人教版高中化学选修四 第四章 电化学基础 测试考卷 含答案

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人教版高中化学选修四第四章电化学基础测试考卷
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.根据原电池的有关知识，下列反应不能用于设计成原电池的是()
A． 2H2＋O2===2H2O
B． 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
C． Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
D． NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
2.某储氢的碳纳米管二次电池的工作原理如图，该电池的电解质为6 mol·L－1的KOH溶液。

下列说法正确的是()
A．放电过程中，碳纳米管的质量一直保持恒重
B．放电时正极附近溶液的pH减小
C．充电时阳极反应为NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
D．该二次电池的工作原理为H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2
3.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。

某种锂电池的总反应方程式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是()
A． Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋
B． Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋
C ． MnO2是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO
D． Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋
4.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极进行电解，两极上均收集到2.24 L气体(标准状况下)，则原混合液中Cu2＋的物质的量浓度为()
A． 1 mol·L－1
B． 2 mol·L－1
C． 3 mol·L－1
D． 4 mol·L－1
5.如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是()
A．电子由锌通过导线流向铜
B．该装置将电能转化为化学能
C．锌电极发生还原反应
D．铜电极上无气泡产生
6.下列有关实验现象的描述不正确的是()
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．铜—锌—稀硫酸形成的原电池中，铜为正极
C．把铜片插入氯化铁溶液中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加大
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加大
7.某原电池装置如图所示。

下列有关叙述中，正确的是()
A． Fe作正极，发生氧化反应
B．负极反应：2H＋＋2e－===H2↑
C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大
8.用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液。

已知铅蓄电池的总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)＋2H2O(l)。

电解一段时间后向，c极和d极附近分别滴加酚酞试剂，c极附近溶液变红，下列说法正确的是()
A． d极为阴极
B．若利用甲池精炼铜，b极应为粗铜
C．放电时铅蓄电池负极的电极反应式：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l) D．若四个电极材料均为石墨，当析出6.4 g Cu时，两池中共产生气体3.36 L(标准状况下)
9.如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。

下列说法正确的是()
A． Pt为阴极，Cu为阳极
B． b极的电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑
C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大
D． Pt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生2.24 L(标准状况)气体
10.用铂电极电解相同浓度的盐酸和硫酸，电解一段时间后，下列说法可能正确的是()
A．盐酸和硫酸的浓度都增大
B．盐酸和硫酸的浓度都减小
C．盐酸的浓度减小，硫酸的浓度增大
D．盐酸的浓度增大，硫酸的浓度减小
二、双选题(共5小题,每小题6.0分,共30分)
11.（双选）铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法中，不正确的是()
A．此过程中铜被腐蚀
B．此过程中电子从Fe移向Cu
C．正极电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑
D．此过程中还涉及反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
12.(双选)下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()
A．电化学腐蚀是在外加电流作用下不纯金属发生化学反应被损耗的过程
B．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生
C．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍
D．镀锌的铁板比镀锡的铁板更容易被腐蚀
13.(双选)银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时的电极反应式如下：正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2。

下列判断正确的是()
A．锌为负极，氧化银为正极
B．锌为正极，氧化银为负极
C．原电池工作时，负极区溶液pH增大
D．原电池反应的化学方程式为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
14.(双选)下图是用CO2和H2O通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法正确的是()
A．催化剂b表面的反应是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B．催化剂a表面附近pH增大
C．催化剂b表面的反应是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH
D．合成装置中发生的反应为2CO2＋2H2O===2HCOOH＋O2
15.(双选)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．铜片为正极，发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu
B．铜片为负极，发生反应：Cu－2e－===Cu2＋
C．银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋
D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
第Ⅱ卷
三、非选择题(共3小题,每小题10.0分,共30分)
16.从N、、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。

(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是____________________(至少答一种，下同)；
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是________；
(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是________。

17.二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”。

工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。

(1)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。

用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是______________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。

如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。

①电源负极为________(填“A”或“B”)极；
②写出阴极室发生反应依次为______________________________________________、
__________________；
③控制电解液H＋不低于5 mol·L－1，可有效防止因H＋浓度降低而导致的歧化反应。

