2019-2020学年高中化学人教版选修4作业与测评：第四章 电化学基础 过关检测 Word版含解

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第四章过关检测
对应学生用书P57 【说明】本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分,考试时间90分钟.
请将第Ⅰ卷的答案填入答题栏内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答。

本卷共4页。

题
号
一
二
171819202122总分
得分
100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷（选择题，共60分）
一、选择题(本题包括15小题,每小题只有一个选项符合题意。

每小题4分，共60分)
1．下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是（)
A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能
B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能
C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能
D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能
答案A
解析A项，硅太阳能电池发电的主要原理是半导体的光电效应，将太阳能转化为电能，与氧化还原反应无关。

B项，该能量转化过程利用的是原电池原理,在负极发生氧化反应，正极发生还原反应,与氧化还原反应有关。

C项，该能量转化过程利用的是电解池原理，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，与氧化还原反应有关。

D项，
葡萄糖为生命活动提供能量时,能量转化的同时葡萄糖被氧化为CO2和水,与氧化还原反应有关。

2．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，用镁作阳极
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
答案A
解析电解熔融的氧化铝制取金属铝，应选择石墨作阳极，若选用金属镁作阳极，则金属镁会失电子参与反应，A项错误；电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，B项正确；要形成电镀装置，需满足以下条件：镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属离子的溶液作电镀液，D项正确.
3．根据下列事实：①X＋Y2＋===X2＋＋Y，②Z＋2H2O（冷)===Z（OH)2＋H2↑，③Z2＋氧化性比X2＋弱，④由Y、W电极组成的原电池电极反应为W2＋＋2e－===W、Y－2e－===Y2＋，可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是( ）
A．X>Z>Y>W B．Z〉W〉X〉Y
C．Z〉Y〉X〉W D．Z>X〉Y〉W
答案D
解析由题意知：①中发生置换反应，还原性X〉Y,②中Z与H2O（冷)反应说明Z 还原性很强，③中Z2＋氧化性比X2＋弱,说明还原性Z>X，④中由Y、W构成的原电池中Y发生氧化反应为负极，知还原性Y〉W，所以X、Y、Z、W的还原性强弱顺序为Z>X〉Y〉W，故选D。

4．电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。

已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO错误!等离子，图中电极均为惰性电极。

下列叙述中正确的是( )
A．A膜是阳离子交换膜
B．通电后，海水中的阴离子往b电极处运动
C．通电后,b电极上产生无色气体,溶液中出现白色沉淀
D．通电后，a电极的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
答案C
解析题给电解池中a电极为阳极、b电极为阴极，若将海水变成淡水，则A膜为阴离子交换膜、B膜为阳离子交换膜,A项错误；通电后海水中的阴离子通过A膜向a电极（阳极)移动，阳离子通过B膜向b电极(阴极）移动，B项错误;通电后阳极氯离子失去电子转化为氯气，阴极水电离出的氢离子得到电子转化为氢气，同时产生氢氧根离子，氢氧根离子与镁离子结合生成氢氧化镁白色沉淀，C项正确，D项错误.
5．用石墨作电极电解CuSO4溶液.通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( )
A．CuSO4 B．H2O
C．CuO D．CuSO4·5H2O
答案C
解析石墨电极电解硫酸铜溶液一段时间，阳极发生氧化反应得到氧气，阴极发生还原反应得到铜,因此补充氧化铜即可使电解液恢复到起始状态。

6．如图所示的钢铁腐蚀中,下列说法正确的是( ）
A．碳表面发生氧化反应
B．钢铁被腐蚀的最终产物为FeO
C．生活中钢铁制品的腐蚀以图①所示为主
D．图②中，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
答案D
解析根据图知，①为铁的析氢腐蚀，②为铁的吸氧腐蚀。

