2024北京重点校高一（下）期中化学汇编：化学反应与电能章节综合

2024北京重点校高一（下）期中化学汇编

化学反应与电能章节综合

一、单选题

1.（2024北京第八十中学高一下期中）下列关于下图所示装置的叙述，错误的是

怖碗械

A.锌是负极，其质量逐渐减小B.氢离子可在铜表面被还原，产生气泡

C.电子从锌片经导线流向铜片D.可以产生持续、稳定的电流

2.（2024北京第八十中学高一下期中）下图为氢氧燃料电池构造示意图，按照此图的提示，下列叙述正确

的是

A.a电极是正极B.气体B是H?

C.b电极的反应反方程式为CC）2+4e++2HQ=4OH-D.电子由a经过灯泡流向b

3.（2024北京北师大二附中高一下期中）汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，其结构如下图所示。放电时的

电池反应：PbO2+Pb4-2H2SO4=2PbSO4+2H2O,下列说法中，不正确的是

A.PbO,得电子，被还原

B.Pb作电池的负极

C.负极的电极反应为：Pb+SO；--2e-=PbSO4

D.电池放电时，溶液酸性增强

4.（2024北京第十二中学高一下期中）《自然》杂志报道了一种铝离子电池，该电池的电解质为含有A1C1,

的有机离子液体（有机离子不参与反应），放甩时泡沫石墨电极中糕放A1C14。下列说法不正确的是

A.泡沫石墨电极上发生还原反应

B.负极的电极反应式：Al-3e-+7AlCl4=4Ai2Cl；

C.放电时，有机阳离子向石墨电极方向移动

D.当铝电极质量减少2.7g时,石墨电极质量减少16.9g

5.（2024北京第十二中学高一下期中）某化学小组利用手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀。

编号浸泡液PH氧气体积分数随时间的变化

①1.Omol/LNH4Ci5

数

据

采②0.5mol/L(NH4)2SO4。5

案

器

③1.Omol/LNaCl7

④0.5mol/LNa2so47

下列说法正确的是

A.铁钉负极反应为Fe-3e=Fe3+

B.由实验可知，C卜是影响吸氧腐蚀速率的主要因素

C.曲线先陡后平可能是由于生成的氢氧化物增加，阻碍了反应继续进行

D.由实验可知，H+能减少难溶氢氧化物的生成，酸性越强吸氧腐蚀的速率越大

二、解答题

6.（2024北京第十二中学高一下期中）某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。资料显示：原电池装

