人教版高中化学选修4 第4章电化学基础 测试题.docx

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人教版高中化学选修4第4章电化学基础测试题

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．关于下图所示的原电池，下列说法正确的是（）

A．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移

B．电子从锌电极通过电流表流向铜电极

C．取出盐桥后，电流计的指针仍发生偏转

D．铜电极上发生的电极反应是2H++2e-=H2↑

2．据最近报道,中国生产的首艘国产航母“山东”号已经下水。

为保护航母、延长服役寿命可采用两种电化学方法。

方法1：

舰体镶嵌一些金属块;方法2：

航母舰体与电源相连。

下列有关说法正确的是（）

A．方法1叫外加电流的阴极保护法

B．方法2叫牺牲阳极的阴极保护法

C．方法1中金属块可能是锌、锡和铜

D．方法2中舰体连接电源的负极

3．将AgNO3、Ba（NO3）2、Na2SO4、NaCl四种电解质按物质的量之比1∶1∶1∶2加入足量蒸馏水中，然后用铂电极电解该混合物至不再有溶质离子参与反应时，则所得氧化产物与还原产物的质量比为（）

A．71∶2B．35.5∶108C．108∶35.5D．71∶109

4．下列关于金属腐蚀与防护的说法中正确的是（）

A．牺牲阳极的阴极保护法是一种基于电解池原理的金属防护法

B．钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极反应式相同

C．镀锌铁制品镀层受损后形成原电池，锌作负极，比破损前更耐腐蚀

D．将变黑后的银器（表面被氧化为Ag2S）放入盛有食盐溶液的铝质容器中，黑色褪去是因为生成了AgCl

5．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样的电池的发明是化学对人类的一项重要贡献。

下列有关电池的叙述正确的是（）

A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细

B．氢氧燃料电池可将热能直接转化为电能，故能量转化率很高

C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化

D．原电池构成条件中必须有两个活泼性不同的电极

6．最近一个科学硏究小组创建了一种通过连续电解将能量储存为化学能的装置。

在氧化钇基质的阳极和二氧化钛涂覆的钛阴极之间是可通过H+的固体聚合物电解质。

其结构如图所示，则下列说法正确的是（）

A．电源的b极为负极

B．在能量转换过程中，固体电解质中H+由阴极向阳极移动

C．阴极电极反应式为：

OX+4H++4e﹣═GC+H2O

D．为增强阳极电解液导电性，可在水中添加适量NaCl

7．下图装置中，U型管内为红墨水，a,b试管内分别盛有食盐水和氯化铁溶液。

各加入生铁块放置一段时间。

下列有关描述错误的是（）

A．生铁比纯铁更易被腐蚀

B．红墨水柱两边的液面变为左高右低

C．两试管中相同的电极反应式是：

Fe-2e-→Fe2+

D．a试管中发生了吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O

8．利用如图装置，完成很多电化学实验。

下列有关此装置的叙述中，不正确的是（）

A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法

B．若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，溶液中的阳离子向铁电极移动

C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动

D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，铁棒质量将增加，溶液中铜离子浓度将减小

9．锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池，某种锂离子电池的结构示意图如下，它在放电时有关离子转化关系如图所示，下列说法正确的是（）

A．Li+透过膜除允许Li+通过外，还允许H2O分子通过

B．充电时，电池内部发生的总反应为Li++Fe2+

Li+Fe3+

C．充电时，钛电极与外电源的负极相连

D．放电时，进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为:

 S2O82-+Fe2+=Fe3++2SO42-

10．工业利用海水提镁的流程如下图所示。

下列说法不正确的是（）

A．海水蒸发的目的是富集

B．石灰乳向Mg（OH）2转化说明Mg（OH）2的溶解度更小

C．MgCl2·6H2O加热脱水制MgCl2需在HCl气氛中，防止MgCl2水解

D．电解熔融MgCl2时，阳极有金属Mg析出

11．下图容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（）

A4>2>1>3B2>1>3>4C4>2>3>1D3>2>4>1

12．按如图装置进行实验（a、b两电极均为Cu单质），实验开始观察到灵敏电流计的指针偏转，下列有关说法正确的是（）

A．a极电极反应为Cu2＋＋2e－＝CuB．溶液中Cu2＋穿过交换膜发生迁移

C．电流计指针偏转幅度将保持不变D．外电路转移的电子最多为0.02mol

13．原电池原理的应用促进了人类社会的发展。

关于如图所示原电池的说法正确的是

A．该装置能将电能转化为化学能

B．铜片为正极，发生氧化反应

C．电子从铜片经导线流向锌片

D．锌片上发生的反应为Zn－2e－＝Zn2＋

14．电解NO制备NH4NO3的工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需要补充物质M。

下列有关分析或说法中正确的是（）

A．a应接直流电源的正极

B．补充的物质M是NH3

C．阳极的电极反应式：

NO+5e－+6H+＝NH4++H2O

D．电路中通过5mol电子时，理论上最多可处理22.4LNO气体（标准状况）

15．最近有研究人员发现了一种处理高浓度乙醛废水的新方法隔膜电解法，乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸。

