第四章 章末测试（提升）（解析版）

PAGE22第四章章末测试（提升）满分100分，考试用时75分钟选择题：本题共16小题，共44分。第1~10小题，每小题2分；第11~16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．（山东·济南市章丘区第四中学高二期中）下列实验装置不能达到实验目的的是A．甲：打开止水夹，一段时间后，可观察到烧杯内溶液进入试管中B．乙：探究浓度对反应速率的影响C．丙：利用外加电流阴极保护法保护钢闸门不被腐蚀D．丁：探究温度对化学平衡的影响【答案】B【解析】A．用食盐水浸润的铁丝网中铁发生吸氧腐蚀消耗试管中的氧气，气体的压强减小，所以打开止水夹，一段时间后，可观察到烧杯内溶液进入试管中，故A正确；B．利用锌和稀硫酸溶液的反应探究浓度对反应速率的影响时，锌的表面积应该相同，则用锌粉和芯片与不同浓度的稀硫酸反应不能探究浓度对反应速率的影响，故B错误；C．由图可知，钢闸门与直流电源负极相连的保护方法为加电流阴极保护法，目的是保护钢闸门不被腐蚀，故C正确；D．由图可知，热水中烧瓶中颜色较深、冷水中烧瓶的颜色较浅，说明二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，降低温度，平衡向正反应方向移动，故D正确；故选B。2．（湖北）“电解法”制备氢碘酸的装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜，在直流电作用下复合层间的H2O解离成H+和OH－(少量I－会因为浓度差通过BPM膜)。下列说法正确的是A．a极的电势比b极的低B．A、B膜均为阳离子交换膜C．若撤去A膜，对该电解池的工作无影响D．电解过程中，图中三处H2SO4溶液的c(H2SO4)均不变【答案】B【解析】A．根据前面分析a极为阳极，b为阴极，则a极的电势比b极的高，故A错误；B．钠离子穿过B膜进入到右边，因此B膜为阳离子交换膜，a为阳极，水中的氢氧根失去电子生成氧气，氢离子穿过A膜进入到右边，因此A、B膜均为阳离子交换膜，故B正确；C．若撤去A膜，由于少量的碘离子在a极失去电子变为碘单质，因此对该电解池的工作有影响，故C错误；D．电解过程中，a电极是阳极，水中失去电子生成氧气和氢离子，氢离子穿过A膜进入右边，溶液体积减小，则H2SO4溶液的c(H2SO4)增大，故D错误。综上所述，答案为B。3．（湖北）某科研小组设计如图所示的原电池装置制取硫酸并处理含氯废水[]。下列有关说法正确的是A．电极A为原电池负极，电极材料可以选用FeB．I区溶液中升高，II区溶液中降低C．电极的电极反应式为D．每消耗气体，理论上可以处理含氯废水【答案】D【解析】A．Fe会在负极失去电子，无法制取硫酸，负极是SO2失去电子生成较浓的硫酸，故A错误；B．I区SO2失去电子生成较浓的硫酸，溶液中升高，B电极Fe3++e-=Fe2+，有H+穿过质子交换膜进入II区，II区溶液中升高，故B错误；C．电荷不守恒，电极的电极反应式为，故C错误；D．根据电极方程式每消耗气体，转移电子数为1mol，B极Fe3++e-=Fe2+，转移1mol电子产生1molFe2+，，可以反应0.25mol，，故D正确；故答案为D。4．（安徽）镁-空气中性燃料电池比能量大，成本低。实验小组以该燃料电池为电源制备PbO2，工作原理示意图如图所示。下列说法错误的是A．采用多孔电极有利于增大接触面积和氧气扩散B．工作时，电源的正极反应式为C．工作时，Pb2+在石墨II电极上失去电子D．外电路中流过2mole-，理论上生成1molPbO2【答案】C【解析】A．反应物的接触面积越大，反应速率越快，采用多孔电极，可增大电极与电解质的接触面积，有利于氧气扩散到电极表面，从而加快反应速率，A正确；B．工作时，多孔电极为电源的正极，在正极，O2得电子产物与电解质反应生成OH-，反应式为，B正确；C．工作时，石墨II为阴极，Pb2+在石墨Ⅰ电极上失去电子，生成PbO2等，电极反应式为Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+，C错误；D．由石墨Ⅰ中电极反应式可建立关系式PbO2——2e-，则外电路中流过2mole-，理论上生成1molPbO2，D正确；故选C。5．（江苏宿迁·高二期中）支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流法进行防腐，工作原理如图所示。其中高硅铸铁为惰性辅助电极。下列有关表述不正确的是A．通入保护电流使钢管桩表面的腐蚀电流接近于零B．通电后，外电路电子从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为阳极材料被损耗和传递电流D．该保护装置属于电解池【答案】C【解析】A．钢管桩作为被保护的阴极，外加电流使得其表面腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使其表面腐蚀电流接近于零，从而避免或减弱腐蚀的发生，故A正确；B．高硅铸铁作为阳极，海水中的氯离子在其上失去电子发生氧化反应，电子经导线流入电源正极，再从电源负极经导线流入阴极，即被保护的钢管桩，故B正确；C．高硅铸铁为惰性辅助阳极，其不会损耗，而是由海水中的氯离子在阳极失去电子发生氧化反应，故C错误；D．外加电流法进行防腐，属于电解池装置，故D正确；

