人教版 高中化学 选修四 第四章 电化学基础 过关练习 含解析

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人教版 高中化学 选修四 第四章 电化学基础 过关练习
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.如图所示，液面上浮着一个空心铁球。

数天后可观察到的现象是(　　)
①铁球表面出现红棕色锈斑　②铁球表面出现黑色锈斑
③量筒内水位下降　④量筒内水位上升
A． ①③
B． ①④
C． ②③
D． ③④
2.某蓄电池放电、充电的反应式为Fe+Ni2O3+3H2OFe（OH）2+2Ni（OH）2，下列推断中正确的是（　　）
①放电时，Fe为正极，Ni2O3为负极
②充电时，阴极上的电极反应式是：Fe（OH）2+2e﹣===Fe+2OH﹣
③充电时，Ni（OH）2为阳极 ④蓄电池的电极必须浸在某碱性溶液中
A． ①②③
B． ①②④
C． ①③④
D． ②③④
3.现有A、B、C、D四种金属片：
①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸中，B表面变黑并逐渐溶解；
②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中，C发生氧化反应；
③把A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸中，电子流动方向为A→导线→C。
根据上述情况，下列说法中正确的是(　　)
A． 在①中，金属片B发生还原反应
B． 在②中，金属片C作正极
C． 如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中，则金属片D上有气泡产生
D． 上述四种金属的活动性由强到弱的顺序是A>B>C>D
4.铅蓄电池的两极分别为铅和二氧化铅，电解质溶液为硫酸，工作时的电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O，下列结论正确的是(　　)
A． 铅为正极被氧化
B． 溶液的pH不断减小
C． 硫酸根离子只向二氧化铅处移动
D． 电子由铅极流向二氧化铅极
5.下列电池工作时，O2在正极放电的是(　　)

6.将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流。下列叙述正确的是(　　)
①通入CH4的电极为正极　②正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－　③通入CH4的电极反应式为CH4＋2O2＋4e－===CO2＋2H2O　④负极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===＋7H2O　⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动　⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动
A． ①③⑤
B． ②④⑥
C． ④⑤⑥
D． ①②③
7.控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　)

A． 为证明反应的发生，可取甲中溶液加入酸性高锰酸钾溶液
B． 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
C． 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
D． 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，电流计指针偏转方向相反
8.查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为CH3CH2OH－2e－===X＋2H＋。下列说法中正确的是(　　)
A． 电池内部H＋由正极向负极移动
B． 另一极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C． 乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极
D． 电池总反应为2CH3CH2OH ＋ O2===2CH3CHO ＋ 2H2O
9.甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H＋)。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O。下列叙述中不正确的是(　　)
A． 负极的反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋
B． 电池的总反应式是2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
C． 电池工作时，H＋由正极移向负极
D． 电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路再从通入氧气的一极流入
10.把等物质的量的Na2SO4、NaCl、AgNO3混合物放入足量水中，经充分搅拌后，将所得溶液用石墨电极进行电解，阳极生成的物质是(　　)
A． H2
B． Ag
C． Cl2
D． O2
二、双选题(共5小题,每小题6.0分,共30分)
11.（双选）如下图所示，下列叙述正确的是(　　)。

A． 铜是负极，铜片上有气泡产生
B． 铜片质量逐渐减少
C． 电子从锌片经导线流向铜片
D． 氢离子在铜片表面被还原
12.（双选）下列关于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． 用锌片和铁片相连，一起浸入氯化铜溶液，铁片表面出现一层锌
C． 把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D． 把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
13.（双选）对于Zn(s)＋H2SO4(l)===ZnSO4(l)＋H2(g)　ΔH＜0的化学反应。下列叙述不正确的是(　　)
A． 该反应可以设计成原电池
B． 若将该反应设计成原电池，锌为负极
C． 若将该反应设计成原电池，电解质溶液可用硫酸铜溶液
D． 若将其设计为原电池，当有32.5 g锌溶解时，正极放出气体一定为11.2 L
14.(双选)铜锌原电池(如下图所示)工作时，下列叙述正确的是(　　)

A． 该装置能将化学能转化为电能
B． Cu为负极，发生氧化反应
C． 在外电路中，电子从锌电极流向铜电极
D． 盐桥中的Cl－移向CuSO4溶液
15.（双选）如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电极的大于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
第Ⅱ卷
三、非选择题(共3小题,每小题10.0分,共30分)
16.如图，X和Y均为石墨电极：

(1)若电解质溶液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_________________________；电解过程中________(填“阴”或“阳”)极附近会出现红色。
(2)若电解质溶液为500 mL含A溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。电解后溶液的pH为________；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的________________(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)
17.某实验小组用以下几个实验装置探究电化学过程对金属与稀硫酸反应速率的影响，烧杯中都盛有稀H2SO4。

