【化学试卷】化学反应与电能单元测试题 2022-2023学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1.docx

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1、第四章 化学反应与电能 单元测试题一、单选题1单液流锌镍电池以其成本低、效率高、寿命长等优势表现出较高的应用价值，电解液为ZnO溶解于碱性物质的产物Zn(OH)，总反应为Zn+2NiOOH+2H2O+2OH-Zn(OH)+2Ni(OH)2，电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是A充电时，锌极发生的电极反应为Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-B放电时，镍极发生的电极反应为NiOOH+H2O+4e-=Ni(OH)2+OH-C充电时，阴离子从镍极区向锌极区移动，在锌极上反应生成Zn(OH)D利用循环泵驱动电解液进行循环流动，可有效提高电池能量效率2苯酚是一种重要的化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、

2、染料、医药、农药等。我国目前工业上采用磺化法和异丙苯法制取苯酚。化工厂的含酚废水对生物具有毒害作用，会对水体造成严重污染。对于高浓度的酚类废水，可以通过萃取或吸附等方法对酚类物质进行提取回收，浓度非常小没有回收价值的废水，可以使用生物处理法或化学法进行处理。苯酚在芳香烃和酯类溶剂中的分配系数分别为1.2 -2.0，2750(分配系数指苯酚在萃取剂和水中的浓度比)。利用K2Cr2O7处理含苯酚废水的装置如下图所示，其中a为阳离子交换膜、b为阴离子交换膜。处理后的废水毒性降低且不引入其它杂质。工作一段时间后，下列说法错误的是A正极区溶液的pH变大B高温下处理含苯酚废水的效率更高C中间室NaCl的物

3、质的量保持不变DM极的电极反应式：C6H5OH + 11H2O-28e-=6CO2+28H+3如图为甲烷燃料电池示燱图。其电池反应方程式为：，下列说法正确的是Aa作正极Bb电极上，发生氧化反应C电池工作时，电子由a电极经过电解质溶液移向b电极D正极的电极反应为：4如图是带有盐桥的原电池装置图，正负极材料为活泼性不同的金属，盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液。下列说法正确的是A电极材料金属性强弱：正极负极B电池工作时，盐桥中的K+移向左边烧杯C将盐桥从装置中取出，电流表指针仍然发生偏转D负极区可由Cu和CuSO4溶液组成5钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制

4、备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是A工作时，室和室溶液的pH均增大B生成2 mol Co，室溶液质量理论上减少32 gC移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变D电解总反应：6肼(N2H4)暴露在空气中容易爆炸，但利用其作燃料电池是一种理想的电池，具有容量大、能量转化效率高、产物无污染等特点，其工作原理如图所示，下列叙述错误的是A电池工作时，正极附近的pH升高B当消耗1molO2时，有2molNa+由甲槽向乙槽迁移C负极反应为4OH-+N2H4-4e-=N2+4H2OD若去掉离子交换膜电池不能正常工作7锌一空气电池(原理如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。

5、该电池工作时下列说法正确的是A该电池放电时OH-向石墨电极移动B电池工作时电子从负极石墨电极移向正极Zn电极C石墨电极上发生还原反应，电极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-D反应前后电解质溶液KOH浓度增大8一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是A反应，每消耗转移电子B电池工作时，向电极B移动C电极A上参与反应的电极方程式为D电极B上发生的电极反应为9如图所示，装置甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置乙实现铁棒上镀铜，下列说法中正确的是Ab处应通入，发生氧化反应B装置乙中阴极质量变化12.8 g，则装置甲中理论上消耗甲烷1.12 L(标准状况)C

6、电镀结束后，装置乙中的物质的量浓度变小D装置甲中通甲烷的一极电极反应式为10一种镁空气电池装置如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。则下列说法中错误的是A电流从b出发经外电路到aB活性炭可以加快在电极上的反应速率C负极反应式为D当电路中转移1mol电子时，可消耗标准状况下5.6L112020年中科院研究所报道了一种高压可充电碱-酸混合电池，电池采用阴、阳双隔膜完成离子循环(如下图)，该电池良好的电化学性能为解决传统水性电池的关键问题提供了很好的机会。下列说法不正确的是A充电时，d极发生氧化反应B离子交换膜b、c分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜C放电时a极的电极反应

