人教版高中化学选修四第四章《电化学基础》单元检测题（解析版）

《电化学基础》单元检测题
一、单选题
1.用石墨作电极，电解2 mol·L－1CuSO4溶液时，下列变化不可能发生的是(　　)
A． 阳极附近H＋浓度增大 B． 阴极质量增加
C． 阴极上放出氧气 D． 溶液蓝色变浅
2.将H2S通入FeCl3溶液中，过滤后将反应液加入电解槽中电解(如下图所示)，电解后的溶液还可以循环利用。该方法可用于处理石油炼制过程中产生的H2S废气。下列有关说法正确的是(　　)

A． 过滤得到的沉淀可能是FeS和S
B． 若有0.20 mol电子转移，一定能得到2.24 L氢气
C． 可以用Fe与外接电源的a极相连
D． 与a极相连的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋
3.下列有关金属铁的腐蚀与防护，说法正确的是(　　)
A． 酸雨后易发生析氢腐蚀、炒锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀
B． 当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，后者更易被腐蚀
C． 铁与电源正极连接可实现电化学保护
D． 将钢管与铜管一起堆放时可保护钢管少受腐蚀
4.下列说法错误的是(　　)
A． 钢铁发生析氢腐蚀时，负极电极反应是Fe－2e－===Fe2＋
B． 铜制品和钢铁制品一样能发生析氢腐蚀
C． 常温下钢铁在浓硝酸溶液中不会发生析氢腐蚀
D． 钢铁发生析氢腐蚀时，H＋得电子释放出H2，钢铁被腐蚀
5.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+==Zn2++Cu，该原电池的合理组成是（　）

A． 答案A B． 答案B C． 答案C D． 答案D
6.在标准状况下，用铂电极电解CuSO4溶液，当阴极产生12.8 g铜时，阳极放出的气体是(　　)
A． 1.12 L H2 B． 1.12 L O2 C． 2.24 L H2 D． 2.24 L O2
7.某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述中正确的是(　　)

A． 铅笔端作阳极，发生还原反应
B． 铂片端作阴极，发生氧化反应
C． 铅笔端有少量的氯气产生
D． a点是负极，b点是正极
8.硝酸汞和碘化钾溶液混合后会生成红色的碘化汞沉淀，为了探究硝酸汞和碘化钾溶液之间能否发生氧化还原反应，研究人员设计了如图的实验装置，结果电流计指针发生了偏转，下列分析正确的是(　　)

A． 如图装置的电流方向是从C1到C2
B． C1是负极，发生的反应是2I－－2e－===I2
C． K＋向C1电极流动
D． 装置发生的总反应是Hg2＋＋2I－===HgI2↓
9.用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　)
A． AgNO3[AgNO3] B． NaOH [H2O] C． KCl [KCl] D． CuSO4[Cu(OH)2]
10.下列有关实验现象的描述不正确的是(　　)
A． 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B． 铜—锌—稀硫酸形成的原电池中，铜为正极
C． 把铜片插入氯化铁溶液中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加大
D． 把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加大
11.下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是(　　)

A． 逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B． 一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体
C． a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D． a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
12.下列叙述正确的是(　　)
A． 反应AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O可以设计成原电池
B． Zn和稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率
C． 把Fe片和Cu片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到Cu片上产生大量气泡，说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化
D． Zn－Cu原电池工作过程中，溶液中H＋向负极作定向移动
13.有关电化学知识的描述正确的是(　　)
A． CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
B． 某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是由KCl饱和溶液制得的琼脂
C． 因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极
D． 理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池
14.铁在下列情况下腐蚀最快的是(　　)
A． 铁放入海水中
B． 铁和锌连接放入水中
C． 铁和锡连接放入海水中
D． 铁和锡连接放入淡水中
15.以下现象与电化学腐蚀无关的是(　　)
A． 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B． 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C． 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈
D． 银制奖牌久置后表面变暗
16.下列电池工作时，O2在正极放电的是(　　)

A． A B． B C． C D． D
17.用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有(　　)
①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑
②Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
③2Cl－＋2H＋H2↑＋Cl2↑
④2H2O2H2↑＋O2↑
A． ①②③ B． ①②④ C． ②③④ D． ②④
18.下列说法中不正确的是(　　)
A． 化学电池是将化学能转变成电能的装置
B． 化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等
C． 化学电池供能稳定可靠，使用方便，易于维护
D． 废旧电池可以随意丢弃
19.锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　)

A． 正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B． 电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C． 在外电路中，电流从负极流向正极
D． 盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液

二、填空题
20.下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。

(1)腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)。
(2)环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为__________________________________________。
(3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。
21.由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。

根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应式是________________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是___________________________________________。
(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是____________________________________。
22.“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
(1)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将________能转化为________能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为
Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2
充电时，阳极的电极反应式为________________；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn＋Ag2O＋H2O2Ag＋Zn(OH)2，其负极的电极反应式为________________。
三、实验题
23.某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下表：

