讲与练版高中化学第四章电化学基础章末测试新人教版选修4.docx
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讲与练版高中化学第四章电化学基础章末测试新人教版选修4
第四章章末测试
时间：
90分钟 满分：
100分
第Ⅰ卷（选择题 共54分）
一、选择题（每小题3分，共54分）
1．下列关于原电池和电解池的叙述正确的是（ ）
A．原电池中失去电子的电极为正极
B．原电池的负极、电解池的阳极都发生氧化反应
C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成的
D．电解时电解池的阳极一定是阴离子放电
1．解析：
原电池中失去电子的一极作负极，A错误；原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应，B正确；原电池的电极可以是金属，也可以是非金属（如石墨等），C错误；电解池的阳极可以是电极本身放电，D错误。
答案：
B
2．下列关于下图所示装置的叙述正确的是（ ）
A．铜作正极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．铜离子在铜片表面被还原
2．解析：
该电池是由盐桥连接的锌铜原电池，锌作负极，铜作正极，溶液中的铜离子在铜片上获得电子生成单质铜，质量增加，电流由正极（铜）流向负极（锌），综上，D正确。
答案：
D
3．下列变化中属于原电池反应的是（ ）
A．白铁（镀锌铁）表面有划损时，也能阻止铁被氧化
B．在空气中，金属铝表面迅速被氧化，形成一层保护膜
C．红热的铁丝与水接触，表面形成蓝色保护层
D．铁与稀硫酸反应时，加入几滴CuSO4溶液，可加快H2的产生，但不会影响产生气体的总量
3．解析：
A项构成原电池，铁作正极被保护，正确；铝在空气中表面被氧化是化学腐蚀，不构成原电池，B项错误；红热的铁丝与水、氧气反应形成蓝色保护层属于直接反应形成的氧化膜，C项错误；锌与CuSO4反应生成的铜附着在锌的表面，与稀硫酸共同构成原电池，能加快锌与酸的反应，但会使产生的氢气量减少，D项错误。
答案：
A
4．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：
2Cl－－2e－===Cl2↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：
Cu－2e－===Cu2＋
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：
Fe－2e－===Fe2＋
4．解析：
氢氧燃料电池的正极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－；粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜；钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：
Fe－2e－===Fe2＋。
答案：
A
5．最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。
电池总反应为：
Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。
下列说法不正确的是（ ）
A．该电池Zn为负极，MnO2为正极
B．该电池的正极反应为：
MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－
C．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn
D．电流工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片
5．解析：
原电池反应中Zn失电子、MnO2得电子，因此该电池负极为Zn，正极为MnO2。
由电池总反应式减去负极反应式Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O即是正极反应式MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。
电子只能由Zn经外电路流向MnO2，而不能通过内电路。
答案：
