高中化学选修4第四章《电化学基础》单元测试题整理含答案.docx
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高中化学选修4第四章《电化学基础》单元测试题整理含答案
高中化学选修4第四章《电化学基础》单元测试题
（时间90分钟，满分100分）
第Ⅰ卷 （选择题，共48分）
一、选择题（本题包括16小题，每题3分，共48分）
1.可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改变能源结构，减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用．应用太阳能光伏发电技术，是实现节能减排的一项重要措施．
下列分析不正确的是（ ）
A．风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源
B．推广可再生能源有利于经济可持续发展
C．上图是太阳能光伏电池原理图，图中A极为正极
D．光伏发电池能量转化方式是太阳能直接转变为电能
2．下列描述中，不符合生产实际的是（ ）
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
3．某原电池总反应的离子方程式为：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是（ ）
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3
B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe（NO3）3
C．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2（SO4）3
D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2（SO4）3
4．将铜片和银片用导线连接插入硝酸银溶液中，当线路中有0.2mol的电子发生转移时，负极质量的变化是（ ）
A．增加6.4g B．减轻6.4g
C．增加2.16gD．减轻2.16g
5．根据下列实验事实：
（1）X＋Y2＋===X2＋＋Y
（2）Z＋2H2O
Z（OH）2＋H2↑
（3）Z2＋离子的氧化性比X2＋弱
（4）由Y、W作电极组成的原电池反应为：
Y－2e－===Y2＋
由此可知，X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是（ ）
A．X＞Y＞Z＞WB．Y＞X＞W＞Z
C．Z＞X＞Y＞WD．Z＞Y＞X＞W
6．将Al、Cu片用导线相连，一组插入浓HNO3溶液中，一组插入稀NaOH溶液中，分别构成了原电池，则在这两个原电池中，正极分别为（ ）
A．Al片、Cu片B．Cu片、Al片
C．Al片、Al片D．Cu片、Cu片
7．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．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
8．化学在生产和日常生活中有着重要的应用．下列说法不正确的是（ ）
A．明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀
C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁
9．如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．Y为阴极，发生还原反应B．X为正极，发生氧化反应
C．Y与滤纸接触处有氧气生成D．X与滤纸接触处变红
10．质子交换膜燃料电池的工作原理如图所示，则下列叙述不正确的是（ ）
A．正极反应为：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
B．负极反应为：
2H2－4e－===4H＋
C．导电离子为质子，且在电池内部由正极定向移动至负极
D．总反应式为：
2H2＋O2===2H2O
11．复习电化学知识后，某学生设计了一个“黑笔写彩字”的趣味实验．滤纸先用某混合溶液浸湿，然后平铺在一块铂片上，右端是C、Cu两电极浸入氯化铁溶液中，电路接通后，用铅笔在滤纸上写字，会出现彩色字迹．据此判断电极材料与反应现象均正确的是（ ）
滤纸混合溶液
d极反应产物
阴极反应产物
字体颜色
A
氯化钠、无色酚酞
Fe2＋
氧气
红色
B
碘化钾、淀粉
Cu2＋
氢气
紫色
C
硫酸钠、无色酚酞
Fe2＋
氧气
红色
D
碘化钾、淀粉
Cu2＋
氢气
蓝色
12．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===2Fe2＋＋4OH－.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空气与水交界处更容易腐蚀
13．右图是一种航天器能量储存系统原理示意图．下列说法正确的是（ ）
A．该系统中只存在三种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
14．下图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的是（ ）
A．电解一段时间后，往蛋壳溶液中滴加几滴酚酞，呈红色
B．蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极
C．铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D．蛋壳可阻止生成的氯气与氢气接触
15．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂（如图），在200℃左右时供电，电池总反应为：
C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，下列说法中正确的是（ ）
A．电池工作时，质子向电池的负极迁移
B．电池工作时，乙醇发生还原反应
C．a极上流出电子
D．b极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O
16．铅蓄电池的工作原理为：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研读下图，下列判断不正确的是（ ）
A．K闭合时，d电极反应式：
PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
B．当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol
C．K闭合时，Ⅱ中SO
向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极
第Ⅱ卷 （非选择题，共52分）
二、非选择题（本题包括6小题，共52分）
17．（8分）某公司开发了一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电高效燃料电池，充一次电可连续使用一个月．下图是一个电化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为：
2CH3OH＋3O2＋4KOH
2K2CO3＋6H2O
请填空：
（1）充电时：
①原电池的负极与电源______极相连．
②阳极的电极反应式为___________________________________．
（2）放电时，负极的电极反应式为_______________________________．
（3）在此过程中若完全反应，乙池中A极的质量升高648g，则甲池中理论上消耗O2______L（标准状况下）．
（4）若在常温常压下，1gCH3OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出热量22.68kJ，则表示该反应的热化学方程式为______________________________．
18．（8分）如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容．为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号
内容
实验现象
1
将铁丝放在常温的干燥空气中一个月
干燥的铁丝表面依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时
铁丝表面依然光亮
3
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月
铁丝表面已变得灰暗
4
常温下将潮湿的铁丝放在氧气流中一小时
铁丝表面略显灰暗
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面已变得灰暗
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
（1）上述实验中发生了电化学腐蚀的是________（填实验序号）；在电化学腐蚀中，负极反应是____________________；正极反应是______________________．
（2）由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_______________________________．
（3）为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是______________________（答两种方法）．
19．（8分）工业上为了处理含有Cr2O
的酸性工业废水，可采用下面的处理方法：
往工业废水中加入适量的NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准，请回答下列问题：
（1）写出两极发生反应的电极反应式，阳极：
________________，阴极：
________________.
（2）写出Cr2O
变为Cr3＋的离子方程式：
__________________.
（3）工业废水由酸性变为碱性的原因是____________________________．
（4）能否改用石墨电极？
________（填“能”或“不能”），原因是__________________．
20．（12分）某学生利用下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）写出装置中镀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－的移动方向向表述正确的是________．
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－向右侧烧杯移动
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
（5）若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2＋，会加速Zn电极的腐蚀，还可能导致电流在较短时间内衰减．欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________（填代号）．
A．NaOHB．ZnC．FeD．H2SO4
21．（8分）甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：
（1）若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的______棒，乙池中的______棒．
②乙池中阳极的电极反应式是____________________．
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的离子方程式_____________________________________．
②甲池中碳极上电极反应式是____________________，乙池中碳极上电极反应属于________（填“氧化反应”或“还原反应”）．
③若乙池转移0.02mole－后停止实验，池中溶液体积是200mL，则溶液混匀后的pH＝________.
22．（8分）常温下电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），根据图中信息回答下列问题．（电解前后溶液的体积变化忽略不计）
（1）通过计算推测：
①原混合溶液NaCl的物质的量浓度________，CuSO4的物质的量浓度________．
②t2时所得溶液的pH＝________.
（2）实验中发现，阳极产生的气体体积与阴极相比，明显小于对应时间段的理论值．试简要分析其可能的原因．
高中化学选修4第四章《电化学基础》单元测试题
参考答案
第Ⅰ卷 （选择题，共48分）
一、选择题（本题包括16小题，每题3分，共48分）
1.可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改变能源结构，减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用．应用太阳能光伏发电技术，是实现节能减排的一项重要措施．
下列分析不正确的是（ ）
A．风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源
B．推广可再生能源有利于经济可持续发展
C．上图是太阳能光伏电池原理图，图中A极为正极
D．光伏发电池能量转化方式是太阳能直接转变为电能
解析：
在原电池的外电路中，电流由正极流向负极，由图中的电流方向可判断A为负极．
答案：
C
2．下列描述中，不符合生产实际的是（ ）
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
解析：
活泼电极（除C、Pt外的金属电极称为活泼电极）在阳极失电子被氧化，A中铁放电，不是电解Al2O3，D中锌放电产生Zn2＋，补充Zn2＋，B、C中阴极不参加反应．
答案：
A
3．（2010·陵水高二检测）某原电池总反应的离子方程式为：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是（ ）
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3
B．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe（NO3）3
C．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2（SO4）3
D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe2（SO4）3
解析：
还原剂应为负极，材料为单质铁；氧化剂为Fe3＋，在正极上得到电子，电解质溶液应该为含有Fe3＋的溶液．C选项不能实现2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋.
