2024-2025学年高中化学第四章电化学基础单元评估卷4含解析新人教版选修4

PAGEPAGE12第四章单元评估卷eq\o(\s\up7(作业时限：90分钟作业满分：100分),\s\do5())第Ⅰ卷(选择题，共54分)一、选择题(包括18个小题，每小题3分，共54分，每小题有1个正确选项)1．下列叙述正确的是(C)A．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1molNaOHD．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀解析：原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应，A项错误；电解Na2SO4溶液的实质是电解水，在阴、阳两极分别产生H2和O2，两者的物质的量之比为2∶1，B项错误；依据电解饱和NaCl溶液的化学方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑可知，若有1mol电子转移，则生成1molNaOH，C项正确；镀层破损后，镀锌铁板中，锌比铁活泼，锌作原电池的负极，铁作正极被爱护，而镀锡铁板中，铁比锡活泼，铁作原电池的负极，更易被腐蚀，D项错误。2.某小组为探讨电化学原理，设计如图装置。下列叙述错误的是(D)A．a和b不连接时，铁片质量会增加B．a和b用导线连接时，正极发生的电极反应为：Cu2＋＋2e－=CuC．无论a和b是否连接，铁片均被腐蚀D．a和b分别连接电源正、负极时，Fe电极发生的电极反应为：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：a和b不连接时，铁与硫酸铜发生置换反应生成铜与硫酸亚铁，生成的铜附着在铁片上，铁片质量增加，A项正确；a和b用导线连接时，组成原电池，Cu为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，B项正确；无论a和b是否连接，均发生氧化还原反应Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，铁片均被腐蚀，C项错误；a和b分别连接电源正、负极时，Fe电极为阳极，电极反应为Fe－2e－=Fe2＋，D项错误。3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的试验装置及部分试验现象如下：试验装置部分试验现象a极质量减小；b极质量增加b极有气体产生；c极无变更d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可推断这四种金属的活动性依次是(C)A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c解析：由第一个装置可知a极溶解，故a极是负极，可知金属活动性a>b，其次个装置依据氧化性、还原性的规律可知金属活动性b>c，故第三个装置的金属活动性d>c，由第四个装置电流从a→d，故电子从d→a，故金属活动性d>a。4．下列事实说明精确的是(C)A．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为Fe－2e－=Fe2＋B．酸性氢氧燃料电池的正极电极反应为2H2O＋O2＋4e－=4OH－C．用石墨电极电解CuCl2溶液，阳极上发生的反应：2Cl－－2e－=Cl2↑D．铅蓄电池的正极反应为PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O解析：A项，脱氧过程中碳作原电池正极，A项错误；B项，酸性氢氧燃料电池的正极反应为O2＋4e－＋4H＋=2H2O，B项错误；C项，用石墨电极电解CuCl2溶液，阳极上Cl－放电，2Cl－－2e－=Cl2↑，C项正确；D项，铅蓄电池的正极反应为PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4↓＋2H2O，D项错误。5．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液复原到电解前的状态，符合题意的一组是(C)XYZWACFeNaClH2OBPtCuCuSO4CuSO4溶液CCCH2SO4H2ODAgFeAgNO3AgNO3晶体解析：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，明显加H2O不能复原到电解前的状态，应通入适量HCl气体。电解CuSO4溶液时n(SOeq\o\al(2－,4))没变，加CuSO4溶液也不能复原。电解H2SO4实质是电解水，再加适量水，可使H2SO4溶液复原。Ag作阳极、Fe作阴极电解AgNO3溶液，实质是Fe镀Ag，AgNO3溶液浓度不变，不需加AgNO3晶体。6．甲、乙两个电解池均以Pt为电极，且相互串联。甲池盛有AgNO3溶液，乙池中盛有肯定量的某盐溶液。通电一段时间后，测得甲池电极质量增加2.16g。乙池电极上析出0.64g金属，则乙池中的溶质可能是(A)A．CuSO4 B．MgSO4C．Al(NO3)3 D．Na2SO4解析：甲池电解AgNO3，阴极质量增加的缘由为Ag＋＋e－=Ag，则得到的电子的物质的量为eq\f(2.16g,108g/mol)×1＝0.02mol，串联电路中通过的电子的物质的量相等，则乙池中析出物质的摩尔质量为eq\f(0.64g,0.01mol)＝64g/mol或者eq\f(0.64g,0.02mol)＝32g/mol，或eq\f(0.64g,\f(0.02,3)mol)＝96g/mol，由此可知析出物质只能为铜。