人教版高中化学选修四 第四章 电化学基础 练习试题 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练习题

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分

第Ⅰ卷

一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)

1.如图所示，电流计指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是()

A． B极为原电池的正极

B． A、B、C可能分别为锌、铜、稀盐酸

C． C中阳离子向A极移动

D． A极发生氧化反应

2.现用Pt电极电解1 L浓度均为0.1 mol·L－1的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是()

A．电解开始时阴极有H2放出

B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－===Cu

C．当电路中通过电子的量超过0.1 mol时，此时阴极放电的离子发生了变化

D．整个电解过程中，不参与电极反应

3.有关电化学知识的描述正确的是()

A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能

B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是由KCl饱和溶液制得的琼脂

C．因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极

D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池

4.研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法不正确的是()

A．负极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl

B．正极反应式：5MnO2＋2e－=== Mn5

C．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

D． AgCl是还原产物

5.用质量均为100 g的铜棒做电极，电解硝酸银溶液，电解一段时间后，两个电极的质量差为28 g，则阴极的质量为()

A． 128 g

B． 114 g

C． 119 g

D． 121.6 g

6.某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()

A． a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B． a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu

C．无论a和b是否用导线连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色

D． a和b分别连接直流电流正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

7.埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是()

A．在潮湿疏松的碱性土壤中

B．在含铁元素较多的酸性土壤中

C．在干燥致密不透气的土壤中

D．在含碳粒较多，潮湿透气的中性土壤中

8.下图装置中发生反应的离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是()

A． a、b不可能是同种材料的电极

B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸

C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸

D．该装置可看作是铜－锌原电池，电解质溶液是稀硫酸

9.铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中易腐蚀的主要原因可描述为()

A．形成原电池，铝作负极

B．形成原电池，铜作负极

C．形成原电池时，电流由铝流向铜

D．铝质铆钉发生了化学腐蚀

10.某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是()

A．电源中a为负极，b为正极

B．电解池中的电解液不可以是NaCl溶液

C． B电极发生的反应：2H＋＋2e－===H2↑

D． A、B两端都必须使用铁作电极

11.利用如图所示装置可以模拟钢铁的电化学防护。下列说法正确的是()

A．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生还原反应

B．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生还原反应

C．若X为碳棒，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀

D．若X为锌棒，开关K置于M处，可加快铁的腐蚀

12.铅蓄电池的两极分别为铅和二氧化铅，电解质溶液为硫酸，工作时的电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O，下列结论正确的是()

A．铅为正极被氧化

B．溶液的pH不断减小

C．硫酸根离子只向二氧化铅处移动

D．电子由铅极流向二氧化铅极

13.如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2作溶剂，反应原理是4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。下列说法不正确的是()

A．该装置将化学能转化为电能

B．电子移动方向是由a极到b极

C．可以用水代替SO(CH3)2做溶剂

D． b极反应式是FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S

14.将H2S通入FeCl3溶液中，过滤后将反应液加入电解槽中电解(如下图所示)，电解后的溶液还可以循环利用。该方法可用于处理石油炼制过程中产生的H2S废气。下列有关说法正确的是()

A．过滤得到的沉淀可能是FeS和S

B．若有0.20 mol电子转移，一定能得到2.24 L氢气

C．可以用Fe与外接电源的a极相连

D．与a极相连的电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋

15.食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、碳粉等按一定的比例组成的混合物，可吸收氧气和水。下列分析不正确的是()

A．“双吸剂”中的生石灰有吸水作用

B．双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应

C．吸收氧气的过程中，铁作原电池的负极

D．炭粉上发生的反应：O2＋4e－＋4H＋===2H2O

第Ⅱ卷

二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)

16.现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y 为CO2。

写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式_____________________________________

________________________________________________________________________。

在电解池中生成N2O5的电极反应式为_________________________________________

________________________________________________________________________。

17.电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因：______________________________________

________________________________________________________________________。

18.利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。某研究小组设计了如下图所示的循环系统实现光分解水制氢。反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I2和Fe3＋

