专题1 第2单元 化学能与电能的转化 综合练习-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(苏教版2019)

第二单元综合练习 1.用惰性电极进行电解，下列说法正确的是 的，其装置如图。电解后，阳极底部留下的为 ( 精铋。下列叙述错误的是 () A.电解稀硫酸，实质是电解水，故溶液浓度 A.阴极电极反应式为B+3e=Bi 不变 B.阳极电极反应式为Pb-2e一Ph2 B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH,故溶液 C.电解过程中，电解液中各离子浓度保持 浓度减小 不变 C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出 D.电解后，电解液中存在的金属阳离子只 产物的物质的量之比为1：2 有Pb2和K D.电解足量氯化铜溶液，在阴极上和阳极上 CH,(GH,.Hn、H0 析出产物的物质的量之比为1：1 也板Y 回体电解质 2.某原电池的电池反应为Fe+2Fe一3Fe2 (传乎(0 电极X 与此电池反应不符的原电池是 电 0, CO A.铜片、铁片、FeCl,溶液组成的原电池 (第5题) (第6题) B.石墨、铁片、Fe(NO3),溶液组成的原电池 6.(2024·江苏南通高二期中)科学家利用电化 C.铁片、锌片，Fez(SO4)3溶液组成的原电池 学装置实现分子的耦合转化，其原理如图所 D.铜片、铁片、Fe(NO,),溶液组成的原电池 示。下列说法正确的是 3.用惰性电极电解硫酸铜溶液。若阳极上产生 A.a为电源的正极 气体的物质的量为0.01mol,阴极无气体逸 B.若生成的乙烯和乙烷的物质的量之比 出，则阴极上析出铜的质量为 ( 为2：1，则消耗CH,和C0,的物质的量之 A.0.64g B.1.28g 比为6：5 C.2.56g D.5.12g C.02从电极Y传导到电极X 4.(2024·江苏苏州高二联考)利 十直流电源 D.每消耗1 mol CH4,电路中转移3mol电子 用如图所示装置，当X、Y选用 7.(2024·江苏扬州高二期 上端开口 中)铁碳微电解技术是利用 进水口 不同材料时，可将电解原理广泛 应用于工业生产。下列说法 原电池原理处理酸性污水的 铁屑 碳衿 中正确的是 7的溶液 一种工艺，装置如图。若上功芯板 与出水口 A.氣碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到 端开口关闭，可得到强还原 氢氧化钠 性的H·(氢原子)：若上端开口打开，并鼓入 B.铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z 空气，可得到强氧化性的·OH(羟基自由 是CuSO 基)。以含草酸（一种二元弱酸，有强还原性） C.电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 污水为例，下列说法正确的是 () D.外加电流的阴极保护法中，X是待保护 A,无论是否鼓入空气，负极的电极反应式均 金属 为Fe-3e—fe3 5.(2023·广东广州高二期末)“粗铋”中含有杂 B.不鼓入空气时，正极的电极反应式为 质Pb,通过熔融盐电解精炼可达到除杂的目 H'+e=H· 选择性必修第一册·SJ学霸032 C.鼓入空气时，每生成1mol·0H有2mol D.充电时，电路中每通过1mole,左室溶液 电子发生转移 增加2 mol Li* D.处理含有草酸(H,C,0,)的污水时，上端开 10.2021年1月20日中国科学院和中国工程院 口应关闭 评选出2020年世界十大科技进展，排在第 8.(2024·福建福州高二联考)钴(C0)的合金材 四位的是一种可借助光将二氧化碳转化为 料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。 