碳作正极,正极上发生还原反应,A项错误；Fe被氧化生成Fe2＋,Fe2＋和OH－反应生成Fe(OH）2，Fe（OH)2不稳定易被氧化生成Fe(OH)3，Fe（OH）3失水生成Fe2O3·x H2O（铁锈)，所以钢铁被腐蚀的最终产物是Fe2O3·x H2O而不是FeO，B项错误;生活中钢铁主要以吸氧腐蚀为主,C 项错误；图②中铁发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D项正确。

7．一种甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的新型手机电池，可连续使用一个月,其电池反应为2CH3OH＋3O2＋4OH－2CO错误!＋6H2O，则有关说法正确的是（）A．放电时，CH3OH参与反应的电极为正极
B．放电时，负极的电极反应为CH3OH＋8OH－－6e－===CO错误!＋6H2O
C．标准状况下，通入5。

6 L O2并完全反应后,有0。

5 mol电子转移
D．放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低
答案B
解析从电池反应可知，CH3OH为原电池的负极，A错误；正极反应为:O2＋2H2O＋4e－===4OH－,标准状况下,5。

6 L O2为0。

25 mol,转移电子1 mol，C错误;正极反应产生OH－,pH不会降低，D错误。

8．如图所示，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、无味气体放出。

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CuSO4
B石墨石墨负极NaOH
C银铁正极AgNO3
D铜石墨负极CuCl2
答案A
解析由题意知，通电后a极板质量增加，说明有金属析出，由此可知,a极为电解池的阴极,则X为电源负极，B、C均不符合;b极放出的是无色无味的气体,可排除D。

9.
将KCl和CuSO4两种溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是（)
A．整个过程中两电极反应2Cl－－2e－===Cl2↑、2H＋＋2e－===H2↑不可能同时发生B．电解至C点时，往电解质溶液中加入适量CuCl2固体，即可使电解质溶液恢复至原来的浓度
C．AB段表示电解过程中H＋被还原，pH增大
D．原混合溶液中KCl和CuSO4浓度之比恰好为2∶1
答案A
解析图像分为三段，因此整个电解过程也有三个过程。

第一个过程相当于电解CuCl2溶液，Cu2＋水解呈酸性，随着电解的进行，浓度减小，酸性减弱，pH增大，C项错误;若原混合溶液中KCl和CuSO4浓度之比恰好为2∶1，则达B点时CuCl2消耗完，接着只电解水，则与图像不符，D项错误；根据B→C，溶液的pH明显下降，说明B 点时Cl－已消耗完，而Cu2＋过量，继续电解，阴极Cu2＋放电，阳极是OH－放电生成O2,由此可判断B项错误；综上分析可知A项正确.
10．有如图所示的两个原电池装置,下列说法不正确的是（）
A．A池中负极的电极反应为Mg－2e－===Mg2＋
B．Mg在A池中为负极，在B池中为正极
C．B池中电子的流向：Mg―→Al
D．原电池工作一段时间后,A池溶液的pH会增大
答案C
解析判断原电池正负极，除考虑活泼性还要注意电解质溶液对正负极的影响。

对于稀硫酸来说,镁是比铝更活泼的金属。

但对于氢氧化钠溶液来说，铝是比镁更活泼的金属，所以A池中镁是负极，B池中铝是负极,B项正确；A池中负极电极反应为Mg－2e－===Mg2＋,A项正确;B池中电子流向为Al―→Mg，C项错误；A池中正极2H＋＋2e－===H2↑，随着反应进行，c（H＋)减少,pH增大，D项正确。

11．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N2H4＋4OH－－4e－===N2＋4H2O
C．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 项错误。

12．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。

下列说法正确的
是（)
A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－
B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变
D．当电路中转移0。

01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0。

02 mol离子答案D
解析原电池的正极发生得电子的还原反应：Cl2＋2e－===2Cl－，负极发生失电子的氧化反应:Ag－e－＋Cl－===AgCl，阳离子交换膜右侧无白色沉淀生成；若用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应不会改变;当电路中转移0。

