1、第四章单元测试卷满分：100分时间：90分钟一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分，每小题只有一个正确选项)1氢能是一种既高效又洁净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括()原料来源广易燃烧、热值高储存方便制备工艺廉价易行ABC D解析氢气由水制备，所以原料来源广，H2的热值高，但气体燃料储存和运输不方便，且制备时需消耗大量电能。答案A2下列有关电池的说法不正确的是()A铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极B手机上用的锂离子电池属于二
2、次电池C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极解析铜锌原电池中，锌作负极，铜作正极，电子由锌经导线流向铜，A项错误；手机电池可循环使用，属于二次电池，B项正确；甲醇燃料电池属于原电池，将化学能转化为电能，C项正确；锌锰干电池，锌活泼作负极，D项正确。答案A3下列过程需要通电后才可以发生或进行的是()电离电泳电解电镀电化学腐蚀ABC D全部解析电解质溶于水即可发生电离，不需要通电；电化学腐蚀的实质是发生原电池反应，是化学能转变为电能的自发反应，也不需要通电。答案B4用石墨棒作电极，电解下列物质的水溶液，实质上与电解水一致的是()ANaOH BNaClCCuSO4 DCuCl
3、2解析B项中电解NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2。C项中电解CuSO4溶液生成Cu、O2、H2SO4。D项中电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2。答案A5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：O22H2O4e=4OHB铅蓄电池充电时，标示“”的接线柱连电源的正极，电极反应式为PbSO4(s)2e2H2O(l)=PbO2(s)4H(aq)SO42(aq)C粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e=Fe2解析氢氧燃料电池的负极反应式为H22e=2H或H22e2OH
4、=2H2O，A项错误；与正极相连作阳极发生氧化反应，故B项正确；粗铜精炼时，与电源正极相连的是粗铜，电极反应式为Cu2e=Cu2，C项错误；钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe2e=Fe2，D项错误。答案B6下列各装置图中，在铜电极上不能产生气泡的是()答案B7关于下列装置说法正确的是()A装置中，盐桥中的K移向ZnSO4溶液B装置工作一段时间后，a极附近溶液的pH增大C用装置精炼铜时，c极为粗铜D装置中电子由Zn流向Fe，装置中有Fe2生成解析装置中Zn作负极，Cu作正极，盐桥中的K移向CuSO4溶液，A项错误；装置中a极为阴极，电极反应式为2H2e=H2，消耗H，a极附近碱性增强，pH增
5、大，B项正确；用装置精炼铜时，d极为粗铜，C项错误；装置为原电池，Zn作负极，电子由Zn流向Fe，电极反应式为Zn2e=Zn2，Fe作正极电极反应式为2H2e=H2，D项错误。答案B8实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：PbSO422e=PbSO4正极：PbO24HSO422e=PbSO42H2O今欲制得Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是()A0.025 mol B0.050 molC0.100 mol D0.200 mol解析要求消耗H2SO4的量，需首先找出铅蓄电池的总反应。将上述两个电极反应合并可得：P
6、bPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。而在制取Cl2时，每生成1 mol Cl2，电子转移2 mol，现需要转移电子0.050 mol20.100 mol。由铅蓄电池总反应可知，每转移0.100 mol电子，将消耗0.100 mol H2SO4。答案C9(2019沈阳一模)某电池的简易装置图如下所示，a、b、y、x电极材料均为惰性电极，分别从A、B处通入乙醇和O2，用该装置进行实验，下列说法正确的是()Aa电极反应式为C2H5OH12OH12e=2CO29H2OBAlCl3溶液中的总反应为2Cl2H2O=Cl2H22OHC反应开始后，观察到x电极附近出现白色沉淀D左侧电池每通入32 g
7、 O2，右侧电解池共生成2 mol气体解析电解质为碱，a电极为负极，电极反应式为C2H5OH16OH12e=2CO3211H2O，故A项错误；电解池中电池反应式为2AlCl36H2O3Cl23H22Al(OH)3，故B项错误；反应开始后，观察到x电极附近出现白色沉淀氢氧化铝，故C项正确；左侧电池每通入32 g O2，即转移4 mol电子，所以右侧电解池共生成6 mol4 mol混合气体，故D项错误。答案C10肼(N2H4)空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%30%的KOH溶液。电池总反应式为N2H4O2=N22H2O。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是()A负极的电极反
8、应式为N2H44OH4e=4H2ON2B正极的电极反应式为O24H4e=2H2OC溶液中阴离子向正极移动D溶液中c(OH)保持不变解析由总反应知，负极电极反应式为N2H44OH4e=4H2ON2，正极电极反应式为O24e2H2O=4OH，A项正确，B项错误；溶液中阴离子移向负极，C项错误；因为反应过程中生成H2O，所以c(OH)减小，D项错误。答案A11氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中正确的是()A可以选用石墨棒作为阴、阳极材料，但阳极材料也可以用铁棒B用湿润的淀粉KI试纸靠近阴极区域，试纸变蓝C电解过程中，在阳极区域溶液中滴加品红，品红褪色D实验结束
