第四章 化学反应与电能 测试
一、单选题
1．下列离子方程式正确的是
A．用过量NaOH溶液脱除烟气中的SO2：OH-+SO2=
B．向铁制器具上电镀铜，阴极的电极反应为：Cu2++2e-=Cu
C．向含0.5mol溴化亚铁溶液中通入0.5mol氯气：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
D．将少量SO2气体通入Ca(ClO)2溶液中：SO2+ClO-+H2O=+Cl-+2H+
2．下列实验对应的离子方程式不正确的是
A．Fe与稀硝酸反应，当时：
B．溶于过量的氢碘酸：
C．用银作电极电解稀盐酸：
D．溶液中滴加少量氯水：
3．化学与生产、生活社会密切相关，下列有关说法不正确的是
A．干电池即使不用，放置过久也可能漏液失效，其原因是电解质溶液NH4Cl显酸性和外壳锌反应
B．普通玻璃和氮化硅陶瓷都属于新型无机非金属材料
C．为增强治疗缺铁性贫血效果，可在口服硫酸亚铁片时同服维生素C
D．天然气、沼气和水煤气分别属于化石能源、可再生能源和二次能源
4．四个电解装置都以Pt作电极，它们分别装着如下电解质溶液进行电解，电解一段时间后，测定其pH变化，所记录的结果正确的是
选项 A B C D
电解质溶液 HCl AgNO3 NaCl Ba(OH)2
pH变化 减小 增大 不变 增大
A．A B．B C．C D．D
5．氨硼烷()电池可在常温下工作，装置如图所示。该电池工作时的总反应为。下列说法正确的是
A．通过质子交换膜向正极移动，正极附近的浓度增大
B．电池正极反应式为
C．消耗0.1 mol氨硼烷，理论上有0.3 mol 被氧化
D．电池负极反应式为
6．下列事实不能用电化学原理解释的是
A．在汽车表面涂漆
B．在锅炉的内壁安装镁合金块
C．用铁粉、活性炭、无机盐和水等原料制作暖贴
D．码头钢制管桩与直流电源负极相连
7．下列防止金属腐蚀的方法属于电化学防护的是（ ）
A．船体表面刷漆 B．水中的钢闸门连接电源的负极
C．自行车链条涂油 D．铁中加入铬、锰、硅等制成不锈钢
8．某原电池的结构示意图如图。下列说法正确的是
A．稀硫酸和导线都是离子导体
B．电流的流动方向为：锌→导线→铜→稀硫酸→锌
C．在铜电极上氢离子得到电子而放出氢气，发生还原反应
D．铜锌原电池工作时，若有6.5g锌被溶解，电路中就有0.1mol电子通过
9．将a、b、c、d4种金属两两连接浸入电解质溶液中，组成4个如图原电池：
已知：①中a极发生氧化反应；②中电流由b到c；③中c极质量增加；④中a极有大量气泡。则4种金属的活泼性由强到弱的顺序为
A．d>a>c>b B．d>c>a>b C．b>d>c>a D．a>d>b>c
10．pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)而确定待测溶液的pH。电池电动势E与待测溶液pH关系为： (E的单位为V，K为常数)。下列说法错误的是
A．计工作时，化学能转化为电能
B．玻璃电极玻璃膜内外的差异会引起电池电动势的变化
C．若玻璃电极电势比参比电极低，玻璃电极反应：
D．若测得的标准溶液电池电动势E为，可标定常数
11．一种利用CH4消除NOx污染的工作原理如图所示，装置均用惰性电极，两侧电解质溶液为同浓度的盐酸。下列说法正确的是
A．NO2发生氧化反应
B．负极：CH4＋2H2O-8e→CO2＋8H+
C．转移0.8mol电子，有0.4molH+通过离子交换膜
D．工作一段时间，两侧电极室中溶液pH均减小
二、填空题
12．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题．当闭合装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转．请回答下列问题：
（1）甲装置的名称是 ______ ；Pt为 ______ 极（A．正 B．负C．阳 D．阴）．
（2）写出电极反应式：Cu极 ______ ，C极 ______ ．
（3）若乙中电极不变，将其溶液换成饱和NaCl溶液，乙中溶液的总反应的离子方程式为 ______ ；若要使溶液恢复到原饱和溶液的浓度，需要加入的物质是 ______ （填名称）；
