人教版高中化学选修四章末综合测评4.docx

高中化学学习材料
唐玲出品
章末综合测评（四）
(时间45分钟，满分100分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．下列过程通电后才能进行的是( )
①电离②电解③电镀④电化学腐蚀
A．①②③B．①②④
C．②③D．全部
【解析】电解、电镀均须外加电源才能实现电能转化为化学能；电离是电解质在水溶液中离解的过程，电化学腐蚀是原电池原理，二者不需要通电。

【答案】 C
2．下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是( )
A．电池Ⅰ中锌是正极
B．电池Ⅱ是一次性电池
C．电池Ⅲ工作时，氢气发生还原反应
D．电池Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
【解析】电池Ⅰ中锌是负极，铜是正极，A错误；电池Ⅱ为铅蓄电池，属于二次电池，B错误；电池Ⅲ为氢氧燃料电池，H
2
在负极失去电子发生氧化反应，C错误；电池Ⅳ为锌锰干电池，锌为负极，碳棒为正极，电子由负极流向正极，D正确。

【答案】 D
3．(2016·武汉高二检测)下图有关电化学的示意图正确的是( )
【解析】A项，金属性：Sn>Cu，故Sn为负极；B项，电解精炼铜装置中，精铜作阴极，粗铜作阳极；C项，铁片镀锌时，Zn作阳极，Fe作阴极；D项，电
解饱和食盐水时，铁棒产生H
2，碳棒电极产生Cl
2
，故正确。

【答案】 D
4．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图b中，开关由M改置于N时，Cu­Zn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D．图d中，Zn­MnO
2干电池自放电腐蚀主要是由MnO
2
的氧化作用引起的
【解析】A项：插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀；B项：开关由M改置于N时，Zn作负极，Cu­Zn合金作正极，合金受到保护；C项：接通开关形成原电池，Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大，但气体是在Pt电极上生成；D项：Zn­MnO
2
中自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。

【答案】 B
5．(2016·泰安高二检测)将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是( )
甲乙
A．Cu电极上发生还原反应
B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C．片刻后甲池中c(SO2－4)增大
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
【解析】由图示装置知为Cu－Zn原电池。

A项，Cu电极作正极，电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，为还原反应，正确；B项，电子不能通过溶液，即不能实现a→b，错误；C项，甲池中c(SO2－4)基本不变，盐桥中Cl－进入甲池，中和产
生的Zn2＋所带的正电荷；D项，b点为阳极，电极反应：4OH－－4e－===O
2↑＋2H
2
O，
a点为阴极，电极反应：2H＋＋2e－===H
2
↑，故a点变红色。

【答案】 A
6．(2016·长沙高二检测)铁镍蓄电池放电时的总反应式为Fe＋Ni
2O
3＋
3H
2O===Fe(OH)
2
＋2Ni(OH)
2
，下列有关该电池的说法正确的是( )
A．电池的负极为Ni
2
O
3
，正极为Fe
B．电池的电解液可能是碱性溶液，也可能是酸性溶液
C．电池放电时，正极反应式为Ni
2
O
3
＋3H
2
O＋2e－===2Ni(OH)
2
＋2OH－
D．电池充电时，阳极附近溶液的pH升高
【解析】A项，Fe发生氧化反应，Ni
2
O
3
发生还原反应，故Fe为负极，Ni
2
O
3
为正极；B项，电池反应产物为Fe(OH)
2、Ni(OH)
2
，在酸性溶液中不存在，故电
池的电解液为碱性溶液；D项，电池充电时，阳极反应2Ni(OH)
2
＋2OH－－2e－
===Ni
2O
3
＋3H
2
O，阳极附近c(OH－)减小，pH降低。

【答案】 C
7．X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸入稀硫酸中构成原电池。

X、Y相连时，X为负极；Z、W相连时，外电路电流方向是W→Z；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性顺序是 ( )
A．X>Z>W>Y B．Z>X>Y>W
C．X>Y>Z>W D．Y>W>Z>X
【解析】在原电池中，活泼金属作原电池的负极，失去电子发生氧化反应；不活泼的金属或非金属导体作原电池的正极，阳离子或氧气等在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。