甲烷的新型催化转化方法：C02+4H2一 如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意 CH+2H,0,这是迄今最接近人造光合作用 图。下列说法正确的是 的方法。某光电催化反应器如图示，A电 A.工作时，I室 石 阳高子 阴高子 极是P/CNT,B电极是TiO,。通过光解水， 和Ⅱ室溶液的 交换膜 可由C0,制得异丙醇。下列说法不正确的是 氢离子浓度均 ( 减小 用电器 B.电解总反应 B板 为2Co2”+2H,0通电2C0+0,↑+4H C.移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应 C02 不变 CH,CH(OHCH, D.生成2 mol Co,I室溶液质量理论上减少 32g 9.(2023·北京朝阳高二期末)新型Li-Mg双离 电化学催化剂 光催化刺 合成蛋白质 子可充电电池是一种高效、低成本的储能电 扦维膜 池，其装置示意图如下。当闭合K,时，该电池 A.A极是电池的正极 的工作原理为xMg+xLi,SO,+2Li,FePO, B.B极的电极反应为2H,0-4e 一MgS0,+2 LiFeP0,。下列关于该电池的说 02↑+4H 法正确的是 ( C.A极选用高活性和高选择性的电化学催 直流电源 化剂能有效抑制析氢反应 © D.每生成30g异丙醇转移的电子数目为 M电板 、电板 9 mol 11.如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探 舍LiS0、 TiSO 究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙 MgSO,落液 水溶液 装置中X为阳离子交换膜。下列有关说 Mg LiFePO/LiFePO 设过膜 法正确的是 ( A.放电时，电子从N电极经导线流向M电极 B.放电时，正极的电极反应式为Li,FePO,+ xLi*+xe =LiFePO C.充电时，外加直流电源的正极与M电极 K州喀液饱和氯化的洛液城酸饲溶液 相连 乙 专题1学霸033 A.乙装置中铁电极为阴极，反应一段时间 是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电 后，乙装置中在铁电极区生成氢氧化钠 池工作原理示意图，B极的电极反应式 B.甲装置通入甲醚的一极为负极，发生的电 为 极反应为CH,0CH-12e—2C021 氧气 A极 +3H,0 电解质 C.甲装置通人氧气的一极为正极，发生的电 B极 二氧化碳 极反应为02-4e+2H20=40H 甲碎 D.反应一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓 (2)如图，其中甲池的总反应式为2CH,0H+ 度保持不变 302+4K0H=2K,C03+6H0。 12.(2023·四川遂宁中学高二期末)羟基自由 基(·OH)具有极强的氧化能力，它能有效 地氧化降解废水中的有机污染物。在直流 kOH落液 过量CuS0,溶液Mg溶流 甲池 乙池 两池 电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自 ①甲池中通入氧气的电极反应式为 由基(·OH)处理含苯酚废水和含甲醛废水 的原理如图所示。已知：双极膜中间层中 ②电解一段时间后，乙池中溶液的c(H)将 的H,0解离为H和OH。下列说法错误的 是 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ( 直流电源 ③电解一段时间后，当乙池中生成标准状况 .OH (2膜h膜a .OH CO, 下560mL气体时，丙池中理论上最多产生 g固体 (3)现以甲醇燃料电池采用电解法来处理酸 Na SO 性含铬废水（主要含有Cr,0),实验室利用 A.