第四章《化学反应与电能》测试题(含答案)2021-2022学年高二上学期人教版...

一、单选题（共15题）

1．为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如图所示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结果的描述不正确的是

A．实验结束时，装置甲左侧的液面一定会下降

B．实验结束时，装置甲左侧的液面一定比装置乙的低

C．实验结束时，铁钉b腐蚀最严重

D．实验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀

2．二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其总反应为：C2H6O+3O2=2CO2+3H2O。下列说法正确的是

A．电解质为酸性时二甲醚直接燃料电池的负极反应为O2+4e-+4H+=2H2O

B．一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生4个电子的电量

C．电池在放电过程中，负极周围溶液的pH变小

D．碱性条件下，正极反应与酸性条件一致，负极反应不同

3．为了使反应2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑能顺利进行，某同学设计了下列四个实验，如图所示，你认为可行的是

A． ． ．D．

4．空间实验室的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将太阳能电池电解水技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是

A．当有0.1mol电子转移时，a电极产生1.12LH2(标准状况下)

B．b电极上发生的电极反应是：4H2O+4e-=2H2↑+4OH-

C．c电极上进行氧化反应，B池中的H+可以通过隔膜进入A池

D．d电极上发生的电极反应是：O2+4H++4e-=2H2O

5．下列实验现象描述正确的是

A．碘水中加入少量直馏汽油振荡，静置后上层颜色变浅，下层颜色变为紫红色

B．红热的铜丝在氯气中燃烧，产生了棕黄色的烟雾

C．电解氯化钠饱和溶液，将阴极气体产物通入淀粉­碘化钾溶液中，溶液变蓝

D．溴化钠溶液中加入少量新制的氯水振荡，再加入少量四氯化碳振荡，静置后上层颜色变浅，下层颜色变为橙红色

6．一种利用LiCl、Li2CO3制备金属锂的装置如图所示，下列说法正确的是

A．电极M应与电源负极相连

B．每产生22.4LCl2，将有2molLi+通过隔膜

C．隔膜右电极室每产生1.4gLi，消耗0.1molLi2CO3

D．电解过程中需不断从外界补充LiCl

7．关于下列各装置图的叙述错误的

A．图①装置可实现铁上镀铜，则a极为铜，b极为铁

B．图②装置可实现粗铜的精炼，则X极为正极

C．图①装置可用于氯碱工业，则电极总反应式为：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-

D．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连以实现牺牲阳极的阴极保

8．氯化钠是化学工业的最基本原料之一，被称为“化学工业之母”。下列有关说法正确的是

A．“制钠”：海水为原料制得精盐，再电解氯化钠溶液制备钠

B．“氯碱工业”：采用“阴离子交换膜”电解槽电解饱和食盐水获得氯气和烧碱

C．“侯氏制碱”：将二氧化碳通入氨化的氯化钠饱和溶液中，析出碳酸钠

D．“制皂”：向油脂的碱性水解液中加入热的饱和食盐水，使高级脂肪酸盐析出，制得肥皂

9．下列关于甲、乙两装置的说法中错误的是

A．甲装置中电极的电极反应式为

B．乙装置中电子流动方向为

C．乙装置在工作过程中，锌筒被消耗

D．甲、乙装置均能将化学能转化为电能

10．上海交通大学周保学教授等人提出了一种如图所示的光电催化体系，该体系在实现烟气脱SO2的同时，获得H2O2。下列说法不正确的是

A．阴极反应为：2H+ + O2 + 2e－= H2O2

B．该装置将光能和化学能转化为电能

C．每生成1 mol SO，伴随着1 mol H2O2的生成

D．交换膜a为阴离子交换膜，交换膜b为阳离子交换膜

11．奥特曼是男孩子们心目中的偶像和大英雄，据悉大多数奥特曼玩都装有碱性电池。碱性电池具有容量大，放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。下列说法正确的是

A．电池工作时，负极区PH增大

B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e-=Mn2O3(s)＋2OH-(aq)

C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

12．在25℃时用铜作电极电解饱和Na2SO4溶液，过一段时间后，阴极产生a mol气体，同时有W g Na2SO4·10H2O晶体析出。若电解过程中始终保持温度不变，则原Na2SO4溶液的质量分数浓度为

A． ． ． ．

13．锂—O2电池由于具有极高的理论比能量而受到广泛关注，被认为是最具发展前景的下一代高比能二次电池体系，电池结构如图，下列关于该电池的说法错误的是

A．隔膜允许Li+通过，不允许O2通过

B．M极材料为金属锂，放电时电极反应式为Li-e-=Li+

C．产生0.5Ah电量时，生成Li2O2的物质的量与转移电子的物质的量比值为0.5

D．电解质溶液不能为非水系有机电解质溶液，只能为水系电解质溶液

14．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法不正确的是

A．a极反应：CH4−8e－＋4O2−＝CO2＋2H2O

B．A膜和C膜均为阴离子交换膜，B膜为阳离子交换膜

C．可用铁电极替换阴极的石墨电极

D．a极上通入标况下2.24 L甲烷，理论上产品室可新增0.4 molCa(H2PO4)2

15．南京大学教授提出了一种高效的固碳新技术(如图)。利用锂——二氧化碳电池，在放电过程中二氧化碳转化为碳和碳酸锂，在电池充电过程中通过选用合适的催化剂使碳酸锂单独被氧化分解，而另一种放电产物碳留在电池内，下列说法不正确的是