因此，X、Y相连时，X为负极，则活动性X>Y；Z、W相连时，电流方向是W→Z，则活动性Z>W；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，则活动性X>Z；W、Y相连时，W极发生氧化反应，则活动性W>Y。

综上所述，可以得出金属的活动性顺序：X>Z>W>Y。

故正确答案为A。

【答案】 A
8．如图是甲醇燃料电池的结构示意图。

甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应式为
2CH
3OH＋3O
2
===2CO
2
＋4H
2
O。

该电池负极发生的反应是 ( )
A．CH
3OH(g)＋O
2
(g)－2e－===H
2
O(l)＋CO
2
(g)＋2H＋(aq)
B．O
2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H
2
O(l)
C．CH
3OH(g)＋H
2
O(l)－6e－===CO
2
(g)＋6H＋(aq)
D．O
2(g)＋2H
2
O(l)＋4e－===4OH－(aq)
【解析】该燃料电池的总反应为
2CH
3OH＋3O
2
===4H
2
O＋2CO
2
①
正极反应为O
2＋4H＋＋4e－===2H
2
O ②
①－②×3得：2CH
3OH＋2H
2
O－12e－===2CO
2
＋12H＋，即CH
3
OH＋H
2
O－6e－===CO
2
＋6H＋，C项正确。

【答案】 C
9．如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。

下列说法正确的是( )
①X是正极，Y是负极②X是负极，Y是正极
③CuSO
4溶液的pH逐渐减小④CuSO
4
溶液的pH不变
A．①③B．②③C．①④D．②④【解析】b极显红色说明在b极附近溶液呈碱性，H＋在b极放电，b极为
阴极，即Y为负极，则X是正极。

Pt极为阳极，左边总反应为：2CuSO
4＋2H
2
O=====
电解
2Cu＋O
2↑＋2H
2
SO
4
，pH逐渐减小。

【答案】 A
10．(2014·大纲全国卷)右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH­Ni电池)。

下列有关说法不正确的是( )
A．放电时正极反应为：NiOOH＋H
2O＋e－―→Ni(OH)
2
＋OH－
B．电池的电解液可为KOH溶液
C．充电时负极反应为：MH＋OH－―→H
2
O＋M＋e－
D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高
【解析】A．在原电池的负极发生的是氧化反应，在原电池的正极发生的是还原反应，分析化合价的升降，可知A选项正确；B.因为本电池为金属氢化物
镍电池，又有Ni(OH)
2
等产生，因此可用碱性溶液作电解质溶液，B选项正确；
C.该反应为放电时的负极反应，C 选项错误；
D.氢密度越大，单位体积内放出的电量越多，电池的能量密度越高，D 选项正确。

【答案】 C
11．(2014·广东高考)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al ，其他均为Cu ，则( )
A ．电流方向：电极Ⅳ→A →电极Ⅰ
B ．电极Ⅰ发生还原反应
C ．电极Ⅱ逐渐溶解
D ．电极Ⅲ的电极反应：Cu 2＋＋2e －===Cu
【解析】 当多个池串联时，两电极材料活泼性相差大的作原电池，其他池作电解池，由此可知图示中左边两池组成原电池，右边组成电解池。

A.电子移动方向：电极Ⅰ→A →电极Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，A 正确。

B.原电池负极在工作中失电子，被氧化，发生氧化反应，B 错误。

C.原电池正极为得电子极，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，C 错误。

D.电解池中阳极为非惰性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极Ⅱ为正极，因此电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu － 2e －===Cu 2＋，D 错误。

【答案】 A
12．(2013·大纲全国卷)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr 2O 2－
7)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应Cr 2O 2－7＋6Fe
2＋
＋14H ＋===2Cr 3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O ，最后Cr 3＋以Cr(OH)3形式除去。

