高中化學第4章電化學基礎本章整合測評（含解析）新人教版選修4

第四章電化學基礎測評

（時間:90分鐘滿分:100分）

一、選擇題（本題包括11小題,每小題4分，共44分。每小題只有一個選項符合題意）

1.下列事實不能用電化學原理解釋的是（）

A.鋁片不用特殊方法保護

B.輪船水線下的船體上裝一定數(shù)量的鋅塊

C.純鋅與稀硫酸反應時,滴入少量CuSO”溶液后速率增大

D.鍍鋅鐵比較耐用

解為鋁能與空氣中的6化合生成致密的氧化膜,保護鋁不受腐蝕;B項是犧牲陽極的陰極保護法;C項鋅與置

換出的銅構成原電池,加快反應速率;鍍鋅鐵一旦破損,鋅比鐵活潑,仍能起保護作用，比較耐用。

I答案A

2.下列敘述正確的是（）

A.電解飽和食鹽水制燒堿時,Fe作陽極,石墨作陰極

B.電解氯化銅溶液時，陽極上產(chǎn)生的氣體質量和陰極上析出的銅的質量相等

C.鋼鐵在空氣中發(fā)生電化學腐蝕時,鐵作負極

D.原電池工作時，陽離子移向電池的負極

解困電解飽和食鹽水制燒堿時，陽極必須是惰性電極,A錯誤；電解氯化銅時,實質是電解氯化銅本身，陽極

上產(chǎn)生的氣體質量和陰極上析出的銅的質量不相等,B錯誤;鋼鐵在空氣中發(fā)生電化學腐蝕,不論是析氫腐蝕

還是吸氧腐蝕,均是鐵作負極,C正確;原電池工作時，陽離子移向電池的正極,D錯誤。

答案|c

3.下列敘述中，正確的是（）

①電解池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置②原電池是將電能轉變成化學能的裝置③金屬和石墨導電均為

物理變化，電解質溶液導電是化學變化④不能自發(fā)進行的氧化還原反應,通過電解的原理有可能實現(xiàn)⑤

電鍍過程相當于金屬的“遷移”，可視為物理變化

A.①②③④B.③④

C.③④⑤D.④

解困①應為電能轉變成化學能,②為化學能轉化為電能,⑤發(fā)生了化學變化。

答案B

4.化學用語是學習化學的重要工具,下列用來表示物質變化的化學用語中，正確的是（）

A.電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應為2Cl-2e==Cl2f

B.氫氧燃料電池的負極反應:02+2H2+4e「=--40H-

C.粗銅精煉時,與電源正極相連的是純銅，電極反應為Cu-2e--Cu2+

D.鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極反應:Fe-24—Fe2+

解析|在氫氧燃料電池的負極上反應的是氫氣;粗銅精煉時,純銅與電源的負極相連，將銅在溶液中還原出來;

鋼鐵腐蝕的負極反應是Fe-2e「===Fe"。

答案A

5.觀察下列幾個裝置示意圖,有關敘述正確的是（

直流電源

銅片一￥1二否待鍍

:圣-鐵制品

CuSO4

CuCl2溶液一

溶液一

電解CuCU溶液裝置電鍍銅實驗裝置

（D②

H2仆

?NaOH

1溶液

精制

飽和?

