁）镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
8．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。
（1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程的电极反应式为。
（2）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，
可利用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用。
A．铜B．钠C．锌D．石墨
（3）图乙所示的方案也可以降低铁闸的腐蚀速率，
其中铁阀门应该连接在直流电源的极。
9．钢铁工业是国家工业的基础。
请回答钢铁在冶炼、腐蚀、防护过程中的
有关问题。
（1）铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈（Fe2O3•xH2O），
反应的化学方程式：
。
（2）生产中可用盐酸来除铁锈。
现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化学反应的化学方程式。
（3）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀。
（4）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被
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