置中，负极反应物的还原性越强，或正极反应物的氧化性越强，原电池的电压越大。

⑴同学们利用下表中装置进行实验并记录。

-编Tinj电极

装置溶液B操作及现象

号A

连接装置后，石墨表面产生无色气泡：电压表指针偏

IFepH=2的

转

H2SO4

电fiiA

pH=2的连接装置后，石墨表面……；电压表指针偏转，记录

溶液[IICu

H2SO4读数为a

①同学们认为实验I中铁主要发生了析氢腐蚀，其正极反应式是。

②甲同学认为实验H不可能发生析氢腐蚀，其判断依据是；乙同学认为实验II中应发生吸氧腐

蚀，其正极的电极反应式是O

（2洞学们仍用I:述装置并用Cu和石墨为电极继续实验，探究实验II指针偏转原因及影响氧化性的因

素。

编

溶液B操作及现象

号

经煮沸的pH=2的溶液表面用煤油覆盖，连接装置后，电压表指针微微偏转，记录读数

III

H2SO4为b

IVpH=2的H2so4在石墨一侧缓慢通入5并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为C

VpH=12的NaOH在石墨一侧缓慢通入0?并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为d

①丙同学比较实验H、川、N的电压表读数为：c>a>b,请解释原因是

②丁同学进行了实验VI排除了排除溶液中的SO；对实验的可能干扰：_________（填写实验方案），保持通入

。2，电压表读数仍为c。

③经讨论，同学们认为应改用下图装置对IV、V重复进行实验，排除酸碱性对Cu的还原性的影响；重复

实验时，记录电压表读数依次为I、d',且c，>dl由此得出的结论是

7.（2024北京汇文中学高一下期中）从明研［KA1（SOJ」2H2O］制备Al、K2so4和HzSO」的流程如下：

【资料】明矶焙烧的化学方程式为：4[KAI(SO4)2.12H2C)]+3S=2K2SO4+2A12O3+9SO2T-H18H2O

请回答下列问题：

(1)在焙烧明矶的反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为：。

(2)步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有。

A.粉碎固体混合物B.降低温度C.不断搅拌D.缩短浸泡时间

(3)明矶焙烧完全后，从步骤②的滤液中得到K2sO,晶体的方法是0

(4)步骤③电解的化学方程式是,电解过程中，使用的石墨电极需要定期更换的原因

是：o

⑸焙烧a吨明矶(摩尔质量为bg/mol),若SO?的转化率为96%,可生产质量分数为98%的H^SO』质量为_

吨(列出计算表达式)。

8.(2024北京第十二中学高一下期中)朋(N2H♦有较强的还原性，是生产生活中常用试剂。

⑴工业中将NHQH与NH,在含Fe?+的催化剂作用下生成册(HzN-NHj,其反应历程如下所示。

①下列说法正确的是(填序号)。

a.N声』中所有原子的核外最外层电子均达到稳定结构

b.NH20H在反应中N-H和N-O键断裂

c.催化剂中的Fe"先被氧化为Fe”,后又被还原为Fe"

②若将NH20H替换为笊代物ND：OD,则表示该反应的总化学方程式为：

Q)已知：

1

IN2(g)+2O2(g)=2NO2(g),AW(=-67kJ-moP；

IIN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g),AH2=-534kJmor'；

III2NO2(g)=N2O4(g),△/=-53kJ-moP'；

火筒发射时N2H4与N;O4反应生成N2和H2OO该反应的热化学方程式是

(3)某种碱性朋-空气电池(电解质为KOH溶液)装置如下图所示。

①负极的电极反应式是，

②电池工作一段时间后正极区KOH溶液酸碱性是否变化？请结合电极反应式解释原因______o

(4)水介质锅炉内壁容易发生电化学腐蚀，地匕和水混溶形成水合胧(帅也・也。)作为锅炉用水的防腐蚀添

加剂。

①水合期能作防腐蚀添加剂的原因是o

②与Na:SO?相比,水合明作为防腐蚀添加剂的优点是0

参考答案

1.D

【详解】该装置是原电池，活泼性较强的锌作负极，活泼性较差的铜作正极

A.锌是负极，负极上锌失去电子被氧化为锌离子，质量不断减小，故A正确；

B.铜是正极，溶液中氢离子在正极得到电子被还原为H2,故B正确；

C.电子从负极经导线流向正极，则电子从锌片经导线流向铜片，故C正确；

D.电子从锌片经导线流向铜片，则电流从铜片沿导线流向锌片，但是随着反应物的浓度变小，生成的氢

离子浓度不断变化，所以电流不稳定；故D错误：

故答案选D。

2.D

【详解】A.氢离子从a向b极移动，则通入氢气的a电极为燃料电池的负极，氢气在负极失去电子发生

氧化反应生成氢离子，a极是负极，故A错误；

B.a极是负极氢气，则b极为正极氧气，在酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，所以

气体B是氧气，故B错误；

C.b电极的反应方程式为：。2+40+4叶=2也0,故C错误；

D.电池工作时，电子由负极通过灯泡流向正极，则电子由a极通过灯泡流向b极，故D正确：

故选D.

3.D

【分析】硫酸铅蓄电池中，氧化铅为正极，发生还原反应，铅作为负极，发生氧化反应。

【详解】A.PbCh中Pb元素得到电子，化合价降低，被还原，作电池的正极，故A正确；

B.Pb为电池的负极，Pb失电子生成硫酸铅，故B正确；

C.负极Pb失电子生成硫酸铅，负极反应为朋-2e-+S07=qSQ.,故C正确；

D.电池放电时，反应消耗硫酸，溶液酸性减弱，故D错误；

故答案选D。

4.D

【分析】由题干图示原电池装置可知，放电时属于原电池，铝为负极，被氧化生成Al2c1，负极反应式为

AI+7AICl4-3e=4Al2Cl；,泡沫石墨为正极，正极反应式为3C/AlQ4]+3e=3Cn+3AIC1,,其逆过程就是充电

时，属于电解池，阴极反应式为4Abel?+3e=Al+7AICL，阳极反应式为Cn+AICl「e=Cn[AIC14]。

【详解】A.由分析可知，泡沫石墨电极为正极，发生还原反应，电极反应式为3Cn[AICR+3e=3Cn+3

A1C14,A正确;