实验室以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。

下列说法正确的是（）

A．电解过程中，阳极区发生还原反应

B．阳极反应CH3CHO+2e-+H2O=CH3COOH+2H+

C．电解的总反应方程式为2CH3CHO+ H2O=CH3COOH +CH3CH2OH

D．若以CH4--空气燃料电池为直流电源，燃料电池的b极应通入空气

二、填空题

16．我国早在西汉成书的《淮南万毕术》里就有“曾青得铁则化为铜”的记载．曾青又有空青、白青、石胆、胆矾等名称，其实都是天然的硫酸铜．

（1）写出“曾青得铁则化为铜”的离子方程式________．

（2）理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池．若根据上述反应设计成原电池，则该电池的负极材料是________，发生________反应（选填“氧化”或“还原”），电解质溶液是________，正极上发生的电极反应为：

________．

（3）若导线上转移电子1mol，则生成铜________克．

17．如图所示，组成一个原电池。

（1）当电解质溶液为稀硫酸时：

①Fe电极是__（填“正”或“负”）极，其电极反应为___。

②Cu电极是__极，其电极反应为___。

（2）由铜、锌和稀硫酸组成的原电池中，铜是__极，电极反应式是__；锌是__极，电极反应式是___。

18．氮氧化物（NOx）是大气主要污染物之一，请根据以下方法的选用回答相应问题：

I.利用CH4催化还原氮氧化物消除氮氧化物的污染。

已知：

①CH4（g）+4NO2（g）

4NO（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H=-662kJ/mol

②CH4（g）+2NO2（g）

N2（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H=-955kJ/mol

其中①式的平衡常数为K1，②式的平衡常数为K2，则：

（1）CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+H2O

（1）△H=_________；改反应的平衡常数K=_________（用含Kl、K2的代数式表示）。

II利用燃料电池的原理来处理氮氧化物是一种新方向。

装置如图所示，在处理过程中石墨电极I上反应生成一种氧化物Y。

（2）写出氧化物Y的化学式_____________；

（3）石墨II电极为______（填“正”或“负”）极，该电极反应为______________；

Ⅲ.利用活性炭还原法处理氮氧化物。

有关反应为C（s）+2NO（g）

N2（g）+CO2（g）△H=akJ/mol。

某研究小组向某恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1℃）条件下反应，已知在不同时间测得各物质的浓度如下：

（4）该反应的平衡常数表达式K=_______，在0～10s内，N2的平均反应速率为______mol/（L·s），NO的转化率为________；

（5）30s后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是________，若30s后升高温度至T2℃，平衡时，容器中NO的浓度由0.060mol/L变为0.072mol/L，则该反应的a___0（填“>”、“<”或“=”）。

19．良好生态环境是最普惠的民生福祉。

治理大气污染物CO、NOX、SO2具有十分重要的意义。

（1）氧化还原法消除NOX的转化如下所示：

。

反应I为NO+O3===NO2+O2，其还原产物是_________。

反应Ⅱ中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。

（2）吸收SO2和NO获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）。

装置Ⅱ中，酸性条件下NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3-和NO2-，请写出生成等物质的量的NO3-和NO2-时的离子方程式_______________。

装置III中发生反应的离子方程式为_________________。

（3）已知进入装置IV的溶液中NO2-的浓度为amol·L-1，要使1L该溶液中NO2-完全转化为NH4NO3，至少需向装置IV中通入标准状况下的氧气____L（用含a代数式表示）。

20．甲醇是一种优质燃料，在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）。

（1）计算CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）的反应热△H4=____________。

（2）为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，并用以此为电源进行电解实验，装置如图所示，回答相关问题。

写出通甲醇一极的电极反应方程式；写出乙池中B（C）电极的电极反应式；

反应过程中，乙池溶液pH的变化为（升高、降低或不变）

当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2mL（标准状况下）

三、推断题

21．短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示，已知在同周期元素的常见简单离子中，W的简单离子半径最小，X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛。

（1）X元素在元素周期表中的位置________。

（2）X、Y、Z元素的简单气态氢化物中，稳定性最差的是________（用分子式表示）。

（3）Y、Z、W三种元素对应的离子中，半径由大到小的顺序____________（用离子符号表示）。

（4）某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中Z2-可以在固体介质NASICON中自由移动。

则负极的反应式_______________。

关于该电池的下列说法，正确的是_________。

A．工作时电极b作正极，Z2-通过固体介质NASICON由电极b流向电极a

B．工作时电流由电极a通过传感器流向电极b

C．传感器中通过的电流越大，尾气中XZ的含量越高

（5）X2Z42-能被酸性KMnO4氧化，请填写相应的离子，并给予配平：

___________+______MnO4-+________H+=______CO2+_______Mn2++______H2O

22．A、B、C、D是4种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中，A、C及B、D分别是同主族元素；已知B、D二元素原子核中质子数之和是A、C二元素原子核中质子数之和的2倍；A元素的原子在周期表中半径最小；4种元素形成的单质有2种是气体，2种是固体。

