第四章《化学反应与电能》测试题--高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.docx

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1、第四章化学反应与电能测试题一、单选题（共12题）1混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示：其中M为储氢合金，为吸附了氢原子的储氢合金，溶液作电解液。关于镍氢电池，下列说法正确的是A充电时，阴极附近降低B发电机工作时溶液中向甲移动C放电时正极反应式为：D电极总反应式为：2点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，下列说法正确的是A为防止孔蚀发生可以将外接电源正极与金属相连B蚀孔外每吸收2.24LO2，可氧化0.2molFeC由于孔蚀中Fe3+水解导致电解质酸性增强D孔隙中可以发生析氢腐蚀3下列用来表示物质变化的化

2、学用语中，正确的是（）A碱性氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-B粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+C用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl-2e-=Cl2D钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+4锂资源短缺而钠资源丰富，使钠离子电池成为弥补锂不足的替代研究对象。2020年9月和2021年7月，我国两家企业率先发布钠离子商用电池，在国际竞争中领先。某种钠离子电池放电时的工作原理如图。假定电极材料及反应设计为：。下列叙述正确的是A钠离子电池较锂离子电池具有更高的能量密度B放电时，负极的电极反应式为：C隔膜

3、为阳离子交换膜且孔径应比锂离子电池隔膜的孔径小D充电、放电时，钠离子均向电势更高的电极移动5如图所示，下列对于该原电池的叙述正确的是A铜是负极，铜片上有气泡产生B铜片质量逐渐减小C电流从锌片经导线流向铜片D氢离子在铜片表面被还原6一氧化氮空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是A电极I为负极，在工作时该电极上发生氧化反应B电极II上发生的电极反应式为：O2+4H+4e-=2H2OC电池工作时H+穿过质子交换膜向右侧(电极II)迁移D若过程中产生2molHNO3，则消耗O2的体积为33.6L7500mLKCl和Cu(

4、NO3)2的混合溶液中c(Cu2+)=0.2molL-1，用石墨作电极电解此溶液，通电一段时间后，两电极均收集到5.6L(标准状况下)气体，假设电解后溶液的体积仍为500mL，下列说法正确的是A原混合溶液中c(Cl-)=0.3molL-1B上述电解过程中共转移0.5mol电子C电解得到的无色气体与有色气体的体积比为3：7D电解后溶液中c(OH-)=0.2molL-18下列变化中属于原电池反应的是A铁锈可用稀盐酸洗去B在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜C红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D在Fe与稀H2SO4反应时，加几滴CuSO4溶液，可加快H2的产生9我国科学家成功研制出二次电池，在

5、潮湿条件下的放电原理为，模拟装置如图所示(已知放电时，由负极向正极迁移)。下列说法正确的是A放电时，电流由镁极经外电路流向石墨极B放电时，正极的电极反应式为C充电时，阴极上放出，发生还原反应D充电时，当阳极质量净减12g时，转移了4mol电子10利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是A电解过程中，H+由a极区向b极区迁移B电极b上反应为CO2+8HCO-8e-=CH4+CO+2H2OC电解过程中化学能转化为电能D电解时Na2SO4溶液浓度保持不变11下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是选项实验目的实验操作A测定溶液的用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的pH试纸上B称取2.0

6、g固体先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上放2g砝码，左盘上添加固体C检验溶液中是否含有取少量待测液于试管中，加入溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体D验证铁的吸氧腐蚀将铁钉放入试管中，用盐酸浸没AABBCCDD12美国亚利桑那州大学和阿贡国家实验室的科学家最近设计出生产氢气的人造树叶，原理为2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)。有关该反应的说法错误的是（）A没有人造树叶和太阳能的作用该反应不能自发进行B该反应最终是将太阳能转化为电能C该反应为充分利用太阳能开辟了广阔前景D氢能是理想的绿色能源二、非选择题（共10题）13.某研究性学习小组用粗铜(含杂质Fe)与过量氯气反应得到固体

