第四章《化学反应与电能》测试卷 高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章《化学反应与电能》测试卷一、单选题(共15小题)1.在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：一艘名叫“阿那吉纳”的货轮满载着精铜砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是()A．精铜砂装载过多导致沉船B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大超过船的承载能力C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀2.下列有关钢铁的腐蚀和防护的说法中不正确的是()A．钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀负极反应相同，正极反应不同B．镀锌铁皮和镀锡铁皮破损后，前者更易被腐蚀C．将铁件与电源负极相连，可实现电化学保护D．将钢管与锌板堆放在一起，可保护钢管少受腐蚀3.下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH­Ni电池)。下列有关说法不正确的是()A．放电时正极反应为NiOOH＋H2O＋e－―→Ni(OH)2＋OH－B．电池的电解液可为KOH溶液C．充电时负极反应为MH＋OH－―→H2O＋M＋e－D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高4.目前，市场上的手提应急灯主要是“无液干粉”铅酸蓄电池，其原理是将有腐蚀性的浓硫酸灌注到硅胶凝胶中去，使电解质溶液不易发生泄漏，大大改善了电池的性能。所用的原料仍然是铅—二氧化铅—硫酸。下列关于该铅酸蓄电池的说法正确的是（）A．该应急灯在照明时，电池能将电能转变为化学能B．“无液干粉”铅酸蓄电池彻底改变了原来的铅酸蓄电池的原理C．放电时，在铅酸蓄电池的负极发生还原反应D．照明时，电池上标有“－”的极发生氧化反应5.用铂电极电解相同浓度的盐酸和硫酸，电解一段时间后，下列说法可能正确的是()A．盐酸和硫酸的浓度都增大B．盐酸和硫酸的浓度都减小C．盐酸的浓度减小，硫酸的浓度增大D．盐酸的浓度增大，硫酸的浓度减小6.下图为铜锌原电池示意图，下列说法正确的是()A．锌片逐渐溶解B．烧杯中溶液逐渐呈蓝色C．电子由铜片通过导线流向锌片D．锌为正极，铜为负极7.用石墨作电极，电解2mol·L－1CuSO4溶液时，下列变化不可能发生的是()A．阳极附近H＋浓度增大B．阴极质量增加C．阴极上放出氧气D．溶液蓝色变浅8.在图中的8个装置中，属于原电池的是()A．①②③⑤⑧B．③④⑥⑦C．④⑥⑦D．③⑤⑦9.关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是()A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极B．电解液的成分都保持不变C．阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－===Cu10.下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出。符合这一情况的是下表中的()A．答案AB．答案BC．答案CD．答案D11.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）（）A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e﹣===NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt12.一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为2C2H6＋7O2＋8KOH===4K2CO3＋10H2O。有关此电池的推断正确的是()A．负极反应：14H2O＋7O2＋28e－===28OH－B．放电一段时间后，负极周围的pH升高C．理论上消耗1molC2H6，电路上转移的电子为14molD．放电过程中，K＋向负极移动13.在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是()A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子14.如图所示是几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是（）A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D．铅蓄电池工作过程中，每通过2mol电子，负极质量减轻207g15.按下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是()A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C．片刻后甲池中c(SO4D．片刻后可观察到滤纸b点变红色二、实验题(共3小题)16.有甲、乙两位学生利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人都使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1硫酸溶液中，乙同学将电极放入6mol·L－1的氢氧化钠溶液中，如下图所示。(1)写出甲池中正极的电极反应式_______________________________________。(2)写出乙池中负极的电极反应式________________________________________。(3)写出乙池中总反应的离子方程式_______________________________________。(4)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。(5)由此实验，可得到如下哪些结论正确()A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质B．镁的金属性不一定比铝的金属性强C．该实验说明金属活动顺序已过时，已没有实用价值D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析(6)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序判断原电池中的正负极”这种做法________(可靠或不可靠)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案________________(如可靠，此空可不填)。17.某化学兴趣小组为了探究铝电极在电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下表：试根据表中的实验现象完成下列问题：(1)实验①、②中铝所作的电极(指正极或负极)________(填“相同”或“不相同”)。