人教版高中化学选修4课时练习第四章电化学基础.docx
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人教版高中化学选修4课时练习第四章电化学基础
第四章 单元评估卷
第Ⅰ卷（选择题，共54分）
一、选择题（包括18个小题，每小题3分，共54分，每小题有1个正确选项）
1．下列叙述正确的是（ C ）
A．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应
B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2
C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1molNaOH
D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
解析：
原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应，A项错误；电解Na2SO4溶液的实质是电解水，在阴、阳两极分别产生H2和O2，两者的物质的量之比为2∶1，B项错误；根据电解饱和NaCl溶液的化学方程式：
2NaCl＋2H2O
2NaOH＋Cl2↑＋H2↑可知，若有1mol电子转移，则生成1molNaOH，C项正确；镀层破损后，镀锌铁板中，锌比铁活泼，锌作原电池的负极，铁作正极被保护，而镀锡铁板中，铁比锡活泼，铁作原电池的负极，更易被腐蚀，D项错误。
2.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。
下列叙述错误的是（ D ）
A．a和b不连接时，铁片质量会增加
B．a和b用导线连接时，正极发生的电极反应为：
Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均被腐蚀
D．a和b分别连接电源正、负极时，Fe电极发生的电极反应为：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
解析：
a和b不连接时，铁与硫酸铜发生置换反应生成铜与硫酸亚铁，生成的铜附着在铁片上，铁片质量增加，A项正确；a和b用导线连接时，组成原电池，Cu为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，B项正确；无论a和b是否连接，均发生氧化还原反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，铁片均被腐蚀，C项错误；a和b分别连接电源正、负极时，Fe电极为阳极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。
3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置
部分实验现象
a极质量减小；b极质量增加
b极有气体产生；c极无变化
d极溶解；c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是（ C ）
A．a>b>c>dB．b>c>d>a
C．d>a>b>cD．a>b>d>c
解析：
由第一个装置可知a极溶解，故a极是负极，可知金属活动性a>b，第二个装置依据氧化性、还原性的规律可知金属活动性b>c，故第三个装置的金属活动性d>c，由第四个装置电流从a→d，故电子从d→a，故金属活动性d>a。
4．下列事实解释准确的是（ C ）
A．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。
脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．用石墨电极电解CuCl2溶液，阳极上发生的反应：
2Cl－－2e－===Cl2↑
D．铅蓄电池的正极反应为PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O
解析：
A项，脱氧过程中碳作原电池正极，A项错误；B项，酸性氢氧燃料电池的正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B项错误；C项，用石墨电极电解CuCl2溶液，阳极上Cl－放电，2Cl－－2e－===Cl2↑，C项正确；D项，铅蓄电池的正极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO
===PbSO4↓＋2H2O，D项错误。
5．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（ C ）
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
解析：
2NaCl＋2H2O
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溶液也不能复原。
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。
6．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，测得甲池电极质量增加2.16g。
乙池电极上析出0.64g金属，则乙池中的溶质可能是（ A ）
A．CuSO4B．MgSO4
C．Al（NO3）3D．Na2SO4
解析：
甲池电解AgNO3，阴极质量增加的原因为Ag＋＋e－===Ag，则得到的电子的物质的量为
×1＝0.02mol，串联电路中通过的电子的物质的量相等，则乙池中析出物质的摩尔质量为
＝64g/mol或者
＝32g/mol，或
＝96g/mol，由此可知析出物质只能为铜。
7．原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。
下列有关判断中错误的是（ C ）
A．装置①研究的是电解CuCl2溶液，b电极上有红色固体析出
B．装置②研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe上的反应为Fe－2e－===Fe2＋
C．装置③研究的是电解饱和食盐水，B电极发生的反应：
2Cl－－2e－===Cl2↑
