第四单元 氧化还原反应和电化学 【单元卷·测试卷】-2024-2025学年高二化学单元速记·巧练（沪科版2020选择性必修1）

第四单元 氧化还原反应与电化学 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 第I卷 选择题（共40分） 一、单选题（共20题，合计40分） 1．烟气中的SO2可用Na2SO3溶液吸收循环处理，其中吸收过程如图1及电解再生工艺如图2所示。 已知常温下Ka1(H2SO3)=1.4×10-2，Ka2(H2SO3)=6.0×10-8。若转化过程中气体挥发和溶液体积的变化可忽略。常温下，下列说法正确的是 A．Na2SO3溶液中存在：c(SO)＋c(HSO)＋2c(H2SO3)=c(OH-) B．当吸收液pH=8时溶液中存在：c(SO)＋c(H2SO3)<c(HSO) C．当吸收液中c(Na＋)=c(SO)＋c(H2SO3)＋c(HSO)时，溶液pH<7 D．图2中再生液中SO浓度小于吸收液中SO浓度 【答案】C 【解析】A．Na2SO3溶液中存在质子守恒，等式为c(H+)＋c(HSO)＋2c(H2SO3)=c(OH-)，故A错误； B．当吸收液pH=8时，c(H+)=10-8mol/L，c(OH-)10-6mol/L，根据Ka2==6.0×10-8，质子守恒等式为c(H+)＋c(HSO)＋2c(H2SO3)=c(OH-)，则c()＋c(H2SO3)= c()+，由Ka2得c(HSO)==，代入不等式有c()+，右侧也代入为，由于为正数，故中间该为>，故B错误； C．当吸收液中c(Na＋)=c(SO)＋c(H2SO3)＋c(HSO)时，根据物料守恒判断，此时应该为NaHSO3溶液，HSO的电离常数为Ka2(H2SO3)=6.0×10-8，其水解常数为Kh2==<Ka2(H2SO3)，即HSO以电离为主，溶液显酸性，pH<7，故C正确； D．图2中，正离子膜右边吸收液中HSO向阳极移动失去电子变为中SO，阴极上水中氢离子得电子，产生氢氧根，氢氧根与HSO反应得到SO，故再生液中SO浓度大于吸收液中SO浓度，故D错误； 答案选C。 2．电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的，相关装置如图所示。下列说法错误的是 A．放电时电极A为负极，该电池可选用含水电解液 B．放电时，电极B上发生的反应是： C．充电时的移动方向是从电极B移向电极A D．放电时，电路中每通过电子，正极区质量增加 【答案】A 【解析】A．放电时电极A为负极，电极材料为Li，会与水反应，因此该电池只可选用无水电解液，A错误； B．放电时，B为正极，电极反应为，B正确； C．充电时，正离子移向阴极，则Li+的移动方向是从电极B移向电极A，C正确； D．当有4mol电子转移时，增加的质量为(3×44+4×7)g=160g，则电路中每通过1mol电子时，正极区质量增加40g，D正确； 故选A。 3．某实验小组用这种电极构建全碱性肼(1)—硝酸根燃料电池(如图所示)，已知：双极膜由阴、正离子膜组成，双极膜中水电离出和，在电场力作用下向两极迁移。下列叙述错误的是 A．电极a为负极，电极b为正极 B．电极b上的电极反应式为 C．电极a上生成5.6g时，有0.8mol向电极a迁移 D．转移1mol电子时，负极区溶液质量增重10g 【答案】C 【分析】由图可知，电极a为燃料电池的负极，碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为，电极b为正极，在水分子作用下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氨气和氢氧根离子，电极反应式为。 【解析】A．由分析可知，电极a为负极，电极b为正极，故A正确； B．由分析可知，电极b为正极，在水分子作用下硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氨气和氢氧根离子，电极反应式为，故B正确； C．由分析可知，电极a为负极，电极b为正极，则燃料电池工作时，双极膜中水电离出的氢离子向电极b移动，故C错误； D．由分析可知，电极a为燃料电池的负极，碱性条件下肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为，则转移1mol电子时，负极区逸出7g的氮气，同时流入17g的氢氧根离子，质量增重10g，故D正确； 故选C。 4．甲醇燃料电池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．电子从沿外电路流向 B．在电极上发生还原反应 C．负极的电极反应： D．每反应同时有通过质子交换膜流向 【答案】C 【分析】该装置为燃料电池，通入CH3OH和H2O的一极为负极，负极的电极反应：，通空气或氧气一极为正极，电极式，电解质溶液为稀硫酸，根据原电池工作原理进行分析。 【解析】A．电子从负极沿外电路流向正极，故A正确； B．在电极上得电子，发生还原反应，故B正确； C．负极的电极反应：，故C错误； D．根据电极式，可知每反应同时有通过质子交换膜流向，故D正确； 答案选C。 5．下列有关电极方程式或离子方程式正确的是 A．铅酸蓄电池充电时的阳极反应： B．过量通入饱和碳酸钠溶液： C．向硫化钠溶液通入足量二氧化硫： D．碱性锌锰电池的负极反应： 【答案】B 【解析】A．铅酸电池在充电时阳极失电子，其电极式为：，A错误； B．饱和碳酸钠溶液中通入过量二氧化碳可生成碳酸氢钠沉淀，反应为：，B正确； C．向硫化钠溶液通入足量二氧化硫，溶液变浑浊，溶液中生成亚硫酸氢钠：，C错误； D．