双极膜将水解离为H和OH的过程是物 如图装置模拟该方法： 理变化 1电 N电规 B.阴极电极反应式为02+2e+2H —2·0H C.每处理9.4g苯酚，理论上有2.8mol0H 护散层 护散层 含CrO废水 透过膜a ①M电极的电极反应式为 D.通电一段时间后，苯酚和甲醛转化生成 ②已知通电后某铁棒质量减轻，请阐述电 C0,物质的量之比为7：6 13.(2024·江苏南通高二检测)能源，环境与生 解法除去废水中Cr,0?,使之转化为 Cr(OH),沉淀的原理 产生活和社会发展密切相关 (1)以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大 低于以氢气为燃料的传统燃料电池。如图 选择性必修第一册·SJ学霸034性电极上，各种商子的放电顺序：阴极（李电子的能力）：Ag> 2H,0-4e02↑+4H知.产生0.01ml的氧气转移0.04mwl电 C”>H',阳极（失电子的能力）：C>0H>含氧酸根.据此同答 子，则根据Cm2+2e一Cu可推出应析出0.02mol的铜.其质量 (1)若A惜选择500mL2mol·L CuCl2溶液，B槽选择500mL 为1.28g 2l·L-1CSO,溶液，闭合开关K,则a极与电源的负极相连为 4.A解析：氯碱工业中，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阴极附近 阴极，b极为阳极，d极与电源的正极相连为阳极，©极为阴极，阴极 能到氢氧化钠.即Y附近得到氢氧化钠，故A正确：铜的精炼中，粗 削离子得电子被还原变成削.因此电极上析出紫红色的金属，则与 铜作阳极(X),纯铜作阴极(Y),硫酸铜溶液作电解质溶液，放B错 :极现象相同的电极为心极，d极上水提供的氢氧根失去电予被氧 误：电镀工业中，Y是待镀金属，X是镀层金属.故C错误：外加电 化产生氧气.电极反应式为2H20-4:一02↑+4H”。(2)若电 流的阴极保护法中，阴极是待保护金属，即Y是待保护金属，故 解池工作时，b.心，d电极均有气体产生，且只有a极产生的是黄 D错误 绿色气体即氯气，则a极氯离子被氧化为氯气，极金属离子不放 5.A解析：“粗能”中含有的杂质主要是Ph,通过熔盐电解精炼可 电，产生的只能是氢气，电极反应为2H10+2一H2↑+20H, 达到除杂的目的.电解后，阳极底部留下的为精经。电解精炼时 则A情选择的溶液为食盐水，标号为②：B槽产生的气体分别为氢 粗经作阳极，阴极上发生还原反应，电极反应式为P%2+2 气和氧气，e电极上产生氧气，d电极上产生氢气、相当于电解水， P%,A错误：电解精炼时，粗作阳极，阳极上发生氧化反应，电极 则选择的溶液为硫酸钠溶液，标号为3：a极为阳极，与电源的正极 反应式为P%-2e一P2,B正确：电解过程中，阴极电极反应为 相连，则闭合的开关是K,,电解池工作时电极上的电子数守恒，存 P%2++2e—%.阳极电极反应为H-2e—Pb2+.故电解液中 在关系式：2C1,-4e-02,则相同时间内，a,e电极上产生气体即氯 各离子浓度保持不变，C正确：电解后，电解液中存在的金属阳离 气和氧气的体积（相问找况）之比为2：1。(3)闭合开关K,,则“ 子只有P2+和K,D正确 和e为阳极，b和d为阴极：若A槽选择500mL2ml·L'AgNO、 6.B解析：利用电化学装置将CH和CO,拥合转化生成乙烯，乙烷 溶液，b极银离子得电子被还原成银，B槽选择500ml.2·L- 水和一氧化碳，由原理图可知，X电极上C02C0,C元素化合价 CSO溶液，d极铜离子得电子被还原成铜.则析出固体的电极是 降低，发生还原反应，则X电极为阴极，电解质传导0，Y电极为 b极，d极 阳极.阴极反应式为C02+2一C0+02,阳极Y上生成一定量 7.（1)氯气溶液变红(2)2NaC+2H,0通电C,↑+H,↑+2N0H 的乙烯和乙烷混合气体。由分析可知，X电极为阴极.侧连接阴极 的极为负极，迷项A错误：设生成乙烯和乙烷的物质的量分别为 (3)20,+4H,0+8e—80HCH,+100H-8e—C0片+ 2mol、1d.