第四章 化學反應與電能 單元檢測 （含解析） 高中化學人教版（2023）選擇性必修1

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一、選擇題(本題共16小題,每小題3分,共48分。在每小題給出的四個選項中,只有一項符合題目要求)

1.下列說法錯誤的是()。

A.電解質溶液的導電過程是化學變化,而金屬的導電是物理變化

B.電解質溶液導電的過程,就是電解質溶液的電解過程

C.電解質在任何條件下均可以導電

D.電解質溶液導電過程中一定有新物質生成

2.實驗發(fā)現(xiàn),25℃時,在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后,Fe3+立即被還原成Fe2+。某夏令營興趣小組根據(jù)該實驗事實設計了如圖所示原電池裝置。下列有關說法正確的是()。

A.該原電池的正極反應是Zn-2e-Zn2+B.左側燒杯中溶液的紅色逐漸褪去

C.該電池鉑電極上立即有氣泡出現(xiàn)D.該電池總反應為3Zn+2Fe3+2Fe+3Zn2+

3.下圖是一種新型的光化學電源,當光照射光電極時,通入O2和H2S即產生穩(wěn)定的電流(H2AQ和AQ是兩種有機物)。下列說法不正確的是()。

A.H+通過陽離子交換膜從正極區(qū)進入負極區(qū)

B.電源工作時發(fā)生了光能、化學能、電能間的轉化

C.負極的電極反應式為2I--2e-I2

D.總反應為H2S+O2H2O2+S↓

4.某原電池構造如圖所示。下列敘述正確的是()。

A.在外電路中,電子由銀電極流向銅電極

B.取出鹽橋后,電流表的指針仍發(fā)生偏轉

C.外電路中每通過0.1mol電子,銅的質量理論上減小6.4g

D.原電池的總反應式為Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2

5.一種電化學制備NH3的裝置如圖所示,圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H+。下列敘述錯誤的是()

A.Pd電極b為陰極B.陰極的反應式為N2+6H++6e-2NH3

C.H+由陽極向陰極遷移D.陶瓷可以隔離N2和H2

6.如圖裝置中,兩電極上發(fā)生的電極反應為

a極:Cu2++2e-══Cub極:Fe-2e-══Fe2+

下列說法中不正確的是()。

A.該裝置為原電池B.a極上發(fā)生還原反應

C.電子由b→aD.該過程中能量的轉換一定是化學能全部轉化為電能

7.Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()。

A.負極反應式為Mg-2e-══Mg2+B.正極反應式為Ag++e-══Ag

C.電池放電時Cl-由正極向負極遷移D.負極會發(fā)生副反應Mg+2H2O══Mg(OH)2+H2↑

8.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點,因而得到廣泛應用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀為電解質,電池總反應式為Zn+2MnO2+2H2O══2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列說法錯誤的是()。

A.電池工作時,鋅失去電子

B.電池正極的電極反應式為2MnO2+2H2O+2e-══2MnO(OH)+2OH-

C.電池工作時,電子由正極通過外電路流向負極

D.外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質量理論上減小6.5g

9.鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池,放電時的總反應式為Fe+Ni2O3+3H2O══Fe(OH)2+2Ni(OH)2。

下列有關該電池的說法不正確的是()。

A.電池的電解質溶液為堿性溶液,正極為Ni2O3,負極為Fe

B.電池放電時,負極反應式為Fe+2OH--2e-══Fe(OH)2

C.電池充電過程中,陰極附近溶液的pH降低

D.電池充電時,陽極反應式為2Ni(OH)2+2OH--2e-══Ni2O3+3H2O

10.如下圖所示裝置中,屬于電解池的是()。

11.如圖所示,X、Y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質量增大,b極板處有無色、無臭氣體放出。符合這一情況的是下表中的()。