试回答：
(1)B装置中Cu电极上的电极反应式为_____________________________________________，
D装置中Fe电极上的电极反应式为______________________。
(2)D装置中的实验现象有_______________________________________________，
若用电流计测量反应时通过导线的电子流量为0.2mol，则Fe电极的质量变化为________________________________________________________________________。
(3)B、C两个装置中Fe片被腐蚀的速率更快的是________(填“B”或“C”)。
18.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉。

铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：
(1)氢氧燃料电池能量转化的主要形式是________，在导线中电子流动方向为________(用a、b表示)。
(2)负极反应式为________。
(3)电极表面镀铂粉的原因是______________________________________________________
_________________________________________________________________________________________。
(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一，金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li＋H22LiH
Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是________，反应Ⅱ中的氧化剂是________。
②已知LiH固体密度为0.82 g·cm－3，用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比值为________。
③由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为________mol。



答案解析
1.【答案】B
【解析】量筒内的空气、溶有O2的食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池，发生了吸氧腐蚀，其负极反应是2Fe－4e－===2Fe2＋，正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；Fe2＋与OH－结合成Fe(OH)2，再被氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3脱水生成Fe2O3·xH2O，而在铁球表面出现红棕色锈斑；由于量筒中的O2被吸收，所以量筒内的水位会上升。
2.【答案】D
【解析】①由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，即正极为Ni2O3、负极为Fe，故①错误；
②充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为Fe+
2OH﹣﹣2e﹣===Fe（OH）2，所以电池充电过程时阴极反应为Fe（OH）2+2e﹣===Fe+2OH﹣，故②正确；
③充电时，阴极发生Fe（OH）2+2e﹣====2OH﹣，阳极发生2Ni（OH）2+2OH﹣﹣2e﹣=Ni2O3+3H2O，Ni（OH）2做阳极，故③正确；④根据总反应Fe+Ni2O3+3H2O===Fe（OH）2+2Ni（OH）2，可以判断出铁镍蓄电池放电时Fe作负极，发生氧化反应，为还原剂，失电子生成Fe2+，碱性电解质中最终生成Fe（OH）2，所以电解质溶液是碱，故④正确；
故选D。
3.【答案】C
【解析】①B表面变黑并逐渐溶解，B失去电子作为负极，活动性B>A，发生氧化反应，选项A错误；②中，由于金属片C发生氧化反应，C作负极，活动性C>D，选项B错误；③负极失去电子，电子流出，A为负极，活动性A>C；所以四种金属活动性由强到弱的顺序是B>A> C>D，选项D错误；由于活动性B>D，B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中，则金属片D作正极，在D上氢离子得到电子产生氢气，所以有气泡产生，选项C正确。
4.【答案】D
【解析】由铅蓄电池工作时反应的方程式可知，铅的化合价升高，失去电子发生氧化反应，铅为负极；
反应过程硫酸不断被消耗，溶液的pH不断增大；其外电路中，电子由负极(Pb极)流向正极(PbO2极)；内电路中，阴离子(硫酸根离子)移向负极(Pb极)，阳离子移向正极。
5.【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。
6.【答案】B
【解析】在KOH溶液中，燃料电池总反应为CH4＋2O2＋2OH－===＋3H2O，CH4为还原剂，作负极，其电极反应为CH4＋10OH－－8e－===＋7H2O，①③错误、④正确；正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，②正确；放电时溶液(原电池内电路)中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，⑤错误，⑥正确。
7.【答案】A
【解析】酸性高锰酸钾溶液不但可氧化Fe2＋，也可氧化Cl－，可通过淀粉检验是否存在I2来确认反应是否发生，A不正确；图示表明，原电池装置反应物为Fe3＋和2I－，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，B、C正确；电流计读数为零，表明反应进行到一定程度，Fe3＋浓度降低，此时甲中溶入FeCl2固体，原电池装置反应物变为Fe2＋和I2，反应方向发生了变化，I2被还原为I－，Fe2＋失电子变成Fe3＋被氧化，电子流向也发生了改变，D正确。
8.【答案】D
【解析】通入氧气的电极为正极，在酸性溶液中电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B错误；正极消耗H＋，在电池内部H＋向正极移动，A错误；乙醇在负极发生反应，电子经过外电路流向正极，C错误；由正、负极合并可得总反应为2CH3CH2OH＋O2===2X＋2H2O，根据元素守恒可得X为CH3CHO，D正确。