由碳原子个数守恒可知.甲烷的物质的量为6mol,由 7H20(4)0.8nl8.96 得失电子数目守恒可知，二氧化碳的物质的量为 解析：如题图所示，该研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电 2mol×4+1m×2 源，通入CH:的电极为负极，电极反应式为CH:+1OOH一8e 2 =5m,期相问条件下，消耗甲烷和二氧化碳的 C0片+7H,0:通人02的电极为正极，电极反应式为202+4H20+8 体积比为6：5，选项B正确：阴离子0从阴极电极X传导到阳极 一8OH:闭合K开关后，a电极和通入O,的电极相连，则a电极 电极Y,选项C错误：消耗甲烷但不知生成的是乙烯还是乙烷，无 为阳极，电极反应式为2C-2e一C12↑，b电极和通人CH,的 法计算转移电子数，选项D错误。 电极相连，则b电极为阴极，电极反应式为2H0+2:一20川+ 7.B解析：无论是否鼓入空气，F:易失电子生成亚铁离子而作负极 H2↑。(1)由分析可知，a电极为阳极，b电极为阴极，闭合K开关 电极反应式为Fe-2e一Fe2,A错误：装置为利用原电池原理处 后，a电极土得到的物质是C,,b电极上得到的物质是NOH和 理酸性污水，不鼓人空气时，正极上可得到强还原性的H·(氢原 H2,往b电极处的溶液滴人酚陆溶液，能观察到b电极附近的溶液 子)，则电极反应为氢离子得到电子发生还原反应生成氢原子： 变红。(2)电解氯化钠溶液的总化学方程式为2八aC+2H,0通电 H+e—H·,B正确：若上端开口打开，并鼓人空气，氧得到电子 发生还原反应，可得到强氧化性的·0H(羟基自由基)，0，+2+ Cl↑+H2「+2Na0H。(3)由分析可知，甲烷燃料电池中，通人0 2H一2·OH,每生成1l·OH有1m电子发生转移，C错 的电极为正极，电极反应式为202+4H0+8e一80H,通人CH 误：草酸有强还原性，则会和氧化性的羟基自由基反应，故应将上 的电极为负极，电极反应式为CH+100HF-8e一C0防+7H,0。 端开口打开，并鼓人空气.以得到强氧化性的·OH.D错误 (4)标准状况下，2.24L甲烷的物质的量为0.1mol.根据电极反应 B.B解析：由图可知，该装置为电解池，石墨电极为用极，水在阳极 式可知，0.1l甲烷完全反应，转移0.8mo电子，由于两个甲烷燃 失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H20- 料电池申联后作为电源，故理论上通过电解池的电子的总物质的 4e一02「+4H,I室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数.放电 量为0.8mol,根据n电极的电极反应式可知.最多能产生C的物 生成的氢离子通过阳离子交换膜由1室向Ⅱ室移动.结电极为朝 质的量为0.4m@l,其标准状况下的体积为8.96L 极结离子在阴极得到电子发生还原反应生成钻，电极反应式为 第二单元综合练习 C,2+2e一C0.Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数.氯离子 通过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动.电解的总反应的离子方程 1.D解析：电解稀硫酸，实质是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶 液体积减小，浓度增大，A项错误：电解稀飞OH溶液，实质是电解 式为20C2+2H,0通电2C0+0,1+4H.放电生成的氢离子道过 水，NOH溶液浓度增大，B项错误：电解Na,SO,溶液，实质是电解水， 阳离子交换膜由【室向Ⅱ室移动.使Ⅱ室中氢离子浓度增 故在阴极析出H2,阳极析出O,两者的物质的量之比为2：1.C项错 大，A项精误：电解总反应为2C。