C
6．关于各图的说法（其中①③④中均为惰性电极）正确的是（ ）
A．①装置中阴极产生的气体能够使湿润淀粉KI试纸变蓝
B．②装置中待镀铁制品应与电源正极相连
C．③装置中电子由b极流向a极
D．④装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与NaOH溶液反应
6．解析：
装置①用惰性电极电解CuCl2溶液，阴极析出铜，阳极产生氯气，A错；装置②为电镀铜装置，阳极电极反应式为：
Cu－2e－===Cu2＋，阴极电极反应式为：
Cu2＋＋2e－===Cu，因此待镀铁制品应与电源负极相连，B错；装置③为氢氧燃料电池，b极通入O2，发生还原反应，作电池的正极，是电子流入的一极，C错。
答案：
D
7．甲、乙、丙三个电解槽如图所示（其中电极的大小、形状、间距均相同）。
乙、丙中AgNO3溶液浓度和体积均相同，当通电一段时间后，若甲中铜电极的质量增加0.128g，则乙中电极上银的质量增加（ ）
A．0.054g B．0.108g
C．0.216gD．0.432g
7．解析：
甲中铜电极增重0.128g，说明析出铜为0.002mol。
由图示可知，乙、丙并联后与甲串联，又因乙、丙两槽中的电极反应相同，故乙、丙中的电子转移分别是甲中的一半。
甲中转移电子为0.004mol，故乙中析出的银为0.002mol，质量为0.002mol×108g·mol－1＝0.216g。
答案：
C
8．如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移动），下列叙述正确的是（ ）
A．a中铁钉附近呈现红色
B．b中铁钉上发生还原反应
C．a中铜丝上发生氧化反应
D．b中铝条附近有气泡产生
8．解析：
a装置由铁钉、铜丝、NaCl溶液构成原电池，铁钉作负极发生氧化反应：
Fe－2e－===Fe2＋，铁钉附近不会出现红色，A错误。
铜丝上发生还原反应：
O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C错误。
b装置由铁钉、铝条、NaCl溶液构成原电池，铝条作负极，发生氧化反应：
Al－3e－===Al3＋，不会有气泡生成，D错误。
铁钉作正极发生还原反应：
O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B正确。
答案：
B
9．某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为31。
用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。
下列叙述不正确的是（ ）
A．阴极自始至终只逸出H2
B．阳极先逸出Cl2，后逸出O2
C．电解最后阶段为电解水
D．溶液pH不断增大，最后为7
9．解析：
由题意知，n（H＋）n（Cl－）＝23，在阴极放电的是H＋，在阳极放电的是Cl－、OH－，Cl－先放电OH－后放电。
因此反应开始在两极放电的是H＋、Cl－，相当于电解盐酸。
由H2SO4电离出的H＋放完电后，在两极放电的是由水电离出的H＋和剩余的Cl－，相当于电解NaCl溶液。
Cl－放完电后，在两极放电的是由水电离出的H＋和OH－，相当于电解水。
故A、B、C均正确。
溶液pH的变化是不断增大，但最后溶质是NaOH和Na2SO4，pH不会为7。
答案：
D
10.
将KCl和CuSO4两种溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中两电极反应2Cl－－2e－===Cl2↑、2H＋＋2e－===H2↑不可能同时发生
B．电解至C点时，往电解质溶液中加入适量CuCl2固体，即可使电解质溶液恢复至原来的浓度
C．AB段表示电解过程中H＋被还原，pH增大
D．原混合溶液中KCl和CuSO4浓度之比恰好为21
10．解析：
图象分为三段，因此整个电解过程也有三个过程。
第一个过程相当于电解CuCl2溶液，CuCl2水解呈酸性，随着电解的进行，浓度减小，酸性减弱，pH增大，C项错误；若原混合溶液中KCl和CuSO4浓度之比恰好为21，则达B点时CuCl2消耗完，接着只电解水，则与图象不符，D项错误；根据B→C，溶液的pH明显下降，说明B点时Cl－已耗完，而Cu2＋过量，继续电解，水量减少，由此可判断B项错误；综上分析可知A项正确。
答案：
A
11.
