第四章 化学反应与电能 单元训练题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章《化学反应与电能》单元训练题 一、单选题 1．锂辉矿（主要成分为）可用低温重构-直接浸出技术制备碳酸锂，同时得到氧化铝，工艺流程如图，下列说法不正确的是 A．“水热反应”为 B．“滤渣1”和“滤渣2”主要成分不同 C．流程中不涉及氧化还原反应 D．冶炼金属锂可用电解其熔融氯化物的方法，而冶炼金属铝则不可以 2．微生物脱盐池的极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．工作时，极发生还原反应，电子从极流向极 B．若有机物为，则极的电极反应式为 C．在标准状况下，极上消耗气体，则通过膜的离子的物质的量为 D．膜为阳离子交换膜，脱盐室最终可得到淡盐水 3．汽车的启动电源常用铅酸蓄电池，其结构如下图所示。放电时的电池反应：。下列说法中，不正确的是 A．得电子，被还原 B．Pb作电池的负极 C．负极的电极反应为： D．电池放电时，溶液酸性增强 4．吉林大学杜菲教授等人通过正极结构优化与单离子选择性隔膜的开发，构筑了高比能水系Zn-S解耦电池，如图所示。下列叙述正确的是 A．充电时，发生还原反应 B．放电时，电极1的电势高于电极2 C．充电时，电极2净减64g时转移1 mol电子 D．放电时，电极1的电极反应式为 5．工业上可用电解法处理含HCHO的酸性废水，电解槽中水溶液的主要成分及反应过程，如图所示。下列说法错误的是 A．电极2与电源负极相连 B．消耗1mol，能处理30gHCHO C．反应前后数量不变 D．电极1反应为： 6．利用如图所示装置可实现化学储氢。下列说法正确的是 A．Y为电源负极 B．电解后硫酸溶液的物质的量浓度减小 C．电极a上发生的反应为 D．电解过程中每生成11.2LO2，理论上可储存1molH2 7．以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，含少量As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 已知：浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、AsCl3、CuCl2等。 A．“还原”过程加适量Sb目的是将SbCl5还原为SbCl3 B．“除铜”时，不宜加过多的Na2S，是为了防止生成Sb2S3或产生有毒物质 C．“除砷”时有H3PO3生成，该反应的化学方程式为： D．“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为2：3 8．下列电极方程式或离子方程式错误的是 A．铅蓄电池的正极反应式为 B．在含双氧水的氨水中加入铜粉，溶液变蓝色： C．在饱和溶液中滴加少量的溶液生成白色沉淀： D．以铜为电极，电解溶液的阳极反应式为 9．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理为，下列说法正确的是 A．发生氧化反应 B．电子从电极经外电路流向电极 C．溶液中向负极移动 D．发生的电极反应式为 10．乙烯的产量可用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平，通过电解可实现乙烯的高效利用，电解装置如图所示(电极均为惰性电极)。下列说法正确的是 A．N是电源负极 B．离子交换膜是阴离子交换膜 C．a电极反应式为 D．消耗(标准状况下)，阴极区溶液质量减少 11．一种混合离子软包二次电池装置示意图如图所示(其中一极产物为固体)，下列说法正确的是 A．放电时：为正极反应物，其中得电子 B．无论放电或充电，均应选用阳离子交换膜 C．无论放电或充电，电路中每转移电子就有离子通过离子交换膜 D．由该装置不能推测出还原性： 12．下列实验中，不能达到实验目的的是 A．验证氨气极易溶于水 B．用四氯化碳萃取碘水中的碘 C．验证氯气与水反应后的产物具有漂白性 D．在铁片上获得理想的铜镀层 A．A B．B C．C D．D 13．海水晒盐后精制得到NaCl，氯碱工业电解饱和NaCl溶液得到H2、Cl2和NaOH，以NaCl、NH3、CO2等为原料可得到 NaHCO3；向海水晒盐得到的卤水中通Cl2可制溴；从海水中还能提取镁。