7、，用稀盐酸溶解，然后加试剂调节溶液的pH，经系列操作可得氯化铜晶体。请回答：(1)电解精炼粗铜时，阴极发生的电极反应为_。(2)调节溶液pH的合适试剂为_。ACuOBNa2CO3CCu2(OH)2CO3D稀氨水(3)在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热后生成CuCl沉淀，写出离子方程式_。II.有A、B、C、D四种短周期元素，其原子序数依次增大。A、B可形成A2B和A2B2两种化合物，B、C同主族且可形成CB2和CB3两种化合物。回答下列问题：(4)A2B的电子式_；A2B2的电子式_。(5)CB2通入A2B2溶液中可被氧化为W，用W的溶液(体积1L，假设变化前后溶液

8、体积变化忽略不计)组装成原电池(如图所示)。在b电极上发生的反应可表示为：PbO2+4H+SO+2e-=PbSO4+2H2O，则在a电极上发生的反应可表示为_。(6)金属元素E是中学化学常见元素，位于元素周期表的第四周期。该元素可与D形成ED2和ED3两种化合物。将E的单质浸入ED3溶液中，溶液由黄色逐渐变为浅绿色，该反应的离子方程式为_。(7)依据(6)中的反应，可用单质E和石墨为电极设计一个原电池(如图)，则在该原电池工作时，石墨一极发生的反应可以表示为_。14短周期元素X、Y、M、N是同周期主族元素，M元素形成的某种单质具有强氧化性，可用于杀菌消毒。四种元素与锂组成的盐是一种新型的锂离子

9、电池的电解质，结构如图所示(“”表示配位键，指共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应)。回答下列问题：(1)Y元素在元素周期表中的位置_，该元素形成的一元弱酸H3YO3能促进水的电离，原因是_(用离子方程式表示)。(2)X、M形成的简单离子半径大小关系为_(用离子符号表示)；X、M形成的某种气态化合物MX2具有强氧化性，能与水缓慢反应，写出该反应的化学方程式_。(3)M、N能形成某种无色无味的有毒气体A，当其浓度达到一定数值将对人体产生致命伤害。如图所示装置能测定该物质的浓度，电解质为氧化钇氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动，传感器中的电流越大，则该有毒气体A的浓度越

10、大，则a电极的电极反应式为_。15饮用水中含有砷会导致砷中毒，水体中溶解的砷主要以As( )亚砷酸盐和As(V)砷酸盐形式存在。(1)砷与磷为同一主族元素，磷的原子结构示意图为_。(2)根据元素周期律，下列说法正确的是_(填字母代号)。a.最高价氧化物对应水化物的酸性：SPAsb.原子半径：SPAsc.非金属性：SPAs(3)关于地下水中砷的来源有多种假设，其中一种认为是富含砷的黄铁矿(FeS2)被氧化为Fe(OH)3，同时生成SO42-，导致砷脱离矿体进入地下水。FeS2被O2氧化的离子方程式为_。 (4)去除水体中的砷，可先将As( )转化为As(V)，选用NaClO可实现该转化。已知：投

11、料前水样pH=5.81，0.1 mol/L NaClO溶液pH=10.5，溶液中起氧化作用的物质是次氯酸。研究NaClO投加量对As()氧化率的影响得到如下结果：产生此结果的原因是_。(5)强阴离子交换柱可以吸附以阴离子形式存在的As(V)，从而达到去除As的目的。已知：一定条件下，As(V)的存在形式如下表所示：pHF- OF2+H2O=2HF+O2(3)CO-2e-+O2-=CO2【解析】X、Y、M、N是同周期主族元素，M的最外层电子数是Y次外层电子数的3倍，Y的次外层电子数只能为2，则四种元素都位于第二周期，M的最外层电子数为6，则M为O；四种元素与锂组成的盐是一种新型的锂离子电池的电解