7、为：D放电时，每转移2mol电子，中间溶液中溶质减少1mol12某钠离子电池结构如图所示，充电时Na+得电子成为Na嵌入硬碳中。下列说法正确的是A电池放电时，电子由电极B经电解质溶液流入电极AB放电时，外电路通过0.1mol电子时，电极B损失4.6gNa+C理论上，该电池在充，放电过程中，溶液中的钠离子浓度始终不变D充电时，电极A上发生的电极反应为NaTMO2+xe-=Na1-xTMO2+xNa+13用下图所示的实验装置，按下列实验设计不能完成的实验是选项实验目的实验设计A减缓铁的腐蚀X为石墨棒，溶液含，开关K置于A处B模拟铁的吸氧腐蚀X为锌棒，溶液含，开关K置于B处C在铁棒上镀铜X为铜棒，溶

8、液含，开关K置于A处D比较铁和铜的金属活动性强弱X为铜棒，溶液含，开关K置于B处AABBCCDD14如下流程可实现和NO综合处理并获得保险粉()和硝铵。下列说法错误的是A若装置I中得到比较纯的，此时溶液呈酸性B装置II中发生的离子反应一定为：C装置III中生成与的物质的量之比为D上述流程中可以循环利用二、非选择题15硫化氢广泛存在于燃气及废水中，热分解或氧化硫化氢有利于环境保护并回收硫资源。回答下列问题：(1)写出的电子式：_。(2)与溶液反应可生成两种酸式盐，该反应的离子方程式为_。(3)氯气可用于除去废水中，写出反应的化学方程式：_。(4)将含尾气的空气按一定流速通入酸性溶液中，可实现含尾

9、气的空气脱硫。在溶液吸收的过程中也发生了反应，溶液中的及被吸收的随时间t的变化如图所示。时刻前，溶液中减小速率较快，时刻后，溶液中基本不变，其原因是_。预测时刻后，的物质的量变化趋势，并在图中补充完整。_(5)科学家设计出质子膜燃料电池，实现了利用废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜燃料电池的结构如图所示。电极b极为_(填“正极”或“负极”)，写出该电极的电极反应式：_。电池工作时，经质子膜进入_(填“a极”或“b极”)区。16电解池在生产中有广泛的应用。I.氯碱工业：用阳离子交换膜法电解饱和食盐水的装置如图所示；(1)该装置中发生还原反应的电极是_极，该电极反应式为_。(2)溶液中通过阳离子

10、交换膜的微粒是_(写离子符号)，该微粒在溶液中定向移动的方向为阴极区_阳极区 (填写或)，电解槽右侧B出口的产物为_(写化学式)。(3)电解槽中发生反应的离子方程式为_。II.工业上制得活泼金属常用电解法，制备金属钠常用电解熔融氯化钠；(4)金属镁的工业制备是电解熔融_(选填或MgO)，为什么？_。(5)工业制备金属铝是通过石墨电极熔融电解氧化铝，写出相关反应的化学方程式_，在电解的同时还需要加入冰晶石，它的作用是_。17含硫和铁的多种化合物可作为原电池材料，按照要求回答下列问题：I.依据氧化还原反应设计的原电池如图所示。(1)电解质溶液是_(填化学式)溶液。(2)Cu电极上发生的电极反应为_

11、。(3)石墨电极上发生反应的类型为_(填“氧化”或“还原”)反应。(4)当有1.6g铜溶解时，通过外电路的电子的物质的量为_。II.目前锡硫电池的研究获得突破，该电池的总反应是，放电时其工作原理如图所示。(5)充电时，其能量转化方式为_。(6)放电时，阳离子交换膜中向_(填“M”或“N”)极移动。(7)放电时，0.2mol 转化为时，流经导线的电子的物质的量为_。18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。已知。则转化为的热化学方程式为_。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

12、)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_。试卷第11页，共11页学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司参考答案：1C【分析】由总反应可知，放电时锌极上锌失去电子发生氧化反应为负极，镍极的NiOOH得到电子发生还原反应为正极；【详解】A充电时，锌极为阴极，电极反应为，A正确；B放电时，镍极为正极，电极反应为，B正确；C充电时，镍极为阳极

