经典编排高中化学选修四第4章电化学基础 单元检测及试题解析.docx
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经典编排高中化学选修四第4章电化学基础单元检测及试题解析
第4章单元综合检测及解析
（时间：
90分钟，满分100分）
一、选择题（本题包括16小题，每小题3分，共48分）
1◎番茄汁显酸性，在番茄上平行地插入铜片和锌片可以形成原电池。
以下叙述正确的是（ ）
A◎铜片上发生氧化反应
B◎锌片为正极，铜片为负极
C◎锌片为阴极，铜片为阳极
D◎番茄汁起电解质溶液的作用
解析：
Zn、Cu和番茄汁（酸性）形成的原电池，其中锌片作负极，发生氧化反应，铜片作正极，发生还原反应，番茄汁起电解质溶液的作用。
答案：
D
2◎铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为（ ）
A◎形成原电池，铝作负极
B◎形成原电池，铜作负极
C◎形成原电池时，电流由铝流向铜
D◎铝质铆钉发生了化学腐蚀
解析：
电化学腐蚀与化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。
金属铝发生的是电化学腐蚀，铝比铜活泼，故金属铝是负极；电流的流动方向与电子的流动方向恰好相反，应是由铜流向铝。
答案：
A
3◎[双选题]用惰性电极电解足量的下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（ ）
A◎CuCl2[CuSO4] B◎NaOH[H2O]
C◎NaCl[HCl]D◎CuSO4[Cu（OH）2]
解析：
用惰性电极电解下列物质溶液时阴、阳两极产生的物质：
选项
阳极产物
阴极产物
复原时加入的物质
A
Cl2
Cu
CuCl2
B
O2
H2
H2O
C
Cl2
H2
通入HCl气体
D
O2
Cu
CuO
答案：
BC
4◎[双选题]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透的高分子膜
解析：
Cu比Ag活泼，形成的原电池中Cu作负极，A不正确；将青铜器放在潮湿的空气中，在表面形成原电池，Cu被腐蚀，C不正确。
答案：
BD
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===2Fe（OH）2。
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水面处更容易腐蚀
解析：
从电池反应式可知，Fe失电子转变成Fe2＋，Fe为负极，A项对；正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，B项错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C项错；水面的O2浓度较水下浓度高，水面处的金属更易被腐蚀，D项错。
答案：
A
6◎（·安徽师大附中模拟）利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来，如图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。
该电池工作时，有关说法正确的是（ ）
A◎铝罐将逐渐被腐蚀
B◎炭粒和炭棒上发生的反应为O2＋4e－===2O2－
C◎炭棒应与玩具电机的负极相连
D◎该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻
解析：
该电池的反应原理是4Al＋3O2===2Al2O3，所以Al作电源负极，与玩具电极的负极相连，逐渐被腐蚀，A项正确，C、D项错误；B项中正确的反应式为O2＋2H2O＋
4e－===4OH－。
答案：
A
7◎若在铁片上镀锌，以下叙述中错误的是（ ）
A◎可把铁片与电源的正极相连
B◎电解质必须用含有锌离子的可溶性盐
C◎锌极发生氧化反应
D◎铁极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn
解析：
电镀的实质就是以非惰性电极为阳极的一种特殊的电解。
电镀时一般以镀层金属为电解池的阳极，镀件为阴极，含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液。
电镀过程中镀层金属发生氧化反应成为离子溶入电解液，其离子则在待镀件上发生还原反应而析出，且电解质溶液浓度一般不变。
故而本题只有A项不正确。
答案：
A
8◎下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是（ ）
解析：
A项，电解水生成H2和O2，是将电能转化为化学能；B项，水力发电是将机械能转化为电能；C项，太阳能热水器是将光能转化为热能；D项，干电池是将化学能转化为电能。
答案：
D
9◎现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是（ ）
A◎阴极产物是氢气
B◎阳极产物是氧气
C◎阴极产物是铝和氧气
D◎阳极产物只有氯气
解析：
将AlCl3溶液蒸干得Al（OH）3，灼烧时Al（OH）3分解生成Al2O3，电解熔融Al2O3时，阳极反应为6O2－－12e－===3O2↑，阴极反应为4Al3＋＋12e－===4Al，总反应式为2Al2O3（熔融）
4Al＋3O2↑。
答案：
B
10◎串联电路中的四个电解池分别装有0◎1mol·L－1的下列溶液，用铂电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH变小的是（ ）
A◎盐酸B◎NaCl
C◎AgNO3D◎KNO3
解析：
对于电解盐酸溶液，相当于电解HCl，盐酸溶液浓度降低，H＋浓度降低，pH增大。
电解NaCl溶液时H＋在阴极上放电，阴极附近OH－浓度增大；阳极上Cl－放电，阳极区域H＋、OH－浓度基本不变，因而电解后整个溶液pH会变大。
电解AgNO3溶液时，阴极Ag＋放电；阳极是OH－放电，阳极区域H＋浓度变大，溶液pH会显著变小（相当于生成稀HNO3）。
电解KNO3的实质是电解水，pH不变。
答案：
C
11◎右图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液（呈酸性），各加入生铁块，放置一段时间。
下列有关描述错误的是（ ）
A◎生铁块中的碳是原电池的正极
B◎红墨水柱两边的液面变为左低右高
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，b试管中发生了析氢腐蚀
解析：
a、b中生铁发生电化学腐蚀，碳作正极，铁作负极；a中NaCl溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，O2被消耗，试管内气体压强降低，b试管中盛装NH4Cl溶液，酸性较强，发生析氢腐蚀，产生H2，试管内气体压强增大，故红墨水柱两边的液面应左高右低。
答案：
B
12◎若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生的总反应的离子方程式是Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法中正确的是（ ）
A◎该装置可能是原电池，也可能是电解池