離子交換膜第2。（含少

NaCl

溶液量）

負極正極NaOH

氫氧燃料電池示意圖離子交換膜法電解原理示意圖

③④

A.裝置①中陽極上析出紅色固體

B.裝置②的待鍍鐵制品應與電源正極相連

C.裝置③閉合電鍵后,外電路電子由a極流向b極

D.裝置④的離子交換膜允許陽離子、陰離子、水分子自由通過

翩針裝置①中陽極上氯離子放電生成氯氣,故A錯誤;裝置②是電鍍裝置,待鍍鐵制品作陰極,應與電源負極

相連,故B錯誤;裝置③閉合電鍵后,a極是負極,因此外電路電子由a極流向b極，故C正確;裝置④的離子交

換膜只允許陽離子、水分子自由通過，故D錯誤。

答案C

6.某小組為研究電化學原理,設計右圖裝置,下列敘述不正確的是（）

ab

A.a和b不連接時,鐵片上會有金屬銅析出

B.a和b用導線連接時,銅片上發(fā)生的反應為Cu2++2e-Cu

C.無論a和b是否連接,鐵片均會溶解,溶液均從藍色逐漸變成淺綠色

D.a和b分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時,Cu”向銅電極移動

解析|a和b不連接時,鐵與CuSO,溶液發(fā)生反應:Fe+Cu。'一=Fe"+Cu,A項正確;a和b用導線連接時,組成了原

電池,Fe為負極,Cu為正極,銅片上發(fā)生還原反應:Cu"+2e--Cu,鐵片上發(fā)生氧化反應:Fe-2e「一Fe2B項

正確;通過以上分析可知,無論a和b是否連接,均發(fā)生反應:Fe+O?"=Fe2++Cu,故溶液均從藍色（Cu?+的顏色）

逐漸變成淺綠色（Fe"的顏色），C項正確;a和b分別連接直流電源正、負極時,構成電解池,銅片為陽極,鐵片

為陰極,Cu"應向陰極（鐵電極）移動,D項錯誤。

答案|D

7.金屬保有廣泛的用途,粗保中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等雜質，用電解法制備高純度的銀,下列敘述中

正確的是（）

A.陽極發(fā)生還原反應,其電極反應式為Ni2++2e^=Ni

B.電解過程中，陽極減少的質量與陰極增加的質量相等

C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe"和Zn2+

D.電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt

解析A項，陽極應發(fā)生氧化反應。C項,溶液中的陽離子主要為Ni2+,根據(jù)金屬原子的還原性和金屬陽離子的

氧化順序，陽極反應為Zn-2e-Zn2+,Fe-2e-Fe2+,Ni-2e-Ni2+,Cu、Pt在該條件下不失電子，陰極反應

為Ni2++2e「一=Ni,Fe-Zn?’在該條件下不得電子。比較兩電極反應，因Zn、Fe、Ni的相對原子質量不等，當

兩極通過相同的電量時，陽極減少的質量與陰極增加的質量不等。

答案D

8.(2018全國III,11)一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當電池放電時,0?與Li,在多孔碳材料電極處生成

LizO?-(產(chǎn)0或1)。下列說法正確的是()

非水電解質隔聚物隔膜

A.放電時,多孔碳材料電極為負極

B.放電時,外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極

C.充電時，電解質溶液中Li,向多孔碳材料區(qū)遷移

X

D.充電時，電池總反應為Li202-.-2Li+(l-2)02

麗針放電時,該電池中鋰作負極,多孔碳材料作正極,A項錯誤;放電時,外電路電子由負極流向正極,即由鋰

電極流向多孔碳材料電極,B項錯誤;充電時,鋰電極作陰極,多孔碳材料電極作陽極，電解質溶液中Li，應向

:

鋰電極區(qū)移動,C項錯誤;充電反應與放電反應相反:Liz。?-/=2Li+(l-2)02,D項正確。

答案D

9.500mLKNO3和Cu(N0s)2的混合溶液中c(N°3)=6.0mol?L,用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間

后,兩極均收集到22.4L氣體(標準狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL,下列說法正確的是()

A.原混合溶液中c(K')為2mol?L'

B.上述電解過程中共轉移2mol電子

C.電解得到的Cu的物質的量為0.5mol

D.電解后溶液中c(H+)為2moi?L

解析|兩極都收集到22.4L氣體,說明陰極上發(fā)生的反應依次為:①€^++23一Cu;②2H++23一壓t,陽極只

-

生成02:40H-4e=—O2f+2壓0,〃田2)=〃(。2)=1mol,則〃(e)=4mol,B不正確。根據(jù)電子轉移守恒得:A(CU")=1

mol,根據(jù)電荷守恒有7?(K+)+/2(CU2+)X2=〃(N°3),所以T?(K+)=1mol,c(K+)=2mol?L、A正確。根據(jù)Cu析出