12、质，N可形成4个共价键，Y可形成3个共价键和1个配位键，则N为C、Y为B，X可提供电子对，且易得到1个电子，则X为F，即X、Y、M、N分别为F、B、O、C。(1)由上述分析可知，Y为B，在元素周期表中的位置是第二周期第A族，一元弱酸H3BO3发生水解反应，能促进水的电离，离子方程式为：H3BO3+H2OB(OH)+H+；(2)X、M形成的简单离子分别为F-、O2-，电子层数相同核电荷数越大的离子半径越小，所以半径：O2-F-，氧化性FO，则OF2与水反应生成HF和O2，反应的化学方程式：OF2+H2O=2HF+O2；(3)a极电子流出，则为负极，CO在负极失电子生成二氧化碳，则负极的电极反应式

13、为：CO+O2-2e-=CO2。15 ac 4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8SO42-+16H+ 起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液显碱性，当NaClO投加量增大时，NaClO溶液浓度增大，溶液碱性增强，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As()氧化率降低 HClO+H3AsO3=H2AsO4-+Cl-+2H+【解析】（1）磷位于第三周期第VA族，原子序数为15，故原子结构示意图为。（2）同周期元素随原子序数递增，原子半径减小，元素非金属性增强，最高价氧化物对应水化物的酸性增强；同主族元素随原子序数递增，原子半径增大，元素非金属性减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性减

14、弱；S和P同周期，原子序数SP；P和As同主族，原子序数AsP，所以最高价氧化物对应水化物的酸性：SPAs；原子半径：AsPS；非金属性：SPAs，故a、c正确，b错误。（3）由题意，FeS2被O2氧化为Fe(OH)3，同时生成SO42-，根据原子守恒，水应参与反应，故离子方程式为：4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8SO42-+16H+。（4）由图可得，随着NaClO投加量的增大，As()氧化率降低，由题意，溶液中起氧化作用的物质是次氯酸，而NaClO溶液显碱性，当投加量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As()氧化率降低。（5）

15、由已知溶液中起氧化作用的物质是次氯酸，pH=6时，NaClO溶液中生成HClO，又由表中数据可得pH=6时，As(V)的存在形式为H2AsO4-，所以pH=6时NaClO氧化亚砷酸(H3AsO3)的离子方程式是：HClO+H3AsO3=H2AsO4-+Cl-+2H+。16(1)Al(2)NO+e-+2H+ =NO2+H2O(3)(4)减小(5)2【解析】(1)由、氢氧化钠溶液组成原电池，镁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠能发生氧化还原反应，故其负极材料为铝；(2)由、浓硝酸组成原电池，铝和浓硝酸会钝化阻碍反应进行，铜和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化氮和硝酸铜，故其正极为铝，硝酸根离子在正极得到

16、电子发生还原反应，NO+e-+2H+ =NO2+H2O；(3)以熔融碳酸盐为电解质，则该熔融盐电池负极的电极上乙醇失去电子发生氧化反应生成二氧化碳气体，反应式为；(4)放电时负极上锌失去电子发生氧化反应，反应消耗氢氧根离子，碱性变弱，则附近溶液的减小；(5)放电时正极得到发生还原反应，故每转移电子，有2物质被还原。17 2FeCl3+Fe=3FeCl2 BD 铜 Cu2+2e-=Cu 0.08 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(其他合理答案也可)【解析】(1)铁锈的主要成分是Fe2O3，与盐酸反应生成FeCl3，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，该反应属

17、于化合反应；(2) AFe是金属，比石墨活泼，作为原电池的负极，被腐蚀，A不符合题意；BZn比Fe活泼，作为原电池的负极，被腐蚀，可以保护Fe棒，B符合题意；CFe棒浸入水中，水中溶解的氧气会使Fe发生吸氧腐蚀，C不符合题意；DFe棒作为电解池的阴极，属于外加电源的阴极保护法，可以保护Fe棒，D符合题意；故选BD；(3)电镀池中，铁上镀铜，待镀金属为铁，做阴极，镀层铜做阳极，故A极的材料为Cu；根据电极反应：阳极Cu-2e-=Cu2+，阴极Cu2+2e-=Cu，可知阳极被氧化的铜和阴极析出的铜相等，两极相差5.12g时，两极的质量变化均为2.56 g，转移电子的物质的量为2=0.08 mol；

