人教版化学选修6《实验化学》实验1-3 污水处理 电浮选凝聚法 同步测试（含解析）

人教版高中化学选修6第一单元 实验1-3 污水处理-电浮选凝聚法 同步测试
一、单选题（共10题；共20分）
1.普通干电池负极的电极反应式是（?? ）
A.?Zn﹣2e﹣=Zn2+???????B.?Zn2++2e﹣=Zn???????C.?4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O???????D.?2H++2e﹣=H2↑
2.下列关于化学电源的说法不正确的是（　　）
A.?我们可以根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电
B.?燃料电池是利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源
C.?普通锌锰干电池中，发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后，就不能再使用了
D.?由Ag2O和Zn形成的碱性银锌纽扣电池，发生电化学反应时，Zn作为负极
3.铅蓄电池的总反应式为：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O据此判断下列叙述正确的是（?? ）
A.?放电时，H2SO4浓度增加
B.?放电时，负极的电极反应式为：Pb+SO42﹣﹣2e﹣═PbSO4
C.?在充电时，电池中每转移1 mol电子，理论上生成2 mol硫酸
D.?在充电时，阴极发生的反应是PbSO4﹣2e﹣+2H2O═PbO2+SO42﹣+4H+
4.相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是（?? ）
A.???????????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????D.?
5.电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为：
Pb+PbO2+4H++2SO42﹣2PbSO4+2H2O，则下列说法正确的是（　　）
A.?充电时：阳极反应是4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O
B.?放电时：正极反应是Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4
C.?充电时：铅蓄电池的负极应与充电器电源的正极相连
D.?放电时：电子流动方向由B到A
6.某化学兴趣小组将锌片和铜片出入番茄中制成水果电池（如图）下列说法中正确的是（　　）
A.?一段时间后，锌片质量会变小?????????????????????????????B.?铜片上发生氧化反应
C.?电子由铜片通过导线流向锌????????????????????????????????D.?锌电极是该电池的正极
7.下列变化是因原电池反应而引起的是（??? ）
A.?在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护膜???????????B.?常温下，铁被浓硫酸“钝化”形成保护膜
C.?在潮湿的空气中钢铁易生锈????????????????????????????????D.?在潮湿的空气中过氧化钠易变质
8.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是： ①CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）；△H=+49.0 kJ?mol﹣1
②CH3OH（g）+1/2O2（g）=CO2（g）+2H2（g）；△H=﹣192.9 kJ?mol﹣1
下列说法正确的是（?? ）
A.?反应①中的能量变化如图所示
B.?
C.?CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.?根据②推知反应： ?的△H＞﹣192.9kJ?mol﹣1
9.汽车的启动电源常用铅蓄电池，充电和放电反应按下式进行： PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，
由此可知，该电池放电时的负极是（?? ）
A.?PbO2??????????????????????????????????B.?Pb??????????????????????????????????C.?H2SO4??????????????????????????????????D.?PbSO4
10.为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是???????????????????????? (　　)
A.?在精密的铁制仪器上铆上铜钉增加美观性
B.?在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中
C.?在地下输油的铸铁管上包裹一层高密度塑料
D.?在海轮舷上用铁丝系住铜板浸在海水里
二、填空题（共3题；共10分）
11.铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中如图所示，则铁被腐蚀的速率由慢到快的顺序是（填序号）________．
12.利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护． 若X为铜，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________?处．铁棒上发生的电极反应为________，该种防护方法称为________若X为锌棒，开关K置于________处，铁棒上的电极反应为________该电化学防护法称为________．
13.钢铁是制造铁路、桥梁、轮船等的主要材料，钢铁在潮湿的空气中生锈时主要发生________腐蚀（填“吸氧”或“析氢”），腐蚀时Fe作为原电池的________极，正极的电极反应为________．
三、实验探究题（共1题；共3分）
14.研究性学习小组探究金属锈蚀的条件，进行如下对照实验：
（1）数天后铁钉明显锈蚀的装置是________；
（2）铁制品锈蚀的条件是________；
（3）铁钉生锈主要属于________腐蚀（填“化学”或“电化学”）．
四、综合题（共2题；共15分）
15.下图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：
（1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。
（2）若试管内液面上升，则原溶液呈________性，发生________腐蚀，正极反应式为________。
（3）若试管内液面下降，则原溶液呈________性，正极反应式为________。
16.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是________，在导线中电子流动方向为________（用a、b 表示）．
（2）负极反应式为________．
（3）电极表面镀铂粉的原因为________
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能．因此，大量安全储氢是关键技术之一．金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ.2Li+H2 ?2LiHⅡ．LiH+H2O═LiOH+H2↑ ①反应Ⅰ中的还原剂是________，反应Ⅱ中的氧化剂是________．
②用锂吸收224L（标准状况）H2 ， 再由生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为________．
③若改用熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极．已知负极的电极反应是CH4+4CO32﹣﹣8e﹣=5CO2+2H2O．则正极的电极反应是________．为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是________．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】A
【解析】【解答】解：普通干电池是锌锰干电池，碱性锌锰电池的总反应式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2 ， 在原电池中，失电子的极是负极，所以负极金属是Zn，反应中Zn被氧化，电极反应式为Zn+2OH﹣﹣2e﹣=Zn（OH）2 ， 如果电解质是酸，则负极反应为： Zn﹣2e﹣=Zn2+ ．
故选A．
【分析】普通干电池是锌锰干电池，碱性锌锰电池的总反应式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2 ， 由电池总反应式判断负极反应．
2.【答案】B
【解析】【解答】解：A．铅蓄电池电池反应式为Pb+PbO2+4H++2SO42﹣ 2PbSO4+2H2O，放电时硫酸参加反应生成水，导致溶质质量减小、溶液质量增大，密度减小，充电时，生成硫酸，溶质的质量增大、溶剂的质量减小，溶液密度增大，则可以根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电，故A正确； B．燃料电池是将化学能转化为电能，不需要将化学能转化为热能，故B错误；
C．普通锌锰干电池中，发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后，不能被复原，所以就不能再使用了，故C正确；
D．原电池中，易失电子的金属作负极，该原电池中，Zn易失电子而作负极，故D正确；
故选B．
【分析】A．铅蓄电池电池反应式为Pb+PbO2+4H++2SO42﹣ 2PbSO4+2H2O，放电时硫酸参加反应生成水，导致溶质质量减小、溶液质量增大，充电时有硫酸生成，溶质的质量增大、溶剂的质量减小；
B．燃料电池是将化学能转化为电能；
C．普通锌锰干电池中，发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后，不能被复原；
D．原电池中，易失电子的金属作负极．
3.【答案】B
【解析】【解答】解：A．根据电池反应式知，放电时消耗硫酸，所以硫酸浓度降低，故A错误；B．蓄电池放电时，负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为：Pb+SO42﹣﹣2e﹣=PbSO4 ， 故B正确；
C．由充电的总反应分析，每生成1molPb，则转移2mol电子，同时也生成2mol硫酸，所以电池中每转移1mol电子，理论上生成1mol硫酸，故C错误；
D．充电时，负极与阴极相连，则阴极的电极反应为PbSO4+2e﹣=Pb+SO42﹣ ， 故D错误；
故选B．
【分析】A．根据电池反应式确定硫酸浓度是否变化；
B．原电池负极上失电子发生氧化反应；
C．根据充电的总反应分析，每生成1molPb，则转移2mol电子，同时也生成2mol硫酸，据此分析；
D．充电时，负极与阴极相连得电子发生还原反应．
4.【答案】C
【解析】【解答】解：A、铁做负极、铜做正极，食醋为电解质溶液，形成原电池，铁发生电化学腐蚀，故A不选； B、铁做负极、合金中的碳等材料做正极，食盐水为电解质溶液，形成原电池，铁发生电化学腐蚀，故B不选；
C、铁被均匀的铜镀层保护，不易被腐蚀，故C正确；
D、铁做负极、铜做正极，酸雨为电解质溶液，形成原电池，铁发生电化学腐蚀，故D不选．
故选C．
【分析】A、B、D均形成原电池使铁腐蚀，而C中铁被均匀的铜镀层保护．
5.【答案】D
【解析】【解答】A．充电时，阳极上电极反应式为PbSO4﹣2e﹣+2H2O=PbO2+SO42﹣+4H+ ， 故A错误；
B．放电时，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为：PbO2+2e﹣+SO42﹣=PbSO4 ， 故B错误；
C．在充电时，铅蓄电池的负极的逆反应是还原反应，应与充电器电源的负极相连，故C错误；
D．放电时，B作负极，A作正极，电子从负极B沿导线流向正极A，故D正确；
故选D．
【分析】A．充电时，阳极上失电子发生氧化反应；
B．放电时，正极上得电子发生还原反应；
C．充电时，铅蓄电池的负极要恢复原状，则应该作电解池阴极，与电源负极相连；
D．放电时，电子从负极沿导线流向正极．
6.【答案】A
【解析】【解答】A、锌在原电池中做负极失电子溶解，锌片质量会变小，所以A正确；
B、铜做正极发生还原反应，所以B错误；C、原电池中电子从负极流出沿导线到正极，即从锌流向铜，所以C错误；D、锌电极是该电池的负极，所以D错误；所以选A．
【分析】本题考查了原电池的工作原理，电极名称、电极判断，电极反应，根本依据是氧化还原反应的判断，负极发生氧化反应．
7.【答案】C
【解析】【解答】解：A、在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护膜，是铝和氧气发生反应生成氧化铝，属于化学反应引起的腐蚀，故A错误；
B、铁能和浓硫酸或者是浓硝酸发生反应在表面形成致密的氧化膜而阻止反应的发生，即发生钝化现象，属于化学腐蚀，故B错误；
C、在潮湿的空气中钢铁易生锈，是钢铁发生吸氧腐蚀的结果，属于电化学腐蚀，故C正确；
D、过氧化钠易和空气中的二氧化碳以及水发生反应而变质，属于化学腐蚀，故D错误．
故选C．
【分析】A、铝可以和氧气发生反应生成氧化铝；
B、铁能和浓硫酸或者是浓硝酸发生钝化现象；
C、在潮湿的空气中钢铁易生锈，是钢铁发生吸氧腐蚀的结果；
D、过氧化钠易和空气中的二氧化碳以及水发生反应而变质．
8.【答案】D
【解析】【解答】解：A、根据图显示内容知道：反应物的能量高于生成物的能量，则反应是放热的过程，而①是吸热的过程，故A错误； B、燃烧热是指完全燃烧1mol物质生成最稳定的产物的过程放出的热量，甲醇燃烧对应产物应该是二氧化碳气体和液态的水，不是氢气，故B错误；
C、根据化学方程式②知道，甲醇转化为氢气的过程就是放热的，故C错误；
D、气体甲醇变为液态甲醇的过程是放热的过程，根据反应②CH3OH（g）+1/2O2（g）=CO2（g）+2H2（g）；△H=﹣192.9 kJ?mol﹣1 知道，液态甲醇发生此反应放出的热量会小于192.9kJ，故D正确．
故选D．
【分析】A、反应物的能量高于生成物的能量，则反应是放热的过程；
B、燃烧热是指完全燃烧1mol物质生成最稳定的产物的过程所放出的热量；
C、根据化学反应焓变的意义以及反应能量变化和反应物、产物能量的关系来回答判断；
D、气体甲醇变为液态甲醇的过程是放热的过程．
9.【答案】B
【解析】【解答】解：铅蓄电池放电时，二氧化铅、铅和稀硫酸构成原电池，铅失电子化合价升高而作负极，发生氧化反应，故选B． 【分析】原电池是把化学能转变为电能的装置，负极上元素失电子化合价升高，且发生氧化反应．
10.【答案】C
【解析】【解答】A项，铜、铁与环境中的电解质一起构成原电池，加速铁制仪器的腐蚀，故不正确；B项，石墨与钢铁阀门、海水构成原电池，加速钢铁阀门的腐蚀，不正确；D项，铜、铁与海水构成原电池，铁更易被腐蚀，不正确。
【分析】本题考查金属防护的常用方法，熟练掌握金属腐蚀的原理是解题的关键?。
二、填空题
11.【答案】Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅰ
【解析】【解答】解：Ⅰ、Ⅱ形成原电池，I中Fe为负极，被腐蚀，Ⅱ中Fe为正极，Zn为负极，Fe被保护，Ⅲ中发生化学腐蚀．金属腐蚀快慢顺序是：Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅰ，
故答案为：Ⅱ＜Ⅲ＜Ⅰ．
【分析】Ⅰ、Ⅱ形成原电池，I中Fe为负极，被腐蚀，Ⅱ中Fe为正极，Zn为负极，Fe被保护，Ⅲ中发生化学腐蚀，电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率
12.【答案】N；2H++2e﹣=H2↑；外接电源的阴极保护法；M；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；牺牲阳极的阴极保护法
【解析】【解答】解：若X为铜，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极，故K连接N处，铁棒为阴极，发生的电极反应为2H++2e﹣=H2↑，该种防护方法称为外接电源的阴极保护法； 若X为锌，开关K置于M处，Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，正极反应为：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ ， 该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法；
故答案为：N；2H++2e﹣=H2↑；外接电源的阴极保护法；M；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；牺牲阳极的阴极保护法．
【分析】若X为铜，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe连接电源的负极；若X为锌，开关K置于M处，形成原电池，Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护．
13.【答案】吸氧；负；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣
【解析】【解答】解：钢铁在潮湿的空气中，由于水膜为中性或弱酸性，故发生吸氧腐蚀；在形成的原电池中，由于铁比碳活泼，故铁做负极，负极反应为Fe﹣2e﹣=Fe2+ ， 碳做正极，发生反应为：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣； 故答案为：吸氧；负；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ ． 【分析】钢铁在潮湿的空气中，根据水膜为中性或弱酸性来分析发生的腐蚀的类型；在形成的原电池中，由于铁比碳活泼，据此分析正负极；若水膜显酸性，则发生析氢腐蚀，据此分析正负极反应．
三、实验探究题
14.【答案】（1）C
（2）接触到潮湿的空气
（3）电化学
【解析】【解答】解：（1）通过实验现象：A中铁钉与水接触但是与氧气隔绝不被腐蚀；
B中铁钉与氧气接触但是与水隔绝不被腐蚀；
C铁钉与氧气、水接触发生腐蚀；
故选：C；（2）依据（1）可知铁制品锈蚀的条件是在水和氧同时存在的环境，
故答案为：接触到潮湿的空气（同时接触水、氧气．或其他正确答案）；（3）金属锈蚀的条件是与空气和水接触，此时金属的腐蚀属于电化学腐蚀；
故答案为：电化学．
【分析】金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程，金属腐蚀一般可分为化学腐蚀与电化学腐蚀．电化学腐蚀是金属的腐蚀中最普遍、也是最重要的一种类型．金属在潮湿的空气中容易发生的腐蚀是电化学腐蚀；金属和氧化性物质直接接触发生的是化学腐蚀．通过三个实验的对比，可知在潮湿的环境下即要在水和氧同时存在的环境中．
四、综合题
15.【答案】（1）电化学
（2）弱酸性或中；吸氧；O2+2H2O+4e-=4OH-
（3）较强的酸；2H++2e-=H2 ↑
【解析】【解答】（1）铁钉含有杂质，浸泡在水溶液中则可构成原电池，因此发生的腐蚀属于电化学腐蚀。
（2）试管内液面上升，说明试管内压强减小，即气体被消耗，因而发生的是吸氧腐蚀，溶液的酸性较弱或呈中性，正极反应式为：O2+2H2O+4e-＝4OH-。
（3）若试管内液面下降，说明有气体生成，因而是析氢腐蚀，溶液酸性较强，正极反应式为：2H++2e-＝H2↑【分析】金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，金属与氧化剂直接接触而发生的腐蚀属于化学腐蚀，而通过原电池原理发生的腐蚀属于电化学腐蚀，据此解答即可。
16.【答案】（1）化学能转变为电能；由a到b
（2）H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O
（3）增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加速电极反应速率
（4）Li；H2O；32mol；O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣ （或2O2+4CO2+8e﹣=4CO32﹣）；CO2
【解析】【解答】解：（1）氢氧燃料电池属于原电池，所以是将化学能转化为电能的装置，该电池中，通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极，负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应，所以电子从a电极流向b电极，故答案为：化学能转变为电能；由a到b；（2）负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应为H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O，故答案为：H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O；（3）反应物的接触面积越大，反应速率越快，电极表面镀铂粉，增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快反应速率，故答案为：增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快反应速率；（4）①2Li+H2 ?2LiH，该反应中锂失电子发生氧化反应，所以锂是还原剂；LiH+H2O=LiOH+H2↑，该反应中H2O得电子生成氢气，发生还原反应，所以H2O是氧化剂；故答案为：Li； H2O；②由LiH与H2O作用，放出的224L（标准状况）H2用作电池燃料，则H2物质的量为10mol，生成的LiH是20mol，和水反应生成氢气是20mol，而实际参加反应的H2为20mol×80%=16mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol的电子；故答案为：32mol；③燃料电池中，正极反应一定是氧气的电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣ （或2O2+4CO2+8e﹣=4CO32﹣），电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳，故答案为：O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣ （或2O2+4CO2+8e﹣=4CO32﹣）；CO2 ． 【分析】（1）氢氧燃料电池属于原电池；电子从负极沿导线流向正极；（2）负极上燃料失电子发生氧化反应；（3）反应物的接触面积越大，反应速率越快；（4）①根据化合价的变化判断；②根据实际参加反应的氢气以及电极反应式计算；③燃料电池中，正极发生的反应一定是氧气得电子的过程；电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳．