学年选修4 第4章 电化学基础 本章测试 4Word格式.docx

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酸性氢氧燃料电池的正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B项不正确；

粗铜精炼时粗铜接电源正极，C项不正确；

钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，D项不正确。

3.实验发现，298K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。

某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。

下列有关说法正确的是（　　）

A.该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋

B.左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去

C.该电池铂电极上有气泡出现

D.该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋

解析　该电池的总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯Pt为正极，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，右烧杯Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；

由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。

4.关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（　　）

A.用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液

B.装置②的总反应是Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋

C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连

D.装置④中的铁钉几乎没被腐蚀

解析　A项，根据电流方向，a为阳极，b为阴极，粗铜作阳极；

B项，装置②的总反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；

C项，被保护的金属应作阴极；

D项，铁钉所处的环境干燥不被腐蚀。

5.某原电池构造如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A.在外电路中，电子由银电极流向铜电极

B.取出盐桥后，电流表的指针仍发生偏转

C.外电路中每通过0.1mol电子，铜的质量理论上减小6.4g

D.原电池的总反应式为Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu（NO3）2

答案　D

解析　Cu作负极，Ag作正极，外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，A项不正确；

取出盐桥后，不能形成闭合回路，故电流表的指针不偏转，B项错误；

电极反应式分别是负极：

Cu－2e－===Cu2＋，正极：

2Ag＋＋2e－===2Ag，当转移0.1mol电子时，铜的质量理论上减小3.2g，C项错误；

电池总反应式为Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu（NO3）2，D项正确。

6.某同学设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如图）。

通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。

下列说法中正确的是（　　）

A.电源中a为负极，b为正极

B.电解池中的电解液不可以是NaCl溶液

C.B电极发生的反应：

2H＋＋2e－===H2↑

D.A、B两端都必须使用铁作电极

答案　C

解析　根据图示，B电极是阴极，产生H2，A电极为Fe，作阳极，产生Fe2＋，OH－与Fe2＋反应生成Fe（OH）2沉淀。

电源a为正极，b为负极。

为了增强导电性，电解液可以是NaCl溶液。

D项，阳极必须用铁，阴极可用石墨等。

7.如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。

电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b<

d，符合上述实验结果的盐溶液是（　　）

选项

X

Y

A

MgSO4

CuSO4

B

AgNO3

Pb（NO3）2

C

FeSO4

Al2（SO4）3

D

解析　电解过程中b和d电极无气体放出，但质量均增大，且增重b<

d，则知X盐和Y盐中含有金属活动顺序表中H后的金属，且Cu～2Ag～2e－，故只有D选项符合题意。

8.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－3e－===Al3＋

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　以NaCl溶液为电解液时，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应为Al－3e－===Al3＋，以NaOH溶液为电解液时，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应为Al＋4OH－－3e－===AlO

＋2H2O，溶液pH减小，故A项正确，B和C项不正确；

电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，D项不正确。

9.下列有关说法正确的是（　　）

A.铅蓄电池的正极反应为PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O

B.以CO和O2构成的碱性燃料电池负极电极反应式为CO＋4OH－－2e－===CO

＋2H2O

C.电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极

D.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气

解析　书写铅蓄电池电极反应式时应考虑SO

参与反应，正极电极反应式为PbO2＋SO

＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O，A项不正确；

以CO和O2构成的碱性燃料电池，负极CO失电子在碱性条件下生成CO

，所以负极电极反应式为CO＋4OH－－2e－===CO

＋2H2O，B项正确；

电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，C项不正确；

工业电解熔融NaCl制备钠和氯气，D项不正确。

10.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.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　电极Ⅰ是原电池的负极，电极Ⅱ是原电池的正极，电极Ⅲ是电解池的阳极，电极Ⅳ是电解池的阴极，故电流方向：

→电极Ⅰ，A正确；

电极Ⅰ发生氧化反应，B错误；

电极Ⅱ是原电池的正极，发生还原反应，有单质铜析出，C错误；

电极Ⅲ是电解池的阳极，发生氧化反应，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D错误。

11.装置中发生反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。

下列说法错误的是（　　）

A.a、b不可能是同种材料的电极

B.该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸

C.该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸

D.该装置可看作是铜－锌原电池，电解质溶液是稀硫酸

解析　若a和b都是锌片、电解液为稀盐酸的电解池，阳极反应为Zn－2e－===Zn2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，总反应式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，则A项不正确，B项正确；

