1、高中化学第四章电化学基础单元综合测试四新人教版选修4第四章 电化学基础章末达标检测（四）(满分100分，时间90分钟)第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分；每小题只有一个选项符合题目要求)1下列电池工作时，O2在正极放电的是()解析：A项，锌锰电池工作时，锌在负极放电，MnO2在正极放电，错误；B项，酸性氢燃料电池工作时，H2在负极放电，O2在正极放电，正确；C项，铅蓄电池工作时，Pb在负极放电，PbO2在正极放电，错误；D项，镍镉电池工作时，Cd在负极放电，NiOOH在正极放电，错误。答案：B2在理论上可设计成原电池的化学反应是()AC(s)H2O(g)
2、=CO(g)H2(g)H0BBa(OH)28H2O(s)2NH4Cl(s)=BaCl2(aq)2NH310H2O(l)H0CCaC2(s)2H2O(l)Ca(OH)2(s)C2H2(g)H0DCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H0解析：设计成原电池需要有自发进行的氧化还原反应，满足条件的有A、D。但A为吸热反应，不能将化学能转化为其他能量放出。故选D。答案：D3下列叙述正确的是 ()A铜、铁和FeCl3溶液形成的原电池，铜极放出氢气B电解硫酸钠溶液就是电解水，电解后溶液pH升高C铁锅生锈的正极反应为O22H2O4e=4OHD工业上电解饱和食盐水的阳极反应为2H2e=H2解析：A
3、项，铜、铁和FeCl3溶液形成的原电池，铜作正极，电极反应为Fe3e=Fe2，错误；B项，电解硫酸钠溶液，实质电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，溶液呈中性，溶液pH不变，错误；C项，铁锅生锈，发生吸氧腐蚀，正极电极反应为O22H2O4e=4OH，正确；D项，电解饱和食盐水时阳极发生氧化反应，电极反应为2Cl2e=Cl2，错误。答案：C4用下列装置能达到预期目的的是()A甲图装置可用于电解精炼铝B乙图装置可得到持续、稳定的电流C丙图装置可达到保护钢闸门的目的D丁图装置可达到保护钢闸门的目的解析：AlCl3溶液中存在Al3、H，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A不能达到目的；B
4、中的这种原电池中，电流会迅速衰减，乙装置不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为活泼的金属，故不能达到预期目的。答案：D5如右图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无臭气体放出。符合这一情况的是附表中的()a极板b极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2解析：由a极板质量增加，知溶液中阳离子在a极板析出，则a为阴极，X为负极；因B中a极板不析出金属，C中为正极可否定，又由b极板有无色无臭气体放出，否定D。答案：A6X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电
5、池。X、Y相连时，X为负极；Z、W相连时，电流方向是WZ；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动顺序是()AXZWY BZXYWCXYZW DYWZX解析：在原电池中，活泼金属作为电池的负极，失去电子发生氧化反应；不活泼的金属作为电池的正极，得到电子发生还原反应。电子由负极经导线流向正极，与电流的方向相反(物理学中规定正电荷移动的方向为电流的方向)。因此，X、Y相连时，X为负极，则活泼性XY；Z、W相连时，电流方向是WZ，则活泼性ZW；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，则活泼性XZ，W、Y相连时，W极发生氧化反应，则WY。综合上述，可以得出金属
6、的活泼性顺序是XZWY。答案：A7下列实验装置，其中按要求设计正确的是()解析：A项，电解饱和食盐水，连接电源正极的为阳极，铁作阳极，被氧化，阳极不能产生Cl2，错误；B项，原电池中锌作负极，铜作正极，Zn和ZnSO4溶液、Cu和CuSO4溶液各自构成半电池，用导线和盐桥构成闭合回路，正确；C项，电镀银，含Ag的溶液作电解液，错误；D项，精炼铜，粗铜应作阳极，纯铜作阴极，错误。答案：B8将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是()ACu电极上发生还原反应B电子沿ZnabCu路径流动C片刻后甲池中c(SO)增大D片刻后可观察到滤纸b点变红色解析：将K闭合构成闭合回路后，甲、乙构成原电池。饱和
7、硫酸钠、酚酞溶液为电解质溶液，滤纸为“电解池”。A项，原电池反应为：ZnCu2=Zn2Cu，Zn为负极，发生氧化反应，Cu电极上发生还原反应；B项，电子不能通过电解质溶液；C项，盐桥中Cl移向甲池，c(SO)不变；D项，b点为电解池的阳极，OH放电，该极区呈酸性，此处滤纸颜色无明显变化。答案：A9用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56 L气体，阴极得到1.12 L气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是()A稀盐酸 BKNO3溶液CCuSO4溶液 D稀硫酸解析：阳极与阴极产生的气体体积比为，相当于电解水，pH变小，说明电解了含氧酸。答案：D1
8、0图中为直流电源，为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸，为电镀槽。接通电路后发现上的c点显红色，为实现铁上镀锌，接通后，使c、d两点短路。下列叙述正确的是()Aa为直流电源的负极Bc极发生的反应为2H2e=H2Cf电极为锌板De极发生还原反应解析：接通电路后发现上的c点显红色，说明c是电解池的阴极，溶液中的氢离子放电，则b是电源的负极，a是正极，A项错误，B项正确；要实现铁上镀锌，则铁作阴极，即f电极是铁，e是阳极，电极是锌，e电极上发生氧化反应，C、D两项均错误。答案：B11关于如图所示各装置的叙述中，正确的是()A装置是原电池，总反应是：Cu2Fe3=Cu22Fe2B装置中，铁作负极，电极