18、根据金属活动性：ZnFeCu，铁比铜活泼，镀铜铁的镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀，而镀锌铁的镀层破坏后，Zn为原电池的负极，被腐蚀，正极的Fe不会被腐蚀；18 负 a【解析】(1)根据图示可知，Zn失去电子变成，与溶液中的结合形成，所以Zn电极为负极；A区域的电解质为KOH，B区域的电解质为，C区域的电解质为，故答案为：负；(2)负极的电极反应式为，正极的电极反应式为，总反应的离子方程式为，故答案为：；(3)A区域中，发生反应变为，为了维持溶液呈电中性，多余的通过离子交换膜进入B区域，因此a膜为阳离子交换膜，故答案为：a。19 0.4 NA=【解析】已知高能锂离子电

19、池的总反应式为：2Li+FeS=Fe+Li2SLiPF6SO(CH3)2为电解质，金属锂在负极发生氧化反应，锂做负极；Y为电源的正极，为FeS，发生还原反应；与X极相连的为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应式：2H+2e-=H2；与Y极相连的为电解池的阳极，发生氧化反应，电极反应式：2I-2e-=I2，为了维持乙池溶液中电荷守恒，溶液中的钾离子通过阳离子交换膜进入到甲池中，溶液质量增加为钾离子和氢离子的质量差。金属锂在负极发生氧化反应，极反应式为：Li-e-=Li+，当电极X减少2.8g时，锂的摩尔质量为7g/mol，所以消耗的n(Li)=0.4mol，转移电子为0.4mol；甲池为电解池的

20、阴极，发生还原反应，电极反应式：2H+2e-=H2；阳极发生氧化反应，电极反应式：2I-2e-=I2，为了维持乙池溶液中电荷守恒，根据电荷守恒规律，乙池中的钾离子通过阳离子交换膜进入到甲池中，所以甲池增重的质量为钾离子与氢离子的质量差，1mol钾离子与1mol氢离子的质量差值为39g-1g=38g，即阴极溶液质量每增加38g，转移电子为1mol，现题给转移电子mol时，溶液质量增加mg，所以根据，所以NA=。20 原电池 O2+4H+4e-=2H2O 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3 280 0.05NA F 增大【解析】A极加入CH3OH，B极通入O2，则该电池为燃料电池

21、，其中A极为负极，B极为正极；从而得出乙池、丙池为电解池，其中C极与电源的正极相连，做阳极，D极做阴极；E极与阴极相连，为阳极，F极为阴极。(1)由以上分析可知，甲池为原电池，通入O2电极为正极，O2得电子产物与H+反应生成H2O，电极反应式为O2+4H+4e-=2H2O。答案为：原电池；O2+4H+4e-=2H2O；(2)乙池中C(石墨)电极与电源正极相连，为电解池的阳极，用惰性电极电解硝酸银溶液，生成银、氧气和硝酸，总反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3。答案为：阳极；4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3；(3)乙池中，D极生成Ag，质量为5.4g，n

22、(Ag)=0.05mol，依据得失电子守恒，可建立如下关系式：4AgO24e-，则甲池中理论上消耗O2的体积为=280mL(标准状况)，转移的电子数为0.05mol NAmol-1=0.05NA。答案为：280；0.05NA；(4)丙池中，F极为阴极，Cu2+在该电极上得电子生成Cu，所以F极析出铜。答案为：F；(5)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，开关闭合一段时间后，发生反应2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2，所以丙中溶液的pH将增大。答案为：增大。21 放热 75% 负 2CO2+8H2O+12e=C2H4+12OH 1.12【解析】(1) 化学平衡常数表达式各生成物（固体除外）浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度（固体除外）的化学计量数次幂的乘积所得的比值，故某温度下某反应的化学平衡常数表达式为，故答案为：；(2)已知 平衡常数 平衡常数 平衡常数由平衡常数表达式定义可得，所以。再由盖斯定律得，化学方程式=