B.由分析可知，负极的电极反应式：Al-3e-+7AICl；=4Al2Cl；,B正确；

C.放电时属于原电池，铝为负极，泡沫石墨为正极，而阳离子向正极移动，则放电时，有机阳离子向泡

沫石墨电极移动，C正确；

D.放电时，当铝电极质量减少2.7g即为苏焉R.lmol时，则电路上通过的电子的物质的量为

0.31noi，根据泡沫石墨为正极，正极反应式为3g[AlC14]+3”3Cn+3AleI和电子守恒可知，石墨电极质量

减少0.3molxl69g/mol=50.7g,D错误；

故答案为：D。

5.C

【详解】A.铁钉发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失电子生成Fe?+,正极上Ch得电子生成0H-,所以负极反

应为Fe-2e=Fe2+,A错误；

B.对比NaCl、NH4cl与氧气体积分数随时间的变化知，NHCl能加快铁的吸氧腐蚀速率；对比NHKX

（NH4）2SO4与氧气体积分数随时间的变化知，（NH5S04能加快铁的吸氧腐蚀速率，由此得出。-、NH；能

加快铁的吸氧腐蚀速率，B错误；

C.随着反应的进行，溶液中生成的氢氧化物逐渐增多，曲线逐渐平缓，所以曲线光陡后平可能是由于生

成的氢氧化物增加，阻碍了反应继续进行，c正确；

D.由实验可知，NH；水解产生的H+能减少难溶氢氧化物的生成，但酸性越强吸氧腐蚀的速率越小，铁钉

发生析氢腐蚀，D错误：

故答案为：Co

+

6.（1）2H++2e=H2T在金属活动性顺序中，Cu在H后，Cu不能置换出H2O2+4H+4e=

2H：0

（2）02浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大在石墨一侧缓慢通入02并连接装置，电压表指

针偏转，记录读数为C；取出电极，向溶液中加入数滴浓Na2s04溶液混合后，插入电极溶液酸性越

强，02的氧化性越强（介质或环境的pH影响物质的氧化性）

【分析】（1）①I中的铁主要发生析氢腐蚀，铁在负极失电子发生氧化反应；②铜与氢离子不能发生自发

的氧化还原反应；乙同学认为实验1【中应发生吸氧腐蚀，则在正极上氧气得电子发生还原反应生成水；

（2）①实验II、川、IV的电解质相同，不同的是氧气的浓度，出现了电压表读数不同，根据数值的相对

大小可知，氧气浓度越大，电压表的读数越高；②为排除溶液中的Na+（或S。：）对实验的可能干扰，应

在石墨一侧缓慢通入02并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓

Na2s04溶液混合后，插入电极，保持02通入，电压表读数仍为c；③改用如图装置*"V、V重复进行实

验，其设计意图是排除Cu在酸碱性不同的溶液中，其还原性不同对该实验结果的影响；重复实验时，记

录电压表读数依次为八d',且d>cT,说明溶液酸性越强，02的氧化性越强。

【详解】（1）①I中的铁主要发生析氢腐蚀，则氢离子在正极福电子发生还原反应，电极反应式为：2H++

2sH2f,故答案为2H++2gH2上;

②在金属活动性顺序中，Cu在H的后面，铜与氢离子不能发生自发的氧化还原反应；乙同学认为实验II

+

中应发生吸氧腐蚀，则在正极上氧气得电子发生还原反应生成水，其正极的电极反应式是O2+4H+4e=

2H：0,故答案为在金属活动性顺序中，Cu在H后，Cu不能置换出Hz；O2+4H^4e=2H2O：

（2）①实验II、HI、IV的电解质相同，不同的是氧气的浓度，出现了电压表读数不同，根据数值的相对

大小可知，氧气浓度越大，电压表的读数越高，所以02浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大，故答