试根据表中的实验现象完成下列问题：
(1)实验①、②中铝所作的电极(指正极或负极)________(填“相同”或“不相同”)。
(2)实验③中铝为________极，电极反应式为________________；石墨为________极，电极反应式为_______________；电池总反应式为_____________________________。
(3)实验④中铝作负极还是正极？_____，理由是___________________________________，铝电极的电极反应式为_______________________________。
(4)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为_____________________。
24.已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。
















答案解析
1.【答案】C
【解析】阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A不符合题意；阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阴极质量增加，蓝色变浅，B、D不符合题意；只有C符合要求。
2.【答案】D
【解析】H2S＋2FeCl3===S＋2HCl＋2FeCl2，A错误；实质为电解HCl和FeCl2混合溶液，又因为电解后的溶液还可以循环利用，则电解应将FeCl2转化为FeCl3，所以阳极反应：Fe2＋－e－===Fe3＋，阴极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，由于未知气体是否为标准状况，因此不能求氢气的体积，B错误；右边产生H2，为阴极，直接相连的b是负极，所以a是正极，与a相连的为阳极，D正确；若铁作阳极，则阳极反应：Fe－2e－===Fe2＋，无法生成Fe3＋循环利用，C错误。
3.【答案】A
【解析】酸雨后溶液显酸性，容易发生析氢腐蚀，炒锅存留盐液是中性溶液，较易发生吸氧腐蚀，A正确；金属活动性Zn>Fe>Sn，所以镀锡铁镀层破损时，Fe作原电池的负极首先被腐蚀，而镀锌铁镀层破损时，由于Fe作正极，被保护起来，前者更易被腐蚀，B错误；铁与电源负极连接可实现电化学保护，C错误；将钢管与铜管一起堆放形成原电池，钢管作为负极，受腐蚀的程度增加，D错误。
4.【答案】B
【解析】Cu活动性较弱，不能置换酸中的氢，所以铜制品不会发生析氢腐蚀，只有B错误。在浓硝酸溶液中，虽然酸性较强，但常温下Fe会被氧化而产生致密氧化膜，C正确。
5.【答案】C
【解析】该原电池的总反应可分为两个电极反应，负极：Zn－2e-==Zn2+，正极：Cu2++2e-==Cu，因此锌为负极，活动性比锌弱的金属或导电非金属为正极，电解质溶液中应含有铜离子。
6.【答案】D
【解析】溶液中离子有Cu2＋、H＋及、OH－四种离子，得电子能力Cu2＋>H＋，失电子能力OH－>，阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑。n(Cu)＝12.8 g÷64 g·mol－1＝0.2 mol，n(O2)＝0.1 mol，在标准状况下体积为2.24 L，D正确。
7.【答案】D
【解析】NaCl溶液中离子有Na＋、H＋及Cl－、OH－四种离子，得电子能力H＋>Na＋，失电子能力Cl－>OH－，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑。铅笔端产生OH－，使酚酞变红，发生还原反应，为阴极，与电源负极相连，a为负极，A错误，D正确；铂片作阳极，发生氧化反应，B错误；铅笔端产生H2而不是Cl2，C错误。
8.【答案】B
【解析】电流计指针发生偏转，有电流形成，形成原电池反应，碘离子具有还原性，C1作负极，电极反应为2I－－2e－===I2，B正确；C2作正极，溶液中汞离子得电子，Hg2＋＋2e－===Hg，发生还原反应，电流方向是从正极(C2)流向负极(C1)，A错误；为保持硝酸汞溶液电荷守恒，盐桥中阳离子移向硝酸汞溶液(C2电极)，C错误；原电池反应为氧化还原反应，D中反应是非氧化还原反应，D错误。
9.【答案】B
【解析】溶液中离子有Ag＋、H＋、N、OH－四种离子，得电子能力Ag＋>H＋，失电子能力OH－>N，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，总反应为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，从电解质溶液中析出Ag和氧气，应加入Ag2O，A错误；用相同方式可得出电解NaOH溶液总反应是2H2O2H2＋O2↑，B正确；2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑，从电解质溶液中析出氢气和氯气，应加入HCl，C错误；2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，从电解质溶液中析出Cu和氧气，应加入CuO，D错误。
10.【答案】C
【解析】铜－稀硫酸－铁形成原电池，铁为负极，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，铜为正极，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，A正确；金属活动性Zn>Cu，在铜—锌—稀硫酸原电池中锌为负极，铜为正极，B正确；铜插入氯化铁溶液，反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，氯化铜对此反应无影响，C错误；Zn＋ 2H＋===Zn2＋＋ H2↑，加入几滴氯化铜，部分锌发生反应Zn＋ Cu2＋===Zn2＋＋Cu，置换出的铜附着在锌片表面可形成原电池，加快氢气的生成速率，D正确。
11.【答案】D
【解析】根据图示，b极为阳极，a极为阴极，根据电荷守恒，电解质溶液中的、OH－移向阳极(b极)，电极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，b极附近c(H＋)>c(OH－)，石蕊溶液变红；Na＋、H＋移向阴极(a极)，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，a极附近c(OH－)>c(H＋)，石蕊溶液变蓝，C错误，D正确；根据电子守恒：O2～4e－～2H2，产生的气体体积a电极的大于b电极，A错误；两种气体均为无色无味的气体，B错误。
