2022-2023学年高中化学人教版(2019)选修一第四章试卷3

2022-2023学年高中化学人教版（2019）选修一第四章单元测试卷3一．选择题（共15小题）1．某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，装置如图所示，下列说法正确的是（）A．甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应为：CH4﹣8e﹣+10OH﹣＝7H2O+CO32﹣ B．电极b上得到的是Cl2 C．标准状况下，每个电池通入1LCH4且完全反应，理论上最多能得到8LH2 D．若将电极a的石墨棒换成Fe棒，NaCl溶液中发生的总反应式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑2．一种新型无隔膜Zn﹣MnO2水系电池以锌箔、石墨毡为电极，ZnSO4和MnSO4的酸性混合液作电解质溶液，工作原理如图所示。该电池工作过程中，下列说法错误的是（）A．锌箔作负极，发生氧化反应 B．外电路中电子流向：锌箔→负载→石墨毡 C．阳离子向正极移动，阴离子向负极移动 D．当外电路中转移2mole﹣时，两电极质量变化的差值为65g3．甲烷碱性燃料电池以甲烷为燃料、O2为氧化剂、KOH为电解质，下列表述不正确的是（）A．O的原子结构示意图为 B．CH4的结构式为 C．KOH的电子式为 D．电池的总反应式为CH4+2O2═CO2+2H2O4．潮湿土壤中的铁管道在硫酸盐还原菌（最佳生存环境pH为7～8）作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法错误的是（）A．铁作负极发生氧化反应 B．正极反应为SO42﹣﹣8e﹣+5H2O＝HS﹣+9OH﹣ C．将管道连接废锌块可防止腐蚀 D．酸性环境下铁管道不易被硫酸根腐蚀5．下列说法与电化学腐蚀无关的是（）A．钢铁制品生锈后用盐酸处理 B．用食盐腌制的食品不能长期存放在铝制品中 C．铜、铝电线一般不连接起来作导线 D．菜刀使用后需洗净擦干6．化学与生活生产密切相关，下列说法中不正确的是（）A．焊接时用NH4Cl溶液除锈 B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C．用锡焊接的铁质器件，焊接处容易生锈 D．电化学腐蚀和化学腐蚀都是金属被氧化的过程，伴随有电流产生7．高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列推断合理的是（）A．镍是阳极，电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O B．电解时电流的方向为负极→Ni电极→溶液→Fe电极→正极 C．若隔膜为阴离子交换膜，则OH﹣自右向左移动 D．电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，撤去隔膜混合后，与原溶液比较pH降低（假设电解前后体积变化忽略不计）8．催化剂TAPP﹣Mn（II）的应用，使Li﹣CO2电池的研究取得了新的进展。Li﹣CO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。下列说法正确的是（）A．该电池可使用水作电解质 B．充电时，Li+向C电极迁移 C．放电时，正极反应为3CO2+4Li++4e﹣═2Li2CO3+C D．*LiCO2、*CO、*LiC2O3和Li2CO3都是正极反应的中间产物9．一种氢氧燃料电池以H2为燃料，O2为氧化剂，电解质溶液是质量分数为30%的KOH溶液，下列叙述正确的是（）A．H2在电池负极发生还原反应 B．工作一段时间后，正极区域溶液pH增大 C．使用一段时间后KOH溶液质量分数仍为30% D．若反应过程中有0.4mol电子发生转移，则反应中消耗的气体体积为6.72L10．一种生物电化学方法脱除水体中NH4+的原理如图所示：下列说法不正确的是（）A．装置工作时，电能转变为化学能 B．电极b上发生的反应之一是：2NO3﹣﹣2e﹣═N2↑+3O2↑ C．装置内工作温度太高，会导致脱除效率降低 D．装置工作时，a极周围溶液pH降低11．制造尼龙﹣66的原料己二腈[NC（CH2）4CN]在工业上用量很大。传统上以乙炔和甲醛为原料需经过很长路线才能合成己二腈；采用电有机合成法，先以丙烯为原料制备丙烯腈（CH2＝CHCN），再用丙烯腈电解合成己二腈，原理如图所示。下列说法不正确的是（）A．石墨电极b的电势比石墨电极a的电势高 B．c应选用阳离子交换膜 C．一段时间后，与工作前相比，阴极室的pH增大 D．和传统有机合成相比，电有机合成具有条件温和、生产效率高等优点12．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过电解法由氨气得到氢气，装置如图所示。下列说法不正确的是（）A．该系统中只存在2种形式的能量转化 B．b为该装置的阴极 C．电解过程中OH﹣的移动方向为从右往左 D．a极的电极反应式为2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O13．500mLNaNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（Na+）为0.2mol•L﹣1，用Pt作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况下），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（）[已知；一个电子的电量为1.60×10﹣19C]A．电解后溶液中pH＝1，要想恢复原状，可加0.05mol的CuCO3 B．假设上述电解进行了5min，则通过的电量为0.2×NA×1.60×10﹣19C C．