(2)实验③中铝为________极，电极反应式为________________；石墨为________极，电极反应式为_______________；电池总反应式为_____________________________。(3)实验④中铝作负极还是正极？_____，理由是___________________________________，铝电极的电极反应式为_______________________________。(4)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素为_____________________。18.某同学用如图所示做水果电池的实验,测得数据如下表所示：请回答以下问题:(1)实验⑥中负极的电极反应式为。(2)实验①、⑤中电流方向相反的原因是。(3)影响水果电池电压的因素有、。(4)若在实验中发光二极管不亮，该同学用铜、锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来，再接发光二极管，这样做。(填“合理”或“不合理”)三、填空题(共3小题)19.甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：(1)若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：①有红色物质析出的是甲池中的________棒，乙池中的________棒。②乙池中阳极的电极反应式是__________________________________________________________________________________________________________________。(2)若两池中均为饱和NaCl溶液：①写出乙池中总反应的离子方程式：__________________________________________________________________________________________________________________。②甲池中碳棒电极上电极反应式是________________________________________________________________________________________________________________，乙池中碳棒电极上电极反应属于________(填“氧化反应”或“还原反应”)。20.某实验小组用以下几个实验装置探究电化学过程对金属与稀硫酸反应速率的影响，烧杯中都盛有稀H2SO4。试回答：(1)B装置中Cu电极上的电极反应式为_____________________________________________，D装置中Fe电极上的电极反应式为______________________。(2)D装置中的实验现象有_______________________________________________，若用电流计测量反应时通过导线的电子流量为0.2mol，则Fe电极的质量变化为________________________________________________________________________。(3)B、C两个装置中Fe片被腐蚀的速率更快的是________(填“B”或“C”)。21.燃料电池是利用燃料(如H2、CO、CH4、CH3OH、NH3等)与O2反应从而将化学能转化为电能的装置。(1)甲烷燃料电池(NaOH作电解质溶液)的负极反应式为________________________________________________________________________，正极电极反应式为________________________________________________________________________，放电过程中溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨­液氧燃料电池示意图如右，有关说法正确的是________。a．电池工作时，Na＋向负极移动b．电子由电极2经外电路流向电极1c．电池总反应为4NH3＋3O2===2N2＋6H2Od．电极2发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O(3)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。①A为生物燃料电池的________(填“正”或“负”)极。②正极反应式为_________________________________________________________________。负极反应式为__________________________________________________________________。③放电过程中，H＋由________极区向________极区迁移(填“正”或“负”)。④在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体________L。⑤该电池________(填“能”或“不能”)在高温下工作。(4)CO无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇­氧化钠，其中O2－可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高，请回答：①a极电极反应式为________________________________________________________________________。②工作时，O2－由电极________向电极________移动(填“a”或“b”，下同)，电子由电极________通过传感器流向电极________。

答案解析1.【答案】C【解析】由题可知是船体漏水导致事故，A错误；铜活动性弱，在潮湿的环境中与空气的反应也很慢，B错误；铜与铁(船体)、水膜(溶解有O2)形成原电池时，铁作负极，铁腐蚀速率被加快，C正确，D错误。2.【答案】B【解析】负极是铁失去电子，正极分别是氢离子得到电子和氧气得电子，A正确；镀锌铁皮破损后形成原电池，锌为负极保护铁，而镀锡铁皮破损后，铁为负极，锡为正极，铁腐蚀加速，B错误；铁件与电源的负极相连，作电解池阴极，被保护，C正确；将钢管与锌板堆放在一起，一旦形成电解质水膜，就可以形成原电池，锌为负极，铁作正极而被保护，D正确。3.【答案】C【解析】在金属氢化物镍电池(MH­Ni电池)中，MH在负极发生反应：MH＋OH－－e－―→M＋H2O，NiOOH在正极发生反应：NiOOH＋H2O＋e－―→Ni(OH)2＋OH－，电解液可为KOH溶液，A、B正确；充电时，阴极反应式为M＋H2O＋e－―→MH＋OH－，C错误；MH中氢密度越大，单位体积电池所储存电量越多，即电池能量密度越高，D正确。4.【答案】D【解析】由铅蓄应急灯照明时，电池供电，将化学能转化为电能；无液干粉电池与普通铅蓄电池原理相同；标有“—”符号的一极为电池的负极，在放电时该电极上的物质失去电子，发生氧化反应，铅为负极。5.【答案】C【解析】根据阴离子放电顺序：Cl－>OH－>SO46.