碱性锌锰电池放电时负极失去电子生成，电极方程式为，D错误； 故B正确。 6．近期，清华大学课题组创制了一种新型可充放电的“生物质电池”，实现了在存储/释放电力的同时，生产高附加值的化学品。已知：放电时，电极b电势更高，下列说法正确的是 A．放电时，向a电极移动 B．放电时，电池的总反应式： C．充电时，电极b连接负极 D．充电时，阴极电极反应为： 【答案】B 【解析】A.已知：放电时，电极b电势更高，则放电时，b是正极，a是负极。放电时，正离子透过离子交换膜向正极移动，故向b电极移动，选项A错误； B. 放电时，电池的总反应式，选项B正确； C. 充电时，电极b连接电源的正极做阳极，选项C错误； D. 电解质环境为碱性，故充电时，阴极电极反应为：，选项D错误。 答案为：B。 7．下列实验装置或实验操作正确，且能完成相应实验的是 A．利用图甲可灼烧海带 B．利用图乙可将通入其中进行尾气吸收 C．利用图丙滴定可测定盐酸浓度 D．利用图丁可验证金属性： 【答案】D 【解析】A．海带为固体，灼烧海带应在坩埚中进行，故A错误； B．图乙中氨气通过细长导管直接通入水中，会产生倒吸，故B错误； C．氢氧化钠标准溶液应用碱式滴定管，图示中为酸式滴定管，故C错误；     D．该装置构成原电池，若铁钉两端溶液变红，没有蓝色沉淀生成，说明铁钉没有被腐蚀，则锌为负极、铁为正极，说明金属性，故D正确； 故答案为：D。 8．土壤中的微生物可将转化为S2-，S2-可与土壤中部分金属正离子形成难溶硫化物。其中，相互接触的ZnS与CdS在土壤中构成原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．土壤中的微生物起还原作用 B．电子由ZnS流向CdS C．ZnS表面发生的电极反应为 D．作为正极的CdS被保护起来，不因发生氧化反应而溶解 【答案】C 【分析】土壤中的微生物可将转化为S2-，S2-可与土壤中部分金属正离子形成难容硫化物。其中，相互接触的ZnS与CdS在土壤中构成原电池，其工作原理如图所示，ZnS做负极，电极反应式为，CdS做正极，电极反应式为：，据此分析判断。 【解析】A．土壤中的微生物可将转化为S2-，则土壤中的微生物起还原作用，A项正确； B．原电池中ZnS做负极，CdS做正极，电子由ZnS流向CdS，B项正确； C．ZnS表面发生的电极反应为，C项错误； D．CdS做正极，，电极反应作为正极的CdS被保护起来，不因发生氧化反应而溶解，D项正确； 答案选C。 9．研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示： 下列说法错误的是 A．加入降低了正极反应的活化能 B．负极反应为 C．1mol 被完全氧化时有1.5mol 被还原 D．电子从铂电极流向石墨电极 【答案】C 【分析】在该 HNO3-CH3CH2OH 燃料电池中，通入 CH3CH2OH的一极为负极，则负极的电极反应式为：CH3CH2OH+3H2O−12e−=2CO2+12H+，通入 O2 的一极为正极，结合工作原理图可知，正极发生反应为：HNO3+3e−+3H+=NO+2H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，二者加合可得：O2+4e−+4H+=2H2O，可知 HNO3在正极起催化作用。 【解析】A．由上述分析可知，HNO3在正极起催化作用，作催化剂，则加入HNO3降低了正极反应的活化能，故A正确； B．由分析可知，通入 CH3CH2OH的一极为负极，CH3CH2OH失去电子生成CO2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，故B正确； C．负极反应为，可知1mol CH3CH2OH被完全氧化时，转移12 mol电子，再结合正极的反应式：O2+4e−+4H+=2H2O，可知转移12mol电子有3molO2被还原，故C错误； D．由分析可知，Pt电极为负极，C电极为正极，电子从铂电极流向石墨电极，故D正确； 故选C。 10．近年来，科学家对“协同反应”间接电化学反应原理处理污水技术的研究获得突破性进展。下图是电池法处理含氮酸性废水的工作原理示意图。下列有关说法正确的是 甲室                      乙室 A．质子经交换膜由乙室向甲室移动 B．电池工作时，甲室pH增大 C．碳电极上的电极反应式为 D．理论上转移电子，甲乙两室共产生标准状况下 【答案】D 【分析】从工作原理示意图可知，Fe电极为负极，电极反应式为，生成的Fe2+在微生物的作用下发生反应：；碳电极为正极，得电子产物与电解质反应生成N2等，发生反应：。 【解析】A．由分析可知，Fe电极为负极，碳电极为正极，原电池工作时，正离子由负极向正极移动，则质子从甲室经质子交换膜向乙室移动，A项错误； B．电池工作时，每转移电子，生成，产生，但只有移向乙室，故甲室浓度增大pH减小，B项错误； C．碳电极为正极，电极反应式为，C项错误； D．根据上述反应式，理论上转移电子，甲室产生，乙室产生，共产生标准状况下，D项正确； 故选D。 11．我国科学家研究出一种新型水系电池，其结构如图，该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是 A．通过负离子交换膜向a电极移动 B．左侧极室减小 C．a极的电极反应式为： D．每转移，右侧极室中溶液质量增大 【答案】D 【分析】b中锌化合价升高变为氧化锌，则b为负极，电极反应为，a为正极，电极反应为。 【解析】A．b中锌化合价升高变为氧化锌，则b为负极，则OH-通过负离子交换膜向b电极移动，故A错误； B．