高中化学选修4 第4章 电化学基础解析.docx

1、高中化学选修4 第4章 电化学基础解析高中化学选修4 第4章 电化学基础一、选择题（共20小题）1（2015陕西模拟）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO（OH）+2H2O2Ni（OH）2+Cd（OH）2已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是（）以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应充电时化学能转变为电能 放电时化学能转变为电能ABCD2（2015德阳模拟）下列图示与对应的叙述不相符的是（）A如图表示氢氧燃料电池构造示意图B如图表示室温下pH=2的HCl溶液加水稀释倍数与pH的变化关系C如图表示某放热反应分别在有、无催

2、化剂的情况下反应过程中的能量变化D如图表示向NH4 Al（S04）2溶液中逐滴滴人Ba（OH）2溶液，生成沉淀总物质的量（n）随 着Ba（OH）2溶液体积（y）的变化3（2015茂名一模）某小组进行电化学研究，甲同学设计如右图的装置图，乙同学利用甲的装置和桌面其他的药品与材料，不能完成的实验是（）A使甲同学的正极变成负极B设计一个新的原电池C在碳电极上镀锌D使锌电极受到保护4（2015洛阳二模）铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为Fe3+Cr2+Fe2+Cr3+下列说法一定正确的是（）A氧化性：Cr3+Fe3+B电池放电时，负极的电极反应式为Fe2+eFe3

3、+C充电时，阴极的电极反应式为Cr3+eCr2+D电池放电时，Cl从负极室穿过选择性透过膜移向正极室5（2015碑林区校级模拟）液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅（CH3SO3）2Pb代替硫酸作为基质溶液，该电池充放电的总反应为2Pb2+2H2OPb+PbO2+4H+，下列说法正确的是（）A该电池放电时，两极质量均增加B放电时，正极的电极反应式为PbO2+4H+2ePb2+2H2OC充电时，溶液中Pb2+向阳极移动D充电时，阳极周围溶液的pH增大6（2015青羊区校级模拟）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为：NiO2+Fe+2H2OFe（OH）2+Ni（

4、OH）2下列有关该电池的说法中正确的是（）A放电时电解质溶液显强酸性B充电时阳板反应为Ni（OH）2+2OH2e=NiO2+2H2OC放电时正极附近溶液pH减小D充电时阴极附近溶液的碱性保持不变7原电池是将化学能转变为电能的装置关于如图所示原电池的说法正确的是（）ACu为负极，Zn为正极B电子由铜片通过导线流向锌片C正极反应式为Zn2eZn2+D原电池的反应本质是氧化还原反应8如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中，下列分析正确的是（）AK1闭合，铁棒侧溶液会出现白色沉淀，而且沉淀最终变为红褐色BK1或K2闭合，石墨棒周围溶液pH均升高CK2闭合，铁棒上发生的反应为2Cl2e=

5、Cl2DK2闭合，电路中通过0.002 NA个电子时，两极共产生0.002mol气体9固体氧化物燃料电池是由美国西屋（Westinghouse）公司研制开发的它以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2）在其间通过该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应下列判断正确的是（）A有O2放电的a极为电池的负极BO2移向电池的正极Cb极对应的电极反应为2H24e+2O22H2ODa极对应的电极反应为O2+2H2O+4e4OH10用图中的装置通电10分钟后，去掉直流电源，连接成装置，可观察到U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质，U形管右端液面上升，下列说法正确

6、的是（）A用装置进行实验时铁电极的电极反应为：Fe2e+2OH=Fe（OH）2B用装置进行实验时石墨电极的电极反应为：2H+2e=H2C同温、同压下，装置I中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多D装置通电10分钟后铁电极周围溶液pH降低11（2015广陵区校级模拟）RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池，RFC工作原理见图下列有关说法正确的是（）A转移0.1mol电子时，a电极产生标准状况下O21.12LBb电极上发生的电极反应是：2H2O+2e=H2+2OHCc电极上进行还原反应，B池中的H+可以通过隔膜进入A池Dd电极上发生的电极反应是：O2+4H+4e=2

7、H2O12（2015电白县校级模拟）某小组利用下列装置进行电化学实验，盐桥中填充琼脂及饱和KNO3溶液，下列说法正确的是（）A若X和Y与电流表连接，则电流方向：锌电极铜电极B若X和Y与电流表连接，盐桥中的K+向左边烧杯移动C若X和Y分别与电源“”、“+”极相连，Cu极发生氧化反应D若X和Y分别与电源“”、“+”极相连，Zn极质量减轻13表面介导电池（SMCS）是一种新型充电电池，可使电动汽车的充电时间仅需几分钟，该电池的电极材料为金属锂和氧化石墨烯下列有关说法中不正确的是（）A放电时，氧化石墨烯作正极B放电时，负极电极反应式为LieLi+C充电时，该电池是将电能转化为化学能D充电时，电解质溶液

