第四章 復(fù)習(xí)與提高-高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1洞悉課后習(xí)題

第四章復(fù)習(xí)與提高——高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1洞悉課后習(xí)題【教材課后習(xí)題】1.根據(jù)反應(yīng)設(shè)計(jì)的鋅銀紐扣電池如圖所示。請寫出該電池正極和負(fù)極的電極反應(yīng)。2.一種以鋁-空氣電池為電源的航標(biāo)燈，只要把燈放入海水幾分鐘，就會發(fā)出耀眼的光。海水為電解質(zhì)溶液，該電池靠空氣中的氧氣使鋁氧化而源源不斷地產(chǎn)生電流，其能量比干電池高20~50倍。請寫出該電池的電極反應(yīng)及總反應(yīng)。3.一種用于心臟起搏器的微型電池具有容量大、壽命長和電壓穩(wěn)定等特點(diǎn)。該電池的電極材料是石墨和鋰，電解質(zhì)溶液為等物質(zhì)的量的LiCl、溶解在中形成的溶液。這種電池的總反應(yīng)為，則該電池的負(fù)極反應(yīng)為________________，正極反應(yīng)為____________________。4.下列敘述中錯誤的是()。A.生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱B.用錫焊接的鐵質(zhì)器件，焊接處易生銹C.在鐵制品上鍍銅時(shí)，鐵制品為陽極，銅鹽為電鍍液D.鐵管上鑲嵌鋅塊，鐵管不易被腐蝕5.鋅-空氣電池可用作電動車的動力電源。該電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)為：，下列說法中正確的是()。A.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中向陽極移動B.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中逐漸減小C.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為D.放電時(shí)，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）6.如圖所示的電解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均為Pt電極。在電解過程中，電極b和d上沒有氣體逸出，但質(zhì)量均增大，且增重情況為。符合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的鹽溶液是()。選項(xiàng)XYABCDA.A B.B C.C D.D7.一種可充電電池放電時(shí)的電極反應(yīng)為，。當(dāng)為該電池充電時(shí)，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是()。A.的還原 B.NiO（OH）的還原C.的氧化 D.的氧化8.微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法中錯誤的是()。A.正極反應(yīng)中有生成B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反應(yīng)為9.如圖是一個(gè)用石墨作電極，電解稀溶液的裝置，電解液中事先加有指示劑，此時(shí)溶液呈紅色（指示劑變色的pH范圍是，酸性溶液中呈紅色，堿性溶液中呈黃色）?；卮鹣铝袉栴}。（1）在電解過程中，有關(guān)電極附近溶液顏色變化的敘述中正確的是_____（填序號）。①A管溶液由紅色變?yōu)辄S色②B管溶液由紅色變?yōu)辄S色③A管溶液不變色④B管溶液不變色（2）寫出A管中發(fā)生的電極反應(yīng)：__________________。（3）寫出B管中發(fā)生的電極反應(yīng)：____________________。（4）檢驗(yàn)a管中氣體的方法是__________________________。（5）檢驗(yàn)b管中氣體的方法是__________________________。10.氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝節(jié)能超過30%。在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子交換膜都只允許陽離子通過。（1）圖中X、Y分別是__________（填化學(xué)式），分析、比較圖示中與的大?。篲____________。（2）寫出燃料電池B中的電極反應(yīng)。正極：_______________；負(fù)極：_______________。（3）這樣設(shè)計(jì)的主要節(jié)能之處在于（寫出兩處）：__________；___________。11.甲烷燃料電池采用鉑作為電極材料，兩個(gè)電極上分別通入和，電解質(zhì)溶液為KOH溶液。某研究小組將上述兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行電解飽和NaCl溶液的實(shí)驗(yàn)，如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。