左侧极室中a极的电极反应式为若有2 mol 电子转移，从a室迁移到b室的氢氧根为2 mol，反应生成的氢氧根为2 mol，a室内氢根数目不变，但溶液体积减小，因此c（KOH）增大，pH增大，故B错误； C．根据前面分析右边b为负极，左边a为正极，则a极发生还原反应，电极反应式为故C错误； D．每转移，有2 mol氢氧根移动到右侧极室，根据，则右侧极室中溶液质量增大1mol水的质量即18g，故D正确； 故选D。 12．我国火星探测器“天问一号”探测到火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池，可以作为火星探测器供电系统。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，则放电时下列说法正确的是 A．电子流向钠电极 B．正离子由正极移向负极 C．在正极上发生还原反应 D．该电池可以采用盐酸作为电解质溶液 【答案】C 【分析】该电池放电时，以金属钠为负极，碳纳米管为正极，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应。 【解析】A．金属钠在负极上失电子，电子从钠电极流出，流向碳纳米管电极，A错误； B．正离子带正电荷，会向负电荷较多的正极区移动，故正离子移动方向是由负极移向正极，B错误； C．正极上CO2得电子发生还原反应，C正确； D．钠性质活泼，会与水和酸发生反应，因此该新型固态电池电解质不能选择盐酸，D错误； 故合理选项是C。 13．随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车届的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂（）电池，其工作原理如图，A极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许通过，电池反应式。下列说法不正确的是 A．放电时从左边流向右边 B．放电时，正极锂的化合价未发生改变 C．充电时B接电源负极，该电极放电时的电极反应式为： D．废旧钴酸锂（）电池进行“放电处理”更有利于从正极中回收锂 【答案】C 【分析】根据电池反应式知，负极反应式为LixC6-xe-=C6+xLi+、正极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，所以A是负极、B是正极，据此分析解答。 【解析】A．放电时，A是负极、B是正极，锂离子向正极移动，则Li+从左边流向右边，故A正确； B．无论放电还是充电，Li元素化合价都是+1价，所以化合价不变，故B正确； C．充电时，B电极是阳极，接电源的正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为，故C错误； D．根据电池反应式知，放电时得到，更有利于从正极中回收锂，故D正确； 答案选C。 14．科学家开发了基于压电催化和能带弯曲的力场辅助超声波激活电池，电池反应为，电池示意图如图所示。下列叙述正确的是 A．极为负极，发生氧化反应 B．金属Li在中燃烧可生成 C．锂电极的电极反应式为 D．2.24 L (标准状况)完全反应时转移0.2 mol电子 【答案】D 【分析】由电池的总反应可知，金属Li为负极，发生氧化反应，电极反应为，为正极，发生还原反应，电极反应为。 【解析】A．依分析可知为正极，发生还原反应，A项错误； B．Li在中燃烧只生成，B项错误； C．锂电极的电极反应式为，C项错误; D．由正极的反应，可知当2.24 L (标准状况)，即0.1mol完全反应时转移0.2 mol电子，D项正确； 故选D。 15．纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时总反应为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag，下列说法错误的是 A．锌发生氧化反应 B．溶液中OH-向正极移动 C．正极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- D．在电池放电前后，电解质溶液的酸碱性基本保持不变 【答案】B 【解析】A．由总反应可知，Zn被氧化生成ZnO，则Zn为负极，发生氧化反应，A正确； B．原电池内部溶液中负离子移向负极，故溶液中OH-向负极移动，B错误； C．由总反应可知，正极上Ag2O在碱性环境下被还原生成Ag，则正极的电极反应式为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，C正确； D．由题干放电时的总反应(Zn+Ag2O=ZnO+2Ag)可知，在电池放电前后，电解质溶液的酸碱性基本保持不变，D正确； 故选B。 16．锌溴液流电池是液流电池的一种，能够大容量、长时间的充放电。放电时总反应为Zn+Br2= ZnBr2。下列说法正确的是 A．放电时电极M为负极 B．放电时负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ C．充电时ZnBr2溶液的浓度增大 D．电池中间使用正离子交换膜或负离子交换膜都可以 【答案】B 【分析】根据图示，Zn2+由N极移向M极，N是负极、M是正极。 【解析】A．放电时，Zn2+由N极移向M极，电极N为负极，故A错误； B．放电时负极发生氧化反应，根据总反应Zn+Br2= ZnBr2，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故B正确； C．放电时总反应为Zn+Br2= ZnBr2，则充电时ZnBr2生成锌和溴单质，ZnBr2溶液的浓度减小，故C错误； D．根据图示，Zn2+由N极移向M极，电池中间需使用正离子交换膜，故D错误； 选B。 17．下列有关说法中错误的是(盐桥是浸满饱和溶液的琼脂) A．锌是负极，发生氧化反应 B．铜电极的电极反应式为： C．电子经盐桥从锌电极流向铜电极 D．盐桥中流向右侧烧杯 【答案】C 【分析】由图可知，锌为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，铜为正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜。 【解析】A．由分析可知，锌为原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，A正确； B．由分析可知，铜为正极，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为，B正确； C．电子不能进入内电路，电池工作时，电子从锌片通过导线流向铜片，C错误； D．锌为原电池的负极，铜为正极，则电池工作时，正离子向正极移动，故盐桥中的进入右侧，D正确； 故选C。 18．理论上不能设计为原电池的化学反应是 A．HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(aq)  ΔH<0 B．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)  ΔH<0 C．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)  ΔH<0 D．2FeCl3(aq)＋Fe(s)=3FeCl2(aq)  ΔH<0 【答案】A 【解析】能自发进行的氧化还原反应，可设计成原电池，其中B、C、D均为能自发进行的氧化还原反应；HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(aq)属于复分解反应，不属于氧化还原反应，不能设计为原电池，A符合题意； 答案选A。 19．如图是一种新型的光化学电源，当光照射型半导体时，通入和即产生稳定的电流并获得(和是两种有机物)。下列说法不正确的是 A．乙池中的型半导体电极是电池的负极 B．通过全氟磺酸膜从甲池进入乙池 C．甲池中石墨电极上发生的电极反应为 D．总反应为 【答案】B 【分析】由电子流向可知石墨电极为正极，型半导体电极是电池的负极；负极碘离子失电子被氧化，电极反应为，生成的可与硫化氢反应，正极AQ得电子被还原生成H2AQ，H2AQ与氧气反应生成AQ和过氧化氢，电解质溶液浓度基本不变，总反应为； 【解析】A．由分析可知，甲池中的石墨电极是电池的正极，型半导体电极是电池的负极，A正确； B．原电池工作时，正离子向正极移动，H+通过全氟磺酸膜从乙池进入甲池，B错误； C．正极AQ得电子被还原生成H2AQ，电极反应为，C正确； D．由分析可知，通入硫化氢和氧气，分别生成硫、过氧化氢，则总反应为，D正确； 故选B。 20．为解决淀粉厂废水中BOD严重超标的问题，有人设计了电化学降解法。如图是利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能的装置。下列说法中错误的是 A．M极为负极，废水中的有机物在 M极上发生氧化反应 B．该装置工作时，H⁺从左侧经质子交换膜移向右侧 C．为加快化学反应速率，可在高温条件下进行有机物降解 D．正极的电极反应式为，故物质 X为 H2O 【答案】C 【分析】该装置是化学能转化为电能的装置，为原电池，N极通O2，氧气得到电子发生还原反应，N为正极，则M极为负极。 【解析】A．由分析可知，M极为负极，废水中的有机物在 M极上失去电子发生氧化反应，A正确； B．原电池转化正离子向正极迁移，故该装置工作时，H⁺从左侧经质子交换膜移向右侧，B正确； C．高温条件会破坏微生物的活性，反而不能加快反应速率，C错误； D．N极通O2，氧气得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为，故物质 X为 H2O，D正确； 故选C。 第Ⅱ卷 选择题（共60分） 二、解答题 21．（14分）锰酸锂()是新一代锂离子电池的正极材料。实验室利用回收的废旧锂离子电池正极材料(锰酸锂、碳粉等涂覆在铝箔上)制取锂的一种流程如图： 已知：在水中的溶解度随着温度的升高而降低。 (1)若要增大锂离子电池正极材料的浸取率，可以采取的措施有 (任写一条)。 (2)滤液A的主要成分是 (填化学式)；向滤液A中通入过量二氧化碳的化学方程式为 。 (3)工业上洗涤用的是热水而不是冷水，其原因是 。 (4)写出将转化成的离子方程式 。 (5)从滤液C中得到的操作需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 。 (6)滤液C中，向其中再加入等体积的溶液，生成沉淀。沉淀中Li元素占原滤液C中Li元素总量的90%(忽略混合后溶液的体积变化)，则生成的溶液中为 (保留两位有效数字)，[]。 【答案】(1)适当升高温度、适当增大溶液的浓度、粉碎、充分搅拌（2分） (2) （2分） （2分） (3)减少洗涤时的溶解量，提高产率（2分） (4)（2分） (5)漏斗（2分） (6)0.33mol/L（2分） 【解析】（1）要增大锂离子电池正极材料的浸取率，可以采取的措施有：适当升高温度、适当增大溶液的浓度、粉碎、充分搅拌。 （2）由以上分析可知滤液A主要成分为； 向滤液A中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，反应方程式为：。 （3）工业上洗涤用的是热水而不是冷水，根据题中信息可知在水中的溶解度随着温度的升高而降低，因此用热水可减少洗涤时的溶解量，提高产率。 （4）酸性条件下，与氧气反应生成，根据得失电子守恒得反应方程为：。 （5）在滤液中加入碳酸钠，将锂离子转化为碳酸锂沉淀，因此从滤液C中得到的操作为过滤，需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗。 （6）反应后剩余锂离子浓度为；则生成的溶液中=。 22．（16分）能量的转化与化学反应息息相关。 (1)已知反应在反应过程中的能量变化如图所示。 从图中可知，断开反应物中的化学键吸收的能量为 kJ（用字母表示，下同），形成生成物中的化学键释放的能量为 kJ，该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。 (2)为探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验。甲、乙两装置中硫酸浓度、锌片、铜片完全相同。 ①产生气泡的快慢：甲 （填“＞”、“＜”或“＝”，下同）乙。 ②温度计示数：甲 乙。 (3)某同学利用生活或实验室中常用的物品，设计了一个原电池，如图所示。 实验原理： 实验用品：铁钉、铜钉、稀硫酸、烧杯、导线、耳机、电流表。 实验步骤：用原电池两个电极中的一极触碰耳机插头上的一极（注意：触碰的同时耳机的另一极与原电池的另一极相连），可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音。 ①听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音的原因是在原电池中，化学能转化为 能，在耳机中电能又转化为声能。 ②将装置中的耳机改为电流表，能证明化学能转化为电能的实验现象是 、 。 ③从构成原电池的基本要素来看，铁钉的作用是 （填字母，下同），稀硫酸的作用是 。 a．电极反应物    b．电极材料    c．离子导体    d．电子导体 ④铜钉上发生的电极反应式为 。 ⑤若装置中转移了0.2 mol电子，负极减少的质量是 g。 【答案】(1) a（1分） b（1分） 放热。（1分） (2) ＜（1分） ＞（1分） (3) 电（1分） 电流表指针偏转（1分） 铜片上有气泡产生 （1分） abd （2分） ac （2分） 2H++2e-=H2↑ （2分） 5.6（2分） 【解析】（1）从图中可知，断开反应物中的化学键吸收的能量为akJ，形成生成物中的化学键放出的热量为bkJ，反应物总能量大于生成物总能量，该反应是放热反应，故答案为：a；b；放热。 （2）图甲锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，离子方程式为Zn+2H+═Zn2++H2↑；稀硫酸和锌的反应是放热反应导致溶液温度逐渐升高，化学能转化为热能；图乙该装置构成原电池，Zn易失电子作负极，Cu作正极，正极上氢离子得电子生成氢气；温度计指示的温度变化不明显，说明化学能没有全部转化为热能，大多数转化为电能，所以图甲中气泡产生在锌棒表面，乙中产生在铜棒表面；构成原电池加快化学反应速率，则图乙中产生气体的速度比甲快；图甲中温度计的示数高于图乙的示数。 ①产生气泡的快慢：甲＜乙。故答案为：＜； ②温度计示数：甲＞乙。故答案为：＞； （3）①发生该反应，反应产生了电流，说明在原电池中将化学能转化为电能；听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音的原因是在原电池中，化学能转化为电能，在耳机中电能又转化为声能。故答案为：电； ②将装置中的耳机改为电流表，Fe、Cu和稀硫酸构成原电池中，总电池反应为：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，铜为正极，正极上氢离子得电子生成氢气，能证明化学能转化为电能的实验现象是电流表指针偏转、铜片上有气泡产生。故答案为：电流表指针偏转；铜片上有气泡产生； ③Fe、Cu和稀硫酸构成原电池中，Fe作负极，铜为正极，正极反应式为2H++2e-=H2↑，负极反应式为Fe-2e-═Fe2+，电子从负极Fe沿导线流向正极铜，阴正离子在电解质溶液中发生定向移动形成闭合回路，即Fe为电极反应物、负极材料、电子导体，稀硫酸为电解质溶液、离子导体、电极反应物，铁钉的作用是abd，稀硫酸的作用是ac,故答案为：abd；ac； ④铜钉上发生的电极反应式为2H++2e-=H2↑。故答案为：2H++2e-=H2↑； ⑤若装置中转移了0.2 mol电子，负极反应式为Fe-2e-═Fe2+，负极减少的质量是=5.6g。故答案为：5.6。 23．（16分）从海水中不仅可获得淡水，而且可按如图工艺流程提取溴和镁。 回答下列问题； (1)海水淡化的方法有 、电渗析法和离子交换法。 (2)步骤(1)中的是一种黄绿色气体，为 (填化学式)。步骤(1)主要发生反应的离子方程式为 。 (3)检验某溶液中是否混有的方法是 。 (4)溴单质与热的纯碱溶液反应有气体生成，该反应的氧化产物为 (填化学式)。 (5)步骤(3)发生反应的离子方程式为 。 (6)工业上从卤水中获取用石灰乳而不用的原因是： 。 (7)写出电解制得金属镁的化学方程式： 。 