（4）若乙中电极不变，将其溶液换成饱和CuSO4溶液，当甲中产生0.1mol气体时，线路中转移的电子数是 ______ ；乙中溶液H+的浓度是 ______ （假设溶液体积是200mL，且电解过程中溶液体积不变）．
13．在原电池中，若两电极是活泼性不同的金属，一般负极金属的活泼性比正极金属的的活泼性___________。
14．某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，溶液的体积均为200 mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
回答下列问题：
（1）此原电池的正极是石墨________(填“a”或“b”)，发生________反应。
（2）电池工作时，盐桥中的SO42-移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。
（3）两烧杯中的电极反应式分别为
甲__________________________________________________________________；
乙________________________________________________________________。
（4）若不考虑溶液的体积变化，MnSO4浓度变为1.5 mol·L－1，则反应中转移的电子为____mol。
15．（1）下列五种物质中，①Ar ②CO2 ③HCl ④NaOH ⑤Na2O，只存在共价键的是______，只存在离子键的是______，既存在离子键又存在共价键的是______，不存在化学键的是______．（填序号）
（2）有下列四组物质：①H2O和D2O ②12C和13C ③O2和O3 ④H2和T2
其中，互为同位素的是______，互为同素异形体的是______．（填序号）
（3）写出甲醇（CH3OH）—空气碱性燃料电池（KOH作为电解质溶液）的负极反应式：__________________________________
16．如图所示，A、B、C三个装置中的烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。
(1)A、B、C三个装置中属于原电池的是_______ (填标号，下同)。
(2)A池中Zn是_______极，发生_______反应(填“氧化”或“还原”，下同)。
(3)B池中C是_______极，电极反应为_______。
(4)C池中阳极的电极反应为_______。
(5)如图，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
若试管内液面上升，则正极电极反应式为：_____
17．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。
请回答下列问题：
(1)当电极a为，电极b为，电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为 _____________ 。
(2)当电极a为，电极b为，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的正极为 __________ 。当反应中收集到标准状况下224气体时，消耗的电极质量为 __________ g。
(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如)反应所产生的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲烷为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则甲烷应通入 _______ (填“a”或“b”，下同)极，电子从 _________ 极流出，电解质溶液中向 ________ 极移动。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．SO2与过量NaOH溶液反应，生成Na2SO3和水，离子方程式为：2OH-+SO2=+H2O，A不正确；
B．向铁制器具上电镀铜，铁制容器应作阴极，含Cu2+的可溶性盐作电解质，则阴极的电极反应为：Cu2++2e-=Cu，B正确；
