第4章 化学反应与电能 达标练习 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第4章 化学反应与电能 达标练习2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、选择题。（18题） 1、根据如图所示的装置，可判断出下列离子方程式错误的是（ ） A. B. C. D. 2、下列关于如图所示的锂离子电池体系的叙述错误的是(　　) A．a极为电池的正极 B．放电时，b极的电极反应式为Li－e－===Li＋ C．放电时，a极锂元素的化合价发生变化 D．放电时，溶液中Li＋从b极向a极迁移 3、氢氧燃料电池是一种常见化学电源，其工作示意图如图。下列说法正确的是（   ） A. 通H2的一极是正极，发生氧化反应 B. 电子由b电极经导向流向a电极 C. b电极上发生还原反应，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O D. 电解质H2SO4溶液的作用是传导电子 4、下列叙述中错误的是（　　） A．电解池是电能转化为化学能的装置 B．原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阴极，经过电解质溶液到达电解池的阳极，然后再回流到原电池的正极，形成闭合回路 C．电解时，阳极发生氧化反应 D．电解时，阳离子移向阴极 5、电解法是制备物质的重要途径，下列物质不能通过电解盐溶液制备的是（ ） A. B. C. D. 6、用石墨电极电解100mLH2SO4与CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况)，则原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度为（ ） A．3mol·L-1 B．2mol·L-1 C．4mol·L-1 D．1mol·L-1 7、如图是钢铁在海水中锈蚀过程的模型，若有0.2mol电子发生转移，下列说法正确的是( ) A.该金属腐蚀过程为析氢腐蚀 B.有2.8g铁被腐蚀 C.钢铁表面出现气体 D.消耗气体体积约为1.12L（标准状况） 8、下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是（   ） A. 图1：铁钉发生析氢腐蚀   B. 图2：可以在铁件上镀铜 C. 图3：溶液中c(Cu2＋)保持不变 D. 图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀 9、金属矿物通常色彩缤纷、形状各异。下列冶炼金属的方法属于热还原法的是（       ） A．（熔融） B． C． D． 10、一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成H2的总量，可采取的措施是(　　) A．加入少量稀NaOH溶液 B．加入少量CH3COONa固体 C．加入少量NH4HSO4固体 D．加入少量CuSO4溶液 11、如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是（   ） A. 其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能” B. 如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将改变 C. 铜片为负极，其附近的溶液变蓝，溶液中有Cu2+产生 D. 如果将稀硫酸换成醋酸，LED灯将不会发光 12、如图所示，其中甲池的总反应式：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。下列说法正确的是（ ） A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置 B．甲池中通入CH3OH一极的电极反应为CH3OH-6e-+2H2O=CO+8H+ C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度 D．甲池中消耗1.12L(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生5.8固体 13、将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是（ ） A.铁被氧化的电极反应式为 B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D.以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 14、《淮南万毕术》中有“曾青得铁,则化为铜,外化而内不化”，下列说法中正确的是( ) A．“化为铜”表明发生了氧化还原反应 B．“外化”时化学能转化为电能 C．“内不化”是因为内部的铁活泼性较差 D．反应中溶液由蓝色转化为黄色 15、CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应：2Cu2＋+4I-=2CuI↓+I2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。电解开始不久，阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色。