电解得到的Cu的质量为12.8g D．原混合溶液中c（NO3﹣）＝0.6mol•L﹣114．电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOO﹣的原理示意图见图。下列说法正确的是（）A．气体X可能是H2 B．电解时阴极反应式：HCO3﹣+CO2+2e﹣═HCOO﹣+CO32﹣ C．电解过程中，阳极区的KHCO3溶液浓度保持不变 D．电解过程中每转移2mol电子，理论上消耗标况下44.8LCO215．汞曾被用于氯碱工业，如图所示。水银电解室中石墨与底部循环流动的水银分别为两极，电解过程中形成钠汞齐（Na⋅nHg，即钠汞合金）。下列说法错误的是（）A．水银电解室中石墨为阴极 B．解汞室产生的气体b为H2、C为NaOH C．Na+可在溶液中放电生成钠单质并溶于汞 D．电解室总反应为2Na++2Cl﹣+2nHg2Na⋅nHg+Cl2↑二．填空题（共2小题）16．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a。X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则（1）电解池中X极是极。在X极附近观察到的现象是，。（2）Y电极上的产物为，检验该电极反应产物的方法是。（3）写出电解食盐水的化学方程式。（4）写出电解产物之一：烧碱在水溶液中发生电离的方程式。（5）工业食盐主要含Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质，为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42﹣，加入试剂的合理顺序为A．先加NaOH，后加Na2CO3，再加BaCl2B．先加NaOH，后加BaCl2，再加Na2CO3C．先加BaCl2，后加NaOH，再加Na2CO317．NaCN是一种重要的基本化工原料，同时也是一种剧毒物质，严重危害人类健康。含氰废水中的氰化物常以[Fe（CN）6]3﹣和CN﹣的形式存在，工业上有多种废水处理方法。其中电解处理法如图。用如图所示装置处理含CN﹣废水时，控制溶液pH为9～10并加入一定量的NaCl，一定条件下电解，阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为无害物质而除去。铁电极为（填“阴极”或“阳极”），阳极产生的ClO﹣的电极反应为，阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为无害物质而除去的离子方程式为。三．实验题（共2小题）18．如图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图，试分析实验并回答下列问题：（1）若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是．铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为。（用甲、乙、丙填写）（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越（填“高”或“低”）越易腐蚀．（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为．（4）针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：。（写出一点即可）19．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。（1）请完成以下实验设计（完成表中空格）：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%①为以下实验作参照0.52.090.0②0.536.0③碳粉质量的影响0.22.090.0（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2．t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了（填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是。（3）该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：。四．计算题（共1小题）20．电解饱和食盐水可产生氯气、氢气和氢氧化钠。（1）请写出电解饱和食盐水的化学方程式，并计算：若电解饱和食盐水时消耗NaCl11.7g，理论上最多可得到氯气的体积（标准状况）？（2）氯气与石灰乳反应可制漂白粉，久置的漂白粉中可能含有的杂质为。若将2mol氯气通入足量的石灰乳中，理论上可得到干燥的漂白粉多少克？五．解答题（共1小题）21．“84”消毒液，它是一种以次氯酸钠（NaClO）为有效成分的高效消毒剂。已知：Ka（HClO）＝4.7×10﹣8；Ka1（H2CO3）＝4.3×10﹣7，Ka2（H2CO3）＝5.6×10﹣11；回答下列问题：（1）“84”消毒液溶液呈性，其原因是，“84”消毒液通入少量CO2时的离子方程式。（2）浓度均为0.1mol/LNaClO、Na2CO3、NaHCO3的pH由大到小的是。（3）用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液可制得“84”消毒液，装置如图所示。a为极，其反应的化学方程式为。（4）测定“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度。量取10.00mL“84”消毒液于锥形瓶中，加入过量的KI溶液，用足量的乙酸酸化，加入几滴指示剂，用0.5000mol/LNa2S2O3溶液滴定，滴定终点时耗Na2S2O3溶液25.00mL（三次平均值）。①滴定时所用指示剂是，终点时的现象。②该“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度mol/L（已知：2CH3COOH+2I﹣+ClO﹣═I2+Cl﹣+2CH3COO﹣+H2O；I2+2S2O32﹣═2I﹣+S4O62﹣）

