人教版高中化學(xué)選修4第四章《電化學(xué)基礎(chǔ)》單元測(cè)試題（解析版）

第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)單元測(cè)試題一、單選題(每小題只有一個(gè)正確答案) 1.下列敘述中，正確的是()電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化，電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)電解的原理有可能實(shí)現(xiàn)Cu2Ag=Cu22Ag，反應(yīng)既可以在原電池中實(shí)現(xiàn)，也可以在電解池中實(shí)現(xiàn)，其他條件相同時(shí)，二種裝置中反應(yīng)速率相同A B C D 2.鉛蓄電池的工作原理為PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，研讀下圖，下列判斷不正確的是()A K閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO42H2O2e=PbO24HSO42-B 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí)，中消耗的H2SO4為0.2 molC K閉合時(shí)，中SO42-向c電極遷移D K閉合一段時(shí)間后斷開(kāi)，可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極3.一定條件下，碳鋼腐蝕與溶液pH的關(guān)系如下：下列說(shuō)法不正確的是()A 在pH4溶液中，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕B 在pH6溶液中，碳鋼主要發(fā)生吸氧腐蝕C 在pH14溶液中，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O24H4e=2H2OD 在煮沸除氧氣后的堿性溶液中，碳鋼腐蝕速率會(huì)減緩4.鋅溴液流電池是一種新型電化學(xué)儲(chǔ)能裝置(如圖所示)，電解液為溴化鋅水溶液，電解液在電解質(zhì)儲(chǔ)罐和電池間不斷循環(huán)。下列說(shuō)法不正確的是()A 充電時(shí)電極a連接電源的負(fù)極B 放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn2e=Zn2C 放電時(shí)左側(cè)電解質(zhì)儲(chǔ)罐中的離子總濃度增大D 陽(yáng)離子交換膜可阻止Br2與Zn直接發(fā)生反應(yīng)5.下圖為銅鋅原電池示意圖，下列說(shuō)法正確的是()A 鋅片逐漸溶解B 燒杯中溶液逐漸呈藍(lán)色C 電子由銅片通過(guò)導(dǎo)線流向鋅片D 鋅為正極，銅為負(fù)極6.下列關(guān)于金屬的防護(hù)方法的說(shuō)法不正確的是()A 我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B 給鐵件通入直流電，把鐵件與電池負(fù)極相連接C 輪船在船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法D 鋼鐵制造的暖氣管管道外常涂有一層較厚的瀝青7.鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，下列有關(guān)敘述正確的是()A 銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B 電池工作一段時(shí)間后，甲池的c(SO42-)減小C 電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D 陰、陽(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡8.用惰性電極電解一定濃度的CuSO4溶液時(shí)，通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH (不考慮二氧化碳的溶解)。則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為()A 0.4 molB 0.5 molC 0.6 molD 0.8 mol9.甲醇、氧氣和強(qiáng)堿溶液做電解質(zhì)的手機(jī)電池中的反應(yīng)：2CH3OH3O24OH2CO32-6H2O，有關(guān)說(shuō)法正確的是()A 放電時(shí)，CH3OH參與反應(yīng)的電極為正極B 放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)：CH3OH8OH6e=CO32-6H2OC 標(biāo)況下，通入11.2 L O2完全反應(yīng)有1 mol電子轉(zhuǎn)移D 充電時(shí)電解質(zhì)溶液的pH逐漸減小10.將等質(zhì)量的A、B兩份鋅粉裝入試管中，分別加入過(guò)量的稀硫酸，同時(shí)向裝A的試管中加入少量CuSO4溶液。