故答案为C。6（江苏宿迁·高二期中）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量杂质Fe、Zn、Cu、Pt，可用电解法制备高纯度的镍(已知：氧化性)，下列叙述正确的是A．阳极的电极反应式：B．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和PtC．电解后，溶液中存在的阳离子只有和D．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等【答案】B【解析】A．阳极发生氧化反应，其电极反应式：Ni﹣2e﹣=Ni2+，Fe﹣2e﹣=Fe2+；Zn﹣2e﹣=Zn2+，故A错误；B．粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质做阳极，铜和鉑不失电子沉降电解池底部形成阳极泥，电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt，故B正确；C．电解后，溶液中存在的阳离子有H+、Fe2+、Zn2+、Ni2+，故C错误；D．电解过程中阳极失电子的有Fe、Zn、Cu；阴极析出的是镍；依据电子守恒，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，故D错误；故答案为B。7．（北京四中高二期中）下列实验方案不能达到相应目的的是目的A．验证Fe是否被氧化B．研究浓度对FeCl3水解平衡的影响实验方案目的C．比较CH3COOH和H3BO3(硼酸，一元弱酸)酸性的强弱D．比较AgCl和AgI溶解度的大小实验方案【答案】D【解析】A．取Fe电极附近溶液放入试管，加入K3[Fe(CN)6]溶液，试管内无明显现象，表明溶液中不含有Fe2+，从而表明Fe没有被氧化，A不符合题意；B．0.1mol/LFeCl3溶液的pH=1.43，加水稀释10倍后，若不存在水解平衡，pH=2.43，现在溶液的pH=2.19＜2.43，则表明加水稀释后溶液中H+的物质的量增大，从而表明减小浓度，FeCl3的水解平衡正向移动，B不符合题意；C．CH3COOH溶液中有气泡产生，表明酸性CH3COOH＞H2CO3，H3BO3溶液中无气泡产生，表明酸性H3BO3＜H2CO3，从而证明CH3COOH的酸性比H3BO3强，C不符合题意；D．2mL0.1mol/LAgNO3溶液中加入3滴0.1mol/LNaCl溶液后，AgNO3大量剩余，再加入KI溶液，直接与AgNO3反应，而不是与AgCl反应，所以不能比较AgCl和AgI溶解度的大小，D符合题意；故选D。8．（北京四中高二期中）下列用于解释事实的方程式书写不正确的是A．钢铁制品在潮湿空气中的电化学腐蚀：Fe-3e-=Fe3+B．电解精炼铜的阴极反应：Cu2++2e-=CuC．牙膏中添加氟化物能起到预防龋齿的作用，因为氟离子能与羟基磷灰石发生反应生成氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]：Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)D．Na2CO3溶液能去油污的原理：+H2O+OH-【答案】A【解析】A．钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀时，Fe作负极，C作正极，在负极，Fe失电子生成Fe2+，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，A不正确；B．电解精炼铜时，阴极材料为纯铜，在阴极，溶液中的Cu2+得电子生成Cu，阴极反应为：Cu2++2e-=Cu，B正确；C．牙膏中添加氟化物，与牙齿中的羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH发生反应，生成更难溶的氟磷灰石Ca5(PO4)3F，能起到预防龋齿的作用，发生反应的离子方程式为：Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)，C正确；D．Na2CO3在溶液中能发生水解，生成OH-等，从而促进油脂的水解，达到去油污作用，其原理为：+H2O+OH-，D正确；故选A。9．（湖北）某同学为研究原电池原理，设计了如图所示的两种装置，溶液A、溶液B均为硫酸盐溶液，闭合开关、后，装置①和装置②中小灯泡均可以发光。下列有关说法错误的是A．断开开关前后，装置①中负极质量均减小B．溶液A为溶液，溶液B为溶液C．消耗相同质量的金属Zn，装置②产生的电能比装置①更多D．装置②溶液A中生成，溶液B中生成【答案】B【解析】A．闭合开关时构成原电池，电极质量减小，断开开关后，装置①仍然发生置换反应，电极表面产生铜单质，质量减小，A正确；B．若溶液为溶液，溶液为溶液，闭合开关不能构成原电池，小灯泡不能发光，B错误；C．装置②中，无法与接触，化学能转化成电能的效率更高，C正确；D．负极锌失去电子生成锌离子，正极铜离子得电子生成铜单质，盐桥中Cl-离子向负极移动，K+离子向正极移动，故装置②溶液A中生成，溶液B中生成，D正确；故选B。10．（湖北·模拟预测）某储能电池原理如图1，其俯视图如图2，已知放电时N是负极(NA是阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是A．