如图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。
下列判断正确的是（ ）
A．滤纸上c点附近会变红色
B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大
C．Z中溶液的pH先减小，后增大
D．Z溶液中的SO
向Cu电极移动
11．解析：
由题中紫红色斑即MnO
向d端扩散，阴离子向阳极移动，说明d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极。
NaCl溶液中H＋放电，生成OH－，c点附近会变红色。
Z为电解硫酸铜溶液，Pt为阳极，溶液中的OH－放电，2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，Cu为阴极，溶液中的Cu2＋得电子生成铜，总反应为2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4，阳极区生成H＋，则SO
向Pt极移动，B、D项错误；随着电解的进行，Z溶液变为硫酸溶液，再电解则变为电解水，硫酸浓度增大，C项错误。
答案：
A
12．如图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为200mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1mol·L－1，工作一段时间后，测得两端导线中均通过0.02mol电子，若不考虑盐的水解和溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是（ ）
A．产生气体的体积：
①>②
B．电极上析出物质的质量：
①>②
C．溶液的pH变化：
①增大，②减小
D．电极反应式①中阳极：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；②中阳极：
2H＋＋2e－===H2↑
12．答案：
B
13．用惰性电极电解100mL饱和食盐水，一段时间后在阴极得到112mLH2（标准状况），此时电解液（体积变化忽略不计）的pH为（ ）
A．13B．12
C．8D．1
13．解析：
依解题思路“已知量—消耗量—积累量”模式，有如下关系式：
H2 ～ 2H＋ ～ 2OH－
12
n（OH－）
得n（OH－）＝0.01mol，
c（OH－）＝
＝0.1mol·L－1
n（H＋）＝
＝1.0×10－13mol·L－1
pH＝13。
答案：
A
14．500mLKNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（NO
）＝6.0mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（ ）
A．原混合溶液中c（K＋）为2mol·L－1
B．上述电解过程中共转移2mol电子
C．电解得到铜的物质的量为0.5mol
D．电解后溶液中c（H＋）为2mol·L－1
14．解析：
电解KNO3和Cu（NO3）2的混合溶液，阳极：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，得O222.4L（标准状况），则转移电子数为4mol，阴极：
先发生：
Cu2＋＋2e－===Cu，后发生：
2H＋＋2e－===H2↑，得H21mol，则后式转移电子数为2mol，前式转移电子数为（4－2）mol＝2mol，故n（Cu2＋）＝1mol，n[Cu（NO3）2]＝1mol。
总共n（NO
）＝0.5L×6mol·L－1＝3mol，故n（KNO3）＝3mol－n（Cu2＋）×2＝1mol。
A项：
c（K＋）＝
＝2mol·L－1；B项转移电子数为4mol；C项n（Cu）＝1mol；D项水溶液中n（H＋）＝n（OH－）＝4mol，有2molH＋电解放电，则剩余c（H＋）＝
＝4mol·L－1。
答案：
A
15．下列叙述正确的是（ ）
A．电镀时，通常把待镀的金属制品作阳极
B．氯碱工业中电解的是熔融NaCl
C．氢氧燃料电池（酸性电解质）中O2通入正极，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．右图中电子由Zn极移向Cu极，盐桥中的Cl－移向CuSO4溶液
15．解析：
电镀时镀件作阴极，A项错误；氯碱工业中电解的是NaCl饱和溶液，B项错误；盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，D项错误。
答案：
C
16．某原电池装置如下图所示，盐桥中装有用氯化钾饱和溶液浸泡过的琼脂。
下列叙述正确的是（ ）
A．原电池工作一段时间后，FeCl2溶液中c（Cl－）增大
B．此电池工作原理与硅太阳能电池工作原理相同
C．Fe为正极，石墨上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．该装置中的盐桥完全可用金属导线代替
16．解析：
原电池中离子的移动方向由静电作用决定，铁失去电子形成Fe2＋进入FeCl2溶液中，使其带正电，吸引盐桥中的Cl－，故c（Cl－）增大，A项正确；太阳能电池是将太阳能转化为电能，原电池是将化学能转化为电能，B项错误；铁作负极，石墨作正极；C项错误；金属导线不能传递离子，故盐桥不能用金属导线代替，D项错误。
答案：
A
17．下图是化学能与电能相互转换的两套装置。
下列对此两套装置进行的实验分析正确的是（ ）
A．乙装置将化学能转化为电能
B．两装置中石墨电极上产生的气体都是H2