案为。2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大；

②丁同学在实验VI中为了排除溶液中的Na+(或S0；)对实验的可能干扰，应在石墨一侧缓慢通入02并

连接装置，电压表指针偏转，记录读数为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓Na2s04溶液混合后，插入电

极，保持02通入，电压表读数仍为c；故答案为在石墨一侧缓慢通入02并连接装置，电压表指针偏转，

记录读数为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓Na2so4溶液混合后，插入电极；

③经讨论，同学们认为应改用如图装置对IV、V重复进行实验，排除酸碱性对Cu的还原性的影响；重复

实验时，记录电压表读数依次为八d1,且心d,由此得出的结论是溶液酸性越强，02的氧化性越强，故

答案为溶液酸性越强，02的氧化性越强(介质或环境的pH影响物质的氧化性)。

7.(1)1：2

(2)AC

(3)蒸发结晶

电解

(4)2Al2。3==4A1+3O2T阳极中碳被氧化成C0或CO

冰晶石2

【分析】由已知资料可知明研焙烧产生固体混合物含硫酸钾、氧化铝，加水溶解硫酸钾，氧化铝电解得到

A1,焙烧生成气体二氧化硫氧化为三氧化硫，和水反应生成硫酸；

【详解】⑴明矶焙烧的化学方程式为：4[KAI(SO4)212H,O]+3S=2K2SO4+2A1,O,+9SO2T+48H.O,

该方程式中发生化合价变化的只有S元素，明矶中的S元素一部分发生化合价降低，而S单质的化合价升

高，因此反应中的氧化剂是明矶(KAl(SCh)2・12H2O),还原剂是单质S,氧化产物与还原产物的物质的量之

比为1：2,故答案为：1：2；

(2)步骤②是水没明矶焙烧后的固体混合物，因此要提高浸出率，往往需要增大接触面积、充分溶解；

因此粉碎固体混合物、不断搅拌都是可行的，故答案为：AC：

(3)焙烧后的固体混合物是K2s04和AI2O3,水浸后的溶液则是易溶于水的K2sO4溶液，所以要从单一组

分的溶液中得到改溶质，可以直接蒸发结晶，故答案为：蒸发结晶；

(4)氧化铝电解制备铝单质'该反应方程式为2AbO-^4AI+3O*；在电解反应中阴极还原得到单质

铝，阳极得到02,由于阳极电极材料是C单质，所以在高温环境下，碳素材料会被氧气氧化为co或

电解

C02,从而导致阳极碳素电极受损，要定期更换，故答案为：2AI2O3==4A1+3O2?：阳极中碳被氧化成

C6或CO；

(5)焙烧a吨明矶(摩尔质量为bg/mol),若：SO2的转化率为96%,根据硫元素质量守恒，可生产质量分

9x98x96%xa_216a

数为的质量为

98%H2s044bx98%b~

8.(1)acND2OD+NH3=ND2NH2+HDO

(2)2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)AH--895kJ•

（3）N2H4+4OH-4e=4H2O+N2电路中每转移4moi电子，正极区生成的4moiOH全部转移到负

极区，与负极区消耗的的物质的量相同

（4）因为水合脱有还原性，能消耗水中的氧气，从而减缓腐蚀水合胧用量更少，且水合胧的氧化

产物无污染，不产生其他杂质

【分析】（3）腓-空气燃料电池（电解质为KOH溶液）中，通入氧气一极（多孔电极）为正极，电极反应式

为02+2Hq+4e=4OH,通入册这一极为负极，电极反应式为N2H,+40147}=45。+电；（4）水介质锅

炉内壁容易发生电化学腐蚀一般是吸氧腐蚀，负极反应Fe-28=Fe"，正极反应O/2Hq+4e-=4OH-,据此

解答.

【详解】（1）①a.$也中所有原子的核外最外层电子均达到稳定结构，N达到8个电子稳定状态，H达

到2个电子稳定状态，故正确；b.由反应历程可知，NHQH在反应中N-H没有断裂，N-O键断裂，故

错误；c.由反应历程可知，催化剂中的Fe?+先被氧化为F