下圖表示產(chǎn)生氫氣的體積V與時(shí)間t的關(guān)系，其中正確的是()A 答案AB 答案BC 答案CD 答案D11.NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見(jiàn)圖，該電池在使用過(guò)程中石墨電極上生成氧化物Y，下列說(shuō)法不正確的是()A 石墨附近發(fā)生的反應(yīng)為NO2NO3-e=N2O5B 石墨附近反生的反應(yīng)為O24e=2O2C 該電池放電時(shí)NO3-從右側(cè)向左側(cè)遷移D 相同條件下，放電過(guò)程中消耗的NO2和O2的體積比為4112.某工廠采用電解法處理含鉻廢水，耐酸電解槽用鐵板作陰、陽(yáng)極，槽中盛放含鉻廢水，原理示意圖如下，下列說(shuō)法不正確的是()A A接電源正極B 陽(yáng)極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為Cr2O72-6Fe214H=2Cr36Fe37H2OC 陰極區(qū)附近溶液pH降低D 若不考慮氣體的溶解，當(dāng)收集到H213.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，有0.1 mol Cr2O72-被還原13.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖)。通電后，溶液中產(chǎn)生白色沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色。下列說(shuō)法中正確的是()A 電源中a為負(fù)極，b為正極B 電解池中的電解液不可以是NaCl溶液C B電極發(fā)生的反應(yīng)：2H2e=H2D A、B兩端都必須使用鐵作電極14.關(guān)于下圖裝置的敘述，正確的是()A 銅是負(fù)極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B 銅片質(zhì)量逐漸減少C 電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D 氫離子在銅片表面被還原后生成H215.某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱(chēng)和消毒液的主要成分判斷正確的是（）A a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClB a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClC a為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaClD a為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl二、填空題 16.下圖是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程的示意圖，回答下列問(wèn)題：(1)甲池是_裝置，乙裝置中電極A的名稱(chēng)是_。(2)甲裝置中通入CH4的電極反應(yīng)式為_(kāi)，乙裝置中電極B(Ag)的電極反應(yīng)式為_(kāi)，丙裝置中D極的產(chǎn)物是_(寫(xiě)化學(xué)式)。(3)一段時(shí)間，當(dāng)丙池中產(chǎn)生112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí)，均勻攪拌丙池，所得溶液在25 時(shí)的pH_(已知：NaCl溶液足量，電解后溶液體積為500 mL)。若要使丙池恢復(fù)電解前的狀態(tài)，應(yīng)向丙池中通入_(寫(xiě)化學(xué)式)。17.從H、Cu2、Na、SO42-、Cl五種離子中選擇并恰當(dāng)?shù)亟M成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解：(1)以石墨為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量減少，水質(zhì)量不變，進(jìn)行電解，則可采用的電解質(zhì)是_。(2)以石墨為電極，使電解質(zhì)質(zhì)量不變，水質(zhì)量減少，進(jìn)行電解，則可采用的電解質(zhì)是_。(3)以石墨為陽(yáng)極，鐵棒為陰極，使電解質(zhì)和水的質(zhì)量都減少，進(jìn)行電解，則電解質(zhì)是_。(4)以石墨為電極，若陰極析出金屬，陽(yáng)極放出O2時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是_。(5)以石墨為電極，兩極分別放出氣體，且體積比為11時(shí)，電解質(zhì)的化學(xué)式可能是_。18.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。(1)FeCl3和KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4，其反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(2)K2FeO4Zn也可以組成堿性電池，Zn作為負(fù)極材料，電極反應(yīng)式為_(kāi)，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)式為_(kāi)，該電池總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)19.