第四章化学反应与电能(含解析)同步习题2023--2024学年上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 第四章化学反应与电能(含解析)同步习题2023--2024学年上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-01-17 16:19:02

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第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题(共15题)
1.电渗析法是海水淡化的常用方法,某地海水中主要离子的含量如下表,现利用“电渗析法”进行淡化,技术原理如图所示(两端为惰性电极,阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。下列说法错误的是( )
离子 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- SO42- HCO3
含量 mg/L 9360 83 200 1100 16000 1200 118
A.淡化过程中易在甲室形成水垢
B.淡化过程中戊室的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑
C.淡化过程中乙室和丁室中部分离子的浓度减小,淡水的出口为a、c
D.当甲室收集到标准状况下11.2L气体时,通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为1mol
2.用 NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.常温常压下,9.5g 羟基(- OH)中所含中子数为 5NA
B.室温下,1L pH=13 的 NaOH 溶液中,由水电离的 OH 数目为 10 13NA
C.2mol FeBr2 与足量氯气反应时,转移的电子数为 6NA
D.甲烷燃料电池的正极消耗 22.4L O2,电路中通过的电子数为 4NA
3.化学与科技、医药、工业生产均密切相关。下列有关叙述正确的是( )
A.2017年4月26日,中国第二艘航母举行下水仪式,该航母使用了素有“现代工业的骨骼”之称的碳纤维。碳纤维是一种新型的有机高分子材料
B.离子交换膜在工业上应用广泛,如氯碱工业使用阴离子交换膜
C.半导体行业中有一句话:“从沙滩到用户”,计算机芯片的主要材料是经提纯的SiO2
D.用氯气处理饮用水,在冬季的杀菌效果比在夏季好
4.连二亚硫酸盐()可用于脱除烟气中的 NO,并通过电解再生,装置如下图所示,溶液 a 为硫酸溶液。下列说法正确的是
A.在 NO 吸收柱内,被 NO 还原为
B.电极M 为阳极,氢离子在电极N 上放电产生氢气
C.相同体积的溶液a 和 b 中的 n(H+).a>b
D.隔膜最好选择阴离子交换膜,允许硫酸根离子通过实现再生
5.下图中四种电池装置是依据原电池原理设计的,下列有关叙述错误的是(  )
A.①中锌电极发生氧化反应
B.②中电子由a电极经导线流向b电极
C.③中外电路中电流由A电极流向B电极
D.④中LixC6做负极
6.双极膜是一种离子交换复合膜,在直流电场作用下能将中间层的水分子解离成H+和OH-,并分别向两极迁移。用双极膜电解淀粉[(C6H10O5)n]溶液制取双醛淀粉[(C6H10O5)n]的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.搅拌能明显提高电解反应速率
B.b极的电极反应式为:Br-+6OH--6e-=BrO+3H2O、4OH--4e-=2H2O+O2↑
C.生成双醛淀粉的反应为:(C6H10O5)n+BrO=(C6H8O5)n+Br-+3H2O
D.当电路中转移2mol电子时,可得160g双醛淀粉
7.碳纳米管具有很强的吸附性能,用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池如图所示。下列说法中正确的是
A.放电时,乙电极区附近溶液pH不变
B.放电时,溶液中的OH-离子向甲电极迁移
C.充电时,乙电极反应为Ni(OH)2 -e-= NiO(OH)+H+
D.若充电器为铅蓄电池,充电时甲电极连接铅蓄电池的PbO2电极
8.下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的 方案设计 现象和结论
A 探究常温下,和的大小关系 将相同的溶液和溶液均稀释10倍 若, 则说明
B 探究催化剂对分解速率的影响 在相同条件下向一支试管中加入和,向另一支试管中加入和溶液 可观察到后者产生气泡速度更快,说明可加快分解速率
C 测定常温下某溶液的 用胶头滴管将待测液滴在湿润的试纸上,与标准比色卡对照 测得为13
D 检验电解法制备的氯气 电解饱和食盐水,用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阴极产生的气体 若试纸变蓝色,则说明有氯气产生
A.A B.B C.C D.D
9.一种能持续合成两种消毒剂H2O2和NaClO的装置原理如图,下面说法有误的是
A.A电极电势比B电极电势低
B.总反应为O2+Cl +H2O=ClO +H2O2
C.电解过程中甲电解液(体积不变)的pH减小
D.理论上Ni(OH)2可实现循环利用,不用补充
10.海水和空气会对船体造成腐蚀,因此船体的防腐处理非常重要。下列说法错误的是( )
A.海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀
B.可以在船舶外壳装上锌块,用牺牲阳极法防止金属被腐蚀
C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀
D.外加电流,使需要保护的金属作阴极,可以起到保护金属的作用
11.下列表示物质结构的化学用语或模型图正确的是
A.在潮湿的中性环境中,钢铁吸氧腐蚀的负极反应为:Fe-3e-=Fe3+
B.Cl 的结构示意图:
C.硅酸盐Ca2Mg5Si8O22(OH)2可用氧化物形式表示为:2CaO 5MgO·8SiO2 H2O
D.氯化镁的电子式:
12.下列叙述正确的是
A.原电池的负极发生还原反应
B.在Fe和稀硫酸反应时加入少量硫酸铜可以加快反应速率
