2020-2021学年人教版高中化学选择性必修1第四章《化学反应与电能》测试卷 【含答案】

第四章《化学反应与电能》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.早在1807年化学家戴维用电解熔融NaOH制得钠：4NaOH(熔融)4Na＋O2↑＋2H2O；后来
盖·吕萨克用铁与熔融NaOH作用也制得钠：3Fe＋4NaOH Fe3O4＋2H2↑＋4Na↑。

下列有关说法正确的是( )
A．电解熔融NaOH制钠，阳极反应为2OH－－2e－===H2↑＋O2↑
B．盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强
C．若戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数不同
D．戴维法与盖·吕萨克法的能量转化形式相同
2.番茄汁显酸性，在番茄上平行地插入铜片和锌片形成一个原电池，如图所示。

以下叙述不正确的是( )
A．铜片为正极，锌片为负极
B．锌片上电极反应式：Zn －2e－===Zn2＋
C．铜片上电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑
D．铜片上电极反应式：Cu2＋＋2e－===Cu
3.电解装置如图所示，电解槽内装有KI－淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。

在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。

已知：3I2＋6OH－===＋5I－＋3H2O
IO‒3
下列说法不正确的是( )
A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．电解结束时，右侧溶液中含IO ‒3
C．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2O KIO3＋3H2↑D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变
4.金属镍有广泛的用途。

粗镍中含有少量Fe 、Zn 、Cu 、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe 2＋＜Ni 2＋＜Cu 2＋)( )
A ． 阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni 2＋＋2e －===Ni
B ． 电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C ． 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2＋和Zn 2＋
D ． 电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt
5.“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl 2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。

下列关于该电池的叙述错误的是( )
A ． 电池反应中有NaCl 生成
B ． 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C ． 正极反应为NiCl 2＋2e －===Ni ＋2Cl －
D ． 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
6.汽车的启动电源常用铅蓄电池，电池反应如下：
PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 42PbSO 4＋2H 2O ，根据此反应判断下列叙述中正确的是( )
A ． PbO 2放电时是电池的负极，充电时是电池的阳极。

B ． 负极的电极反应式为Pb ＋－2e －===PbSO 4
SO 2‒4C ． 放电时，PbO 2得电子，被氧化
D ． 电池放电时，溶液酸性增强
7.一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，插入KOH 溶液中，然后分别向两极上通入乙烷和氧
气，其电极反应式为C 2H 6＋18OH －－14e －===2＋12H 2O 、7H 2O ＋O 2＋14e －===14OH －，有CO 2‒372关此电池的推断正确的是( )
A ． 通氧气的电极为负极
B ． 参加反应的氧气与
C 2H 6的物质的量之比为7∶2
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度不变
CO2‒3
D．电解质溶液中，向正极移动
8.研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的 CaF2﹣CaO作电解质，利用如图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。

下列说法中，正确的是（ ）
A．由 TiO2制得 1 mol 金属 Ti，理论上外电路通过 2 mol 电子
B．阳极的电极反应式为 C+2O2﹣-4e﹣===CO2↑
C．在制备金属钛前后，整套装置中 CaO 的总量减少
D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+”接线柱应连接 Pb 电极
9.下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
10.在冶金工业中，常用电解法得到钠、镁、铝等金属，其原因是( )
A．都是轻金属
B．都是活泼金属
C．成本低廉
D．化合物熔点较低
11.常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 mol·L－1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是( )
A．阴极增重1.4 g
B．所得溶液pH＜1
C．阴极增重0.64 g
D．所得溶液pH＞1
12.生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。

下列对铅蓄电池的说法错误的是( )
A．需要定期补充硫酸
B．工作时铅是负极，PbO2是正极
SO2‒4
C．工作时负极上发生的反应是Pb－2e－＋===PbSO4
D．工作时电解质的密度减小
13.下列说法正确的是( )
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．铅蓄电池是一次电池
C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电使活性物质获得再生
D．燃料电池的活性物质大量储存在电池内部
14.如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )
A．答案A
B．答案B
C．答案C
D．答案D
15.关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是( )
A．原电池中失去电子的一极为负极
B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C．原电池中相对活泼的一极为正极
D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极
二、实验题(共3小题)
16.某同学用如图所示做水果电池的实验,测得数据如下表所示：
请回答以下问题:
(1)实验⑥中负极的电极反应式为　。