下列有关蓝色产生原因的说法正确的是（  ） A. 2I-－2e-=I2碘遇淀粉变蓝  B. Cu－2e-=Cu2＋ Cu2＋显蓝色 C. 2Cu+4I--4e-=2CuI↓+I2碘遇淀粉变蓝 D. 4OH-–4e-=2H2O+O2 O2将I-氧化为I2 ， 碘遇淀粉变蓝 16、1000mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液中c(NO3-)=3.0mol/L，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后两极均收集到22.4L气体(标准状况)。下列说法正确的是（    ） A. 原混合溶液中钾离子浓度为2mol/L     B. 上述电解过程中共转移6mol电子 C. 电解得到的铜的物质的量为0.5mol   D. 电解后溶液中氢离子浓度为2mol/L 17、海水和空气会对船体造成腐蚀，因此船体的防腐处理非常重要。下列说法错误的是( ) A.海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀 B.可以在船舶外壳装上锌块，用牺牲阳极法防止金属被腐蚀 C.刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀 D.外加电流，使需要保护的金属作阴极，可以起到保护金属的作用 18、以H3PO4-K3PO4缓冲溶液（pH=8.5~9.0）为电解质溶液，电解高浓度丙烯腈(CH2=CHCN)可加氢二聚为己二腈[NC(CH2)4CN]。下列说法不正确的是（ ） A．电解总反应方程式：4CH2=CHCN＋2H2O2NC(CH2)4CN＋O2↑ B．CH2=CHCN在阴极放电，发生氧化反应 C．阳极的电极反应：2H2O－4e-=4H+＋O2↑ D．电解除得到NC(CH2)4CN外，还可能得到副产物CH3CH2CN 二、填空题。（2题） 19、（1）I．炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答： 铁锅的锈蚀是________腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）。 （2）写出铁锅腐蚀正极的电极反应式：________ 。 （3）II．在如图用石墨作电极的电解池中，放入500mL饱和NaCl溶液并滴入酚酞，进行电解，观察到B电极附近溶液先变红。请回答下列问题： A接的是电源的________极，B是该装置________。 （4）写出电解时总反应的离子方程式：________ 。 （5）电解后溶液的pH________ ；（填 增大、减小或不变）要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入________   。 （6）若电源为碱性锌锰干电池，负极为________ 正极为________ 电解质溶液是________ 。 20、现有部分短周期元素的性质或原子结构如表： 元素编号 元素性质或原子结构 Q 地壳中含量最高的元素 T M层上电子数是K层上电子数的3倍 X 最外层电子数是次外层电子数的2倍 Y 常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性 Z 元素最高正价是＋7价 (1)元素X在元素周期表中的位置为________，X与Q按原子个数比为1：2形成的化合物的电子式为________。 (2)元素Y的原子结构示意图为________，其与氢元素形成一种分子YH3，写出实验室制备该物质的化学方程式________。 (3)元素Z与元素T相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________。 a.Z离子的还原性小于T离子的还原性 b.Z的氢化物比T的氢化物稳定 c.一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应 d.Z的含氧酸的酸性强于T (4)在碱性溶液中，X的简单氢化物与Q2组成燃料电池，其负极的电极反应式为________ 。 三、综合解答题。 21、按要求回答下列问题： （1）I.某温度时，在2L密闭容器中某一反应中气体A、B的物质的量随时间变化的曲线如下图所示，回答下列问题： 该反应的化学方程式为________。 （2）0~4min内，用A表示反应速率v(A)=________。 （3）反应达平衡时容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时________(填“变大”、“变小”或“相等”)。 （4）下列措施能加快反应速率的是_______。 A.缩小体积，使压强增大 B.恒温恒容充入He气 C.恒温恒压充入He气 D.使用催化剂 （5）Ⅱ.化学能与电能之间可以相互转化。 直接提供电能的反应一般是放热反应，下列反应能设计成原电池的是_________ A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 B.氢氧化钠与稀盐酸反应 C.灼热的炭与CO2反应 D.H2与Cl2燃烧反应 （6）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀了一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答： ①电池的负极反应式为：________。 ②电池工作时OH-向移动________(填“正极”或“负极”)。 ③正极上消耗标况下4.48L气体时，转移电子的数目为________。 四、实验题。 22、2021年10月14日，神舟十三号载人飞行任务的三名宇航员已经成功进入我国自主建造的空间站。可用作火箭、导弹推进剂，某小组在实验室制备。 Ⅰ：实验室制备如图(a) (1)瓶a中的试剂为_______(填序号)。 A．饱和食盐水 B．浓硫酸 C．饱和碳酸氢钠溶液 D．浓氨水 (2)①根据制备方程式，产品的理论产率为_______。[] ②实验最终产率小于理论产率，原因可能是_______(任答一条即可)。 Ⅱ：模拟工业交换膜电解法，高电压下电解NaCl溶液制备，进而获得，可以提高产率。 (3)实验时，常因电压控制不当，产生副产品，写出其总反应的离子方程式：_______。 (4)“获取产品” ①往电解后的产品溶液中加入KCl，原理为，。反应结束后，将溶液放到冰水浴中，20秒后会析出较多的粗产品晶体，这样做是因为[溶解度数据见图(b)]。 a.溶解度在相同温度时小于溶液中其他成分； b.溶解度受温度影响较大而KCl溶解度受温度影响较小；溶解度_______。 ②将粗产品晶体溶解于水，_______，过滤，洗涤，重复2～3次，进行精制。最后干燥，得到产品。 (5)“纯度测定” 查阅资料，和HCl均为一元强酸，且前者酸性远远大于后者。但在室温下，同浓度时，二者的pH值相同。这是由于水夺取的能力过于强大，将酸的强度“拉平”导致的。而在非水溶剂甲基异丁酮中，由于其较弱的结合能力，能将与HCl的酸性“区分”开。 “滴定法”测定产品纯度 i.称取样品(杂质只有)0.8735 g，在坩埚中加热至400℃，发生反应。 ii.冷却，经一系列处理后，得到和HCl的混合液体。 ⅲ.将混合液溶于非水溶剂甲基异丁酮中，用1mol/L的标准溶液氢氧化四丁基铵(一元强碱)的异丙醇溶液进行滴定，滴定结果数据如图所示，则杂质的百分含量为_______%(保留三位有效数字)。 第4章 化学反应与电能 达标练习2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、选择题。（18题） 1、根据如图所示的装置，可判断出下列离子方程式错误的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 2、下列关于如图所示的锂离子电池体系的叙述错误的是(　　) A．a极为电池的正极 B．放电时，b极的电极反应式为Li－e－===Li＋ C．放电时，a极锂元素的化合价发生变化 D．放电时，溶液中Li＋从b极向a极迁移 【答案】C 3、氢氧燃料电池是一种常见化学电源，其工作示意图如图。下列说法正确的是（   ） A. 通H2的一极是正极，发生氧化反应 B. 电子由b电极经导向流向a电极 C. b电极上发生还原反应，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O D. 电解质H2SO4溶液的作用是传导电子 【答案】C 4、下列叙述中错误的是（　　） A．电解池是电能转化为化学能的装置 B．原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阴极，经过电解质溶液到达电解池的阳极，然后再回流到原电池的正极，形成闭合回路 C．电解时，阳极发生氧化反应 D．电解时，阳离子移向阴极 【答案】B 5、电解法是制备物质的重要途径，下列物质不能通过电解盐溶液制备的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 6、用石墨电极电解100mLH2SO4与CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体(标准状况)，则原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度为（ ） A．3mol·L-1 B．2mol·L-1 C．4mol·L-1 D．1mol·L-1 【答案】D 7、如图是钢铁在海水中锈蚀过程的模型，若有0.2mol电子发生转移，下列说法正确的是( ) A.该金属腐蚀过程为析氢腐蚀 B.有2.8g铁被腐蚀 C.钢铁表面出现气体 D.消耗气体体积约为1.12L（标准状况） 【答案】D 8、下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是（   ） A. 图1：铁钉发生析氢腐蚀   B. 图2：可以在铁件上镀铜 C. 图3：溶液中c(Cu2＋)保持不变 D. 图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀 【答案】D 9、金属矿物通常色彩缤纷、形状各异。下列冶炼金属的方法属于热还原法的是（       ） A．（熔融） B． C． D． 【答案】B 10、一定量的稀盐酸跟过量锌粉反应时，为了加快反应速率又不影响生成H2的总量，可采取的措施是(　　) A．加入少量稀NaOH溶液 B．加入少量CH3COONa固体 C．加入少量NH4HSO4固体 D．加入少量CuSO4溶液 【答案】D 11、如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是（   ） A. 其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能” B. 