“+2H,0画电20o+0,↑+4H。 误：电解CuC,溶液时，阴极反应式为Cu2+2e一Cu,阳极反应式为 B项正确：若移除离子交换膜.氯离子的放电能力强于水，氯离子 2C-2e一Cd2↑，C和CQ2的物质的量之比为1；1，D项正确。 会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，石墨电极的电极反应 2.C解析：由电池反应可知，铁作负极，铁失去电子发生氧化反应。 会发生变化，C项错误：由分析可知，阴极生成2w钴，阳极有 C项中，由于锌的活泼性大于铁，故锌作负极，发生氧化反应，与电 2mol水放电.则1室溶液质量减少36g,D项错误。 池反应不符 9.B解析：打开K,关闭K,形成原电池，左侧M电极作负极，右 3.B解析：用惰性电极电解硫酸铜溶液，阳极产生的气体为氧气，由 侧N电极为正极，关闭K,,打开K,进行充电，M电极接外加电源的 参考答案学霸13 负极作阴极，N电极接外加电源的正极作阳极。放电时，电子从负 58g·ml1=2.9gMg(0H)2周体。(3)①原电池中阳离子移 极M电极经导线流向正极N电极，A错误：放电时，N电极作正极 向正极，所以M电极为负极，电极反应式为CH,OH+H,0-6c 电极反应式为i,FPO,+x+xe=LiFePO,B正确：充电 C02「+6H:2由①分析可知，M极为负极，所以右期Fe电 时，N电极接外加电源的正极，C错误：充电时，电路中每通过 极为阴极.左侧Fe电极为阳极，左侧电极反应式为下e-2e 1mole,有1olL广通过透过膜进入左茶，D错误 F2”.6Fe2”+Cr,0+14H一6Fe·+2Cr”+7H,0.右侧电极反 10.D解析：二氧化碳中的C为+4价，面异丙醉中C为-2价，生成 应式为Cr0+14H+6e一2Cr++7H,0,溶液中的e(H)减 1ml异丙醇转移18电子，反应中除生成异丙醇外，还生成氢 小，碱性增强，Fe”,C分别与OH反应生成Fe(OH)、 气.则每生成30g异丙醇至少转移的电子数目为9ml,D项说 Cr(OH),沉淀 法错误。 11,A解析：乙装置中铁电极连接电源的负极，为阴极，在Fe电极上 第三单元金属的腐蚀与防护 溶液中水电离产生的什得到电子，发生还原反应产生H,H放 第1关（练递度） 电使附近溶液中(OH)增大，因此反应一段时间后，乙装置中在 1,B解析：铁橱栏上涂上油漆可以防止铁与碳形成原电池，有利于 铁电极区生成氢氧化钠，A正确：甲装置通人甲醚的一极为负极， 减缓铁棚栏的腐蚀，保护方法正确，A不符合题意：与直流电源正 甲感失去电子发生氧化反应，由于电解质溶液为碱性，因此不可 极相连的铁何作电解池的阳极，会加快铁偏的腐蚀，保护方法不正 能反应产生C0,气体，而是氧化产生C0,B错误：甲装置中通 人氧气的一极为正极，正极上0，得到电子，发生还原反应，正极 确，B符合题意：轮船底部焊接镁块，铁，镁在溶液中形成原电池 的电极反应为02+4e+2H,040H,C错误：对于丙装置，粗 镁作原电池的负极被损耗，铁作正极被保护，保护方法正确C不 铜为阳极，粗铜上C:及活动性比C强的金属原子失去电子，发 符合题意：家用铁锅水洗后及时擦干可以防止铁与碳形成原电池， 有利于减缓铁锅的腐蚀，保护方法正确，D不符合题意 生氧化反应，变为金属阳离子进入溶液：精铜连接电源的负极，为 阴极，在精铜上，溶液中的C“得到电子发生还原反应变为Cu单 2.B解析：方法1舰体上镶嵌活泼性比F强的金属块，发生腐蚀时 质.由于同一闭合回路中电子转移数日相等.所以阳极溶解的C如 舰体作正极，活泼金属作负极，可防止舰体被腐蚀，但是锡和铜不 少.阴极上析出的C!多，反应一段时间后，丙装置中疏酸铜溶液 如铁活泼，A错误：方法2舰体与直流电源的负极相连，舰体作电 浓度会降低，D错误。 解池的阴极，可以起到防腐效果，该方法为外加电流的阴极保护 12.D解析：由图可知，电解过程中，M极上0，得到电子，生成羟基 法，B正确.D错误：方法1舰体上镶嵌活泼性比Fe强的金属块，发 自由基(·OH),说明M极为阴极，连接电源的负极，M极上产生 生腐蚀时舰体作正极，活泼金属作负极，可防止舰体被腐蚀.