等可循环使用。写出下列电解池中总反应的离子方程式：

电解池A_________________________________________________________________。

电解池B_______________________________________________________________________。(2)若电解池A中生成3.36 L H2(标准状况)，计算电解池B中生成Fe2＋的物质的量为________mol。

19.根据以下装置图书写电极反应式和总反应离子方程式。

答案解析

1.【答案】C

【解析】电流计指针发生偏转，该装置为原电池；质量减少的A极为负极，有气泡产生的B极为正极；电解质溶液中含有氢离子；原电池工作时负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，

电解质溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

2.【答案】D

【解析】依据放电顺序阴极先放电的是Cu2＋，阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，阳极先放电的是Cl－，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，A、B错误；根据电子守恒Cu2＋～2e－～Cl2，n(Cu2＋)＝0.1 mol，当电路中通过电子的量达到0.2 mol时，此时Cu2＋恰好完全反应，阴极放电离子变为H＋，C错误；阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕，此时H2O电离产生的OH－开始在阳极放电，不参与电极反应，D正确。

3.【答案】D

【解析】CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A错误。KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3，生成的AgCl会使导电性减弱，所以盐桥中不能使用KCl，可换成KNO3，B错误。铁遇到浓硝酸会发生钝化，铜可与硝酸发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu失电子被氧化，作原电池的负极，C错误。

4.【答案】D

【解析】由电池总反应式可知，银发生氧化反应，失去电子，作负极，Ag＋Cl－－e－===AgCl，被氧化得到的AgCl不能拆分为离子，A正确、D错误；MnO2发生还原反应，得到电子，作正极，5MnO2＋2e－=== Mn5，每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子2 mol，B、C正确。

5.【答案】D

【解析】用铜作电极电解硝酸银溶液时，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应：Cu－2e－===Cu2＋，阴极上银离子得电子生成银，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，设阴极析出银的质量为x，阳极溶解铜的质量为y，根据电子守恒得x/108＝2y/64，两个电极质量差为溶解铜的质量和析出银的质量之和，所以x＋y＝28，解得x＝21.6，y＝6.4。所以阳极上金属质量＝100 g－6.4 g＝93.6 g，

阴极上金属质量＝100 g＋21.6 g＝121.6 g，选D。

6.【答案】D

【解析】a和b不连接时，铁与CuSO4溶液发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，A项正确；a和b 用导线连接时，组成了原电池，Fe为负极，Cu为正极，铜片上发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，铁片上发生氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，B项正确；通过以上分析可知，无论a和b是否用导线连接，均发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故溶液均从蓝色(Cu2＋的颜色)逐渐变成浅绿色(Fe2＋的颜色)，C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，构成电解池，铜片为阳极，铁片为阴极，Cu2＋应向阴极(铁电极)移动，D项错误。

7.【答案】C

【解析】潮湿疏松的土壤中，铁容易和氧气、水接触，腐蚀较快，A错误；酸性条件下腐蚀较快，B错误；干燥致密不透气的土壤，水、氧气较少，腐蚀最慢，C正确；在含碳较多的潮湿透气的中性土壤中，容易形成原电池，铁腐蚀最快，D错误。

8.【答案】A

【解析】Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑为自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，以Zn为负极，比Zn不活泼的金属或石墨为正极，电解质溶液是稀H2SO4或稀盐酸；也可以是电解池，阳极为Zn，阴极为Zn或Cu、Fe、C、Pt等物质，电解质溶液是稀H2SO4或稀盐酸，A错误。

9.【答案】A

【解析】铜制品上的铝质铆钉，在潮湿的空气中发生了电化学腐蚀，铝比铜活泼，铝是负极，电子由铝经外电路流向铜，电流流动方向与电子的流动方向恰好相反，只有A符合题意。

10.【答案】C

【解析】根据图示，B电极是阴极，产生H2，驱赶原溶液中溶解的氧，A电极为Fe，作阳极，产生Fe2＋，OH－与Fe2＋反应生成Fe(OH)2沉淀；电源a为正极，b为负极；为了增强导电性，电解液可以是NaCl溶液；D项，阳极必须用铁，阴极可用石墨等。