如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向将改变 C. 铜片为负极，其附近的溶液变蓝，溶液中有Cu2+产生 D. 如果将稀硫酸换成醋酸，LED灯将不会发光 【答案】A 12、如图所示，其中甲池的总反应式：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。下列说法正确的是（ ） A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置 B．甲池中通入CH3OH一极的电极反应为CH3OH-6e-+2H2O=CO+8H+ C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度 D．甲池中消耗1.12L(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生5.8固体 【答案】D 13、将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是（ ） A.铁被氧化的电极反应式为 B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀 D.以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 【答案】C 14、《淮南万毕术》中有“曾青得铁,则化为铜,外化而内不化”，下列说法中正确的是( ) A．“化为铜”表明发生了氧化还原反应 B．“外化”时化学能转化为电能 C．“内不化”是因为内部的铁活泼性较差 D．反应中溶液由蓝色转化为黄色 【答案】A 15、CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应：2Cu2＋+4I-=2CuI↓+I2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。电解开始不久，阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色。下列有关蓝色产生原因的说法正确的是（  ） A. 2I-－2e-=I2碘遇淀粉变蓝  B. Cu－2e-=Cu2＋ Cu2＋显蓝色 C. 2Cu+4I--4e-=2CuI↓+I2碘遇淀粉变蓝 D. 4OH-–4e-=2H2O+O2 O2将I-氧化为I2 ， 碘遇淀粉变蓝 【答案】C 16、1000mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液中c(NO3-)=3.0mol/L，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后两极均收集到22.4L气体(标准状况)。下列说法正确的是（    ） A. 原混合溶液中钾离子浓度为2mol/L     B. 上述电解过程中共转移6mol电子 C. 电解得到的铜的物质的量为0.5mol   D. 电解后溶液中氢离子浓度为2mol/L 【答案】D 17、海水和空气会对船体造成腐蚀，因此船体的防腐处理非常重要。下列说法错误的是( ) A.海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀 B.可以在船舶外壳装上锌块，用牺牲阳极法防止金属被腐蚀 C.刷防锈漆，使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀 D.外加电流，使需要保护的金属作阴极，可以起到保护金属的作用 【答案】A 18、以H3PO4-K3PO4缓冲溶液（pH=8.5~9.0）为电解质溶液，电解高浓度丙烯腈(CH2=CHCN)可加氢二聚为己二腈[NC(CH2)4CN]。下列说法不正确的是（ ） A．电解总反应方程式：4CH2=CHCN＋2H2O2NC(CH2)4CN＋O2↑ B．CH2=CHCN在阴极放电，发生氧化反应 C．阳极的电极反应：2H2O－4e-=4H+＋O2↑ D．电解除得到NC(CH2)4CN外，还可能得到副产物CH3CH2CN 【答案】B 二、填空题。（2题） 19、（1）I．炒过菜的铁锅未及时洗净，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答： 铁锅的锈蚀是________腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）。 （2）写出铁锅腐蚀正极的电极反应式：________ 。 （3）II．在如图用石墨作电极的电解池中，放入500mL饱和NaCl溶液并滴入酚酞，进行电解，观察到B电极附近溶液先变红。请回答下列问题： A接的是电源的________极，B是该装置________。 （4）写出电解时总反应的离子方程式：________ 。 （5）电解后溶液的pH________ ；（填 增大、减小或不变）要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入________   。 （6）若电源为碱性锌锰干电池，负极为________ 正极为________ 电解质溶液是________ 。 