2020版高中化学 章末综合测评3 电化学基础 新人教版选修4

1章末综合测评(三)电化学基础(时间90分钟，满分100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4­H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动C[A对：该电解池阳极发生的电极反应为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，铝化合价升高失电子，所以待加工铝质工件应为阳极。B对，C错：阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，阴极可选用不锈钢网作电极。D对：电解质溶液中的阴离子向阳极移动。]2．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整C[A项，外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，正确；B项，被保护的钢管桩作阴极，高硅铸铁作阳极，电解池中外电路电子由阳极流向阴极，即从高硅铸铁流向钢管桩，正确；C项，高硅铸铁为惰性辅助阳极，其主要作用是传递电流，而不是作为损耗阳极，错误；D项，保护电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，应根据环境条件变化进行调整，正确。]3．我国某大城市近几年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是()A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B．发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－2C．在化学腐蚀过程中有氢气产生D．发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋B[酸性条件下发生的电化学腐蚀是析氢腐蚀，其正极反应为2H＋＋2e－===H2↑。]4．某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是()A．该原电池的正极反应是：Zn－2e－===Zn2＋B．左烧杯中溶液的红色逐渐褪去C．该电池铂电极上有气泡出现D．该电池总反应为：3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋B[正极是得电子的反应，A错误；左烧杯中的电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，B正确、C错误；因为在金属活动性顺序中铁排在H的前面，在酸性溶液中不会生成Fe，D错误。]5．下列叙述正确的是()A．铜、铁和FeCl3溶液形成的原电池，铜极放出氢气B．电解硫酸钠溶液就是电解水，电解后溶液pH升高C．铁锅生锈的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应为2H＋＋2e－===H2↑C[A项，铜、铁和FeCl3溶液形成的原电池，铜作正极，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，错误；B项，电解硫酸钠溶液，实质电解水，阳极生成氧气，阴极生成氢气，溶液呈中性，溶液pH不变，错误；C项，铁锅生锈，发生吸氧腐蚀，正极电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；D项，电解饱和食盐水时阳极发生氧化反应，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，错误。]6．21世纪是钛的世纪。在800～1000℃时电解TiO2可制得钛，装置如图所示。下列叙述正确的是()A．a为电源的正极B．石墨电极上发生还原反应C．阴极发生的反应为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－D．每生成0.1molTi，转移0.2mol电子3C[由O2－的移动方向可知，b为电源正极，A错误；石墨电极作阳极，发生氧化反应，B错误；每生成0.1molTi，转移0.4mol电子，D错误。]7．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Ⅰ所示装置进行实验，为了更快、更清晰地观察到导管中液柱上升，可用酒精灯加热具支试管B．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ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Ⅲ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：2Cl－－2e－===Cl2↑D．图Ⅲ所示装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑D[具支试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，A错误；铁作负极，B错误；铝箔表面发生电极反应Al－3e－===Al3＋，C错误。]8．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O­CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是()A．X是电源的负极B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－C．总反应可表示为H2O＋CO2=====电解H2＋CO＋O2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1D[阴极生成H2或CO，阳极产生O2，二者物质的量比为2∶1。]9．一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错误的是()4A．Pd电极b为阴极B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3C．H＋由阳极向阴极迁移D．陶瓷可以隔离N2和H2A[Pd电极b上是氢气发生氧化反应，Pd电极b为阳极，A错误。Pd电极a为阴极，N2发生还原反应，N2＋6H＋＋6e－===2NH3，B正确。阳离子向阴极移动，C正确。陶瓷隔离N2和H2，使之分别在阴极、阳极放电，D正确。]10．最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝—石墨烯(Cn)电池(如图)。该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时，电池中导电离子的种类不变。已知能量密度＝电池容量(J)÷负极质量(g)。下列分析正确的是()A．放电时，Cn(石墨烯)为负极B．放电时，Al2Cl－7在负极转化为AlCl－4C．