1、高中化学 第四章 电化学基础水平测试 新人教版选修4第四章水平测试时间：90分钟满分：100分第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分)12015年贺岁银质纪念币为中华人民共和国法定货币，面额3元。很多纪念金币材料为钢芯镀金，根据你所掌握的电镀原理，你认为制作这种金纪念币时，钢芯应作()A正极 B负极C阳极 D阴极答案D解析电镀时，待镀金属制品作阴极，镀层金属作阳极，在钢芯上镀金，故钢芯应作阴极。22016广元二模下列对四个常用电化学装置的叙述中，正确的是()图碱性锌锰电池图铅蓄电池图电解精炼铜图纽扣式银锌电池A.图所示电池中，MnO2的作用是催化剂B图所示
2、电池放电过程中，硫酸浓度不断增大C图所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2浓度始终不变D图所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中被还原为Ag答案D解析A项，图所示电池中，MnO2的作用是氧化剂；B项，图所示电池放电过程中，硫酸浓度不断减小；C项，图所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2浓度降低。3为探究金属的腐蚀情况，某同学将锌片和铜片置于浸有饱和食盐水和酚酞的滤纸上，并构成如图所示的装置。下列判断合理的是()A左边铜片上有气泡冒出B右边锌片上的反应为2Cl2e=Cl2C最先观察到红色的区域是D左右两边Cu片质量均不发生变化答案D解析左边是原电池，锌作负极：Zn2e=Zn2，铜作正极，正
3、极发生吸氧腐蚀：O22H2O4e=4OH，A错误；右边是电解池，锌作阳极：Zn2e=Zn2，铜作阴极：2H2O2e=H22OH，B错误；最先观察到红色的区域是，C错误。4某同学为了使反应2HCl2Ag=2AgClH2能进行，设计了如下所示的四个实验方案，你认为可行的方案是()答案C解析由题意知，以盐酸作电解质溶液，Ag作阳极，设计成电解池可实现该反应。52016合肥月考用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()A电子通过盐桥从乙池流向甲池B用铜导线替换盐桥，原电池仍继续工作C开始时，银片上发生的反应是Age=AgD将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总
4、反应相同答案D解析根据原电池工作原理，电子由负极(Cu)沿导线流向正极(Ag)，电解质溶液中阴离子沿盐桥从乙池流向甲池；正极(Ag)反应式为Age=Ag，负极(Cu)反应式为Cu2e=Cu2。总反应式为Cu2Ag=Cu22Ag，与将Cu片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应相同。6下列电极反应式与出现的环境相匹配的是()选项电极反应式出现的环境AO22H2O4e=4OH碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应B4OH4e=O22H2O弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀C2H2e=H2用铜作阳极，石墨作阴极电解NaOH溶液的阴极反应DH22e=2H用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应答案C解析A项所给电极反应式
5、为正极反应式，错误；在弱酸性环境下，钢铁发生吸氧腐蚀的电极反应式为O22H2O4e=4OH，B项错误；用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应式为4OH4e=O22H2O，D项错误。72014江苏盟校二联“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。其供电原理是：白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给天宫一号，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。镍氢电池放电时的总反应原理为MHNiO(OH)=MNi(OH)2(M为氢化物电极的储氢金属，也可看做H2直接参加反应)。下列说法正确的是()A充电时阴极区电解质溶液pH降低B在使用过程中此电池要不断补充水C放电时NiO(OH)在电极
6、上发生氧化反应D充电时阳极反应为Ni(OH)2eOH=NiO(OH)H2O答案D解析主要考查原电池原理和电解池原理。放电时，Ni元素化合价降低，发生还原反应，故C错误；充电时，阴极反应为2H2e=H2，阳极反应为Ni(OH)2eOH=NiO(OH)H2O，阴极区电解质溶液pH升高，故A错误，D正确；总反应过程中无H2O消耗，故B错误。82015深圳期中铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，作为原电池工作时的反应为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。下列结论或表述完全正确的是()APb为负极被还原B正极反应：PbO22HSO2e=PbSO4H2OC若使用该电池并