2022-2023学年高中化学人教版（2019）选修一第四章单元测试卷3参考答案与试题解析一．选择题（共15小题）1．某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，装置如图所示，下列说法正确的是（）A．甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应为：CH4﹣8e﹣+10OH﹣＝7H2O+CO32﹣ B．电极b上得到的是Cl2 C．标准状况下，每个电池通入1LCH4且完全反应，理论上最多能得到8LH2 D．若将电极a的石墨棒换成Fe棒，NaCl溶液中发生的总反应式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑【考点】化学电源新型电池．【分析】甲烷碱性燃料电池中正极氧气得电子被还原，负极甲烷失电子被氧化，a连接电源的正极，应为阳极，氯离子放电生成氯气；阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池反应式为：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，根据关系式1molCH4～8mole﹣～4molH2计算。【解答】解：在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为：CH4+2O2+2OH﹣＝CO32﹣+3H2O，正极是：2O2+4H2O+8e﹣═8OH﹣，负极是：CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O，a电极与通入氧气的电极相连，作阳极，是Cl﹣放电，生成Cl2；阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化钠，所以电池反应式为：2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，A．甲烷燃料电池负极是：CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O，故A正确；B．电解过程中b极与通入甲烷的电极相连，作阴极，是氢离子放电，生成H2，故B错误；C．标况下每个电池甲烷通入量为1L，物质的量＝＝mol，反应完全，CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O，b电极与通入甲烷的电极相连，作阴极，电极反应：2H++2e﹣＝H2↑，电子守恒得到1molCH4～8mole﹣～4molH2计算，理论上最多能产生氯气mol×4×22.4L/mol＝4L，故C错误；D．若将电极a的石墨棒换成Fe棒，则Fe作阳极本身失电子，氯离子不能放电生成氯气，故D错误；故选：A。2．一种新型无隔膜Zn﹣MnO2水系电池以锌箔、石墨毡为电极，ZnSO4和MnSO4的酸性混合液作电解质溶液，工作原理如图所示。该电池工作过程中，下列说法错误的是（）A．锌箔作负极，发生氧化反应 B．外电路中电子流向：锌箔→负载→石墨毡 C．阳离子向正极移动，阴离子向负极移动 D．当外电路中转移2mole﹣时，两电极质量变化的差值为65g【考点】化学电源新型电池．【分析】Zn在反应中失电子生成锌离子，锌箔作负极，电极反应式为Zn﹣2e﹣＝Zn2+，石墨毡为正极，电极反应式为MnO2+4H++2e﹣＝Mn2++2H2O，据此解答。【解答】解：A.由分析可知锌箔作负极，发生氧化反应，故A正确；B.电子由负极经导线流向正极，则外电路中电子流向：锌箔→负载→石墨毡，故B正确；C.电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C正确；D.当外电路中转移2mole﹣时，负极锌反应1mol，质量减小65g，正极MnO2反应1mol，质量减小87g，则两电极质量变化的差值为22g，故D错误；故选：D。3．甲烷碱性燃料电池以甲烷为燃料、O2为氧化剂、KOH为电解质，下列表述不正确的是（）A．O的原子结构示意图为 B．CH4的结构式为 C．KOH的电子式为 D．电池的总反应式为CH4+2O2═CO2+2H2O【考点】化学电源新型电池．【分析】A．O原子的质子数和电子数都是8，核外电子分层排布；B．甲烷的分子式为CH4，含有4个C﹣H键；C．KOH是离子化合物，由钾离子、氢氧根离子构成；D．碱性环境下CO2不能存在于电解质溶液中。【解答】解：A．O原子的质子数和电子数都是8，核外电子分层排布，其结构示意图为，故A正确；B．甲烷的分子式为CH4，含有4个C﹣H键，则甲烷的结构式为，故B正确；C．KOH是离子化合物，由钾离子、氢氧根离子构成，电子式为，故C正确；D．碱性环境下CO2不能存在于电解质溶液中，甲烷碱性燃料电池总反应式：CH4+2O2+2NaOH═Na2CO3+3H2O，故D错误；故选：D。4．潮湿土壤中的铁管道在硫酸盐还原菌（最佳生存环境pH为7～8）作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法错误的是（）A．铁作负极发生氧化反应 B．正极反应为SO42﹣﹣8e﹣+5H2O＝HS﹣+9OH﹣ C．将管道连接废锌块可防止腐蚀 D．酸性环境下铁管道不易被硫酸根腐蚀【考点】金属的腐蚀与防护．【分析】A．铁作负极，失去电子生成亚铁离子；B．pH为7～8时，正极SO42﹣在还原菌作用下得电子，发生还原反应；C．