放电时，负极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+B．放电时，每转移NA个电子，理论上CCl4吸收0.5NA个Cl2C．充电时，每转移1mol电子，N极理论质量减小23gD．充电过程中，右侧储液器中NaCl溶液浓度增大【答案】A【解析】A．放电时N为负极，失去电子，Ti元素价态升高，电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，A正确；B．在放电时，正极反应为Cl2+2e-=2C1-，电路中转移1mol电子，理论上氯气的CCl4溶液中释放0.5molCl2，，B错误；C．充电时，N极为阴极，电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3，N极理论质量增加23g，C错误；D．充电过程中，阳极2Cl--2e-=Cl2，消耗Cl-，NaCl溶液浓度减小，D错误；故选A。11．（江西）国家能源局发布2021年前三季度全国光伏发电建设运行情况，前三季度新增并网容量2555.6万千瓦，下列如图为光伏并网发电装置，左图甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]，其工作原理如图所示，下列叙述中不正确的是A．光伏并网发电装置是利用原电池原理，图中N型半导体为负极，P型半导体为正极B．a极电极反应式：2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑C．制备18.2g(CH3)4NOH，两极共产生4.48L气体(标准状况)D．c、e为阳离子交换膜，d均为阴离子交换膜【答案】C【解析】A．根据第三个池中浓度变化得出，钠离子从第四池通过e膜，氯离子从第二池通过d膜，由电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则a为阴极，b为阳极，a与N型半导体相连，b与P型半导体相连，所以N型半导体为负极，P型半导体为正极，选项A正确；B．由题中信息可知，a为阴极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为，选项B正确；C．的物质的量为，a极电极反应式为，收集氢气，转移电子为，b极电极反应式为，收集氧气为，标况下两极可得气体体积为，选项C错误；D．由题中图示信息可知，Na+离子通过e膜，Cl-通过d膜，(CH3)4N+通过c膜，所以c、e膜为阳离子交换膜，d为阴离子交换膜，选项D正确；答案选C。12（浙江·宁波市北仑中学高二期中）下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是A．图①中往Fe电极区滴入2滴K3[Fe(CN)6]，产生蓝色沉淀B．图②中铁丝容易生成Fe2O3·xH2OC．图③中M可用石墨代替D．图④中若电源断开，闸门易发生吸氧腐蚀【答案】D【解析】A．因为锌比铁活泼，所以锌为负极，失去电子生成锌离子，铁为正极，不失电子，不产生亚铁离子，故图①中往Fe电极区滴入2滴K3[Fe(CN)6]，不能产生蓝色沉淀，故A错误；B．试管内为干燥的空气，铁不发生腐蚀，故B错误；C．若图③中M用石墨代替，则钢铁输水管为负极，钢铁被腐蚀，不能保护钢铁输水管，故C错误；D．图④中若电源断开，钢铁闸门形成原电池，铁为负极，碳为正极，铁失去电子，在海水中发生吸氧腐蚀，故D正确；故选D。13．（黑龙江）我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s—SnLi可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法错误的是A．放电时，负极电极反应式为B．使用催化剂或者均能加快化学反应速率，且能有效减少副产物的生成C．若电池工作，维持电流强度为，理论上消耗的质量为(已知)D．充电时，阳极电极周围降低【答案】C【解析】A．由图示可知，放电时，负极反应式：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，A正确；B．使用催化剂Sn或者s-SnLi均能加快化学反应速率，由图示可知，使用催化剂Sn或者s-SnLi均能使生成CO的活化能增大，且CO具有的能量比HCOOH具有的能量高，则HCOOH更稳定，因此使用催化剂Sn或者s-SnLi可以有效减少副产物CO的生成，B正确；C．由图示可知，放电时，正极电极反应式为：CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-，若电池工作tmin，维持电流强度为IA，理论上转移电子的物质的量为mol，则消耗CO2的物质的量为mol，质量为g，C错误；D．由图示可知，充电时，阳极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，OH-减少，则pH减小，D正确；故答案为：C14．（福建省三明市五校协作2022-2023学年高二上学期期中联考化学试题）某溶液中含有两种溶质CuSO4和NaCl，它们的物质的量之比为2：1，用石墨作电极电解该混合溶液时，下列叙述不正确的是A．阳极先析出Cl2后析出O2B．阳极析出Cl2时，阴极析出的一定只有CuC．电解最后阶段为电解水D．电解最后阶段溶液中pH会增大的【答案】D【解析】A．