A．该电池放电时，CO2从放电进气口进入

B．该电池放电时的正极反应是3CO2+4Li++4e-=2Li2CO3+C

C．该电池充电时Li2CO3转化为Li+

D．该电池放电时，每转移2mol电子，可固定1molCO2

二、填空题（共8题）

16．回答下列问题

I．下列物质：①16O和18O②红磷和白磷③CH3CH3和CH3CH2CH2CH3④CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2⑤O2和O3⑥和⑦石墨和金刚石

（1）属于同素异形体的是(填序号，下同)___________，

（2）属于同分异构体的是___________，

（3）属于同系物的是___________，

（4）属于同一物质的是___________。

II．如图所示为CH4—O2—KOH溶液燃料电池的装置(A、B为多孔碳棒)：

（5）___________(填A或B)处电极入口通O2，该燃料电池中负极的极反应式为___________；

（6）当消耗甲烷的体积为2.24L(标准状况下)时，消耗KOH的质量为___________g。

17．盐酸是重要的化工原料。工业上采用电解饱和食盐水制得的H2、Cl2，二者相互反应生成HCl，将HCl溶于水得到盐酸。

(1)电解饱和食盐水时，反应的离子方程式是_______。

(2)若将标准状况下224LHCl溶于适量水制得质量分数为36.5%的浓盐酸，则需要水的体积为_______mL(水的密度按1g·cm-3计算)。

(3)若(2)问中浓盐酸的密度为1.19g·cm-3，则其溶质的物质的量浓度为_______mol·L-1。

(4)若用(3)问中浓盐酸稀释获得500mL1mol·L-1稀盐酸，需要浓盐酸的体积为_______mL(计算结果取整数)。

18．某工厂的氨氮废水中主要含有NH、Cl-，可用电化学氧化法加以处理。

(1)如图是电化学氧化法的原理示意图。a的电极反应式是_______。

(2)研究显示，其他条件不变时，不同pH下氨氮的去除量如图所示。已知：NH3·H2O与NH相比，在电极表面的吸附效果更好。结合平衡移动原理和图中数据，解释pH从5到9时氨氮去除量增大的原因：______。

(3)在电解废水的过程中，Cl-也会参与去除过程。其他条件相同、Cl-的浓度不同时，废水中氨氮脱除效率的实验结果如下：

②上图中，pH>11时，废水中NH去除量下降，可能的原因是：________(至少写两条)。

19．中学化学中常见的几种物质存在下图所示的转化关系。其中，A是一种黑色粉末状固体，C是一种黄绿色气体，实验室中常用E溶液吸收多余的C。（图中部分产物和反应条件已略去）

回答下列问题：

（1）写出A与B的浓溶液反应的化学方程式_________。

（2）固体E中含有化学键的类型是_________，C与E反应的离子方程式为_________。

（3）将B的浓溶液与H的浓溶液混合，立即产生大量气体C，该反应的离子方程式为___________。

（4）某课外小组的同学用E溶液吸收C，利用下图所示装置向吸收液中持续通入SO2气体。

实验过程中观察到如下现象：

①开始时，溶液上方出现白雾，试纸a变红。甲同学认为是HCl使a变红，乙同学不同意甲的观点，乙同学的认为使a变红的是_________（写出一种即可）。

②片刻后，溶液上方出现黄绿色气体，试纸b变蓝。用离子方程式解释b变蓝的原因_________。

③最终试纸b褪色。同学们认为可能的原因有两种：一是I2有还原性，黄绿色气体等物质将其氧化成

IO3－，从而使蓝色消失；二是_________。

20．用Pt电极电解500mL含KNO3和NaCl混合溶液一段时间，在两极均生成标准状况下的气体11.2L，电解前后溶液体积不变，

(1)写出阴极极反应式：______；阳极极反应式：________；

(2)求所得溶液中NaOH的物质的量浓度___________。

21．如图所示的三个容器中分别盛有不同的溶液，其中，c、d、g、h为石墨电极，e、f为铜电极。闭合K，发现g电极附近的溶液先变红。电解20min时，停止电解，此时d电极上产生56mL气体(标准状况)。据此回答：