9、反应式为：Fe3e=Fe2C装置通电一段时间后石墨电极附近溶液红褐色加深D若用装置精炼铜，则d极为粗铜，c极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液解析：A项Fe比Cu活泼，总反应为Fe2Fe3=3Fe2；B项Fe为负极，发生的电极反应为Fe2e=Fe2；C项电泳时，Fe(OH)3胶粒带正电移向电极石墨；D项根据电流方向，c极为粗铜，d极为纯铜。答案：C12.用惰性电极电解煤浆液的方法制H2的反应为C(s)2H2O(l)=CO2(g)2H2(g)。现将一定量的1 molL1 H2SO4溶液和适量煤粉充分混合，制成含碳量为0.02 gmL10.12 gmL1的煤浆液，置于如图所示装置中进行电解(两电极
10、均为惰性电极)。下列说法错误的是()AA极是阳极，B极为阴极BA极的电极反应式为C2H2O4e=CO24HCB极的电极反应式为2H2e=H2D电解一段时间后，煤浆液的pH增大解析：A项，A极连接电源的正极是阳极，则B极为阴极，正确；B项，阳极上发生氧化反应，A极的电极反应式为C2H2O4e=CO24H，正确；C项，阴极上发生还原反应，B极的电极反应式为2H2e=H2，正确；D项，电解的总反应式为C(s)2H2O(l)=CO2(g)2H2(g)，可知电解一段时间后，煤浆液中水的量减少，硫酸溶液的浓度增大，溶液的pH减小，错误。答案：D13Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2
11、O的电解池示意图如图所示，电解总反应为：2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A石墨电极上产生氢气B铜电极发生还原反应C铜电极接直流电源的负极D当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成解析：由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H反应，电极反应为：2H2e=H2，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，当有0.1 mol电子转移时，有0.05 mol Cu2O生成，D选项错误。答案：A14铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：FeNi2O
12、33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是()A电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O解析：A项，由电池反应可知，Ni2O3Ni(OH)2，Ni的化合价由3价2价，化合价降低，发生还原反应，故Ni2O3为正极，FeFe(OH)2，Fe的化合价由0价2价，化合价升高，发生氧化反应，故Fe为负极，正确；B项，负极发生氧化反应，Fe2OH2e=Fe(OH)2，正确；C项，阴极发生还原反应，Fe(
13、OH)22e=Fe2OH，c(OH)增大，溶液的pH增大，故错误；D项，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D正确。答案：C15随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车界的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式为LixC6Li1xCoO2C6LiCoO2。下列说法不正确的是 ()A据题意分析可知该隔膜只允许Li通过，放电时Li从左边流向右边B放电时，正极锂的化合价未发生改变C充电时B作阳
14、极，该电极放电时的电极反应式为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2D废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li进入石墨中而有利于回收 解析：根据电池反应式知，放电时，负极反应式为LixC6xe=C6xLi，正极反应式为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，所以A是负极、B是正极。A项，据题意分析可知该隔膜只允许Li通过，放电时Li从左边流向右边，正确；B项，无论放电还是充电，Li元素的化合价都是1价，化合价不变，正确；C项，充电时，B电极是阳极，放电时是正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为Li1xCoO2xLixe=
15、LiCoO2，正确；D项，根据电池反应式知，充电时锂离子加入石墨中，错误。答案：D16某兴趣小组设计如图所示的微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生：一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()A断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H2ClCl2H2B断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl22e=2ClD断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极解析：由题意知，断开K2，闭合K1时，两极均有气泡产生，则说明铜电极没有参与反应，则铜电极一定作阴极，石墨电极作阳极，所以总反应的离子方
16、程式应为2Cl2H2OCl2H22OH，铜电极附近溶液变红，故A、B项均错误；断开K1，闭合K2时，氯气在石墨电极上得到电子生成Cl，氢气在铜电极上失去电子生成氢离子，所以此时石墨电极作正极，铜电极作负极，故C错误，D项正确。答案：D第卷(非选择题，共52分)二、非选择题(本题包括5小题，共52分)17(12分)在一个U形管里盛有氯化铜溶液，并插入两块锌片作电极，按图连接。(1)如果把电键K接A，该装置应是_，Zn极是_极，电极反应式为_，Zn极是_极，电极反应式为_。(2)上述反应进行5 min后，转换电键K到C，则这装置是_，Zn极是_极，电极反应式是_，Zn极是_极，电极反应式是_。(3