（1）甲烷燃料電池工作時(shí)，其電極反應(yīng)分別為：正極_____________；負(fù)極__________。

（2）閉合開關(guān)K后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b電極上得到的是_______，電解NaCl溶液的總反應(yīng)式為_____________________。

（3）若每個(gè)電池甲烷通入量為1L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），且反應(yīng)完全，則理論上最多能產(chǎn)生氯氣的體積為____________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。12.城鎮(zhèn)地面下常埋有縱橫交錯的金屬管道，地面上還鋪有鐵軌等。當(dāng)金屬管道或鐵軌在潮濕土壤中形成電流回路時(shí)，就會引起這些金屬制品的腐蝕。為了防止這類腐蝕的發(fā)生，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，請分析其工作的原理?！径c(diǎn)變式訓(xùn)練】13.相同材質(zhì)的鐵在圖中的四種情況下腐蝕最快的是()A. B.C. D.14.銅鋅單池原電池改裝為如圖所示的雙池電池。下列說法不正確的是()A.銅電極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)B.電池工作過程中甲池中幾乎不變C.裝置中發(fā)生的總反應(yīng)是D.電子從鋅電極經(jīng)溶液流向銅電極15.關(guān)于如圖所示裝置的判斷，敘述正確的是()A.左邊的裝置是電解池，右邊的裝置是原電池B.該裝置中銅為正極，鋅為負(fù)極C.當(dāng)銅片的質(zhì)量變化12.8g時(shí)，a極上消耗的在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24LD.裝置中電子的流向是a→Cu→經(jīng)過溶液→Zn→b16.研究人員采用雙極膜將酸—堿電解液隔離，實(shí)現(xiàn)和的兩個(gè)溶解/沉積電極氧化還原反應(yīng)，研制出新型高比能液流電池，其放電過程原理示意圖如下：下列說法不正確的是()A.放電過程中，總反應(yīng)式為B.放電過程中，當(dāng)1molZn參與反應(yīng)時(shí)，理論上有4mol發(fā)生遷移C.充電過程中，陰極的電極反應(yīng)為D.充電過程中，右側(cè)池中溶液pH逐漸減小17.某蓄電池放電、充電時(shí)反應(yīng)為，下列推斷不正確的是()A.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式是B.放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子，正極上有被氧化C.充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式是D.該蓄電池的電極必須是浸在某種堿性電解質(zhì)溶液中18.原電池電極的“正”與“負(fù)”不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法正確的是()A.由Fe、Cu和溶液組成的原電池中，負(fù)極反應(yīng)為B.由Al、Cu和稀硫酸組成的原電池中，負(fù)極反應(yīng)為C.由Al、Mg和NaOH溶液組成的原電池中，負(fù)極反應(yīng)為D.常溫下，由A1、Cu和濃組成的原電池中，負(fù)極反應(yīng)為19.亞磷酸是二元弱酸，亞磷酸主要用作尼龍?jiān)霭讋?，電解溶液可得到亞磷酸，裝置示意圖如圖所示（其中陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過）。下列說法不正確的是（）A.陽極的電極反應(yīng)式為B.產(chǎn)品室中發(fā)生的離子反應(yīng)為C.原料室中濃度保持不變D.陰極室中溶液的pH逐漸升高20.一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測儀，負(fù)極上的反應(yīng)為。下列有關(guān)說法正確的是()A.檢測時(shí)，電解質(zhì)溶液中的向負(fù)極移動B.若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣C.電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為D.正極上發(fā)生的反應(yīng)為21.如圖所示，X、Y、Q、W都是惰性電極，將電源接通后，W極附近液體顏色逐漸加深。下列說法不正確的是()A.電源的M極為正極B.甲裝置中溶液的pH減小C.