D．三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应
解析：
装置①研究的是电解CuCl2溶液，b电极为阴极，阴极发生还原反应：
Cu2＋＋2e－===Cu，故b电极上有红色固体析出，A项正确；装置②研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe为负极，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，B项正确；装置③研究的是电解饱和食盐水，B电极为阴极，阳离子在阴极放电，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C项错误；无论是原电池反应还是电解池反应都属于氧化还原反应，D项正确。
8．用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56L气体，阴极得到1.12L气体（两种气体在相同条件下测定）。
由此可知溶液可能是（ D ）
A．稀盐酸B．KNO3溶液
C．CuSO4溶液D．稀硫酸
9．将Fe片和Zn片放入盛有NaCl溶液（其中滴有酚酞）的表面皿中，如图所示。
最先观察到变为红色的区域为（ B ）
A．Ⅰ和ⅢB．Ⅰ和Ⅳ
C．Ⅱ和ⅢD．Ⅱ和Ⅳ
解析：
甲图是原电池，负极（Zn）：
Zn－2e－===Zn2＋；正极（Fe）：
2H＋＋2e－===H2↑，在Ⅰ区域H2O电离出的OH－浓度较高，能使无色酚酞溶液变成红色。
乙图是电解池，阳极（Fe）：
Fe－2e－===Fe2＋；阴极（Zn）：
2H＋＋2e－===H2↑，在Ⅳ区域H2O电离出的OH－浓度相对较高，能使无色酚酞溶液变红色，综上所述B项正确。
10．如图所示，a、b是多孔石墨电极，某同学按图示装置进行如下实验：
断开K2，闭合K1一段时间，观察到两支玻璃管内都有气泡将电极包围，此时断开K1，闭合K2，观察到电流计A的指针有偏转。
下列说法不正确的是（ B ）
A．断开K2，闭合K1一段时间，溶液的pH变大
B．断开K1，闭合K2时，b极上的电极反应式为：
2H＋＋2e－===H2↑
C．断开K2，闭合K1时，a极上的电极反应式为：
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
D．断开K1，闭合K2时，OH－向b极移动
解析：
该试题为原电池及电解池的综合考题。
当断开K2，闭合K1时为电解池，此时根据电源判断a极为阳极，b极为阴极，相当于电解了水，故A项正确；a极的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，故C项正确；当断开K1，闭合K2时，该装置为原电池，a极为正极，电极反应式为：
O2＋4e－＋2H2O===4OH－，b极为负极，电极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O，故D项正确；B项错误。
11．镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。
NiMH中的M表示储氢金属或合金。
该电池在充电过程中的总反应方程式是：
Ni（OH）2＋M===NiOOH＋MH。
已知：
6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni（OH）2＋NO
。
下列说法正确的是（ A ）
A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：
NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－
B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移
C．充电过程中阴极的电极反应式：
H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M还原
D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
解析：
A项，从所给方程式知：
电池的正极是NiOOH，负极是MH，对。
B项，OH－是阴离子，向阳极移动，错。
C项，H2O中的H＋被阴极提供的电子还原，不是被M还原，错。
D项，从信息知：
NiOOH与NH3能发生氧化还原反应，所以不能用氨水作电解质，错。
12.如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，电极b附近溶液呈红色。
下列说法正确的是（ C ）
A．X是负极、Y是正极
B．Pt是阴极、Cu是阳极
C．CuSO4溶液的pH逐渐减小
D．CuSO4溶液的pH不变
解析：
b电极附近溶液呈现红色，说明b电极处生成了OH－。
电解饱和食盐水阳极产生Cl2，阴极产生H2，因此b电极与电源负极相连，则Y为负极，X为正极，则Pt为阳极，铜为阴极，A、B两项错误；CuSO4在电解时，OH－放电，阴极发生还原反应，铜离子放电，这样溶液中c（H＋）>c（OH－），显酸性，pH变小，D项错误。
13．用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水（含Cl－、Br－、Na＋、Mg2＋）的装置如图所示（a、b为石墨电极）。
下列说法中正确的是（ D ）
A．电池工作时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．电解时，a电极周围首先放电的是Cl－，而不是Br－
C．电解时，电子流动路径是：
负极―→外电路―→阴极―→溶液―→阳极―→正极
D．忽略能量损耗，当电池中消耗0.02gH2时，b极周围会产生0.02gH2
解析：
酸性电解液不可能有OH－生成；电子流动路径是：
负极―→外电路―→阴极，阳极―→正极，在溶液中靠阴、阳离子定向移动形成闭合回路。
a电极首先放电的是Br－，而不是Cl－。
14．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则（ A ）
A．电流方向：
电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ
B．电极Ⅰ发生还原反应
C．电极Ⅱ逐渐溶解
D．电极Ⅲ的电极反应：
Cu2＋＋2e－===Cu
解析：