7．原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关推断中错误的是(C)A．装置①探讨的是电解CuCl2溶液，b电极上有红色固体析出B．装置②探讨的是金属的吸氧腐蚀，Fe上的反应为Fe－2e－=Fe2＋C．装置③探讨的是电解饱和食盐水，B电极发生的反应：2Cl－－2e－=Cl2↑D．三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应解析：装置①探讨的是电解CuCl2溶液，b电极为阴极，阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－=Cu，故b电极上有红色固体析出，A项正确；装置②探讨的是金属的吸氧腐蚀，Fe为负极，负极反应为Fe－2e－=Fe2＋，B项正确；装置③探讨的是电解饱和食盐水，B电极为阴极，阳离子在阴极放电，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，C项错误；无论是原电池反应还是电解池反应都属于氧化还原反应，D项正确。8．用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56L气体，阴极得到1.12L气体(两种气体在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是(D)A．稀盐酸 B．KNO3溶液C．CuSO4溶液 D．稀硫酸9．将Fe片和Zn片放入盛有NaCl溶液(其中滴有酚酞)的表面皿中，如图所示。最先视察到变为红色的区域为(B)A．Ⅰ和ⅢB．Ⅰ和ⅣC．Ⅱ和ⅢD．Ⅱ和Ⅳ解析：甲图是原电池，负极(Zn)：Zn－2e－=Zn2＋；正极(Fe)：2H＋＋2e－=H2↑，在Ⅰ区域H2O电离出的OH－浓度较高，能使无色酚酞溶液变成红色。乙图是电解池，阳极(Fe)：Fe－2e－=Fe2＋；阴极(Zn)：2H＋＋2e－=H2↑，在Ⅳ区域H2O电离出的OH－浓度相对较高，能使无色酚酞溶液变红色，综上所述B项正确。10．如图所示，a、b是多孔石墨电极，某同学按图示装置进行如下试验：断开K2，闭合K1一段时间，视察到两支玻璃管内都有气泡将电极包围，此时断开K1，闭合K2，视察到电流计A的指针有偏转。下列说法不正确的是(B)A．断开K2，闭合K1一段时间，溶液的pH变大B．断开K1，闭合K2时，b极上的电极反应式为：2H＋＋2e－=H2↑C．断开K2，闭合K1时，a极上的电极反应式为：4OH－－4e－=O2↑＋2H2OD．断开K1，闭合K2时，OH－向b极移动解析：该试题为原电池及电解池的综合考题。当断开K2，闭合K1时为电解池，此时依据电源推断a极为阳极，b极为阴极，相当于电解了水，故A项正确；a极的电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，故C项正确；当断开K1，闭合K2时，该装置为原电池，a极为正极，电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，b极为负极，电极反应式为2H2＋4OH－－4e－=4H2O，故D项正确；B项错误。11．镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2＋M=NiOOH＋MH。已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－=6Ni(OH)2＋NOeq\o\al(－,2)。下列说法正确的是(A)A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH＋H2O＋e－=Ni(OH)2＋OH－B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－=MH＋OH－，H2O中的H被M还原D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液解析：A项，从所给方程式知：电池的正极是NiOOH，负极是MH，对。B项，OH－是阴离子，向阳极移动，错。C项，H2O中的H＋被阴极供应的电子还原，不是被M还原，错。D项，从信息知：NiOOH与NH3能发生氧化还原反应，所以不能用氨水作电解质，错。12.如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，电极b旁边溶液呈红色。下列说法正确的是(C)A．X是负极、Y是正极B．Pt是阴极、Cu是阳极C．CuSO4溶液的pH渐渐减小D．CuSO4溶液的pH不变解析：b电极旁边溶液呈现红色，说明b电极处生成了OH－。电解饱和食盐水阳极产生Cl2，阴极产生H2，因此b电极与电源负极相连，则Y为负极，X为正极，则Pt为阳极，铜为阴极，A、B两项错误；CuSO4在电解时，OH－放电，阴极发生还原反应，铜离子放电，这样溶液中c(H＋)>c(OH－)，显酸性，pH变小，D项错误。13．用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl－、Br－、Na＋、Mg2＋)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是(D)A．