下圖所示的是某研究性學(xué)習(xí)小組探究金屬腐蝕條件的實(shí)驗(yàn)裝置圖，試分析實(shí)驗(yàn)并回答下列問(wèn)題：(1)若起始時(shí)甲、乙、丙三套裝置的導(dǎo)管中液面高度相同，過(guò)一段時(shí)間后液面最高的是_。鐵粉腐蝕的速率由大到小的排列順序?yàn)?用甲、乙、丙填寫(xiě))_。(2)通過(guò)甲、乙裝置的對(duì)比說(shuō)明鋼鐵中碳的含量越_(填“高”或“低”)越易腐蝕。(3)乙裝置中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(4)針對(duì)乙、丙裝置研究的結(jié)果分析，可采用何種防護(hù)措施來(lái)減緩金屬的腐蝕：_(寫(xiě)出一點(diǎn)即可)。20.科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電能的重要途徑。近幾年開(kāi)發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過(guò)。其工作原理的示意圖如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)Pt(a)電極是電池的_極，電極反應(yīng)式為_(kāi)；Pt(b)電極發(fā)生_(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為_(kāi)。(2)電池的總反應(yīng)方程式為_(kāi)。(3)如果該電池工作時(shí)電路中通過(guò)2 mol電子，則消耗的CH3OH有_mol。三、實(shí)驗(yàn)題 21.某同學(xué)在做原電池原理的實(shí)驗(yàn)時(shí)，有如下實(shí)驗(yàn)步驟：用導(dǎo)線將靈敏電流計(jì)的兩端分別與純凈的鋅片和銅片相連接(如圖1)。把一塊純凈的鋅片插入盛有稀硫酸的燒杯中;把一塊純凈的銅片插入盛有稀硫酸的燒杯中;用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來(lái)后,再平行地插入盛有稀硫酸的燒杯中(如圖2)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)步驟中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是。(2)實(shí)驗(yàn)步驟中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是。(3)實(shí)驗(yàn)步驟中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是。(4)實(shí)驗(yàn)步驟中應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是。(5)通過(guò)實(shí)驗(yàn)步驟該同學(xué)頭腦中有了一個(gè)猜想(或假設(shè)),該猜想是。(6)為了證實(shí)該猜想,該同學(xué)又設(shè)計(jì)了第步實(shí)驗(yàn),請(qǐng)簡(jiǎn)要畫(huà)出第步實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖。答案解析1.【答案】B【解析】電解池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置；原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置；Cu2Ag=Cu22Ag，屬于自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，既可設(shè)計(jì)在原電池中進(jìn)行，也可設(shè)計(jì)在電解池中進(jìn)行，但后者速率更快。錯(cuò)誤，其余正確，B符合題意。2.【答案】C【解析】根據(jù)電極覆蓋物是否相同可以看出，閉合K后，為原電池，為電解池，a、b、c、d分別為正極、負(fù)極、陰極、陽(yáng)極，陽(yáng)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，d陽(yáng)極反應(yīng)式：PbSO42H2O2e=PbO24HSO42-，A正確；由化學(xué)方程式可知PbPbO22H2SO42e，B正確；c陰極反應(yīng)式為PbSO42e=PbSO42-，陰離子向陽(yáng)極d移動(dòng)，C錯(cuò)誤；K閉合后，作為電解池，c電極得電子生成Pb，d電極失電子生成PbO2，斷開(kāi)K后可以形成原電池，c為負(fù)極，d為正極，D正確。3.【答案】C【解析】pH4，酸性較強(qiáng)，碳鋼主要發(fā)生析氫腐蝕，A正確；pH6時(shí)，酸性較弱，主要發(fā)生吸氧腐蝕，碳鋼腐蝕的正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，B正確，C錯(cuò)誤；煮沸除O2后，不易形成原電池反應(yīng)，腐蝕速率減緩，D正確。