下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A． B． C．(s)(aq)(s) D． 14．利用双极膜电渗析法电解食盐水可获得和，其工作原理如图所示，已知在直流电的作用下，双极膜中的解离成和。下列有关说法错误的是 A．极为负极 B．极的电极反应式为 C．工作一段时间后，极附近溶液的明显变小 D．若所得大于，说明阳极可能发生反应 二、非选择题 15．钌基配合物光敏染料敏化太阳能电池工作时的反应为2RuII*+I=2RuIII+3I-，装置如图。该电池负极材料为 ，负极对应的产物为 ；正极材料为 ，正极对应的产物为 ，正极反应式： 。 16．甲醇()燃料电池的工作原理如图甲所示，回答下列问题： (1)该电池工作时，b口通入的物质为 (填化学式)。 (2)该电池负极的电极反应式为 。 (3)精炼铜时，粗铜应与甲醇燃料电池的 (填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为 ，电解质溶液为 。 (4)以该燃料电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊(如图乙)，原因是： (用相关的电极反应式表示)。 17．I.能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。 (1)依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 (填字母) A．   B．   C．   D．   若以稀硫酸为电解质溶液，则原电池的正极反应式为 。 II.如图所示的装置，X、Y都是惰性电极。将电路接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色。试回答下列问题： (2)甲装置是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，电极a上发生的电极反应是 。 (3)在乙装置中，总反应的离子方程式是 。 (4)如果丙装置中精铜电极的质量增加了6.4g，则甲装置中标准状况下消耗的的体积为 。 (5)工作时，丁装置Y电极上发生的电极反应是 。 18．钢铁很容易生锈腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。因此，该小组同学又进行了钢铁腐蚀探究，希望能找到防止钢铁腐蚀的好办法。如图，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。红墨水柱两边液面变为：左低、右高。 (1)请猜测a试管中铁发生的是 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。 (2)b管中生铁中碳上发生的电极反应式 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D D B C D D C AC 题号 11 12 13 14 答案 D D A C 1．B 【分析】由题给流程可知，向锂辉矿中加入氢氧化钠溶液发生水热反应，将转化为硅酸锂、硅酸钠和四羟基合铝酸钠，过滤得到硅酸锂和含有硅酸钠、四羟基合铝酸钠的滤液；向硅酸锂中加入硫酸溶液溶解，将硅酸锂转化为硫酸锂和硅酸，过滤得到含有硅酸的滤渣和含有硫酸锂的滤液；硫酸锂溶液经蒸发浓缩后，加入饱和碳酸钠沉淀溶液中的锂离子，过滤得到碳酸锂；向含硅酸钠、四羟基合铝酸钠的滤液中加入硫酸溶液，与溶液中的硅酸钠、四羟基合铝酸钠反应生成硫酸铝、硫酸钠和硅酸沉淀，过滤得到含有硅酸的滤渣和含有硫酸钠、硫酸铝的滤液；向滤液中加入氨水，将溶液中铝离子转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铝，氢氧化铝煅烧分解生成氧化铝。 【详解】A．由分析可知，加入氢氧化钠溶液发生水热反应的目的是将转化为硅酸锂、硅酸钠和四羟基合铝酸钠，反应的化学方程式为，故A正确； B．由分析可知，“滤渣1”和“滤渣2”的主要成分均为硅酸，故B错误； C．由分析可知，流程中各步转化过程中均没有元素发生化合价变化，均不涉及氧化还原反应，故C正确； D．氯化锂是离子化合物，氯化铝为共价化合物，所以冶炼金属锂可用电解熔融氯化物的方法，而冶炼金属铝用电解熔融氯化物的方法，故D正确； 故选B。 