第四章《化学反应与电能》测试卷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》测试卷 一、单选题 1．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．甲：Zn2+向Cu电极方向移动，溶液中c(H+)保持不变 B．乙：正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- C．丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降 2．用过量铁片与稀盐酸反应，为加快其反应速率而生成氢气量不变，下列措施中可行的是 ①以铁屑代替铁片②用过量锌片代替铁片③在稀盐酸中加入少量CuSO4溶液④在稀盐酸中加入CH3COONa固体⑤在稀盐酸中加入等物质的量浓度的硫酸⑥在稀盐酸中加入硫酸钾溶液⑦微热(不考虑HCl的挥发)⑧在稀盐酸中加入Na2CO3固体 A．除④外 B．除④⑤⑥⑧外 C．除④⑥外 D．全部都可行 3．化学在日常生活、工农业生产中的应用非常广泛，下列化学原理或应用的方程式书写正确的是 A．(燃烧热是890.3kJ/mol)是重要的燃料，表示的燃烧热的热化学方程式为 B．钢铁浸泡在NaCl溶液中被腐蚀的正极反应： C．向硫酸铜溶液中加入过量的NaHS溶液除： D．用石墨电极电解溶液： 4．下列化学反应的离子方程式书写正确的是 A．Ba(OH)2溶液和(NH4)2SO4溶液混合加热：Ba2++OH-+BaSO4↓+NH3↑+H2O B．向FeSO4溶液中通入O2：2Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O C．将少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中：SO2+Ca2++2ClO-+H2O=CaSO3↓+2HClO D．用惰性电极电解CuSO4溶液：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ 5．电解法可以对含亚硝酸盐(如亚硝酸钠)的污水进行处理(工作原理如图所示)。通电后，左极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。下列说法错误的是 A．阳极附近溶液中反应的离子方程式为6Fe2++2NO+8H+=6Fe3++N2+4H2O B．该装置中所用的离子交换膜是阴离子交换膜 C．两极区产生的N2和H2的物质的量之比为1∶3 D．当Fe电极消耗16.8g时，理论上可处理NaNO2含量为5%的污水138g。 6．SO2气体传感器产品适用于环境中的SO2浓度在线检测及现场声光报警，工作原理如图所示，进入a电极的气体中含有VLSO2，下列说法错误的是 A．a极为负极 B．b极的电极反应式为4H++O2+4e-=4H2O C．由进气量和电流强度测定SO2浓度 D．通过质子交换膜的H+为mol 7．下图是研究铁钉腐蚀的装置图，下列说法不正确的是 A．铁钉在两处的腐蚀速率：a < b B．a、b两处铁钉中碳均正极 C．a、b两处铁钉中的铁均失电子被氧化 D．a、b两处的正极反应式均为O2+4e-+4H+ ===2H2O 8．下列有关化学用语表示正确的是 A．潮湿空气中铁钉发生吸氧腐蚀时的负极反应为：Fe-3e-=Fe3+ B．HClO的电离方程式：HClO=H++ClO- C．由反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)    ΔH=-571.6kJ•mol-1可知，H2的燃烧热为285.8kJ•mol-1 D．Na2C2O4水解的离子方程式：C2O+2H2OH2C2O4+2OH- 9．是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．溶液中含有的个数为 B．的稀硫酸中含有的个数为0.1 C．电解精炼铜时在阴极得到，转移电子的个数为2 D．与足量反应生成的个数为 10．自嗨锅的发热包主要成分有：硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、盐、生石灰，使用时使发热包里面的物质与水接触即可。下列说法错误的是 A．硅藻土可增大反应物的接触面积 B．主要反应物为生石灰，与水反应放热 C．铁粉发生析氢腐蚀，缓慢放出热量，延长放热时间 D．焦炭粉的作用是做正极材料 11．下图为电解饱和食盐水的实验装置。据此，下列叙述不正确的是  （   ） A．装置中a管能产生氢气 B．b管导出的是能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体 C．