C．0.5mol溴化亚铁中通入0.5mol氯气，先发生反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，当Fe2+完全氧化后，Br-与剩余Cl2再发生反应：2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，C不正确；
D．将少量SO2气体通入Ca(ClO)2溶液中，生成的与溶液中的Ca2+结合为CaSO4沉淀，离子方程式为：Ca2++SO2+3ClO-+H2O=CaSO4↓+Cl-+2HClO，D不正确；
故选B。
2．B
【详解】A．Fe与稀硝酸反应，当n(Fe)：n(HNO3)=1：2时，硝酸不足，反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Fe+2NO+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O，故A正确；
B．Fe2O3溶于过量的氢碘酸溶液中，离子方程式为：Fe2O3+6H++2I-═2Fe2++I2+3H2O，故B错误；
C．用银作电极电解稀盐酸，阳极上银失去电子生成银离子，阴极氢离子得电子生成氢气，电极总反应为2Ag+2H++2Cl-H2↑+2AgCl，故C正确；
D．还原性：Fe2+>Br-，FeBr2溶液中滴加少量氯水，只氧化Fe2+，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故D正确；
答案选B。
3．B
【详解】A．干电池中电解质溶液NH4Cl显酸性，能和外壳锌反应导致干电池放置过久可能漏夜而失效，故A正确；
B．玻璃是传统无机非金属材料，氮化硅陶瓷都属于新型无机非金属材料，故B错误；
C．硫酸亚铁片和维生素C同时服用，可防止亚铁被氧化，能增强治疗缺铁性贫血的效果，故C正确；
D．天然气是古代生物在地下发生复杂的变化形成的，是化石能源；沼气是由植物秸秆等发酵形成的，属于可再生能源；水煤气是碳和水蒸气在高温条件下生成的，属于二次能源，故D正确；
故选B。
4．D
【详解】A．惰性电极电解盐酸溶液，阳极氯离子放电，阴极是氢离子放电，盐酸浓度降低，pH增大，A错误；
B．惰性电极电解硝酸银溶液，阴极银离子放电，阳极氢氧根离子放电，同时还有硝酸生成，氢离子浓度增大，pH减小，B错误；
C．惰性电极电解氯化钠溶液，阴极氢离子放电，阳极氯离子放电，同时还有氢氧化钠生成，氢氧根离子浓度增大，pH增大，C错误；
D．惰性电极电解氢氧化钾溶液，实质是电解水，氢氧化钾浓度增大，pH增大，D正确；
答案选D。
5．D
【分析】由图可知，B元素由-3价升高为+3价失电子，故左侧电极为负极，电极反应式为NH3 BH3+2H2O-6e-═NH+BO+6H+，右侧电极为正极，电极反应式为H2O2+2e-+2H+=2H2O，据此作答。
【详解】A．正极反应氢离子被消耗，浓度减小，故A错误；
B．正极反应式为H2O2+2e-+2H+=2H2O，故B错误；
C．电池工作时的总反应为NH3 BH3+3H2O2═NH4BO2+4H2O，消耗0.1 mol氨硼烷，理论上有0.3 mol 被还原，故C错误；
D．左侧电极为负极，电极反应式为，故D正确；
答案选D。
6．A
【详解】A．在汽车表面涂漆可以避免金属与空气直接接触，因而能够防止金属锈蚀，与电化学反应原理无关，A符合题意；
B．在锅炉的内壁安装镁合金块，Fe、Mg合金构成原电池，由于M比Fe活泼，所以Fe为正极，得到保护，与电化学原理有关，B不符合题意；
C．用铁粉、活性炭、无机盐和水等原料制作暖贴，发生原电池反应，Fe为负极，C为正极，反应过程中释放的热量被人利用，与原电池反应原理有关，C不符合题意；
D．码头钢制管桩与直流电源负极相连，作阴极，上面有大量电子堆积，就可以避免钢制管桩氧化反应的发生，属于外接电源的阴极保护法，能用电化学原理解释，D不符合题意；
故合理选项是A。
7．B
【详解】分析：金属防护中，被保护金属做原电池的正极和电解池的阴极的保护属于电化学保护，据此来回答判断。
详解：A、在船体表面刷漆是为了将金属和空气隔绝，防止金属生锈，不属于电化学防护，A错误；
B、将钢闸门与直流电源的负极相连即为让金属做电解池的阴极，防止金属的腐蚀，属于电化学保护，B正确；