2．B 【分析】a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为CO2，则a极为负极，发生氧化反应，则M为阴离子交换膜， 经过M膜的离子为Cl-和，b极为正极，发生还原反应，N为阳离子交换膜，经过N膜的离子为Na+和Ca2+，从而达到脱盐的目的，据此分析解答。 【详解】A．根据电极转化关系可知，a极为负极、b极为正极，因此工作时，a极发生氧化反应，电子从a极流向b极，A项错误； B．若有机物的分子式为，则a极失电子生成CO2，电极反应式为，B项正确； C．若b极上消耗标准状况下11.2L O2，则外电路中通过2mole-，此时通过阳离子交换膜的电荷数为2mol，M为阴离子交换膜， 经过M膜的离子为Cl-和，其所带电荷数不同，故此离子数目无法确定，C项错误； D．阴离子向a极迁移，阳离子向b极迁移，因此N为阳离子交换膜，M为阴离子交换膜，从而达到脱盐的目的，D项错误； 答案选B。 3．D 【分析】硫酸铅蓄电池中，氧化铅为正极，发生还原反应，铅作为负极，发生氧化反应。 【详解】A．PbO2中Pb元素得到电子，化合价降低，被还原，作电池的正极，故A正确； B．Pb为电池的负极，Pb失电子生成硫酸铅，故B正确； C．负极Pb失电子生成硫酸铅，负极反应为，故C正确； D．电池放电时，反应消耗硫酸，溶液酸性减弱，故D错误； 故答案选D。 4．D 【分析】由图可知放电时电极1为负极，Zn失电子生成，电极2为正极，S得电子生成Cu2S； 【详解】A．充电时，电极2为阳极，发生氧化反应，A错误； B．放电时，电极1为负极，电极2为正极，正极电势高于负极电势，B错误； C．充电时，电极2发生反应：，充电时，阳极材料有2 mol Cu由+1价升高至+2价进入溶液，转移4 mol电子，故电极2净减64 g时转移2 mol电子，C错误； D．放电时，电极1发生氧化反应，锌生成四羟基合锌离子：，D正确； 故选D。 5．B 【分析】该装置为电解池，电极1上氯元素化合价升高，发生氧化反应，做阳极，电解液为酸性，电极反应式：Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，电极2上氧元素化合价降低，做阴极，电极反应式为：O2+2e-+2H+=H2O2； 【详解】A．电极2上氧元素化合价降低，做阴极，阴极与电源负极相连，故A正确； B．阴极的电极反应式为：O2+2e-+2H+=H2O2，消耗1mol生成1mol H2O2，同时阳极生成1molHClO，由反应：H2O2+HCHO=HCOOH+ H2O、HClO+HCHO=Cl-+HCOOH+H+，能反应2molHCHO，能处理HCHO质量为m=2mol×30g/mol=60g，故B错误； C．电极1的电极反应式：Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，由反应HClO+HCHO=Cl-+HCOOH+H+，可知生成和消耗的Cl-、HCHO都是1:1，故反应前后数量不变，故C正确； D．电极1上氯元素化合价升高，失电子，做阳极，电解液为酸性，电极反应式：Cl-+H2O-2e-=HClO+H+，故D正确； 选B。 6．C 【分析】 由图可知，在惰性电极a得到电子生成，惰性电极a为阴极，惰性电极b为阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，以此解答。 【详解】A．由分析可知，惰性电极b为阳极，与电源的正极相连，Y为电源正极，A错误； B．由分析可知，惰性电极b为阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O-4e-=O2+4H+，H+通过质子交换膜进入阴极区，硫酸溶液中H+物质的量不变，但水消耗了，硫酸溶液的物质的量浓度增大，B错误； C．由分析可知，在惰性电极a得到电子生成，电极方程式为：+6H++6e-=，C正确； D．未说明11.2LO2所处的温度和压强，无法计算O2的物质的量，D错误； 故选C。 7．D 【分析】辉锑矿加入盐酸和SbCl5，得到浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、AsCl3、CuCl2；加入适量Sb，将五价Sb转化为三价Sb，加入Na2S生成CuS沉淀除去铜，加入NaH2PO2，AsCl3和加入的NaH2PO2反应生成As、H3PO3，之后得到SbCl3溶液，电解生成Sb和SbCl5。 