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．下列用于解释事实的化学用语书写正确的是 A．向溶液中滴入过量氨水： B．用氨水吸收烟气中少量的 C．向浊液中加入溶液，生成红褐色沉淀： D．电解熔融的阴极反应： 2．肼-空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景，工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电极电势 B．电视的电极反应式为 C．电极Y附近溶液增大 D．当电极Y消耗(标准状况)时，理论上电极X消耗肼 3．双极膜电池实现了对的高效利用，其原理如图所示。已知：在直流电作用下，双极膜能够将水离解为氢离子和氢氧根离子，这两类离子分别向相反方向迁移。下列说法错误的是 A．多孔Pd纳米片电极的电势比Zn电极的电势高 B．Zn电极每减少65g，理论上双极膜产生1mol和1mol C．图中的a、b分别表示的离子是、 D．Zn电极反应式为 4．焦亚硫酸钠俗称保险粉，也是食品级添加剂等。工业上可用情性电极电解溶液得到焦亚硫酸钠，如下图所示。下列说法正确的是 A．得到焦亚硫酸钠产品电极反应式为 B．b为阳极 C．该电池使用过程中需补充NaOH D．每转移2mol电子，阴极生成22.4L气体 5．科研人员利用酸性和碱性两种电解质溶液之间存在的氢离子浓度差，设计了一种如图所示的全氢电池。下列有关叙述错误的是 A．该电池可将酸碱中和能转化为电能 B．该电池中的氢气可循环利用 C．钠离子通过离子交换膜向左侧迁移 D．电极M发生的电极反应式为 6．利用如图所示装置，可将氨转化为高纯氢气。忽略电解过程中体积微小变化，下列说法错误的是 A．a接电源负极 B．电解后左侧电极室溶液pH不变 C．b电极反应式为： D．阴离子通过交换膜从左向右迁移 7．中国科学院通过非热等离子体驱动空气活化生成 电化学还原生成 为更环保的合成氨生产提供了新的前景。c装置中的隔膜只有气体不能通过。 下列有关说法错误的是 A．c装置将电能转化为化学能 B．c装置中 由右室移向左室 C．电极d的电极反应为 D．b中可能发生反应： 8．内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其工作原理如图所示，以为原料，熔融碳酸盐为电解质。下列说法正确的是 A．放电时，a极产物X中的均由CO放电产生 B．b极上电极反应式为： C．电池放电时，b极电极电势高于a极 D．电池隔膜为阳离子交换膜 9．研究人员设计以葡萄糖()溶液为原料通过电解法制备山梨醇()和葡萄糖酸()，原理示意图如下(忽略副反应)。已知：①在电场作用下，双极膜可将水解离，在两侧分别得到和；②—R为。下列说法正确的是 A．左端电极连接电源负极，发生氧化反应 B．该装置工作一段时间后，左池溶液pH几乎不变 C．工作时，左池溶液产生的透过双极膜移向右池 D．电路中每转移2mol电子，消耗1mol葡萄糖 10．Li-MnO2纽扣电池的总反应式为Li+MnO2=LiMnO2，装置如图所示，下列该电池说法不正确的是 A．阳离子移向MnO2电极 B．放电时，热能转化为电能 C．不能选用水溶液作电解质溶液 D．正极反应为：MnO2+e-+Li+= LiMnO2 11．我国科学家采用单原子和纳米作串联催化剂，通过电解法将转化为乙烯。装置示意图如下。 已知：电解效率 下列说法不正确的是 A．电极a连接电源的负极 B．电极b上有产生 C．纳米催化剂上发生反应： D．若乙烯的电解效率为60%，电路中通过电子时，产生乙烯 12．海水提锂是一项具有巨大应用前景的技术。某电化学海水提锂的装置如图所示： 该装置工作步骤如下： ①打开电源b，海水中的嵌入电极形成； ②关闭电源b，打开电源a，同时向石墨电极通入空气(其中体积分数为20%)，使中的脱出进入甲溶液。下列说法错误的是 A．步骤①中，电极应该与电源b的负极相连 B．步骤②中，电极应该与电源a的负极相连 C．步骤②中，阴极发生的电极反应为 D．每有进入甲溶液，理论上消耗标准状况下的空气28L 13．如图所示的原电池装置中，盐桥内的成分是含有的琼脂凝胶。下列说法正确的是 A．正极为电极 B．盐桥中的向烧杯迁移 C．放电时，电子从电极流向电极 D．若将盐桥更换为锌片，电流计指针不会发生偏转 14．乙醛酸(OHC－COOH)是一种重要的化工中间体。工业上以乙二醛为原料制备乙醛酸的装置如图所示，通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸。已知乙醛酸的相对分子质量为74，下列说法正确的是 A．离子交换膜为阴离子交换膜 B．b极与外电源的正极相连 C．当外电路通过1mole-时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为37g D．此装置中乙二醛被氧化的化学方程式：2+O2→2 二、非选择题 15．元素的“价类二维图”体现了化学变化之美。部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图所示。 (1)右侧元素在周期表中所处的位置为 。 (2)f为酸式盐，检验中阳离子所需试剂(包括试纸)为 ，向f溶液中加入过量的溶液，反应的离子方程式为 。 (3)下列有关图中所示物质的叙述，错误的是_______(填序号)。 A．只有k、e、f属于电解质 B．只有c、d属于酸性氧化物 C．g、a、c均不能用浓硫酸干燥 D．k、e的浓溶液的氧化性均比稀溶液强 (4)工业上由g制备k，分三步进行，写出第一步反应的化学方程式 。 (5)研究表明可以用电解法以h制备k，其原理示意图如图。 ①电极A表面反应的电极反应式为 ； ②研究发现：h转化可能的途径为。电极A表面还发生iii：。iii的存在，有利于途径ii，原因是 。 16．如图所示，将、和电解质溶液组成一种原电池。试回答下列问题： (1)若电解质溶液为稀硫酸，负极电极反应式为 。 (2)若电解质溶液为溶液，则负极为 （填“Mg”或“Al”）。 (3)甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用KOH溶液为电解质，其工作原理如下图所示： ①外电路电子移动方向： （填“a极到b极”或“b极到a极”）。 ②电极的电极方程式为 。 ③若转移的电子为0.4mol，标准状况下消耗的氧气体积为 。 17．合成尿素[]是利用的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现反应 Ⅰ：    Ⅱ： (1)密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数()与温度的关系如图甲所示，反应Ⅰ的 (填“=0”或“>0”或“<0”)。 (2)催化电解吸收的溶液可将转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图乙所示。 其中，，表示电解生成还原产物所转移电子的物质的量，表示法拉第常数。 ①当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0，阴极主要还原产物为 (填化学式)。 ②当电解电压为时，阴极由生成的电极反应式为 。 ③当电解电压为时，电解生成的和的物质的量之比为 (写出计算过程)。 18．氧碱工业中，通过电解饱和食盐水生产了一系列含氧、含钠的化工产品。某化学兴趣小组进行有关电解食盐水的探究实验，电解装置如图所示： (1)实验约需450mL饱和食盐水，配制450mL饱和食盐水所需的定量仪器有 和 。 (2)电解前在两极溶液中滴加酚酞，电解一段时间后，铁棒附近的现象为① 。电解饱和食盐水的化学方程式为：② 。 (3)简述检验工业烧碱中含有氯化钠的实验方法： 。 (4)工业上常用氯气和石灰乳来制造漂白粉，若保存不当漂白粉会逐渐失效，写出与漂白粉失效相关的反应方程式① ，② 。 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 A C B A C C C C B B 题号 11 12 13 14 答案 D B B C 1．A 【详解】 A．向溶液中滴入过量氨水生成Al(OH)3沉淀，A项正确； B．用氨水吸收烟气中少量的SO2，生成，正确的离子方程式为，B项错误； C．向浊液中加入溶液，生成红褐色沉淀，是难溶物，不拆，正确的离子方程式为，C项错误； D．电解熔融，阴极Na+放电，正确的电极方程式为Na++e-=Na，D项错误； 答案选A。 2．C 【分析】燃料电池中，通入氧气的是正极，负极上肼被氧化生成氮气。 【详解】A．燃料电池中，通入的电极为正极，因此电极电势：，A项错误； B．溶液为碱性，的电极反应式为，B项错误； C．的电极反应式为，生成的通过阴离子交换膜进入X电极区溶液，但Y电极区消耗，因此溶液碱性增强，增大，C项正确； D．标准状况下，的物质的量是，则转移电子，故电极X消耗肼，质量为，D项错误； 故选C。 3．B 【分析】由图可知，锌发生氧化反应为负极，电极反应为，则多孔Pd纳米片为正极，电极反应为。 