由于阴离子放电能力：Cl-＞OH-，所以阳极先发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑，后发生反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故阳极上先析出Cl2后析出O2，A正确；B．阴离子放电能力Cl-＞OH-，故阳极上先析出Cl2，假设NaCl的物质的量是1mol，CuSO4的物质的量是2mol，当Cl-放电完全，转移1mol电子。阳离子放电能力：Cu2+＞H+，阴极先发生反应：Cu2++2e-=Cu，Cu2+放电完全时要转移2mol电子，故Cl-放电完全时，只有一半Cu2+放电产生Cu单质，因此阴极析出的一定只有Cu，B正确；C．电解物质的量的比是1：2的CuSO4和NaCl混合溶液时，由于阴离子放电能力：Cl-＞OH-，阳离子放电能力：Cu2+＞H+，所以电解到最后，Cl-、Cu2+放电完全，为OH-、H+放电，OH-、H+是水电离产生，故电解最后阶段为电解水，C正确；D．电解物质的量的比是1：2的CuSO4和NaCl混合溶液时，根据离子放电顺序可：当溶液中Cl-、Cu2+都放电完全，此时溶液为Na2SO4、H2SO4的混合溶液，再进行电解，实际上是电解水，导致溶液浓度增大，溶液酸性增强，则溶液pH会减小，D错误；故合理选项是D。15．（福建省三明市五校协作2022-2023学年高二上学期期中联考化学试题）镍镉电池是二次电池，其工作原理如图(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源两极)。下列说法不正确的是A．断开K2、合上K1，OH-从电极B移向电极AB．电极B发生还原反应过程中，溶液中的KOH浓度没有变化C．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应D．镍镉二次电池的总反应式：【答案】B【解析】A．断开K2、合上K1，形成原电池，在原电池中，OH-移向正电荷较多的负极电极A，故OH-从电极B移向电极A，A正确；B．断开K1、合上K2，装置为原电池，电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为：2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，溶液中c(OH-)增大，B错误；C．断开K1、合上K2，装置为电解池，电极A为阴极，发生还原反应，C正确；D．镍镉二次电池放电时发生反应：Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时发生反应：Cd(OH)2+2Ni(OH)2=Cd+2NiOOH+2H2O，故该电池的总反应式，D正确；故合理选项是B。16．（福建省三明市五校协作2022-2023学年高二上学期期中联考化学试题）关于下列电化学装置说正确的是A．装置①中，构成电解池时Fe极质量既可增加也可减少B．装置②表示锌粒与盐酸反应的速率随时间变化的曲线，则t1时刻溶液的温度最高C．装置③盐桥中的阴离子流向乙池D．装置④中电流由Zn经导线流向Fe【答案】A【解析】A．装置①中，构成电解池时，若Fe极连接电源的负极作阴极，则Fe电极上发生反应：Cu2++2e-=Cu，Fe电极质量增加；若Fe电极连接电源的正极作阳极，则Fe电极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Fe电极质量就会减少，故Fe电极的质量既可增加也可减少，A正确；B．装置②表示锌粒与盐酸反应的速率随时间变化的曲线，随着反应的进行，c(H+)减小，导致反应速率减慢；反应放热是溶液温度升高，反应速率加快，在t1时刻前温度升高对速率的影响大于浓度减小使反应速率减小的影响，故此时反应速率最快，此时溶液的温度最高，后反应物浓度降低，反应速率逐渐减慢，B错误；C．在装置③中，由于金属活动性：Cu＞Ag，所以Cu为原电池的负极，Ag为正极，盐桥中的阴离子流向正电荷较多的负极区，即盐桥中的阴离子流向甲池，C错误；D．由于金属活动性：Zn＞Fe，所以Zn为原电池的负极，Fe为原电池的正极，则电子由负极Zn经导线流向正极Fe，电流则由正极Fe经导线流向负极Zn，D错误；故合理选项是A。非选择题：共56分。17．（14分）（广东·广州市第十六中学高二期中）按照要求回答下列问题。(1)工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的，装置如图所示，依次发生的反应有：i．ii．iii．①a为电源_______极。②通电过程中溶液pH不断_______(填“增大”“减小”或“不变”)。③除去0.1mol，外电路中至少需要转移_______mol电子。④为了使电解池连续工作，需要不断补充_______、_______。(填化学式)(2)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一、Fe还原水体中的的反应原理如图所示。①作负极的物质是_______。②正极的电极反应式是_______。(3)通过传感器可监测的含量，其工作原理示意图如图所示。①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)。②写出NiO电极的电极反应式：_______。【答案】(1)