(2)实验①、⑤中电流方向相反的原因是　。

(3)影响水果电池电压的因素有 、 。

(4)若在实验中发光二极管不亮，该同学用铜、锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来，再接发光二极管，这样做 。

(填“合理”或“不合理”)
17.有甲、乙两位学生利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人都使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1硫酸溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的氢氧化钠溶液中，如下图所示。

(1)写出甲池中正极的电极反应式_______________________________________。

(2)写出乙池中负极的电极反应式________________________________________。

(3)写出乙池中总反应的离子方程式_______________________________________。

(4)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。

(5)由此实验，可得到如下哪些结论正确( )
A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动顺序已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
(6)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序判断原电池中的正负极”这种做法________(可靠或不可靠)。

如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案________________(如可靠，此空可不填)。

18.某同学在做原电池原理的实验时，有如下实验步骤：
①用导线将灵敏电流计的两端分别与纯净的锌片和铜片相连接(如图1)。

②把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中;
③把一块纯净的铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中;
④用导线把锌片和铜片连接起来后,再平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中(如图2)。

回答下列问题：
(1)实验步骤①中应观察到的现象是　。

(2)实验步骤②中应观察到的现象是　。

(3)实验步骤③中应观察到的现象是　。

(4)实验步骤④中应观察到的现象是　。

(5)通过实验步骤④该同学头脑中有了一个猜想(或假设),该猜想是　。

(6)为了证实该猜想,该同学又设计了第⑤步实验,请简要画出第⑤步实验的装置示意图。

三、填空题(共3小题)
19.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。

按要求回答下列问题：
(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。

请说明原因________________
______________________________________________________________。

(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？
______________。

若能，请写出电极反应式，负极：________________________________，正极：_____________________________________。

(若不能，后两空不填)
20.为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了下图所示装置，按要求回答下列问题：
(1)此装置工作时，可以观察到的现象是_____________________________________________，
电池总反应为__________________________________________________________________。

(2)以上装置中，锌和锌盐溶液组成__________，铜和铜盐溶液组成________，中间通过盐桥连接起来。

SO2‒4SO2‒4
(3)原电池工作时，硫酸锌溶液中向________移动，硫酸铜溶液中向________移动。

(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________移动来导电的。

在工作时，K＋移向________。

21.将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500 mL硫酸铜溶液中，构成如下图的装置(以下均假设反应过程中溶液体积不变)。

(1)铁片上的电极反应式为_________________________________________________。

(2)铜片周围溶液会出现的现象___________________________________________________。

(3)若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为1.2 g，计算导线中流过的电子的物质的量为
________mol。

答案解析
1.C
熔融NaOH只存在OH－和Na＋，结合反应可知阴极反应为4Na＋＋4e－===4Na，阳极反应为
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，A错误；钠的还原性大于铁，B错误；电解法中只有Na元素化合价降低，而盖·吕萨克法除Na元素化合价降低外，H元素化合价也降低，产生等量Na时两反应转移电子数不同。

若制得4molNa，电解熔融NaOH转移4mole－，盖·吕萨克法转移8 mol e－，C正确；戴维法由电能转化为化学能，盖·吕萨克法由热能转化为化学能，能量转化形式不同，D错误。

2.D
Zn、Cu和番茄汁(酸性)形成的原电池，其中锌片作负极，发生氧化反应：Zn
－2e－===Zn2＋，A、B正确；铜片作正极，发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，C正确，D错误。