01 mol电子时，负极消耗0.01 mol Cl－，右侧正极生成0.01 mol Cl－，左侧溶液中应有0。

01 mol H＋移向右侧，约减少0。

02 mol离子.
13．电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如下图。

下列说法不正确的是（）
A．铁电极的电极反应式为:Fe－2e－===Fe2＋
B．通入甲烷的石墨电极的电极反应式为:CH4＋4CO错误!－8e－===5CO2＋2H2O
C．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量食盐
D．若左池石墨电极产生44。

8 L气体，则消耗0。

5 mol甲烷
答案D
解析右池中通入甲烷的一极为原电池的负极，通入空气的一极为原电池的正极,故左池中Fe电极为阳极，石墨电极为阴极,Fe电极发生氧化反应，Fe－2e－===Fe2＋，A项正确;原电池的负极发生氧化反应，电极反应式正确；NaCl是易溶的离子化合物,
加入食盐可使溶液的导电能力增强,C项正确;电解池中石墨电极（阴极)的电极反应式为:2H＋＋2e－===H2↑，标准状况下，n（e－）＝2n（H2）＝2×错误!＝4 mol，每消耗1 mol CH4，转移8 mol e－，则n（CH4)＝0.5 mol，但D项并未说明是标准状况，故不正确。

14。

用如图所示的装置电解K2SO4溶液同时制备H2SO4和KOH溶液，Ⅱ中装入K2SO4溶液，下列有关分析正确的是(a、b是离子交换膜）( )
A．Ⅰ区生成H2SO4
B．a是阴离子交换膜
C．Ⅱ区中的K＋进入Ⅰ区
D．Ⅲ区溶液的pH会升高
答案C
解析Ⅰ区是阴极区，溶液中的H＋放电而被消耗，故Ⅰ区生成的是KOH，Ⅱ区中的K＋通过阳离子交换膜进入Ⅰ区,A、B两项错，C项对；Ⅲ区生成H2SO4而使溶液pH 下降，D项错。

15．镍氢电池（NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。

NiMH中的M表示储氢金属或合金.该电池在充电过程中的总反应方程式是：
Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH
已知:6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni(OH)2＋NO错误!
下列说法正确的是（）
A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH －
B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移
C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M还原D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
答案A
解析NiMH放电时正极发生还原反应，分析化合价可知正极为NiOOH得电子生成Ni(OH)2，可知A项正确；充电过程中，OH－由阴极向阳极移动，B项错误；充电过程中,被还原的是氢元素，生成的H2被储氢合金M吸收起来,M不参与反应，C项错误；D 项由已知信息可知NiOOH与氨水反应，破坏电解体系，错误。

第Ⅱ卷(非选择题,共40分）
二、非选择题(本题包括3小题，共40分）
16．(13分）如图所示的装置，闭合开关一段时间后,再断开，请回答问题。

在此过程中：
(1）A中发生反应的离子方程式是______________，其中Fe电极的名称是________.
（2）若B中溶液仍为蓝色，其中一电极增重1.6 g,则增重的是B中的________（填“C”或“Cu”）电极，电解后溶液的pH为________；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入__________（填化学式）,其质量为_______g。

（假设电解前后溶液的体积500 mL不变）
（3）断开开关后，发现C中溶液的pH________(填“增大”“减小"或“不变”）,其通电过程中阳极发生的反应是______________________.
(4)此过程中D中的铜电极质量________（填“增大"“减小”或“不变”,下同)，银电极质量________,电解质溶液浓度________.
答案(1)2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag 负极
（2)Cu 1 CuO 2
(3)减小4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
（4)增大减小不变
解析（1）图A是活泼性不同的两个电极插入电解液中形成闭合回路，故A为原电池装置,Fe为负极，Ag为正极，总反应的离子方程式为Fe＋2Ag＋===2Ag＋Fe2＋。