【详解】A．由分析可知，多孔Pd纳米片为正极，Zn为负极，则多孔Pd纳米片电极的电势比Zn电极的电势高，故A正确； B．Zn电极每减少65g，转移电子数为2mol，由两极的反应式可知，双极膜中需离解水的物质的量为2mol，产生2mol氢离子、2mol氢氧根离子，故B错误； C．原电池中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，故b为，a为，故C正确； D．锌发生氧化反应为负极，电极反应为，故D正确； 故选B。 4．A 【分析】根据电解目的及装置图可知，极电极反应，a为阳极，极电极反应，为阴极，据此分析； 【详解】A．阳极反应式为，A正确； B．由电解目的（电解溶液制）可知极为阳极，极为阴极，B错误； C．电路中，每转移电子，阴极就产生通过离子交换膜转移至阳极，所以反应过程中不需要补充，C错误； D．电路中每转移电子，阴极生成气体．但由于未说明是否处于标准状况，无法算出气体的体积，D错误； 故选A。 5．C 【分析】观察装置图可知，吸附层M通入氢气，氢气在碱性条件下失去电子，发生氧化反应，则吸附层M为负极；吸附层N放出氢气，酸性溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，则吸附层N为正极，据此作答： 【详解】A．该装置为原电池，化学能转化为电能，A正确； B．由上述分析可知，M吸收氢气，N极放出氢气，氢气可循环利用，B正确； C．N极氢离子得到电子发生还原反应作正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，所以Na+应该向N极移动，C错误； D．吸附层M通入氢气，氢气在碱性条件下失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，D正确； 故选C。 6．C 【详解】A．A项左侧H被还原为，应为阴极，接电源负极，A正确； B．左侧放氢生碱，生成的通过交换膜向右迁移，故pH不变，B正确； C．N元素应失电子氧化，C错误； D．阴离子向阳极即右侧迁移，D正确； 答案选C。 7．C 【分析】由图可知，a装置中发生的反应为空气中的氮气与氧气在放电条件下反应生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮；将a装置中得到的氮气、氧气和氮的氧化物通入盛有过量氢氧化钾溶液的b装置中，将氮的氧化物转化为；c装置为电解池，经循环泵加入电解池的在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，则m电极为电源的负极、n为正极，d电极为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水。 【详解】A．由分析可知，c装置是将电能转化为化学能的电解池，故A正确； B．由分析可知，c装置为电解池，左侧电极为阴极、右侧d电极为阳极，则电解池工作时钾离子由右室移向左室，故B正确； C．由分析可知，d电极为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为，故C错误； D．由分析可知，将a装置中得到的氮气、氧气和氮的氧化物通入盛有过量氢氧化钾溶液的b装置中的目的是将氮的氧化物转化为，反应的化学方程式为，故D正确； 故选C。 8．C 【分析】由装置可知，甲烷和水经重整生成CO和H2，a电极上CO和H2失电子生成CO2和H2O，则a极为负极，电极反应式为：、，b极为正极，b电极上O2得电子结合CO2生成CO，电极反应式为：，据此解答。 【详解】A．根据分析可知，，a极产物X中的是由H2、CO放电产生，故A错误； B．根据分析可知，b电极上电极反应式为：，故B错误； C．a极为负极，b极为正极，正极电势高于负极电势，故C正确； D．熔融碳酸盐为电解质，故隔膜允许碳酸根离子通过，为阴离子交换膜，故D错误； 故答案选C。 9．B 【分析】装置为电解池，左端电极上葡萄糖加氢还原为山梨醇，发生还原反应，为阴极，电极反应式为，则右端电极为阳极，电极反应式为，生成的与葡萄糖发生反应，双极膜上生成的和右池产生的中和。据此分析回答。 【详解】A．根据分析知，左端电极为阴极，连接电源负极，发生还原反应，A错误； B．电路中每转移2mole−，左池溶液中消耗2mol，同时双极膜产生2mol进入左池，故左池溶液pH几乎不变，B正确； C．工作时双极膜将水解离，进入左池，进入右池，C错误； D．