3.D
左侧溶液变蓝，说明左侧Pt电极为阳极，电极反应式为2I－－2e－===I2……①，右侧Pt电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－……②或2H＋＋2e－===H2↑，A正确；阴极发生的
IO‒3
OH－通过阴离子交换膜迁移至左室，与I2发生反应：3I2＋6OH－===5I－＋＋3H2O……③，I2
IO‒3
浓度逐渐减小，故蓝色逐渐变浅，电解结束后可通过阴离子交换膜扩散至右侧，B正确；①式
IO‒3
×3＋②式×3＋③式得电解总反应：I－＋3H2O＋3H2↑，C正确；若换用阳离子交换膜，OH－不能迁移至左室，反应③无法发生，①式＋②式得电解总反应式为
2I－＋2H2O2OH－＋I2＋H2↑，两种情况下电解总反应显然不同，D错误。

4.D
阳极发生氧化反应，A错；电解过程中，阳极主要电极反应为Ni－2e－===Ni2＋，但比Zn活泼的铁和锌也会溶解，Zn－2e－===Zn2＋，Fe－2e－===Fe2＋，而阴极反应为Ni2＋＋2e－===Ni，溶解和析出金属不同，B错误；电解后溶液还有镍离子，C错；Cu和Pt比镍弱，形成阳极泥，D正确。

5.B
该原电池的负极反应式为Na－e－===Na＋，正极反应式为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，总电池反应式为2Na＋NiCl2===2NaCl＋Ni。

B项错误。

6.B
SO2‒4
放电时Pb＋－2e－===PbSO4，Pb是电池的负极，充电时Pb是还原产物，作电解池的阴极，
SO2‒4
B正确；放电时，PbO2＋＋2e－＋4H＋===PbSO4＋2H2O, PbO2得电子，被还原，是正极，充电时是氧化产物，作电解池的阳极，A、C错误；电池放电时，由于不断消耗溶液中的硫酸，所以溶液酸性减弱，D错误。

7.B
根据电极反应，C 2H 6失去电子为负极，氧气得到电子为正极，A 错误；根据电子守恒：
C 2H 6～14e －～O 2，B 正确；合并正、负极反应可得总反应为
722C 2H 6＋7O 2＋8OH －===4＋10H 2O ，KOH 参与电极反应，浓度减小，C 错误；在原电池内部，
CO 2‒3电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，电解质溶液中
向负极移动，D 错误。

CO 2‒38.B
由TiO 2制得1 mol 金属Ti ，Ti 元素化合价由+4价变为0价，所以理论上外电路转移4 mol 电子，A 错误；根据图知，阳极上C 失电子和氧离子反应生成二氧化碳，电极反应式为
C+2O 2﹣﹣4e ﹣===CO 2↑，B 正确；左边装置中氧化钙生成钙离子和氧离子，右边装置中钙离子结合氧离子生成氧化钙，所以整套装置中CaO 的总量不变， C 错误；若用铅蓄电池作该装置的供电电源，铅蓄电池放电时，二氧化铅作阳极，所以“+”接线柱应连接PbO 2电极，D 错误。

　
9.A
电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。

电解熔融的Al 2O 3制Al 时，若用Fe 作阳极，会发生反应Fe －2e －===Fe 2＋，Fe 2＋移动到阴极上发生反应Fe 2＋＋2e －===Fe ，使得到的Al 不纯。

10.B
金属冶炼方法选取的主要依据是金属的活动性强弱，不活泼的金属可以用热分解法制备，如加热氧化汞；比较活泼的金属用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属离子很难被其他还原剂还原，只能用电解方法制备。

由于钠、镁、铝是活泼金属，所以只能用电解法。

11.B
阴极可以放电的离子依次为0.01 mol Ag ＋、0.01 mol Cu 2＋，阳极可以放电的阴离子只有OH －；当阳极生成1.12 L O 2时，电路中通过电子：n (e －)＝0.05 mol×4＝0.2 mol ，此时Ag ＋、Cu 2＋已全部析出，质量：0.01 mol×108 g·mol －1＋0.01 mol×64 g·mol －1＝1.72 g ；因为当Ag ＋、Cu 2＋全部析出以后，相当于电解水，H ＋不再增加，所以生成的H ＋所带电荷与0.01 mol Ag ＋、0.01 mol Cu 2＋所带电荷相等；则溶液中生成：c (H ＋)＝0.3 mol·L －1，pH ＜1。