在石墨棒电极区域有NaOH生成 D．以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业” 12．我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的H2O解离成H＋和OH－，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．a膜是阴离子交换膜，b膜是阳离子交换膜 B．放电时负极的电极反应式为Zn+4OH－-2e－= C．充电时多孔Pd纳米片附近pH升高 D．充电时Zn与外接直流电源正极相连，将电能转化为化学能 13．我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16Li+S88Li2S，充放电曲线如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．充电时，电能转化为化学能 B．放电时，锂离子向正极移动 C．放电时，1molLi2S6转化为Li2S4得到2mole- D．充电时，阳极总电极反应式是8S2--16e-=S8 14．氧化锆氧量分析仪主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度，其工作原理如图所示。在固体电解质(加入一定量的)的两面各烧结一个铂电极，当两侧的氧分压不同时，氧分压高的一侧的氧以离子形式向氧分压低的一侧迁移。使用空气做参比，测出两侧的氧浓差电势，便可知道烟气中氧气含量。下列说法正确的是 A．图中参比侧电极电势低于测量侧电极电势 B．测量侧电极反应式为 C．分析仪工作时、移向参比侧 D．测量侧处于富氧环境中，分析仪中的电流会发生逆转 15．化学促进了科技进步和社会发展，下列叙述中没有涉及化学变化的是 A．《神农本草经》中记载的“石胆能化铁为铜” B．工业上采用电解饱和食盐水制取NaOH C．北京冬奥会场馆使用干冰制冰 D．用食醋可以除去水壶里的水垢 二、填空题 16．电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图。 (1)Pt电极(a)为 极(填“正”或“负”)；Pt电极(b)上的电极反应式为： 。 (2)反应一段时间后，KOH溶液的浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。当消耗0.1molO2时，理论上转移电子个数为 。 17．钢铁工业是国家工业的基础。请回答下列钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题： (1)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式是 。 (2)下列装置可防止铁棒被腐蚀的是 。 (3)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀，装置如图所示。 ①A电极对应的金属是 (填元素名称)，B电极的电极反应是 。 ②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。 ③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更易被腐蚀，简要说明原因 。 18．燃料电池因具有发电效率高、环境污染少等优点而备受人们关注。某燃料电池以足量NaOH溶液为电解质，甲烷为燃料，空气为氧化剂，并以具有催化作用和导电性能的某金属材料为电极，则电池的负极反应式为 。 试卷第2页，共7页 试卷第1页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．A 【详解】A．Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+迁移至铜电极，H+氧化性较强，得电子变H2，因而c(H+)减小，A项错误； B． Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag，结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O+2e−+H2O=2Ag+2OH−，B项正确； C．Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确； D．铅蓄电池总反应式为PbO2 + Pb + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。 