【详解】A．浸出液中含过有SbCl5，加适量Sb两者反应生成SbCl3且不引入新杂质，目的是更好地循环利用Sb元素，A正确； B．过多的Na2S会和SbCl3反应生成Sb2S3，导致Sb元素流失；Na2S具有还原性也可能会和AsCl3反应生成有毒的As单质，故“除铜”时，不宜加过多的Na2S，但必须过量以保证除铜完全，B正确； C．由流程可知，“除砷”时“除砷”时AsCl3和加入的NaH2PO2反应生成As，As元素化合价降低同时P元素化合价升高会生成H3PO3，该反应的化学方程式为：，C正确； D．“电解”时，SbCl3生成Sb和SbCl5，根据电子守恒可知，3Sb3+～6e-～3Sb5+、2Sb3+～6e-～2Sb，则被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为3:2，，D错误； 故选D。 8．D 【详解】A．原电池正极得电子，铅蓄电池正极是PbO2得电子生成PbSO4，电极反应式为PbO2+2e−+4H++=PbSO4+2H2O，A正确； B．把铜粉加入含双氧水的氨水中，溶液变蓝发生的反应为铜与过氧化氢和氨水反应生成四氨合铜离子、氢氧根离子和水，反应的离子方程式为Cu+H2O2+4NH3⋅H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH−+4H2O，故B正确； C．在饱和NaHCO3溶液中滴加少量的CaCl2溶液，由于碳酸氢根电离产生碳酸根和钙离子生成碳酸钙沉淀，从而促进了碳酸氢根的电离，最终生成白色沉淀，离子方程式为Ca2++2=CaCO3↓+CO2↑+H2O，C正确； D．以铜为电极，电解AgNO3溶液，由于阳极不是惰性电极，电极本身失电子变为铜离子，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，D错误； 故选D。 9．C 【分析】据反应原理可知，锌元素化合价升高发生氧化反应，锌为负极，则Ag2O为正极反应物.。 【详解】A．中银元素化合价降低，发生还原反应，故A错误； B．原电池中电子从负极流出经外电路流入正极，即电子从电极经外电路流向电极，故B错误； C．原电池内电路，溶液中阴离子向负极移动，故C正确； D．发生的电极反应式为，故D错误； 故答案为：C。 10．AC 【详解】A．根据电解装置图可知，电极a上C2H2生成CH3COOC2H5发生氧化反应，故电极a为阳极，M是电源的正极，则N是电源的负极，A正确； B．b极为阴极，反应式为2H++2e−=H2，则a极生成的H+向b极移动，故离子交换膜应是阳离子交换膜，B错误； C．a电极为阳极，发生氧化反应，反应式为2C2H4+2H2O−4e−=CH3COOC2H5+4H+，C正确； D．标准状况下消耗2.24LC2H4即1molC2H4发生反应，则a极生成2molH+，同时向b极移动2molH+，阴极区溶液质量不变，D错误； 故选AC。 11．D 【分析】根据题干和装置图分析可知放电时： 电极Zn为负极，负极反应式为:; 电极CuSe为正极,正极反应式为：; 【详解】A．由分析可知，正极反应物是，二者都得电子，A错误； B．为了保证充放电效率，本题通过离子交换膜的离子一定是，B错误； C．由于通过离子交换膜的离子是，根据电荷守恒，无论放电或充电，电路中每转移2mol电子就有1mol离子通过离子交换膜，C错误； D．该装置可以得到金属锌的还原性强于Cu2Se，不得推测出还原性：Zn>Cu＋，D正确； 故选D。 12．D 【详解】A．装置中打开止水夹后，将胶头滴管中的水挤入圆底烧瓶中，烧瓶内压强下降，形成喷泉，可以说明氨气极易溶于水， A不符合题意； B．四氯化碳作萃取剂，可用来萃取碘水中的碘，萃取出的碘的四氯化碳溶液位于分液漏斗的下层，B不符合题意； C．干燥的氯气不能使干燥的红布条褪色，但能使湿润的红布条褪色，说明氯气与水反应后的产物具有漂白性，C不符合题意； D．在铁片上获得理想的铜镀层，应以铁为阴极，铜为阳极，硫酸铜为电解质，图中装置不能达到目的，D符合题意； 故选D。 13．A 【详解】A．氧化性Cl2＞Br2＞I2，所以氯气可以氧化NaBr得到溴单质，溴单质可以氧化碘化钠得到碘单质，故A正确； B．