人教版高中化学选修4第四章 《电化学基础》测试题(含答案)

第四章《电化学基础》测试题

一、单选题（每小题只有一个正确答案）

1．如图为电解饱和食盐水装置，下列有关说法不正确的是（）

A．左侧电极上发生氧化反应

B．右侧生成的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

C．电解一段时间后，B口排出NaOH溶液

D．电解饱和食盐水的离子方程式： 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑

2．LED即发光二极管，是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器件。如图是某课

外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法不正确

．．．的是（）

A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转化

B．铜片上发生的反应为2H＋＋2e－=H2↑

C．锌片是负极，其质量逐渐减小

D．如果将稀硫酸换成稀盐酸，则导线中不会有电子流动

3．如图是一氧化碳－空气燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。下列叙述中，正确的是（）

A．a电极发生还原反应，b电极发生氧化反应

B．a电极的电极反应式为CO＋4OH－＋2e－===CO32－＋2H2O

D．用该电池作电源精炼铜，若阴极质量增加6.4 g，至少消耗标准状况下的CO 2.24 L 4．下图用来研究钢铁制品的腐蚀，装置的气密性良好，且开始时U形管两端的红墨水液面相平。一段时间后能观察到铁钉生锈。下列说法不正确的是（）

A．铁钉表面发生的反应为Fe－3e-=Fe3+

B．若液体a为稀醋酸，则U形管液面右高左低

C．若液体a为食盐水，则U形管液面左高右低

D．若液体a为食用油，则铁钉生锈速率较慢

5．全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，工作原理如图所示，a、b均为惰性电极，放电时左槽溶液颜色由黄色变为蓝色。下列叙述正确的是( )

A．充电时右槽溶液颜色由紫色变为绿色

B．放电时，b极发生还原反应

C．电池的总反应可表示为V O2++V2++2H+VO2++V3++H2O

D．充电过程中，a极的反应式为V O2++2H++e-═VO2++H2O

6．SO2通过下列工艺流程可制化工业原料H2SO4和清洁能源H2。

下列说法中错误的是（）

A．电解槽中不能用铁电极代替石墨作为阳极

B．原电池中负极的电极反应为：SO2+2H2O－2e－=SO42－+4H+

D．该生产工艺的优点Br2被循环利用，原电池产生的电能可充分利用，还能获得清洁能源

7．认真观察下列装置，下列说法错误的是（）

A．装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为PbO2+4H++SO42-+2e－＝PbSO4+2H2O

B．装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+Cu2++H2↑

C．若在装置D中生成0.2 mol Fe(OH)3，则消耗水的物质的量共为0.5 mol

D．若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则极板N的材料为Cu

8．钢铁在腐蚀过程中，下列变化可能发生的是( )

①铁元素由+2价转化为+3价②氧气被还原

③产生氢气④Fe(OH)3失水生成Fe2O3·xH2O ⑤杂质碳被氧化而除去

A．①② B．③④ C．①②③④ D．①②③④⑤

9．下列实验不能达到预期目的的是（）

A．用稀硫酸和锌粒反应制取氢气时加入少许硫酸铜粉末以加快反应速率

B．向乙酸乙酯中加入饱和碳酸钠溶液以除去乙酸乙酯中少量的乙酸

C．向盛有沸水的烧杯中滴加FeC13饱和溶液并长时间煮沸以制取Fe(OH)3胶体

D．向蔗糖中滴加浓硫酸可证明浓硫酸有脱水性

10．下列各组材料中，不能组成原电池的是（）

11．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图，下列有关该电池的说法正确的是（）

A．反应CH4+H2O3H2+CO消耗1mol CH4转移4mol电子

B．电极A上H2参与的电极反应为：H2+2OH--2e-=2H2O

C．电池工作时，CO32-向电极B移动

D．电极B上发生的电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32-

12．下图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，

下列叙述不正确

．．．的是（）

A．a为电源的负极

B．Fe电极的电极反应是4OH――4e－= 2H2O＋O2↑

C．通电一段时间后，铁电极附近溶液先变红

D．电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑

13．利用下图装置进行实验，甲乙两池均为1 mol·L–1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始先闭合K1，断开K2。一段时间后，断开K1，闭合K2，形成浓差电池，灵敏