充电时，阳极反应为4Al2Cl－7＋3e－===Al＋7AlCl－4D．以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度D[该电池以铝、石墨烯为电极，放电时铝为负极，Cn(石墨烯)为正极，A项错误；放电时负极上Al发生氧化反应，根据放电时电池中导电离子的种类不变，可知负极上发生反应：Al－3e－＋7AlCl－4===4Al2Cl－7，AlCl－4在负极转化为Al2Cl－7，B项错误；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，C项错误；根据能量密度＝电池容量(J)÷负极质量(g)，以轻金属为负极，负极质量小，有利于提高电池的能量密度，D项正确。]11．近来科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC)，它用磺酸类质子作溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，下列说法不正确的是()A．C2H5OH在电池的负极上参加反应B．1mol乙醇被氧化转移6mol电子C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极D．电池正极的电极反应为4H＋＋O2＋4e－===2H2O5B[乙醇电池的电极反应，正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，负极：C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，所以1mol乙醇在负极被氧化时转移电子12mol，外电路中电子沿导线由负极流向正极。]12．通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池可以将废水中的氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示。下列叙述正确的是()A．b极为正极，发生还原反应B．一段时间后b极区电解液的pH减小C．H＋由a极穿过质子交换膜到达b极D．a极的电极反应式为－e－===Cl－＋B[原电池工作时，正极上发生得电子的还原反应即：4＋8e－＋4H＋===4Cl－＋4，则a为正极，b为负极，反应式为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，A、C、D错误；由电极方程式可知当转移8mol电子时，正极消耗4molH＋，负极生成7molH＋，则处理后的废水pH降低，B正确。]13．用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是()A．通电后阴极区附近溶液pH会增大B．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑C．纯净的KOH溶液从b出口导出D．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区D[阴极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑，氢离子来自于水的电离，所以剩余了水电离的氢氧根离子，溶液的pH升高，A正确；阳极是溶液的氢氧根离子失电子，反应为4OH－－4e6－===2H2O＋O2↑，B正确；左侧溶液中氢氧根离子转化为氧气，多余的钾离子透过阳离子交换膜进入右侧；右侧水电离的氢离子转化为氢气，剩余大量水电离的氢氧根离子，加上透过交换膜过来的钾离子，使右侧溶液中氢氧化钾的浓度增大，所以纯净的KOH溶液从b出口导出，C正确；阳离子应该向阴极移动，所以K＋通过交换膜从阳极区移向阴极区，D错误。]14．金钒电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的总反应为VO2＋(蓝色)＋H2O＋V3＋(紫色)充电放电VO＋2(黄色)＋V2＋(绿色)＋2H＋下列说法正确的是()A．当电池放电时，VO＋2被氧化B．放电时，负极反应式为VO＋2＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2OC．充电时，阳极附近溶液由绿色逐渐变为紫色D．放电过程中，正极附近溶液的pH变大D[当电池放电时，VO＋2→VO2＋，V元素的化合价由＋5价变为＋4价，VO＋2被还原，故A错误；放电时，负极失电子，负极反应式为V2＋－e－===V3＋，故B错误；充电时，阳极发生氧化反应，VO2＋→VO＋2，阳极附近溶液由蓝色逐渐变为黄色，故C错误；放电过程中，正极反应式为VO＋2＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，正极附近溶液的pH变大，故D正确。]15．用惰性电极分别电解下列各电解质的水溶液，一段时间后(设电解质足量)，向电解后溶液中加(通)入适量原电解质，可以使溶液恢复到电解前的浓度的是()A．Cu(NO3)2B．K2SO4C．HClD．NaOHC[电解硝酸铜得到的产物是氧气和铜，要使溶液恢复到电解前的浓度，应加氧化铜而不是硝酸铜，A错误；电解硫酸钾溶液得到的产物是氢气和氧气，要使溶液恢复到电解前的浓度，应加水，B错误；电解HCl溶液，得到的产物是氢气和氯气，要使溶液恢复到电解前的浓度，应通HCl，与原电解质相同，C正确；电解氢氧化钠溶液，得到的产物是氢气和氧气，要使溶液恢复到电解前的浓度，应加水，D错误。]16．新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如图。该电池总反应方程式为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O，下列有关说法正确的是()A．电池正极区的电极反应为BH－4＋8OH－－8e－===BO－2＋6H2OB．电极B为负极，纳米MnO2层的作用是提高原电池的工作效率C．放电过程中，Na＋从正极区向负极区迁移7D．在电池反应中，每消耗1L6mo1·L－1H2O2溶液，理论上流过电路中的电子数为12NAD[根据图示知，B电极上H2O2得电子生成OH－，所以B电极是正极，发生的反应为H2O2＋2e－===2OH－，故A、B错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以Na＋从负极区向正极区迁移，故C错误；在电池反应中，每消耗1L6mol·L－1H2O2溶液，消耗H2O2的物质的量为6mol，根据H2O2＋2e－===2OH－知，理论上流过电路中的电子数为6mol×2×NAmol－1＝12NA，故D正确。]二、非选择题(本题包括5小题，共52分)17．(10分)某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。按照实验步骤依次回答下列问题：(1)导线中电子流向为________(用a、b表示)。(2)写出装置中锌电极上的电极反应式：_____________________________。(3)若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为________。(4)装置中盐