7、用碳棒电解CuSO4溶液，当有1.6 g纯铜析出时，铅蓄电池内消耗硫酸物质的量为0.05 molDSO向PbO2极移动答案C解析本题考查电化学的知识，考查考生的判断能力。原电池的负极发生氧化反应，A项错误；PbO24HSO2e=PbSO42H2O，B项错误；电解硫酸铜溶液时，生成0.025 mol Cu，转移电子的物质的量为0.05 mol，根据铅蓄电池总方程式可知，消耗硫酸的物质的量为0.05 mol，C项正确；原电池中阴离子向负极移动，D项错误。92016武汉调研科研人员设想用下图所示装置生产硫酸，下列说法正确的是()Aa为正极，b为负极B生产过程中H向a电极区域运动C电子从b极向a极移动
8、D负极反应式为2H2OSO22e=SO4H答案D解析本题考查原电池反应的应用。该图为原电池工作原理图，由a、b两极通入的气体可知，a极应为负极，反应式为SO22H2O2e=SO4H，b极应为正极，该极上O2得电子，所以外电路中电子从a极移向b极；生产过程中氢离子应移向b电极区域；D正确。10用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法中正确的是 ()A燃料电池工作时，正极反应：O22H2O4e=4OHBa极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出Ca极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出Da、b两极均是石墨时，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积
9、相等答案C解析酸性燃料电池工作时，正极反应：O24H4e=2H2O，A错误；a极是铁，b极是铜时，a极上铁发生氧化反应逐渐溶解，b极上Cu2发生还原反应有铜析出，B错误；a极是粗铜，b极是纯铜时，a极上发生氧化反应，粗铜溶解，b极上Cu2发生还原反应，有铜析出，C正确；a、b两极均是石墨时，根据电子守恒，a极上产生的O2与电池中消耗的H2的体积比为12，D错误。112016嘉兴一模下列叙述正确的是()图1图2ACu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图1所示，石墨电极上产生氢气，铜电极发生氧化反应B图1所示当时有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol C
10、u2O生成C图2装置中发生：Cu2Fe3=Cu22Fe2，X极是负极，Y极材料可以是铜D如图2，盐桥的作用是传递电荷以维持电荷平衡，Fe3经过盐桥进入左侧烧杯中答案A解析若有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，B错误；若发生Cu2Fe3=Cu22Fe2，Cu作负极，比Cu不活泼的石墨、Pt等作正极，C错误；盐桥的作用是维持电荷平衡，但只是盐桥中离子发生定向移动，Fe3不能移动到左侧烧杯中，D错误。122016大理名校联考液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作
11、为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是()A电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B负极发生的电极反应式为N2H44OH4e=N24H2OC该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触D该燃料电池持续放电时，正极发生氧化反应，pH减小答案D解析由图可判定通入空气的为正极，通入N2H4的为负极，正极发生还原反应，D错误。132016常德模拟锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A该电池放电时，正极的电极反应为O24H4e=2H2OB该电池充电时，阴极发生了氧化反应：Lie=LiC电池中的有
12、机电解液可以用稀盐酸代替D正极区产生的LiOH可回收利用答案D解析正极的反应式为O22H2O4e=4OH，A项错误；电池充电时，阴极发生还原反应，B项错误；有机电解液不能用稀盐酸代替，因为金属锂与稀盐酸能发生反应，C项错误。142015云南统测铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强。控制一定的条件，用如图所示的电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜。下列有关叙述正确的是()A阴极上有金属铝生成B电极A为石墨，电极B为金属铝COH在电极A上放电，有氧气生成D阳极的电极反应式为2Al6e3H2O=Al2O36H答案D解析电解液为硫酸溶液，阴极上H放电，故阴极产物为氢气，A项错误；Al
13、Al2O3，发生氧化反应，故电源正极连接的是金属铝，即电极A为金属铝，电极B为石墨，B项错误；电极A上Al发生氧化反应，C项错误，D项正确。15用石墨作电极完全电解含1 mol溶质X的溶液。通电一段时间后，向溶液中加入一定量的物质Y能使电解液恢复到起始状态的是()选项X溶液物质YACuCl21 mol Cu(OH)2BNaOH1 mol NaOHCNa2SO41 mol H2SO4DAgNO30.5 mol Ag2O答案D解析电解CuCl2溶液的化学方程式为CuCl2CuCl2，所以电解后加CuCl2能使电解液恢复到起始状态；电解NaOH溶液的化学方程式为2H2O2H2O2，电解后加水能使电解