13、，阴离子从锌极区向镍极区移动，在锌极上得电子生成金属锌，C错误；D利用循环泵驱动电解液使其通过输送管道在电池反应槽与储液罐之间循环流动，可有效抑制电池内部电解液的浓度差造成的影响，从而提高电池能量效率，D正确。故选C。2B【分析】由图可知，苯酚失去电子发生氧化反应为负极，；重铬酸根离子得到电子发生还原反应为正极，；【详解】A由分析可知，正极区生成氢氧根离子，溶液pH变大，A正确； B高温下微生物失去活性，导致处理含苯酚废水的效率变低，B错误；Ca为阳离子交换膜，氢离子通过a进入中间室；b为阴离子交换膜，氢氧根离子通过b进入中间室，氢离子与氢氧根离子生成水，中间室NaCl的物质的量保持不变，C正

14、确； D由分析可知，M极的电极反应式：C6H5OH + 11H2O-28e-=6CO2+28H+，D正确；故选B。3D【分析】甲烷燃料电池中CH4在负极反应，故a电极为负极，b电极为正极，负极的CH4失电子发生氧化反应生成碳酸根，正极氧气得电子，电极反应为：【详解】A根据分析，a作负极，A错误；Bb电极为正极，O2得电子发生还原反应，B错误；C电池工作时，电子由a电极流出沿导线流向b电极，C错误；D正极上氧气发生还原反应，电极反应为：，电极反应式正确，D正确；故选D。4D【详解】A金属强的往往作为负极失电子发生氧化反应，金属性强弱：负极正极，A项错误；B原电池中带正电的离子移向正极，即K+移向

15、右边烧杯，B项错误；C取出盐桥后，电池不能形成闭合回路，没有电流，C项错误；D若负极区为Cu和CuSO4溶液，正极区为Ag、AgNO3溶液可组成原电池，D项正确；故选D。5D【详解】A由分析可知，左边为阳极，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由室向室移动，使室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，故A错误；B由分析可知，阴极生成2 mol钴，阳极有2 mol水放电生成1mol氧气和4mol氢离子，4mol氢离子穿过阳离子交换膜进入室，则室溶液质量减少36 g，故B错误；C若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化

16、，故C错误；D由分析可知，阳极是是中氢氧根失去电子，阴极是钴离子得到电子，则电解总反应为，故D正确。综上所述，答案为D。6B【分析】从图中可以看出，通入N2H4的电极为负极，通入O2的电极为正极。在负极，N2H4失电子产物与电解质反应生成N2等；在正极，O2得电子产物与水反应生成OH-等。【详解】A电池工作时，正极发生反应O2+2H2O+4e-=4OH-，则正极附近溶液的pH升高，A正确；B当消耗1molO2时，正极生成4molOH-，则有4molNa+由负极向正极迁移，B错误；C在负极，N2H4失电子产物与电解质反应生成N2等，则负极反应为4OH-+N2H4-4e-=N2+4H2O，C正确；

17、D若去掉离子交换膜，则N2H4与O2直接接触，从而发生爆炸，电池不能正常工作，D正确；故选B。7C【详解】Zn转化为ZnO，Zn电极发生氧化反应，Zn电极做负极，石墨电极做正极；A阴离子向负极移动，Zn做负极即向Zn电极移动，A项错误；B电子从负极沿导线到正极，电子从负极Zn电极移向正极石墨电极，B项错误；C石墨电极是正极，发生还原反应，氧气得电子，电极方程式为，C项正确；D总反应方程式为反应前后电解质溶液KOH浓度不变，D项错误；答案选C。8D【分析】分析该燃料电池，可以得出电极A为电池负极，电极B有氧气通入，电极B为正极。【详解】A没有说明是标准状况下的，不可以使用气体摩尔体积22.4L/

18、mol，A错误；B根据分析可得电极B为正极，根据原电池的性质，碳酸根离子是阴离子应该向负极移动，即向电极A移动，B错误；C体系中的电解质没有OH-，且由原理图可知产物为CO2和H2O，正确的电极方程式应为，C错误；D电极B为正极，由图可知二氧化碳和氧气参加电极反应，生成物的碳酸根又继续充当电解质，电极反应为，D正确； 故选D。9B【分析】装置甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置乙实现铁棒上镀铜，则铜为阳极，铁棒为阴极，则a通入甲烷，b通入氧气。【详解】A根据前面分析b处应通入，发生还原反应，故A错误；B装置乙中阴极质量变化12.8 g即生成0.2mol铜，转移0.4mol电子，