若两极共收集到气体22.4 L(体积已折算为标准状况，忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分)，此时阳极室与阴极室c(H＋)之差为________。

18.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入电解质A溶液中组成原电池，如图1所示：
图1图2
(1)若A为稀盐酸，则Al片作________极，该电极的电极反应式为________________________，Cu 片电极反应式为__________________________________________。

(2)若A为NaOH，则Al片作________极，该电极的电极反应式为____________________。

(3)若A为稀HNO3，则Cu片作________极，该电极的电极反应式为_________________。

答案
1.【答案】D
【解析】原电池实现了化学能向电能的转化，因而反应必须是自发的氧化还原反应，D是非氧化还原反应，不可以用于原电池反应。

2.【答案】D
【解析】利用图示可知放电时，储有氢气的碳纳米管中H2失电子发生氧化反应：H2－2e－＋2OH－===2H2O，放电过程中，碳纳米管的质量不断减少，A项错误；正极上NiO(OH)得电子发生还原反应：NiO(OH)＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，放电时正极附近溶液的pH增大，B项错误；充电时阳极应发生氧化反应，C项错误；将正、负极的电极反应式相加可知电池工作原理为H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2，D项正确。

3.【答案】B
【解析】由总反应方程式i＋nO2===nO2可知，Li元素在反应后化合价升高(0→＋1)，Mn元素在反应后化合价降低(＋4→＋3)。

Li被氧化，在电池中作负极，电极反应为Li－e－===Li＋，MnO 2在正极上反应，电极反应为MnO2＋e－===MnO。

4.【答案】A
【解析】得电子能力：Cu2＋>H＋，失电子能力：OH－>)，阳极反应4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极先Cu2＋＋2e－===Cu，后2H＋＋2e－===H2↑，H2、O2各0.1 mol，O2是由OH－失去0.4 mol电子而得到，H2是由H＋得到0.2 mol电子而生成，由得失电子守恒知，还有0.2 mol电子是Cu2＋得到的，故Cu2＋的物质的量是0.1 mol，则Cu2＋的物质的量浓度为＝1 mol·L－1。

5.【答案】A
【解析】番茄中含有酸性物质，可电离产生氢离子，能与锌、铜形成原电池，其中锌作负极，发生氧化反应；铜作正极，发生还原反应；电子由负极(锌)通过导线流向正极(铜)。

6.【答案】C
【解析】铜－稀硫酸－铁形成原电池，铁为负极，电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，铜为正极，电极反应：2H＋＋2e－===H2↑，A正确；金属活动性Zn>Cu，在铜—锌—稀硫酸原电池中锌为负极，铜为正极，B正确；铜插入氯化铁溶液，反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，氯化铜对此反应无影响，C错误；Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，加入几滴氯化铜，部分锌发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，置换出的铜附着在锌片表面可形成原电池，加快氢气的生成速率，D正确。

7.【答案】D
【解析】活泼金属Fe作负极，发生氧化反应，Fe－2e－===Fe2＋，A、B错误；正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故右侧烧杯中溶液的pH增大，C错误；原电池盐桥中Cl－向负极移动，以中和左侧
烧杯中溶液产生的正电荷Fe2＋，NaCl溶液中c(Cl－)增大，D正确。

8.【答案】B
【解析】串联电路中转移电子相等，电解后滴加酚酞变红，说明在C电极溶液显碱性，即电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c是阴极，d是阳极，A错误；b是阳极，a是阴极，若利用甲池精炼铜，粗铜应放在阳极(b)处，B正确；放电时铅蓄电池负极的电极反应式：Pb(s) －2e－＋(aq)===PbSO4(s)，C错误；若四个电极材料均为石墨，当析出6.4 g Cu时，则电子转移(6.4 g÷64 g·mol－1)×2＝0.2 mol，在甲池b电极产生Cl20.1 mol，乙池实质是电解水，2H2O2H2↑＋O2↑，若转移电子0.2 mol，则乙池产生气体的物质的量是0.15 mol，所以两池中共产生气体的物质的量是0.25 mol，在标准状况下，其体积是0.25 mol×22.4 L·mol－1＝5.6 L，D错误。