C．甲装置中的铁电极发生氧化反应
D．两装置的原理都可以在现实生活中用来防止铁被腐蚀
17．解析：
乙装置是电解池，将电能转化为化学能，A项错误；甲装置中的石墨作正极，生成的是H2，乙装置中的石墨作阳极，生成的是O2，B项错误；甲装置中的铁作负极，发生氧化反应，被腐蚀，C项正确，D项错误。
答案：
C
18．用电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池电解Na2CO3饱和溶液一段时间，假设电解时温度不变且用惰性电极，下列说法正确的是（ ）
A．当电池负极消耗mg气体时，电解池阳极同时有mg气体生成
B．电池的负极反应为H2－2e－===2H＋
C．电解后c（Na2CO3）不变，且溶液中有晶体析出
D．电池中c（KOH）不变，电解池中溶液的pH变大
18．解析：
原电池与电解池各电极上通过的电子数目相等，原电池负极消耗氢气，电解池阳极产生氧气，两种气体质量不可能相等，A错误。
原电池为碱性溶液，负极不生成H＋而生成水，B错误。
电解池中实际为电解水，而原电解质溶液为饱和溶液，且温度不变，故溶液浓度不变，但有晶体析出，C正确。
电池反应生成水，KOH溶液浓度变小，D错误。
答案：
C
第Ⅱ卷（非选择题 共46分）
二、非选择题（共46分）
19．（12分）钢铁工业是一个国家工业的基础，而且钢铁制品在人们的生产生活中有着广泛的用途。
（1）钢材加工前需要对其表面的氧化物（如铁锈）进行处理。
常用的方法之一是用硫酸处理。
下列能加快除去钢铁表面氧化物速率的是________（填字母）。
A．用中等浓度的硫酸 B．用98.3%的浓硫酸
C．加热D．加少许铜粉
（2）实际生产中也可以用适量的稀盐酸来处理钢铁表面的铁锈。
某同学在实验室中，将一块表面生锈的铁片置于稀盐酸中。
写出铁锈完全消失后溶液中发生化合反应的离子方程式：
________________。
（3）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。
A．铜B．钠
C．锌D．石墨
（4）下图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
（5）防止钢铁腐蚀可以延长钢铁制品的使用寿命。
在钢铁制品表面镀铜可以有效地防止其腐蚀，电镀的装置如图所示：
①上面的电镀装置图的“直流电源”中，________（选填“a”或“b”）是正极。
②接通电源前，装置图中的铜、铁两个电极质量相等，电镀完成后，将两个电极取出，用蒸馏水小心冲洗干净、烘干，然后称量，二者质量差为5.12g，由此计算电镀过程中电路中通过的电子的物质的量为________。
③上述铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀。
请简要说明镀铜铁镀件破损后，铁更容易被腐蚀的原因：
________________________，由此可推知铁镀________（填镀层金属名称）。
19．解析：
（1）稀硫酸可以与铁反应，而浓硫酸则可以使铁钝化；加热可以使铁与浓硫酸反应；铜可以与Fe3＋反应，从而降低溶液中Fe3＋的浓度，有利于硫酸与铁锈的反应。
（2）铁锈溶解于酸，生成Fe3＋，Fe3＋能与单质铁发生化合反应。
（3）铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如Zn，就可由Zn失去电子，Zn被溶解，而Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，不能用Na，因为Na与水可直接反应。
（4）乙属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。
（5）电镀时正极连接的电极为阳极，故a为正极；阳极溶解的铜等于阴极上析出的铜，故阳极溶解的铜为2.56g，即0.04mol，故电镀过程中电路中通过的电子的物质的量为0.08mol；镀件破损时，镀层金属与镀件金属在周围环境中形成原电池，活泼性强的金属更容易被腐蚀。
答案：
（1）BD
（2）2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ （3）C （4）负 （5）①a ②0.08mol ③铁比铜活泼，铁与铜构成原电池的两个电极，铁作负极，更易被腐蚀 锌
20．（12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移动方向和电压表的读数如下表所示。
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
根据表中实验记录，回答下列问题：
（1）构成两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数越________（填“大”或“小”）。
（2）Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序是________。
（3）Cu与A构成的原电池中，________为负极，此电极反应为________。
（4）A、B形成合金，露置在潮湿空气中，________先被腐蚀。
20．解析：
（1）由表中1,2列数据可知，金属活动性差异越大，电压越大。
（2）按此规律可知，三种金属的活动性由强到弱的顺序为Zn>B>A。
（3）Cu与A构成的原电池中，Cu为负极（表中对应数据为负），此电极的电极反应为Cu－2e－===Cu2＋。
（4）B比A活泼，则B先腐蚀。
答案：
（1）大
（2）Zn>B>A
（3）Cu Cu－2e－===Cu2＋ （4）B