正极

减小

0.5

NaOH

NaCl（7分）(2)

铁

NO+8e-+10H+=NH+3H2O（4分）(3)

还原

NO+O2--2e-=NO2（3分）【解析】（1）①根据发生的电极反应，可以知道金属铁是阴极，石墨电极是阳极，a为电源正极极。故答案为：正极；②根据反应i．CN--2e-+2OH-═CNO-+H2O，iii．3Cl2+2CNO-+8OH-═N2+6Cl-+2CO+4H2O，氢氧根离子被不断的消耗，通电过程中溶液pH不断减小(填“增大”“减小”或“不变”)。故答案为：减小；③根据反应：3Cl2+2CNO-+8OH-═N2+6Cl-+2CO+4H2O，除去1molCN-，消耗1.5mol氯气，转移电子3mol,根据CN--2e-+2OH-═CNO-+H2O，转移电子是2mol,所以外电路至少需转移5mol电子，除去0.1mol，外电路中至少需要转移0.5mol电子。故答案为：0.5；④根据电极反应的离子，为了使电解池连续工作，需要不断补充NaOH、NaCl。(填化学式)故答案为：NaOH、NaCl；（2）①反应中铁失电子，发生氧化反应，作负极的物质是铁。故答案为：铁；②正极得电子，硝酸根被还原成铵根离子，电极反应式是NO+8e-+10H+=NH+3H2O。故答案为：NO+8e-+10H+=NH+3H2O；（3）①Pt电极上氧气发生得电子的还原反应，故答案为：还原；②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，NiO电极的电极反应式：NO+O2--2e-=NO2。故答案为：NO+O2--2e-=NO2。18．（15分）（四川·遂宁中学高二期中）两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，甲同学将电极放入2mol/LH2SO4溶液A中，乙同学将电极放入6mol/LNaOH溶液B中，如图：(1)原电池中的能量转化过程是将_______。(2)A中正极的电极反应式为_______，电子的流向是由_______(填“Al→Mg或Mg→Al”)。(3)B中负极为_______(填元素符号)。(4)由此实验得出的下列结论中，正确的是_______(填字母)。A．镁的金属性不一定比铝的金属性强B．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值C．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析D．上述实验证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法不可靠(5)两位同学继续用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：①A电极的电极反应式为_______。②一段时间后，丙池中F电极上出现的现象是_______。③当乙池中C极质量减轻10.8g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_______mL(标准状况)。【答案】(1)化学能转化为电能（1分）(2)

2H++2e-=H2↑

Mg→Al（4分）(3)Al（2分）(4)CD（2分）(5)

CH4＋10OH-_8e-=CO＋7H2O

石墨上有红色固体析出

560（6分）【解析】（1）原电池是将化学能转化为电能；（2）A中Al作正极，氢离子作氧化剂，电极反应式为2H++2e-=H2↑；电子的流向是由Mg（负极）→Al（正极）；（3）B中负极为能在氢氧化钠溶液反应的Al，Mg不反应作正极；（4）A．根据金属单质与水或酸置换出氢气的难易可得镁的金属性比铝的金属性强，Al在氢氧化钠溶液反应产生氢气不能作为比较金属性强弱的依据，A错误；B．比较金属活动性顺序的依据要明确，不要被一些特殊反应混淆金属活动性顺序的比较，B错误；C．该实验中镁铝在稀硫酸中比较置换出氢气的难易而可以比较金属性，镁铝在氢氧化钠溶液中镁不反应而铝反应是因为氢氧化铝具有两性能溶解于氢氧化钠而氢氧化镁只有碱性不能溶解于氢氧化钠，说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析，C正确；D．上述实验证明了“直接利用金属活动性顺序判断原电池中的正负极”这种做法不可靠，要注意反应的特殊性和明确金属活动性顺序的比较方法，D正确；答案选CD。（5）A电极是原电池的负极，甲烷作还原剂在氢氧化钾介质下氧化为碳酸根离子，该电极反应式为CH4＋10OH-_8e-=CO＋7H2O；F是电解池的阴极，铜离子在该电极得电子还原为铜单质，现象是石墨上有红色固体析出；根据串联电极的电子守恒法可得。19．（13分）（江苏·马坝高中高二期中）完成下列问题(1)工厂烟气(主要污染物、)直接排放会造成空气污染，需处理后才能排放。用氧化。氧化过程中部分反应的能量变化如图所示。①已知

。则转化为的热化学方程式为_______。②其他条件不变时，增加，氧化的反应几乎不受影响，其可能原因是_______。(2)利用如图1装置可将转化为，变废为宝，分别在两极通入和，溶液中向_______极(填“A”或“B”)移动，则该电池总反应方程式为_______。(3)利用电解法处理含氮氧化物的废气。实验室模拟电解法吸收NO，装置如图2所示(均为石墨电极)，电解过程中NO转化为硝酸，请写出阳极的电极反应式为_______；电解总反应方程式为_______。【答案】(1)

△H=-285.2kJ/mol

与反应的活化能比与反应的活化能大得多，其他条件不变时与的反应速率慢（5分）(2)

B

（4分）(3)

（4分）【解析】（1）①已知a：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=−198kJ·mol−1，根据图示可知b：SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)ΔH=−241.6kJ·mol−1。根据盖斯定律，将2×b-a，整理可得2O3(g)=3O2(g)的

ΔH=-285.2kJ/mol；②其他条件不变时，增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多，其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢，因此反应速率几乎不变；（2）电池左侧有硫酸生成，是SO2生成H2SO4的过程，故A极是原电池负极，原电池中阳离子H+向正极移动，故向B极移动；负极反应式为4H2O+2SO2-4e-=2+8H+，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故总反应式为；（3）阳极上NO失电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应式为；阴极上水电离出的氢离子得电子产生氢气4H++4e-=2H2↑，电极总反应式为。20．（14分）（福建·南靖县第一中学高二期中）应用电化学原理，回答下列问题。(1)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装含琼脂的饱和溶液)中离子移动的方向：_______离子移向硫酸锌溶液。(2)乙中正极反应式为_______；若将换成，则负极反应式为_______。(3)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅蓄电池_______极相连接。(4)海水中锂元素储量非常丰富，锂是制造化学电源的重要原料，如电池某电极的工作原理如下图所示：该电池电解质为传导的固体材料。放电时电极是电池的_______极(填“正”或“负”)，电极反应式为_______。(5)应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，进行实验：ⅰ.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小。ⅱ.随后向U形管左侧逐渐加入浓溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小→回到零点→逆向偏移。①实验ⅰ中银作_______极。②综合实验i、ii的现象，得出和反应的离子方程式是_______。【答案】(1)（2分）(2)

（4分）(3)负（2分）(4)

正

（3分）(5)

正

（3分）【解析】（1）阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥中的K+会移向CuSO4溶液，离子移向硫酸锌溶液；（2）正极是氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-，将H2换成CH4，则负极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O；（3）丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极要使硫酸铅变成单质铅，发生还原反应，所以应做电解池的阴极，则与电源的负极相连；（4）根据图示，放电时FePO4得电子发生还原反应生成LiFePO4，所以FePO4是正极，电极反应式为FePO4+e-+Li+=LiFePO4；（5）①亚铁离子失电子发生氧化反应，所以碳是负极，银是正极；②综合实验i、ⅱ的现象，得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是Fe2++Ag+⇌Fe3++Ag。课后测评一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.(山西运城高二月考)下列叙述正确的是()A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B.自然界中钢铁的腐蚀大部分都是吸氧腐蚀C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀D.铜锌原电池工作时,若有13g锌被溶解,电路中就有0.2mol电子通过答案B解析原电池的两极可为金属,也可为金属和非金属,常用石墨作正极,如果是燃料电池,两个电极都可为非金属,A错误;在弱酸性、中性或碱性环境中,钢铁发生吸氧腐蚀,在酸性较强时,钢铁发生析氢腐蚀,自然界中钢铁的腐蚀大部分都是吸氧腐蚀,B正确;锡、铁和电解质溶液构成的原电池中,铁易失电子作负极,锡作正极,所以铁易被腐蚀,C错误;铜锌原电池工作时,若有13g锌被溶解,电路中通过的电子为13g65g·mo2.下列叙述正确的是()A.电解饱和食盐水制烧碱时,Fe作阳极,石墨作阴极B.电解氯化铜溶液时,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量相等C.钢铁在空气中发生电化学腐蚀时,铁作负极D.原电池工作时,阳离子移向电池的负极答案C解析电解饱和食盐水制烧碱时,阳极必须是惰性电极,A错误;电解氯化铜溶液时,实质是电解氯化铜本身,阳极上产生的气体质量和阴极上析出的铜的质量不相等,B错误;钢铁在空气中发生电化学腐蚀,不论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,均是铁作负极,C正确;原电池工作时,阳离子移向电池的正极,D错误。3.利用如图装置电解四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]的水溶液制备四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]。下列说法正确的是()A.电极A上发生还原反应B.产物c是Cl2C.在a处收集(CH3)4NOHD.阳离子交换膜可提高(CH3)4NOH的纯度答案D解析在溶液中(CH3)4NCl完全电离生成(CH3)4N+和Cl-。该电解池中,阳极上发生反应2Cl--2e-Cl2↑,阴极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,中间为阳离子交换膜,则(CH3)4N+通过交换膜进入阴极区生成(CH3)4NOH,所以电极B为阴极,生成的c是氢气,电极A为阳极,发生氧化反应,生成的b为氯气,A、B错误。(CH3)4NOH在阴极区e处收集到,故C错误;阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子通过,可提高(CH3)4NOH的纯度,故D正确。4.化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是()A.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑B.氢氧燃料电池的负极反应:O2+2H2O+4e-4OH-C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应为Cu-2e-Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应:Fe-2e-Fe2+答案A解析在氢氧燃料电池的负极上反应的是氢气;粗铜精炼时,纯铜与电源的负极相连,电极反应为Cu2++2e-Cu;钢铁腐蚀的负极反应是Fe-2e-Fe2+。5.观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是()A.装置①中阳极上析出红色固体B.装置②的待镀铁制品应与电源正极相连C.装置③闭合电键后,外电路电子由a极流向b极D.装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过答案C解析装置①中阳极上氯离子放电生成氯气,故A错误;装置②是电镀装置,待镀铁制品作阴极,应与电源负极相连,故B错误;装置③闭合电键后,a极是负极,因此外电路电子由a极流向b极,故C正确;装置④的离子交换膜只允许阳离子、水分子自由通过,故D错误。6.某小组为研究电化学原理,设计右图装置,下列叙述不正确的是()A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2++2e-CuC.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动答案D7.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是()A.阳极发生还原反应,其电极反应式为Ni2++2e-NiB.电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt答案D解析A项,阳极应发生氧化反应。C项,根据金属活动性顺序和金属阳离子的氧化强弱,阳极反应为Zn-2e-Zn2+、Fe-2e-Fe2+、Ni-2e-Ni2+,Cu、Pt在该条件下不失电子,阴极反应为Ni2++2e-Ni。比较两电极反应,因Zn、Fe、Ni的相对原子质量不等,当两极通过相同的电量时,阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。8.