答案：
C
4．将铜片和银片用导线连接插入硝酸银溶液中，当线路中有0.2mol的电子发生转移时，负极质量的变化是（ ）
A．增加6.4g B．减轻6.4g
C．增加2.16gD．减轻2.16g
解析：
构成的原电池中负极是单质铜失去电子变成铜离子进入溶液，每摩尔铜失去2摩尔电子，所以负极有0.1mol铜失去电子变成Cu2＋进入溶液，质量减轻6.4g.
答案：
B
5．根据下列实验事实：
（1）X＋Y2＋===X2＋＋Y
（2）Z＋2H2O
Z（OH）2＋H2↑
（3）Z2＋离子的氧化性比X2＋弱
（4）由Y、W作电极组成的原电池反应为：
Y－2e－===Y2＋
由此可知，X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是（ ）
A．X＞Y＞Z＞WB．Y＞X＞W＞Z
C．Z＞X＞Y＞WD．Z＞Y＞X＞W
解析：
（1）中较活泼金属置换较不活泼的金属；
（2）、（3）中说明Z的活泼性大于X；（4）说明Y为原电池负极，Y比W活泼．
答案：
C
6．将Al、Cu片用导线相连，一组插入浓HNO3溶液中，一组插入稀NaOH溶液中，分别构成了原电池，则在这两个原电池中，正极分别为（ ）
A．Al片、Cu片B．Cu片、Al片
C．Al片、Al片D．Cu片、Cu片
解析：
将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3溶液中，此时Al在浓硝酸中钝化，不能继续反应，而Cu却能与浓硝酸继续反应．即Cu易失去电子而Al却表现“相对惰性”，则Cu为负极；插入稀NaOH溶液中，Al能与NaOH溶液反应，此时Al失去电子被氧化，也就是Al为负极．
答案：
A
7．（2009·广东高考）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．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：
B项，以NaOH为电解液时，不应生成Al（OH）3沉淀，而应生成AlO
.C项，电解液的pH应减小．D项，电子通过外电路从负极流向正极．
答案：
A
8．（2009·江苏高考）化学在生产和日常生活中有着重要的应用．下列说法不正确的是
（ ）
A．明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀
C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁
解析：
A项，Al3＋水解可得Al（OH）3，起净水作用；B项，镶入锌块，相当于牺牲阳极的阴极保护法；C项，利用了MgO熔点高的性质；D项，电解MgCl2溶液最终会得到Mg（OH）2而非Mg.
答案：
D
9．如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．Y为阴极，发生还原反应
B．X为正极，发生氧化反应
C．Y与滤纸接触处有氧气生成
D．X与滤纸接触处变红
解析：
左侧形成了锌铜原电池，锌是负极，铜是正极，则Y是阴极，氢离子得电子生成氢气，发生了还原反应，破坏了水的电离平衡，Y极附近呈碱性，溶液呈红色；X是阳极，电极本身被氧化生成Cu2＋.
答案：
A
10．质子交换膜燃料电池的工作原理如图所示，则下列叙述不正确的是（ ）
A．正极反应为：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
B．负极反应为：
2H2－4e－===4H＋
C．导电离子为质子，且在电池内部由正极定向移动至负极
D．总反应式为：
2H2＋O2===2H2O
解析：
该燃料电池为氢氧燃料电池，其总反应式为：
2H2＋O2===2H2O，该燃料电池是通过质子（H＋）来传递电荷的，H＋在电池的内部应由负极（产生H＋）定向移动至正极消耗H＋），H＋在整个过程中，消耗量与生成量相等．
答案：
C
11．（2010·梅州高二质检）复习电化学知识后，某学生设计了一个“黑笔写彩字”的趣味实验．滤纸先用某混合溶液浸湿，然后平铺在一块铂片上，右端是C、Cu两电极浸入氯化铁溶液中，电路接通后，用铅笔在滤纸上写字，会出现彩色字迹．据此判断电极材料与反应现象均正确的是（ ）
滤纸混合溶液
d极反应产物
阴极反应产物
字体颜色
A
氯化钠、无色酚酞
Fe2＋
氧气
红色
B
碘化钾、淀粉
Cu2＋
氢气
紫色
C
硫酸钠、无色酚酞
Fe2＋
氧气
红色
D
碘化钾、淀粉
Cu2＋
氢气
蓝色
解析：
A项电解NaCl溶液可在阴极使酚酞显红色，则a为阴极产生H2，d极为正极，产物为Fe2＋；B、D项电解KI溶液可在阳极产生I2使淀粉显蓝色，则a端为阳极产生I2，阴极产生H2，d极为负极生成Cu2＋；C项电解Na2SO4溶液实质为电解H2O，a端显红色，说明a端为阴极产生H2，d端为正极生成Fe2＋.