選項a極板b極板X電極Z溶液

A鋅石墨負極CuSO4溶液

B石墨石墨負極NaOH溶液

C銀鐵正極AgNO3溶液

D銅石墨負極CuCl2溶液

12.在銅片上鍍銀,下列敘述正確的是()。

①將銅片接在電源的正極上②將銀片接在電源的正極上

③在銅片上發(fā)生的反應是Ag++e-══Ag④在銀片上發(fā)生的反應是4OH--4e-══O2↑+2H2O

⑤可以用硫酸銅溶液作電鍍液⑥可以用硝酸銀溶液作電鍍液

A.①③⑥B.②③⑥C.①④⑤D.②③④⑥

13.火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(如鋅、金、銀等),其性能遠不能達到電氣工業(yè)的要求,工業(yè)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時()。

A.粗銅接電源負極B.純銅作陽極

C.雜質都將以單質形式沉淀到池底D.純銅片增重2.56g,電路通過電子為0.08mol

14.用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是()。

A.待加工鋁制品為陽極B.可選用不銹鋼網作為陰極

C.陰極的電極反應式:Al3++3e-══AlD.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動

15.下列有關金屬腐蝕的說法正確的是()。

A.金屬腐蝕指不純金屬接觸到電解質溶液時進行化學反應而損耗的過程

B.電化學腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學反應而損耗的過程

C.鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,負極吸收氧氣最終轉化為鐵銹

D.金屬的電化學腐蝕和化學腐蝕本質相同,但電化學腐蝕伴有電流產生

16.鐵生銹是一種常見的自然現(xiàn)象,其主要反應的化學方程式為4Fe+3O2+xH2O══2Fe2O3·xH2O。如圖為一放在水槽中的鐵架,水位高度如圖。最容易生銹的鐵架橫桿是()。

A.①B.②C.③D.④

二、非選擇題(本題包括4小題,共52分)

17.（12分）Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。

請回答下列問題：

(1)電池的負極材料為____________，發(fā)生的電極反應為____________________。

(2)電池正極發(fā)生的電極反應為________________________________________。

(3)SOCl2易揮發(fā)，實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，實驗現(xiàn)象是_______________________________________，反應的化學方程式為______________________________。

(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行，原因是__________________________。

18.（12分）鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象,某實驗小組為研究鐵生銹的條件,設計了以下快速、易行的實驗步驟(夾持裝置已省略):

首先檢查制氧氣裝置的氣密性,然后按圖連接好裝置,點燃酒精燈給藥品加熱,持續(xù)3min左右,觀察到的實驗現(xiàn)象為:①直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗,發(fā)生銹蝕;②直形管中干燥的鐵絲表面依然光亮,沒有發(fā)生銹蝕;③燒杯中潮濕的鐵絲依然光亮。

試回答以下問題。

(1)由于接觸的介質不同,金屬腐蝕分成不同類型,本實驗中鐵生銹屬于。能表示其原理的反應方程式為。

(2)儀器A的名稱為,其中裝的藥品可以是,其作用是。

(3)由實驗可知,該類鐵生銹的條件為。決定鐵生銹快慢的一個重要因素是。

19.(14分)某科研單位利用電化學原理用SO2制備硫酸,裝置如圖。電極為多孔材料,能吸附氣體,同時也能使氣體與電解質溶液充分接觸。

(1)通入SO2的電極為極,其電極反應式為,此電極區(qū)溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)電解質溶液中的H+通過質子膜(填“向左”“向右”或“不”)移動,通入氧氣的電極反應式為。

(3)電池總反應式為。

(4)若通入1.12L(標準狀況)SO2全部轉化為H2SO4的過程中電路中通過0.08mol電子,則該過程中化學能轉化為電能的效率為。

20.(14分)蓄電池是一種可以反復充電、循環(huán)使用的高效化學電源。一種鐵鎳蓄電池的總反應是NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。

(1)此蓄電池放電時,某一電極發(fā)生還原反應的物質是,正極附近溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)充電時,此蓄電池正極上的電極反應式為。

