人教版化学选修四第四章《电化学基础》测试题（含答案）

第四章《电化学基础》测试题 2 一、单选题 1．常用的电池是一个液体电解质将两个固体电极隔开。而钠－硫(Na/S8)电池正相反， 它是由固体电解质将两个液体电极隔开(如图)，一个由钠－β－氧化铝固体电解质做成的 中心管，将内室的熔融钠(熔点 98℃)和外室的熔融硫(熔点 119℃)隔开，并允许 Na+通过。 下列有关说法不正确的是 A．a 为电池的正极 B．充电时 b 接电源的正极 C．正极反应为：nS8+16ne－＝8Sn2－ D．Na+可以穿过固体电解质从而传递电流 2．利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂 N2O5，装置如图所示，下 列说法不正确的是 A．电极 a 和电极 c 都发生氧化反应 B．电极 d 的电极反应式为 2H++2e-=H2↑ C．c 电极上的电极反应式为 N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+ D．装置 A 中每消耗 64gSO2，理论上装置 A 和装置 B 中均有 2moH+通过质子交换膜 3．下列各装置中灵敏电流计指针会发生偏转的是（ ） A． B． C． D． 4．镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiOOH+2H2O，由此可知，该电池充电时的阴极材料 是 A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiOOH 5．如图，在盛有稀 H2SO4 的烧杯中放入用导线连接的电极 X、Y，外电路中电子流向如图 所示。下列关于该装置的判断正确的是( ) A．外电路的电流方向为：X→导线→Y B．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为 X＜Y C．X 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应 D．溶液中的 SO4 2-向 X 极移动 6．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产中的应用 。 下列说法正确的是( ) A．氯碱工业中，X 电极上的反应式是 4OH-- 4e-= 2H2O+O2↑ B．电解精炼铜时，Z 溶液中的 Cu2+ 浓度不变 C．在铁片上镀铜时，Y 是纯铜 D．制取金属钠时，Z 是熔融的氯化钠 7．某原电池的总反应离子方程式为：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，则该原电池的正确组成可 以是下列的（ ） A． B． C． D． 8．化学与社会、生活密切相关。下列有关说法错误的是 A．地球上 99%以上的溴蕴藏在海洋中 B．用食醋可除去热水壶内壁的水垢 C．在水库铁闸门上接装铜块可减缓铁闸门腐蚀 D．将煤气化或液化可减少污染、提高燃烧效率 9．用铅蓄电池电解如阳甲、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)  放电 充电 2PbSO4(s)+2H2O(l)。电解一段时间后，发现 a 极上析出红 色固体物质，下列说法正确的是 A．d 极为阴极 B．若利用甲池精炼钢，b 极应为粗铜 C．放电时铅蓄电池负极的电极反应式为 PbO2(s)+4H+(aq)+ 2 4SO  (aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l) D．若四个电极材料均为石墨，当析出 32.0g 红色固体时，两池中共产生 28.0L 气体 10．下列关于金属的腐蚀与防护的说法正确的是( ) A．金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率与氧气浓度无关 B．验证铁的吸氧腐蚀，可以将铁钉放入试管中，用盐酸浸没 C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应 Fe－3e－＝ Fe3＋ 11．普通电解精炼铜的方法所制备的铜中仍含杂质，利用如图中的双膜(阴离子交换膜 和过滤膜)电解装置可制备高纯度的 Cu。下列有关叙述正确的是（ ） A．电极 a 为粗铜 B．甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及漂浮物杂质进入阴极区 C．乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂质阳离子进入阴极区 D．当电路中通过 1mol 电子时，可生成 32g 精铜 12．控制适合的条件，将反应 Fe3++Ag ⇋ Fe2++Ag+设计成如下图所示的原电池(盐桥装有 琼脂-硝酸钾溶液；灵敏电流计的 0 刻度居中，左右均有刻度)。已知接通后，观察到电 流计指针向右偏转。下列判断不正确的是 A．在外电路中，电子从银电极流向石墨电极 B．盐桥中的 K+移向甲烧杯 C．一段时间后，电流计指针反向偏转，越过 0 刻度，向左边偏转 D．电流计指针居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转 13．用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的 pH 变小，且在阳极得到 0.56L 气体，阴极得到 1.12L 气体（两种气体体积均在相同条件下测定）。由此可知，该溶液 可能是 A．CuSO4 溶液 B．HBr 溶液 C．NaCl 溶液 D．硫酸溶液 14．下列有关电化学装置不能达到相应实验目的的是 A． 模拟吸氧腐蚀 B． 电解法制氯气 C． 铁的防护 D． 外加电流的 阴极保护法 15．