答案：
D
12．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===2Fe2＋＋4OH－.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空气与水交界处更容易腐蚀
解析：
本题考查了电化学腐蚀的知识．钢铁发生吸氧腐蚀，负极：
Fe－2e－===Fe2＋，正极：
2H2O＋O2＋4e－===4OH－，选项A正确．
答案：
A
13．（2010·江苏高考）右图是一种航天器能量储存系统原理示意图．下列说法正确的是（ ）
A．该系统中只存在三种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
解析：
本题考查能量转化的知识，意在考查考生综合运用原电池、电解池原理的能力．A项，该系统中存在太阳能与电能、电能与机械能、化学能与电能、电能与化学能等四种形式的能量转化关系，不正确；B项，装置Y是将化学能转化为电能的燃料电池装置，负极应该是H2发生氧化反应，故不正确；C项，装置X为电解水产生氢气和氧气，故正确；D项，装置X、Y形成的子系统可以实现物质的零排放，但不可能实现化学能与电能间的完全转化，能量总是有损失的，故不正确．
答案：
C
14．（2010·杭州模拟）下图为电解饱和食盐水的简易装置，下列有关说法正确的是（ ）
A．电解一段时间后，往蛋壳溶液中滴加几滴酚酞，呈红色
B．蛋壳表面缠绕的铁丝作阴极
C．铁丝表面生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
D．蛋壳可阻止生成的氯气与氢气接触
解析：
碳棒为阳极，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，故A、C错误；铁丝作阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，B正确；Cl2在蛋壳内部产生，H2和NaOH在外部产生，D正确．
答案：
BD
15．（2010·天水市一中检测）乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂（如图），在200℃左右时供电，电池总反应为：
C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，下列说法中正确的是（ ）
A．电池工作时，质子向电池的负极迁移
B．电池工作时，乙醇发生还原反应
C．a极上流出电子
D．b极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O
解析：
乙醇燃料电池工作时，a极上乙醇失电子发生氧化反应，b极上O2得电子，电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，质子向电池的正极迁移，故C、D正确．
答案：
CD
16．（2010·福建高考）铅蓄电池的工作原理为：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研读下图，下列判断不正确的是（ ）
A．K闭合时，d电极反应式：
PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO
B．当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol
C．K闭合时，Ⅱ中SO
向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极
解析：
本题考查铅蓄电池，意在考查考生对电池的充电和放电过程所涉及的化学原理进行分析的能力．根据图示，Ⅰ为原电池，a为正极，b为负极，Ⅱ为电解池，c为阴极，d为阳极．K闭合时，d为阳极，发生氧化反应：
PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋4H＋＋SO
，A项正确，根据铅蓄电池的总反应知该反应中转移电子数为2e－，则电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗0.2molH2SO4，B项正确；K闭合时，Ⅱ中SO
向阳极（d极）迁移，C项错误；K闭合一段时间后，c电极析出Pb，d电极析出PbO2，电解质溶液为H2SO4，此时可以形成铅蓄电池，d电极作正极，D项正确．
答案：
C
第Ⅱ卷 （非选择题，共52分）
二、非选择题（本题包括6小题，共52分）
17．（8分）某公司开发了一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电高效燃料电池，充一次电可连续使用一个月．下图是一个电化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为：
2CH3OH＋3O2＋4KOH
2K2CO3＋6H2O
请填空：
（1）充电时：
①原电池的负极与电源______极相连．
②阳极的电极反应式为____________________________________________________．
（2）放电时，负极的电极反应式为_____________________________________________．
（3）在此过程中若完全反应，乙池中A极的质量升高648g，
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