4.【答案】A【解析】在充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，相當(dāng)于電解池；放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，相當(dāng)于原電池?？上确治鲈姵氐恼?fù)極反應(yīng)式分析放電現(xiàn)象或原理，正負(fù)極電極反應(yīng)式的反向就是電解池的陽(yáng)陰極反應(yīng)式，由此分析充電時(shí)反應(yīng)現(xiàn)象或原理。由圖示信息和原電池工作原理知，Zn失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn2e=Zn2，b為原電池的負(fù)極，B正確；充電時(shí)b極發(fā)生還原反應(yīng)，作電解池陰極，外接電源負(fù)極，a應(yīng)外接電源正極，A錯(cuò)誤；放電時(shí)a極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，Br22e=2Br，陽(yáng)離子通過(guò)交換膜進(jìn)入左側(cè)平衡電荷，C正確；陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，不允許分子和陰離子通過(guò)，有效避免Br2與Zn直接發(fā)生反應(yīng)，D正確。5.【答案】A【解析】在銅鋅原電池中，鋅的活動(dòng)性大于銅，鋅為負(fù)極、銅為正極。負(fù)極鋅失去電子不斷溶解，在外電路中電子由鋅電極流向銅電極；溶液中的氫離子，在正極銅表面得到電子被還原，有氫氣產(chǎn)生，銅電極保持不變，溶液中不存在銅離子，不能使溶液成藍(lán)色。6.【答案】A【解析】搪瓷層破損后金屬鐵直接暴露在空氣中，搪瓷層已不能再對(duì)破損部位形成有效的保護(hù)，A錯(cuò)誤；利用的是外加電流的陰極保護(hù)法，從而保護(hù)鐵不被腐蝕，B正確；犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，C正確；用瀝青作涂層的涂層保護(hù)法，D正確。7.【答案】C【解析】金屬活動(dòng)性ZnCu，Zn為負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)Zn2e=Zn2，Cu為正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)Cu22e=Cu，A錯(cuò)誤；Zn2由甲池通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入乙池，乙池中Cu2被Zn2代替，摩爾質(zhì)量M(Zn2)M(Cu2)，c(SO42-)不變，乙池溶液的總質(zhì)量增加，B錯(cuò)誤，C正確；陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，陰離子并不通過(guò)交換膜，D錯(cuò)誤。8.【答案】C【解析】由于Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO43H2OCO2，nCu2(OH)2CO30.1 mol，則根據(jù)反應(yīng)方程式可知產(chǎn)生0.2 mol的CuSO4和0.3 mol的H2O。電解后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，則電解了0.2 mol的CuSO4和0.3 mol的H2O。根據(jù)電解方程式2CuSO43H2O2Cu2H2SO4H212O2。則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.6 mol，C符合題意。9.【答案】B【解析】放電時(shí)，CH3OH失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，CH3OH參與反應(yīng)的電極為負(fù)極，A錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液為堿性，電極反應(yīng)式為CH3OH8OH6e=CO32-6H2O，B正確；標(biāo)況下，11.2 L O2的物質(zhì)的量為0.5 mol，所以11.2 L O2完全反應(yīng)有0.5 mol42mol電子轉(zhuǎn)移，C錯(cuò)誤；充電時(shí)，反應(yīng)從右向左進(jìn)行，氫氧根離子濃度增大，溶液pH逐漸升高，D錯(cuò)誤。10.【答案】D【解析】A中滴加CuSO4溶液：ZnCuSO4=CuZnSO4，置換出的Cu附著在Zn表面構(gòu)成原電池，可以加快產(chǎn)生H2的速率，A的斜率要大于B的斜率，B錯(cuò)誤；A中部分Zn與CuSO4反應(yīng)，則與稀硫酸反應(yīng)的Zn比B中小，產(chǎn)生的H2體積比B中小，A和C錯(cuò)誤。11.