锌的活泼性大于铁，锌是负极；D．潮湿土壤中的铁管道在硫酸盐还原菌（最佳生存环境pH为7～8）作用下，能被硫酸根腐蚀。【解答】解：A．铁作负极，失去电子生成亚铁离子，发生氧化反应，故A正确；B．pH为7～8时，正极SO42﹣在还原菌作用下得电子，发生还原反应，电极反应式为SO42﹣+8e﹣+5H2O═HS﹣+9OH﹣，故B错误；C．锌的活泼性大于铁，将管道连接废锌块是牺牲阳极的阴极保护法，可以防止铁被腐蚀，故C正确；D．根据题意，硫酸盐还原菌在弱碱性条件下活性高，电化学腐蚀速率快，酸性条件下，硫酸盐还原菌会失活，故D正确；故选：B。5．下列说法与电化学腐蚀无关的是（）A．钢铁制品生锈后用盐酸处理 B．用食盐腌制的食品不能长期存放在铝制品中 C．铜、铝电线一般不连接起来作导线 D．菜刀使用后需洗净擦干【考点】金属的腐蚀与防护．【分析】金属的电化学腐蚀指的是能构成原电池，在构成的原电池中，金属作为负极易被腐蚀的现象，这种腐蚀称为金属的电化学腐蚀，以此解答。【解答】解：A．钢铁制品生锈后用盐酸处理，铁锈溶解发生的是复分解反应，与电化学腐蚀无关，故A正确；B．铝中含有其它杂质，铝和杂质、氯化钠溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，铝易失电子发生氧化反应而作负极，被氧化，加速被腐蚀，所以用食盐腌制的食品不能长期存放在铝制品中，与电化学腐蚀有关，故B错误；C．铜、铝电线连接易形成原电池，铝做负极被腐蚀，与电化学腐蚀有关，故C错误；D．铁和碳在菜汁中形成原电池反应，铁做负极失电子生成亚铁离子，正极上氧气得到电子生成氢氧根离子，氢氧根离子和亚铁离子生成氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁，最后分解生成氧化铁铁锈，原电池反应加快反应速率，能够促进菜刀生锈，属于电化腐蚀，故D错误；故选：A。6．化学与生活生产密切相关，下列说法中不正确的是（）A．焊接时用NH4Cl溶液除锈 B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 C．用锡焊接的铁质器件，焊接处容易生锈 D．电化学腐蚀和化学腐蚀都是金属被氧化的过程，伴随有电流产生【考点】金属的腐蚀与防护．【分析】A．NH4Cl属于强酸弱碱盐，水解导致溶液呈酸性；B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，金属表面生成致密的氧化膜；C．锡、铁和电解质溶液构成原电池，铁作负极而易被腐蚀；D．化学腐蚀不产生电流。【解答】解：A．NH4Cl属于强酸弱碱盐，水解导致溶液呈酸性，酸能除锈，故A正确；B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，金属表面生成致密的氧化膜，所以铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀，故B正确；C．锡、铁和电解质溶液构成原电池，铁作负极而易被腐蚀，所以用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈，故C正确；D．化学腐蚀是物质之间直接反应，没有电流产生，故D错误；故选：D。7．高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示。下列推断合理的是（）A．镍是阳极，电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O B．电解时电流的方向为负极→Ni电极→溶液→Fe电极→正极 C．若隔膜为阴离子交换膜，则OH﹣自右向左移动 D．电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，撤去隔膜混合后，与原溶液比较pH降低（假设电解前后体积变化忽略不计）【考点】电解原理．【分析】A．依据装置图分析可知铁与电源正极相连做电解池阳极，镍电极为阴极，阳极上Fe失去电子生成FeO42﹣；B．电解池中，电流方向：正极→Fe→溶液→Ni→负极；C．阴离子交换膜只允许阴离子通过，阴离子移向阳极；D．阳极区域，铁失电子消耗氢氧根离子，溶液pH降低，阴极区氢离子得到电子生成氢气，溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液pH升高，依据电子守恒分析生成氢氧根离子和消耗氢氧根离子相对大小分析溶液酸碱性。【解答】解：A．依据装置图分析可知铁与电源正极相连做电解池阳极，碱性溶液不能生成氢离子，电极反应为Fe﹣6e﹣+8OH﹣═FeO42﹣+4H2O，故A错误；B．电解过程中电流方向：正极→Fe→溶液→Ni→负极，故B错误；C．阴离子交换膜只允许阴离子通过，阴离子移向阳极，应从左向右移动，故C错误；D．阳极区域，铁失电子消耗氢氧根离子，溶液PH减小，阴极区氢离子得到电子生成氢气，溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液pH增大；阳极消耗氢氧根离子，电极反应为：Fe﹣6e﹣+8OH﹣═FeO42﹣+4H2O，阴极氢氧根离子增大，电极反应2H++2e﹣＝H2↑，依据电子守恒分析，氢氧根离子消耗的多，生成的少，所以溶液pH降低，故D正确；故选：D。8．催化剂TAPP﹣Mn（II）的应用，使Li﹣CO2电池的研究取得了新的进展。Li﹣CO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。下列说法正确的是（）A．该电池可使用水作电解质 B．充电时，Li+向C电极迁移 C．放电时，正极反应为3CO2+4Li++4e﹣═2Li2CO3+C D．*LiCO2、*CO、*LiC2O3和Li2CO3都是正极反应的中间产物【考点】化学电源新型电池．