故答案选A。 2．B 【详解】①用铁屑代替铁片，增大反应物之间的接触面积，化学反应速率加快，产生氢气量不变，①可行； ②锌的活动性比铁强，与盐酸反应速率加快，又由于锌是过量的，产生氢气量不变，②可行； ③铁与硫酸铜反应生成铜，铁片过量，可形成微小的铁铜原电池，加快产生氢气速率，且产生氢气量不变，③可行； ④醋酸钠与盐酸反应生成氯化钠和醋酸，醋酸是弱酸，使得反应速率减慢，④不可行； ⑤硫酸也会与铁反应生成氢气，产生氢气量增加，⑤不可行； ⑥加入硫酸钾溶液会减小盐酸浓度，使得反应速率减慢，⑥不可行； ⑦微热，反应速率加快，不考虑HCl的挥发，产生氢气量不变，⑦可行； ⑧碳酸钠消耗盐酸，使得产生氢气量减少，⑧不可行； 综上分析，可行的为：①②③⑦，不可行的为：④⑤⑥⑧； 答案选B。 3．C 【详解】A．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，的燃烧热是890.3kJ/mol，则表示的燃烧热的热化学方程式为  ，A错误； B．钢铁浸泡在NaCl溶液中形成原电池而被腐蚀，NaCl溶液呈中性，发生吸氧腐蚀，其正极反应为，B错误； C．向硫酸铜溶液中加入过量的NaHS溶液，反应生成硫酸钠、 CuS沉淀和气体，离子方程式为，C正确； D．用石墨电极电解溶液时，溶液中的会与阴极产生的生成，总反应式为，D错误； 答案选C。 4．D 【详解】A．Ba(OH)2溶液和(NH4)2SO4溶液混合加热：两者的比例不知，无法书写离子方程式，A错误； B．向FeSO4溶液中通入O2，1mol氧气转移4mol电子，故4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，B错误； C．将少量SO2通入Ca(ClO)2溶液中：二氧化硫被次氯酸跟氧化，最终生成硫酸钙和次氯酸，离子方程式为：SO2+Ca2++3ClO-+H2O=CaSO4↓+2HClO+Cl-，C错误； D．用惰性电极电解CuSO4溶液：阳极为水失去电子生成氧气和氢离子，阴极为铜离子得电子生成铜单质，离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑，D正确； 故选D。 5．B 【分析】由图可知，左侧Fe电极为阳极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，右侧铁电极为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑。 【详解】A．左侧Fe电极为阳极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，阳极附近溶液中反应的离子方程式为6Fe2++2+8H+=6Fe3++N2↑+4H2O，A正确； B．阳极区生成Fe3+，但出去的溶液为硫酸钠溶液，故Fe3+透过交换膜向右侧迁移，故离子交换膜是阳离子交换膜，B错误； C．阳极附近溶液中反应的离子方程式为6Fe2++2+8H+=6Fe3++N2↑+4H2O，消耗6molFe2+生成1mol氮气，转移6mol电子，生成3mol氢气，故产生的N2和H2的物质的量之比为1∶3，C正确； D．当Fe电极消耗16.8g时，生成0.3molFe2+，理论上可处理NaNO2含量为5%的污水=138g，D正确； 故答案选B。 6．D 【分析】根据图示，该装置可以看成燃料电池，通入氧气的b电极为正极，通入二氧化硫的a电极为负极，结合原电池原理分析解答。 【详解】A．根据上述分析，a极为负极，故A正确； B．b极为正极，发生还原反应，电解质溶液显酸性，电极反应式为4H++O2+4e-=4H2O，故B正确； C．原电池中正、负极上转移的电子守恒，由电流强度可以测得单位时间内转移的电子，据此可以计算出二氧化硫的物质的量，再由单位时间内的进气量可以计算SO2浓度，故C正确； D．未告知是否为标准状况，无法根据二氧化硫的体积计算通过质子交换膜的H+的物质的量，故D错误； 故选D。 7．D 【分析】a中电解质溶液显中性，为铁钉的吸氧腐蚀，b中电解质溶液为稀硫酸，显酸性为析氢腐蚀。 【详解】A．硫酸中氢离子浓度较大，电池反应较快，饱和食盐水中氧气的浓度较小，电池反应较慢，所以ab在两处的腐蚀速率a＜b，故A正确； B．a中C为原电池的正极，正极上氧气得电子，b中C为原电池的正极，正极上氢离子得电子，故B正确； C．原电池中失电子的一极为负极，a、b中Fe失电子为原电池的负极，故C正确； D．a中正极上氧气得电子，其电极反应式为O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣，b中正极上氢离子得电子，其电极反应式为2H++2e﹣=H2↑，故D错误； 答案选D。 