9、后，将溶液搅拌，然后用pH试纸检验，溶液呈中性解析电解时阳极不能选用活泼的金属材料，故A项错误；电解饱和食盐水时阴极产物为还原产物H2，故B项错误；电解时阳极产物为氧化产物氯气，故C项正确；电解饱和食盐水除生成氢气和氯气外，在阴极还有NaOH产生，所以电解实验结束后，搅拌溶液，溶液中有NaOH，显碱性，故D项错误。答案C12.选用下列试剂和电极：稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、Fe、Cu、Zn，组成如图所示的原电池装置(只有两个电极)，观察到电流计的指针均明显偏转，则其可能的组合共有()A3种 B4种C5种 D6种解析电极的组合有三种：FeCu、ZnFe、ZnCu，三种组合都能与两种电解
10、质溶液发生自发的氧化还原反应，选D项。答案D131 L某溶液中含有的离子如下表：离子Cu2Al3NO3Cl物质的量浓度(mol/L)11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是()A电解后溶液的pH0Ba3C阳极生成1.5 mol Cl2D阴极析出的金属是铜与铝解析根据电子守恒可知，该反应过程中涉及的反应有，阳极：2Cl2e=Cl2(产生氯气的体积，标准状况下为0.5 mol)，2H2O4e=O24H或4OH4e=2H2OO2；阴极：Cu22e=Cu，2H2O2e=H22OH或2H2e=H2。从电子守恒的
11、角度知，电解后溶液的pH0，A项正确；从电荷守恒的角度可知，a4，B项错误。答案A14普通锌锰干电池的构造如图所示，其电池反应的方程式为：Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnO(OH)，下列说法正确的是()A石墨作负极B锌失去电子，被还原C电池工作时，电子从石墨经导线流向锌D正极的电极反应为：NH4MnO2e=MnO(OH)NH3解析根据电池反应：Zn2NH4Cl2MnO2=Zn(NH3)2Cl22MnO(OH)，原电池中负极上是金属锌发生失电子的氧化反应，故A项错误；电池中锌失去电子，被氧化，故B项错误；电池中电子从负极流向正极即从锌经导线流向石墨，故C项错误；正极得电子
12、发生还原反应，所以正极的电极反应为：NH4MnO2e=MnO(OH)NH3，故D项正确。故选D项。答案D15下列关于如下图实验装置的说法正确的是()A该装置电流表中没有电流通过B铝箔是正极C总反应式为4Al3O26H2O=4Al(OH)3D电子从铝箔流出，经电流表、活性炭、滤纸回到铝箔解析这是一个由铝箔、活性炭、氯化钠溶液组成的原电池装置，铝箔为负极；电流表中有电流通过；电子不能在电解质溶液中移动。答案C16以铁为阳极、铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解，一段时间后得到2 mol Fe(OH)3沉淀，此时消耗水的物质的量共为()A2 mol C4 molB3 mol D5 mol解析阳极：
13、Fe2e2OH=Fe(OH)2阴极：2H2O2e=H22OH或2H2e=H2电池总反应式为Fe2H2OH2Fe(OH)24 mol 2 mol4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)32 mol 1 mol 2 mol所以生成2 mol Fe(OH)3共需水5 mol。答案D17如下图所示，下列叙述正确的是()AY为阴极，发生还原反应BX为正极，发生氧化反应CY与滤纸接触处有氧气生成DX极与滤纸接触处变红解析本题左侧装置相当于一个原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极。原电池提供直流电，用铜电极电解硫酸钠溶液，X极与电源的正极相连作阳极，发生氧化反应，电极反应式为Cu2e=Cu2，
14、Y极与电源的负极相连作阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2O2e=H22OH或2H2e=H2，因此Y极与滤纸接触处变红。答案A18.如右图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 molL1的CuCl2溶液，B池中加入0.1 molL1的AgNO3溶液，进行电解。一段时间后，a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比是()A2241B1121C2111 D2121解析由电解规律可知，a、c为阴极，b、d为阳极。a极上析出Cu，b极上析出Cl2，c极上析出Ag，d极上析出O2。由电子守恒可得出2eCuCl22AgO2，所以a、b、c、d四个电极上所析出物质的物质的量之比
15、为1122241。答案A二、非选择题(本题包括5小题，共46分)19(8分)(1)反应NaOHHCl=NaClH2O，能否设计成原电池？_(填“能”或“否”)。(2)依反应2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图1所示。请回答下列问题：电极X的材料是_；电解质溶液Y是_溶液。银电极为电池的_极，发生的电极反应式为_；X电极上发生的电极反应式为_。(3)金属腐蚀的电化学原理可用如图2模拟。铁棒上的电极反应式：_。图2所表示的是_(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，则图2可表示_(填“析氢”或“吸氢”)腐蚀原理；若用牺牲阳极