【答案】B【解析】燃料電池中O2總是得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，作正極，在熔融NaNO3介質(zhì)中，電極方程式為O22N2O54e=4NO3-，B錯(cuò)誤；NO2發(fā)生氧化反應(yīng)，氮元素化合價(jià)升高，石墨電極上生成氧化物Y，則Y只能是N2O5，在熔融NaNO3介質(zhì)中，電極反應(yīng)式為NO2NO3-e=N2O5，石墨為電池的負(fù)極；由正負(fù) 極電極反應(yīng)可知，NO3-在正極生成，在負(fù)極消耗，NO3-從正極移向負(fù)極，C正確；電極方程式分別為NO2NO3-e=N2O5、O22N2O54e=4NO3-，則放電過(guò)程中消耗的NO2和O2的體積比為41，D正確。12.【答案】C【解析】根據(jù)圖示，陽(yáng)極反應(yīng)為Fe2e=Fe2，然后Cr2O72-6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，不含六價(jià)鉻應(yīng)是陽(yáng)極區(qū)，A為陽(yáng)極，外接電源的正極，A、B正確；陰極反應(yīng)2H2e=H2，c(H)減小，pH增大，C錯(cuò)誤；根據(jù)6H26Fe2Cr2O72-得，當(dāng)有13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2放出時(shí)，應(yīng)有0.1 mol Cr2O72-被還原，D正確。13.【答案】C【解析】根據(jù)圖示，B電極是陰極，產(chǎn)生H2，驅(qū)趕原溶液中溶解的氧，A電極為Fe，作陽(yáng)極，產(chǎn)生Fe2，OH與Fe2反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀；電源a為正極，b為負(fù)極；為了增強(qiáng)導(dǎo)電性，電解液可以是NaCl溶液；D項(xiàng)，陽(yáng)極必須用鐵，陰極可用石墨等。14.【答案】D【解析】鋅的活潑性比銅強(qiáng)，Zn為原電池負(fù)極，失去電子被氧化，A錯(cuò)誤。Cu為原電池的正極，電流流向與電子流向相反，電子經(jīng)導(dǎo)線流向正極(Cu極)，溶液中的氫離子在正極得到電子而被還原為H2，B、C錯(cuò)誤，D正確。15.【答案】B【解析】電解氯化鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極是氯離子失電子生成氯氣的過(guò)程，陰極是氫離子得電子生成氫氣的過(guò)程，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，所以一定要讓氯氣在d電極產(chǎn)生，所以d電極是陽(yáng)極，c電極是陰極，即a為負(fù)極，b為正極，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成的是氯化鈉和次氯酸鈉。16.【答案】(1)原電池陽(yáng)極(2)CH410OH8e=CO32-7H2OAge=AgH2和NaOH(3)12HCl【解析】(1)由圖可知，甲裝置為燃料電池，是原電池，通入燃料的電極為負(fù)極，通入氧氣的電極為正極，與電池正極相連的電極A為陽(yáng)極，B為陰極，C為陽(yáng)極，D為陰極。(2)甲裝置中由于電解質(zhì)為KOH溶液，負(fù)極反應(yīng)為CH410OH8e=CO32-7H2O，正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，乙、丙裝置為電解池，B極反應(yīng)式為Age=Ag，D極發(fā)生反應(yīng)為2H2e=H2，由于D極消耗了H，破壞了水的電離平衡，最終在D極產(chǎn)生大量NaOH溶液，故D極產(chǎn)物為H2和NaOH。(3)在丙裝置中，陽(yáng)極C發(fā)生反應(yīng)：2Cl2e=Cl2，陰極D發(fā)生反應(yīng)：2H2e=H2，n(氣體)0.112 L22.4 Lmol10.005 mol，所以轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為n(e)0.005 mol，c(OH)0.005 mol0.5 L0.01 molL1，c(H)1012molL1，pH12，n(NaOH)n(HCl)0.005 mol，所以若要使丙池恢復(fù)電解的狀態(tài)，應(yīng)向丙池中通入HCl氣體0.005 mol。17.【答案】(1)HCl、CuCl2(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4(3)CuSO4、NaCl(4)CuSO4(5)HCl、NaCl【解析】(1)電解質(zhì)質(zhì)量減少，水質(zhì)量不變，實(shí)質(zhì)電解電解質(zhì)，如HCl、CuCl2。(2)電解質(zhì)質(zhì)量不變，水質(zhì)量減少，實(shí)質(zhì)電解水，如H2SO4、Na2SO4、NaHSO4。(3)電解質(zhì)和水的質(zhì)量都減少，電解質(zhì)和H2O都參與電解反應(yīng)，如CuSO4、NaCl。(4)若陰極析出金屬，陽(yáng)極放出O2時(shí)，由不活潑金屬陽(yáng)離子和OH放電，如CuSO4。(5)兩極分別放出氣體，且體積比為11時(shí)，一般生成H2和Cl2，如HCl、NaCl。18.【答案】(1)2Fe33ClO10OH=2FeO42-5H2O3Cl(2)Zn2e2OH=Zn(OH)2F