8．C 【详解】A．潮湿空气中铁钉发生吸氧腐蚀时的负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；A错误； B．HClO为弱酸，电离方程式：HClOH++ClO-，B错误； C．燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定物质时所放出的热量；由反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ•mol-1可知，H2的燃烧热为285.8kJ•mol-1，C正确； D．多元弱酸根离子分步水解，以第一步为主，Na2C2O4水解的离子方程式：C2O+H2OHC2O+OH-，D错误； 故选C。 9．C 【详解】A．在溶液中发生水解，的溶液中含有的数目小于，故A错误； B．溶液的体积未知，无法计算稀硫酸中含有的数目，故B错误； C．电解精炼铜时，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，的物质的量为1mol，阴极得到1molCu转移电子数为2，故C正确； D．与的反应是可逆反应，不能完全转化成，故D错误； 故答案选C。 10．C 【详解】A．硅藻土作为载体，将主要成份装入且可增大反应物的接触面积，故A正确； B．主要反应物为生石灰，生石灰与水反应放热反应，使得整个装置放热，故B正确； C．该环境加水后是碱性环境，铁粉不发生析氢腐蚀，主要发生吸氧腐蚀，缓慢放出热量，延长放热时间，故C错误； D．整个装置放热过程中有是铁−焦炭粉−溶液形成原电池，铁为负极，焦炭粉做正极材料，故D正确。 综上所述，答案为C。 11．C 【分析】根据图知，Fe作阴极、石墨棒作阳极，Fe电极反应式为2H2O+2e- =H2↑+2OH -，石墨棒电极反应式为2Cl- -2e- =Cl2↑，则a得到的气体是氢气、b管导出的气体是氯气，Fe棒附近有NaOH生成，据此分析解答。 【详解】A.根据图知， Fe作阴极、石墨棒作阳极，Fe电极反应式为2H2O+2e- =H2↑+2OH - ，石墨棒电极反应式为2Cl- -2e- =Cl2↑，则a得到的气体是氢气、b管导出的气体是氯气，选项A正确； B .根据A知，b管导出的气体是氯气，选项B正确； C .根据A知阴极氢离子放电,破坏水的电离平衡，Fe电极附近有NaOH生成，石墨电极附近没有NaOH生成，选项C错误； D .该电解池电解过程中有氯气、氢气和NaOH生成，所以以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为"氯碱工业”，选项D正确； 答案选C。 【点睛】本题考查电解原理,明确各个电极上发生的反应是解本题关键,注意如果将Fe作阳极电解时,阳极上发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+ ，较活泼金属作阳极时,阳极上金属失电子而不是电解质溶液中阴离子失电子，为易错点。 12．B 【分析】 根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极上失去电子生成锌离子，结合复合膜间的水解离出的氢氧根离子生成，负极的电极反应式为：Zn+4OH--2e-=，多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反应式为：CO2+2H++2e-=HCOOH。 【详解】 A．复合膜间的H2O解离成H+和OH-，根据图中复合膜中H+通过a膜、OH-通过b膜可知，a膜是阳离子膜，b膜是阴离子膜，故 A错误； B．根据图示可知，放电时是原电池，负极为锌，锌在负极上失去电子生成锌离子，结合复合膜间的水解离出的氢氧根离子生成，负极的电极反应式为：Zn+4OH--2e-=，故B正确； C．放电时多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，充电时是电解池，据图可知，充电时甲酸在多孔Pd纳米片表面发生失电子的氧化反应转化为CO2，电极反应式为：HCOOH+2OH--2e-= CO2+2H2O，消耗OH-，则pH降低，故C错误； D．放电时，Zn作负极，则充电时Zn与外接电源的负极相连，将电能转化为化学能，故D错误； 答案选B。 13．C 【详解】A. 充电时，是电解池，是电能转化为化学能，故A正确；B. 放电时，是原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，因此锂离子向正极移动，故B正确；C. 