电流计指针发生偏转（提示：Ag+ 浓度越大，氧化性越强）。下列说法不正确

．．．的是（）

B．闭合K1，断开K2后，乙池溶液中Ag+浓度增大

C．断开K1，闭合K2后，NO3–向A电极移动

D．断开K1，闭合K2后，B电极发生氧化反应

14．大功率Al H2O2动力电池原理如图所示，下列说法不正确的是（）

A．电池组成中Al电极是负极

B．OH－从碳纤维电极透过离子交换膜移向Al电极

C．碳纤维电极的电极反应是H2O2＋2e－＋2H＋＝2H2O

D．该电池反应的离子方程式是2Al＋3H2O2＋2OH－＝2Al(OH)4－

15．美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂，在200℃时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全．电池总反应为：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O，电池示意如图，下列说法不正确的是（）

A．a极为电池的负极

B．电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极

C．电池正极的电极反应为：2H++O2+4e-=H2O

D．电池工作时1mol乙醇被氧化时就有6mol电子转移

二、填空题

16．(1)铅蓄电池的正极的反应式_________。

(2)由 Mg、Al和氢氧化钠溶液组成的原电池中，负极的反应式 ________。当在电极上产生气体3.36L(标准状况)时，导线中通过的电子电子数目为_____个(用 N A表示阿伏加德罗常数的值）。

(3)日本茨城大学研制了一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池（DDFC），该电池有较高的安全性。电池总反应为：CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O,电池结构如下图所示,据此回答下列

a极为电池的____极，b电极上的电极反应式为____。电池工作时电流的方向是由

_______(填“a”或“b”，下同)经导向______。电池工作时，若有0.1mol二甲醚被氧化时，有_______mol电子发生转移。

17．甲烷、氧气、KOH 溶液可构成燃料电池提供电能。按要求填写：

（1）该电池总反应的离子方程式为___________________________。

（2）通入甲烷的电极为原电池的________极，该电极反应式为：

______________________。

（3）电池工作时，正极区域溶液的pH__________（填“增大、减小或不变”）。

（4）电路中通过3mol 电子转移时，消耗的氧气体积为（标况）_____________________。18．燃煤烟气中含有大量的氮氧化合物（NO x）、二氧化硫和二氧化碳等，不宜直接排放到空气中，可采用以下措施对燃煤烟气进行处理。

（1）脱硝：选择性催化还原法的脱硝原理是在催化剂存在下，通入甲烷使氮氧化合物（NO x）转化为无害气体，发生如下反应：

CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H1＝－574 kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H2＝－1160 kJ·mol－1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为。

（2）脱硫：①石灰石—石膏湿法烟气脱硫的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。某电厂用煤400吨（煤中含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，用石膏湿法烟气脱硫中有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏吨。

②新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe2Ox），由该铁酸盐（ZnFe2O4）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：若2molZnFe2Ox与足量SO2可生成1.0molS，

则x＝。

（3）脱碳：从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳减排的

新方向。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H3

①取五份等体体积CO2和H2的的混合气体（物质的量之比均为1：3），

分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图11所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H3 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图12所示。若在上述平衡体系中再充0.5 mol CO2和1.5 mol H2O(g) （保持温度不变），则此平衡将移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）

③直接甲醇燃料电池结构如上图13所示。其工作时负极电极反应式可表示为。

19．某同学将反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2设计成下图所示的原电池:

实验步骤及现象如下:

①闭合开关，指针发生偏转，随后电流计读数逐渐变小，当读数变为零时，打开开关;

②取少许甲烧杯中溶液，滴入3~4滴淀粉溶液，溶液显蓝色;

③取少许乙烧杯中溶液，滴入3~4滴KSCN溶液，溶液显血红色;

④向乙烧杯中加入少量FeCl2固体，再次闭合开关，指针向左偏转(最后读数变为零)。【查阅资料】灵敏电流计指针总是偏向电源正极；原电池中存在内阻，会影响反应进程。请回答:

(1)步骤①中，开始时指针向_____(填“左"或“右”)偏转，甲烧杯中发生的电极反应式____________________。

(2)经步骤①后，乙烧杯溶液中新增金属阳离子____________(填离子符号)。

(3)步骤④中指针向左偏转，乙烧杯中发生的电极反应式______________________。

(4)要证明2Fe3++2I-2Fe2++I 2为可逆反应，你认为上述实验步骤不必做的是

______________(填序号)。

20．化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

（1）下列相关说法正确的是（填序号）。

A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用

C．除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料

D．近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收

(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可表示为：

2Ni(OH)2＋Cd(OH)2 Cd＋2NiO(OH)＋2H2O

已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是___________。A．电池放电时Cd作负极 B．反应环境为碱性

C．以上反应是可逆反应 D．该电池是一种二次电池

(3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。

①a电极是电源的________极；

②若该电池为飞行员提供了360kg的水，则电路中通过了________mol电子。

③已知H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1，则该燃料电池工作产生36gH2O时，实际上产生了468.8kJ的电能，则该燃料电池的能量转化率是。（准确到0.01）（能量转化率是实际上释放的电能和理论上反应放出的热能的比率）

三、推断题

21．如图所示的框图中，A～I都是由短周期元素组成的常见物质。其中A是气体，它的水溶液呈碱性；氧化物D和氧化物F都易与人体血液中的血红蛋白结合而使人中毒；单质E可作半导体材料。

（1）化合物A的化学式是_______________________。

（2）组成单质E的元素在元素周期表中的位置是____________________________；

H+I反应的化学方程式为______________________________________。

（3）标准状况下，将2.24 L氧化物F和1.68 L单质B同时通入1 L氧化物G中(反应前后溶液体积的变化忽略不计)，所得溶液的pH=___________。此时再向溶液中通入2.24 L化合物A，完全反应后所得溶液的pH＜7，用离子方程式表示其原因：

____________________________________。

（4）单质B和单质C在一定条件下可组成原电池(用KOH溶液作电解质)，则该原电池负极的电极反应式为________________________________________________。

22．已知B是常见金属单质，E为常见非金属单质，H常温下为无色液体，C的浓溶液在加热时才与D反应。根据下列框图所示，试回答：

(1)写出化学式：A____________；E______________；L______________。

(2)反应①的离子方程式：___________________________________。

(3)反应②，工业上采取的反应条件是________________________。

(4)反应③，工业上采取的操作不是K直接与H反应，原因是__________________。

(5)每生成1 mol K，反应放出98.3 kJ热量，该反应的热化学方程式为：

___________________________________________________________________。

四、实验题

23．肼( N2H4）和偏二甲肼(C2H8N2)常用于火箭推进剂和燃料电池，NO2的二聚体N2O4则是火箭中常用氧化剂。回答下列问题：

（1）肼燃料电池原理如图所示，左边电极上发生的电极反应式为

_____________________；电池工作时OH-向____________移动（填“负极”或“正极”），整个溶液的碱性_________（填“减小”或“增大”）。

（2）火箭常用 N2O4作氧化剂，肼作燃料，已知：

①N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) △H1＝－66.7kJ·mol-1

②N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g) △H2＝－530.5kJ·mol-1

③2NO 2(g) N2O4(g) △H3＝－55.7kJ·mol-1

写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：

______________。

（3）“长征二号”火箭所用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2)(其中N的化合价为-3)和四氧化二氮(N2O4)。在火箭升空过程中燃料发生反应 C2H8N2 +2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O↑。下列

A．该反应中N2O4是氧化剂，偏二甲肼是还原剂 B．每消耗1molC2H8N2，转移电子数目为16N A

C．CO2既不是氧化产物也不是还原产物 D．N2既是氧化产物又是还原产物24．某小组同学探究物质的溶解度大小与沉淀转化方向之间的关系。已知：

(1) 探究 BaCO3和 BaSO4之间的转化

①实验I 说明BaCO3全部转化为BaSO4，依据的现象是加入盐酸后，__________________。

②实验Ⅱ中加入稀盐酸后发生反应的离子方程式是

__________________________________。

③实验Ⅱ中加入试剂C后，沉淀转化的平衡常数表达式 K =___________。

(2)探究AgCl和AgI之间的转化

实验Ⅳ：在试管中进行溶液间反应时，同学们无法观察到AgI转化为AgCl，于是又设计了如下实验(电压表读数： a ＞c＞b > 0)。

ⅰ

ⅱ

全

ⅲ

ⅳ

(s)