14、液恢复到起始状态；电解Na2SO4溶液的化学方程式为2H2O2H2O2，电解后加水能使电解液恢复到起始状态；电解AgNO3溶液的化学方程式为4AgNO32H2O4AgO24HNO3，电解后加入0.5 mol Ag2O可使电解液恢复到起始状态，故A、B、C错误，即选D。16如图所示，某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水。下列说法不正确的是()Aa接电源正极B阳极区溶液中发生的氧化还原反应为Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2OC阴极区附近溶液pH降低D若不考虑气体的溶解，当收集到H2 13.44 L(标准状况)时，有0.1 mol Cr2O被还原答
15、案C解析由题图可知b极产生氢气，为阴极，则阴极区溶液的pH升高，连接电源的负极，a极连接电源的正极，A项正确，C项错误；阳极发生反应：Fe2e=Fe2，生成的Fe2再与Cr2O反应：Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，B项正确；生成标况下13.44 L H2时转移电子1.2 mol，根据电子守恒可知阳极有0.6 mol Fe2生成，则还原0.1 mol Cr2O，D正确。第卷(非选择题，共52分)二、非选择题(本题包括6个小题，共52分)172016北京模拟(9分)如下图装置所示，是用氢氧燃料电池B进行的某电解实验：(1)若电池B使用了亚氨基锂(Li2NH)固体作为储氢材料，其储
16、氢原理是Li2NHH2=LiNH2LiH ，则下列说法中正确的是_。ALi2NH中N的化合价是1B该反应中H2既是氧化剂又是还原剂CLi和H的离子半径相等D此法储氢和钢瓶储氢的原理相同(2)在电池B工作时：若用固体Ca(HSO4)2为电解质传递H，则电子由_极流出，H向_极移动(填“a”或“b ”) 。b极上的电极反应式为_。外电路中，每转移0.1 mol电子，在a极消耗_ L的H2(标准状况下)。(3)若A中X、Y都是惰性电极，电解液W是滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则B工作时：电解池中X极上的电极反应式是_。在X极这边观察到的现象是_。检验Y电极上反应产物的方法是_。若A中其他均不改变，只将
17、电极Y换成铁棒，可实现的实验目的是_。答案(1)B(2)abO24H4e=2H2O1.12(3)2H2e=H2溶液变红用润湿的KI 淀粉试纸接近Y极气体产物，变蓝，证明产生Cl2制Fe(OH)2解析(1)Li2NH中N的化合价为3价，故A错误；反应中H2分别生成LiNH2和LiH，LiNH2中H为1价，LiH中H的化合价为1价，反应中H2既是氧化剂又是还原剂，故B正确；LiH中的阳离子和阴离子核外电子排布相同，核电核数越大，半径越小，则阳离子半径小于阴离子半径，故C错误；此法储氢是利用氧化还原反应将H2转化为固体材料，发生化学变化，而钢瓶储氢将氢液化，为物理变化，原理不同，故D错误。(2)通入
18、氢气的电极为电池的负极，发生氧化反应，反应为H22e=2H，通入氧气的电极为电池的正极，发生还原反应，反应为O24e4H=2H2O；电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，即从a极流向b极，电解质溶液中阳离子向正极移动，即H由a极通过固体酸电解质传递到b极；b极为正极，发生还原反应，电极反应O24e4H=2H2O；转移电荷守恒，由题意知每转移2 mol电子消耗1 mol H2，即每转移0.1 mol电子，在a极消耗0.05 mol H2，即1.12 L H2。(3)由题意知，a端为电源负极，b端为电源正极，电解饱和食盐水中和电源的负极a端相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反
19、应，即2H2e=H2，溶液中H离子浓度减小，碱性增强，酚酞变红。和电源的正极相连的电极Y极是阳极，该电极上氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl2e=Cl2生成产物为氯气，检验方式为用润湿的KI淀粉试纸接近Y极气体产物，变蓝，证明产生Cl2。Y极发生失去电子的氧化反应化合价升高，铁生成亚铁离子，溶液中有大量氢氧根离子和亚铁离子结合生成氢氧化亚铁沉淀，故其目的为制Fe(OH)2。182016厦门模拟(8分)某研究小组对铁生锈进行研究。(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如上图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。通过上述实验现象
20、分析，可得出铁生锈的外部条件是_；铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为_；实验B所用的水要经过_处理；植物油的作用是_；实验C中碱石灰的作用是_。(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是_，该实验_(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。答案(1)有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)O24e2H2O=4OH煮沸(或“除去氧气”)(写“加热”不正确)隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)吸收水蒸气(或“干燥”“保持试管内干燥环境”)(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”“消耗了氧气”)使气体体积减小不能解析(1)铁生锈的外部条件是金
