高中化学 第四章 电化学基础章末过关检测 新人教版选修4

电化学基础(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括15小题，每小题4分，共60分)1.下列关于原电池和电解池的比较中正确的是()A能量转化形式相同B两极的名称相同C负极和阴极上移向的离子类别相同 D负极和阳极上发生的反应类型相同解析：选D。原电池和电解池原理的实质均为氧化还原反应，但原电池是由化学反应产生电流，而电解池是由电流引发的化学反应；它们的能量转化形式和电极名称不同；负极和阳极，正极和阴极上移向离子类别相同，发生的电极反应类型相同，则答案为D。2下列有关电池的叙述正确的是()A锌锰干电池中，锌电极是负极BiPhone 6s用的锂离子电池属于一次电池C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原D太阳能电池的主要材料为二氧化硅解析：选A。锌锰干电池中Zn失去电子生成Zn2，故Zn作负极；iPhone 6s用的锂离子电池属于二次电池；氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化；太阳能电池的主要材料为硅。3下列有关电化学的示意图中正确的是()解析：选D。本题考查电化学的图示。A项，Zn应作负极，错。B项，Zn应放在ZnSO4溶液中，Cu应放在CuSO4溶液中，图示装置不会构成原电池，而是在左烧杯中直接发生化学反应，错。C项，电解精炼铜，应将粗铜作阳极，错。D项，电解饱和食盐水，在阴极产生H2，阳极产生Cl2，正确。4可用如图装置在铁皮上镀一层锌，以下叙述错误的是()A电镀前，铁皮可用热碱溶液除油渍，盐酸除铁锈Bc为铁，d为锌C用含Zn2的盐配成电解质溶液D电镀时，发生氧化反应和还原反应的都是锌元素解析：选B。电镀时，铁作阴极，所以c为锌，d为铁，B项错误。5下列说法中，不正确的是()A电解饱和食盐水或熔融氯化钠时，阳极的电极反应式均为2Cl2e=Cl2B酸性介质或碱性介质的氢氧燃料电池的正极反应式均为O22H2O4e=4OHC精炼铜和电镀铜时，与电源负极相连的电极反应式均为Cu22e=CuD钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应式均为Fe2e=Fe2解析：选B。A项，还原性强的阴离子在阳极放电，正确；B项，酸性介质时正极反应式为O24e4H=2H2O，错误；C项，与电源负极相连的是电解池阴极，电极反应式均为Cu22e=Cu，正确；D项，析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极均为Fe失去电子，电极反应式均为Fe2e=Fe2，正确。6原电池电极的“正”与“负”不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是()A由Fe、Cu和FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为Cu2e=Cu2B由Al、Cu和稀硫酸组成的原电池中，负极反应式为Cu2e=Cu2C由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中，负极反应式为Al4OH3e=AlO2H2OD由Al、Cu和浓HNO3组成的原电池中，负极反应式为Al3e=Al3解析：选C。A项，Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2；B项，Al作负极，电极反应式为Al3e=Al3；C项中Mg不与NaOH溶液反应，Al作负极；D项中Al在浓HNO3中钝化，Cu作负极。7下列电极反应式与所处环境相匹配的是()选项电极反应式所处环境AO22H2O4e=4OH碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应B4OH4e=O22H2O较强酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀C2H2e=H2用铜作阳极，石墨作阴极电解NaOH溶液的阴极反应DH22e=2H用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应解析：选C。A项所给电极反应式为正极反应式，错误；在较强酸性环境下，钢铁主要发生析氢腐蚀，B项错误；用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应式为4OH4e=O22H2O，D项错误。8(2014高考天津卷)已知：锂离子电池的总反应为LixCLi1xCoO2 CLiCoO2，锂硫电池的总反应为2LiS Li2S。有关上述两种电池说法正确的是()A锂离子电池放电时，Li向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同D上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电解析：选B。