第4章-化学反应与电能(提分小卷)(解析版)

第4章化学反应与电能提分小卷（考试时间：50分钟试卷满分：60分）一、选择题：本题共13个小题，每小题2分，共26分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．关于化学能、电能与原电池下列判断不正确的是A．利用原电池装置，可以将化学能转化为电能B．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，能量转化率可高达100%C．人们日常使用的电能主要来自火力发电D．最早使用的锌锰干电池的寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池【答案】B【详解】A．原电池装置，是将化学能转化为电能的装置，故A正确；B．燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，但是在使用过程中还伴随着放出热量，能量转化率不可高达100%，故B错误；C．人们日常使用的电能主要来自火力发电，故C正确；D．最早使用的锌锰干电池电解质溶液显酸性容易腐蚀锌皮，寿命和性能都不如改进后的碱性锌锰电池，故D正确；故答案为B。2．下列事实中，与电化学腐蚀无关的是（）A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀B．在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质C．在电工操作中，铜导线和铁线不能放在一起使用D．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面易被腐蚀【答案】B【解析】埋在潮湿土壤里的铁管更易形成原电池发生腐蚀，所以选项A有关系。纯银久置表面变黑是由于金属银和空气中的氧气发生反应生成氧化银的结果，属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故B没有关系。铜导线和铁线放在一起使用容易形成原电池而发生腐蚀，选项C有关系。镀银的铁制品，镀层部分受损后，易形成铁银原电池，使铁腐蚀，选项D有关系。3．如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是A．B极为原电池的正极 B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀硫酸C．C中阳离子向A极移动 D．A极发生氧化反应【答案】C【分析】电流表指针发生偏转，说明形成原电池反应，化学能转化为电能；同时A极质量减少，则A为原电池负极，B极上有气泡产生，B为原电池正极，C为电解质溶液。【详解】A．B极上有气泡产生，应为氢离子被还原为氢气，为原电池的正极，A正确；B．锌比铜活泼，且可以与稀硫酸反应生成氢气，稀硫酸作电解质溶液形成原电池时，Zn为负极、Cu为正极，符合题意，B正确；C．原电池中阳离子流向正极，即阳离子流向B极，C错误；D．A电极是原电池的负极，失去电子，发生氧化反应，D正确；综上所述答案为C。4．下列关于实验现象的描述不正确的是()A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B．用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片质量增加C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快【答案】C【详解】A．

把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，形成铜、铁、稀硫酸原电池，正极是金属铜，该电极上溶液中的氢离子得到电子产生氢气，A项正确；B．用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片上有金属铜单质析出，质量增加，B项正确；C．

把铜片插入三氯化铁溶液中，铜和氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，铜的金属活动性不及铁，铜不能置换出铁，C项错误；D．

把锌片放入盛盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，锌置换出铜，所以形成了铜、锌、稀盐酸原电池，原电池反应可以加速反应速率，D项正确；答案选C。5．下面是几种常见的化学电源示意图，下列说法错误的是A．上述化学电源分别属于一次电池、二次电池和燃料电池B．锌锰干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C．铅蓄电池可用于手提电脑等电子设备D．氢氧燃料电池中负极通入氢气，发生氧化反应【答案】C【详解】A．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，故A正确；B．锌锰干电池中，Zn作负极，使用过程中失去电子变为Zn2+，则长时间使用后锌筒被破坏，故B正确；C．铅蓄电池比能量低、笨重，手提电脑等电子设备需要小型化、工作寿命长、自放电率低、记忆效应低、不需要维护的电池，所以铅蓄电池不可用于手提电脑等电子设备，故C错误；D．氢氧燃料电池中负极上通入氢气，失电子，发生氧化反应，故D正确；故选C。6．铅蓄电池放电时发生的化学反应：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，其电极材料分别是PbO2和Pb，电解质为H2SO4溶液，下列说法不正确的是A．电池工作过程中，H2SO4溶液浓度降低B．电池工作过程中，电解质溶液中H+向正极移动C．每当有2mol电子通过电路时，负极材料增重96gD．正极发生反应为：PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O【答案】D【详解】A．铅蓄电池工作时，硫酸参加反应生成硫酸铅的同时还生成水，导致硫酸浓度降低，故A正确；B．原电池放电时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，即电解质溶液中H+向正极移动，故B正确；C．在铅蓄电池中，负极上金属Pb失电子发生氧化反应：Pb+-2e-=PbSO4，每当有2mol电子通过电路时，负极材料增重96g，故C正确；D．在铅蓄电池的正极上，PbO2得电子发生还原反应：PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O，故D错误；答案选D。7．如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a电极质量增加，b电极处有气体放出。符合这一情况的是表中的选项abX溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2【答案】A【详解】通电后发现a极板质量增加，所以金属阳离子在a极上得电子，a极是阴极，溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边；b极是阳极，b极板处有无色无味气体放出，即溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极材料必须是不活泼的非金属，电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子。