甲裝置的兩個(gè)電極上都有單質(zhì)生成且單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1：1D.欲用乙裝置給銅鍍銀，U極應(yīng)該是Ag，電鍍液應(yīng)選擇溶液22.我國科學(xué)家在液流電池研究方面取得新進(jìn)展。一種硫/碘體系的液流電池工作原理如圖所示。下列說法正確的是()A.放電時(shí)，電池右側(cè)為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.放電時(shí)，電池左側(cè)的電極反應(yīng)為C.充電時(shí)，電池的總反應(yīng)為D.充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中經(jīng)交換膜向右側(cè)移動23.有關(guān)電化學(xué)示意圖如圖?；卮鹣铝袉栴}：（1）圖1是工業(yè)上用電解法在強(qiáng)堿性條件下除去廢水中的的裝置，發(fā)生的反應(yīng)有ⅰ.ⅱ.ⅲ.①石墨電極上發(fā)生_______（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)；陰極反應(yīng)式為________________。②電解過程中有關(guān)微粒的定向移動的說法錯誤的是___________（填字母）。A.電子由電極b經(jīng)導(dǎo)線流向鐵電極B.電流由鐵電極經(jīng)溶液流向石墨電極C.移向石墨電極D.移向鐵電極③為了使電解池連續(xù)工作，需要不斷補(bǔ)充___________________。（2）圖2是一種高性能的堿性硼化釩一空氣電池，該電池工作時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)。①電極為______極（填“正”或“負(fù)”），電池工作時(shí)正極反應(yīng)式為________。②若離子選擇性膜只允許通過，電池工作過程中，忽略溶液的體積變化，則正極室的堿性______（填“變大”、“變小”或“不變”）。③放電過程中，消耗36.5g硼化釩，電路中轉(zhuǎn)移__________mol電子。24.化學(xué)電源在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。Ⅰ.如圖1所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答相關(guān)問題：（1）甲烷燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________________。（2）C極的電極反應(yīng)式為______________________。（3）若有2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）氧氣參加反應(yīng)，則乙裝置中鐵極上生成的氣體體積為______________________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為______________________g。Ⅱ.“長征”火箭發(fā)射使用的燃料是液態(tài)偏二甲肼，并使用四氧化二氮作為氧化劑，這種組合的優(yōu)點(diǎn)是能在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大能量將火箭送上太空，且產(chǎn)物不污染空氣（產(chǎn)物都是空氣的成分）。某校外研究性學(xué)習(xí)小組擬將此原理設(shè)計(jì)為原電池，如圖2所示，結(jié)合學(xué)習(xí)過的電化學(xué)原理分析其設(shè)計(jì)方案，回答相關(guān)問題：（4）從a口加入______________________（填名稱）。的移動方向是______________________（填“由A到B”或“由B到A”）。（5）A極發(fā)生的電極反應(yīng)為______________________。（6）若以該電池為電源，用石墨作電極電解20mL0.5mol/L的溶液，電解一段時(shí)間后，兩極收集到相同體積（相同條件下）的氣體，則整個(gè)電解過程轉(zhuǎn)移電子______________________mol。

答案以及解析1.答案：正極：負(fù)極：2.答案：正極：負(fù)極：總反應(yīng)：3.答案：；4.答案：C5.答案：C解析：該電池充電時(shí)為電解池，陽離子向陰極移動，則溶液中向陰極移動，A錯誤；充電時(shí)電池總反應(yīng)式為，由于生成，溶液中逐漸增大，B錯誤；該電池放電時(shí)為原電池，負(fù)極上Zn被氧化，電極反應(yīng)式為，C正確；放電時(shí)，電路中通過2mol電子，正極上消耗0.5mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L，D錯誤。6.答案：D解析：電解池Ⅰ和Ⅱ串聯(lián)，a和c是陽極，b和d是陰極；電解過程中，電極b和d上沒有氣體逸出，但質(zhì)量增大，說明溶液中不活潑金屬陽離子在電極b和d上放電析出金屬，則電解池Ⅰ和Ⅱ中電解質(zhì)溶液均是不活潑金屬鹽溶液，A、C錯誤。