16、的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，可将碳棒改为_棒。答案(1)否(2)CuAgNO3正2Ag2e=2AgCu2e=Cu2(3)Fe2e=Fe2吸氧析氧锌(或其他比铁活泼的金属)20(8分)某实验小组的同学采用如图所示装置来进行有关化学实验，请填下列空格。(1)若U形管中盛有硫酸钠溶液，X、Y电极分别为石墨和铁棒，电解过程中出现的现象是_。U形管中加入的少量植物油作用是_。(2)电解一段时间后，某同学将电源反接，此时出现的现象是_。有关的化学方程式为_。解析铁作阳极时，铁失电子发生氧化反应，生成二价铁离子：Fe2e=Fe2，阴极发生还原反应：2H2O2e=H22OH或2H2e=H2。阳极生成的
17、二价铁离子向阴极扩散，而阴极产生的氢氧根离子向阳极扩散，二者在U形管中间相遇结合成氢氧化亚铁白色沉淀。氢氧化亚铁极易被空气中氧气氧化，故U形管中加入少量植物油以隔绝空气。当反接电源时，为电解水，X、Y极分别生成氧气和氢气，氧气将氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁。答案(1)X极有气泡冒出，Y极附近溶液渐变浅绿色，U形管下部中间位置出现白色沉淀隔绝空气(防止白色沉淀被氧化变质)(2)X、Y两极都有气泡冒出，且白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色2H2O2H2O24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)321(12分)(1)图1装置发生反应的离子方程式为_。(2)图2装置中甲烧杯盛放100 mL 0.
18、2 molL1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 molL1的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液，观察到石墨电极附近首先变红。电源的M端为_极，甲烧杯中铁电极的电极反应式为_。乙烧杯中电解反应的化学方程式为_。停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量，电极增重0.64 g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为_mL。(3)图3是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)结构示意图，写出b处的电极反应式_，甲醇燃料电池的总反应化学方程式_。解析(1)由图1知总反应化学方程式为：Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2。(2)由题干信息，甲烧杯中石墨电极附近
19、首先变红知此极为阴极，Fe电极为阳极，则M为正极，N为负极，Fe电极上电极反应式为Fe2e=Fe2，乙烧杯中电解反应方程式为：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，停止电解后，Cu电极增重0.64 g，即电路中通过了20.02 mol电子，则甲烧杯中石墨电极上产生了0.01 mol H2。(3)根据图3中电子的运动方向知，通过a气体的电极为负极，通b气体的电极为正极。答案(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)正Fe2e=Fe22CuSO42H2O2CuO22H2SO4224(3)O24e2H2O=4OH2CH3OH4KOH3O2=2K2CO36H2O22(12分)(2016课标全国)高
20、锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。(1)“CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应。反应中生成KMnO4、MnO2和_(写化学式)。(2)“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液。电解槽中阳极发生的电极反应为_，阴极逸出的气体是_。(3)“电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为_。解析(1)向锰酸钾溶液中通入CO2至溶液呈中性或弱酸性，在中性或弱酸性条
21、件下生成碳酸氢钾，而不是碳酸钾。反应的化学方程式为3K2MnO44CO22H2O=2KMnO4MnO24KHCO3，产物中除二氧化锰、高锰酸钾外，还有碳酸氢钾。(2)以惰性材料为电极，电解锰酸钾溶液，阳极的电极反应式为MnO42e=MnO4；阴极的电极反应式2H2O2e=2OHH2或H2e=H2，电解方程式为2K2MnO42H2O2KMnO42KOHH2，阴极逸出的气体为氢气。(3)电解法：2K2MnO42H2O2KMnO42KOHH2，CO2歧化法：3K2MnO44CO22H2O=2KMnO4MnO24KHCO3，如果3 mol K2MnO4参与反应，则用电解法生产得到3 mol KMnO4
22、，用CO2歧化法生产得到2 mol KMnO4，电解法与CO2歧化法中锰酸钾的利用率之比为32。答案(1)KHCO3(2)MnO42e=MnO4H2(3)3223(6分)向8 g某2价金属的氧化物固体中加入稀硫酸，使其恰好完全溶解，已知所消耗的硫酸体积为100 mL，在所得溶液中插入铂电极进行电解，一定时间后，在一个电极上收集到标准状况下224 mL氧气，在另一个电极上得到1.28 g金属。(1)根据计算确定金属的名称。(2)计算通电后所得硫酸溶液的物质的量浓度(溶液体积按100 mL计算)。解析经计算，224 mL(标准状况)氧气与1.28 g相加不足8 g，这说明MSO4还没有电解完全，故所有O2全部来自于硫酸盐的电解。(1)设2价金属为M，因n(O2)0.01 mol，根据：2M4eO2可知，M的物质的量0.02 mol，其摩尔质量为64 gmol1，则金属为铜。(2)依CuH2SO4得：n(H2SO4)0.02 mol。故c(H2SO4)0.02 mol/0.1 L0.2 molL1。答案见解析