后,溶液中只有KNOs和HNOa,由電荷守恒可推出c?)=4mol?lA

|答案卜

10.某興趣小組設計如下微型實驗裝置。實驗時,先斷開總閉合Ki,兩極均有氣泡產(chǎn)生:一段時間后,斷開K1;

閉合Kz,發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉。下列有關描述正確的是()

A.斷開K2,閉合Ki時,總反應的禺子方程式為2H*+2clCI2t+H2f

B.斷開電閉合K時,石墨電極附近溶液變紅

-;:

C.斷開Ki,閉合區(qū)時,銅電極上的電極反應為Cl2+2e---2CF

D.斷開Ki,閉合氏時,石墨電極作正極

解見由題意知，斷開降閉合及時,兩極均有氣泡產(chǎn)生,則說明銅電極沒有參與反應,則銅電極一定作陰極，

石墨電極作陽極,所以總反應的離子方程式應為2c「+2比0空暨CLt+壓t+20H；銅電極附近溶液變紅,故A、B

項均錯誤；斷開K“閉合K2時,氯氣在石墨電極上得到電子生成CF,氫氣在銅電極上失去電子生成氫離子,所

以此時石墨電極作正極,銅電極作負極,故C項錯誤,D項正確。

答案D

11.按下圖裝置實驗,若x軸表示流入陰極的電子的物質的量,則y軸可表示()

①c(Ag,)②c(AgNOs)③a棒的質量④b棒的質量⑤溶液的pH

A.①③B.③④

C.①②④D.①②⑤

解析該電解池中，隨著電解的進行,c（Ag，）不變,c（AgNOj不變,溶液的pH不變。因為陽極反應式為

Ag-e----Ag+,陰極反應式為Ag++e~---Ago

答案|D

二、非選擇題（本題包括4小題,共56分）

12.（14分）如圖是一個甲烷燃料電池工作時的示意圖，乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是鐵電極，工

作時,M、N兩個電極的質量都不減少,請回答下列問題：

（DM電極的材料是

N的電極反應式為,

乙池的總反應是,

加入甲烷的鈾電極的電極反應式為。

（2）在此過程中，乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時，甲池中理論上消耗氧氣為L（標準狀況下）,

若此時乙池溶液的體積為400mL,則乙池中溶液的的濃度為

0^（1）甲烷作燃料電池的負極,與其相連的M電極為陰極,02作燃料電池的正極,與其相連的N電極為陽極,

工作時M、N兩個電極的質量都不減少,故N極為石墨電極,M極為鐵電極,乙池為電解池。

(2)設甲池中理論上消耗氧氣體積為x,乙池中生成H，的物質的量為y。則:

4AgN(V4Ag~02~4H,

4X108g22.4L4mol

4.32gxy

解得：A=0.224L,7=0.04molo

n(H+)0.04mol

+-1

c(H)=v-o.4L=0.1mol,LO

答案|(1)鐵陰極40『4e「一(M+2H2。

電解，--/U-

4AgN03+2H20-4Ag+4HN03+02tCH4+100H-8e=C3+7H20

(2)0.2240.1mol?U1

13.(14分)如圖裝置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設通電前

后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后,F極附近呈紅色。

請回答:

E

CuSO4溶液滴有酚配的飽Fe(OH)a膠體

和NaCl溶液

甲乙T

(DB極是電源的.,一段時間后，甲中溶液顏色,丁中X極附近的顏色逐漸變淺,Y極附近的

顏色逐漸變深,這表明在電場作用下向Y極移動。

(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質生成時，對應單質的物質的量之比為

(3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀,則H應是,電鍍液是溶液。

⑷若將C電極換為鐵,其他裝置都不變,則甲中發(fā)生的總反應的離子方程式為o

薜行(DF極附近溶液呈紅色,說明F極是陰極,產(chǎn)生了NaOH,則B極是電源的負極。Fe(0H)3膠體粒子帶正

電荷，向陰極移動。(2)甲中,C極為陽極，陽極發(fā)生氧化反應:40H=4e=2H20+02t;D極為陰極,陰極發(fā)生還

原反應:2Cu，4e「==2Cuo乙中,E極為陽極，電極反應為4c=2C12f,F極為陰極，電極反應為

+

4H+4e-2H2fo甲、乙串聯(lián)，轉移電子的數(shù)目相同，故C,D,E,F電解產(chǎn)生單質的物質的量之比為〃(0。：

z?(Cu)：〃(3)：〃(壓)=1：2：2：2。(3)H極與電源負極相連,H極為陰極，電鍍時，鍍件應作陰極,即H應該

是鍍件，電鍍液應是AgNOs溶液。(4)若C電極為鐵,鐵為活性電極，陽極反應為Fe-2e-Fe2+,陰極反應為

Cu2++2eCu,總反應為Fe+Cu~*解Cu+Fe"。

答案(1)負極變淺Fe(0H)3膠粒

⑵1：2：2：2

⑶銅件AgNOj

（4）Fe+Cu2+==Cu+Fe2+

14.（14分）（1）（2018天津理綜,10節(jié)選）0?輔助的A1-CO2電池工作原理如圖所示。該電池電容量大,能有效利

用C02,電池反應產(chǎn)物Ak（C204）3是重要的化工原料。

鋁

電

極

含AlCb的離子液體

電池的負極反應式:_____________________________

電池的正極反應式：602+6e「===6°2

-2-

6C02+6°2^3C204+6O2

反應過程中0?的作用是。

該電池的總反應式:o

（2）（2018全國1,27節(jié)選）制備Na2s2O5也可采用三室膜電解技術,裝置如圖所示，其中S02堿吸收液中含有

NaHSOs和Na2s03。陽極的電極反應式為。電解后,______室的NaHSOs濃度增加。

將該室溶液進行結晶脫水,可得到Na2S205o

解析（1）該電池中A1作負極，電解質為含A1CL的離子液體,故負極反應為A『3e「一A產(chǎn)。正極為多孔碳電

極,根據(jù)正極反應式,得正極總反應為6CO2+6e—3C2°4,0,不參與正極的總反應,故0?為催化劑。將負極反

應:2Al-6e「-2AM和正極反應：6C02+6e「=3c2°4相加，可得該電池的總反應式為2A1+6c0?-ALC?！?/p>

(2)陽極發(fā)生氧化反應:2上0-4小-4H++0zt,陽極室H,向a室遷移,a室中的Na2s。3轉化成NaHS03o陰極

發(fā)生還原反應析出電0H一增多,Na,由a室向b室遷移,則b室中Na2s濃度增大。

答案⑴A_3e「==AK(或2Al-6e「-2A1")催化劑2A1+6CO2=A12(C2O4)3

(2)2Hz()-4e4H++02fa

15.(14分)(2018全國ffl,27)KIO3是一種重要的無機化合物,可作為食鹽中的補碘劑?；卮鹣铝袉栴}:

(DKIOs的化學名稱是

(2)利用“KClOs氧化法”制備KIOs工藝流程如下圖所示：

H2O

2

KpiQ>>酸化.~L結晶J/解卜調*濃縮.KIO,

*反應H逐Ch—過濾咂處pH*結晶.KIOs

H2UJ----_^―?---------

濾液

“酸化反應”所得產(chǎn)物有KH(I03)2、CI2和KC1?！爸餋12”采用的方法是o“濾液”中的溶質

主要是o“調pH”中發(fā)生反應的化