(天津卷)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌—碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是()A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极答案D解析根据离子和电子的移动方向可知,a电极是正极,b电极是负极。放电时,负极电极反应为Zn-2e-Zn2+,正极电极反应为I2Br-+2e-2I-+Br-,显然A、B正确;充电时,b电极电极反应为Zn2++2e-Zn,每增重0.65g转移0.02mole-,根据以上分析,可知溶液中有0.02molI-被氧化,C正确;充电时,阳极接电源正极,故D错误。9.(全国Ⅰ)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整答案C解析外加电流法可使被保护的钢管桩上无腐蚀电流,A项正确;通电后,高硅铸铁为惰性阳极,钢管桩为阴极,外电路电子从阳极流向阴极,B项正确;由于高硅铸铁为惰性阳极,因此应是海水中的OH-失电子,2H2O-4e-O2↑+4H+,因此阳极材料不被损耗,C项错误;用外加电流法进行防腐时,应依据环境条件变化调整电流大小。10.按下图装置实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示()①c(Ag+)②c(AgNO3)③a棒的质量④b棒的质量⑤溶液的pHA.①③B.③④C.①②④ D.①②⑤答案D解析该电解池中,随着电解的进行,c(Ag+)不变,c(AgNO3)不变,溶液的pH不变。因为阳极反应式为Ag-e-Ag+,阴极反应式为Ag++e-Ag,故b棒质量减小,a棒质量增大。二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)11.(辽宁锦州模拟)肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸,但是以其为燃料的燃料电池是一种理想的电池,具有容量大、能量转化率高、产物无污染等特点,其工作原理如图所示,下列叙述正确的是()A.电池工作时,正极附近的pH增大B.当消耗1molO2时,有2molNa+由甲槽向乙槽迁移C.负极反应式为4OH-+N2H4-4e-N2↑+4H2OD.若去掉阳离子交换膜,电池也能正常工作答案AC12.(江苏南京高二月考)下图是半导体光电化学电池光解水制氢的反应原理示意图。在光照下,电子由价带跃迁到导带后,然后流向对电极。下列说法不正确的是()A.对电极的电极反应:2H++2e-H2↑B.半导体电极发生还原反应C.电解质溶液中阳离子向对电极移动D.整个过程中实现了太阳能→化学能→电能的转化答案BD解析由图示分析可知在对电极上发生的反应是水电离出的氢离子得到电子生成氢气,电极反应为2H++2e-H2↑,A说法正确;在光照下,电子由价带跃迁到导带后,然后流向对电极,所以半导体电极为负极,发生氧化反应,B说法错误;阳离子向阴极移动,对电极为阴极,因此电解质溶液中阳离子向对电极移动,C说法正确;对图示过程分析可以知道,该装置是光能转化为电能,电能再转化为化学能的过程,D说法错误,故选BD。13.(全国Ⅲ)一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是()A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x2Li+(1-x2)O2答案D解析放电时,该电池中锂作负极,多孔碳材料作正极,A项错误;放电时,外电路电子由负极流向正极,即由锂电极流向多孔碳材料电极,B项错误;充电时,锂电极作阴极,多孔碳材料电极作阳极,电解质溶液中Li+应向锂电极区移动,C项错误;充电反应与放电反应相反:Li2O2-x2Li+(1-x2)O2,D项正确。14.500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500mL,下列说法正确的是(A.原混合溶液中c(K+)为2mol·L-1B.上述电解过程中共转移4mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5molD.电解后溶液中c(H+)为2mol·L-1答案AB解析两极都收集到标准状况下的22.4L气体,说明阴极上发生的反应依次为:①Cu2++2e-Cu;②2H++2e-H2↑,阳极只生成O2:4OH--4e-O2↑+2H2O,n(H2)=n(O2)=1mol,则n(e-)=4mol,B正确。根据电子转移守恒得,原溶液中n(Cu2+)=1mol,根据电荷守恒有n(K+)+n(Cu2+)×2=n(NO3-),所以n(K+)=1mol,c(K+)=2mol·L-1,A正确。根据Cu析出后,溶液中只有KNO3和HNO3,由电荷守恒可推出c(H+)=4mol·L-1。15.(山东济南高二月考)雾霾中含有大量的污染物SO2、NO。工业上吸收工业尾气中的SO2和NO,获得Na2S2O3和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):下列说法错误的是()A.Na2S2O4中S元素的化合价为+3价B.装置Ⅱ消耗36g水生成4NA个H+(NA代表阿伏加德罗常数)C.装置Ⅲ用甲烷燃料电池进行电解,当消耗24g甲烷时,理论上可再生10molCe4+D.装置Ⅳ获得粗产品NH4NO3的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等答案C解析根据化合物中元素正负化合价代数和等于0可知,Na2S2O4中硫元素的化合价为+3价,A正确;36g水的物质的量是2mol,在装置Ⅱ中发生反应NO+2H2O+3Ce4+3Ce3++NO3-+4H+,NO+H2O+Ce4+Ce3++NO2-+2H+,可见两个反应都是消耗1molH2O,产生2molH+,则反应消耗2molH2O,就产生4molH+,生成H+的数目等于4NA,B正确;24g甲烷的物质的量为n(CH4)=24g16g·mol-1=1.5mol,在碱性甲烷燃料电池中,通入甲烷的电极为负极,失去电子发生氧化反应,电极反应为CH4-8e-+10OH-CO32-+7H2O,1molCH4反应失去8mol电子,则1.5molCH4完全反应转移电子的物质的量为n(e-)=8×1.5mol=12mol,由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以当消耗24g甲烷时,理论上可再生12molCe4+,C错误;由于三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时,M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:(1)M电极的材料是,其电极名称是,