8、中的Li+从阴极迁移到阳极14已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池如图是铅蓄电池的工作示意图，其反应原理为：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O下列说法中错误的是（）Ab电极放电后转化为c电极B电极a和d都发生还原反应Cb的电极反应式：Pb+SO422ePbSO4D放电后硫酸溶液的pH增大15如图为钠硫高能电池的结构示意图，M为Na2O和Al2O3的混合物，电池反应为2Na+xSNa2Sx该电池的工作温度为320左右，下列说法错误的是（）Aa为电池正极，b为电池负极B电池放电时，正极反应为xS+2e=Sx2C电池充电时，Na所在电极连接电源正极DM的作用为导电和隔离钠和硫1

9、6（2015丰台区一模）NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，Y可循环使用下列说法正确的是（）AO2在石墨附近发生氧化反应B该电池放电时NO3向石墨电极迁移C石墨附近发生的反应：3NO2+2e=NO+2NO3D相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4：117（2015天津校级模拟）利用如图所示联合装置制备金属钛，下列叙述正确的是（）A甲装置中通入O2的电极反应式为：O2+4e2O2B若不考虑能量的损失，制备24.0g金属钛，需要消耗氢气22.4 LC甲装置工作过程中pH减小D乙装置中的石墨电极反应式为：C+2O24eCO2

10、18（2015淄博一模）关于下列装置说法正确的是（）A装置中，盐桥中的K+移向铜电极B滴有酚酞溶液的装置在电解过程中，b极先变红C可以用装置在铜上镀银，d极为铜D装置中发生铁的吸氧腐蚀19某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl下列说法正确的是（）A正极反应为AgCl+e=Ag+ClB放电时，交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D当电路中转移0.01mole时，交换膜左侧溶液中约减少0.01mol离子20（2015朝阳区校级三模）将如图中所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（）A电子沿ZnabCu路径流动BCu电极质量增加C甲

11、池与乙池中的溶液互换，闭合K，电流没有明显变化D片刻后可观察到滤纸b点变红色高中化学选修4第4章 电化学基础 解析一、选择题（共20小题）1（2015陕西模拟）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO（OH）+2H2O2Ni（OH）2+Cd（OH）2已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是（）以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应充电时化学能转变为电能 放电时化学能转变为电能ABCD分析：两个反应方向的条件不同，充电是电解池，放电是原电池；以上反应不是可逆反应，两个反应方向的条件不同；充电时，充电是电解池，电能转化为化学能；

12、放电是原电池，化学能转变为电能解答：解：以上反应是可逆反应，两个反应方向的条件不同，充电是电解池，放电是原电池，故不选；以上反应不是可逆反应，两个反应方向的条件不同，故选；充电时，充电是电解池，电能转化为化学能，故不选；放电是原电池，化学能转变为电能，故选；所以选，故选B2（2015德阳模拟）下列图示与对应的叙述不相符的是（）A如图表示氢氧燃料电池构造示意图B如图表示室温下pH=2的HCl溶液加水稀释倍数与pH的变化关系C如图表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化D如图表示向NH4 Al（S04）2溶液中逐滴滴人Ba（OH）2溶液，生成沉淀总物质的量（n）随 着Ba（OH

13、）2溶液体积（y）的变化分析：A、氢氧燃料电池中负极通入氢气发生氧化反应，正极通入氧气发生还原反应；B、酸无论怎样稀释也不可能变为碱；C、催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率；D、向NH4 Al（S04）2溶液中逐滴滴人Ba（OH）2溶液，依次生成硫酸钡和氢氧化铝沉淀、硫酸钡和一水合氨、四羟基合铝酸钡，据此分析解答：解：A、氢氧燃料电池中负极通入氢气发生氧化反应，正极通入氧气发生还原反应，故A正确；B、pH=2的HCl溶液加水稀释，pH不可能大于7，故B错误；C、催化剂能够降低反应的活化能，从而加快反应速率，故B正确；D、向NH4 Al（S04）2溶液中逐滴滴人Ba（OH）2溶液，依次生成

14、硫酸钡和氢氧化铝沉淀（0a段）、硫酸钡和一水合氨（ab段）、四羟基合铝酸钡（bc段），故D正确；故选B3（2015茂名一模）某小组进行电化学研究，甲同学设计如右图的装置图，乙同学利用甲的装置和桌面其他的药品与材料，不能完成的实验是（）A使甲同学的正极变成负极B设计一个新的原电池分析：A、装置甲是原电池，锌做负极，铜作正极，若将锌换成石墨，电解质换成硝酸银溶液时分析；B、将铝、石墨和硝酸银组成一个新的原电池；C、因为只有硫酸铜和硝酸银2种电解质溶液，并且铜离子和银离子的氧化性都比锌离子强，所以不可能析出锌；D、将锌与铝组合形成原电池分析解答：解：A、装置甲是原电池，锌做负极，铜作正极，若将锌换成