(1)电源a极是___极。

(2)整个电解过程中，电路中通过的电子的物质的量是_____。

(3)乙装置中发生电解的总反应方程式为______。

(4)要使甲中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量是______。

(5)电解后恢复到室温，丙中溶液的pH为______ (不考虑溶液体积变化)。

22．2019年12月中旬以来，新型冠状病毒肺炎（NCP）肆虐全球，酒精、84消毒液、双氧水、过氧乙酸等化学品是常用的消毒剂，能够杀死新型冠状病毒。

Ⅰ.如图是简易84消毒液发生器，写出该电解池中发生的总反应的化学方程式：__。

Ⅱ.过氧化尿素是一种新型漂白剂、消毒剂，漂白、消毒的效果优于H2O2和过氧乙酸。

某工业用过氧化尿素的部分参数见下表：

回答下列问题：

（1）流程中操作①的名称为__，仪器X的名称是__。

（2）流程中操作②的具体过程是__。

A．盐析、过滤    B．减压蒸馏、结晶、过滤    C．分液、过滤   D．常压蒸馏、萃取

（3）搅拌器选用的材质是玻璃而不是铁质的原因是__。

（4）为测定产品中活性氧的含量（含双氧水34%，则其中活性氧为16%），一般采用KMnO4标准溶液进行滴定，但由于KMnO4的强氧化性，其溶液很容易被空气或水中的少量还原性物质还原，生成难溶性物质MnO(OH)2，因此配制KMnO4标准溶液有如下步骤：

a.利用氧化还原滴定方法，在70~80℃条件下用基准试剂纯度高、相对分子质量较大、稳定性较好的物质）溶液标定其浓度。

b.过滤得到的KMnO4溶液贮存于棕色试剂瓶中并放在暗处。

c.称取稍多于所需量的KMnO4固体溶于水中，将溶液加热并保持微沸。

d.用微孔玻璃漏斗过滤除去难溶的MnO(OH)2。

①请按照正确的流程对上述步骤进行排序__（填字母）。

②在下列物质中，用于标定KMnO4溶液的基准试剂最好选用__。

A．H2C2O4·2H2O     B．FeSO4     C．浓盐酸     D．Na2SO3

③若准确称取Wg你选的基准试剂溶于水配成500mL溶液，取25.00mL置于锥形瓶中，用KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。称取干燥样品1.2g，溶解后置于锥形瓶中加入1mL6mol·L-1的硫酸，然后用上述KMnO4标准溶液滴定（KMnO4溶液与尿素不反应），平行实验三次，实验结果如下：

23．氢氧燃料电池是将H2通入负极，O2通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。

（1）若电解质溶液为硫酸，其正极反应式为____________________，负极反应式为___________________;若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为_________g。

（2）若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO4组成的混合溶液，其中c（Na+）=3c（Cu2+）=3mol·L—1，取该混合液100mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到1.12L（标准状况）气体。此时氢氧燃料电池中消耗H2的质量是_______，混合溶液中NaOH的物质的量浓度是__________mol·L-1。

（3）已知可逆反应：AsO43-＋2I－＋2H＋AsO33-＋I2＋H2O。如图所示，C1棒和C2棒都是石墨电极。

(Ⅰ)若向B中逐滴加入浓盐酸，上述反应向右进行，发现检流计指针向左偏转。

(Ⅱ)若改用向B中滴加40%的NaOH溶液，发现检流计指针与(Ⅰ)中偏转方向相反。

试回答问题：

操作(Ⅰ)中，C1棒上的反应式为_____________________________。

操作(Ⅱ)中，C2棒上的反应式为______________________________。

参

1．B2．C3．C4．A5．D6．C7．D8．D9．B10．B11．B12．B13．D14．B15．D

16．

（1）②⑤⑦

（2）④

（3）③

（4）⑥

（5）ACH4＋10OH－－8e-=CO＋7H2O

（6）11.2

17．63511.942

18．2H++2e-=H2↑废水中存在：NH+H2O⇌NH3·H2O+H+，pH增大，c(H+)降低，平衡正向移动，c(NH3·H2O)增大，有利于含氮微粒在电极表面吸附2Cl--2e-=Cl2↑c(OH-)较大，优先放电；NH与OH-结合生成NH3·H2O，NH3逸出；Cl2与OH-会生成ClO-，碱性条件下ClO-氧化性弱

19．MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O离子键、极性键Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2OClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2OSO2或H2SO3Cl2＋2I－=2Cl－＋I2I2有氧化性，SO2能将O2还原成I－，从而使蓝色消失

20．2H++2e﹣=H2↑2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑2mol/L

21．负0.01molCu＋2H2OCu(OH)2↓＋H2↑0.005molCuO13

22．NaCl+H2ONaClO+H2↑过滤冷凝管BFe会被过氧化氢氧化，且生成的Fe3+会催化过氧化氢分解cdbaA

23．O2 + 4e- + 4H+  = 2H2O2H2 - 4e-  = 4 H+180.3g1C1棒   2I- - 2e-  = I2C2棒   AsO33- - 2e- + 2OH- = AsO43-＋H2O