12.A
　放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等，说明H 2SO 4不用补充，A 不正确；铅蓄电池放电时相当于原电池，Pb 是负极，PbO 2是正极，B 正确；负极发生的反应是Pb 失去电子生成Pb 2＋，Pb 2＋与溶液中的生成PbSO 4沉淀，C 正确；放电时，H 2SO 4被消耗，溶液中H 2SO 4的SO 2‒4物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小，D 正确。

13.C
碱性锌锰电池，也就是常用的干电池，是一次电池，A 错误；铅蓄电池放电完后，再充电又可恢复供电，是二次电池，B 错误；燃料电池的燃料、助燃剂都外接于电池，不是一次性充入电池内部。

14.C
可通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D。

由M棒变粗，说明电解质溶液中的阳离子得电子生成金属单质，可知B不正确，C中在M棒上析出固体Ag，C正确。

也可通过逐一分析选项对应原电池反应的结果，看是否满足条件进行分析。

15.C
根据两池的结构与反应原理可确定，原电池中相对活泼的一极为负极。

16.(1)Al-3e-Al3+
(2)实验①中锌比铜活泼，锌作负极，实验⑤中铝比锌活泼，锌作正极，两实验中电流方向相反
(3)水果品种；电极材料
(4)合理
实验⑥中电极是铝比锌与铝活泼，铝为负极，反应式为Al-3e-Al3+；实验①中锌比铜活泼，锌为负极，实验⑤中铝比锌活泼，锌为正极，两实验中电流方向相反；由实验①和⑤可知,水果电池的电压与水果的品种及电极材料有关。

17.(1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(4)Mg　Al　
(5)AD
(6)不可靠；将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极
甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

由于铝与碱的反应是一个特例，不可作为判断金属性强弱的依据。

判断原电池的正极、负极要依据实验事实。

18.(1)电流计指针不偏转
(2)锌片上有气泡产生
(3)铜片上无气泡
(4)铜片上有大量气泡,锌片上没有气泡或有少量气泡
(5)有电子从锌经导线向铜片移动
(6)
原电池的形成条件：
①有活动性不同的两个电极，②两电极插入电解质溶液中，③两极用导线相连形成闭合回路，
④相对活泼的金属与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。

19.(1)二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀
(2)能　Cu－2e－===Cu2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
(1)当Cu、Al导线连接时，接触到潮湿的空气就易形成原电池而被腐蚀。

(2)因为FeCl3能与Cu发生反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，可形成原电池，负极为Cu，反应为Cu－2e－===Cu2＋，正极为石墨，电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。

20.(1)电流计指针偏转，锌片溶解，铜片上有红色固体析出　Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
(2)锌半电池　铜半电池
(3)锌片　盐桥
(4)离子　CuSO4溶液(正极区)
(1)如图装置构成Zn－CuSO4－Cu原电池，活泼金属Zn作为负极，失去电子，Zn－2e－===Zn2＋，电子经外电路流向铜电极，铜电极上Cu2＋＋2e－===Cu。

(2)电极材料和电解质溶液形成半电池。

SO2‒4
(3)因Zn失电子生成Zn2＋，极板带正电荷，为保持电中性，ZnSO4溶液中移向锌片，
Zn－2e－===Zn2＋，盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液以平衡电荷；正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，为使CuSO4溶液保持电中性，盐桥中的K＋移向CuSO4溶液以平衡电解质溶液中的电荷。

(4)正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，溶液中铜离子减小，为使CuSO4溶液保持电中性，盐桥中的K＋移向CuSO4溶液。

21.(1)Fe －2e－===Fe2＋　(2)溶液颜色变浅　(3)0.02
(1)Fe、Cu及硫酸铜溶液构成了原电池，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe作负极，发生反应
Fe－2e－===Fe2＋。

(2)由于Cu2＋不断在铜片上放电，Cu2＋＋2e－===Cu。

所以铜片周围溶液中Cu2＋的浓度降低，溶液的颜色会出现变浅。

(3)总反应方程式是Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。

可见每有2 mol的电子转移，在铁片和铜片之间的质量差为56 g＋64 g===120 g，现在质量差值为1.2 g，所以转移的电子数为(1.2 g÷120 g)×2===0.02 mol。