石灰水中Ca(OH)2浓度太小，一般用氯气和石灰乳反应制取漂白粉，故B错误； C．电解氯化镁溶液无法得到镁单质，阳极氯离子放电生成氯气，阴极水电离出的氢离子放电产生氢气，同时产生大量氢氧根，与镁离子产生沉淀，故C错误。 D．碳酸的酸性弱于盐酸，所以二氧化碳与氯化钠溶液不反应，故D错误； 综上所述，答案为A。 14．C 【分析】由离子移动方向可知，M为阳极，N为阴极。 【详解】A．由极上被还原成知极为阴极，极为负极，正确； B．极的电极反应式为，B正确； C．极的电极反应式为，由上述反应可知，双极膜中提供的与极消耗的的量相等，工作一段时间后，极附近溶液无明显变化，C错误； D．当只发生反应时，产物中，若出现，根据电路中转移电子数处处相等，说明阳极除了放电产生外、还可能放电产生，D正确； 故选C。 15． 透明导电玻璃 RuIII 镀导电玻璃 【详解】根据原电池中电子由负极流向正极，可得钌基配合物光敏染料敏化太阳能电池工作时电池的负极为透明导电玻璃，发生失电子的氧化反应，电极反应式为2RuII*-2e-= 2RuIII，故负极对应产物为RuIII；正极为镀导电玻璃，发生得电子的还原反应，电极反应式为，正极产物为。 16．(1)CH3OH (2) (3) 正 CuSO4溶液 (4) 【详解】（1）根据图示，氢离子由左向右移动，左侧电极为负极，该电池工作时，b口通入的物质为CH3OH； （2）甲醇在负极失电子生成二氧化碳和氢离子，该电池负极的电极反应式为 （3）精炼铜时，粗铜为阳极，应与甲醇燃料电池的正极相连，铜离子在阴极得电子生成金属铜，阴极的电极反应式为，电解质溶液为硫酸铜； （4）铝失电子生成铝离子，铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，所以溶液逐渐变浑浊，电极反应式为。 17．(1) BD (2) (3) (4)0.56L或560mL (5) 【分析】将电路接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色，说明Fe为阴极，C为阳极，甲为原电池装置，丙和丁都是电解池装置； 【详解】（1）依据原电池的构成原理，自发进行的放热的氧化还原反应在理论上可以设计成原电池的是，A是吸热反应，C是非氧化还原反应，BD是能自发进行的氧化还原反应，故选BD；若以稀硫酸为电解质溶液，O2在正极得电子生成水，电极反应式为。 （2）将电路接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色，说明Fe为阴极，C为阳极，甲装置左边为负极，右边为正极，即则a处通入的是CH4，电极上发生的电极反应式是； （3）乙为电解饱和食盐水，其总反应的离子方程式是：； （4）丙装置中精铜电极方程式为：Cu2++2e-=Cu，若该电极质量增加了6.4 g，则生成Cu的物质的量为=0.1mol，转移0.2mol电子，甲装置中a处通入的是CH4，电极上发生的电极反应式是，转移0.2mol电子时，消耗0.025mol CH4，体积为V=nVm=0.025mol×22.4L/mol=0.56L； （5）丁装置Y为阴极，铜离子得电子生成铜，其电极上发生的电极反应式是Cu2++ 2e－=Cu。 18．(1)析氢 (2)2H2O+O2+4e-=4OH- 【分析】生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，铁作负极，碳作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；a、b试管内分别盛有氯化铵（显酸性）溶液和食盐水，左边试管中是酸性溶液，发生析氢腐蚀，右边试管中是中性溶液发生吸氧腐蚀。 【详解】（1）U型管内红墨水左低右高，左边试管内气体的压强增大，右边试管内气体的气体压强减小，所以左边试管中是酸性溶液氯化铵（显酸性），发生析氢腐蚀，右边试管中是中性溶液食盐水，发生吸氧腐蚀，故a试管中铁发生的是析氢腐蚀，故答案为：析氢； （2）b试管中是中性溶液食盐水，铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，故答案为：2H2O+O2+4e-=4OH-。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$