11.【答案】A

【解析】A形成原电池，锌为负极，铁为正极，铁被保护，正确；B形成电解池，X极为阳极，发生氧化反应，错误；C形成电解池，铁为阴极，铁被保护，可减缓铁的腐蚀，错误；D形成原电池，

锌为负极，铁为正极，发生还原反应，铁被保护，D错误。

12.【答案】D

【解析】由铅蓄电池工作时反应的方程式可知，铅的化合价升高，失去电子发生氧化反应，铅为负极；

反应过程硫酸不断被消耗，溶液的pH不断增大；其外电路中，电子由负极(Pb极)流向正极(PbO2极)；内电路中，阴离子(硫酸根离子)移向负极(Pb极)，阳离子移向正极。

13.【答案】C

【解析】本装置为原电池，A正确；Li是负极，失去电子，电子由a流出，经导线注入b，B正确；Li与水能反应，所以不能用水代替SO(CH3)2做溶剂，C错误；b为正极，得到电子，电极反应式：FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S，D 正确。

14.【答案】D

【解析】H2S＋2FeCl3===S＋2HCl＋2FeCl2，A错误；实质为电解HCl和FeCl2混合溶液，又因为电解后的溶液还可以循环利用，则电解应将FeCl2转化为FeCl3，所以阳极反应：Fe2＋－e－===Fe3＋，阴极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，由于未知气体是否为标准状况，因此不能求氢气的体积，B错误；右边产生H2，为阴极，直接相连的b是负极，所以a是正极，与a相连的为阳极，D正确；若铁作阳极，则阳极反应：Fe－2e－===Fe2＋，无法生成Fe3＋循环利用，C错误。

15.【答案】D

【解析】生石灰的作用是吸水，是常用干燥剂；铁粉、氯化钠、碳粉构成原电池，发生吸氧腐蚀，正极吸收氧气生成氢氧根离子，A、B、C正确、D错误。

16.【答案】H2＋－2e－===CO2＋H2O

N2O4＋2HNO3－2e－===2N2O5＋2H＋

【解析】左池为氢氧燃料电池装置，石墨Ⅰ电极上发生氧化反应，电极反应式为H2＋－2e－===CO2＋H2O；石墨Ⅱ为正极，右池为电解池装置，由N2O4生成N2O5，为氧化反应，应在阳极生成，在酸性介质中发生N2O4＋2HNO3－2e－===2N2O5＋2H＋。

17.【答案】铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路

【解析】一旦接头裸露，接触雨水后，就形成了原电池装置，铝作负极，会加快铝腐蚀，引起断路。

18.【答案】(1)2H＋＋2I－===H2↑＋I24Fe3＋＋2H2O===4Fe2＋＋O2↑＋4H＋

(2)0.3mol

【解析】(1)电解池左边放出氢气，H＋在此得到电子，发生还原反应，则I－失去电子发生氧化反应，A池中总反应为2H＋＋2I－H2↑＋I2；电池右侧放出氧气，氢氧根失去电子发生氧化反应，铁离子得到电子发生还原反应，B池总反应式为4Fe3＋＋2H2O4Fe2＋＋O2↑＋4H＋。

(2)若电解池A中生成3.36 L H2(标准状况)，即3.36 L÷22.4 L·mol－1＝0.15 mol，转移电子0.3 mol，根据得失电子守恒可知，B池中生成亚铁离子的物质的量是0.3 mol。

19.【答案】(1)阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag

阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

总反应：4Ag＋＋2H2O4Ag＋4H＋＋O2↑

(2)阳极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2

阴极：2H＋＋2e－===H2↑

总反应：Fe＋2H2O Fe(OH)2＋H2↑

(3)阳极：Cu－2e－===Cu2＋

阴极：2H＋＋2e－===H2↑

总反应：Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑

【解析】电解池电极反应式及电解总反应式书写技巧

(1)先判断出阴、阳极；再看阳极材料。(若为除Pt、Au外的金属，则先氧化溶解)

(2)再依据阴、阳离子的放电顺序书写电极反应式；最后写电解总反应式。(注意溶液中H＋和OH－)。

提醒：注意判断阳极溶解生成的阳离子是否和电解质中的阴离子发生反应。