通過電極b和d上的電量相等，而電極增重情況為，只有D項(xiàng)符合要求。7.答案：D解析：電池充電時(shí)，與外電源正極相連的電極是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)與放電時(shí)正極反應(yīng)的過程為互逆反應(yīng)，則充電時(shí)，陽極上被氧化生成NiO（OH）。8.答案：A解析：該微生物電池中間使用質(zhì)子交換膜，則電解質(zhì)溶液呈酸性；正極上得電子被還原，正極反應(yīng)式為。則正極上生成，A錯誤；微生物加速了電池反應(yīng)，促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，B正確；微生物電池是原電池，陽離子向正極移動，故質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)遷移，C正確；在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成和，結(jié)合A項(xiàng)解析知，電池總反應(yīng)式為，D正確。9.答案：（1）①④（2）答案：（3）答案：（4）答案：在水下用拇指按住a管口，取出a管，靠近火焰，移開拇指，有爆鳴聲，管口有淡藍(lán)色火焰（5）答案：在水下用拇指按住b管口，取出b管正放在桌面上，移開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃解析：電解時(shí)，B管陽極上放電，同時(shí)電極附近有生成，溶液呈酸性，則溶液呈紅色；A管陰極上放電生成，同時(shí)電極附近有生成，溶液呈堿性，溶液顏色由紅色變?yōu)辄S色，故選①④。解析：電極A是陰極，電極反應(yīng)產(chǎn)生，則a管中收集到，采用“爆鳴法”檢驗(yàn)。電極B是陽極，電極反應(yīng)產(chǎn)生，則b管中收集到，用帶火星的木條檢驗(yàn)。10.答案：（1）；；；（2）；（3）燃料電池可以補(bǔ)充電解池消耗的電能；提高產(chǎn)出堿液中溶質(zhì)的濃度；降低能耗（其他答案只要合理即可）解析：A（電解池）中生成氣體和，B（燃料電池）需要?dú)怏w，則X是，Y是。B（燃料電池）的右區(qū)由和反應(yīng)生成，根據(jù)離子電荷平衡，有通過離子交換膜從B（燃料電池）的左區(qū)進(jìn)入右區(qū)，故。

11.答案：（1）；（2）；（3）8解析：甲烷燃料電池中，甲烷通入負(fù)極，通入正極，根據(jù)電池之間的連接方式，電極a是陽極，電極b是陰極，陰極反應(yīng)式為，故電極b上得到。每個(gè)電池甲烷通入量為1L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），由于兩個(gè)電池是串聯(lián)，相當(dāng)于只有一個(gè)甲烷燃料電池且通入2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）甲烷，完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為；陽極（電極a）的電極反應(yīng)式為，通過電解池中陽極的電子也是，則生成的在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為。12.答案：鎂比鐵活潑，當(dāng)它們在潮濕的土壤中形成原電池時(shí)，鎂作負(fù)極不斷遭受腐蝕，鐵作為鋼鐵輸水管或鐵軌的主體材料則會受到保護(hù)。13.答案：A解析：A項(xiàng)，F(xiàn)e、Cu和食醋構(gòu)成原電池，F(xiàn)e易失電子作負(fù)極、C作正極，加速鐵的腐蝕；B項(xiàng)，該裝置構(gòu)成原電池，Al易失電子作負(fù)極、Fe作正極，則Fe被保護(hù)；C項(xiàng)，該裝置不能構(gòu)成原電池，Cu和食鹽水不反應(yīng)，F(xiàn)e和食鹽水被Cu隔開，則Fe被保護(hù)；D項(xiàng)，該裝置構(gòu)成原電池，Zn易失電子作負(fù)極、Fe作正極，則Fe被保護(hù)。綜上所述，A項(xiàng)正確。14.答案：D解析：Zn的金屬性比Cu強(qiáng)，故Zn為負(fù)極，Cu為正極，正極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；Zn電極的電極反應(yīng)式為，Cu電極的電極反應(yīng)式為，為維持電荷守恒，甲池中的陽離子會經(jīng)陽離子交換膜向乙池移動，即甲池放電過程中幾乎不變，故B正確；根據(jù)B選項(xiàng)分析，裝置中發(fā)生的總反應(yīng)是，故C正確；根據(jù)原電池工作原理，電子從鋅電極經(jīng)外電路流向銅電極，電解質(zhì)溶液內(nèi)部只有離子的定向移動，故D錯誤。15.答案：C解析：兩個(gè)裝置相連，一個(gè)作原電池，一個(gè)作電解池，左邊為氫氧燃料電池，右邊為電解池，通入氫氣的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，則鋅為陰極，銅為陽極，故A、B錯誤；由轉(zhuǎn)移電子守恒得，當(dāng)銅片的質(zhì)量變化（減少）12.8g時(shí)，a極上消耗的在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為，故C正確；根據(jù)上述分析得，裝置中電子的流向是b→Zn、Cu→a，故D錯誤。16.答案：B解析：根據(jù)題給電池示意圖知，左側(cè)Zn失去電子與溶液中的反應(yīng)生成，為負(fù)極反應(yīng)，右側(cè)得電子與溶液中的反應(yīng)生成和水，則放電過程中負(fù)極反應(yīng)式為，正極反應(yīng)式為，總反應(yīng)為，A正確；放電過程中每消耗1molZn生成1mol，外電路中轉(zhuǎn)移2mol，則電解質(zhì)中有2mol發(fā)生遷移，B錯誤；充電過程中陰極的電極反應(yīng)式與放電過程中負(fù)極的電極反應(yīng)式相反，則陰極電極反應(yīng)式為，C正確；充電過程中右側(cè)不斷失去電子并結(jié)合水生成，同時(shí)生成大量，導(dǎo)致右側(cè)池中溶液pH不斷減小，D正確；故選B。17.答案：B解析：根據(jù)電池反應(yīng)式知，放電時(shí)，F(xiàn)e作負(fù)極，電極反應(yīng)式為，故A正確；放電時(shí)，每轉(zhuǎn)移2mol電子，正極上有被還原，故B錯誤；充電時(shí)，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以陽極的電極反應(yīng)式是，故C正確；能溶于酸性溶液，要生成，電解質(zhì)溶液必須是堿性溶液，故D正確。18.答案：C解析：Fe易失電子作為負(fù)極、Cu作為正極，負(fù)極反應(yīng)為，A錯誤；A易失電子作為負(fù)極、Cu作為正極，負(fù)極電極反應(yīng)式為，B錯誤；Al可以與NaOH溶液反應(yīng)，作為負(fù)極，Mg作為正極，負(fù)極反應(yīng)式為，C正確；常溫下，Al遇濃鈍化，Cu可與濃反應(yīng)，故Cu作為負(fù)極、Al作為正極，負(fù)極反應(yīng)式為，D錯誤。19.答案：C解析：陽極室中發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧氣和氫離子，A項(xiàng)正確。陽極室中的氫離子通過陽膜到達(dá)產(chǎn)品室，原料室中的通過陰膜到達(dá)產(chǎn)品室，二者發(fā)生離子反應(yīng)生成，B項(xiàng)正確。原料室中的鈉離子向陰極室移動，因此原料室中的濃度減小，C項(xiàng)錯誤。陰極的電極反應(yīng)為，陰極室中溶液的pH逐漸升高，D項(xiàng)正確。20.答案：C解析：在原電池中，電解質(zhì)溶液中的陽離子應(yīng)向正極移動，A錯誤；每消耗1mol，轉(zhuǎn)移4mol電子，若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗2.24L，B錯誤；根據(jù)題意，電解質(zhì)溶液呈酸性，正極的電極反應(yīng)為，D錯誤。21.答案：C解析：A項(xiàng)，因膠粒帶正電荷，W極附近顏色加深，說明W與電源負(fù)極相連，故M為電源的正極，N為電源的負(fù)極，正確。B項(xiàng)，電解溶液時(shí)產(chǎn)生導(dǎo)致溶液pH減小，正確。C項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)可知，X極上產(chǎn)生，Y極上產(chǎn)生Cu，二者物質(zhì)的量之比為1：2，錯誤。D項(xiàng)，U為電鍍池的陽極，Ag為陽極而溶解，電鍍液中的在R上析出而鍍在銅表面，正確。22.答案：C解析：由液流電池工作原理圖可以看出，放電時(shí)電池左側(cè)失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，A項(xiàng)錯誤；放電時(shí)，電池左側(cè)的電極反應(yīng)為，B項(xiàng)錯誤；充電時(shí)，電池的總反應(yīng)為，C項(xiàng)正確；充電時(shí)為電解池，電解質(zhì)溶液中陽離子移向陰極，也就是原電池的負(fù)極，經(jīng)交換膜向左側(cè)移動，D項(xiàng)錯誤。23.答案：（1）①氧化；②B③NaOH（2）①負(fù)；②不變③5.5解析：（1）①根據(jù)題給三個(gè)反應(yīng)可知，電解池中鐵電極是陰極，石墨電極是陽極，陽極上和發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)生成和，陰極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為。②電解池中鐵電極是陰極，石墨電極是陽極，則a為電源正極，b為電源負(fù)極，電子由電極b經(jīng)導(dǎo)線流向鐵電極，故A正確；電流由石墨電極經(jīng)溶液流向鐵電極，故B錯誤；電解池中陰離子移向陽極，即、移向石