15、石墨，电解质换成硝酸银溶液时，即铜变成负极，故A不选；B、将铝、石墨和硝酸银组成一个新的原电池，故B不选；C、因为只有硫酸铜和硝酸银2种电解质溶液，并且铜离子和银离子的氧化性都比锌离子强，所以不可能析出锌，故C选；D、将锌与铝组合形成原电池，锌作正极被保护，故D不选故选C4（2015洛阳二模）铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为Fe3+Cr2+Fe2+Cr3+下列说法一定正确的是（）A氧化性：Cr3+Fe3+B电池放电时，负极的电极反应式为Fe2+eFe3+C充电时，阴极的电极反应式为Cr3+eCr2+D电池放电时，Cl从负极室穿过选择性透过膜移向正极室分析

16、：A、因为放电为自发的氧化还原反应，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性判断；B、电池放电时，是原电池的工作原理，负极发生失电子的氧化反应；C、充电时是电解池工作原理，阴极发生得电子的还原反应；D、电池放电时，根据阴离子移向负极，阳离子移向正极判断解答：解：A、因为放电为自发的氧化还原反应，三价铁将二价铬氧化成三价铬，所以氧化性：Fe3+Cr3+，A错误；B、电池放电时，是原电池的工作原理，负极发生失电子的氧化反应，电极反应式为Cr2+e=Cr3+，故B错误；C、充电时是电解池工作原理，阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为Cr3+e=Cr2+，故C正确；D、电池放电时，Cl从正极室穿过选择

17、性透过膜移向负极室，故D错误故选C5（2015碑林区校级模拟）液流式铅蓄电池以可溶性的甲基磺酸铅（CH3SO3）2Pb代替硫酸作为基质溶液，该电池充放电的总反应为2Pb2+2H2OPb+PbO2+4H+，下列说法正确的是（）A该电池放电时，两极质量均增加B放电时，正极的电极反应式为PbO2+4H+2ePb2+2H2OC充电时，溶液中Pb2+向阳极移动D充电时，阳极周围溶液的pH增大分析：电池放电时，负极反应式为Pb2ePb2+，正极反应式为PbO2+4H+2ePb2+2H2O，充电时为电解池，阳极反应式为Pb2+2H2O2e=PbO2+4H+，阴极反应式为Pb2+2ePb，充电时阳离子移向阴极

18、，据此解答解答：解：电池放电时，负极反应式为Pb2ePb2+，正极反应式为PbO2+4H+2ePb2+2H2O，A、该电池放电时，两极质量均减少，故A错误；B、正极反应式为PbO2+4H+2ePb2+2H2O，故B正确；C、充电时，溶液中Pb2+向阴极移动，故C错误；D、充电时为电解池，阳极反应式为Pb2+2H2O2e=PbO2+4H+，pH减小，故D错误；故选B6（2015青羊区校级模拟）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为：NiO2+Fe+2H2OFe（OH）2+Ni（OH）2下列有关该电池的说法中正确的是（）A放电时电解质溶液显强酸性B充电时阳板反应

19、为Ni（OH）2+2OH2e=NiO2+2H2OC放电时正极附近溶液pH减小D充电时阴极附近溶液的碱性保持不变分析：由总反应式Fe+NiO2+2H2OFe（OH）2+Ni（OH）2可知，根据原电池在放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再根据元素化合价变化，可判断该电池负极发生反应的物质为Fe，正极为NiO2，此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+，故放电时的电极反应是：负极：Fe2e+2OH=Fe（OH）2，正极：NiO2+2e+2H2O=Ni（OH）2+2OH原电池充电时，发生电解反应，此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应，阳极反应为原电池正极反应的逆反应解

20、答：解：A、从放电和充电的反应式分析，此电池为碱性电池，故A错误；B、放电时正极发生还原反应，正极反应式为NiO2+2e+2H2O=Ni（OH）2+2OH，充电时该电极发生氧化反应，是其逆反应发生，故B正确；C、放电时正极发生还原反应，正极反应式为NiO2+2e+2H2O=Ni（OH）2+2OH，pH增大，故C错误；D、充电时阴极反应式为Fe（OH）2+2e=Fe+2OH，溶液碱性增强，故D错误；故选B7原电池是将化学能转变为电能的装置关于如图所示原电池的说法正确的是（）ACu为负极，Zn为正极B电子由铜片通过导线流向锌片C正极反应式为Zn2eZn2+D原电池的反应本质是氧化还原反应分析：A、