C.原电池的正极由活泼金属构成
D.电化学反应的实质是金属单质失去电子形成阳离子,且电子直接给氧化剂
13.如图所示的装置,下列说法不正确的是
A.锌片为负极 B.该装置将化学能转化为电能
C.电子由锌片经导线流向铜片 D.铜片溶解,质量减少
14.某学习小组通过双液原电池探究浓度均为的溶液与KI溶液的反应,插入盐桥后,电流计的指针发生偏转,据此分析,下列说法正确的是
A.原电池的总反应为
B.反应时盐桥中向石墨a极移动
C.盐桥中的饱和溶液可用KCl饱和溶液代替
D.一段时间后,取b电极附近溶液,滴加淀粉溶液,溶液变蓝色
15.双极膜是电驱动膜的一种,主要作用是在电场力下提供H+和OH-。通过电渗析法获得八钼酸铵[(NH4)4Mo8O26]的工作原理如图所示。下列说法错误的是

A.a区有氧气生成
B.生成Mo8O的反应为
C.双极膜附近的OH-进入b区
D.电解一段时间后,a区和b区溶液的pH都减小
二、填空题(共10题)
16.人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中,电池发挥着越来越重要的作用,如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等,都离不开各式各样的电池,同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息,回答下列问题:
(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,工作时电池总反应为Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2。
①工作时电流从 极流出(填“Ag2O”或“Zn”)。
②电极反应式:正极 ,
③工作时电池正极区的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)甲烷燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于铅蓄电池。若电解质为KOH溶液,则甲烷燃料电池的负极反应式为 。该电池工作时,外电路每流过1×103 mol e-,消耗标况下甲烷 m3。
17.现有下列物质:Ⅰ.苛性钾溶液 Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ.
(1)若在大试管的水中加入含有适量Ⅱ的溶液,则铁钉发生的腐蚀为 腐蚀,正极的电极反应式为 。
(2)若在大试管的水中加入含有适量Ⅲ的饱和溶液,则铁钉发生的腐蚀为 腐蚀,U形管的液面:a (填“高于”、“低于”或“等于”)b。
(3)用的Ⅰ滴定未知浓度的Ⅳ溶液。
①盛装IV溶液的滴定管为 (填“a”或“b”)。
②若用酚酞作指示剂,则到达滴定终点时的现象为
③平行滴定三次所得的实验数据如下表:
实验次数 Ⅰ的体积 Ⅳ溶液的体积
1 20.02 25.00
2 19.98 25.00
3 20.00 25.00
Ⅳ溶液的浓度为 。
④下列操作使测定结果偏大的是 (填标号)。
A.锥形瓶用待测液润洗
B.滴定前滴定管无气泡,滴定后有气泡
C.到达滴定终点时仰视读数
18.按要求回答下列问题
(1)用石墨作两极,燃料电池在酸性环境下的负极反应式: 。
(2)用石墨作两极,电解硝酸银溶液的总反应式: 。
(3)物质的量浓度相同的三种盐、和的溶液,若它们的依次为8、9、10.则、、的酸性由强到弱的排列顺序是 。
(4)25℃下,的盐酸溶液中由水电离的氢离子浓度等于 。
(5)请用离子方程式解释泡沫灭火器的工作原理: 。
(6)25℃下的盐酸溶液与的氢氧化钡溶液混合,混合后溶液的 。(已知)
(7)25℃时,将的醋酸与氢氧化钠等体积混合,反应后溶液恰好显中性,用、表示醋酸的电离平衡常数为 。
19.图甲为铅蓄电池,图乙为电解饱和食盐水装置图。某实验小组想用图甲作电源并利用图乙装置电解饱和食盐水制NaOH溶液。已知铅蓄电池的工作原理为:PbO2 + Pb + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O
请回答下列问题:
(1)图甲铅蓄电的正极是 (填“A”或“B”),该极的电极反应式为 。
(2)A电极应与乙图中 (填“C”或“D”)电极相连,该电极的电极反应式为 。
(3)乙图中氢氧化钠溶液的作用是 ,反应的离子方程式为 。
(4)该实验小组还利用实验过程中产生的a、b两种气体和NaOH溶液设计成图丙所示燃料电池,写出M电极的电极反应式 。该燃料电池工作一段时间后溶液的pH (填“减小”、“增大”或“不变”)。
(5)铅蓄电池工作一段时间后,需要充电,充电时阴极反应的电极反应式为 。
20.回答下列问题
(1)下列过程中属于吸热反应的是 。
①灼热的木炭中通入CO2 ②碘升华 ③石灰石受热分解 ④水蒸气液化⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ ⑥CH4+2O2CO2+2H2O ⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑ ⑧Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
(2)已知14g乙烯完全燃烧应生成CO2(g)和H2O(l)放出放出的热量是705.5kJ的热量, 请写出乙烯燃烧的热化学方程式是: 。
(3)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,生成NOX等污染大气,其中生成NO的能量变化如图所示,则图中三种分子最稳定的是 。若反应生成2molNO气体(“吸收”或“放出”) 热量。
(4)如果将燃料燃烧设计成燃料电池就可避免NOX的生成,某种燃料电池的工作原理示意如图所示,a、b均为惰性电极。
①使用时,空气从 口通入(填“A”或“B”);当外电路通过0.4mol的电子时,消耗O2的体积 L(标况下)。
②假设使用的“燃料”是甲烷(CH4),a极的电极反应式为 。
21.钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题:
(1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的属于化合反应的化学方程式是 。
(2)下列装置可防止铁棒被腐蚀的是 。
A.B.C. D.