A．该选项符合条件，电解硫酸铜溶液，阳极生成气体氧气，阴极析出铜，A正确；

B．电解质溶液中金属阳离子钠离子在氢元素前边不放电，阴极和阳极生成气体，B错误；

C．铁是活泼金属，作阳极失电子，所以在b极上得不到气体，C错误；

D．电解氯化铜溶液，阳极生成有色气体氯气，阴极析出铜，不符合，D错误；故答案为：A。8．某种新型超级电池采用高铁酸钾（）作正极材料，填充的金属作负极材料，溶液为电解液，该电池具有电压高且稳定、绿色环保等特点。下列说法正确的是（）A．正极的电极反应式为B．负极的电极反应式为C．电池工作过程中，溶液的增大D．该电池工作时，电子从负极经溶液流向正极【答案】C【详解】A.根据题意可知，正极发生氧化反应，电极反应式为，故A错误；B.根据题意可知，负极发生氧化反应，碱性环境下的电极反应式为，故B错误；C.电池总反应为，所以电池工作过程中，溶液的pH增大，故C正确；D.该电池工作时电子从负极经外电路流向正极，故D错误；故选C。9．（2021·云南省华宁县第二中学）如图为直流电源电解Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液。下列实验现象中正确的是A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色【答案】D【分析】根据图示可知，a是阴极，发生的电极反应为4H＋＋4e－=2H2↑；b是阳极，发生的电极反应为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，总反应为，据此解答。【详解】A．根据电子得失守恒有2H2~4e-~O2，因此逸出气体的体积，a电极（H2）的大于b电极（O2）的，A错误；B．两电极逸出的都是无色无味气体，B错误；C．a电极附近水电离的氢离子被消耗，显碱性，石蕊遇碱变蓝，呈蓝色，b电极附近水电离的氢氧根离子被消耗，显酸性，石蕊遇酸变红，呈红色，C错误；D．a电极附近水电离的氢离子被消耗，显碱性，石蕊遇碱变蓝，呈蓝色，b电极附近水电离的氢氧根离子被消耗，显酸性，石蕊遇酸变红，呈红色，D正确。答案选D。10．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是A．CuCl2[CuSO4] B．NaOH[NaOH]C．NaCl[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]【答案】C【分析】电解池中，要想使电解质溶液复原，遵循的原则是：电解后从溶液中减少的物质是什么，就利用元素守恒来加什么物质。【详解】A.电解氯化铜时，阳极放出氯气，阴极生成金属铜，所以应加氯化铜让电解质溶液复原，A错误；B.电解氢氧化钠时，阳极产生氧气，阴极产生氢气，所以应加水让电解质溶液复原，B错误；C.电解氯化钠时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液复原，C正确；D.电解硫酸铜时，阳极产生氧气，阴极产生金属铜，所以应加氧化铜让电解质溶液复原，加入氢氧化铜相当于多加入水，D错误；故合理选项是C。【点睛】本题考查了电解池原理，掌握电解原理，弄清两个电极上产生的物质，是本题解答的关键，本着“出什么加什么”的思想可使电解质复原。11．下列有关电解原理的应用的说法正确的是A．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝B．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极C．电解饱和食盐水时，阴极反应式为D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连【答案】C【详解】A．氯化铝为共价化合物，熔融状态不导电，工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，故A错误；B．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，阳极上锌、铁、铜失去电子发生氧化反应，铜离子在阴极上得到电子发生还原反应，故B错误；C．工业上电解饱和食盐水时，水电离出的氢离子在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为，故C正确；D．在铁制品上镀银时，银为镀层金属，铁为镀件，则铁制品与电源阴极相连，银作阳极，故D错误；故选C。12．利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是A．电解过程中，H+由a极区向b极区迁移B．电极b上反应为CO2+8HCO-8e-=CH4+CO+2H2OC．电解过程中化学能转化为电能D．电解时Na2SO4溶液浓度保持不变【答案】A【分析】通过电解法可知此电池为电解池，由a极生成O2可以判断出a极为阳极，则b为阴极。阳离子向阴极流动，a极上反应为4OH－―4e－＝2H2O＋O2，电极b上反应为CO2＋8HCO+8e－＝CH4＋8CO＋2H2O。电解时OH－比更容易失去电子在阳极生成O2，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的。【详解】A．由a极生成O2可以判断出a极为阳极，b为阴极，阳离子向阴极流动。则H+由a极区向b极区迁移正确，故A正确；B．电极方程式配平发生错误，电极b上反应应为CO2＋8HCO+8e－＝CH4＋8CO＋2H2O，故B错误；C．通过电解法可知此电池为电解池，所以电解过程中是电能转化为化学能，故C错误；D．电解时OH－比更容易失去电子，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的，故D错误；故选A。非标况下不一定等于22.4L/mol。13．