21、属要和空气中的水以及氧气接触；铁钉发生电化学腐蚀，负极上铁为活泼金属，易失去电子而被氧化，正极上是氧气发生得电子的反应O22H2O4e=4OH；水中溶解有一定的空气，煮沸可以将空气排出，植物油和水是互不相溶的，它的作用是隔绝空气中的氧气；碱石灰能吸水，它的作用是吸收空气中的水蒸气。(2)铁生锈会消耗氧气，这样会使试管内压强低于大气压，不能证明水对铁钉生锈产生影响。19(9分)如图是两种溶液进行电解的装置。电极A是由金属M制成的，M的硝酸盐的化学式为M(NO3)2，B、C、D都是铂电极，P、Q是电池的两极。(1)电路接通后，B极上析出金属M，其电极反应为_；同时C极产生_，电极反应为_；D极产生
22、_，电极反应为_。(2)电池中P是_极，Q是_极。(3)A极上电极反应为_。(4)当电路中通过2.4081022个电子时，B极上析出1.27 g M，则M的相对原子质量为_。(5)如果将电池的正、负极交换接入原电路，当通过1.2041022个电子时，B极上的现象是_，电极反应为_；A极上析出金属_g，电极反应为_(假设M为Cu)。答案(1)M22e=M 氧气 4OH4e=2H2OO2 氢气 2H2e=H2 (2)正 负 (3)M2e=M2 (4)64 (5)有气体放出 4OH4e=2H2OO2 0.64 Cu22e=Cu解析根据甲电解池的B极上有金属M析出，可知在B极上发生了还原反应：M22e
23、=M，由阳离子在B极上获得电子而被还原，可判断B极是阴极，与B极相连的C极一定是阳极，所以在乙电解池中，阴离子在C极放电：4OH4e=2H2OO2，在C极上有氧气放出，D极是阴极，溶液中的阳离子在该极放电：2H2e=H2，所以D极上有氢气放出。通过上述的分析和判断，很容易推知A为阳极，而与A连接的电池P极一定是正极，Q为负极。电路接通后A极溶解，发生反应：M2e=M2，当电路中通过2.4081022个电子时，在B极上析出M 1.27 g。设M的相对原子质量为x，则：M22e=M 2 x 1.27得，解得x64。如果将电池的正、负极交换接入原电路，此时B极是阳极，溶液中的阴离子向阳极移动并在阳极
24、放电：4OH4e=2H2OO2，B极上有氧气放出。如果M是铜，则在A极上有铜析出，即Cu22e=Cu。设析出Cu的质量为y g，则：Cu22e=Cu 2 64 y，解得：y0.64。20(8分)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛(CH3CHO)废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应为2CH3CHOH2OCH3CH2OHCH3COOH。实验室中，以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如图所示。(1)若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入_(填化学式)气体。(2)电解过程中，
25、两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体。电极反应如下。阳极：4OH4e=O22H2O，_。阴极：_，CH3CHO2e2H2O=CH3CH2OH2OH。(3)电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛废水(乙醛的含量为3000 mg/L)，可得到乙醇_kg(计算结果保留小数点后1位)。答案(1)CH4(2)CH3CHO2eH2O=CH3COOH2H4H4e=2H2或4H2O4e=2H24OH(写成“2H2e=H2”不扣分)(3)不变(4)1.9解析(1)b极为负极，应通入CH
26、4。(2)分析2CH3CHOH2OCH3CH2OHCH3COOH可知，CH3CHO失电子生成CH3COOH，得电子生成CH3CH2OH。(3)电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量不发生变化。(4)1 m3废水中乙醛的含量为3000 mg/L1000 L3000103 mg即3000 g，根据阴极区乙醛的去除率可达60%知参与阴极反应的乙醛为1800 g，乙醇的质量为1800 g1.9 g。212016江西摸底(10分)为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。甲乙.用图甲所示装置进行第一组实验时：(1)在保证电极反应不变的情况下，不能替代
27、Cu作电极的是_(填字母)。A石墨B镁C银D铂(2)实验过程中，SO_(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象是_。.该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根(FeO)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，回答下列问题：(3)电解过程中，X极处溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为_。(5)电解进行一段时间后，若在X极收集到672 mL气体，Y电极(铁电极)质量减小0.28 g，则在Y极收集到气体为_mL(均已折算为标准状况时气体体积)。(6)K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极