(3)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀,装置示意图如图所示。
①A电极对应的金属是 (填元素名称),B电极的电极反应式是 。
②镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更易被腐蚀,原因是 。
22.氧、硫、硒、碲都位于元素周期表的VIA族,其化合物在化工生产中有广泛应用。
(1)下列性质的递变顺序不正确的是 (填字母)。
A.酸性:H2SeO4>H2SeO3 B.非金属性:O>S>Se>Te
C.还原性:H2Te>H2Se>H2S>H2O D.热稳定性:H2O>H2Te>H2Se>H2S
E.沸点: H2Te>H2Se>H2S>H2O
(2)在常温下进行的置换反应X+W→Y+V中, H2O可以扮演不同的“角色”。已知X、Y是短周期主族元素形成的单质,W、V是化合物。
①若W是水,且作还原剂,反应的化学方程式为 。
②若V是水,为还原产物,反应的化学方程式为 。
(3) ①一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的H2S,发生反应H2S(g)S2(g)+2H2(g)。下列情况中,可判断该反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.混合气体的密度不再变化 B.混合气体的压强不再变化
C.不再变化 D.H2S与H2的消耗速率相等
②已知:液态CS2完全燃烧生成CO2、SO2气体,每转移3mol电子时放出269.2kJ热量。写出表示CS2(1)的燃烧热的热化学方程式: 。
(4) ①工业上,用S02还原TeC14溶液制备碲(Te),反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
②以石墨为电极,电解强碱性Na2TeO3溶液也可获得碲,电解过程中阴极的电极反应式为 ;阳极产生的气体是 (填化学式)。
23.性能各异的各种材料的广泛应用大大提高了人们的生活水平。回答问题:
(1)家庭中“钢精锅”是由铝合金做成的,在烧菜时能否放大量醋炖煮 。(填能或否)
(2)下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的有 (填序号)
A.在自行车钢圈上镀上一层金属铬,摩擦部位加上润滑油
B.相同条件下,镀层破损时,马口铁(表层镀锡)比白铁(表层镀锌)更耐用
C.在海轮的外壳上常焊有锌块,且定期更新
D.将不锈钢制成刀具和餐具,有的刀具还需进行烤蓝处理
(3)硅酸盐产品在生活中使用广泛,下列不是硅酸盐产品的是 。
A.水泥 B.陶瓷 C.玻璃 D.塑料
(4)钢筋混凝土是重要的建筑材料,钢筋混凝土 (填“是”或“不是”)复合材料。
(5)生产玻璃时,石灰石与石英反应的化学方程式为 。
(6)SiC是一种新型陶瓷,工业上用石英砂与焦炭高温条件下生成SiC的同时生成CO,该反应的化学方程式 。
24.人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息,填写空格。
(1)溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生,若将此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为 ,正极所用电极材料为 ,正极反应方程式为 ,负极反应方程式为 。当线路中转移时,则被腐蚀铜的质量为 g。
(2)将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入烧碱溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,负极分别为 。
A.铝片、铜片 B.铜片、铝片 C.铝片、铝片 D.铜片、铜片
25.《联合国评估报告》(联合国政府间气候变化专门委员会于2014年发布的第五份评估报告)指出,温室气体累积排放量与全球平均气温上升之间存在正相关关系。
为了缓解全球变暖和气候变化对人类的共同威胁,一项直接而有效的措施是控制和减少大气中温室气体的浓度。近年来,全世界都在努力减少二氧化碳排放。
在2020年第75届联合国大会上,中国提出力争在2030年前实现碳达峰,在2060年前实现碳中和。碳中和的技术战略包括植树造林、捕获和储存二氧化碳、扩大电动汽车等清洁能源的使用、推广可再生能源等。
使用二氧化碳作为化学原料可以通过“把废物变成财富”来增加其价值。在工业纯碱生产中,、和NaCl为原料。中国著名科学家和化学工程师侯德榜发明了改进索尔维工艺的侯氏制碱法。下图显示了侯氏制碱工艺的简化流程图(Soda指纯碱,crystal指晶体)。
回答下面问题:
(1)写出反应1的化学方程式 。
(2)过程A获得的溶液中,比较离子的数量: _______
A.多于 B.少于 C.等于 D.无法确定
(3)侯氏制碱法工艺特点是氯化钠的利用率高。关键是在室温下的溶解度比的溶解度 (填“高”“低”或“相等”,下同),而在低温下,前者比后者 。
(4)金属—二氧化碳电池分别在阳极和阴极中使用金属和作为活性材料,是一种具有吸引力的装置,同时固定/利用和发电。
以电池为例,假设总反应为:,阳极在放电期间释放电子,金属Na在充电时沉积。
①写出电池两极的电极方程式 。
②在标准状态下计算该电池的标准电动势 。
(5)二氧化碳被视为人类活动排放的主要温室气体。减少温室气体浓度的重要途径之一是捕获和储存。假设1mol(视为理想气体)在273.15K的温度(T)下进行等温膨胀,如果膨胀过程是可逆的,已知膨胀功,熵变。计算该过程的热量、焓变和自由能变 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【分析】戊室电极与电源的正极相连,则为阳极室,Cl-放电,其电极反应式为:2Cl--2e-= Cl2↑,甲室电极与电源的负极相连,则为阴极室,水得电子生成氢气同时生成OH-,其电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
【详解】A. 由图可知,甲室电极与电源负极相连,为阴极室,开始电解时,阴极上水得电子生成氢气同时生成OH-,生成的OH-和HCO3-反应生成CO32-,Ca2+转化为CaCO3沉淀,OH-和Mg2+生成Mg(OH)2,CaCO3和Mg(OH)2是水垢的成分,A正确;
B. 由图可知,戊室电极与电源正极相连,为阳极室,Cl-放电能力大于OH-,所以阳极的电极反应式为:2Cl--2e-= Cl2↑,B正确;
C. 阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过,电解时乙室中阳离子移向甲室,丁室中的阴离子移向戊室,则乙室和丁室中部分离子的浓度减小,剩下的物质主要是水,淡水的出口为a、c ,C正确;
D. 甲室收集到的是H2,当甲室收集到22.4L(标准状况)气体时,则电路中转移2mol电子,通过甲室阳膜的离子为阳离子,既有+1价的离子,又有+2价的离子,所以物质的量不是1mol,D错误;
故答案为:D。
2.D
【详解】A.1个(-18OH)含有18-8+0=10个中子,-18OH的摩尔质量为19g/mol,所以9.5g羟基(-18OH)含有的中子物质的量为10=5mol,即5NA,A说法正确;
B.1LpH=13的NaOH溶液中n(H+)=10 13mol/L×1L=10 13mol,水电离出的氢离子和氢氧根数量相同,所以水电离出的OH 数目为10 13NA,B说法正确;
C.2molFeBr2与足量氯气反应时,Fe2+被氧化成Fe3+,Br 被氧化成Br2,2molFeBr2含有2molFe2+和4molBr ,所以转移6mol电子,C说法正确;
D.标准状况下,气体摩尔体积为22.4L/mol,无气体状态,不能确定其物质的量,D说法错误;
答案为D。
3.D
【详解】A.碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维,不是有机高分子材料,故A错误;
B.氯碱工业中需要阳离子交换膜,防止氯气与氢氧根反应,故B错误;
C.SiO2不导电,Si为半导体材料,计算机芯片的主要材料是Si,不是二氧化硅,故C错误;
D.温度越低,气体的溶解度越大,溶液中次氯酸的浓度越高,因此用氯气给自来水消毒时,冬季的杀菌效果比在夏季好,故D正确;
故选D。
4.C
【详解】A.在NO吸收柱内,被烟气中的NO氧化为,A 错误;
B.在M极上 得电子生成,所以M为阴极,电极反应式为2+4H++2e-=+2H2O,N为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+,B 错误;
C.电解池中阳离子移向阴极,所以右侧的 H+通过隔膜进入左侧,右侧 n(H+ )减少, 相同体积的溶液 a 和 b 中的 n(H+ ):a>b,C 正确;
D.电解池右侧的 H+通过隔膜进入左侧,发生 2+4H++2e-=+2H2O,隔膜不能选择阴离子交换膜,D 错误;
故选C。
5.C
【分析】在原电池中,正极得电子发生还原反应,负极失电子发生氧化反应,电流从正极流向负极,则电子流向相反。
【详解】A.①中锌电极失电子发生氧化反应,故A正确;
B.②中氧气作正极,氨气作负极,电子由a电极经导线流向b电极,故B正确;
C.在原电池中阴离子移向负极,所以③中A电极为负极,则外电路中电流应由B电极流向A电极,故C错误;
D.④中LixC6做负极,故D正确;
答案选:C。
6.B
【详解】A.搅拌并不能明显提高电解反应速率,A错误;
B.由电解原理图可知,a极氢离子得电子生成氢气,为阴极,b极氢氧根离子失电子生成氧气,氢氧根离子和溴离子失电子生成溴酸根离子和水,为阳极,电极反应式分别为4OH--4e-=2H2O+O2↑、Br-+6OH--6e-=BrO+3H2O,B正确;
C.由电解原理图可知,生成双醛淀粉的反应为:3(C6H10O5)n+nBrO=3(C6H8O5)n+nBr-+3nH2O,C错误;
D.在阳极是竞争反应,既生成氧气,又生成溴酸根,所以电路转移2mol电子无法确定溴酸根的量,D错误;
答案选B。
7.B
【分析】开关连接用电器时,应为原电池原理,则根据电子流向,乙电极为正极得电子发生还原反应;开关连接充电器时,为电解池原理,乙电极为阳极失电子发生的电极反应Ni(OH)2+OH--e-=NiO(OH)+H2O。
【详解】A.根据分析,放电时,电极为正极得电子发生还原反应,NiO(OH)+H2O+ e-= Ni(OH)2+OH-,乙电极区附近产生氢氧根离子,溶液pH变大,故A错误;
B.放电时,开关连接用电器,为原电池原理,乙电极为正极,甲电极为负极,原电池中,阴离子向负极移动,则溶液中的OH-离子向甲电极迁移,故B正确;
C.电解质溶液为氢氧化钾,电极反应不可能生成氢离子,开关连接充电器时,为电解池原理,乙电极为阳极失电子发生的电极反应Ni(OH)2+OH--e-=NiO(OH)+H2O,故C错误;
D.开关连接充电器时,为电解池原理,乙电极为阳极,甲电极为阴极,若充电器为铅蓄电池,则PbO2为铅蓄电池的正极,Pb为铅蓄电池的负极,电解池中阴极应与电源的负极相连,即充电时甲电极连接铅蓄电池的Pb电极相连,故D错误;
答案选B。
8.B
【详解】A.要探究常温下,和的大小关系,应该将等体积pH相同的溶液和溶液均稀释10倍,故A错误;
B.探究催化剂对分解速率的影响,要保持其他条件相同,一支试管加入催化剂,另一支试管不加催化剂,故B正确;
C.测定常温下某溶液的,应该用胶头滴管将待测液滴在干燥的试纸上,与标准比色卡对照,故C错误;
D.电解饱和食盐水制氯气,Cl-失电子发生氧化反应变为Cl2,发生在阳极,应该在阳极检验产物,故D错误;
故选B。
9.C
【详解】A.根据图示可知:在A电极上O2得到电子变为H2O2,在B电极上Ni(OH)2失去电子变为NiOOH,所以A电极为阴极,B电极为阳极,阴极电势比阳极电势低,A正确;
B.在甲中A电极上O2得到电子变为H2O2,在B电极上Ni(OH)2失去电子变为NiOOH;在乙池中C电极上NIOOH得到电子被还原为Ni(OH)2;在D电极上Cl-失去电子被氧化为ClO-,所以根据在同一闭合回路中电子转移数目相等,可得总反应方程式为:O2+Cl +H2O=ClO +H2O2,B正确;
C.在电解过程中甲池中,A电极反应式为:O2+2e-+2H2O=H2O2+2OH-,B电极反应式为:2Ni(OH)2-2e-+2OH- =2NiOOH+2H2O,总反应式为:O2+2Ni(OH)2=2NiOOH+H2O2,反应过程中H2O、OH-的物质的量不变,溶液的体积不变,因此电解过程中甲电解液(体积不变)的pH不变,C错误;
D.由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,在甲池中反应消耗Ni(OH)2产生NiOOH,在乙池中消耗NiOOH生成Ni(OH)2,若不计过程中的能量损耗,则理论上Ni(OH)2可实现循环利用,不用补充,D正确;
故合理选项是C。
10.A
【详解】A. 有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀为形成原电池的电化学腐蚀,故A项错误;
B. 在船舶外壳装上锌块,锌为负极,负极金属易被腐蚀,正极金属被保护,该保护金属的方法称为牺牲阳极法,故B项正确;
C. 刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀,故C项正确;
D. 电解池中阳极金属易被腐蚀,使被保护的金属作阴极的保护金属的方法称为外加电流法,故D项正确;
故选A。
11.C
【详解】A.在潮湿的中性环境中,钢铁吸氧腐蚀的负极反应为:Fe-2e-=Fe2+,故A错误;
B. 氯原子核外电子数为17,原子结构示意图为,故B错误;
C. 硅酸盐Ca2Mg5Si8O22(OH)2可用氧化物形式表示为:2CaO 5MgO·8SiO2 H2O,故C正确;
D. 氯化镁的电子式为,故D错误;
故选:C。
12.B
【解析】原电池的本质是电子定向转移形成电流,据此分析相关判断正确与否。
【详解】A项:原电池负极失电子,发生氧化反应,A项错误;
B项:Fe和稀硫酸反应时加入少量硫酸铜,铁表面会析出少量铜,铁、铜、稀硫酸构成原电池,铁作负极更易失电子,从而加快反应速率,B项正确;
C项:原电池的正极通常由较不活泼金属等类型的物质构成,C项错误;
D项:原电池负极通常是较活泼的金属单质失去电子形成阳离子,电子经外电路转移给氧化剂,D项错误。
本题选B。
13.D
【详解】A. 锌比铜活泼,锌片为负极,铜为正极,A正确;
B. 该装置为原电池装置,将化学能转化为电能,B正确;
C. 锌失去电子,电子由锌片经导线流向铜片,C正确;
D. 锌片溶解、质量减少,铜片不溶解,D不正确;
答案选D。
14.B
【详解】A.原电池的总反应为,故A错误;
B.a电极为负极,所以反应时盐桥中向石墨a极移动,故B正确;
C.为避免与反应,干扰实验结果,不可用KCl饱和溶液代替饱和溶液,故C错误;
D.a电极反应为,一段时间后,取a电极附近溶液,滴加淀粉溶液,溶液变蓝色,故D错误;
故选B。
15.D
【分析】由图可知d为阴极,水放电生成氢气和氢氧根离子,则a为阳极,水放电生成氧气和氢离子,双极膜释放的氢离子向阴极移动和反应生成,据此分析解答;
【详解】A.a为阳极,水放电生成氧气和氢离子,故A正确;
B.双极膜释放的氢离子向阴极移动和反应生成,反应为,故B正确;
C.双极膜附近的OH-向阳极移动,进入b区,故C正确;
D.双极膜中OH-进入b区,b区pH增大,故D错误;
故选:D。
16. Ag2O Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH- 增大 CH4-8e-+10OH-=CO32- + 7H2O 2.8。
【详解】(1)①该电池中Zn失电子为负极,Ag2O为正极,电流由正极Ag2O流出,进入负极;
②正极是Ag2O,正极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-;
③电池内部阴离子向负极移动,即OH-移向Zn极;已知电池工作时正极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,反应生成氢氧根离子,所以正极区PH增大。
(2)甲烷燃料电池的负极发生氧化反应,在碱性条件下甲烷氧化为CO32- ,其电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32- + 7H2O;该电池工作时,外电路每流过1×103mol e-时,氧化的甲烷的物质的量为1×103mol e-÷8=125mol,标况下体积为125mol×22.4L/mol=2800L=2.8m3。
17.(1) 吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH-
(2) 析氢 低于
(3) a 滴入最后半滴标准液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 0.08 AC
【详解】(1)若在大试管的水中加入含有适量氨水,溶液显碱性,则铁钉发生的腐蚀为吸氧腐蚀,正极氧气得到电子,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
(2)若在大试管的水中加入含有适量亚硫酸饱和溶液,溶液显酸性,则铁钉发生的腐蚀为析氢腐蚀,大试管中有氢气生成,压强增大,则U形管的液面:a低于b。
(3)①硫酸氢钾溶液显酸性,应该用酸式滴定管盛放,a是酸式滴定管,b是碱式滴定管,答案选a。
②氢氧化钾滴定硫酸氢钾,终点时溶液显中性,若用酚酞作指示剂,则到达滴定终点时的现象为滴入最后半滴标准液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色;
③三次实验消耗氢氧化钾溶液体积的平均值为,所以根据OH-+H+=H2O可知硫酸氢钾溶液的浓度为=0.08。
④A.锥形瓶用待测液润洗,消耗标准液体积增加,浓度偏大;
B.滴定前滴定管无气泡,滴定后有气泡,消耗标准液体积减少,浓度偏小;
C.到达滴定终点时仰视读数,读数偏大,消耗标准液体积增加,浓度偏大;
答案选AC。
18.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)11.7
(7)
【解析】(1)
用石墨作两极,燃料电池燃料充在负极,在酸性环境下的负极反应式:;
(2)
用石墨作两极,电解硝酸银溶液,阴极得到银单质,阳极生成氧气,的总反应式:;
(3)
物质的量浓度相同的三种盐、和的溶液,若它们的依次为8、9、10,说明这三种盐均是强碱弱酸盐,X-、Y-、Z-三种离子均发生水解,且越大水解程度越大,对应的酸越弱,则、、HZ的酸性由强到弱的排列顺序是;
(4)
25℃下,的盐酸溶液中,由水电离的氢氧根离子浓度等于,则水电离的氢离子浓度等于;
(5)
泡沫灭火器的工作原理,铝盐与碳酸氢盐发生双水解:;
(6)
25℃下的盐酸溶液,的氢氧化钡溶液,混合后,则溶液的;
(7)
的醋酸与氢氧化钠等体积混合后,溶液中有CH3COO-、Na+、OH-、H+离子,得到的醋酸钠是强碱弱酸盐显碱性,若反应后溶液恰好显中性,则醋酸应过量,溶液中剩余醋酸分子的物质的量浓度为,根据电荷守恒和溶液显中性得知 ,故用、表示醋酸的电离平衡常数为 。
19.(1) A PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O
(2) D 2Cl--2e-=Cl2↑
(3) 吸收Cl2,防止污染空气 2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
(4) H2-2e-+2OH―=2H2O 减小
(5)PbSO4+2e-=Pb+SO
【详解】(1)铅蓄电池放电时PbO2得电子被还原,所以A电极为正极,电极反应为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O;
(2)A电极为正极,与电解池阳极相连,图乙为电解饱和食盐水并制取NaOH溶液,所以Fe电极不能作阳极,应为阴极,则A与D电极相连,阳极氯离子被氧化为氯气,电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑;
(3)D电极上产生的氯气有毒,NaOH溶液可以吸收Cl2,防止污染空气,二者反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子方程式为2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O;
(4)b气体为Cl2,a气体为H2,M电极上通入氢气,则会发生氧化反应,碱性环境中氢气被氧化生成水,电极反应为H2-2e-+2OH―=2H2O;该燃料电池总反应为H2+Cl2+2NaOH=2NaCl+2H2O,NaOH浓度减小,所以pH减小;
(5)铅蓄电池放电时Pb电极为负极,则充电时Pb电极为阴极,PbSO4被还原为Pb,电极反应为PbSO4+2e-=Pb+SO。
20.(1)①③⑦⑧
(2)
(3) N2 吸收
(4) B 2.24 CH4-8e-+10OH-=+7H2O
【详解】(1)常见的吸热反应有:大多数的分解反应、C或氢气作还原剂的氧化还原反应、氢氧化钡与氯化铵的反应等;常见的放热反应有:燃烧反应、中和反应、金属与水或酸的反应、铝热反应等,
①灼热的木炭中通入CO2 为吸热反应;②碘升华为吸热过程;③石灰石受热分解为吸热反应;④水蒸气液化为放热过程 ;⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 为放热反应;⑥CH4+2O2CO2+2H2O为放热反应;⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑为吸热反应;⑧Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应; 属于吸热反应的是①③⑦⑧;
(2)14g乙烯完全燃烧放出705.5kJ的热量,则28g即1mol乙烯反应放出1411.0kJ能量,乙烯燃烧的热化学方程式为;
(3)键能越小化学键越易断裂,键能越大物质越稳定,则图中三种分子最稳定的是N2。N2(g)+ O2(g)=2NO(g)△H=946kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2×632 kJ·mol-1=+180 kJ·mol-1若反应生成2molNO气体吸收180 kJ热量;
(4)①由电子转移方向可知a为负极,发生氧化反应,应通入燃料,b为正极,发生还原反应,空气从B口通入,b为正极发生电极反应式为O2+H2O+4e-=4OH-,当外电路通过0.4mol的电子时,消耗0.1molO2,标况下氧气的体积为V=n Vm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L;
②假设使用的“燃料”是CH4,则a为负极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O。
21. BD 铜 铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿的环境中构成原电池,铁作负极,加速铁的腐蚀;锌比铁活泼,二者在潮湿的环境中构成原电池,锌作负极,被腐蚀,铁作正极,被保护(其他合理答案均可)
【分析】(1)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物,与盐酸反应后生成了三价铁离子,而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子;
(2)根据金属生锈的条件以及原电池和电解池的工作原理知识来回答判断;
(3)①在铁件的表面镀铜时,金属铜必须是阳极材料,金属铁为阴极,根据电解池的工作原理来回答;
②在原电池中,负极金属易被腐蚀,正极上的金属被保护。
【详解】(1)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物,与盐酸反应后生成了三价铁离子,而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子,属于化合反应的方程式为,
故案为:;
(2)A装置中,金属铁是原电池的负极,易被腐蚀;B装置中,金属铁做原电池的正极,被保护,不易生锈,C装置具备金属生锈的条件;D装置中,金属铁作阴极,被保护起来,故答案为:BD;
(3)①在铁件的表面镀铜,金属铜必须是阳极材料,发生电极本身失电子的氧化反应,且金属铁为阴极,发生电极反应:Cu2++2e-=Cu,
故答案为:铜;Cu2++2e-=Cu;
②镀铜铁中由于铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀,但是镀锌的铁镀层破损后,金属Zn为负极,金属铁为正极,正极金属被保护,
故答案为:铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿的环境中构成原电池,铁作负极,加速铁的腐蚀;锌比铁活泼,二者在潮湿的环境中构成原电池,锌作负极,被腐蚀,铁作正极,被保护。
22. DE 2F2+2H2O=O2+4HF O2+2H2S=2S↓+2H2O BD CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g) ΔH=-1076.8 kJ·mol-1 2∶1 TeO32- +4e +3H2O=Te+6OH- O2
【详解】(1) A.同一元素的含氧酸,元素的化合价越高,酸性越强,酸性H2SeO4>H2SeO3 ,故A正确;B. 同一主族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,非金属性:O>S>Se>Te,故B正确;C.元素的非金属性越强,对应离子的还原性越弱,还原性:H2Te>H2Se>H2S>H2O,故C正确;D. 元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越强,热稳定性:H2O >H2S >H2Se>H2Te,故D错误;E.水分子间能够形成氢键,水的沸点最高,故E错误;故选DE;
(2) ①W是水,作还原剂,则X是氧化剂,且是单质,能和水反应且作氧化剂的短周期元素单质是氟气,氟气和水反应的化学反应方程式为:2F2+2H2O═O2+4HF,故答案为2F2+2H2O═O2+4HF;
②V是水,则W为氢化物,且X为O2,符合条件的置换反应为O2+2H2S=2H2O+2S↓,故答案为O2+2H2S=2H2O+2S↓;
(3) ①A.反应中的物质均为气体,混合气体的密度始终不变,不能判断反应达到平衡状态,错误;B.反应前后气体的物质的量发生变化,混合气体的压强不再变化,说明气体的物质的量不变,能够判断反应达到平衡状态,正确;C.始终为2:1,不能判断反应达到平衡状态,错误;D.H2S与H2的消耗速率相等,说明正逆反应速率相等,能够判断反应达到平衡状态,正确;故选BD;
②液态CS2完全燃烧生成CO2、SO2气体,反应的方程式为CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g),根据O元素化合价的变化,反应中转移的电子数为12,每转移3mol电子时放出269.2kJ热量,则转移12mol电子放出热量269.2kJ×4=1076.8 kJ,因此热化学方程式为CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g) ΔH=-1076.8 kJ·mol-1,故答案为CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g) ΔH=-1076.8 kJ·mol-1;
(4) ①工业上,用SO2还原TeC14溶液制备碲(Te),反应的方程式为2SO2+TeC14+ 4H2O =Te+2H2SO4+4HCl,其中氧化产物为硫酸,还原产物为Te,物质的量之比为2:1,故答案为2:1;
②以石墨为电极,电解强碱性Na2TeO3溶液也可获得碲,电解过程中阴极发生还原反应,电极反应式为TeO32- +4e +3H2O=Te+6OH-;阳极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子放电生成氧气,故答案为TeO32- +4e +3H2O=Te+6OH-;O2。
23. 否 B D 是 CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ SiO2+3CSiC+2CO
【详解】试题分析:铝与醋酸反应;(2)为了阻止铁和氧气、水接触而被腐蚀,可以采用的方法有:涂油漆、电镀其它金属、作原电池的正极材料等;(3)根据制取陶瓷、普通玻璃、普通硅酸盐水泥的生产中使用的原料来解答;(4)含有两种或两种以上不同性质的材料称为复合材料;(5)生产玻璃时,石灰石与石英反应生成硅酸钙和二氧化碳;(6)石英砂与焦炭高温条件下生成SiC的和CO,根据元素守恒配平方程式。
解析:(1)铝与醋酸反应,所以在烧菜时不能放大量醋炖煮;
(2)A.在自行车钢圈上镀上一层金属铬,摩擦部位加上机油或黄油,阻止了铁与氧气和水接触,所以能防止铁被腐蚀,故A正确;B. 相同条件下,马口铁中的铁锡构成原电池,铁作原电池负极,加快铁被腐蚀,白铁中的铁锌构成原电池,铁作原电池正极,能防止铁被腐蚀,所以白铁更为耐用,故B错误;C. 在海轮的外壳上常焊有锌块,且定期更新,铁、锌和海水构成原电池且铁作负极材料,所以能阻止铁被腐蚀,故C正确;D.将不锈钢制成刀具和餐具,有的刀具还进行烤蓝处理,阻止了铁与氧气和水接触,所以能防止铁被腐蚀,故D正确。
(3)①制取水泥的主要原料为黏土、石灰石、石膏等;制取陶瓷的原料是粘土和高岭土;制备普通玻璃的主要原料为纯碱、石灰石、石英等,所以水泥、陶瓷、玻璃都属于硅酸盐;塑料是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物,属于有机物,故选D;(4) 钢筋混凝土是由钢筋和水泥混合成的,前者是金属材料,后者是无机非金属材料,钢筋混凝土是两种材料复合成的,所以钢筋混凝土是复合材料;(5)生产玻璃时,石灰石与石英反应生成硅酸钙和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑;(6)石英砂与焦炭高温条件下生成SiC的和CO,化学方程式是SiO2+3CSiC+2CO。
点睛:牺牲阳极保护法是把被保护的金属与比它活泼的金属固定在一起构成原电池,活泼金属做负极被腐蚀,被保护金属作为正极而得到保护。
24. C 6.4 B
【详解】(1)由反应可知,FeCl3中Fe的化合价降低得到电子,Cu的化合价升高失去电子,因此负极材料为Cu,负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+,正极材料可用C或Pt,正极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+,则当线路中转移0.2mol e-时,被腐蚀0.1molCu,质量为0.1mol×64g/mol=6.4g,故答案为:Cu;C;2Fe3++2e-=2Fe2+;:Cu-2e-=Cu2+;6.4;
(2)铜与浓硝酸可发生氧化还原反应,而铝与浓硝酸会发生钝化,因此在电解池为浓硝酸时铜作负极,铝作正极,铜不与氢氧化钠溶液反应,铝可与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,因此在电解池为烧碱溶液时,铝为负极,铜为正极,故答案选B。
25.(1)
(2)B
(3) 高 低
(4) 阳极: 阴极:
(5)
【详解】(1)由信息知反应1是碳酸氢钠受热分解,即方程式为;
(2)过程A碳酸氢钠和氯化铵1∶1生成,但碳酸氢钠溶解度小,会从溶液中析出,故溶液中钠离子物质的量小于氯离子物质的量;
(3)氯化钠的溶解度随温度变化不大,但氯化铵的溶解度随温度的升高而增大,故低温时氯化铵溶解度比氯化钠低,常温时氯化铵溶解度比氯化钠高;
(4)①由反应方程式知钠作阳极,二氧化碳作阴极,即阳极反应:Na-e-=Na+,阴极反应:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C;②=-nFE n=4,F=96485 得E=2.35V
(5)由题意知气体作可逆等温膨胀,则根据定义式,TS=Q,U=Q+W=0,则Q=5.23kJ, H=U+ (pV),由题意,气体等温膨胀,pV不变,则H=0,G=H-TS=-5.23kJ
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