(3)用此蓄電池分別電解以下兩種溶液,電解池的電極均為惰性電極且電路中轉移0.02mol電子。

①電解M(NO3)x溶液時,某一電極增加了agM,則金屬M的相對原子質量為(用含a、x的式子表示)。

②電解含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl的混合溶液100mL,陽極產生的氣體在標準狀況下的體積是mL;將電解后的溶液加水稀釋至1L,此時溶液的pH=。

參考答案及解析：

一、選擇題

1.C解析：電解質溶液導電的過程就是被電解的過程,在電解過程中發(fā)生氧化還原反應,一定有新物質生成,所以是化學變化。金屬導電是靠自由電子的定向移動,無新物質生成,是物理變化。A、B、D項正確。電解質要導電只有在電離的條件下,存在自由移動的離子時才能導電,所以C項錯誤。

2.B解析:該電池的總反應為Zn+2Fe3+2Fe2++Zn2+,所以左側燒杯中Pt為正極,電極反應為Fe3++e-Fe2+,右側燒杯中Zn為負極,電極反應為Zn-2e-Zn2+;由于左側燒杯中的Fe3+被還原為Fe2+,所以左側燒杯中溶液的紅色逐漸褪去。

3.A解析:由電子流向可知石墨電極為正極,光電極為負極;負極上碘離子失電子被氧化,電極反應為2I--2e-I2,生成的碘可與硫化氫發(fā)生反應;正極AQ得電子被還原生成H2AQ,H2AQ與氧氣反應生成AQ和過氧化氫,總反應為H2S+O2H2O2+S↓。原電池工作時,陽離子向正極移動,A項錯誤;由題圖可知電源工作時發(fā)生了光能、化學能、電能間的轉化,B項正確;通過以上分析可知,C、D項正確。

4.D解析:Cu作負極,Ag作正極,外電路中,電子由Cu電極流向Ag電極,A項錯誤;取出鹽橋后,不能形成閉合回路,故電流表的指針不偏轉,B項錯誤;電極反應式分別是負極:Cu-2e-Cu2+,正極:2Ag++2e-2Ag,當轉移0.1mole-時,銅的質量理論上減小3.2g,C項錯誤;電池總反應式為Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2,D項正確。

5.A解析:Pd電極b上是氫氣發(fā)生氧化反應,Pd電極b為陽極,A項錯誤。Pd電極a為陰極,N2發(fā)生還原反應,N2+6H++6e-2NH3,B項正確。陽離子向陰極移動,C項正確。陶瓷隔離N2和H2,使之分別在陰極、陽極放電,D項正確。

6.D解析:該裝置為原電池,a極上發(fā)生還原反應,b極上發(fā)生氧化反應,電子由負極(b)流出經導線流向正極(a),該過程中能量由化學能轉化為電能、熱能,其化學能轉化成電能的轉化率小于100%。

7.B解析:根據(jù)題意,電池總反應式為Mg+2AgCl══MgCl2+2Ag,正極反應式為2AgCl+2e-══2Cl-+2Ag,負極反應式為Mg-2e-══Mg2+,A項正確,B項錯誤;對原電池來說,在電解質溶液的內部,陰離子由正極移向負極,C項正確;由于鎂是活潑金屬,則負極會發(fā)生副反應Mg+2H2O══Mg(OH)2+H2↑,D項正確。

8.C解析:由所給電池的總反應式可知,電池工作時,每有1molZn參加反應,失去2mol電子,則會有2mol電子從負極Zn經過外電路流向正極,并在正極發(fā)生反應:2MnO2+2H2O+2e-══2MnO(OH)+2OH-,故外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質量就減小6.5g。

9.C解析:因為放電時的反應中有氫氧化物生成,故電解質溶液是堿性溶液,因為鐵的化合價升高,鎳的化合價降低,故鐵是負極,氧化鎳是正極,故A和B均正確;充電時的陰極反應式為Fe(OH)2+2e-══Fe+2OH-,故此時陰極附近溶液的pH增大,故C錯誤;根據(jù)所給的放電時的電池反應可推知D正確。