21．（8分）由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀。
若用如图所示实验装置可制得纯净的Fe（OH）2沉淀。
两极材料分别为石墨和铁。
试完成下列问题：
（1）a电极材料是________，其电极反应式为________。
（2）电解质溶液d可以是________（填字母，下同），则白色沉淀在电极上生成；也可以是________，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。
A．纯水 B．NaCl溶液
C．NaOH溶液D．CuCl2溶液
（3）液体c为苯，其作用是__________________________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是_______________________。
（4）若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为__________________________________________________________。
21．解析：
（1）要制取Fe（OH）2沉淀，则必须产生Fe2＋，因此，阳极（a）材料只能用铁，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。
（2）要在溶液中生成Fe（OH）2沉淀，电解质溶液可以用NaOH或NaCl溶液，如果用纯水，则溶液的导电能力太弱，不符合要求，如果用CuCl2溶液，则会生成Cu（OH）2沉淀。
不符合要求。
（3）苯不溶于水且密度比水小，浮于水面，可以隔绝空气，防止Fe（OH）2被氧化，加热的目的是赶尽溶液中的氧气，防止产物被氧化。
（4）若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，则阳极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，Fe（OH）2在溶液中与O2和H2O发生反应，4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3，因此白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
答案：
（1）Fe Fe－2e－===Fe2＋
（2）C B
（3）隔绝空气，防止产物被氧化 赶尽溶液中的氧气
（4）白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
22．（14分）某化学兴趣小组的同学用如下图所示装置研究有关电化学的问题。
当闭合K时，观察到电流表的指针发生了偏移。
请回答下列问题：
（1）甲装置的名称是________；乙装置的名称是________；Zn为________极；Pt为________极。
（2）写出电极反应：
Cu极：
________；石墨棒极：
________。
（3）当甲中产生0.1mol气体时，乙中析出铜的质量应为________；乙中产生的气体在标准状况下的体积应为________。
（4）若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，闭合K一段时间后，乙中溶液的颜色________（填“变深”、“变浅”或“无变化”）。
（5）若乙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，闭合K一段时间后，甲中溶液的pH将________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；乙中溶液的pH将________。
（6）若乙中电极不变，将其溶液换成饱和Na2SO4溶液，闭合K一段时间，当阴极上有amol气体生成时，同时有wgNa2SO4·10H2O析出，假设温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数应为________（用含w、a的表达式表示，不必化简）。
22．解析：
（1）Zn、Cu和稀硫酸可构成原电池，其中Zn是负极，Cu是正极；乙装置是电解池，石墨棒为阴极，Pt为阳极。
（2）Cu极上发生还原反应：
2H＋＋2e－===H2↑；石墨棒上也发生还原反应：
Cu2＋＋2e－===Cu。
（3）通过甲、乙装置中电子的物质的量相等，当甲中产生0.1molH2时，电路中通过0.2mol电子，乙中析出0.1molCu和放出0.1molCl2。
（4）若将乙中两个电极都换成铜，则乙装置相当于电解精炼铜的装置，阳极溶解的铜和阴极析出的铜一样多，溶液中Cu2＋的浓度基本不变，溶液的颜色基本不变。
（5）若将乙中溶液换成NaCl溶液，则乙装置就是电解饱和食盐水的装置，因反应生成了NaOH，故电解后溶液的pH增大。
反应时甲溶液中消耗了H＋，溶液酸性减弱，pH也增大。
（6）电解Na2SO4溶液的本质是电解水，阴极上析出的amol气体是H2，则反应中有amolH2O被电解，此amolH2O和析出的wgNa2SO4·10H2O构成饱和溶液，该饱和溶液与剩余饱和溶液的质量分数相同。
则剩余溶液中溶质的质量分数＝
×100%＝
×100%。
答案：
（1）原电池 电解池 负 阳
（2）2H＋＋2e－===H2↑ Cu2＋＋2e－===Cu
（3）6.4g 2.24L （4）无变化
（5）增大 增大
（6）
×100%
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