Al的活泼性强于Cu，故电极Ⅰ为原电池的负极，电极Ⅱ为原电池的正极，电极Ⅲ与原电池的正极相连，为电解池的阳极，电极Ⅳ为电解池的阴极。
电流方向：
电源正极（Ⅱ）→电解池的阳极（Ⅲ），电解池的阴极（Ⅳ）→原电池的负极（Ⅰ），A项正确；B项，电极Ⅰ为原电池的负极，发生氧化反应，B项错误；C项，电极Ⅱ为原电池的正极，正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，C项错误；D项，电极Ⅲ为阳极，其电极材料是Cu，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D项错误。
15．可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。
下列说法正确的是（ A ）
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al（OH）3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
解析：
电池工作时，正极上O2得到电子被还原，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A项正确；电解液为NaOH溶液时，在负极上产生的是NaAlO2而不是Al（OH）3，B项错误；电池的总反应为4Al＋3O2＋4NaOH===4NaAlO2＋2H2O，消耗NaOH，pH减小，C项错误；电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极，D项错误。
16．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（ D ）
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，消耗1.12L的H2
D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
解析：
该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极（a极）发生反应：
H2－2e－===2H＋，H＋由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极（b极）发生反应：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O，则电子从a极流向b极，A、B项错误；C项因未指明气体所处的温度和压强，错误。
17．甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的手机电池中的反应为2CH3OH＋3O2＋4OH－
2CO
＋6H2O，有关说法正确的是（ B ）
A．放电时，CH3OH参与反应的电极为正极
B．放电时，负极电极反应：
CH3OH＋8OH－－6e－===CO
＋6H2O
C．标准状况下，通入11.2LO2完全反应有1mol电子转移
D．充电时电解质溶液的pH逐渐减小
解析：
放电时为原电池，CH3OH被氧化，故CH3OH参与反应的电极为负极，电极反应为CH3OH＋8OH－－6e－===CO
＋6H2O，A项错误，B项正确；n（e－）＝4n（O2）＝4×
＝2mol，C项错误；根据充电时的反应方程式可知，充电时电解质溶液中有OH－生成，溶液的pH增大，D项错误。
18．如图所示，电解一段时间后，银阴极的质量增加了0.648g，金属X阴极的质量增加了0.195g，则X的摩尔质量为（ A ）
A．65g/molB．32.5g/mol
C．28g/molD．56g/mol
解析：
左边X为阴极，该电极上有X单质生成，右边X为阳极，逐渐溶解；左边Ag为阴极，该电极上有Ag单质生成，右边Ag为阳极，逐渐溶解；生成0.648gAg单质转移电子0.006mol,1molX2＋生成1molX转移2mol电子，因此转移电子0.006mol有0.003molX生成，质量为0.195g，则X的摩尔质量为65g/mol。
第Ⅱ卷（非选择题，共46分）
二、非选择题（包括5个小题，共46分）
19．（13分）今有Cu2＋、Cl－、Na＋、SO
、Zn2＋五种离子两两组合分别组成的电解质溶液若干种，可选用铜电极、铂电极、锌电极进行电解。
（1）以Pt作阳极，电解NaCl溶液时，溶液的pH有明显升高，且溶液保持澄清。
（2）以Pt作阳极，电解CuSO4溶液时，溶液的pH有明显下降。
（3）要使电解过程中溶液的浓度保持不变，应以铜为阳极，电解CuSO4溶液，或以Zn为阳极，电解ZnSO4溶液。
（4）以铜为阳极，电解NaCl或Na2SO4溶液，均可得到氢氧化物沉淀。
（5）要使电解过程中溶质的组成和质量不变，而溶液浓度增大，又无浑浊，应以Pt为阳极，电解Na2SO4溶液，化学方程式为2H2O
2H2↑＋O2↑。
（6）要使电解过程中溶液浓度改变，而溶剂质量不变，应以铂电极为阳极，电解CuCl2溶液。
解析：
首先把五种离子组成电解质为CuCl2、NaCl、ZnCl2、CuSO4、Na2SO4、ZnSO4，要想使电解质pH升高，则需使H2O中的H＋放电，要想使电解质pH下降，则需使水中的OH－放电。
20．（8分）
（1）某铅蓄电池的正、负极标记被磨损，试用如图装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正负极。
①若A接E，B接F，而B电极出现黄绿色气体，反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，则说明F为正极。
②铅蓄电池工作时（放电），其E所在电极的电极反应式为：
Pb＋SO
－2e－===PbSO4，充电时该极与外加电源的负极相连。
③若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO2的物质的量是0.1_mol。
（2）利用甲醇（CH3OH）、氧气组成燃料电池，电解质溶液为碱性，电池工作时，其负极方程式为CH3OH＋8OH－－6e－===CO
＋6H2O（写离子方程式）。
（3）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，正极的反应式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O；电池反应的总方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O。
解析：
（1）①与原电池正极相连的电极为电解池的阳极，所以B为阳极，Cl－在阳极失电子，生成氯气，即在B电极出现黄绿色气体，其电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。
②铅蓄电池工作时，Pb为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Pb＋SO
－2e－===PbSO4；充电时蓄电池的负极与外接电源的负极相连。
③正极上PbO2→PbSO4，Pb元素的化合价从＋4降低到＋2，所以若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO2的物质的量是0.1mol。
（2）碱性条件下，负极上甲醇失电子生成碳酸根离子，其电极反应为CH3OH＋8OH－－6e－===CO
＋6H2O。
（3）酸性燃料电池中氧气在正极得电子生成水，其电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，正极的电极反应式和负极的电极反应式相加即是总反应，所以电池反应的总方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O。
21．（8分）认真观察下列装置，回答下列问题：
（1）装置B中PbO2上发生的电极反应为PbO2＋4H＋＋SO
＋2e－===PbSO4＋2H2O。
连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的饱和KCl溶液，其作用是使装置B、C中的溶液连成通路。
（2）装置A中总反应的离子方程式为Cu＋2H＋
Cu2＋＋H2↑。
（3）若装置E的目的是在铜上镀银，则X为AgNO3，极板N的材料为Ag。
若装置E的目的是验证金属的电化学腐蚀，则极板N的材料为惰性电极（或石墨等不溶性惰性材料）。
（4）当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，装置D中产生的气体体积为3.92L（标准状况）。
解析：
本题的关键是判断哪些装置为原电池，由盐桥可知装置B、C构成原电池。
Pb作负极：
Pb－2e－＋SO
===PbSO4。
PbO2作正极：
PbO2＋4H＋＋SO
＋2e－===PbSO4＋2H2O。
装置A中与PbO2相连的Cu电极为电解池的阳极：
Cu－2e－===Cu2＋，Pt电极为阴极：
2H＋＋2e－===H2↑，总反应为Cu＋2H＋
Cu2＋＋H2↑。
装置E若为电镀装置，镀层金属作阳极，镀件作阴极，极板M为阴极，应为铜，极板N为阳极，应为银，溶液为AgNO3溶液。
22．（9分）下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。
（指示剂的pH变色范围：
6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色）
回答下列问题：
（1）下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是①④（填编号）：
①A管溶液由红变黄；②B管溶液由红变黄；③A管溶液不变色；④B管溶液不变色；
（2）写出A管中发生反应的反应式：
2H＋＋2e－===H2↑（写2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑同样给分），Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓；
（3）写出B管中发生反应的反应式：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑（写2H2O－4e－===4H＋＋O2↑同样给分）；
（4）检验a管中气体的方法是用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰；
（5）检验b管中气体的方法是用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃；
（6）电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是溶液呈红色，白色沉淀溶解（或大部分溶解）。
23．（8分）下图是一个化学过程的示意图。
已知甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。
（1）请完成图中甲、乙两池的名称。
甲池是原电池（化学能转变为电能）装置，乙池是电解池（电能转变为化学能）装置。
（2）请完成下列电极的名称：
通入CH3OH的电极名称是负极，B（石墨）电极的名称是阳极。
（3）写出下列电极反应式：
通入O2的电极的电极反应式是2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
A（Fe）电极的电极反应式为4Ag＋＋4e－===4Ag。
（4）乙池中反应的化学方程式为4AgNO3＋2H2O
4HNO3＋O2↑＋4Ag。
（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2280mL（标准状况下）。
解析：
（1）左边装置为一燃料电池，将化学能转变为电能；右边装置为电解硝酸银的电解池，电能转变为化学能。
（2）通入CH3OH的电极是燃料电池的负极，B（石墨）电极由于与原电池的正极相接，是电解池的阳极。
（3）通入O2的电极的电极反应式是2H2O＋O2＋4e－===4OH－，A（Fe）电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag。
（4）乙池中反应的化学方程式为4AgNO3＋2H2O
4HNO3＋O2↑＋4Ag。
（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，电路中转移电子0.05mol，甲池中理论上消耗O2：
＝0.0125mol，换算成标准状况下其体积为280mL。
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