19、根据电路中电子转移数目相同，则装置甲中理论上消耗甲烷0.05mol即1.12 L(标准状况)，故B正确；C阳极铜失去电子变为铜离子，阴极铜离子得到电子变为铜单质，电镀结束后，装置乙中的物质的量浓度不变，故C错误；D装置甲中通甲烷的一极电极反应式为，故D错误。综上所述，答案为B。10C【分析】Mg、活性炭和KOH浓溶液构成原电池，Mg易失电子作负极，C作正极，负极电极反应式为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池反应式为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。【详解】A由上述分析可知，a为负极，b为正极，原电池工作时，电流由正极流向负极，即电

20、流从b出发经外电路到a，故A正确；B活性炭可吸附氧气，使正极上氧气的浓度增大，加快O2在正极上的反应速率，故B正确；C由上述分析可知，负极的电极反应式为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2，故C错误；D根据O24e-可知，当电路中转移1mol电子时，消耗0.25mol氧气，标况下体积为0.25mol22.4L/mol=5.6L，故D正确；故答案选C。11D【分析】由图可知，放电时，a极为负极，电极反应式为，d极为正极，电极反应式为PbO22eSO4HPbSO42H2O，充电时，a极为阴极，d极为阳极，据此作答。【详解】A充电时，d极为阳极，发生氧化反应，故A正确；B放电时，负极区氢氧根离子被

21、消耗，钾离子透过b膜向右迁移，故b膜为阳离子交换膜，正极区氢离子消耗量大于硫酸根离子，硫酸根离子透过c膜向左迁移，故c膜为阴离子交换膜，故B正确；C放电时，a极为负极，电极反应式为，故C正确；D放电时，每转移2mol电子，中间K2SO4溶液中溶质增加1mol，故D错误；故答案选D。【点睛】本题考查可充电电池，题目难度中等，能依据图像和题目信息准确判断正负极和阴阳极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。12C【详解】A由充电时Na+得电子成为Na嵌入硬碳中可知，充电时B为阴极，则放电时为负极，电池放电时，电子由电极B经导线流入电极A，A错误；B放电时，外电路通过0.1mol电子时，电极B脱掉0.

22、1mol Na+损失2.3g，B错误；C理论上，充电时Na+得电子成为Na嵌入硬碳中，同时在阳极，放电时与该过程相反，所以该电池在充、放电过程中，溶液中的钠离子浓度始终不变，C正确；D充电时，电极A上发生的电极反应为，D错误； 故选C。13B【详解】AX为石墨棒，溶液含，开关K置于A处，铁棒为阴极，得到保护，可以减缓铁的腐蚀，故A正确；BX为锌棒，溶液含，开关K置于B处，锌失去电子是负极，铁作为正极被保护，无法模拟铁的吸氧腐蚀，应该铁作为负极，中性溶液才可以模拟吸氧腐蚀，故B错误；C在铁棒上镀铜，铜棒要是阳极，电解质要是含铜离子的溶液，X为铜棒，溶液含，开关K置于A处，符合要求，故C正确；DX

23、为铜棒，溶液含，开关K置于B处，铁失去电子，氢离子在铜棒上得到电子产生气泡，可以证明金属铁的活动性大于铜的，故D正确；故选：B。14B【分析】NO和二氧化硫通入装置I中，加入NaOH溶液，其中二氧化硫被吸收生成亚硫酸氢钠，NO与NaOH不反应，NO进入装置II中与Ce4+发生氧化还原反应生成和、；反应后溶液在装置III电解槽中进行电解，转化为，电解后溶液进入装置IV中，通入氨气和氧气，生成硝酸铵，据此分析解答。【详解】A电离大于水解使溶液呈酸性，故A正确；B装置II中生成的、物质的量不一定相等，故B错误；C装置III中发生与反应生成与，根据得失电子守恒，与的物质的量之比为；故C正确；D装置II

24、I中生成的加入到装置II中继续参与反应，实现了循环利用，故D正确；故选：B。15(1)(2)+=HCO+HS-(3)Cl2+=2HCl+S(4) 时刻前，溶液中较大，与反应速率较快，反应得到的逐渐增大，并被空气中的氧气氧化得到，消耗的反应速率与生成反应速率近似相等，所以时刻后，溶液中基本不变 (5) 正极 O2+4H+4e-= 2H2O； b极【详解】（1）是共价化合物，其电子式是；（2）与溶液反应可生成两种酸式盐，该反应的离子方程式为+=HCO+HS-；（3）氯气可用于除去废水中，根据氧化还原反应的特点可写出反应的化学方程式：Cl2+=2HCl+S；（4）酸性具有一定的氧化性，具有一定的还原

25、性，两者发生反应如下：2+=2+S+2HCl，还原性较强，能被空气中的氧气氧化生成。分析图像，时刻前，溶液中减小速率较快，时刻后，溶液中基本不变，其原因可能是时刻前，溶液中较大，与反应速率较快，反应得到的逐渐增大，并被空气中的氧气氧化得到，消耗的反应速率与生成反应速率近似相等，所以时刻后，溶液中基本不变；时刻后，溶液体积不变，溶液中浓度不变，即依然不断通过反应2+=2+S+2HCl消耗，通过生成，该过程中H2S不断被消耗，所以被吸收的不断增大，故预测时刻后，的物质的量变化趋势是不断增多，图像如下：（5）转化为S2的一极，硫元素化合价升高，该极为负极，则a极为负极，b极为正极，b极由O2转化为为

26、H2O，电极方程式是O2+4H+4e-= 2H2O。故答案是正极；O2+4H+4e-= 2H2O；电池工作时，经质子膜进入正极，即b极区，故答案是b极；16(1) 阴(B极) 2H2O+2e- =2OH-+H2(2) Na+ NaOH(3)2H2O+2Cl2OH-+H2+Cl2(4) 熔融氧化镁需要的温度较高、耗能较大(5) 降低氧化铝的熔点【分析】电解食盐水，阳极生成氯气、阴极生成氢气，总反应为氯化钠和水电解生成氢氧化钠、氢气、氯气；【详解】（1）该装置中阴极上水得到电子生成氢气，发生还原反应，故为阴极，该电极反应式为2H2O+2e- =2OH-+H2；（2）溶液中通过阳离子交换膜的微粒是钠

27、离子Na+，钠离子离子由阳极区向阴极区运动，在阴极区生成氢氧化钠，电解槽右侧B出口的产物为氢氧化钠NaOH；（3）总反应为氯化钠和水电解生成氢氧化钠、氢气、氯气；电解槽中发生反应的离子方程式为2H2O+2Cl2OH-+H2+Cl2；（4）金属镁的工业制备是电解熔融氯化镁，因为熔融氧化镁需要的温度较高、耗能较大；（5）工业制备金属铝是通过石墨电极熔融电解氧化铝生成铝和氧气，；在电解的同时还需要加入冰晶石，它的作用是降低氧化铝的熔点。17(1)或(2)(3)还原(4)0.05mol(5)电能转化为化学能(6)N(7)0.2mol【分析】，由反应可知，铜发生氧化反应为负极，铁离子发生还原反应处于正极

28、，则石墨电极为正极、金属铜电极为负极；电池的总反应是，放电时Sn发生氧化反应，则M为负极、右侧电极N为正极；【详解】（1）根据反应可知，电解质溶液可以是Fe2(SO4)3或溶液。（2）Cu电极上发生的电极反应为铜失去电子变为铜离子，；（3）石墨电极为正极，发生反应的类型为还原反应。（4）有1.6g铜（0.025mol）溶解时，通过外电路的电子的物质的量为0.05mol；（5）充电时，其能量转化方式为电能转化为化学能；（6）放电时，阳离子向正极移动，故阳离子交换膜中向N极移动。（7）放电时，可发生反应，故0.2mol 转化为时，流经导线的电子的物质的量为0.2mol。18(1) H=-285.2

29、kJ/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(2) B (3) 【详解】（1）已知a：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) H =198 kJmol1，根据图示可知b：SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) H =241.6 kJmol1。根据盖斯定律，将2b-a，整理可得2O3(g)=3O2(g)的H=-285.2 kJ/mol；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。答案第9页，共9页