C、在金属表面涂油覆盖一层保护层，将金属和氧气以及水隔绝的过程，不属于电化学防护措施，C错误；
D、在一定条件下对金属进行处理，加入铬、锰、硅等制成不锈钢，是增强金属性能的，不属于电化学防护措施，D错误；
答案选B。
8．C
【详解】A．稀硫酸溶液是离子导体，导线是电子导体，故A错误；
B．该装置是原电池，电子从负极流向正极，电子不能通过溶液，故电子从锌→导线→铜，故B错误；
C．锌电极为负极，失去电子生成锌离子，发生氧化反应，在铜电极上氢离子发生还原反应，得到电子而放出氢气，故C正确；
D．锌电极上的电极反应为Zn+2e-=Zn2+，若有6.5g锌被溶解即0.1mol，电路中就有0.2mol电子通过，故D错误；
故答案为C。
9．A
【详解】四个装置都为原电池，①中a极发生氧化反应，活泼性a>c；②中电流由b到c，b为正极，活泼性c>b；③中c极质量增加；c为正极，铜离子在此极得电子，活泼性d>c；④中a极有大量气泡，a为正极，氢离子在此极得电子，活泼性d>a；结合四个不等式关系，A正确。
10．C
【详解】A．原电池是把化学能转化为电能，pH计是以玻璃电极（在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag-AgCl电极）和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池，计工作时，化学能转化为电能，A正确；
B．pH与电池的电动势E存在关系：，则pH=，利用玻璃膜内外氢离子浓度的差异引起电动势的变化达到测量溶液的pH目的，B正确；
C．若玻璃电极电势比参比电极低，，为原电池负极，负极上是银失电子生成氯化银，电极反应为：Ag-e-+Cl-═AgCl，C错误；
D．pH与电池的电动势E存在关系：，若测得的标准溶液电池电动势E为，可标定常数K=E-0.059pH=0.377-0.059×3=0.2，D正确；
故答案为：C。
11．B
【分析】CH4生成CO2是氧化反应，通入的一极是电源的负极，电极反应式：CH4＋2H2O-8e→CO2＋8H+，H+通过阳离子交换膜进入电源的正极，与得电子后的NO2生成N2和H2O。
【详解】A．据分析，NO2反应生成了N2，得到电子，发生还原反应，A错误；
B．据分析，负极：CH4＋2H2O-8e→CO2＋8H+，B正确；
C．该电源的外电路是电子移动，内电路是H+移动，二者都带一个单位电荷，根据得失电子数相等，转移0.8mol电子，则有0.8molH+通过离子交换膜，C错误；
D．据分析，负极生成了H+，pH减小，正极消耗H+生成H2O，pH值增大，D错误；
故选B。
12． 原电池 阳 2H++2e-=H2↑ Cu2++2e-=Cu 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- 氯化氢 1.204×1023（或0.2NA） 1mol/L
【详解】试题分析：（1）根据构成原电池的条件知：甲装置为铜锌原电池，Zn为负极，Cu为正极；乙装置为电解池，与正极相连的为阳极；
（2）Cu极上氢离子得电子；C极上铜离子得电子；
（3）若乙中电极不变，将其溶液换成饱和NaCl溶液，为惰性电极电解饱和食盐水；根据电解产物判断要使溶液恢复到原饱和溶液的浓度，需要加入的物质。
（4）据电子守恒和电极反应式计算；
解析：（1）由图中的铜、锌两种电极和电解质稀硫酸和闭合电路知：甲装置的名称是原电池，Zn活泼，则Zn作负极，Cu作正极，乙装置为电解池，C极与负极相连为阴极，Pt极与正极相连为阳极；
（2）甲装置为原电池，Cu极为正极，正极上氢离子得电子，正极上的反应为：2H++2e-=H2↑，乙装置为电解池，C极与负极相连为阴极，阴极上铜离子得电子，则电极反应为Cu2++2e-=Cu；
（3）若乙中电极不变，将其溶液换成饱和NaCl溶液，为惰性电极电解饱和食盐水，总反应为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；阳极生成氯气，阴极生成氢气，所以要使溶液恢复到原饱和溶液的浓度，需要加入适量的氯化氢。
（4）甲中正极反应为2H++2e-=H2↑，产生0.1mol气体时，线路中转移的电子0.2mol，电子数1.204×1023（或0.2NA）；乙中阳极反应为 根据电子守恒，乙中生成氢离子的物质的量是0.2mol，H+的浓度是 1mol/L。
点睛：原电池中活泼金属做负极、不活泼金属做正极；根据电子守恒，串联电路中各电极转移电子数一定相等；
13．强
【解析】略
14． a 还原 乙 MnO4-＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O 5Fe2＋－5e－=5Fe3＋ 0.5
【详解】(1)根据题目提供的总反应方程式可知，KMnO4作氧化剂，发生还原反应，故石墨a是正极。(2)电池工作时，SO42-向负极移动，即向乙烧杯移动。
(3)甲烧杯中的电极反应式为MnO4-＋5e－＋8H＋=Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中的电极反应式为5Fe2＋－5e－=5Fe3＋。
(4)溶液中的MnSO4浓度由1 mol·L－1变为1.5 mol ·L－1，由于溶液的体积未变，则反应过程中生成的MnSO4的物质的量为0.5 mol·L－1×0.2 L＝0.1 mol，转移的电子为0.1 mol×5＝0.5 mol。
15． ②③ ⑤ ④ ① ② ③ CH3OH+8OH- -6e- =CO32-+6H2O
【详解】（1）五种物质中，①Ar ②CO2 ③HCl ④NaOH ⑤Na2O，CO2和HCl中，C和O、H和Cl都是以共价键相结合，只存在共价键的是②③，Na2O中，Na＋与O2－以离子键相结合，只存在离子键的是⑤，NaOH中，Na＋与OH－以离子键相结合，O与H之间是共价键，既存在离子键又存在共价键的是④，Ar是单原子分子，不存在任何化学键，不存在化学键的是①。故答案为： ②③；⑤；④ ；① ；
（2）有下列四组物质：①H2O和D2O都是由氢氧元素组成的水，属于同种物质； ②12C和13C质子数相同都是6，中子数不同分别是6、7，互为同位素； ③O2和O3 是由氧元素组成的两种不同单质，互为同素异形体； ④H2和T2是由H元素组成的同种单质；其中，互为同位素的是②，互为同素异形体的是③。 故答案为：②；③；
（3）甲醇燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH3OH+8OH- -6e- =CO32-+6H2O，故答案为：CH3OH+8OH- -6e- =CO32-+6H2O。
【点睛】本题考查了同位素、同素异形体、同分异构体、同系物的概念本、对物质中的化学键的认识，并不是所有的物质都含有化学键，稀有气体中不含有任何化学键。
16．(1)A
(2) 负 氧化
(3) 阴 Cu2++2e-=Cu
(4)Cu-2e-=Cu2+
(5)
【分析】根据电化学原理，A没有外接电源，且具备原电池形成的条件，将化学能转化为电能，为原电池；B、C外接直流电源，将电能转化为化学能，为电解池，以此分析；
【详解】（1）根据分析，属于原电池的为A；
故答案为：A；
（2）A为原电池，总反应为锌与氯化铜溶液发生氧化还原反应，故锌为负极，失去电子发生氧化反应；
故答案为：负；氧化；
（3）B为电解池，与正极相连的Pt电极为阳极，阳极上氯离子发生氧化反应；C与电源负极相连，为阴极，溶液中的铜离子发生还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu；
故答案为：阴；Cu2++2e-=Cu；
（4）C为电解池，Cu为阳极，Cu失电子发生氧化反应，电极反应为Cu-2e-=Cu2+；
故答案为：Cu-2e-=Cu2+；
（5）水槽中的铁钉发生吸氧腐蚀，则正极的反应为；
故答案为：。
17． 0.18 b b b
【详解】(1)当电极a为，电极b为，电解质溶液为稀硫酸时，作原电池的负极，溶液中的在正极得电子生成，电极反应为；
(2)当电极a为，电极b为，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，由于能与溶液反应而不能，作正极；，根据得失电子守恒，消耗的质量为；
(3)在燃料电池中，都是燃料在负极失电子，故甲烷应通入负极b；负极发生还原反应，失去电子，原电池外电路中，电子由负极b流出；电解质溶液中，阴离子向负极b移动。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