注：其他条件不变时，参与原电池反应的氧化剂（或还原剂）的氧化性（或还原性）越强，原电池的电压越大；离子的氧化性（或还原性）强弱与其浓度有关。

①实验Ⅲ证明了AgCl转化为AgI，甲溶液可以是________（填标号）。

a AgNO3溶液

b NaCl 溶液

c KI溶液

②实验Ⅳ的步骤i中， B中石墨上的电极反应式是___________________________。

③结合信息，解释实验Ⅳ中 b < a 的原因_____________________。

④实验Ⅳ的现象能说明 AgI转化为AgCl，理由是_____________________。

(3)综合实验Ⅰ~ Ⅳ,可得出的结论是________________________________________。

五、计算题

25．由铜片、锌片和100mL稀硫酸溶液组成的原电池中，当铜片上产生2.24L(标态)气体时，硫酸恰好作用完，试计算：

⑴锌片质量减轻了_______克⑵原稀硫酸溶液的物质的量浓度是________________ 26．如图所示，通电5min后，电极5的质量增加2.16g。假设电解过程中溶液的体积不变。

请回答下列问题：

（1）电源中a是_______极。A池中阳极的电极反应式为___________，C池中阴极的电

（2）通电5min后，如果B槽中共收集到224mL气体（标准状况），且溶液体积为200mL,则通电前溶液中Cu2+的物质的量浓度为___________________。

（3）如果A池溶液是200mL食盐水（假设电解液足量），则通电5min后，溶液的pH为__________。

参考答案

1．B2．D3．D4．A5．C6．C7．D8．C9．C10．A11．D12．B13．D14．C15．D

16．PbO2+2e－+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O 0.3N A负 O2+4H+＋4e-=2H2O b a 1.2

17． CH 4+2O2+2OH－=+3H2O CH4-8e-+10OH－=+7H2O O2+2H2O+4e－4OH－增大16.8L

18．共14分

（1）CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝－867 kJ·mol－1（2分）

(2) ①51.6（2分）②3（2分）

(3) ①＜（2分）②不（3分）③CH3OH－6e－＋H2O＝6H＋＋CO2（3分）19．右 2I--2e-=I2 Fe2+、K+ Fe2+-e-=Fe3+②③

20．(1)A (2)C (3) 负 40000 0.82

21．（1）NH3；（2）第三周期IVA族；SiO2+2C Si+2CO↑；

（3）1；NH4++ H2O NH3·H2O+H+；（4）H2+2OH--2e-=2H2O

22．(1)A：CuSO4 E：O2 L：Cu(OH)2

(2) 2Cu2++ 2H2O2Cu + O2↑+ 4H+

(3) 常压、催化剂、400℃～500℃(或答常压、催化剂、加热也可)

(4) 容易形成酸雾，不利于SO3的吸收

(5) SO2(g) + 1/2O2(g)SO3(g)；△H =–98.3 kJ/mol

23． N2H4－4e－＋4OH－＝N2＋4H2O 负极减小 2N2H4(g)＋N2O4(g)＝3N2(g)＋4H2O(g) △H ＝－938.6 kJ· mol－1 ABD

24．沉淀不溶解，无气泡产生 BaCO3+2H+= Ba2++CO2↑+H2O SO42-

CO32-

b 2I――2e－＝I2由于生成AgI沉淀，使B溶液中c(I－)减小，I－还原性减弱，原电池电压减小实验步骤ⅳ表明Cl－本身对原电池电压无影响，实验步骤ⅲ中c>b说明加入Cl－使c(I－)增大，证明发生了AgI+ Cl－AgCl+ I－溶解度小的沉淀容易转化为溶解度更小的沉淀，反之不易；溶解度差别越大，由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀越难实现

25．6.5g 1.0 mol∕L

26．负 2Cl－-2e- =Cl2↑ 2Ag++2e- =2Ag↓（或Ag++e- =Ag+）0.025 mol·L-1 13