根据分析知，电路中每转移2mol电子，消耗2mol葡萄糖，D错误 答案选B。 10．B 【分析】在Li-MnO2纽扣电池中，Li为负极，负极发生失去电子的氧化反应；MnO2为正极，正极上发生得到电子的还原反应。阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动。 【详解】A．在Li-MnO2纽扣电池工作时，阳离子向负电荷较多的正极MnO2电极移动，A正确； B．在Li-MnO2纽扣电池放电时，化学能转化为电能，B错误； C．由于Li能够与H2O发生反应，因此该电池不能使用水溶液作为电解质溶液，C正确； D．MnO2为正极，正极上发生得到电子的还原反应，电极反应式为：MnO2+e-+Li+= LiMnO2，D正确； 故合理选项是B。 11．D 【分析】由图可知，与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极，单原子镍做催化剂条件下二氧化碳在阴极得电子生成一氧化碳、纳米铜做催化剂条件下，一氧化碳在阴极得电子生成乙烯，电极b为阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水。 【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极，A项正确； B．由分析可知，电极b为电解池的阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水，B项正确； C．由分析可知，电极a为电解池的阴极，纳米铜做催化剂条件下，一氧化碳在阴极得电子生成乙烯，根据质量守恒和电荷守恒，电极反应式为2CO+ 6H2O+8e- =C2H4+8OH-，C项正确； D．若乙烯的电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，根据题干电解效率公式可得生成乙烯所用的电子的物质的量n=0.6mol，二氧化碳转化为乙烯的总电极反应为2CO2+8H2O+12e-=C2H4+12OH-，则当生成乙烯所用的电子物质的量n=0.6mol，产生的乙烯为0.05mol，D项错误； 答案选D。 12．B 【详解】A．在步骤①中，通电时海水中的Li+嵌入MnO2电极形成LixMn2O4，这说明MnO2电极是阴极，应该与电源b的负极相连，A正确； B．在步骤②中，通电时LixMn2O4中的 Li+脱出进入甲溶液，这说明MnO2电极是阳极，应该与电源a的正极相连，B错误； C．在步骤②中，通电时通入阴极的氧气得电子，发生的电极反应为，C正确； D．在步骤②中，每有1molLi+进入甲溶液，理论上消耗标准状况下的氧气是0.25mol，因为氧气的体积分数为20%，所以消耗的空气是，体积是1.25mol×22.4 L/mol=28L，D正确； 故选B。 13．B 【分析】锌比铜活泼，Cu为原电池的正极，电池的总反应为Zn+ Cu2+= Zn2++ Cu，正极的电极反应为Cu2++2e-= Cu；Zn极时原电池的负极，发生氧化反应。 【详解】A．Cu为原电池的正极，A错误； B．原电池工作时阳离子移向正极，即电池工作时K+向铜电极移动，B正确； C．放电时，电子从负极流向正极，因此电子从Zn电极流向Cu电极，C错误； D．若将盐桥更换为锌片，电流计指针会发生偏转，D错误； 故选B。 14．C 【分析】由题中信息：通电后，阳极产物将乙二醛氧化为乙醛酸，结合题中装置图，可知阳极生成的Cl2通入盛放盐酸和乙二醛混合液一侧，Cl2与乙二醛发生氧化还原反应，生成Cl-移向与a电极相连的电极，与b电极相连的电极发生还原反应，生成H2，a为电源正极，b为电源负极。根据电解原理，可知阳极发生的电极反应式为，阴极发生还原反应，电极反应方程式为，据此分析解题。 【详解】A．根据题意氢离子由左侧经离子交换膜进入右侧，则离子交换膜为阳离子交换膜，A错误； B．a为电源正极，b为电源负极，B错误； C．根据得失电子守恒有，则当外电路通过1mole-时，理论上最多可生成乙醛酸的质量为，故C正确； D．氯气将乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为氯离子，化学方程式为：+H2O+Cl2+2HCl，D错误； 故选C。 15．