下列说法不正确的是( )
A ．阳极反应为Fe －2e －===Fe 2＋
B ．电解过程中溶液pH 不会变化
C．过程中有Fe(OH)
3
沉淀生成
D．电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr
2O2－
7
被还原
【解析】根据电解原理写出电极反应式，然后逐一分析。

A．电解时用铁作阳极，失去电子生成具有还原性的Fe2＋，Fe2＋将废水中的
Cr
2O2－
7
还原为Cr3＋。

B.电解过程中消耗H＋，溶液的pH发生变化。

C.电解过程中
H
2
O电离出的H＋参与反应，c(OH－)增大，Cr3＋与Fe3＋都与OH－结合为沉淀。

D.根据电极反应式Fe－2e－===Fe2＋，可知每转移12 mol e－生成6 mol Fe2＋，6 mol Fe2
＋可还原1 mol Cr
2O2－
7。

【答案】 B
二、非选择题(本题包括4个小题，共52分)
13．(12分)如下图所示装置中，当线路接通时，发现M(用石蕊试液浸润过的滤纸)a端显蓝色，b端显红色，且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料是铂、铜，且乙中两电极不发生变化。

回答：
甲乙
(1)甲、乙分别是什么装置？________、________。

(2)写出A、B、C、D的电极名称以及电极材料和电极反应式。

A极：_______________________________________________；
B极：_______________________________________________；
C极：_______________________________________________；
D极：_______________________________________________。

【解析】由甲中电极材料及M中现象知，甲为原电池，Zn为负极，银为正极，乙为电解池，C为阳极，D为阴极。

【答案】(1)原电池电解池
(2)A极(负极Zn)：Zn－2e－===Zn2＋；B极(正极Ag)：Cu2＋＋2e－===Cu；C极(阳
极Pt)：2OH－－2e－===H
2O＋
1
2
O
2
↑；D极(阴极Cu)：2H＋＋2e－===H
2
↑
14．(12分)(2016·济南高二检测)已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO
2
＋
2H
2SO
4
2PbSO
4
＋2H
2
O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄
电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。

请回答下列问题。

(1)A是铅蓄电池的________极，铅蓄电池正极反应式为______________________，放电过程中电解液的密度________(填“减小”、“增大”或“不变”)。

(2)Ag电极的电极反应式是________，该电极的电极产物共________g。

(3)Cu电极的电极反应式是______________________________________，
CuSO
4
溶液的浓度________(填“减小”、“增大”或“不变”)。

(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示________。

a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加
【解析】(1)当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极质量减少11.2 g，
说明Fe电极为阳极，则B为电源正极，A为负极；铅蓄电池负极反应为Pb＋SO2－
4
－2e－===PbSO
4
，总反应减去负极反应可得正极反应；放电过程中c(H2SO4)减小，故电解液密度减小。

(2)左U形管Ag电极为阴极：2H＋＋2e－===H
2↑，由H
2
～2e－可知n(H2)＝
0.2 mol，故m(H2)＝0.4 g；
(3)右U形管Cu电极为阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极(Zn)：Cu2＋＋2e－===Cu，相当于电镀池，故c(CuSO4)不变。

(4)a中，右侧U形管无气体产生，故不符合；b中，左U形管阳极Fe溶解，右U形管阳极Cu溶解，且单位时间内减少量m(Cu)>m(Fe)，故符合；C中，左U 形管阴极质量不变，故不符合。

【答案】(1)负PbO
2＋4H＋＋SO2－
4
＋2e－===PbSO
4
＋2H
2
O 减小
(2)2H＋＋2e－===H
2
↑0.4
(3)Cu－2e－===Cu2＋不变
(4)b
15．(14分)如图装置中，b电极用金属M制成，a、c、d为石墨电极，接通电源，金属M沉积于b极，同时a、d电极上产生气泡。

试回答：
(1)a为________极，c极的电极反应式为________________________。

(2)电解开始时，在B烧杯的中央，滴几滴淀粉溶液，你能观察到的现象是：_______________________________________________，
电解进行一段时间后，罩在c极上的试管中也收集到了气体，此时c极上的电极反应为________。