锂离子电池放电时Li(阳离子)向正极迁移，A项错误；锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，发生氧化反应，则充电时，锂电极发生还原反应，B项正确；比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，二者的比能量不同，C项错误；题中装置是锂硫电池给锂离子电池充电，D项错误。9MgAgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgClMg=Mg22Ag2Cl。有关该电池的说法正确的是()AAgCl为电池的正极B正极反应为Age=AgC该电池一定不能被MgCl2溶液激活D可用于海上应急照明供电，直接将化学能转化为光能解析：选A。A.根据电池的总反应，AgCl中Ag得电子生成Ag发生还原反应，作电池的正极，A项正确；B.AgCl是难溶于水的物质，正极反应为AgCle=AgCl，B项错误；C.MgCl2是电解质，导电能力强于海水，能激活该电池，C项错误；D.该电池能应急照明供电，能将化学能转化为电能，D项错误。10用石墨作电极电解2 molL1的NaCl和1 molL1的MgSO4混合溶液时，下列曲线合理的是()解析：选D。电解时，发生的反应依次为Mg22Cl2H2OMg(OH)2H2Cl2，2H2O2H2O2。电解前，因Mg2水解而使溶液呈酸性，pH7；电解完成后，溶液中的溶质为Na2SO4，pH7，故A、B不正确。电解开始即产生沉淀，当第一个反应完成后，沉淀的量不再变化，故C不正确，D正确。11(2016宁波十校联考)肼(N2H4)空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%30%的KOH溶液。下列说法中不正确的是()A该电池放电时，通入肼的一极为负极B电池每释放1 mol N2转移的电子数为4NAC通入空气的一极的电极反应式是O22H2O4e=4OHD电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将不变解析：选D。该碱性燃料电池的总反应方程式为N2H4O2=N22H2O，N2H4中N化合价升高发生氧化反应，通入N2H4的一极为负极，A项正确；每生成1 mol N2转移电子4 mol，B项正确；碱性条件下O2放电生成OH，电极反应为O22H2O4e=4OH，C项正确；从总反应可知放电过程生成H2O，KOH溶液浓度降低，pH减小，D项错误。12铁银碱性电池具有优良的循环寿命，其总反应方程式为2FeAg2O22H2O2Fe(OH)22Ag。下列说法中不正确的是()A电池放电过程中阳离子向正极移动B电池放电时，Ag2O2作原电池的正极C电池充电过程中阴极附近溶液的碱性减弱D电池充电时，阳极的电极反应式为2Ag4OH4e=Ag2O22H2O解析：选C。根据该电池总反应方程式可知，放电时，Fe作原电池的负极，其电极反应式为2Fe4OH4e=2Fe(OH)2；Ag2O2作原电池的正极，其电极反应式为Ag2O22H2O4e=2Ag4OH；在原电池内电路中，阳离子向正极移动。充电时，阳极反应式为2Ag4OH4e=Ag2O22H2O；阴极反应式为2Fe(OH)24e=2Fe4OH，故充电过程中阴极附近溶液的碱性增强，C选项错误。13铅蓄电池的工作原理为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。研读下图，下列判断不正确的是()AK闭合时，d电极反应式：PbSO42H2O2e=PbO24HSOB当电路中转移0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2 molCK闭合时，中SO向c电极迁移DK闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极解析：选C。C项，当K闭合时，为原电池、为电解池，中c电极上的PbSO4得电子转化为Pb和SO，d电极上的PbSO4失电子转化为PbO2和SO，SO向d电极移动。14右图是某同学设计的验证原电池和电解池的实验装置，下列有关说法不正确的是()A关闭K2、打开K1，试管内两极都有气泡产生B关闭K2、打开K1，一段时间后，发现左侧试管收集到的气体比右侧略多，则a为负极，b为正极C关闭K2、打开K1，一段时间后，用拇指堵住试管移出烧杯，向试管内滴入酚酞，发现左侧试管内溶液变红色，则a为负极，b为正极D关闭K2、打开K1，一段时间后，再关闭K1、打开K2，电流表指针不会偏转解析：选D。关闭K2、打开K1，是电解NaCl溶液的过程，反应方程式为2NaCl2H2O2NaOHCl2H2，Cl在阳极上放电生成Cl2，H在阴极上放电生成H2，则两极都有气泡产生；且由于Cl2可以溶于水，收集到的Cl2的体积略少于H2的体积，则与外电源b极相连的石墨棒作电解池的阳极，b极为正极；左侧试管中溶液变红色，说明左侧试管中溶液呈碱性，则H放电，左侧石墨棒为电解池的阴极，a为外电源的负极；一段时间后，打开K2、关闭K1，可以构成原电池，放电时会引起电流表指针发生偏转。