下列电极反应式与出现的环境相匹配的是电极反应式出现的环境AH2-2e-=2H+碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应BO2+2H2O+4e-=4OH-钢铁吸氧腐蚀的正极反应CCu-2e-=Cu2+电镀铜的阴极反应D4OH--4e-=O2↑+2H2O用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应【答案】B【详解】A．碱性环境中不会生成氢离子，应为H2-2e-+2OH-=2H2O，A错误；B．钢铁在碱性、中性、弱酸性环境中发生吸氧腐蚀，所以正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，B正确；C．电镀铜时阴极是铜离子被还原为Cu单质，电极反应为Cu2++2e-=Cu，C错误；D．电解质溶液显酸性，不会有氢氧根参与反应，正确反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，D错误；综上所述答案为B。二、非选择题：本题共3个小题，共34分。14．（12分）(1)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c上产生气泡；b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为：___________。(2)碱性锌锰干电池比普通锌锰电池的使用寿命长且性能高，其构造如图所示，电池反应为：，其中作___________极，发生___________反应，电极反应式为___________。(3)甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下，请回答下列问题：①电极是电池的___________极，电极反应式为___________。②电解质溶液中的向___________(填“a”或“b”)极移动，电子流入的电极是___________(填“a”或“b”)极。③该电池工作时消耗(标准状况下)，则电路中通过___________mol电子。【答案】正极还原负极bb4【详解】(1)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。一般负极是活泼金属，失去电子，质量减小，正极为不活泼金属，溶液中的H+得到电子生成氢气。若a、b相连，a为正极，则b比a活泼；c、d相连，c为负极，则c比d活泼；a、c相连，c上产生气泡，则c为正极，a比c活泼；b、d相连，b质量减小，则b为负极，b比d活泼，则四种金属的活动性由强到弱顺序为。(2)碱性锌锰干电池的电池反应为：，MnO2中Mn的化合价从+4价降低到MnOOH中的+3价，化合价降低，被还原，作正极，在碱性溶液中的电极反应式为：。(3)甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。该电池是将甲烷和氧气的燃烧反应的化学能转化为电能。通入甲烷的电极为负极，通入空气的电极为正极。①由以上分析可知，电极是电池的负极，甲烷失去电子生成二氧化碳，电极反应式为：。②在原电池中，阳离子移向正极，所以电解质溶液中的向b极移动，电子从负极出发，流入正极，则电子流入的电极是b极。③该电池工作时消耗标准状况下即0.5molCH4，甲烷中碳元素的化合价从-4价升高到二氧化碳中的+4价，1molCH4失去8mol电子，则0.5mol甲烷失去4mol电子，即电路中通过4mol电子。15．（10分）如图所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉­KI试纸的C端变为蓝色。(1)E为电源的___极，F为电源的___极。(2)A中发生反应的化学方程式为___。(3)在B中观察到的现象是___。(4)D端的电极反应式为___。【答案】负正4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成2H+＋2e-=H2↑【分析】湿润的淀粉­KI试纸本质上形成电解池，湿润的淀粉­KI试纸的C端变为蓝色，则C端I-失电子变为I2，C端为阳极，D端得电子，为阴极；则电源中E极为负极，F极为正极；B装置为电解池，Cu与电源正极相连，为阳极，石墨为阴极；A为电解池装置，Pt为阳极，Fe为阴极，结合电化学原理解答。【详解】(1)由分析可知，E为负极，F为正极，故答案为：负；正；(2)A中是以Pt为阳极、Fe为阴极，电解AgNO3溶液，水电离的氢氧根在Pt电极失电子得氧气，银离子在Fe电极得电子生成Ag，因此A中发生反应的化学方程式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑，故答案为：4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑；(3)B中Cu为阳极，Cu失电子而溶解，石墨为阴极，发生的电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，即石墨电极有气体生成，由于水电离出的H＋放电而消耗，所以溶液中的c(OH－)>c(H＋)，故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成，故答案为：铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成；(4)D端为阴极，水电离的氢离子得电子，发生的电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，故答案为：2H＋＋2e－=H2↑；16．（12分）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)如图1装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生