B◎该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C◎该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极
D◎该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸
解析：
原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置。
由题给总方程式知，Cu失电子，H＋得电子。
如果是原电池，Cu是负极，它的金属活动性排在氢之后，不可能，所以只能是电解池。
答案：
C
13◎将两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解，当有1×10－3mol的OH－放电时，溶液显浅蓝色，则下列叙述正确的是（ ）
A◎阳极上析出11◎2mLO2（标准状况）
B◎阴极上析出32mgCu
C◎阴极上析出11◎2mLH2（标准状况）
D◎阳极和阴极质量都无变化
解析：
用惰性电极电解CuSO4溶液时，电极反应为，阴极：
2Cu2＋＋4e－===2Cu，阳极：
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。
当有1×10－3mol的OH－放电时，生成标准状况下的O2为5◎6mL，此时转移电子为1×10－3mol，则在阴极上析出Cu32×10－3g。
答案：
B
14◎[双选题]用石墨作电极电解AlCl3溶液时，如图所示电解质溶液变化的曲线合理的是（不考虑Cl2溶解）（ ）
解析：
阳极放电顺序：
Cl－>OH－；阴极放电顺序：
H＋>Al3＋，因此电解AlCl3溶液实质是电解溶质和溶剂，电解方程式为：
2AlCl3＋6H2O
2Al（OH）3↓＋3Cl2↑＋3H2↑。
电解前，由于Al3＋水解，溶液呈酸性，pH<7；随着电解的进行，c（H＋）减小，pH升高，但生成的Al（OH）3是难溶性物质，故溶液pH不可能大于7。
电解过程中，Al（OH）3沉淀量逐渐增加，AlCl3完全电解后，沉淀的量保持不变。
答案：
AD
15◎（·广东高考）某小组为研究电化学原理，设计如图装置。
下列叙述不正确的是（ ）
A◎a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B◎a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：
Cu2＋＋2e－===Cu
C◎无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D◎a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
解析：
本题考查电化学，意在考查考生对原电池、电解池的电极反应、现象和电极反应式的书写等的掌握情况。
a、b不连接，未形成原电池，Cu2＋与Fe在接触面上直接反应，A项正确；a、b用导线连接，铜片作正极，Cu2＋在该电极上得电子，B项正确；a、b连接与否，溶液中的Cu2＋均得电子发生还原反应生成Cu，Fe均失电子发生氧化反应生成Fe2＋，故溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色，C项正确；a与电源正极相连时，Cu片作阳极，Cu2＋向Fe电极移动，D项错误。
答案：
D
16◎金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，用电解法制备高纯度的镍，（已知：
氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）。
下列叙述中正确的是（ ）
A◎阳极发生还原反应，其电极反应式：
Ni2＋＋2e－===Ni
B◎电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
C◎电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋
D◎电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
解析：
本题为课本中“电解精炼铜”的迁移应用。
A项，阳极应发生氧化反应。
C项，溶液中的阳离子主要为Ni2＋，根据金属原子的还原性和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，Ni－2e－===Ni2＋，Cu、Pt在该条件下不失电子，阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，Fe2＋、Zn2＋在该条件下不得电子。
比较两电极反应，因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等，当两极通过相同的电量时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。
答案：
D
二、非选择题（本题包括6小题，共52分）
17◎（8分）镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。
（1）镁与稀硫酸反应的离子方程式为__________________________________________。
（2）铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为___________________________________
________________________________________________________________________。
（3）在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。
其中正极的电极反应式为______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）在海洋工程上，通常用铝合金（AlZnCd）保护海底钢铁设施，其原理如图所示：
其中负极发生的电极反应为：
____________
________________________________________________________________________；
解析：
（3）属于钢铁的吸氧腐蚀；
（4）属于牺牲阳极的阴极保护法。
答案：
（1）Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
（2）2Al＋Fe2O3
Al2O3＋2Fe
（3）2H2O＋O2＋4e－===4OH－
（4）Al－3e－===Al3＋
18◎（8分）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）这种电池放电时发生的化学方程式是________________________________________
________________________________________________________________________。
（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H＋向________极移动；向外电路释放电子的电极是________。