(1)第三周期第VIA族 (2) NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸 (3)AC (4)4NH3+5O2 4NO+6H2O (5) 反应iii生成O2，O2将NO氧化成NO2，NO2更易转化成 【分析】结合N、S的价态及物质类型可知，a为H2S、b为S、c为SO2、d为SO3、e为H2SO4、f为硫酸盐或硫酸氢盐、g为NH3、h为N2、i为NO、j为NO2或N2O4、k为HNO3，f为铵盐，故f为硫酸铵或硫酸氢铵，据此解答； 【详解】（1）硫元素是第16号元素，位于第三周期第VIA族； （2）f为酸式盐，检验中阳离子即的检验，加入NaOH溶液然后加热，生成氨气，可用湿润的红色石蕊试纸检验，变蓝说明的铵根离子；反应的离子方程式为：； （3）A．HNO3、硫酸氢铵、H2SO4、H2S均属于电解质，故A错误； B．只有 SO2、SO3属于酸性氧化物，故B正确； C．g为NH3、a为H2S、c为SO2，三者中NH3具碱性与还原性，H2S具有还原性，不能用浓硫酸干燥，SO2可以用浓硫酸干燥，故C错误； D．e为H2SO4、k为HNO3，两者均为氧化性酸，浓溶液的氧化性均比稀溶液强，D正确； 故选AC。 （4）工业上由NH3制备HNO3，分三步进行，写出第一步是氨的催化氧化，反应的化学方程式：4NH3+5O2 4NO+6H2O； （5）①h为N2、k为HNO3，则通入N2的为阳极，化合价升高被氧化，电极反应为：，阴极：； ②研究发现：N2转化可能的途径为。电极A表面还发生iii：。iii的存在，有利于途径ii，原因是：反应iii生成O2，O2将NO氧化成NO2，NO2更易转化成； 16．(1)Mg-2e－=Mg2+ (2)Al+ 4OH- -3e－= AlO2- +2H2O； (3) a到b极 【详解】（1）Al、Mg、硫酸溶液可构成原电池，镁比铝活泼，镁为负极，铝为正极，负极上镁失去电子，发生电池反应为Mg-2e－=Mg2+； （2）Al、Mg、NaOH溶液可构成原电池，Al是两性金属为负极，Mg为正极，负极上Al失去电子，发生电池反应为Al+ 4OH- -3e－= AlO2- +2H2O； （3）①该电池为甲烷燃料电池，O2为正极，CH4为负极，电子从CH4极沿导线到达O2极，所以电子移动方向为a到b极； ②介质为碱性，a极的电极方程式为； ③若转移的电子为0.4mol，标准状况下消耗的氧气体积为。 17．(1)< (2) H2 或； 1∶2 【详解】（1）由图可知升高温度反应Ⅰ的lgK减小，说明温度升高平衡逆向移动，故正反应为放热反应，其<0； （2）①当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0，说明二氧化碳为得电子，为氢离子得电子变成H2； ②当电解电压为时，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知碱性条件下阴极由生成的电极反应式为或； ③当电解电压为时，电解过程中还原产物的为24%，还原产物的为8%，每生成1mol转移12mole-，每生成1mol转移2mole-，故电解生成的和的物质的量之比为。 18．(1) 500mL容量瓶 电子天平 (2) 变红 (3)取样于洁净试管中，加水溶解后加入足量硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则含有氯化钠 (4) 【分析】电解饱和食盐水石墨作阳极，；铁棒作阴极发生反应，使得铁棒附近溶液呈碱性，反应的总方程式为；，漂白粉在空气中失效是空气中的二氧化碳与次氯酸钙反应生成的次氯酸分解所致，对应的化学方程式为：、。 【详解】（1）配制溶液需要在容量瓶中定容，容量瓶只有指定的规格，没有450mL的容量瓶，应选择500ml容量瓶；另需要用电子天平称取氯化钠固体，因此需要500ml容量瓶和电子天平，故答案为：500ml容量瓶、电子天平； （2）电解饱和食盐水石墨作阳极，；铁棒为阴极，发生反应，铁棒附近溶液呈碱性，滴有酚酞变红；对应的化学方程式为：，故答案为：变红；； （3）检验工业烧碱中含有氯化钠，需要先用硝酸将氢氧化钠全部中和，再滴入硝酸银溶液观察是否产生白色沉淀，故答案为：取样于洁净试管中，加水溶解后加入足量硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则含有氯化钠； （4）工业上将氯气通入石灰乳制漂白粉，制得的漂白粉主要含有氯化钙和次氯酸钙，其中有效成分是次氯酸钙，漂白粉在空气中失效是空气中的二氧化碳与次氯酸钙反应生成的次氯酸分解所致，对应的化学方程式为：、，故答案为：；。 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 $$