【答案】(1)蒸馏法、反渗透法（2分） (2) （2分） 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-（2分） (3)取少量溶液于试管中，先加入盐酸酸化没有现象，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成即证明有硫酸根离子（2分） (4)3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2↑（2分） (5)5Br-++6H+=3Br2+3H2O（2分） (6)氢氧化钠价格贵，成本高（2分） (7)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑（2分） 【解析】（1）海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法、电渗析法、离子交换法等； （2）黄绿色单质是氯气，电子式为，电解饱和的食盐水的离子方程式为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-； （3）检验硫酸根离子的方法是：取少量溶液于试管中，先加入盐酸酸化没有现象，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成即证明有硫酸根离子 （4）根据题目信息，溴单质与热的纯碱溶液反应生成了Br-和，反应的化学方程式为：3Br2+3Na2CO35NaBr+NaBrO3+3CO2↑； （5）溴离子和溴酸根离子再酸化有发生归中反应生成溴单质，反应的离子方程式为：5Br-++6H+=3Br2+3H2O； （6）氢氧化钠价格贵，成本高，故工业上从卤水中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH； （7）冶炼镁通过电解熔融的氯化镁得到镁和氯气，化学方程式为：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 24．（14分）甲烷和甲醇是常见的有机物，具有广阔的开发应用前景。回答下列问题。 (1)已知：；；则 。 (2)甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示： ①电极N上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②电极M上发生反应的电极反应式为 。 ③质子交换膜每通过，消耗b气体标准状况下的体积为 L。 (3)某研究小组用甲烷燃料电池作电源，电解含正盐X的废水制得、、和NaOH。工作原理如图： 已知：I．电池中甲烷用量为4.48L(标准状况)；Ⅱ．甲、乙、丙三池中溶液体积均为1L且忽略电解过程中体积变化。 回答下列问题： ①电解池中c膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜；X为 (写化学式)。 ②电解结束后，理论上丙池中 。 【答案】(1)-334.5（2分） (2) 还原（2分） （2分） 5.6（2分） (3) 阳（2分） Na2SO4（2分） 1.8（2分） 【解析】（1）已知①；②；根据盖斯定律可知，目标方程式=，则  ，故答案为：-334.5。 （2）甲醇燃料电池中，甲醇在负极失电子，氧气在正极得电子，根据图中的工作原理可知，H+通过质子交换膜移向电极N，因此电极N为正极，同样可以根据电子的流动方向判断，电子从负极流向正极，因此电极M是负极，电极N是正极； ①根据分析可知，电极N是正极，发生还原反应； ②根据分析可知，电极M是负极，因此反应物质是甲醇，电极反应式为：； ③电极N是正极，电极反应式为：，质子交换膜每通过，根据电极反应可知消耗O2为0.25mol，标准状况下的体积为。 （3）甲烷燃料电池中通入甲烷的电极发生氧化反应为负极，通入氧气的电极发生还原反应为正极，因此在电解池中，甲池中电极a连接原电池的负极，则是阴极，丙池中电极b连接原电池的正极，则是阳极。根据题意可知，电解含正盐X的废水制得、、和NaOH，说明电解池中，丙池中的阳极发生的电极反应为：，甲池中的阴极发生的电极反应式为：，由此可知、在丙池中产生，d为负离子交换膜，主要是硫酸根通过；、NaOH在甲池中产生，c为正离子交换膜，主要是钠离子通过；根据反应可知正盐X需要提供钠离子和硫酸根，因此X为硫酸钠。 ①根据分析可知，电解池中c膜为正离子交换膜；正盐X为Na2SO4； ②根据题中信息可知，电池中甲烷用量为4.48L(标准状况)，即消耗甲烷为，根据负极的电极反应式：可知，转移电子为1.6mol，丙池中的阳极发生的电极反应为：，根据得失电子守恒可知，产生的，原加入的硫酸同样含有H+，因此电解结束后，理论上丙池中。 试卷第20页，共23页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四单元 氧化还原反应与电化学 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 第I卷 选择题（共40分） 一、单选题（共20题，合计40分） 1．烟气中的SO2可用Na2SO3溶液吸收循环处理，其中吸收过程如图1及电解再生工艺如图2所示。 已知常温下Ka1(H2SO3)=1.4×10-2，Ka2(H2SO3)=6.0×10-8。若转化过程中气体挥发和溶液体积的变化可忽略。常温下，下列说法正确的是 A．Na2SO3溶液中存在：c(SO)＋c(HSO)＋2c(H2SO3)=c(OH-) B．当吸收液pH=8时溶液中存在：c(SO)＋c(H2SO3)<c(HSO) C．当吸收液中c(Na＋)=c(SO)＋c(H2SO3)＋c(HSO)时，溶液pH<7 D．