12.【答案】B
【解析】A项，属非氧化还原反应，不能用于设计原电池；B项，锌与置换出来的铜在电解质溶液中形成原电池，加快产生H2的速率；C项，构成原电池，负极Fe－2e－===Fe2＋，正极2H＋＋2e－===H2↑；D项，H＋向原电池的正极作定向移动。
13.【答案】D
【解析】CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误。KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3，生成的AgCl会使导电性减弱，所以盐桥中不能使用KCl，可换成KNO3，B错误。铁遇到浓硝酸会发生钝化，铜可与硝酸发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu失电子被氧化，作原电池的负极，C错误。
14.【答案】C
【解析】铁的腐蚀主要是与接触到的电解质形成原电池反应而发生电化学腐蚀为主。根据原电池的工作原理可知，Fe若作原电池的负极，被腐蚀的速度就快，而作原电池的正极，则被腐蚀的速度就减慢。本题中要找铁被腐蚀最快的，当然应找铁与锡连接放入海水中的腐蚀。因为此时已构成形成原电池的条件，且铁作负极，电解质溶液的导电能力也很强，腐蚀速度最快。
15.【答案】D
【解析】铜锌合金中，锌为活泼金属，与铜构成原电池后锌为负极，先被腐蚀从而起到保护铜的作用，因而不易产生铜绿；生铁中铁和碳构成原电池，铁为负极，原电池加快腐蚀速度，因而比纯铁更易生锈；铁与铜构成原电池，铁为负极，加快生锈速度，A、B、C均与电化学腐蚀有关；银质奖牌久置后表面变暗是因为银暴露在空气中生成硫化银而变暗，与电化学无关。
16.【答案】B
【解析】A项，锌锰电池，Zn是负极，MnO2为正极，所以正极放电的物质是MnO2；B项，氢燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极；C项，铅蓄电池负极为Pb，正极为PbO2放电；D项，镍镉电池负极为Cd，正极为NiO(OH)放电。
17.【答案】D
【解析】设混合溶液中CuSO4和NaCl的物质的量分别为1 mol和3 mol，根据放电顺序可看作是1 mol CuCl2、1 mol NaCl和1 mol Na2SO4，首先是电解CuCl2溶液，Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑；其次电解NaCl溶液，2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；最后电解NaOH和Na2SO4的混合液，电解方程式为2H2O2H2↑＋O2↑，故选D。
18.【答案】D
【解析】本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等方面的知识。废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体健康危害很大，所以废旧电池应回收利用。D不正确。
19.【答案】B
【解析】在原电池中，相对活泼的金属材料作负极，相对不活泼的金属材料作正极，负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，A错误，B正确。因Zn失电子生成Zn2＋，为使ZnSO4溶液保持电中性，盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，D错误。电子由锌经导线流向铜，电流方向与之相反，C错误。
20.【答案】(1)c　(2)2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓
(3)0.448
【解析】(1)铜为负极被腐蚀生成Cu2＋，正极氧气得电子生成OH－。
(2)正极反应产物为OH－，负极反应产物为Cu2＋，与Cl－作用生成Cu2(OH)3Cl。
(3)n[Cu2(OH)3Cl]＝＝0.02 mol，所以有0.04 mol Cu被氧化，根据电子得失守恒n(O2)＝＝0.02 mol，标准状况下V(O2)＝0.02 mol×22.4 L·mol－1＝0.448 L。
21.【答案】(1)A－2e－===A2＋　(2)Cu2＋＋2e－===Cu
(3)变大　(4)D＞A＞B＞C
【解析】甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性A＞B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性B＞C；丙中A上有气泡即H2产生，则A为正极，活动性D＞A，随着H＋的消耗，pH变大。
22.【答案】(1)太阳　电　Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O　减小
(2)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
【解析】(1)阳极是失电子发生氧化反应的一极，Ni(OH)2为阳极；放电时负极反应为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，故溶液碱性减小。
23.【答案】(1)不相同　
(2)负； 2Al－6e－===2Al3＋；正；6H＋＋6e－===3H2↑；2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑ 　　
(3)负极；铝与氢氧化钠溶液反应，镁与氢氧化钠溶液不反应；
Al－3e－＋4OH－==AlO2－＋2H2O
(4)另一个电极材料的活泼性和电解质溶液的氧化性
【解析】实验①中镁比铝活泼，镁作原电池的负极，铝作原电池的正极，电流计指针偏向铝；实验②中铝比铜活泼，铝作原电池的负极，铜作原电池的正极，电流计指针偏向铜；实验③中铝失去电子，发生氧化反应，③为负极，石墨为正极，电流计指针偏向石墨。
24.【答案】(答案合理即可)
【解析】因为总反应式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所以负极为Fe，正极可为Cu、Ag或石墨，电解质溶液为稀硫酸，按原电池示意图一般形式画出装置图。