(2)图B为电解池，C为阳极，Cu为阴极,电解硫酸铜溶液，阳极反应为4OH－－4e －===2H
2O
＋O2↑,故阳极质量不变；阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu,质量增加.电解池反应中，阳极失电子数目＝阴极得电子数目,Cu电极增重1.6 g，则转移电子0.05 mol,
阳极消耗n（OH－）＝0。

05 mol，故溶液中的c(H＋）＝0.05 mol
0.5 L
＝0。

1 mol/L，pH＝
1，同时阳极放出0。

4 g O2，则电解液要恢复到原状态，需加入2 g CuO。

（3)图C电解NaHSO4溶液，本质上是电解水,阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应为4H＋＋4e－===2H2↑，由于消耗了水，使c(H＋）增大,pH减小。

(4)图D,Cu作阴极，电极反应为Ag＋＋e－===Ag,质量增大，Ag作阳极,电极反应为Ag－e－===Ag＋，质量减小，消耗和生成的Ag＋数目相等，故AgNO3溶液的浓度不变.
17．（12分)燃料电池是获得电能的重要途径。

一种甲醇燃料电池采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。

回答下列问题：
（1）这种电池放电时发生的化学反应方程式是________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ __。

（2）此电池正极发生的电极反应式是________________________________________________________________________，负极发生的电极反应式是________________________________________________________________________.
(3)电解液中的H＋向________极移动，向外电路释放电子的电极是________。

（4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池能量转化效率高,其次是
________________________________________________________________________。

答案（1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
(2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(3)正负极(4）对环境无污染
解析甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料与氧气反应来提供电能。

CH3OH作负极,发生氧化反应，电极反应为2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋；氧气在正极的电极反应为3O2＋12H＋＋12e－===6H2O,两反应相加得总反应式。

在电池中，负极释放电子传到正极上,故H＋向正极移动。

甲醇反应产物为CO2和H2O,对环境无污染。

18．（15分）A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：
阳离
子
Na＋、K＋、Cu2
＋
阴离
子
SO2－，4、OH－
在下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B 溶液、足量的C溶液,电极均为石墨电极。

接通电源，经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g。

常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图。

据此回答下列问题：
(1)M为电源的________（填“正"或“负")极,电极b上发生的电极反应为
________________。

(2）电极e上生成的气体在标准状况下的体积为______________。

(3）写出乙烧杯中的电解反应：________________________________________________________________________.
（4)若电解过程中，乙烧杯中的B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行,为什么?
______________________________________________________________________ __.
（5)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，正确的操作是__________________________。

答案(1）负4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)5.6 L
（3)2CuSO4＋2H2O=====，电解2Cu＋O2↑＋2H2SO4
（4）能,因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应变为电解水的反应
（5)向丙烧杯中加入4.5 g水
解析(1)乙烧杯中c电极质量增加，析出的金属只能是铜，则c处发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，即c电极为阴极,由此可推出b为阳极,a为阴极，M为负极,N为正极。

根据离子共存知，B溶液为CuSO4溶液；由常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图,可以确定A为KOH溶液或NaOH溶液，C为K2SO4溶液或Na2SO4溶液。

甲烧杯中为KOH溶液或NaOH溶液，相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH－放电,即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑.
(2）当乙烧杯中有16 g Cu析出时,转移的电子为0。

5 mol，2CuSO4＋2H2O错误!2Cu ＋O2↑＋2H2SO4。

整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数相等。

丙烧杯中为K2SO4溶液或Na2SO4溶液，相当于电解H2O，由方程式2H2O错误!2H2↑＋O2↑可知，生成2 mol H2，转移4 mol电子，所以当整个反应中转移0。

5 mol电子时，生成的H2为0.25 mol，标准状况下的体积为0.25 mol×22.4 L/mol＝5。

6 L.
（4）铜全部析出后，电解质变为H2SO4，所以电解反应仍能进行.
(5）丙烧杯中消耗水0.25 mol,若要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态，正确的操作是向烧杯中加入4。

5 g水。