2019-2020学年高中化学 第四章 电化学基础 章末质量检测（四）（含解析）新人教版选修4

章末质量检测(四)(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)1．(2017·高考天津卷)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是()A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能解析：选A。A项，硅太阳能电池工作时，光能转化为电能，与氧化还原反应无关；B项，锂离子电池放电时，化学能转化为电能，原电池总反应为氧化还原反应；C项，电解质溶液导电时，电能转化为化学能，总反应为氧化还原反应；D项，葡萄糖为人类生命活动提供能量时，葡萄糖发生氧化还原反应，化学能转化为热能。2．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A．氢氧燃料电池的负极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为Fe－2e－===Fe2＋解析：选B。O2＋2H2O＋4e－===4OH－是碱性氢氧燃料电池的正极反应式，A不正确；粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，C不正确；Fe－2e－===Fe2＋是钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式，D不正确。3.如图所示，用铂电极电解1L浓度均为0.1mol·L－1的盐酸、硫酸铜的混合溶液。下列说法正确的是()A．电解开始时阴极有H2放出B．电解开始时阳极上发生反应Cu2＋＋2e－===CuC．当电路中通过电子的物质的量超过0.1mol时，阴极放电的离子发生变化D．整个电解过程中，SO2－4不参与电极反应解析：选D。依据放电顺序可知，阴极先放电的是Cu2＋，故阴极开始析出的是Cu，阳极先放电的是Cl－，故阳极开始产生的是Cl2，故A、B错；阴极开始发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu2＋)＝0.1mol，当电路中通过电子的物质的量超过0.2mol时，Cu2＋消耗完毕，阴极放电离子变为H＋，故C错；阳极先是Cl－放电，当Cl－消耗完毕时，H2O电离产生的OH－开始在阳极放电，SO2－4不参与电极反应，故D正确。4．(2017·高考海南卷)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()A．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H2解析：选A。此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2=====电解2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即由阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图可知，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。5．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是()A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B．通电时，阴极上的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．断电时，锌环上的电极反应式为Zn2＋＋2e－===ZnD．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀解析：选C。A.通电时，锌环连接电源正极，所以是阳极，发生氧化反应，故A正确；B.阴极为溶液中氢离子得电子，所以发生的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故B正确；C.断电时发生原电池反应，锌环失电子做负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，故C错误；D.断电时，锌做负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，故D正确。6.(2019·朔州高二测试)如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是()A．乙池中d的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑B．a、c两极产生气体的物质的量相等C．甲、乙两池中溶液的pH均保持不变D．乙池中发生的反应为2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑解析：选D。A项，d电极是阴极，应该是溶液中的阳离子放电，即2H＋＋2e－===H2↑，故不正确；B项，a、c均为阳极，甲池中是OH－放电产生O2，乙池中是Cl－放电产生Cl2，故产生气体的物质的量不相等，故不正确；C项，甲池电解硫酸铜溶液，溶液的pH减小，乙池电解饱和氯化钠溶液，溶液的pH增大，故不正确。7.(2019·长沙高二检测)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是()A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu2＋＋2e－===CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动解析：选D。A.a和b不连接时，铁和铜离子直接发生置换反应，所以铁片上有铜析出，故A正确；B.a和b用导线连接时，该装置构成原电池，铁做负极，铜做正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，故B正确；C.无论a和b是否连接，铁都失电子发生氧化反应，所以铁都溶解，故C正确；D.a和b分别连接直流电源正、负极，在电解池中阳离子向阴极移动，则铜离子向铁电极移动，故D错误。8．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫­空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是()A．