电池工作时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．电解时，a电极四周首先放电的是Cl－，而不是Br－C．电解时，电子流淌路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极D．忽视能量损耗，当电池中消耗0.02gH2时，b极四周会产生0.02gH2解析：酸性电解液不行能有OH－生成；电子流淌路径是：负极→外电路→阴极，阳极→正极，在溶液中靠阴、阳离子定向移动形成闭合回路。a电极首先放电的是Br－，而不是Cl－。14．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则(A)A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ渐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－=Cu解析：Al的活泼性强于Cu，故电极Ⅰ为原电池的负极，电极Ⅱ为原电池的正极，电极Ⅲ与原电池的正极相连，为电解池的阳极，电极Ⅳ为电解池的阴极。电流方向：电源正极(Ⅱ)→电解池的阳极(Ⅲ)，电解池的阴极(Ⅳ)→原电池的负极(Ⅰ)，A项正确；B项，电极Ⅰ为原电池的负极，发生氧化反应，B项错误；C项，电极Ⅱ为原电池的正极，正极反应为Cu2＋＋2e－=Cu，C项错误；D项，电极Ⅲ为阳极，其电极材料是Cu，电极反应为Cu－2e－=Cu2＋，D项错误。15．可用于电动汽车的铝­空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(A)A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－=Al(OH)3↓C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极解析：电池工作时，正极上O2得到电子被还原，电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，A项正确；电解液为NaOH溶液时，在负极上产生的是NaAlO2而不是Al(OH)3，B项错误；电池的总反应为4Al＋3O2＋4NaOH=4NaAlO2＋2H2O，消耗NaOH，pH减小，C项错误；电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极，D项错误。16．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为2H2＋O2=2H2O，下列有关说法正确的是(D)A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C.每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H2－2e－=2H＋，H＋由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，则电子从a极流向b极，A、B项错误；C项因未指明气体所处的温度和压强，错误。17．甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的手机电池中的反应为2CH3OH＋3O2＋4OH－eq\o(,\s\up17(放电),\s\do15(充电))2COeq\o\al(2－,3)＋6H2O，有关说法正确的是(B)A．放电时，CH3OH参加反应的电极为正极B．放电时，负极电极反应：CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2OC．标准状况下，通入11.2LO2完全反应有1mol电子转移D．充电时电解质溶液的pH渐渐减小解析：放电时为原电池，CH3OH被氧化，故CH3OH参加反应的电极为负极，电极反应为CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O，A项错误，B项正确；n(e－)＝4n(O2)＝4×eq\f(11.2L,22.4L·mol－1)＝2mol，C项错误；依据充电时的反应方程式可知，充电时电解质溶液中有OH－生成，溶液的pH增大，D项错误。18．如图所示，电解一段时间后，银阴极的质量增加了0.648g，金属X阴极的质量增加了0.195g，则X的摩尔质量为(A)A．65g/mol B．32.5g/molC．28g/mol D．56g/mol解析：左边X为阴极，该电极上有X单质生成，右边X为阳极，渐渐溶解；左边Ag为阴极，该电极上有Ag单质生成，右边Ag为阳极，渐渐溶解；生成0.648gAg单质转移电子0.006mol,1molX2＋生成1molX转移2mol电子，因此转移电子0.006mol有0.003molX生成，质量为0.195g，则X的摩尔质量为65g/mol。第Ⅱ卷(非选择题，共46分)二、非选择题(包括5个小题，共46分)19．(13分)今有Cu2＋、Cl－、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、Zn2＋五种离子两两组合分别组成的电解质溶液若干种，可选用铜电极、铂电极、锌电极进行电解。(1)以Pt作阳极，电解NaCl溶液时，溶液的pH有明显上升，且溶液保持澄清。(2)以Pt作阳极，电解CuSO4溶液时，溶液的pH有明显下降。(3)要使电解过程中溶液的浓度保持不变，应以铜为阳极，电解CuSO4溶液，或以Zn为阳极，电解ZnSO4溶液。(4)以铜为阳极，电解NaCl或Na2SO4溶液，均可得到氢氧化物沉淀。(5)要使电解过程中溶质的组成和质量不变，而溶液浓度增大，又无浑浊，应以Pt为阳极，电解Na2SO4溶液，化学方程式为2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑。(6)要使电解过程中溶液浓度变更，而溶剂质量不变，应以铂电极为阳极，电解CuCl2溶液。解析：首先把五种离子组成电解质为CuCl2、NaCl、ZnCl2、CuSO4、Na2SO4、ZnSO4，要想使电解质pH上升，则需使H2O中的H＋放电，要想使电解质pH下降，则需使水中的OH－放电。20．(8分)(1)某铅蓄电池的正、负极标记被磨损，试用如图装置设计试验，识别出此铅蓄电池的正负极。①若A接E，B接F，而B电极出现黄绿色气体，反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，则说明F为正极。②铅蓄电池工作时(放电)，其E所在电极的电极反应式为：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4，充电时该极与外加电源的负极相连。③若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO2的物质的量是0.1_mol。(2)利用甲醇(CH3OH)、氧气组成燃料电池，电解质溶液为碱性，电池工作时，其负极方程式为CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O(写离子方程式)。(3)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O=CH3COOH＋4H＋，正极的反应式：O2＋4H＋＋4e－=2H2O；电池反应的总方程式为CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2O。解析：(1)①与原电池正极相连的电极为电解池的阳极，所以B为阳极，Cl－在阳极失电子，生成氯气，即在B电极出现黄绿色气体，其电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑。②铅蓄电池工作时，Pb为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4；充电时蓄电池的负极与外接电源的负极相连。③正极上PbO2→PbSO4，Pb元素的化合价从＋4降低到＋2，所以若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO2的物质的量是0.1mol。(2)碱性条件下，负极上甲醇失电子生成碳酸根离子，其电极反应为CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。(3)酸性燃料电池中氧气在正极得电子生成水，其电极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，正极的电极反应式和负极的电极反应式相加即是总反应，所以电池反应的总方程式为CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2O。21．(8分)仔细视察下列装置，回答下列问题：(1)装置B中PbO2上发生的电极反应为PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O。连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的饱和KCl溶液，其作用是使装置B、C中的溶液连成通路。(2)装置A中总反应的离子方程式为Cu＋2H＋eq\o(=,\s\up7(通电))Cu2＋＋H2↑。(3)若装置E的目的是在铜上镀银，则X为AgNO3，极板N的材料为Ag。若装置E的目的是验证金属的电化学腐蚀，则极板N的材料为惰性电极(或石墨等不溶性惰性材料)。(4)当装置A中Cu电极质量变更6.4g时，装置D中产生的气体体积为3.92L解析：本题的关键是推断哪些装置为原电池，由盐桥可知装置B、C构成原电池。Pb作负极：Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4。PbO2作正极：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O。装置A中与PbO2相连的Cu电极为电解池的阳极：Cu－2e－=Cu2＋，Pt电极为阴极：2H＋＋2e－=H2↑，总反应为Cu＋2H＋eq\o(=,\s\up7(通电))Cu2＋＋H2↑。装置E若为电镀装置，镀层金属作阳极，镀件作阴极，极板M为阴极，应为铜，极板N为阳极，应为银，溶液为AgNO3溶液。22．(9分)下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，酸色—红色，碱色—黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极旁边溶液颜色变更的叙述正确的是①④(填编号)：①A管溶液由红变黄；②B管溶液由红变黄；③A管溶液不变色；④B管溶液不变色；(2)写出A管中发生反应的反应式：2H＋＋2e－=H2↑(写2H2O＋2e－=2