9.【答案】B
10.【答案】C
【解析】根据阴离子放电顺序：Cl－>OH－>，盐酸电解出氢气和氯气，溶质被消耗，浓度下降；而电解硫酸等于电解水，溶剂被消耗，浓度增大；c符合题意。

11.【答案】AC
【解析】Cu比Fe还原性弱，形成原电池时Fe作负极被腐蚀，Cu作正极，受到保护，A错误；负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，电子从Fe流向Cu，B正确，C错误；此时生成的Fe(OH)2继续被O2氧化，生成Fe(OH)3，进而形成铁锈，D正确。

12.【答案】BC
【解析】电化学腐蚀指不纯金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以A错误；镀锌的铁板破损后，Zn作负极，Fe仍受保护，而镀锡的铁板破损后，铁作负极被腐蚀，所以D错误。

13.【答案】AD
【解析】根据电极反应，锌失电子被氧化，为负极，Ag2O得电子被还原，是正极，A正确、B错误；负极反应中OH－被消耗，负极区溶液的pH减小，C错误；合并电极反应式得总化学方程式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，D正确。

14.【答案】CD
【解析】根据电子流动方向可知，a电极是负极，b电极是正极；由CO2生成HCOOH，发生还原反应，得到电子，发生在b表面，反应为CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH，A错误，C正确。

氧化反应由水发生，在a表面进行，反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，溶液pH变小，B错误。

将a、b电极表面反应合并可得总反应为2CO2＋2H2O===2HCOOH＋O2，D正确。

15.【答案】BD
【解析】活动性Cu>Ag，Cu为负极，发生反应：Cu－2e－===Cu2＋，A错误，B正确；正极(Ag)：
2Ag＋＋2e－===2Ag，C错误；总反应为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，D正确。

16.【答案】(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl2
【解析】题中提供的离子其实还包括OH－，这些离子放电的顺序如下：
阳极：Cl－＞OH－＞(N、)，阴极：Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Ba2＋。

(1)组为电解水型，即阳极OH－放电，阴极H＋放电。

(2)组阳极OH－放电，阴极排在H后的金属阳离子放电。

(3)组气体体积比为1∶1，不是电解水型，经分析可得相应答案。

17.【答案】(1)H2O2做还原剂时氧化产物为O2，而盐酸则产生大量Cl2
(2)①A②ClO2＋e－===＋＋2H＋===2ClO2↑＋H2O③0.8 mol·L－1
【解析】(1)H2O2做还原剂时，氧化产物为O2；而盐酸作还原剂时，氧化产物为Cl2；O2是大气的成分，而Cl2是大气污染物，会对环境造成危害，所以前者效果好。

(2)①根据题图中物质所含元素的化合价的变化情况可以看出：与A极相连电极发生还原反应，是电解池的阴极，A极为电源负极，则B极为电源的正极。

②阴极室发生反应依次为ClO2＋e－===、＋＋2H＋===2ClO2↑＋H2O。

③在阳极室发生反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在整个闭合回路中电子转移数目相等，4ClO2～4e－～O2，产生气体的物质的量为1 mol，则其中氧气为0.2mol，转移电子0.8 mol，在阳极有0.8 mol的H＋产生，溶液的体积为1 L，此时阳极室与阴极室c(H＋)之差为0.8 mol·L－1。

18.【答案】(1)负Al－3e－===Al3＋2H＋＋2e－===H2↑
(2)负Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H 2O
(3)正NO＋3e－＋4H＋===NO↑＋2H2O
【解析】(1)Cu－Al－盐酸构成的原电池，Al作负极，电极反应式为Al－3e－===Al3＋；Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑。

(2)Al －Cu－NaOH溶液构成的原电池，Al作负极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，Cu作正极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。

(3)Al－Cu－稀HNO 3构成的原电池，Al片作负极，Cu片作正极，该电极上NO在酸性条件下得电子生成NO和H2O。