【答案】（1）吸氧 （2）O2+4e-+2H2O=4OH- （3）正极；阴极 （4）2Cl- + 2H2O =(电解)H2↑+Cl2↑+2OH- （5）增大；HCl 气体 （6）锌；二氧化锰；氢氧化钾溶液 20、现有部分短周期元素的性质或原子结构如表： 元素编号 元素性质或原子结构 Q 地壳中含量最高的元素 T M层上电子数是K层上电子数的3倍 X 最外层电子数是次外层电子数的2倍 Y 常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性 Z 元素最高正价是＋7价 (1)元素X在元素周期表中的位置为________，X与Q按原子个数比为1：2形成的化合物的电子式为________。 (2)元素Y的原子结构示意图为________，其与氢元素形成一种分子YH3，写出实验室制备该物质的化学方程式________。 (3)元素Z与元素T相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________。 a.Z离子的还原性小于T离子的还原性 b.Z的氢化物比T的氢化物稳定 c.一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应 d.Z的含氧酸的酸性强于T (4)在碱性溶液中，X的简单氢化物与Q2组成燃料电池，其负极的电极反应式为________ 。 【答案】第二周期第ⅣA 族 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O Cl ab CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O 三、综合解答题。 21、按要求回答下列问题： （1）I.某温度时，在2L密闭容器中某一反应中气体A、B的物质的量随时间变化的曲线如下图所示，回答下列问题： 该反应的化学方程式为________。 （2）0~4min内，用A表示反应速率v(A)=________。 （3）反应达平衡时容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时________(填“变大”、“变小”或“相等”)。 （4）下列措施能加快反应速率的是_______。 A.缩小体积，使压强增大 B.恒温恒容充入He气 C.恒温恒压充入He气 D.使用催化剂 （5）Ⅱ.化学能与电能之间可以相互转化。 直接提供电能的反应一般是放热反应，下列反应能设计成原电池的是_________ A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 B.氢氧化钠与稀盐酸反应 C.灼热的炭与CO2反应 D.H2与Cl2燃烧反应 （6）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀了一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答： ①电池的负极反应式为：________。 ②电池工作时OH-向移动________(填“正极”或“负极”)。 ③正极上消耗标况下4.48L气体时，转移电子的数目为________。 【答案】（1）2A⇌B （2）0.05 mol/(L•min) （3）变大 （4）A,D （5）D （6）H2-2e-+2OH-=2H2O；负极；0.8NA 四、实验题。 22、2021年10月14日，神舟十三号载人飞行任务的三名宇航员已经成功进入我国自主建造的空间站。可用作火箭、导弹推进剂，某小组在实验室制备。 Ⅰ：实验室制备如图(a) (1)瓶a中的试剂为_______(填序号)。 A．饱和食盐水 B．浓硫酸 C．饱和碳酸氢钠溶液 D．浓氨水 (2)①根据制备方程式，产品的理论产率为_______。[] ②实验最终产率小于理论产率，原因可能是_______(任答一条即可)。 Ⅱ：模拟工业交换膜电解法，高电压下电解NaCl溶液制备，进而获得，可以提高产率。 (3)实验时，常因电压控制不当，产生副产品，写出其总反应的离子方程式：_______。 (4)“获取产品” ①往电解后的产品溶液中加入KCl，原理为，。反应结束后，将溶液放到冰水浴中，20秒后会析出较多的粗产品晶体，这样做是因为[溶解度数据见图(b)]。 a.溶解度在相同温度时小于溶液中其他成分； b.溶解度受温度影响较大而KCl溶解度受温度影响较小；溶解度_______。 ②将粗产品晶体溶解于水，_______，过滤，洗涤，重复2～3次，进行精制。最后干燥，得到产品。 (5)“纯度测定” 查阅资料，和HCl均为一元强酸，且前者酸性远远大于后者。但在室温下，同浓度时，二者的pH值相同。这是由于水夺取的能力过于强大，将酸的强度“拉平”导致的。而在非水溶剂甲基异丁酮中，由于其较弱的结合能力，能将与HCl的酸性“区分”开。 “滴定法”测定产品纯度 i.称取样品(杂质只有)0.8735 g，在坩埚中加热至400℃，发生反应。 ii.冷却，经一系列处理后，得到和HCl的混合液体。 ⅲ.将混合液溶于非水溶剂甲基异丁酮中，用1mol/L的标准溶液氢氧化四丁基铵(一元强碱)的异丙醇溶液进行滴定，滴定结果数据如图所示，则杂质的百分含量为_______%(保留三位有效数字)。 【答案】(1)A (2) 16.7%或16.67% i.浓盐酸变稀后，不再产生；ii.在装置中有残留，并未完全参加反应iii.水浴温度不足70℃～80℃，发生副反应，生成了KClO (3)Cl-+4H2O+4H2 (4) 在低温(0℃)时，低于溶液中其他组分 蒸发浓缩、冷却结晶 (5)15.9 学科网（北京）股份有限公司 $$