图2中再生液中SO浓度小于吸收液中SO浓度 2．电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的，相关装置如图所示。下列说法错误的是 A．放电时电极A为负极，该电池可选用含水电解液 B．放电时，电极B上发生的反应是： C．充电时的移动方向是从电极B移向电极A D．放电时，电路中每通过电子，正极区质量增加 3．某实验小组用这种电极构建全碱性肼(1)—硝酸根燃料电池(如图所示)，已知：双极膜由阴、正离子膜组成，双极膜中水电离出和，在电场力作用下向两极迁移。下列叙述错误的是 A．电极a为负极，电极b为正极 B．电极b上的电极反应式为 C．电极a上生成5.6g时，有0.8mol向电极a迁移 D．转移1mol电子时，负极区溶液质量增重10g 4．甲醇燃料电池工作原理如图所示，下列说法错误的是 A．电子从沿外电路流向 B．在电极上发生还原反应 C．负极的电极反应： D．每反应同时有通过质子交换膜流向 5．下列有关电极方程式或离子方程式正确的是 A．铅酸蓄电池充电时的阳极反应： B．过量通入饱和碳酸钠溶液： C．向硫化钠溶液通入足量二氧化硫： D．碱性锌锰电池的负极反应： 6．近期，清华大学课题组创制了一种新型可充放电的“生物质电池”，实现了在存储/释放电力的同时，生产高附加值的化学品。已知：放电时，电极b电势更高，下列说法正确的是 A．放电时，向a电极移动 B．放电时，电池的总反应式： C．充电时，电极b连接负极 D．充电时，阴极电极反应为： 7．下列实验装置或实验操作正确，且能完成相应实验的是 A．利用图甲可灼烧海带 B．利用图乙可将通入其中进行尾气吸收 C．利用图丙滴定可测定盐酸浓度 D．利用图丁可验证金属性： 8．土壤中的微生物可将转化为S2-，S2-可与土壤中部分金属正离子形成难溶硫化物。其中，相互接触的ZnS与CdS在土壤中构成原电池，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．土壤中的微生物起还原作用 B．电子由ZnS流向CdS C．ZnS表面发生的电极反应为 D．作为正极的CdS被保护起来，不因发生氧化反应而溶解 9．研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示： 下列说法错误的是 A．加入降低了正极反应的活化能 B．负极反应为 C．1mol 被完全氧化时有1.5mol 被还原 D．电子从铂电极流向石墨电极 10．近年来，科学家对“协同反应”间接电化学反应原理处理污水技术的研究获得突破性进展。下图是电池法处理含氮酸性废水的工作原理示意图。下列有关说法正确的是 甲室                      乙室 A．质子经交换膜由乙室向甲室移动 B．电池工作时，甲室pH增大 C．碳电极上的电极反应式为 D．理论上转移电子，甲乙两室共产生标准状况下 11．我国科学家研究出一种新型水系电池，其结构如图，该电池既能实现乙炔加氢又能提供电能，下列说法正确的是 A．通过负离子交换膜向a电极移动 B．左侧极室减小 C．a极的电极反应式为： D．每转移，右侧极室中溶液质量增大 12．我国火星探测器“天问一号”探测到火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池，可以作为火星探测器供电系统。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，则放电时下列说法正确的是 A．电子流向钠电极 B．正离子由正极移向负极 C．在正极上发生还原反应 D．该电池可以采用盐酸作为电解质溶液 13．随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车届的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂（）电池，其工作原理如图，A极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许通过，电池反应式。下列说法不正确的是 A．放电时从左边流向右边 B．放电时，正极锂的化合价未发生改变 C．充电时B接电源负极，该电极放电时的电极反应式为： D．废旧钴酸锂（）电池进行“放电处理”更有利于从正极中回收锂 14．科学家开发了基于压电催化和能带弯曲的力场辅助超声波激活电池，电池反应为，电池示意图如图所示。下列叙述正确的是 A．极为负极，发生氧化反应 B．金属Li在中燃烧可生成 C．锂电极的电极反应式为 D．2.24 L (标准状况)完全反应时转移0.2 mol电子 15．纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时总反应为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag，下列说法错误的是 A．锌发生氧化反应 B．溶液中OH-向正极移动 C．正极的电极反应式为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- D．在电池放电前后，电解质溶液的酸碱性基本保持不变 16．锌溴液流电池是液流电池的一种，能够大容量、长时间的充放电。放电时总反应为Zn+Br2= ZnBr2。下列说法正确的是 A．放电时电极M为负极 B．放电时负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ C．充电时ZnBr2溶液的浓度增大 D．电池中间使用正离子交换膜或负离子交换膜都可以 17．