（1）写出由B、C二元素所形成的原子个数比为1∶1的化合物的电子式，其晶体中存在的化学键的种类有；

（2）写出两种均由A、B、C、D是4种元素所组成化合物的化学式、，这2种化合物的水溶液发生反应的离子方程式为。

（3）用A元素的单质和B元素的单质可制成新型的化学电源，其构造如图所示。

2个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。

①a是极，电极反应式为。

②b是极，电极反应式为。

四、实验题

23．

（1）如图1是一个化学过程的示意图。

①甲池中OH-移向______极（填“CH3OH”或“O2”）。

②写出通入CH3OH的电极的电极反应式_________。

③乙池中总反应的离子方程式____________。

④当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g，此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是________

A．MgSO4B．CuSO4C．NaClD．AgNO3

（2）利用反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2设计成如图2所示原电池，回答下列问题：

①写出电极反应式：

正极________；负极___________。

②图中X溶液是________，Y溶液是_________。

③原电池工作时，盐桥中的______（填“阳”或“阴”）离子向X溶液方向移动。

24．某课外兴趣小组用右图装置进行实验，试回答：

（1）若开始时开关K与a连接，则A电极反应式为________。

（2）若开始时开关K与b连接，这种方法经常用于金属的防护，这种防护措施叫做________，则A电极反应式为________;B电极反应式为________。

（3）开关K与b连接，将饱和食盐水换成CuSO4溶液，则A电极反应式为________，该反应的离子方程式为________，若将电解质溶液恢复至原状，应补充________。

五、计算题

25．化学能与电能之间的相互转化与人的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。

（1）熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池（如图1），反应原理为：

2Na＋FeCl2

Fe＋2NaCl,该电池放电时，正极反应式为_____________________：

充电时，__________（写物质名称）电极接电源的负极；

该电池的电解质为_________。

（2）某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液（如图2），一段时间停止通电取出电极。

若在电解后的溶液中加入0.98g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经测定所得溶液与电解前完全相同。

请回答下列问题：

①Y电极材料是，发生（填“氧化或还原”）反应。

②电解过程中X电极上发生的电极反方应式是：

③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是

（3）常温时，BaSO4的Ksp＝1.08×10-10,现将等体积的BaCl2溶液与2.0×10-3mol/l的Na2SO4

溶液混合。

若要生成BaSO4沉淀，BaCl2溶液的最小浓度为______________。

26．如图甲乙丙三个烧杯依次分别盛放氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、硫酸钾溶液，电极均为石墨电极，通电一段时间，乙中c电极质量增加64克,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电极b上生成的气体在标准状况下的体积______________________升

④电极e上生成的气体在标准状况下的体积_______________________升

参考答案

1．B2．D3．A4．B5．C6．C7．D8．D9．B10．D11．A12．D13．D14．B15．C16．Fe+Cu2+=Fe2++CuFe氧化CuSO4溶液Cu2++2e﹣=Cu32g

17．负Fe－2e－=Fe2＋正2H＋＋2e－=H2↑正2H＋＋2e－=H2↑负Zn－2e－=Zn2＋

18．－1248kJ·mol－1

N2O5正O2＋4e－＋2N2O5===4NO

0.001224%减小CO2的浓度＜

19．NO23:

22NO＋3H2O＋4Ce4＋=NO3-＋NO2-＋6H＋＋4Ce3＋2Ce3＋+2H＋＋2HSO3-

2Ce4＋+S2O42-＋2H2O11.2aL

20．

（1）-574.4kJ/mol

（2）

CH3OH-6e－+8OH－=CO32－+6H2O；

4OH－-4e－=2H2O+O2↑

降低

280mL

21．第二周期第ⅣA族CH4r（N3-）>r（O2-）>r（Al3+）CO+O2--2e-=CO2AC5C2O42-2161028

22．

（1）

；离子键、非极性共价键；

（2）NaHSO4、NaHSO3，H++HSO3-=H2O+SO2↑；

（3）①负，H2-2e-+2OH-=H2O；②正，O2+2H2O+4e-=4OH-。

23．阳CH3OHCH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O4Ag++2H2O

4Ag+O2↑+4H+BD2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋Cu-2e-=Cu2＋FeCl3CuCl2

24．O2+4e－+2H2O=4OH－外加电流的阴极保护法2Cl－-2e－=Cl2↑2H++2e－=H2↑4OH－-4e－=O2↑+2H2O2Cu2++2H2O

 2Cu+O2↑+4H+CuO（或CuCO3）

25．（14分）

（1）Fe2＋+2e－=Fe（2分），钠（1分），β—Al2O3（1分）

（2）①石墨（1分），氧化（1分）

②Cu2＋＋2e－=Cu（2分）、2H＋＋2e－=H2↑或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－（2分）

③0.448L或448mL（2分）没有单位扣1分

（3）2.16x10-7.（2分）

26．正4OH-—4e-=2H2O+O211.222.4