【分析】由图可知，放电时，Li作负极，电极反应式为Li﹣e﹣＝Li+，C作正极，电极反应式为3CO2+4Li++4e﹣═2Li2CO3+C，电池总反应为4Li+3CO2═2Li2CO3+C，充电时，Li作阴极，C作阳极，据此作答。【解答】解：A．Li是活泼金属，能与水反应，不能用水溶液作电解质，故A错误；B．充电时，原电池的负极与电源的负极相连作阴极，原电池的正极与电源的正极相连作阳极，阳离子由阳极向阴极移动，故充电时，Li+由正极向负极迁移，故B错误；C．放电时，C作正极，电极反应式为3CO2+4Li++4e﹣═2Li2CO3+C，故C正确；D．由正极反应历程可知，Li2CO3为最终产物，不是中间产物，故D错误；故选：C。9．一种氢氧燃料电池以H2为燃料，O2为氧化剂，电解质溶液是质量分数为30%的KOH溶液，下列叙述正确的是（）A．H2在电池负极发生还原反应 B．工作一段时间后，正极区域溶液pH增大 C．使用一段时间后KOH溶液质量分数仍为30% D．若反应过程中有0.4mol电子发生转移，则反应中消耗的气体体积为6.72L【考点】化学电源新型电池．【分析】氢氧碱性燃料电池中，氢气失电子发生氧化反应；氧气得电子发生还原反应，电解质溶液是KOH溶液（碱性电解质），则通入O2的电极为正极，通入H2的电极为负极，正极上O2得到电子，正极反应为：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣，负极上H2失去电子，负极反应为：H2+2OH﹣﹣2e﹣＝2H2O，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。【解答】解：A．氢气失电子发生氧化反应，故A错误；B．在燃料电池中，通入燃料氢气的一极为电池的负极，负极上消耗氢氧根离子，所以负极区pH减小，正极区生成氢氧根离子，所以pH增大，故B正确；C．电池总反应为2H2+O2═2H2O，所以生成水，则KOH溶液的浓度将减小，故C错误；D．温度和压强未知，导致气体摩尔体积未知，所以无法计算消耗气体的体积，故D错误；故选：B。10．一种生物电化学方法脱除水体中NH4+的原理如图所示：下列说法不正确的是（）A．装置工作时，电能转变为化学能 B．电极b上发生的反应之一是：2NO3﹣﹣2e﹣═N2↑+3O2↑ C．装置内工作温度太高，会导致脱除效率降低 D．装置工作时，a极周围溶液pH降低【考点】电解原理．【分析】装置中有外加电源，该装置为电解池，NH4+转化成NO2﹣或NO3﹣，氮元素的化合价升高，失去电子，根据电解原理，电极a为阳极，失去电子被氧化，电极反应式为：NH4+﹣6e﹣+2H2O＝NO2﹣+8H+或NH4+﹣8e﹣+3H2O＝NO3﹣+10H+；电极b为阴极，得到电子被还原，电极反应式为：2NO3﹣+12H++10e﹣＝N2↑+6H2O或2NO2﹣+8H++6e﹣＝N2↑+4H2O；细菌在阳极反应中作催化剂，高温能使蛋白质变性。【解答】解：A．该装置电解池，是将电能转化成化学能，故A正确；B．在阴极上硝酸根离子得电子，发生还原反应，电极反应式为：2NO3﹣+12H++10e﹣＝N2↑+6H2O或2NO2﹣+8H++6e﹣＝N2↑+4H2O，故B错误；C．若装置内工作温度过高，会导致蛋白质变性，杀死细菌，则阳极反应速率减小从而脱除效率降低，故C正确；D．装置工作时，a极反应式为NH4+﹣6e﹣+2H2O＝NO2﹣+8H+或NH4+﹣8e﹣+3H2O＝NO3﹣+10H+，c（H+）增大，pH降低，故D正确；故选：B。11．制造尼龙﹣66的原料己二腈[NC（CH2）4CN]在工业上用量很大。传统上以乙炔和甲醛为原料需经过很长路线才能合成己二腈；采用电有机合成法，先以丙烯为原料制备丙烯腈（CH2＝CHCN），再用丙烯腈电解合成己二腈，原理如图所示。下列说法不正确的是（）A．石墨电极b的电势比石墨电极a的电势高 B．c应选用阳离子交换膜 C．一段时间后，与工作前相比，阴极室的pH增大 D．和传统有机合成相比，电有机合成具有条件温和、生产效率高等优点【考点】电解原理．【分析】A．石墨电极a由CH2＝CHCN转化为NC（CH2）4CN，化合价降低，得到电子被还原，则石墨电极a为阴极，石墨电极b为阳极；B．电极a的电极反应为：2CH2＝CHCN+2e﹣+2H+＝NC（CH2）4CN，消耗氢离子，b电极电极反应式：2H2O﹣4e﹣＝4H++O2↑，产生氢离子；C．工作一段时间后，阴极室消耗的氢离子与从阳极室通过交换膜转移的氢离子数目相同；D．电有机合成具有条件温和、生产效率高等优点。【解答】解：A．由分析知，石墨电极a为阴极，石墨电极b为阳极，所以b电极电势高，故A正确；B．电极a的电极反应为：2CH2＝CHCN+2e﹣+2H+＝NC（CH2）4CN，消耗氢离子，b电极电极反应式：2H2O﹣4e﹣＝4H++O2↑，产生氢离子，所以氢离子移向阴极平衡电荷，离子交换膜应该为阳离子交换膜，故B正确；C．工作一段时间后，阴极室消耗的氢离子与从阳极室通过交换膜转移的氢离子数目相同，所以阴极室的pH不变，故C错误；D．电有机合成具有条件温和、生产效率高等优点，故D正确；故选：C。12．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过电解法由氨气得到氢气，装置如图所示。下列说法不正确的是（）A．该系统中只存在2种形式的能量转化 B．b为该装置的阴极 C．电解过程中OH﹣的移动方向为从右往左 D．a极的电极反应式为2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O【考点】电解原理．【分析】电解池中，左侧消耗NH3生成N2，发生氧化反应，电极a是阳极，电极反应式为：2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O，右侧水中H+得电子生成H2，发生还原反应，b是阴极，电极反应式为：2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣。【解答】解：A．该装置工作时，实现了光能转化为电能，电能转化为化学能，化学能转化为热能等，故A错误；B．由分析知，b为该装置的阴极，故B正确；C．由分析知，电解池中，左侧消耗NH3生成N2，发生氧化反应是阳极，消耗了OH﹣，右侧水中H+得电子生成H2，发生还原反应，是阴极，电极反应中生成OH﹣，故OH﹣从右向左移动，故C正确；D．由分析知，a极的电极反应式为：2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O，故D正确；故选：A。13．500mLNaNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（Na+）为0.2mol•L﹣1，用Pt作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况下），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（）[已知；一个电子的电量为1.60×10﹣19C]A．电解后溶液中pH＝1，要想恢复原状，可加0.05mol的CuCO3 B．假设上述电解进行了5min，则通过的电量为0.2×NA×1.60×10﹣19C C．电解得到的Cu的质量为12.8g D．原混合溶液中c（NO3﹣）＝0.6mol•L﹣1【考点】电解原理．【分析】Pt作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况下），n（O2）＝n（H2）＝＝0.1mol，阳极反应式为：4H2O﹣4e﹣＝O2↑+4H+0.4mol0.1mol阴极Cu2+先放电，然后水中的氢离子放电，电极反应式为：Cu2++2e﹣＝Cu0.1mol0.2mol0.1mol2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣0.2mol0.1mol【解答】解：A．由分析知，原溶液中铜离子的物质的量为0.1mol，电解后溶液中pH＝1，要想恢复原状，可加0.1mol的CuCO3，故A错误；B．由分析知，假设上述电解进行了5min，则通过的电量为0.4×NA×1.60×10﹣19C，故B错误；C．由分析知，电解得到的Cu的物质的量为0.1mol，则电解得到的Cu的质量为m＝nM＝0.1mol×64/mol＝6.4g，故C错误；D．500mLNaNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（Na+）为0.2mol•L﹣1，由分析知，c（Cu2+）＝＝＝0.2mol/L，根据电荷守恒定律得，c（Na+）+2c（Cu2+）＝c（NO3﹣）即c（NO3﹣）＝0.2mol•L﹣1+2×0.2mol•L﹣1＝0.6mol•L﹣1，故D正确；故选：D。14．电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOO﹣的原理示意图见图。下列说法正确的是（）A．气体X可能是H2 B．电解时阴极反应式：HCO3﹣+CO2+2e﹣═HCOO﹣+CO32﹣ C．电解过程中，阳极区的KHCO3溶液浓度保持不变 D．电解过程中每转移2mol电子，理论上消耗标况下44.8LCO2【考点】电解原理．【分析】根据电解CO2制HCOOH的原理可知，Sn电极为阴极，阴极CO2发生还原反应生成HCOO﹣，电极反应为：HCO3﹣+CO2+2e﹣═HCOO﹣+CO32﹣，阳极为Pt电极，电解一段时间后，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，促进水的电离，电极附近氢离子浓度增大，HCO3﹣浓度降低，电极反应式为4HCO3﹣﹣4e﹣＝O2↑+4CO2↑+2H2O，据此分析解答。【解答】解：A．阳极为Pt电极，电解一段时间后，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，促进水的电离，电极附近氢离子浓度增大，HCO3﹣浓度降低，电极反应式为4HCO3﹣﹣4e﹣＝O2↑+4CO2↑+2H2O，气体X可能是O2和CO2，故A错误；B．Sn电极为阴极，阴极CO2发生还原反应生成HCOO﹣，电极反应为：HCO3﹣+CO2+2e﹣═HCOO﹣+CO32﹣，故B正确；C．电解一段时间后，阳极产生氧气，pH减小，H+与HCO3﹣反应浓度降低，钾离子部分迁移至阴极区，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，故C错误；D．根据阴极HCO3﹣+CO2+2e﹣═HCOO﹣+CO32﹣，阳极4HCO3﹣﹣4e﹣＝O2↑+4CO2↑+2H2O电解总反应：6HCO3﹣O2↑+2CO2↑+2H2O+2HCOO﹣+2CO32﹣，每转移2mol电子，理论上生成标况下2.4LCO2，故D错误；故选：B。15．汞曾被用于氯碱工业，如图所示。水银电解室中石墨与底部循环流动的水银分别为两极，电解过程中形成钠汞齐（Na⋅nHg，即钠汞合金）。下列说法错误的是（）A．水银电解室中石墨为阴极 B．解汞室产生的气体b为H2、C为NaOH C．Na+可在溶液中放电生成钠单质并溶于汞 D．电解室总反应为2Na++2Cl﹣+2nHg2Na⋅nHg+Cl2↑【考点】电解原理．【分析】水银电解室中间为石墨电极，底部循环流动的水银为阴极，从新鲜盐水进入生成淡盐水知该水银电解室消耗NaCl，失电子生成氯气，则解汞室上面进水被消耗，得电子生成b气体H2，水银电解室中发生总反应的离子方程式为2Na++2Cl﹣+2nHg2Na•nHg+Cl2↑。【解答】解：A．由分析可知，水银电解室消耗NaCl，失电子生成氯气，电极反应式为：2Cl﹣﹣2e﹣＝Cl2↑，则水银电解室中石墨为阳极，故A错误；B．