若用锌作负极、铜作正极，用稀盐酸或稀硫酸作电解质溶液，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，总反应为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，则C、D项都正确。

12.根据下图判断，下列叙述正确的是（　　）

A.K与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大

B.K与N连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：

C.K与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大

D.K与M连接时，X为氯化钠，石墨电极反应：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

解析　A项，K与N连接时构成原电池，X为硫酸，发生析氢腐蚀，铁作负极，失去电子被氧化，石墨作正极，氢离子在正极表面得到电子，一段时间后溶液的pH增大；

B项，K与N连接时构成原电池，X为氯化钠，铁发生吸氧腐蚀，石墨电极反应：

2H2O＋O2＋4e－===4OH－；

C项，K与M连接时构成电解池，X为硫酸，石墨作阳极，铁作阴极，相当于电解水，一段时间后硫酸的浓度增大，溶液的pH减小；

D项，K与M连接时构成电解池，X为氯化钠，石墨作阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。

13.已知：

锂离子电池的总反应为LixC＋Li1－xCoO2

C＋LiCoO2，锂硫电池的总反应为2Li＋S

Li2S。

有关上述两种电池说法正确的是（　　）

A.锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移

B.锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应

C.理论上两种电池的比能量相同

D.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

解析　A项，原电池中阳离子向正极移动，则锂离子电池放电时，Li＋向正极迁移，错误；

B项，锂硫电池充电时，锂电极与外接电源的负极相连，锂电极上，Li＋得电子发生还原反应，正确；

C项，锂硫电池放电时负极为Li，锂离子电池放电时负极为LixC，两种电池锂的变价不同，两种电池的负极材料不同，所以比能量不相同，错误；

D项，充电时，正接正，负接负，所以Li电极接C电极，错误。

14.糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、碳粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。

下列分析正确的是（　　）

A.脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期

B.脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为Fe－3e－===Fe3＋

C.脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－

D.含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336mL（标准状况）

解析　在脱氧过程中，由铁、碳作电极，氯化钠溶液作电解质溶液，形成原电池，发生吸氧腐蚀，该过程为放热反应；

在脱氧过程中，碳作正极，铁作负极，铁失电子发生氧化反应，生成Fe2＋；

在脱氧过程中，Fe失电子被氧化为Fe2＋，Fe2＋最终还是被氧气氧化为Fe3＋，由电子得失守恒知消耗氧气的体积（标准状况下）V（O2）＝22.4L·

mol－1×

＝0.336L＝336mL。

15.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。

下列有关微生物电池的说法错误的是（　　）

A.正极反应中有CO2生成

B.微生物促进了反应中电子的转移

C.质子通过交换膜从负极区移向正极区

D.电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O

解析　根据微生物电池工作原理示意图可知，C6H12O6在负极发生氧化反应生成CO2，电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋；

O2在正极得电子发生还原反应，电极反应式为6O2＋24H＋＋24e－===12H2O，故A项错误；

微生物促进了反应中电子的转移，B项正确；

H＋通过质子交换膜从负极区移向正极区，C项正确；

电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，正确。

16.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料（C3H8O）。

A.该装置将化学能转化为光能和电能

B.该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移

C.每生成1molO2，有44gCO2被还原

D.a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O

解析　由模拟“人工树叶”电化学实验装置可知，该装置将光能和电能转化为化学能，故A项不正确；

在电解池内部，阳离子向阴极移动，故H＋从b极区向a极区移动，B项正确；

阴极上3CO2～C3H8O～18e－，阳极上2H2O～O2～4e－，根据电子守恒可知，当阳极生成1molO2时，阴极被还原的CO2的质量为

×

44g·

mol－1≈29.3g，故C项不正确；

a极电极反应为3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，故D项不正确。

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

二、非选择题（本题包括5小题，共52分）

17.（10分）现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水，并测量电解产生的氢气的体积（约6mL）和检验氯气的氧化性（不应将多余的氯气排入空气中）。

（1）试从下图中选用几种必要的仪器，连成一整套装置，各种仪器接口的连接顺序（填编号）是A接________，B接________。

（2）铁棒接直流电源的________极；

碳棒上发生的电极反应为___________________。

（3）能说明氯气具有氧化性的实验现象是_____________________________________

_______________________________________________________________________。

答案　

（1）G、F、I　D、E、C　

（2）负　2Cl－－2e－===Cl2↑　（3）淀粉KI溶液变成蓝色

解析　由电解产生的氢气的体积约6mL和检验氯气的氧化性可知，铁棒作阴极，铁棒上产生的是氢气；

碳棒作阳极，从B口导出的是氯气，碳棒上发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑。

18.（10分）科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。

如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在电极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－（O2＋4e－===2O2－）。

（1）c电极的名称为________，d电极上的电极反应式为__________________________。

（2）如图2所示用惰性电极电解100mL0.5mol·

L－1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为____________，若a电极产生56mL（标准状况）气体，则所得溶液的pH＝________（不考虑溶液体积变化），若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入________（填字母）。

a.CuOb.Cu（OH）2

c.CuCO3d.Cu2（OH）2CO3

答案　

（1）正极　CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O　

（2）4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　1　ac

解析　

（1）原电池中电流的方向是从正极流向负极，故c电极为正极；

d电极为负极，通入的气体为甲烷，d电极反应式为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O。

（2）用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极（a电极）反应式：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；

阴极反应式：

2Cu2＋＋4e－===2Cu，n（O2）＝

＝2.5×

10－3mol。

线路中转移电子的物质的量为2.5×

10－3mol×

4＝0.01mol，溶液中c（H＋）＝

＝0.1mol·

L－1，pH＝－lg0.1＝1。

加入CuO或者说CuCO3与溶液中的H＋反应，可使电解质溶液恢复到电解前的状态。

19.（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溶液的滤纸，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___________________________________________________，

电镀槽中盛放的电镀液可以是________或__________（只要求填两种电解质溶液）。

答案　

（1）正　

（2）2NaCl＋2H2O

H2↑＋Cl2↑＋2NaOH　（3）Zn－2e－===Zn2＋　Zn2＋＋2e－===Zn　ZnSO4溶液　ZnCl2溶液

20.（10分）下图是一个化学过程的示意图，回答下列问题：

（1）甲池是______________装置，乙装置中电极A的名称是___________________。

（2）甲装置中通入CH4的电极反应式为______________________，乙装置中电极B（Ag）的电极反应式为_____________________，丙装置中D极的产物是____________（写化学式）。

（3）一段时间，当丙池中产生112mL（标准状况）气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25℃时的pH＝________（已知：

NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500mL）。

若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入________（写化学式）。

答案　

（1）原电池　阳极　

（2）CH4＋10OH－－8e－===CO

＋7H2O　Ag＋＋e－===Ag　H2和NaOH

（3）12　HCl

解析　

（1）由图可知，甲装置为燃料电池，是原电池，通入燃料的电极为负极，通入氧气的电极为正极，与电池正极相连的电极A为阳极，B为阴极，C为阳极，D为阴极。

（2）甲装置中由于电解质为KOH溶液，负极反应为CH4＋10OH－－8e－===CO

＋7H2O，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，乙、丙装置为电解池，B极反应式为Ag＋＋e－===Ag，D极发生反应为2H＋＋2e－===H2↑，由于D极消耗了H＋，破坏了水的电离平衡，最终在D极产生大量NaOH溶液，故D极产物为H2和NaOH。

（3）在丙装置中，阳极C发生反应：

2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极D发生反应：

2H＋＋2e－===H2↑，n（气体）＝0.112L÷

22.4L·

mol－1＝0.005mol，所以转移的电子的物质的量为n（e－）＝0.005mol，c（OH－）＝0.005mol÷

0.5L＝0.01mol·

L－1，c（H＋）＝10－12mol·

L－1，pH＝12，n（NaOH）＝n（HCl）＝0.005mol，所以若要使丙池恢复电解的状态，应向丙池中通入HCl气体0.005mol。

21.（12分）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。

某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液的电解实验，如图所示。

回答下列问题：

（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应式分别为

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是________，电解氯化钠溶液的总反应方程式为__________________________________________________。

（3）若每个电池中甲烷的通入量为1L（标准状况），且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为________L（标准状况）。

答案　

（1）2O2＋4H2O＋8e－===8OH－　CH4＋10OH－－8e－===CO

＋7H2O　

（2）H2或氢气　2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑　（3）4