如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴 入酚酞溶液，在 F 极附近显示红色。则以下说法正确的是 A．电源 B 极是正极 B．甲、乙装置的 C、D、E、F 电极均有单质生成，其物质的量之比为 1﹕2﹕1﹕1 C．欲用丙装置给铜镀银，H 应该是 Ag，电镀液是 AgNO3 溶液 D．装置丁中 Y 极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷 二、填空题 16．蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反 应是 NiO2+Fe+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2，用该蓄电池电解（阴、阳极均为惰性电极） M(NO3)x 溶液，若此蓄电池工作一段时间后消耗 0.36g 水。 (1)电解时，电解池的阳极应连接 ____________(填序号)。 A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2 (2)电解 M(NO3)x 溶液时某一极质量增加了 mg，金属 M 的相对原子质量的计算式为 _________（用 m,x 表示）。 （3）此蓄电池电解含有 0.01 mol CuSO4 和 0.01 mol NaCl 的混合溶液 100 mL,转移相同 量的电子时，阳极产生气体_____________L（标准状况），电解后溶液加水稀释至 1 L， 此时溶液的 pH 为___________ 。 （4）若将阳极换为铜锌合金，阴极换为纯铜，且电解质溶液中含有足量的 Cu2+，通电 一段时间后，若阳极恰好完全溶解，此时阴极质量增加 7.68g，溶液质量增加 0.03g，则 合金中 Cu、Zn 的物质的量之比为______。 17．（1）如图装置(Ⅰ)为以 NaOH 溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池。装置(Ⅰ)中 a 和 b 为气体进口，其中 a 口进入的是(填名称)____，写出电极②发生反应的电极反应式______。 （2）将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入 500mL 硫酸铜溶液中构成如图的装置： （以下均假设反应过程中溶液体积不变）。 ①铁片上的电极反应式为_____。 ②溶液中的铜离子移向____（填铁电极或铜电极）。 18．如图所示的装置，电源为 Zn-MnO2 干电池，其电解质溶液是 ZnCl2-NH4Cl 混合溶 液。X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向甲中滴入酚酞溶液，在 Fe 极附近显红色。 试回答下列问题： (1)在电源中，B 电极为___________极(填“正极”或“负极”)；该极的电极反应是 ___________。 (2)甲装置中总的化学方程式是___________。 (3)丙装置中 Y 电极为___________极(填“阴极”或“阳极”)；通电一段时间后，X 电极上 发生的电极反应式是___________。 (4)如果乙装置中精铜电极的质量增加了 0.64g，请问甲装置中，铁电极上产生的气体在 标准状况下为___________L。 19．（12 分）为应对环境污染，使得对如何减少煤燃烧和汽车尾气中各种含碳、氮、硫 等气体的排放，及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。 （1）为减少煤燃烧中废气的排放，常将煤转化为清洁气体燃料。请写出焦炭与水蒸气 高温下反应的化学方程式： 。 （2）选择适当的催化剂在高温下可将汽车尾气中的 CO、NO 转化为无毒气体。 已知：①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H1="-566" kJ∙mol-1 ②2NO(g)+2CO(g) ⇋ N2(g)+ 2CO2(g) ∆H2="-746" kJ∙mol-1 则反应 N2(g)+ O2(g)= 2NO(g)的∆H＝ kJ∙mol-1。 （3）在一定温度下，向 1L 密闭容器中充入 0.5 mol NO、2 mol CO，发生上述反应②， 20s 反应达平衡，此时 CO 的物质的量为 1.6 mol。在该温度下反应的平衡常数 K= 。 （4）将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合 作用以 CO2 和 H2O 为原料制备 HCOOH 和 O2 的原理示意图。催化剂 b 表面发生的电极 反应式为_____________________。 （5）氮氧化物进入水体可转化为 NO3─，电化学降解法可用于治理水中 NO3─的污染。 原理如图所示。 电源正极为 (填“A”或“B”)，若电解过程中转移了 0.4mol 电子，则处理掉的 NO3─ 为 g。 20．“嫦娥一号”探月成功，实现了中国人奔月的梦想 （1）“嫦娥一号”使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点除产生的热量大之 外，还具有的优点是_______________________。 （2）下列是 298K 时，氢气（H2）、碳（C）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）燃烧的热化学方 程式： H2（g）＋1/2O2（g）=H2O（l） ΔH＝－285.8 kJ/mol C（g）＋O2（g）=CO2（g） ΔH＝－393.5 kJ/mol C8H18（l）＋25/2O2（g）=8CO2（g）＋9H2O（l） ΔH＝－5518 kJ/mol CH4（g）＋2O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890.3 kJ/mol 相同质量的 H2、C、C8H18、CH4 完全燃烧时，放出热量最多的是________________。 （3）已知：H2（g）=H2（l） ΔH＝－0.92 kJ/mol O2（g）=O2（l） ΔH＝－6.84 kJ/mol H2O（l）=H2O（g） ΔH＝＋44.0 kJ/mol 请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式_______________。如果此次“嫦娥一号” 所携带的燃料为 1.08 吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量 ___________kJ（保留 3 位有效数字）。 （4）氢气、氧气不仅燃烧时能释放热能，二者形成的原电池还能提供电能，美国的探 月飞船“阿波罗号”使用的就是氢氧燃料电池，电解液为 KOH 溶液，其电池反应为：负 极放电的物质为__________________，正极：__________________，总反应式： __________________。 三、计算题 21．电解 26.8%的食盐水 1500g，若食盐的利用率为 87.3%，求： （1）在标准状况下可制得 Cl2 多少升?___（不考虑氯气溶解） （2）电解液中氢氧化钠的质量百分比浓度为多少?___ （3）取一定量的氢气和氯气混合，点燃充分反应，所得混合物用 100mL15.67%的 NaOH 溶液（密度为 1.12g/mL）恰好完全吸收，测得溶液中含有 NaClO 的物质的量为 0.0500mol。 求溶液中 NaCl 的物质的量浓度___，以及所取氢气和氯气的混合气体相对于同温同压下 空气的相对密度，假设反应前后溶液体积不变，结果保留两位小数。___ 22．氢气是化工行业重要原料之一。 （1）电解饱和食盐水是生产 H2 的方法之一。常温下，电解 250 mL 饱和食盐水一段时 间后，溶液质量减轻 0．365 g(假设气体全部逸出)。生成的氢气在标准状况下的体积为 _______mL。 （2）在电弧炉中，甲烷裂解产生乙炔和氢气，若 1 m3 甲烷经此过程生成 0．27 m3 氢 气，则甲烷的裂解率为_________%(体积均在相同条件下测定)。 （3）已知：CxHy+ H2O → CO + CO2+ H2(未配平)。工业上用甲烷、乙烷的混合气体利 用上述反应生产氢气，反应后气体经干燥组成如下表所示： 组分 CO CO2 H2 体积分数 20% 5% 75% 计算原混合气体中甲烷与乙烷的物质的量之比_______。 （4）合成氨生产过程中，消耗氮氢混合气 2000 m3(其中 CH4 的体积分数为 0．112%， 下同)，分离液氨后的氮氢混合气中含 CH42．8%。计算分离出液氨为多少吨(保留 2 位 小数，所有体积均已折算至标准状况) _______。 四、实验题 23．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： 物质 BaSO4 BaCO3 AgI AgCl 溶解度/g(20℃) 2.4×10-4 1.4×10-3 3.0×10-7 1.5×10-4 (1) 探究 BaCO3 和 BaSO4 之间的转化 试剂 A 试剂 B 试剂 C 加入盐酸后的现象 实验Ⅰ BaCl2 Na2CO3 Na2SO4 …… 实验Ⅱ Na2SO4 Na2CO3 有少量气泡产生，沉淀部分溶解 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)。 装置 步骤 电压表读 数 ⅰ.如图连接装置并加入试剂，闭合 K a ⅱ.向 B 中滴入 AgNO3(aq),至沉淀完 全 b ⅲ.再向 B 中投入一定量 NaCl(s) c ⅳ.重复 i，再向 B 中加入与ⅲ等量 NaCl (s) d 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________________________________________。 24．某学生进行如下图所示的锌铜原电池的实验。 （1）从理论上讲,预期看到的现象是________、 _________、_______。 （2）正极上的电极反应：____________________________________ 。 参考答案 1．B 2．C 3．C 4．C 5．D 6．D 7．C 8．C 9．B 10．C 11．D 12．C 13．D 14．B 15．D 16．A 50mx 0.168 2 3∶1 17．氢气 O2+4e-+2H2O=4OH- Fe-2e-=Fe2+ 铜电极 18．负极 Zn-2e-=Zn2+ 2NaCl＋2H2O 通电 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 阴极 2Cl--2e-=Cl2↑ 0.224 19．（1）C+H2O(g） CO+ H2 （2 分） （2）+180（2 分） （3）1.25（2 分） （4）CO2+2e-+2H+＝HCOOH（2 分） （5）A（2 分）；4.96g（2 分） 20．（1）产物为水，无污染 （2）H2 （3） H2（l）＋1/2O2（I）=H2O（g） ΔH＝－237.5kJ/mol 1.42×107 （4） H2 O2+2H2O+4e-=4OH- O2+2H2=2H2O 21．67.2L 18.74% 3.89mol/L 1.41 22．112 18 3:1 0.73t 23．沉淀不溶解，无气泡产生 BaCO3+2H+= Ba2++CO2↑+H2O     2- 4 2- 3 c SO c CO 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 24． 锌片被溶解(或消耗) 铜片上有气泡冒出 电流表指针发生偏转 2H＋＋2e– = H2 ↑