17、)上述装置进行2 min后，再转换电键K到B，则Zn极发生的化学反应为_，Zn极发生的有关电化学的反应为_。解析：这是考查电解池、原电池和电化学腐蚀的试题。当电键K接触A点时，构成一个有外接直流电源的电解池装置，与电源正极相连的Zn极是阳极，与电源负极相连的Zn极是阴极。当工作5 min后Zn极上析出了Cu，此时，将电键K接触C点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的Zn极是原电池的正极，Zn极是原电池的负极。当把电键K接触B点时，形成断路，Zn极发生Zn与CuCl2的置换反应，Zn极由于在锌的表面有铜，又浸在CuCl2溶液中，发生电化学腐蚀。答案：(1)电解池装置阳Zn2e=Zn2阴Cu22e=
18、Cu(2)原电池装置负Zn2e=Zn2正Cu22e=Cu(3)ZnCuCl2=ZnCl2Cu负极：Zn2e=Zn2，正极：Cu22e=Cu18(9分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓H2SO4b稀HNO3cNaOH溶液 d氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2的方法是_(注明试剂、现象)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精
19、炼，下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(5)利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。解析：(1)观察流程图可知，气体A是SO2，应该用碱性溶液吸收尾气，c、d项正确。(2)溶液中加入KSCN溶液显红色，说明溶液中存在Fe3；若检验还存在Fe2，则可以加入酸性KMnO4溶液，如果溶液紫红色褪去，则说明还含有Fe2。(3)根据流程图可知，由泡铜冶炼粗铜的化学方程式是3Cu2O2Al6CuAl2O3。(铝热法)(4)在电解精
20、炼中，不可能存在能量的完全转化，部分电能还可转化为热能等，a项错误；在电解池中，阳离子应该移向阴极，c项错误；b、d正确。(5)根据所给的原电池反应可知，正极是氧气发生还原反应，即O24H4e=2H2O。答案：(1)cd(2)Fe3取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色(3)3Cu2O2AlAl2O36Cu(4)bd(5)4HO24e=2H2O19(11分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述_(填装置序号)装置原理进行防护；装置中总反应的离子方程式为_。(2)用CH4或其他有机物
21、、O2为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为_。(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。图2电池负极区的电极反应为_；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现_色，C位置的电极反应式为_，若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯C点处出现蓝色，则b接的是_(填A或B)电极。解析：(1)装置为原电池，铁为负极，被腐蚀；装置为原电池，锌为负极被腐蚀，铁作正极被保护；装置为电解池，铁作阴极被保护；装置中铁被保护，实际是电解饱和食
22、盐水，生成氢氧化钠、氢气和氯气，离子方程式为2Cl2H2O2OHCl2H2。(2)燃料电池中燃料作负极反应，失去电子，在酸性条件下生成二氧化碳和水，电极反应为CnH2nOn4nenH2O=nCO24nH。(3)NaBH4/H2O2燃料电池中负极为BH发生氧化反应，电极反应为BH8e8OH=BO6H2O，即A为负极，B为正极。若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，形成原电池，锌失去电子，铅笔芯为正极，氧气得到电子，在该电极生成氢氧化钠，使酚酞变红色；C点的电极反应是O22H2O4e=4OH；若用碘化钾淀粉溶液浸湿滤纸，C处出现蓝色，则C处发生反应2I2e=I2，C为阳极，则b接电池正极，因为A是负
23、极，B是正极，所以b连接B极。答案：(1)2Cl2H2O2OHCl2H2(2)CnH2nOn4nenH2O=nCO24nH(3)BH8e8OH=BO6H2O红O22H2O4e=4OHB20(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，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2(O24e=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100 mL 0.5 molL1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为_，若a
24、电极产生56 mL(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)。aCuO bCu(OH)2cCuCO3 dCu2(OH)2CO3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B为甲烷，d电极反应式为CH44O28e=CO22H2O。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极(a电极)反应式：4OH4e=2H2OO2；阴极反应式：2Cu24e=2Cu，n(O2)2.5103 mol。线路中转移电子的物质的量为2.5103 mol40.01 mol，溶液中c(H)0.1 molL1，pHlg 0.11。加入CuO或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。答案：(1)正极CH44O28e=CO22H2O(2)4OH4e=2H2OO21ac21(10分)(1)某铅蓄电池的正、负极标记被磨损，试用如图装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正、负极。若A接E，B接F，而B电极出现_，_，则说明F为正极。铅蓄电池工作时(放电)，其E所在电极的电极反应式为 _，充电时该极与外接电源的_极相连。若有0.2 mol电子发生转移，则正极消耗的PbO2的物质的量是_。(2)利用甲醇(CH3OH)、氧气组成燃料电池，电解质溶液为碱性，电池工作时，其负极反应式为_