该方 的羟基自由基(·OH)将苯酚氧化为CO,H透过b膜进入阴极 法叫柄性阳极的阴极保护法，C错误。 区，N极为阳极，水失去电子产生H和羟基自由基(·OH),羟基 3.D解析：A项中无水乙醇属于非电解质，不能构成原电池：B项中 自由基(·OH)将甲醛氧化为二氧化碳。双极膜将水解离为H 蔗糖属于非电解质，不能构成原电池：C项中A1比Fe活泼，氢氧化 和O川的过程没有新物质生成，属于物理变化.A正确：阴极电极 钠为电解质，构成原电池，A1为负极，下e为正极.Fe被保护：D项构 反应式为01+2e+2H”一2·0用，B正确：n(苯酚)= 成原电池.e为负极，加速铁的腐蚀。故选D项 94g·na0,1ml,1mal苯份转化为c0,转移28ml电子. 9.4g 4.B解析：当铁棒作为原电池的正极或作为电解池的阴极时不被 腐蚀 0.1mo苯酚转化时，转移电子为2.8mol,则有2.8mol0H透过a 5.D解析：因为被H=3的雨水浸泡过，所以铁钉在酸性环境下先 膜，C正确：根据转移的电子数守恒，则参加反应的苯粉和甲醛的 发生析氨腐蚀，U形管左端红水水柱下降，A正确：试管中先发 物质的量之比为1：7，由二者转化生成C0,的物质的量之比为 生析氢腐蚀，一段时间后氢离子反应完，铁钉再与空气中的氧气发 6:7,故D错误 生吸氧腐蚀，U形管左端红写水水柱又上升，B正确：两种腐蚀中负 13.(1)CH,0H+302-6e=C02↑+2H20 极均为铁失电子，电极反应为下c-2一F2”,C正确：析氢腐蚀 (2)①02+4e+2H,040H2增大3③2.9 的总反应为Fe+2H=fe+H2↑，D缙误 (3)①CH0H+H,0-6e一C0,↑+6H②左侧电极反应式为 6.(1)①2Fe-4e—2Fe2②0，+2H20+4e=40H(2)吸氧 Fe-2e—Fe2.6Fe2+Cr203+14H=6Fe++2Cr+7H,0. (3)析氢锌（或其他比铁活泼的金属）】 右侧电极反应式为C0片+14H*+6e=2Cr++7H0.溶液中 四易错点津 的c(H)减小，碱性增强，Fe3“、Cr+分别与OH反应生成 分析金属高蚀时的注意要点： Fe(OH)1,Cr(OH)1沉淀 (1)化学腐蚀和电化学高仙往往司时发生，只是电化学肩：比化 解析：(1)由电池工作原理示意图可知，B极为甲醇失电子与0 学肩蚀更督適，危害更大。(2)析氨高恤和吸氧房做取决于金焉 反应生成二氧化碳，电极反应式为CH0日+302-6e 表面电解质溶液的酸碱性，实际情况中以吸氧腐蚀为主。(3)钢 C0↑+2H,0。(2)①由甲池的总反应式2CH0H+302+4K0H —一2K,C0,+6H,0可知，通人氧气的电极中氧气得到电子化合 铁发生析氩肩蚀或吸氧腐蚀时，负极均是Fe失电子生成F:2+,而 价降低.为正极.电极反应式为0，+4e+2H,0一40H:②由① 非F”。(4)一般情沉下，只有在金属活动性顺序中排在氨之前 分析可知.乙池中石墨电极为阳极，Ag电极为阴极，总反应方程 的金盛才有可能发生析氯腐蚀 式为20u“+2H,0道电2Cu+0,↑+4H,溶剂减少，H变多，则 第2关（练准确率） (H)增大：③丙池总反应方程式为Mg+20+2H,0遥电 7.C解析：A,B,D都能形成原电池而加快Fe的腐蚀，面C中铁被 Cl,↑+H,↑+Mg(OH),,乙池中气体与丙池中固体的关系为 闲镀层保护，则不易被腐蚀。 02-2Mg(0H)2,当乙池中生成标准状况下560L,气体时.转移 8.D解析：D项，电化学腐蚀过程的实质是氧化还原反应，为化学反 560 应过程，错误。 24L·m4=0.1,所以理论上最多产生0.1mad× 电子 1000 9.C解析：①是吸氧网蚀，a极是氧气得电子生成氢氧根高子，而铁 是负极，发生氧化反应生成亚铁离子，铁被腐蚀，A错误：金属作电 选择性必修第一册·SJ学霸14