最新人教版高中化学选修四检测试题第4章《电化学基础》章末检测及答案.docx
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最新人教版高中化学选修四检测试题第4章《电化学基础》章末检测及答案
章末检测卷（四）
（时间：
90分钟 满分：
100分）
第Ⅰ卷（选择题，共45分）
一、选择题（本题包括15小题，每小题3分，共45分；每小题只有一个选项符合题意）
1．下列关于实验现象的描述不正确的是（ ）
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀H2SO4中，铜片表面出现气泡
B．用锌片作阳极，铁片作阴极，电解ZnCl2溶液，铁片表面出现一层锌
C．把铜片插入FeCl3溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴CuCl2溶液，气泡放出速率加快
答案 C
解析 铜、铁是两种活动性不同的金属，稀H2SO4是电解质溶液，三者共同形成了原电池，铁片上发生氧化反应，Fe－2e－===Fe2＋，铜片上发生还原反应，2H＋＋2e－===H2↑，故A正确；B为电镀池，锌片上发生：
Zn－2e－===Zn2＋，铁片上发生：
Zn2＋＋2e－===Zn，理论上ZnCl2溶液的浓度不变，故B正确；Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，故C项错误；D项中Zn与被Zn置换出的Cu以及原有的盐酸一起构成了原电池，发生了原电池反应，故D项也正确。
2.如图是Zn和Cu形成的原电池，则下列结论中正确的是（ ）
①铜为阳极，锌为阴极；②铜极上有气泡；③SO
向铜极移动；④若有0.5mol电子流经导线，则可产生0.25mol气体；⑤电子的流向是铜到锌；⑥正极反应式：
Cu＋2e－===Cu2＋。
A．①②③B．②④
C．④⑤⑥D．③④⑤
答案 B
解析 ①中Cu为正极，Zn为负极；③中SO
向负极（Zn极）移动；⑤中电子的流向是Zn―→Cu；⑥中正极反应式：
2H＋＋2e－===H2↑，故①③⑤⑥错。
3．下列关于电解池的说法正确的是（ ）
A．电源的负极就是阴极
B．与直流电源正极相连的是电解池的阴极
C．与直流电源负极相连的电极上发生还原反应
D．阳极上发生还原反应
答案 C
解析 解答本题需了解电解池阴、阳极的判断及电解的特点。
电解池的阴、阳极是根据直流电源的正、负极确定的。
与电源负极相连的电极为电解池的阴极，该电极上发生还原反应；与电源正极相连的电极为电解池的阳极，该电极上发生氧化反应。
4．用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是（ ）
A．CuSO4B．H2SO4C．CuCl2D．NaCl
答案 B
解析 当电解池的电极是惰性电极时，阳极不溶解，电解过程的本质是电解溶剂水或电解质或二者都发生反应。
电池反应分别为
A．2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4
B．2H2O
2H2↑＋O2↑
C．CuCl2
Cu＋Cl2↑
D．2NaCl＋2H2O
H2↑＋Cl2↑＋2NaOH
所以B项电解的实质是电解水。
5．近来科学家研制了一种新型的乙醇电池（DEFC），它用磺酸类质子作溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。
电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，下列说法不正确的是（ ）
A．C2H5OH在电池的负极上参加反应
B．1mol乙醇被氧化转移6mol电子
C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D．电池正极的电极反应为4H＋＋O2＋4e－===2H2O
答案 B
解析 乙醇电池的电极反应，正极：
3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，负极：
C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，所以1mol乙醇在负极被氧化时转移电子12mol，外电路中电子沿导线由负极流向正极。
6．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，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，便消耗1.12L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
答案 D
解析 在原电池中电子通过外电路从负极流向正极，A错；b电极上发生的电极反应应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B错；C选项中未说明标准状况下是1.12L；在原电池中阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动，故只有D正确。
7．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是（ ）
选项
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
CuSO4溶液
C
C
C
H2SO4
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体
答案 C
解析 2NaCl＋2H2O电解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，显然加H2O不能恢复到电解前的状态，应通入适量HCl气体；电解CuSO4溶液时n（SO
）没变，加CuSO4溶液不能复原；电解H2SO4实质是电解水，再加适量水，可使H2SO4溶液复原；Ag作阳极、Fe作阴极电解AgNO3溶液，实质是Fe镀Ag，AgNO3溶液浓度不变，不需加AgNO3晶体。
8．X、Y、Z、M、N代表五种金属。
有以下化学反应：
①水溶液中：
X＋Y2＋===X2＋＋Y
②Z＋2H2O（冷）===Z（OH）2＋H2↑
③M、N为电极与N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：
M－2e－===M2＋
④Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化，则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是（ ）