N的电极反应式为,

乙池的总反应是,

通入甲烷的铂电极的电极反应式为

。

(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气L(标准状况下),若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池溶液的H+的浓度为。

答案(1)铁阴极4OH--4e-O2↑+2H2O4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑CH4+10OH--8e-CO32-+7H2(2)0.2240.1mol·L-117.(12分)如图装置所示,C、D、E、F都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。请回答:(1)B极是电源的,一段时间后,甲中溶液颜色。

(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为。

(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应是,电镀液是溶液。

(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生的总反应的离子方程式为。

答案(1)负极变浅(2)1∶2∶2∶2(3)铜件AgNO3(4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+解析(1)F极附近溶液呈红色,说明F极是阴极,产生了NaOH,则B极是电源的负极。(2)甲中,C极为阳极,阳极发生氧化反应:4OH--4e-2H2O+O2↑;D极为阴极,阴极发生还原反应:2Cu2++4e-2Cu。乙中,E极为阳极,电极反应为4Cl--4e-2Cl2↑,F极为阴极,电极反应为4H++4e-2H2↑。甲、乙串联,转移电子的数目相同,故C、D、E、F电极产生单质的物质的量之比为n(O2)∶n(Cu)∶n(Cl2)∶n(H2)=1∶2∶2∶2。(3)H极与电源负极相连,H极为阴极,电镀时,镀件应作阴极,即H应该是镀件,电镀液可以是AgNO3溶液。(4)若C电极为铁,铁为活性电极,阳极反应为Fe-2e-Fe2+,阴极反应为Cu2++2e-Cu,总反应为Fe+Cu2+Cu+Fe2+。18.(10分)金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。已知:铬能与稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铬(CrSO4)。(1)铜和铬构成的原电池装置如图1所示,其中盛有稀硫酸的烧杯中出现的现象为。盐桥中装的是含饱和KCl溶液的琼胶,下列关于该原电池的说法正确的是(填序号)。

A.盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持溶液呈电中性,凡是有盐桥的原电池,盐桥中均可以盛装含饱和KCl溶液的琼胶B.理论上溶解1molCr,盐桥中将有2molCl-进入左烧杯中,2molK+进入右烧杯中C.在原电池反应中H+得电子发生氧化反应D.电子从铬电极通过导线到铜电极,又通过盐桥转移到左烧杯中(2)铜和铬构成的另一原电池装置如图2所示,铜电极上不再有图1装置中铜电极上出现的现象,铬电极上产生大量气泡,且气体遇空气呈红棕色。写出该原电池正极的电极反应:。

(3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)常见的处理方法是电解法。将含Cr2O72-的废水通入电解槽内,用铁作阳极,在酸性环境中,加入适量的NaCl进行电解,使阳极生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,其离子方程式为。阴极上Cr2O72-、H+、Fe3+答案(1)铜电极上有气泡生成B(2)4H++NO3-+3e-NO↑+2H2O(3)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2OCr2O72-+14H++6e-解析(1)根据题中信息可知在图1装置中,铬失去电子生成Cr2+,氢离子在铜电极上得到电子生成氢气,故现象为铜电极上有气泡生成。若原电池的盐桥中盛装的是含饱和氯化钾溶液的琼胶,且电解质溶液中的溶质是硝酸银,则电解过程中会生成氯化银沉淀堵塞盐桥使离子移动不畅,盐桥中可换成含饱和KNO3溶液的琼胶,故A项错误;由电子守恒可知,溶解1molCr转移2mol电子,左烧杯中增加2mol正电荷,右烧杯中减少2mol正电荷,盐桥中将有2molCl-进入左烧杯中,2molK+进入右烧杯中,故B项正确;在原电池反应中氢离子得到电子发生还原反应,故C项错误;导线中发生移动的是电子,电解质溶液中发生移动的是离子,故电子无法通过盐桥转移到左烧杯中,故D项错误。(2)由实验现象可知,在图2装置中铬电极作正极,硝酸根离子在铬电极上得到电子发生还原反应转化为NO,所以正极电极反应为4H++NO3-+3e-NO↑+2