该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路移向Pt1电极B．Pt1电极附近发生的反应为SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋C．Pt2电极附近发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－D．相同条件下，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1解析：选D。放电时为原电池，质子向正极移动，Pt1电极为负极，则该电池放电时质子从Pt1电极移向Pt2电极，A错误；Pt1电极为负极，发生氧化反应，SO2被氧化为硫酸，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋，硫酸应当拆为离子形式，B错误；酸性条件下，氧气得电子生成水，C错误；相同条件下，放电过程中负极发生氧化反应2SO2＋4H2O－4e－===2SO2－4＋8H＋，正极发生还原反应O2＋4e－＋4H＋===2H2O，根据转移电子数相等可知，放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1，D正确。9.(2018·高考全国卷Ⅱ)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na­CO2二次电池，将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列说法错误的是()A．放电时，ClO－4向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO2－3＋CD．充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na解析：选D。电池放电时，ClO－4向负极移动，A项正确；结合总反应可知放电时需吸收CO2，而充电时释放出CO2，B项正确；放电时，正极CO2得电子被还原生成单质C，即电极反应式为3CO2＋4e－===2CO2－3＋C，C项正确；充电时阳极发生氧化反应，即C被氧化生成CO2，D项错误。10．一种新型燃料电池，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．正极反应式为14H2O＋7O2－28e－===28OH－B．放电一段时间后，负极周围的pH升高C．每消耗1molC2H6，则电路中转移的电子为14molD．放电过程中KOH的物质的量浓度不变解析：选C。将原电池的化学反应原理和该原电池总反应方程式进行联系，分析可知，该原电池的正极反应式为14H2O＋7O2＋28e－===28OH－，将该原电池总反应方程式减去正极反应式，可得负极反应式为2C2H6＋36OH－－28e－===4CO2－3＋24H2O，分析各选项，可得出答案。11．(2019·内江高三质检)以SO2为原料，通过下列工艺可制备化工原料H2SO4和清洁能源H2。下列说法中不正确的是()A．该生产工艺中Br2被循环利用B．在电解过程中，电解槽阴极附近溶液的pH变大C．原电池中负极发生的反应为SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋D．该工艺总反应的化学方程式表示为SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4解析：选D。SO2、Br2和H2O反应生成HBr和H2SO4，然后分离HBr和H2SO4，最后电解HBr溶液得到Br2和H2，结合流程可得，该生产工艺中Br2被循环利用，A正确；电解HBr溶液，阴极H＋得电子生成H2，在电解过程中，电解槽阴极附近溶液的pH变大，B正确；原电池中负极发生失电子的氧化反应，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO2－4＋4H＋，C正确；该工艺是以SO2为原料，制备H2SO4和H2，总反应为SO2＋2H2O===H2SO4＋H2，D不正确。12．(2016·高考全国卷Ⅰ)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO2－4可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A．通电后中间隔室的SO2－4离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C．负极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，负极区溶液pH降低D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成解析：选B。该装置为电解池。H2O在正(阳)极区放电，生成O2和H＋，正(阳)极区溶液pH减小，中间隔室中的阴离子SO2－4通过cd离子交换膜移向正(阳)极，故正(阳)极区得到H2SO4；当电路中通过1mol电子时生成0.25molO2；H2O在负(阴)极区放电，生成OH－和H2，负(阴)极区溶液pH增大，中间隔室中的阳离子Na＋通过ab离子交换膜移向负(阴)极，故负(阴)极区可得到NaOH；A、C、D项错误，B项正确。13．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解析：选D。A项，加热使具支试管中气体压强增大，部分气体逸出，冷却后，气体压强减小，导管中液柱上升，不能证明金属发生了吸氧腐蚀，错误；B项，负极材料应为铁，正极材料应为碳棒，错误；C项，铝箔为负极，活性炭为正极，正极反应为3O2＋12e－＋6H2O===12OH－，负极反应为4Al－12e－===4Al3＋，错误；D项，将上述正极反应式和负极反应式相加可得图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，正确。14.(2019·衡水高二期末)2018年我国科学家成功研制出铝­石墨烯电池。若手机使用该电池，1.1s即充满电并可连续使用半个月。电池的电解质为铝基离子液体(BMIM和AlCl3按一定比例配制而成)，主要阴离子为AlCl－4、Al2Cl－7，其电池如图所示。下列说法正确的是()A．放电时，石墨烯做电池正极，发生氧化反应B．放电时，铝电极的电极反