解析：
甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能。
CH3OH作负极，发生氧化反应，电极反应为2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋；氧气在正极反应：
3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，两反应相加得总反应式。
在电池中，负极释放电子传到正极上，故H＋向正极移动。
甲醇反应产物为CO2和H2O，对环境无污染。
答案：
（1）2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
（2）3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋
（3）正 负极
19◎（10分）右图中是电解氯化钠溶液（含酚酞）的装置。
有毒气体收集的装置省略没有画出，两电极均是惰性电极。
（1）a电极的名称___________________________________________。
（2）电解过程中观察到的现象_________________________________。
（3）确定N出口的气体最简单的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）电解的总反应离子方程式为_______________________________________________。
（5）若将b电极换成铁作电极，写出在电解过程中U形管底部出现的现象________________________________________________________________________。
解析：
根据电子的流向，可以判断a极的名称，a极连接的是直流电源电子流出的一极，为负极，因此，a极是电解池的阴极；那么b极为阳极，产物为Cl2，检验Cl2的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸；当将b极改为铁电极时，铁失去电子变成阳离子进入溶液，与阴极产生的OH－结合生成Fe（OH）2沉淀，然后沉淀转化为Fe（OH）3。
答案：
（1）阴极
（2）两极均有气泡产生；a极区溶液变成红色；b极液面上气体变为黄绿色；b极区溶液变为浅黄绿色
（3）用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，若变蓝，则是Cl2
（4）2Cl－＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋2OH－
（5）底部有白色沉淀产生，很快变为灰绿色，最终变为红褐色
20◎（6分）某课外活动小组准备用如图所示的装置进行实验。
现有甲、乙两位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液：
A电极
B电极
X溶液
甲
Cu
Zn
H2SO4
乙
Pt
Pt
CuCl2
（1）甲同学在实验中将电键K5闭合，Zn电极上的电极反应式为_____________________。
（2）乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验，则电解时的总反应方程式为________________________________________________________________________；
实验时应闭合的电键组合是________。
（从下列五项中选择所有可能组合）
A◎K1和K2B◎K1和K3
C◎K1和K4D◎K2和K3
E◎K2和K4
解析：
（1）甲同学在实验中将电键K5闭合，装置为原电池，较活泼的Zn为原电池负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。
（2）乙同学用惰性电极电解CuCl2溶液，电解时的总反应方程式为：
CuCl2
Cu＋Cl2↑，实验时应闭合K1和K4或K2和K3。
答案：
（1）Zn－2e－===Zn2＋
（2）CuCl2
Cu＋Cl2↑ C、D
21◎（10分）某学生利用右面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理（Cu元素的相对原子质量为64）。
按照实验步骤依次回答下列问题：
（1）导线中电子流向为__________________（用a、b表示）。
（2）写出装置中锌电极上的电极反应式：
________________________________________；
（3）若装置中铜电极的质量增加0◎64g，则导线中转移的电子数目为________；（不许用“NA”表示）
（4）装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K＋、Cl－的移动方向的表述正确的是________。
A◎盐桥中的K＋向左侧烧杯移动、Cl－向右侧烧杯移动
B◎盐桥中的K＋向右侧烧杯移动、Cl－向左侧烧杯移动
C◎盐桥中的K＋、Cl－都向左侧烧杯移动
D◎盐桥中的K＋、Cl－几乎都不移动
解析：
在该原电池中负极为Zn，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极为铜，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，当铜电极增加0◎64g时，转移电子（电a到b）为
×6◎02×1023mol－1×2＝1◎204×1022。
盐桥中K＋向正极区（右侧烧杯）移动，Cl－向负区（左侧烧杯）移动。
答案：
（1）由a到b（或a→b）
（2）Zn－2e－===Zn2＋
（3）1◎204×1022
（4）B
22◎（10分）图中的A为直流电源，B为渗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中a点为________极。
（2）滤纸B上发生的总反应方程式为___________________________________________。
（3）欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，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________（只要求填两种电解质溶液）。
解析：
（1）根据c点酚酞试液变红，则该极的反应为2H＋＋2e－===H2↑，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a点是正极。
（2）滤纸B上发生的总反应方程式为：
2NaCl＋2H2O
H2↑＋Cl2↑＋2NaOH。
（3）c、d点短路后，e为阳极，反应为Zn－2e－===Zn2＋，阴极上镀锌，则阴极反应为Zn2＋＋2e－===Zn，电解液应为含镀层离子的电解质溶液，所以可用ZnSO4溶液或ZnCl2溶液等。
答案：
（1）正
（2）2NaCl＋2H2O
H2↑＋Cl2↑＋2NaOH
（3）Zn－2e－===Zn2＋
Zn2＋＋2e－===Zn
ZnSO4溶液 ZnCl2溶液
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