9.【答案】C
【解析】氧气得到电子，作正极，在酸性溶液中发生反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；甲醇失去电子，发生氧化反应，作负极，在酸性溶液中发生反应：CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋，A正确；由两极反应可知总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，B正确；由电极反应可判断出电池工作时，H＋移向正极而不是移向负极，C错误，D正确。
10.【答案】D
【解析】等物质的量的NaCl和AgNO3混合后，NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓，溶质为NaNO3和Na2SO4的混合液，用石墨电极电解时，实质是电解水，阳极上生成的物质是O2。本题往往忽视氯化钠和硝酸银的反应，误认为是多种电解质溶液混合物，简单分析对应离子，错误得出阳极产物为氯气。
11.【答案】CD
【解析】在铜锌原电池中，锌的活动性大于铜，锌为负极、铜为正极。负极锌失去电子不断溶解，在外电路中电子由锌电极流向铜电极；溶液中的氢离子，在正极铜表面得到电子被还原，有氢气产生。
12.【答案】BC
【解析】A中铜片和铁片、稀硫酸可构成原电池，铜片表面出现气泡，正确；B可构成原电池，锌和铁均能与氯化铜反应，但锌更活泼，所以负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，铁片表面出现一层铜，错误；C中铜与三氯化铁反应只生成铜离子和铁离子，无铁单质析出，错误；D中部分锌粒可置换出铜，构成铜锌原电池，加快反应速率，正确。
13.【答案】CD
【解析】该反应为自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池装置，A正确；锌在反应后元素化合价升高，发生氧化反应，锌为负极，B正确；电解质溶液改为硫酸铜时，反应将转变为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，不再发生题干所示反应，C错误；由反应方程式可知，有32.5 g锌溶解时正极生成0.5 mol H2，但不一定是标准状况，气体体积不一定为11.2 L，D错误。
14.【答案】AC
【解析】如图装置构成Zn－CuSO4－Cu原电池，A正确；活泼金属Zn作为负极，Zn－2e－===Zn2＋，发生氧化反应，B错误；原电池中电子从负极(Zn)→导线→正极(Cu)，C正确；正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，CuSO4溶液中铜离子浓度减小，为使溶液保持电中性，盐桥中的K＋移向CuSO4溶液，D错误。
15.【答案】AD
【解析】和电源的正极相连的b是阳极，电极反应：2OH－－4e－===2H2O＋O2↑，呈红色；电源的负极相连的a极是阴极，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，呈蓝色，C错误、D正确；根据电子守恒：O2～4e－～2H2，氧气体积是氢气体积的一半，A正确；O2、H2均为无色无味的气体，B错误。
16.【答案】(1)2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑　阴 (2)1　CuO(或CuCO3)
【解析】(1) 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H2＋2e－===H2↑，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑。阴极遇酚酞后变红。
(2)由实验现象可知电解质为可溶性含氧酸铜盐，X为阴极，Y为阳极，无色气体为O2，离子方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑，溶液中n(H＋)＝2×＝0.05 mol，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，pH＝1；电解质溶液中析出铜和氧气，要恢复至电解前的溶液组成，可加入一定量的CuO或CuCO3。
17.【答案】(1) 2H＋＋2e－===H2↑　Fe－2e－===Fe2＋
(2)Cu电极上有气泡，Fe电极逐渐溶解，溶液逐渐变为浅绿色　减小5.6g
(3)B
【解析】(1)在B装置中，活动性Fe＞Cu，Cu电极为原电池的正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；D装置为电解池，Fe电极与直流电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。
(2)在D装置中可看到的实验现象有Fe电极逐渐溶解消耗，在Cu电极上不断有气泡产生，溶液逐渐由无色变为浅绿色，根据Fe～2e－～Fe2＋可知，当n(e－)＝0.1mol，则n(Fe)＝0.1mol，质量变化为5.6g。
(3)在B装置中Fe为原电池的负极，腐蚀加快；在C装置中Fe作原电池的正极，被腐蚀的是活动性强的Zn，Fe被保护起来。在B、C两个装置中被腐蚀的速率更快的是B。
18.【答案】(1)化学能转变为电能　a流向b
(2)H2－2e－＋2OH－===2H2O
(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快反应速率
(4)①Li　H2O　②8.71×10－4(或)　③32
【解析】(1)原电池的实质为化学能转化成电能，总反应为2H2＋O2===2H2O，其中H2在负极失电子，即电子从a流向b。(2)负极为H2失电子生成H＋，但溶液为KOH溶液，故负极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O。(3)铂粉的接触面积大，可以增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，可以加快反应速率。(4)①反应Ⅰ中Li从0价升至＋1价，作还原剂，反应Ⅱ中H2O中的H从＋1价降至0价，作氧化剂。②在反应Ⅰ中当吸收10 mol H2时，生成20 mol LiH，V＝＝×10－3L≈195.12×10－3L，则＝≈8.71×10－4。③反应Ⅱ中20 mol LiH可生成20 mol H2，实际参加反应的H2为20 mol×80%＝16 mol，每1 mol H2生成H2O时，转移2 mol电子，故导线中通过电子的物质的量为16 mol×2＝32 mol。