【答案】A【解析】在铜锌原电池中，锌的活动性大于铜，锌为负极、铜为正极。负极锌失去电子不断溶解，在外电路中电子由锌电极流向铜电极；溶液中的氢离子，在正极铜表面得到电子被还原，有氢气产生，铜电极保持不变，溶液中不存在铜离子，不能使溶液成蓝色。7.【答案】C【解析】阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A不符合题意；阴极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阴极质量增加，蓝色变浅，B、D不符合题意；只有C符合要求。8.【答案】D【解析】①⑧未构成闭合回路；②中两极材料活动性相同；④中酒精不是电解质；⑥虽形似盐桥原电池装置，但锌直接与硫酸铜溶液反应，铜离子不能在铜电极放电；所以①②④⑥⑧均不构成原电池。9.【答案】D【解析】A项，电镀时镀件作阴极；B项，电解精炼铜时电解液成分改变；C项，电解精炼铜时，杂质若有比铜活泼的金属(如锌)，则还会发生Zn－2e－===Zn2＋的反应。10.【答案】A【解析】由a极板质量增加，知溶液中阳离子在a极板析出，则a为阴极，X为负极；因B中a极板不析出金属，C中X为正极，故B、C错；又由b极板有无色无味气体放出，知D错。11.【答案】D【解析】阳极发生氧化反应，其电极反应式：Ni﹣2e﹣===Ni2+，Fe﹣2e﹣===Fe2+；Zn﹣2e﹣===Zn2+，A错误；电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Ni；阴极析出的是镍，依据电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，B错误；电解后，溶液中存在的金属阳离子有Fe2+、Zn2+、Ni2+，C错误；粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质做阳极，铜和铂不失电子，沉降到电解池底部形成阳极泥，电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt，D正确。12.【答案】C【解析】燃料电池中通入燃料的电极作负极，通入氧气的电极作正极。在碱性电解质溶液中，负极反应为2C2H6－28e－＋36OH－===4CO32−＋24H2O，正极反应为7O2＋28e－＋14H2O===28OH－，A错误；反应一段时间后，负极消耗了OH－，附近pH减小，B错误；每有2mol乙烷发生反应转移电子28mol，如果消耗1molC2H6，电路上转移的电子为14mol，C正确；在原电池内部，电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，电解质溶液中K13.【答案】A【解析】本题考查的是电镀的原理。电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。14.【答案】D【解析】干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，A正确；在干电池中，Zn作负极，被氧化，B正确；氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内，且工作的最终产物是水，故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，C正确；铅蓄电池工作过程中，硫酸铅在负极上析出，该极质量应该增加而非减小，D错误。15.【答案】A【解析】图示是Zn－CuSO4－Cu原电池，相对活泼金属Zn作为负极，Zn－2e－===Zn2＋，发生氧化反应，Cu作正极，Cu2＋＋2e－===Cu，发生还原反应，A正确；电子只能在电极和导线间流动，不能在溶液中移动，Zn→a，b→Cu，B错误；与负极相连的a为阴极，电极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，可使酚酞变红，D错误；为保持电荷守恒，盐桥中的Cl－会移向甲池，SO416.【答案】(1)2H＋＋2e－===H2↑(2)2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(4)MgAl(5)AD(6)不可靠；将两种金属作电极连上电流计后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流计测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正负极【解析】甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。由于铝与碱的反应是一个特例，不可作为判断金属性强弱的依据。判断原电池的正极、负极要依据实验事实。17.【答案】(1)不相同(2)负；2Al－6e－===2Al3＋；正；6H＋＋6e－===3H2↑；2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑(3)负极；铝与氢氧化钠溶液反应，镁与氢氧化钠溶液不反应；Al－3e－＋4OH－==AlO2－＋2H2O(4)另一个电极材料的活泼性和电解质溶液的氧化性【解析】实验①中镁比铝活泼，镁作原电池的负极，铝作原电池的正极，电流计指针偏向铝；实验②中铝比铜活泼，铝作原电池的负极，铜作原电池的正极，电流计指针偏向铜；实验③中铝失去电子，发生氧化反应，③为负极，石墨为正极，电流计指针偏向石墨。18.【答案】(1)Al-3e-Al3+(2)实验①中锌比铜活泼，锌作负极，实验⑤中铝比锌活泼，锌作正极，两实验中电流方向相反(3)水果品种；电极材料(4)合理【解析】实验⑥中电极是铝比锌与铝活泼，铝为负极，反应式为Al-3e-Al3+；实验①中锌比铜活泼，锌为负极，实验⑤中铝比锌活泼，锌为正极，两实验中电流方向相反；由实验①和⑤可知,水果电池的电压与水果的品种及电极材料有关。19.【答案】(1)①碳铁②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(2)①2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－②2H2O＋O2＋4e－===4OH－氧化反应【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(2)若均为NaCl溶液，则有甲乙20.【答案】(1)2H＋＋2e－===H2↑Fe－2e－===Fe2＋(2)Cu电极上有气泡，Fe电极逐渐溶解，溶液逐渐变为浅绿色减小5.6g(3)B【解析】(1)在B装置中，活动性Fe＞Cu，Cu电极为原电池的正极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；D装置为电解池，Fe电极与直流电源的正极相连，为阳极，发生氧化反应，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋。(2)在D装置中可看到的实验现象有Fe电极逐渐溶解消耗，在Cu电极上不断有气泡产生，溶液逐渐由无色变为浅绿色，根据Fe～2e－～Fe2＋可知，当n(e－)＝0.1mol，则n(Fe)＝0.