解汞室上面进水被消耗，得电子生成b气体H2，水银法阴极的电极反应式为：2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣，C为NaOH，故B正确；C．电解过程中，Na+可在溶液中放电生成钠单质并溶于汞形成钠汞齐（Na•nHg），故C正确；D．由分析可知，水银电解室中发生总反应的离子方程式为：2Na++2Cl﹣+2nHg2Na•nHg+Cl2↑，故D正确；故选：A。二．填空题（共2小题）16．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a。X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则（1）电解池中X极是阴极。在X极附近观察到的现象是放出气体，溶液变红。（2）Y电极上的产物为Cl2，检验该电极反应产物的方法是把湿润的KI淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝。（3）写出电解食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。（4）写出电解产物之一：烧碱在水溶液中发生电离的方程式NaOH＝Na++OH﹣。（5）工业食盐主要含Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质，为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42﹣，加入试剂的合理顺序为BCA．先加NaOH，后加Na2CO3，再加BaCl2B．先加NaOH，后加BaCl2，再加Na2CO3C．先加BaCl2，后加NaOH，再加Na2CO3【考点】电解原理．【分析】由图可知，X极连接电源的负极作阴极，电极反应式为2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣，Y极连接电源的正极作阳极，电极反应式为2Cl﹣﹣2e﹣＝Cl2↑，据此作答。【解答】解：（1）X极连接电源的负极作阴极，电极反应式为2H2O+2e﹣＝H2↑+2OH﹣，在X极附近观察到的现象是放出气体（生成氢气），溶液变红（生成氢氧根离子），故答案为：阴；放出气体；溶液变红；（2）Y极连接电源的正极作阳极，电极反应式为2Cl﹣﹣2e﹣＝Cl2↑，Y电极上的产物为Cl2，检验氯气的方法是把湿润的KI淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝，故答案为：Cl2；把湿润的KI淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝；（3）写出电解食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；（4）NaOH为强碱，在水中完全电离，电离的方程式为NaOH＝Na++OH﹣，故答案为：NaOH＝Na++OH﹣；（5）加入氯化钡，除去溶液中SO42﹣，加入碳酸钠除去钙离子和过量的钡离子，故碳酸钠应在氯化钡的后面加入，故答案为：BC。17．NaCN是一种重要的基本化工原料，同时也是一种剧毒物质，严重危害人类健康。含氰废水中的氰化物常以[Fe（CN）6]3﹣和CN﹣的形式存在，工业上有多种废水处理方法。其中电解处理法如图。用如图所示装置处理含CN﹣废水时，控制溶液pH为9～10并加入一定量的NaCl，一定条件下电解，阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为无害物质而除去。铁电极为阴极（填“阴极”或“阳极”），阳极产生的ClO﹣的电极反应为Cl﹣﹣2e﹣+2OH﹣═ClO﹣+H2O，阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为无害物质而除去的离子方程式为5ClO﹣+2CN﹣+2OH﹣＝N2↑+2CO32﹣+5Cl﹣+H2O。【考点】电解原理．【分析】废水中含CN﹣，控制溶液pH并加入NaCl，阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化为无害物质而除去，说明氯离子在阳极发生氧化反应，阴极是氢离子生成氢气，铁是活性电极，不参加反应，只能作阴极；根据质量守恒和电子转移守恒写出电极反应和离子方程式，据此分析解答。【解答】解：在电解池中，铁是活性电极，不参加反应，只能作阴极；废水中含CN﹣，控制溶液pH为9～10，溶液呈碱性，阳极产生的ClO﹣将CN﹣氧化，说明加入的NaCl提供的氯离子在阳极失去电子发生氧化反应，根据质量守恒和电子转移守恒，则电极反应为：2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O；阴极是氢离子得电子产生氢气，ClO﹣和CN﹣和OH﹣反应生成CO32﹣，N2，Cl﹣和H2O，故化学方程式为5ClO﹣+2CN﹣+2OH﹣＝2CO32﹣+N2↑+5Cl﹣+H2O，故答案为：阴极；2OH﹣+Cl﹣﹣2e﹣═ClO﹣+H2O；5ClO﹣+2CN﹣+2OH﹣＝2CO32﹣+N2↑+5Cl﹣+H2O。三．实验题（共2小题）18．如图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图，试分析实验并回答下列问题：（1）若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是乙．铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为乙＞甲＞丙。（用甲、乙、丙填写）（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高（填“高”或“低”）越易腐蚀．（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣．（4）针对乙、丙装置研究的结果分析，可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀：牺牲阳极的阴极保护法或者外加电流的阴极保护法。（写出一点即可）【考点】金属的腐蚀与防护．【分析】（1）乙形成了原电池，丙浸没在非电解质溶液中，故腐蚀速率乙＞甲＞丙；（2）含碳量越高，容易形成原电池，所以越易腐蚀；（3）乙发生吸氧腐蚀，发生电化学腐蚀时正极氧气得到电子生成氢氧根离子；（4）金属的防护措施有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，另外还可以隔绝空气，不与电解质溶液接触等．【解答】解：（1）甲为铁粉在氯化钠溶液中的腐蚀，乙为铁粉与碳形成原电池的腐蚀，而丙的腐蚀没有电解质溶液，所以腐蚀的速率大小为：乙＞甲＞丙，故过一段时间后液面最高的是乙，故答案为：乙；乙＞甲＞丙；（2）甲中为铁粉，乙为铁粉与碳粉的混合物，甲的腐蚀速率小于乙的，通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，钢铁越易腐蚀，故答案为：高；（3）乙装置中发生电化学腐蚀时，分解铁失去电子，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣，故答案为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣；（4）金属的防护措施有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，另外还有电镀、喷镀、喷油漆等方法使金属与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀，故答案为：牺牲阳极的阴极保护法或者外加电流的阴极保护法。19．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。（1）请完成以下实验设计（完成表中空格）：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%①为以下实验作参照0.52.090.0②醋酸浓度的影响0.52.036.0③碳粉质量的影响0.22.090.0（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2．t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了吸氧腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了还原（填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是O2+4H++4e﹣＝2H2O。（3）该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：反应放热使锥形瓶内温度升高；使气体压强增大。【考点】金属的腐蚀与防护．【分析】（1）根据题干信息：如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化进行解答；（2）根据析氢腐蚀与吸氧腐蚀的区别及锥形瓶中压强的变化判断钢铁的腐蚀类型；根据钢铁的腐蚀类型及原理标出电子转移的方向；碳粉表明氧气得到电子生成氢氧根离子，发生还原反应；（3）图2中0﹣t1时压强变大，可能是发生了析氢腐蚀使气体体积增大或者反应放热使温度升高，锥形瓶中气体体积增大；【解答】解：（1）探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，所以②为醋酸浓度的影响，①为参照试验，由于②探究醋酸的浓度的影响，则除了醋酸浓度不同外，其它条件必须完全相同，即铁粉质量应该为2.0g；故答案为：②醋酸浓度的影响2.0（2）t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，电子转移的方向为：，碳电极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4H++4e﹣＝2H2O，故答案为：吸氧；；还原；O2+4H++4e﹣＝2H2O；（3）图2中0﹣t1时压强变大的原因可能为：铁发生了析氢腐蚀、铁与醋酸的反应为放热反应，温度升高时锥形瓶中压强增大，所以假设二为：反应放热使锥形瓶内温度升高，故答案为：反应放热使锥形瓶内温度升高；使气体压强增大。四．计算题（共1小题）20．电解饱和食盐水可产生氯气、氢气和氢氧化钠。（1）请写出电解饱和食盐水的化学方程式，并计算：若电解饱和食盐水时消耗NaCl11.7g，理论上最多可得到氯气的体积（标准状况）？（2）氯气与石灰乳反应可制漂白粉，久置的漂白粉中可能含有的杂质为碳酸钙。若将2mol氯气通入足量的石灰乳中，理论上可得到干燥的漂白粉多少克？【考点】电解原理．【分析】（1）电解饱和食盐水发生的反应为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，根据消耗的NaCl的质量计算生成氯气的体积；（2）久置的漂白粉其中Ca（ClO）2和空气中的水和二氧化碳反应生成碳酸钙、次氯酸；2Cl2+2Ca（OH）2＝CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O结合2molCl2完全反应计算。【解答】解：（1）电解饱和食盐水发生的反应为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，若电解饱和食盐水时消耗NaCl11.7g，反应的氯化钠物质的量＝＝0.2mol，依据化学方程式计算得到：氯气物质的量为0.1mol，标准状况下氯气体积为2.2