A．M＜N＜Y＜X＜ZB．N＜M＜X＜Y＜Z
C．N＜M＜Y＜X＜ZD．X＜Z＜N＜M＜Y
答案 C
解析 根据金属活动性强弱的判断规律：
①能在水溶液中发生置换反应，一定是X＞Y，且均不是Al以前的金属；②与冷水反应放出H2，为活泼金属；③原电池中负极活泼，M＞N；④Y可与稀H2SO4反应，M不能，则：
Y＞M，故选C。
9．实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
负极：
Pb＋SO
－2e－===PbSO4
正极：
PbO2＋4H＋＋SO
＋2e－===PbSO4＋2H2O
今欲制得Cl20.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（ ）
A．0.025molB．0.050mol
C．0.100molD．0.200mol
答案 C
解析 要求消耗H2SO4的量，需首先找出铅蓄电池的总反应。
将上述两个电极反应合并可得：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
而在制取Cl2时，每生成1molCl2，电子转移2mol，现需要转移电子0.050mol×2＝0.100mol。
由铅蓄电池总反应可知，每转移0.100mol电子，将消耗0.100molH2SO4。
10．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（ ）
A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
答案 D
解析 电解稀H2SO4，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减小，浓度增大，故溶液pH减小，A不正确；电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH－，阴极消耗H＋，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大，B不正确；电解Na2SO4溶液时，在阳极发生反应：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在阴极发生反应：
2H＋＋2e－===H2↑，由于两电极通过的电量相等，故析出H2与O2的物质的量之比为2∶1，C不正确；电解CuCl2溶液时，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，两极通过电量相等时，产生Cu和Cl2的物质的量之比为1∶1，D正确。
11．工业上为了处理含有Cr2O
的酸性工业废水，采用下面的处理方法：
往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成，工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。
关于上述方法，下列说法错误的是（ ）
A．阳极反应：
Fe－2e－===Fe2＋
B．阴极反应：
2H＋＋2e－===H2↑
C．在电解过程中工业废水由酸性变为碱性
D．可以将铁电极改为石墨电极
答案 D
解析 用石墨作电极，阳极产生Cl2，得不到Fe2＋，缺少还原剂，不能使Cr2O
→Cr3＋→Cr（OH）3↓而除去，所以D项错误。
12.早在1807年化学家戴维用电解熔融氢氧化钠制得钠：
4NaOH（熔融）
4Na＋O2↑＋2H2O；后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制
得钠，反应原理为3Fe＋4NaOH（熔融）
Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。
下列有关说法正确的是（ ）
A．电解熔融氢氧化钠制钠，阳极发生电极反应为2OH－－2e－===H2↑＋O2↑
B．盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强
C．若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数也相同
D．目前工业上常用电解熔融氯化钠法制钠（如上图），电解槽中石墨为阳极，铁为阴极
答案 D
解析 电解熔融NaOH时，阳极OH－放电生成O2和H2O，A错；钠的还原性强于铁，B错；C项中若制得4mol钠，转移电子数分别为4mol、8mol，C错。
13．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极的电极反应式：
PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
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SO
向c极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d极为正极
答案 C
解析 由图示关系可知，Ⅰ池为原电池，Ⅱ池为电解池，a极为正极，b极为负极，K闭合后，c极为阴极，d极为阳极，因电极材料为PbSO4，结合铅蓄电池的工作原理，可判断d极发生的电极反应为PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
，A项正确；由题给方程式可判断，当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol，B项正确；电解池工作时，阴离子移向阳极，即d极，故C项错误；因Ⅱ池反应为2PbSO4＋2H2O
Pb＋PbO2＋2H2SO4，因此K闭合一段时间后，Ⅱ池可作为原电池对外供电，其中析出的铅附着在c极上作负极，析出的PbO2附着在d极上作正极，D项正确。
14.右图是某同学设计的验证原电池和电解池的实验装置，下列有关说法
不正确的是（ ）
A．关闭K2、打开K1，试管内两极都有气泡产生
B．关闭K2、打开K1，一段时间后，发现左侧试管收集到的气体比右侧
略多，则a为负极，b为正极
C．关闭K2，打开K1，一段时间后，用拇指堵住试管移出烧杯，向试管
内滴入酚酞，发现左侧试管内溶液变红色，则a为负极，b为正极
D．关闭K2，打开K1，一段时间后，再关闭K1，打开K2，电流表指针不会偏转
答案 D
解析 关闭K2、打开K1，是电解NaCl溶液的过程，反应方程式为2NaCl＋2H2O
2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，Cl－在阳极上放电生成Cl2，H＋在阴极上放电生成H2，则两极都有气泡产生；且由于Cl2可以溶于水，则收集到的Cl2的体积略少于H2的体积，则与外电源b极相连的石墨棒作电解池的阳极，则b极为正极；左侧试管中溶液变红色，说明左侧试管中溶液呈碱性，则H＋放电，则左侧石墨棒为电解池的阴极，则a为外电源的负极；一段时间后，打开K2，关闭K1，可以构成原电池，放电时会引起电流表指针发生偏转。
故A、B、C均正确，D错误，故应选D。
15．将质量分数为0.052（5.2%）的NaOH溶液1L（密度为1.06g·cm－3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）
质量分数
NaOH的
阳极析出物的质量/g
阴极析出物的质量/g
A
6.2%
19
152
B
6.2%
152
19
C
4.2%
1.2
9.4
D
4.2%
9.4
1.2
答案 B
解析 这是一道电解的简单计算题，电解NaOH溶液，本质上是电解水，阳极产物是O2，阴极产物是H2，溶液浓度不断增大，根据数据分析B选项符合题意。
第Ⅱ卷（非选择题，共55分）
二、非选择题（本题包括6小题，共55分）
16．（4分）航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染的优点。
氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式均为2H2＋O2===2H2O。
酸式电池中的电解质是酸，其负极反应可表示为2H2－4e－===4H＋，则其正极反应可表示为___________________；
碱式电池中的电解质是碱，其正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，则其负极反应可表示为_________________________________________________________________________。
答案 O2＋4H＋＋4e－===2H2O
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
解析 原电池中，正极发生还原反应：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－，因为电解质溶液显酸性，有4OH－＋4H＋===4H2O，两式合并得酸式电池的正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O；原电池负极发生氧化反应：
2H2－4e－===4H＋，因在碱性溶液中，又有4H＋＋4OH－===4H2O，合并后的负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O。
17．（8分）用如图所示的装置进行电解，在通电一段时间后，铁电极的质量增加。
（1）写出乙中两极发生的电极反应式。
阴极：
________________________________________________________________________；
阳极：
________________________________________________________________________。
（2）写出甲中发生反应的化学方程式：
___________________________________________。
（3）C（左）、C（右）、Fe、Ag4个电极上析出或溶解物质的物质的量之比是________。
答案
（1）Ag＋＋e－===Ag Ag－e－===Ag＋
（2）2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑
（3）2∶1∶4∶4
18．（11分）Li SOCl2电池可用于心脏起搏器。
该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4 SOCl2。
电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。
请回答下列问题：
（1）电池的负极材料为__________，发生的电极反应为_______________________________；
（2）电池正极发生的电极反应为_________________________________________________；
（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。
如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是____________________________________________________，
反应的化学方程式为____________________________________________________________；
（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是______________________________。
答案
（1）Li Li－e－===Li＋
（2）2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
（3）出现白雾，有刺激性气味的气体生成
SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑
（4）构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应
解析 分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。
（1）负极材料为Li（还原剂），Li－e－===Li＋。
（2）正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：
2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。
（3）题中给出有碱液吸收时的产物，则没有碱液而用水吸收时的产物应为SO2和HCl，所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味的气体生成。
（4）因为构成电池的两个主要成分Li能和氧气、水反应，SOCl2也与水反应。
19．（8分）将洁净的金属片Fe、Zn、A、B分别与Cu用导线连接浸在合适的电解质溶液里。
实验并记录电压表指针的偏转方向和电压表的读数如表：
金属
电子流动方向
电压/V
Fe
Fe―→Cu
＋0.78
Zn
Zn―→Cu
＋1.10
A
Cu―→A
－0.15
B
B―→Cu
＋0.3
根据以上实验记录，完成以下填空：
（1）Zn、A、B三种金属的活动性由强到弱的顺序是________________________。
（2）Cu与A组成的原电池，________为负极，电极反应式为_____________________________。
（3）A、B形成合金，露置在潮湿的空气中，________先被腐蚀，这时正极的电极反应式为________________________________________________________________________。
答案
（1）Zn>B>A
（2）Cu Cu－2e－===Cu2＋
（3）B O2＋2H2O＋4e－===4OH－
20．（12分）铅蓄电池是典型的可充电型电池，电池总反应式为Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO
2PbSO4＋2H2O
请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1）放电时：
正极的电极反应式是__________________________________；电解液中H2SO4的浓度将变______；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加____g。
（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，
则在A电极上生成________，电极反应：
________________________，
B电极上生成____，电极反应：
________________________________，
此时铅蓄电池的正、负极的极性将________。
答案
（1）PbO2＋2e－＋4H＋＋SO
===PbSO4＋2H2O 小 48
（2）Pb PbSO4＋2e－===Pb＋SO
PbO2
PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
对换
解析
（1）放电时正极上发生还原反应，由电池总反应式知，发生还原反应的物质为PbO2，产物为PbSO4，同时消耗H2SO4，故正极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO
===PbSO4＋2H2O。
（2）当完全耗尽PbO2和Pb，装置按图连接时，A极为电解池的阴极，电解质溶液中PbSO4产生的Pb2＋在此极上得电子，发生还原反应：
PbSO4＋2e－===Pb＋SO
；而B极为电解池的阳极，电极反应可由总电池反应2PbSO4＋2H2O
Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO
减去阴极反应得到PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
。
21．（12分）铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
（1）某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。
在相同条件下，三组装置中铁电极腐蚀最快的是______（填装置序号），该装置中正极反应式为____________________________；为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述________（填装置序号）装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为_________________________。
（2）新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车。
电池反应为FePO4＋Li
LiFePO4，电解质为含Li＋的导电固体，且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li＋自由通过而导电。
该电池放电时Li＋向________极移动（填“正”或“负”），负极反应为Li－e－===Li＋，则正极反应式为_________________________________。
（3）钢铁生锈现象随处可见，钢铁的电化学腐蚀原理如下图所示：
①写出石墨电极的电极反应式：
_________________________________________________。
②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在下图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。
③写出修改后石墨电极的电极反应式：
_____________________________________________。
答案
（1）① O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ②③ 2Cl－＋2H2O
2OH－＋Cl2↑＋H2↑
（2）正 FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
（3）①O2＋4e－＋2H2O===4OH－②
③2Cl－－2e－===Cl2↑
解析
（1）图②、③分别为原电池和电解池，金属铁分别为正极和阴极，因此对金属铁起了保护作用；而①中铁作原电池的负极，电解质溶液为中性，所以发生吸氧腐蚀，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；③为电解池，即电解食盐水，故离子反应为2Cl－＋2H2O
2OH－＋Cl2↑＋H2↑。
（2）原电池中，阳离子向正极移动，放电时装置为原电池，则Li＋向正极移动；由FePO4＋Li
LiFePO4减去Li－e－===Li＋，可得正极反应式：
FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。
（3）在钢铁的电化学腐蚀中，石墨为正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
可用外加电流的阴极保护法来保护铁，即将铁连外电源的负极，作为电解池的阴极，石墨接正极，作为电解池的阳极，阳极电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。
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