15在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多金属腐蚀现象。现通过如图所示装置进行实验探究。下列说法正确的是()A用图所示装置进行实验，为了更快、更清晰地观察到液柱上升，可用酒精灯加热具支试管B图是图所示装置的原理示意图，图所示装置的正极材料是铁C铝制品表面出现白斑的原理可以通过图所示装置进行探究，Cl由活性炭向铝箔表面迁移，并发生电极反应：2Cl2e=Cl2D图所示装置的总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑解析：选D。A项，加热使具支试管中气体体积增大，部分气体逸出，冷却后，气体体积缩小，导管中形成液柱，不能证明金属发生了吸氧腐蚀，错误；B项，负极材料应为铁，错误；C项，铝箔为负极，活性炭为正极，正极反应为3O212e6H2O=12OH，负极反应为4Al12e12OH=4Al(OH)3，错误；D项，将正极反应式和负极反应式相加可得图所示装置的总反应：4Al3O26H2O=4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑，正确。二、非选择题(本题包括3小题，共40分)16(13分)甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：(1)若两池中电解质溶液均为CuSO4溶液，反应一段时间后：有红色物质析出的是甲池中的_棒，乙池中的_棒。乙池中阳极的电极反应式是_。(2)若两池中均为饱和NaCl溶液：写出乙池中总反应的离子方程式：_。甲池中碳极上电极反应式是_，乙池中碳极上电极反应属于_(填“氧化反应”或“还原反应”)。解析：甲为原电池，乙为电解池。(1)若两池中均为CuSO4溶液，则有甲乙有红色物质析出，即析出Cu，电极上发生还原反应，甲池中是碳棒，乙池中是铁棒。(2)若均为NaCl溶液，则有甲乙乙池中的总反应方程式为2NaCl2H2O2NaOHCl2H2。答案：(1)碳铁4OH4e=2H2OO2(2)2Cl2H2OCl2H22OH2H2OO24e=4OH氧化反应17(12分)如图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。据此完成下列问题：(1)图中甲池是_装置；A(石墨)电极的名称是_。(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式：_。(3)乙池中反应的化学方程式为_；当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2_mL(标准状况下)。解析：根据甲图所示可知为原电池装置，能将化学能转化为电能；其中通入CH3OH和O2的电极分别为负极和正极。A与原电池正极相连，即A为电解池的阳极，乙池中电解AgNO3溶液，其总反应为4AgNO32H2O4AgO24HNO3。乙池中Ag电极增加5.40 g时，转移电子为0.05 mol，则根据甲池反应可求得消耗O2为280 mL(标准状况)。答案：(1)原电池(或化学能转变为电能)阳极(2)CH3OH8OH6e=CO6H2O(3)4AgNO32H2O4AgO24HNO328018(15分)图中X是直流电源。Y烧杯中c、d为石墨棒，Z烧杯中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近溶液显红色。(1)电源b极为_(填“正”“负”或“阴”“阳”，下同)极。Z烧杯中e为_极。连接Y、Z烧杯线路中，电子流动的方向是d_(填“”或“”)e。(2)写出Y烧杯中c极上的电极反应式：_。写出Y烧杯中总反应的化学方程式：_。写出Z烧杯中e极上的电极反应式：_。(3)电解2 min后，取出e、f，洗净、烘干、称量，质量差为1.28 g，在通电过程中，电路中通过的电子为_mol。若Y烧杯中溶液体积为500 mL(电解后体积可视为不变)，电解反应的速率v(OH)_。解析：(1)d附近溶液显红色，d为阴极，c为阳极，e为阳极，f为阴极，a为正极，b为负极；H在d极上得电子，电子从e流向d。(2)c极上Cl放电，电极反应式为2Cl2e=Cl2，e为阳极，为Cu放电，电极反应式为Cu2e=Cu2。(3)e、f电极质量差为1.28 g，e溶解的Cu为0.64 g，通过电子0.02 mol。Y中发生反应为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22e2 20.02 mol 0.02 molv(OH)0.02 molL1min1。答案：(1)负阳(2)2Cl2e=Cl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2Cu2e=Cu2(3)0.020.02 molL1min1