10.C解析:根據(jù)電解池的構成條件進行判斷。A、B、D項裝置中無直流電源,D項裝置中不能形成閉合回路,A、B、D項中裝置不屬于電解池。

11.A解析:由題意知,通電后a極板質量增大,說明有金屬析出,由此可知,a極為電解池的陰極,則X為電源負極,B、C兩項均不符合題意;因為b極放出的是無色、無臭的氣體,D項不符合題意。

12.B解析:若在銅片上鍍銀,銅作陰極與電源負極相連,電解質溶液中的銀離子得到電子發(fā)生還原反應生成銀;銀作陽極與電源正極相連,銀失電子發(fā)生氧化反應生成銀離子;電解質溶液為硝酸銀溶液。銅片應接在電源的負極上,①錯誤;將銀片接在電源的正極上,②正確;在銅片上發(fā)生的反應是Ag++e-══Ag,③正確;銅片上鍍銀,銀為陽極,在銀片上發(fā)生的反應是Ag-e-══Ag+,④錯誤;若用硫酸銅溶液作電鍍液,陰極析出銅,⑤錯誤;可以用硝酸銀溶液作電鍍液,⑥正確。

13.D解析:電解精煉銅時,用粗銅作陽極,用純銅作陰極,A項、B項不正確;鋅比銅活潑,失電子變成鋅離子進入溶液中,金、銀不活潑,以單質形式沉淀到電解槽底部,C項不正確;陰極發(fā)生反應Cu2++2e-══Cu,m(Cu)=2.56g,n(Cu)=0.04mol,電路通過電子n(e-)=0.08mol,D項正確。

14.C解析:根據(jù)電解原理可知,鋁制品表面要形成氧化膜,Al元素化合價升高,失電子,因此鋁制品為陽極,A項正確;陰極僅作導體,可選用不銹鋼網,且不銹鋼網接觸面積大,能增加電解效率,B項正確;陰極應為酸性溶液中的H+得電子生成氫氣,C項錯誤;電解時,溶液中的陰離子移向陽極,D項正確。

15.D解析:金屬腐蝕既包括化學腐蝕又包括電化學腐蝕,A項錯誤;電化學腐蝕是指形成原電池反應引起的腐蝕,B項錯誤;吸氧腐蝕正極上O2得電子,C項錯誤;電化學腐蝕與化學腐蝕的本質都是金屬被氧化成金屬離子,本質相同,但電化學腐蝕過程中會產生微弱的電流,D項正確。

16.C

二、非選擇題

17.答案：(1)LiLi－e－===Li＋(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑

(3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣味氣體生成SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑

(4)構成電池的主要成分Li能與氧氣、水反應，SOCl2也與水反應

解析：(1)分析反應中元素化合價變化可知Li為還原劑(作負極)，失電子：Li－e－===Li＋。(2)SOCl2為氧化劑，得電子，從題中電池反應可推出產物為Cl－、S、SO2(或用總反應減去負極反應)。(3)題中已給出信息：堿液吸收時的產物是Na2SO3和NaCl，則沒有堿液吸收時的產物應為SO2和HCl，進而推出現(xiàn)象。

18.答案:(1)電化學腐蝕負極:2Fe-4e-2Fe2+,正極:2H2O+O2+4e-4OH-

(2)球形干燥管堿石灰(或無水氯化鈣)干燥O2

(3)與O2接觸、與水接觸氧氣濃度

解析:鋼鐵在潮濕環(huán)境中形成原電池,發(fā)生電化學腐蝕。此實驗在直形管中的現(xiàn)象說明,潮濕是鐵生銹的前提。直形管中與燒杯中實驗現(xiàn)象的對比,則說明O2濃度是影響鐵絲生銹快慢的一個重要因素。

19.答案:(1)負SO2+2H2O-2e-S+4H+減小(2)向右O2+4H++4e-2H2O

(3)2SO2+2H2O+O22H2SO4(4)80%

解析:(1)SO2制備硫酸,SO2在負極發(fā)生氧化反應:SO2+2H2O-2e-S+4H+,負極區(qū)