(3)当d极上收集到44.8 mL气体(标准状况)时停止电解，a极上放出了________mol气体，若b电极上沉积金属M的质量为0.432 g，则此金属的摩尔
质量为________。

(4)电解停止后加蒸馏水使A烧杯中的溶液体积仍为200 mL，取这种溶液加入到25.0 mL 0.100 mol·L－1 HCl溶液中，当加入31.25 mL溶液时刚好沉淀完全。

试计算：电解前A烧杯中MNO
3
溶液的物质的量浓度为________。

【解析】(1)由题意知b极：M＋＋e－===M，故b极为阴极，a极为阳极；
则c极为阳极，电极反应为：2I－－2e－===I
2。

(2)由于c极产生I
2，故c极附近溶液首先变蓝，d极反应：2H
2
O＋2e－===H
2
↑＋2OH－；无I
2生成，故d极附近无现象；当c极I－放电完全后，OH－放电：2H
2
O
－4e－===O
2
↑＋4H＋。

(3)a极反应：2H
2O－4e－===O
2
↑＋4H＋(或4OH－－4e－===O
2
↑＋2H
2
O)，d极反
应：2H
2O＋2e－===H
2
↑＋2OH－(或2H＋＋2e－＝H
2
↑)，由得失电子守恒知2H
2
～O
2
，
n(O
2)＝
1
2
n(H
2
)＝
44.8×10－3L
22.4 L·mol－1
×
1
2
＝1×10－3mol；m(M＋)＝m(M)＝0.432 g，n(M)
＝n(e－)＝4×10－3 mol，则m(M)＝
0.432 g
4×10－3 mol
＝108 g·mol－1。

(4)电解后c(AgNO3)＝0.025 L×0.1 mol·L－1
0.031 25 L
＝0.08 mol/L，n(Ag＋)＝0.08
mol/L×0.2 L＝0.016 mol，
电解前c(AgNO3)＝0.016 mol＋0.004 mol
0.2 L
＝0.1 mol/L。

【答案】(1)阳2I－－2e－===I
2
(2)c极附近的溶液首先变为蓝色4OH－－4e－===2H
2O＋O
2
↑
(3)0.001 108 g/mol
(4)0.1 mol·L－1
16．(14分)如图，p、q为直流电源两极，A为＋2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。

试回答：
(1)p为________极，A极发生了________反应。

(2)C试管里收集到的气体是________，电极方程式是
________________________________。

(3)在电解过程中，测得的C、D两极上产生的气体的实验数据如下：
时间(min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 阴极生成气体体积(cm3) 6 12 20 29 39 49 59 69 79 89 阳极生成气体体积(cm3) 2 4 7 11 16 21 26 31 36 41 仔细分析以上实验数据，请说出可能的原因：
_______________________________________________
_______________________________________________。

(4)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH________(填“增大”、
“减小”或“不变”)。

(5)当电路中通过0.004 mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128 g，则此
金属的摩尔质量为________。

【解析】根据金属沉积于B极知，B为阴极，则：A为阳极、C为阳极、D 为阴极，p为正极，q为负极；A极为阳极，故发生的反应为金属X失电子被氧
化；由上面的分析知，C为阳极，其电极反应式为：4OH－－4e－===O
2↑＋2H
2
O；1～
4 min C、D两极产生的气体体积比大于2∶1，4～10 min产生的气体体积之比
等于2∶1，说明氧气在H
2SO
4
溶液的溶解度比氢气大；n(X2＋)＝
0.004 mol
2
＝0.002
mol，所以此金属的摩尔质量＝
0.128 g
0.002 mol
＝64 g/mol。

【答案】(1)正氧化
(2)氧气4OH－－4e－===O
2↑＋2H
2
O
(3)1～4 min C、D两极产生气体体积之比大于2∶1，4～10 min 产生的气
体体积之比等于2∶1，说明氧气在H
2SO
4
溶液的溶解度比氢气大
(4)不变(5)64 g/mol。