21、原电池活泼金属作负极，不活泼的为正极；B、原电池电子由负极流向正极；C、正极为铜表面氢离子得到电子生成氢气；D、原电池反应是自发进行的氧化还原反应解答：解：A、原电池泼金属作负极，不活泼的为正极，则Cu为正极，Zn为负极，故A错误；B、原电池电子由负极流向正极，所以由锌片通过导线流向铜片，故B错误；C、正极铜表面氢离子得到电子生成氢气，故C错误；D、原电池反应是自发进行的氧化还原反应，所以本质是氧化还原反应，故D正确；故选D8如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中，下列分析正确的是（）AK1闭合，铁棒侧溶液会出现白色沉淀，而且沉淀最终变为红褐色BK1或K2闭合，石墨棒周围溶液p

22、H均升高CK2闭合，铁棒上发生的反应为2Cl2e=Cl2DK2闭合，电路中通过0.002 NA个电子时，两极共产生0.002mol气体分析：若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；组成原电池时，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应；石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应；若闭合K2，该装置有外接电源，所以构成了电解池，Fe与负极相连为阴极，碳棒与正极相连为阳极，据此判断解答：解：A、若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子，Fe2e=Fe2+，故A错误；B、若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池；不

23、活泼的石墨棒作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e=4OH，所以石墨棒周围溶液pH逐渐升高；若闭合K2，该装置有外接电源，所以构成了电解池，Fe与负极相连为阴极，碳棒与正极相连为阳极，反应为2Cl2e=Cl2，石墨棒周围溶液pH不变，故B错误；C、K2闭合，Fe与负极相连为阴极，反应为2H+2e=H2，故C错误；D、K2闭合，Fe与负极相连为阴极，反应为2H+2e=H2，碳棒与正极相连为阳极，反应为2Cl2e=Cl2，电路中通过0.002NA个电子时，阴极生成0.001mol氢气，阳极生成0.001mol氯气，两极共产生0.002mol气体，故D正

24、确故选D9固体氧化物燃料电池是由美国西屋（Westinghouse）公司研制开发的它以固体氧化锆氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2）在其间通过该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应下列判断正确的是（）A有O2放电的a极为电池的负极BO2移向电池的正极Cb极对应的电极反应为2H24e+2O22H2ODa极对应的电极反应为O2+2H2O+4e4OH分析：该电池属于氢氧燃料电池，电池工作时的正负极反应式分别为：正极：O2+4e=2O2；负极：2H24e+2O22H2O，总反应为：2H2+O2=2H2O解答：解：A、在燃料电池中，有O2放电的a极为原电池的正极

25、，故A错误；B、在燃料电池中，阴离子移向负极，所以O2移向电池的负极，故B错误；C、在燃料电池中，有H2放电的b极为电池的负极，电极反应为2H24e+2O22H2O，故C正确；D、a极为正极，电极反应为：O2+4e=2O2，故D错误故选C10用图中的装置通电10分钟后，去掉直流电源，连接成装置，可观察到U形管左端铁电极表面析出白色胶状物质，U形管右端液面上升，下列说法正确的是（）A用装置进行实验时铁电极的电极反应为：Fe2e+2OH=Fe（OH）2B用装置进行实验时石墨电极的电极反应为：2H+2e=H2C同温、同压下，装置I中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多D装置通电10分钟后铁

26、电极周围溶液pH降低分析：装置是电解10% NaCl溶液的装置，石墨连接到电源的正极，溶液中的Cl在该极失去电子产生Cl2：2Cl2eCl2，铁电极上产生H2：2H2O+2eH2+2OH，由于有OH生成，故溶液的pH升高因Cl2能溶解在水中，且与H2O发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO，而H2不溶于水，故石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体少装置是原电池装置，Fe为负极，失去电子产生Fe2+，Fe2+再与溶液中的OH反应生成Fe（OH）2：Fe2e+2OHFe（OH）2，正极为Cl2得到电子，故石墨电极的电极反应为：Cl2+2e2Cl（HClO+H+2eCl+H2O）解答：解：A装置是原电池装置，Fe为负极，失去电子产生Fe2+，Fe2+再与溶液中的OH反应生成Fe（OH）2：Fe2e+2OHFe（OH）2，故A正确；B用装置进行实验时，石墨为正极，正极为Cl2得到电子，故石墨电极的电极反应为：Cl2+2e2Cl，故B错误；C石墨电极生成Cl2，铁电极生成H2，因Cl2能溶解在水中，且与H2O发生反应：Cl2+H2OHCl+HClO，而H2不溶于水，故石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体少，故C错误D装置通电10分钟后铁电极上产生H2：2H2