下列有关说法中错误的是(盐桥是浸满饱和溶液的琼脂) A．锌是负极，发生氧化反应 B．铜电极的电极反应式为： C．电子经盐桥从锌电极流向铜电极 D．盐桥中流向右侧烧杯 18．理论上不能设计为原电池的化学反应是 A．HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(aq)  ΔH<0 B．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)  ΔH<0 C．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)  ΔH<0 D．2FeCl3(aq)＋Fe(s)=3FeCl2(aq)  ΔH<0 19．如图是一种新型的光化学电源，当光照射型半导体时，通入和即产生稳定的电流并获得(和是两种有机物)。下列说法不正确的是 A．乙池中的型半导体电极是电池的负极 B．通过全氟磺酸膜从甲池进入乙池 C．甲池中石墨电极上发生的电极反应为 D．总反应为 20．为解决淀粉厂废水中BOD严重超标的问题，有人设计了电化学降解法。如图是利用一种微生物将废水中有机物[主要成分是(C6H10O5)n]的化学能转化为电能的装置。下列说法中错误的是 A．M极为负极，废水中的有机物在 M极上发生氧化反应 B．该装置工作时，H⁺从左侧经质子交换膜移向右侧 C．为加快化学反应速率，可在高温条件下进行有机物降解 D．正极的电极反应式为，故物质 X为 H2O 第Ⅱ卷 选择题（共60分） 二、解答题 21．（14分）锰酸锂()是新一代锂离子电池的正极材料。实验室利用回收的废旧锂离子电池正极材料(锰酸锂、碳粉等涂覆在铝箔上)制取锂的一种流程如图： 已知：在水中的溶解度随着温度的升高而降低。 (1)若要增大锂离子电池正极材料的浸取率，可以采取的措施有 (任写一条)。 (2)滤液A的主要成分是 (填化学式)；向滤液A中通入过量二氧化碳的化学方程式为 。 (3)工业上洗涤用的是热水而不是冷水，其原因是 。 (4)写出将转化成的离子方程式 。 (5)从滤液C中得到的操作需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 。 (6)滤液C中，向其中再加入等体积的溶液，生成沉淀。沉淀中Li元素占原滤液C中Li元素总量的90%(忽略混合后溶液的体积变化)，则生成的溶液中为 (保留两位有效数字)，[]。 22．（16分）能量的转化与化学反应息息相关。 (1)已知反应在反应过程中的能量变化如图所示。 从图中可知，断开反应物中的化学键吸收的能量为 kJ（用字母表示，下同），形成生成物中的化学键释放的能量为 kJ，该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。 (2)为探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验。甲、乙两装置中硫酸浓度、锌片、铜片完全相同。 ①产生气泡的快慢：甲 （填“＞”、“＜”或“＝”，下同）乙。 ②温度计示数：甲 乙。 (3)某同学利用生活或实验室中常用的物品，设计了一个原电池，如图所示。 实验原理： 实验用品：铁钉、铜钉、稀硫酸、烧杯、导线、耳机、电流表。 实验步骤：用原电池两个电极中的一极触碰耳机插头上的一极（注意：触碰的同时耳机的另一极与原电池的另一极相连），可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音。 ①听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音的原因是在原电池中，化学能转化为 能，在耳机中电能又转化为声能。 ②将装置中的耳机改为电流表，能证明化学能转化为电能的实验现象是 、 。 ③从构成原电池的基本要素来看，铁钉的作用是 （填字母，下同），稀硫酸的作用是 。 a．电极反应物    b．电极材料    c．离子导体    d．电子导体 ④铜钉上发生的电极反应式为 。 ⑤若装置中转移了0.2 mol电子，负极减少的质量是 g。 23．（16分）从海水中不仅可获得淡水，而且可按如图工艺流程提取溴和镁。 回答下列问题； (1)海水淡化的方法有 、电渗析法和离子交换法。 (2)步骤(1)中的是一种黄绿色气体，为 (填化学式)。步骤(1)主要发生反应的离子方程式为 。 (3)检验某溶液中是否混有的方法是 。 (4)溴单质与热的纯碱溶液反应有气体生成，该反应的氧化产物为 (填化学式)。 (5)步骤(3)发生反应的离子方程式为 。 (6)工业上从卤水中获取用石灰乳而不用的原因是： 。 (7)写出电解制得金属镁的化学方程式： 。 24．（14分）甲烷和甲醇是常见的有机物，具有广阔的开发应用前景。回答下列问题。 (1)已知：；；则 。 (2)甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示： ①电极N上发生 (填“氧化”或“还原”)反应。 ②电极M上发生反应的电极反应式为 。 ③质子交换膜每通过，消耗b气体标准状况下的体积为 L。 (3)某研究小组用甲烷燃料电池作电源，电解含正盐X的废水制得、、和NaOH。工作原理如图： 已知：I．电池中甲烷用量为4.48L(标准状况)；Ⅱ．甲、乙、丙三池中溶液体积均为1L且忽略电解过程中体积变化。 回答下列问题： ①电解池中c膜为 (填“阳”或“阴”)离子交换膜；X为 (写化学式)。 ②电解结束后，理论上丙池中 。 试卷第10页，共12页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$