根据图示，放电时，1mol Li2S6转化为Li2S4的反应为2Li2S6+ 2Li =3Li2S4，反应中2mol Li2S6得到2mole-，即1mol Li2S6得到1mole-，故C错误；D. 根据16Li+S8 8Li2S，充电时，阳极总电极反应式是8S2- -16e- = S8，故D正确；故选C。 点睛：本题考查了原电池和电解池的工作原理的应用。本题中放电过程是分步放电的，这是本题的难点，本题的易错点为C，要注意根据每步反应的方程式分析解答。 14．D 【分析】根据装置图，该装置为化学电源，依据O2－移动的方向，推出左侧电极为正极，右侧电极为负极，根据原电池工作原理进行分析。 【详解】A．图中参比侧空气中氧气的浓度高于测量侧烟气中氧气的浓度，造成参比侧电极电势高于测量侧电极电势，故A错误； B．参比侧为电池的正极，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，测量侧为电池的负极，电极反应式为2O2－－4e－=O2↑，故B错误； C．分析仪工作时，固体电解质ZrO2中仅O2－发生定向移动，Zr4＋、Ca2＋并不发生定向移动，故C错误； D．在富氧环境中，测量侧氧分压高于参比侧氧分压时，分析仪中的电流发生逆转，故D正确； 故答案为D。 15．C 【详解】A．《神农本草经》中记载的“石胆能化铁为铜”，其原理是铁置换出铜，涉及了化学变化，故A错误； B．工业上采用电解饱和食盐水制取NaOH，氯化钠和水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气，涉及了化学变化，故B错误； C．北京冬奥会场馆使用干冰制冰，是三态的转化，涉及物理变化，故C正确； D．用食醋可以除去水壶里的水垢，醋酸和碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳和水，涉及化学变化，故D错误。 综上所述，答案为C。 16．(1) 负 O2+4e-+2H2O=4OH- (2) 减小 0.4NA 【详解】（1）a极氮元素价态升高失电子，故a极为负极，b极为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-； （2）由两极反应可知，该过程总反应的化学反应方程式为4NH3+3O2=2N2+6H2O，KOH的物质的量不变，反应生成水，KOH溶液的浓度将减小，b极为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，当消耗0.1molO2时，理论上转移电子为0.1mol4=0.4mol，即0.4NA； 17． 2FeCl3+Fe=3FeCl2 BD 铜 Cu2++2e-=Cu 0.08 铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀(其他合理答案也可) 【详解】(1)铁锈的主要成分是Fe2O3，与盐酸反应生成FeCl3，FeCl3与Fe反应生成FeCl2，该反应属于化合反应； (2) A．Fe是金属，比石墨活泼，作为原电池的负极，被腐蚀，A不符合题意； B．Zn比Fe活泼，作为原电池的负极，被腐蚀，可以保护Fe棒，B符合题意； C．Fe棒浸入水中，水中溶解的氧气会使Fe发生吸氧腐蚀，C不符合题意； D．Fe棒作为电解池的阴极，属于外加电源的阴极保护法，可以保护Fe棒，D符合题意； 故选BD； (3)①电镀池中，铁上镀铜，待镀金属为铁，做阴极，镀层铜做阳极，故A极的材料为Cu； ②根据电极反应：阳极Cu-2e-=Cu2+，阴极Cu2++2e-=Cu，可知阳极被氧化的铜和阴极析出的铜相等，两极相差5.12g时，两极的质量变化均为2.56 g，转移电子的物质的量为×2=0.08 mol； ③根据金属活动性：Zn>Fe>Cu，铁比铜活泼，镀铜铁的镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀，而镀锌铁的镀层破坏后，Zn为原电池的负极，被腐蚀，正极的Fe不会被腐蚀； 18．CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO+7H2O 【详解】甲烷碱性燃料电池工作时，甲烷发生失电子的氧化反应生成碳酸根离子，则通入甲烷的电极为负极，负极反应式为CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO+7H2O， 故答案为：CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO+7H2O。 答案第8页，共8页 答案第7页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $$