第4章 感知高考-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学选择性必修1同步练习（人教版）

参考答案与解析 电极反应式为 MnO 2- 4 -e - MnO - 4 ； 阴极室制得氢氧化钾 溶液经蒸发得到氢氧化钾固体， 氢氧化钾固体可以进入 熔融室循环使用。 （ 2 ） ① 由分析可知， 阴极室中一氧 化氮在酸性条件下在阴极得到电子发生还原反应生成铵 根离子， 电极反应式为 NO+5e - +6H + NH + 4 +H 2 O ； ② 由 分析可知， 阴极室中一氧化氮在酸性条件下在阴极得到 电子发生还原反应生成铵根离子， 阳极室中一氧化氮在 水分子作用下在阳极失去电子发生氧化反应生成硝酸根 离子和氢离子 ， 由得失电子数目守恒可知 ， 阴极消耗 3 mol 一氧化氮和 6 mol 氢离子， 阳极消耗 5 mol 一氧化 氮， 生成 4 mol 氢离子， 则电解过程中生成的 2 mol 氢 离子需消耗 2 mol 氨气， 所以通入氨气和反应一氧化氮 的物质的量为 2 mol ∶ （ 5 mol+3 mol ） =1 ∶ 4 。 19. （ 1 ） 负 PbO 2 ＋4H ＋ ＋SO 2- 4 +2e － PbSO 4 ＋2H 2 O 减 小 （ 2 ） 2H ＋ ＋2e － H 2 ↑ 0.4 （ 3 ） Cu－2e － Cu 2＋ 不 变 （ 4 ） b 【解析】 铁电极质量的减少， 则 Fe 作阳极， 故 A 是 电源的负极， B 是电源的正极， 电解时 Ag 极作阴极， 电极反应式为 2H ＋ ＋2e － H 2 ↑ ， 阳极 Fe 电极反应式为 Fe－2e － Fe 2＋ ， 左侧 U 形管中总反应式为 Fe＋2H ＋ Fe 2＋ ＋ H 2 ↑ 。 右侧 U 形管相当于电镀装置， Zn 电极作阴极， 电极反应式为 Cu 2＋ ＋2e － Cu ， 铜电极作阳极， 电极反应 式为 Cu－2e － Cu 2＋ ， 电镀过程中 CuSO 4 溶液的浓度保持 不变， 根据上述分析可得答案。 感知高考 高考真题、 模拟题精练 1． A 【解析】 放电时负极失电子， 发生氧化反应， 电极反应： Na 3 Ti 2 （ PO 4 ） 3 -2e - NaTi 2 （ PO 4 ） 3 +2Na + ， A 正 确； 放电时， 阴离子移向负极， 所以 Cl - 透过多孔活性 炭电极向 NaCl 中迁移， B 错误； 放电时每转移 1 mol 电 子， 正极： Cl 2 +2e - 2Cl - ， 理论上 CCl 4 释放 0.5 mol Cl 2 ， C 错误； 充电过程中 ， 阳极 ： 2Cl - -2e - =Cl 2 ， 消耗氯离 子， NaCl 溶液浓度减小， D 错误。 2． D 【解析】 钛网上发生氧化反应， 为阳极， 则电 源 a 端为正极， 电源 b 端为负极， a 端电势高于 b 端电 势 ， A 错误 ； 理论上每转移 2 mol e - ， 生成 1 mol H 2 ， 质量为 2 g ， B 错误 ； 电解总反应可表示为 Cl - +H 2 O 电解 ClO - +H 2 ↑ ， 电解后 ClO - 水解使溶液呈碱性， 海水 pH 上升， C 错误； 阳极上 Cl - 放电转化为 HClO ， 电极 反应为 Cl - +H 2 O-2e - HClO+H + ， D 正确。 3． A 【解析】 充电时， 阳离子 Na + 应向阴极钠电极 迁移， A 错误； 放电时， Na 失去的电子经外电路流向 正极， 即电子流向是 a→b ， B 正确； 将题给硫电极发生 的反应依次标号为 ①②③ ， 由 x 4 ×①+ x 4 ×②+③ 可得正 极总反应， C 正确； 炭化纤维素纸具有良好的导电性， D 正确。 4． C 【解析】 由电解示意图可知， 电极 B 上 Mn 2+ 转 化为 MnO 2 ， 锰元素化合价升高， 失电子， 则电极 B 为 阳极， 电极 A 为阴极， 得电子， 发生还原反应， A 正 确； 由电解示意图可知， 电极 B 上 Mn 2+ 失电子转化为 MnO 2 ， 电极反应式为 2H 2 O+Mn 2+ -2e - MnO 2 +4H + ， B 正 确； 电极 A 为阴极， LiMn 2 O 4 得电子， 电极反应式为 LiMn 2 O 4 +3e - +8H + Li + +2Mn 2+ +4H 2 O ， 依据得失电子守 恒， 电解池总反应为 2LiMn 2 O 4 +4H + 2Li + +Mn 2+ +3MnO 2 + 2H 2 O ， 反应生成了 Mn 2+ ， Mn 2+ 浓度增大， C 错误； 电解 池总反应为 2LiMn 2 O 4 +4H + 2Li + +Mn 2+ +3MnO 2 +2H 2 O ， 电 解结束后 ， 可通过调节溶液 pH 将锰离子转化为沉淀 除去 ， 然后再加入碳酸钠溶液 ， 从而获得碳酸锂 ， D 正确。 5． B 【解析】 锂—海水电池的总反应为 2Li+2H 2 O 2LiOH+H 2 ↑ ， M 极上 Li 失去电子发生氧化反应， 则 M 电极为负极， 电极反应为 Li-e - Li + ， N 极为正极， 电 极反应为 2H 2 O+2e - 2OH - +H 2 ↑ ， 同时氧气也可以在 N 极得电子， 电极反应为 O 2 +4e - +2H 2 O 4OH - 。 海水中含 有丰富的电解质， 如氯化钠、 氯化镁等， 可作为电解质 溶液， A 正确； 由上述分析可知， N 为正极， 电极反应 为 2H 2 O+2e - 2OH - +H 2 ↑ 和 O 2 +4e - +2H 2 O 4OH - ， B 错 误； Li 为活泼金属， 易与水反应， 玻璃陶瓷的作用是防 止水和 Li 反应， 并能传导离子， C 正确； 该电池不可充 电， 属于一次电池， D 正确。 6． C 【解析】 充电时光照光催化电极产生电子和空 穴， 驱动阴极反应 （ Li + +e - Li ） 和阳极反应 （ Li 2 O 2 +2h + 2Li + +O 2 ）， 则充电时总反应为 Li 2 O 2 2Li+O 2 ， 结合图 示， 充电时金属 Li 电极为阴极可知， 光催化电极为阳 极； 则放电时金属 Li 电极为负极， 光催化电极为正极， 据此分析， A 正确； 充电时， 光照光催化电极产生电子 和空穴， 阴极反应与电子有关， 阳极反应与空穴有关， 故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关， 故 B 正 硫电极 钠电极 电解质 a b 放电时， 作负极， Na-e - Na + 充电时， 作阴极， Na + +e - Na 放电时， 作正极， 2Na + + x 8 S 8 +2e - Na 2 S x 充电时， 作阳极， Na 2 S x -2e - 2Na + + x 8 S 8 第 3 题答图 45 高中化学选择性必修 1 （人教版） 确； 放电时， 金属 Li 电极为负极， 光催化电极为正极， Li + 从负极穿过离子交换膜向正极迁移， C 错误； 放电时 总反应为 2Li+O 2 Li 2 O 2 ， 正极反应为 O 2 +2Li + +2e - Li 2 O 2 ， D 正确。 7． A 【解析】 根据图示的电池结构和题目所给信息 可知 ， Ⅲ 区 Zn 为电池的负极 ， 电极反应为 Zn-2e - + 4OH - Zn （ OH ） 2- 4 ， Ⅰ 区 MnO 2 为电池的正极， 电极反应 为 MnO 2 +2e - +4H + Mn 2+ +2H 2 O ； 电池在工作过程中， 由 于两个离子选择隔膜没有指明是阳离子隔膜还是阴离子 隔膜， 故两个离子隔膜均可以通过阴、 阳离子， 因此可 以得到 Ⅰ 区消耗 H + ， 生成 Mn 2+ ， Ⅱ 区的 K + 向 Ⅰ 区移 动或 Ⅰ 区的 SO 2- 4 向 Ⅱ 区移动 ， Ⅲ 区消耗 OH - ， 生成 Zn （ OH ） 2- 4 ， Ⅱ 区的 SO 2- 4 向 Ⅲ 区移动或 Ⅲ 区的 K + 向 Ⅱ 区移 动。 根据分析， Ⅱ 区的 K + 只能向 Ⅰ 区移动， A 错误； Ⅰ 区的 SO 2- 4 向 Ⅱ 区移动， B 正确； MnO 2 电极的电极反应 式为 MnO 2 +2e - +4H + Mn 2+ +2H 2 O ， C 正确； 电池的总反 应为 Zn+4OH - +MnO 2 +4H + Zn （ OH ） 2 - 4 +Mn 2+ +2H 2 O ， D 正确。 期末测试题 1. B 2. C 【解析 】 对 2NO 2 N 2 O 4 平衡体系增加压强 ， 体积变小， 颜色变深， 平衡正向移动， 颜色变浅， 能用 勒夏特列原理解释， 故 A 正确； 增大压强， 平衡正向移 动 ， SO 2 更容易转化为 SO 3 ， 故 B 正确 ； H 2 +I 2 2HI ， 加压后 ， 体积变小 ， 颜色变深 ， 但平衡不移动 ， 故选 C ； Fe 3+ +3SCN - Fe （ SCN ） 3 ， 向溶液中加入 KSCN ， 平 衡向正反应方向移动， 导致溶液颜色变深， 可以用勒夏 特列原理解释， 故 D 正确。 3. D 【解析】 反应能否自发取决于焓变和熵变的复 合判据， 对于吸热反应， 在一定条件下也能进行， 故 A 错误， D 正确； 同一物质的固、 液、 气三种状态的熵值 依次增大， 故 B 错误； 通常情况下， 石墨转化为金刚石 为吸热熵减的过程， 反应不是自发的， 故 C 错误。 4. A 【解析】 平衡常数只与温度有关， 故 A 正确。 5. D 【解析】 ΔH=E （反应物键能总和 ） -E （生成物键能总和 ） =4×414+ 4×155-4×489-4×565=-1940 （ kJ · mol -1 ）。 6. C 【解析】 向混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液， 根据沉淀溶解平衡常数可知， Fe （ OH ） 3 的 K sp 是最小的， 因此形成 Fe （ OH ） 3 沉淀需要的溶液的 OH - 的浓度最小， 因此最先看到红褐色沉淀， A 正确； 向溶液中加入双氧 水， 可以把溶液中的 Fe 2+ 氧化为 Fe 3+ ， 然后用 CuO 粉末 调节 pH ， 就可以将溶液中的杂质 Fe 3+ 形成 Fe （ OH ） 3 沉 淀， 过滤后可获较纯净的 CuSO 4 溶液， B 正确； 在该溶 液中 c （ SO 2- 4 ） =0.5×3+0.5×1+0.5×1=2.5 mol/L ， c （ Fe 3+ ） =0.5× 2=1.0 mol/L ， c （ Fe 2+ ） =0.5×1=0.5 mol/L ， c （ Cu 2+ ） =0.5×1= 0.5 mol/L ， 但是 Fe 3+ 、 Fe 2+ 、 Cu 2+ 在水溶液中发生水解， 所以 c （ SO 2- 4 ） ∶ ［ c （ Fe 3+ ） +c （ Fe 2+ ） +c （ Cu 2+ ）］ >2.5 ∶ （ 1.0+0.5+ 0.5 ） =5 ∶ 4 ， C 错误； 将少量 FeCl 3 粉末加入含 Cu （ OH ） 2 的悬 浊 液中 ， 由于 Fe 3 + 发 生 水 解 反 应 产 生 H + ， 使 Cu （ OH ） 2 的沉淀溶解平衡正向移动， 所以其中 c （ Cu 2+ ） 增大， D 正确。 7. B 【解析】 通过列三段式可知， NO 的反应速率 为 0.025 mol/ （ L · s ）， 故 A 错误； 对于反应前后气体分子 数不变的反应， 按投料比进行投料相当于加压， 平衡不 移动， SO 3 的体积分数相同， 故 C 错误； 乙中 NO 2 的转 化率比丙中的小， 故 D 错误。 8. D 9. A 【解析】 若为 pH=3 的一元强酸稀释 10 倍 pH 应为 4 ， 而弱酸在稀释时变化小， 则若溶液的 pH＜4 ， 此 酸为弱酸， 故 A 正确； 室温下， 酸溶液无限稀释会接近 中性， 无法得到碱溶液， 故 B 错误； 因 pH=13 NaOH 溶 液和氨水， 氨水为弱碱溶液， 则氨水的浓度大， 等体积 等 pH 的两种碱中氨水中溶质的物质的量大， 则消耗的 盐酸多， 故 C 错误； pH=2 的盐酸中 c （ Cl - ） =0.01 mol/L ， 而 pH=1 的硫酸溶液中， 硫酸为二元酸 ， 则 c （ SO 2 - 4 ） = 0.05 mol/L ， 故 D 错误。 10. B 【解析】 氯化铜水解生成氢氧化铜和氯化氢， 水解吸热， 且氯化氢易挥发， 因此从氯化铜溶液中直接 蒸发结晶不能获得无水氯化铜， A 错误； 泡沫隔热， 温 度计测定反应温度， 则装置 ② 可用于测定中和热， B 正 确； NaOH 过量， 一定有沉淀的生成， 不能证明发生沉 淀的转化， C 错误； 钢闸门与电源正极相连， 为阳极被 腐蚀， 钢闸门应该与电源负极相连， 为阴极， 能起保护 作用， D 错误。 11. A 12. A 【解析】 醋酸是弱酸， 氢氧化钠是强碱， 所以 等物质的量的酸和碱混合时， 溶液呈碱性， 当氢氧化钠 过量时溶液更呈碱性 ， 所以当 pH＞7 时 ， 则一定是 c 1 V 1 ≥c 2 V 2 ， A 错误 ， 故选 A ； 溶液呈电中性 ， 溶液 中阴 、 阳离子所带电荷相等 ， 所以得 c （ Na + ） +c （ H + ） = c （ CH 3 COO - ） +c （ OH - ）， 故 B 正确； 醋酸钠是强碱弱酸 盐， 其水溶液呈碱性， 若要使混合溶液呈中性， 酸应该 稍微过量， 所以当 pH=7 时， 若 V 1 =V 2 ， 则一定是 c 2 ＞c 1 ， 故 C 正确； 如果 V 1 =V 2 、 c 1 =c 2 ， 则醋酸和氢氧化钠的物 质的量相等， 混合后恰好反应生成醋酸钠， 根据溶液中 物料守恒得 c （ CH 3 COO - ） +c （ CH 3 COOH ） =c （ Na + ）， 故 D 正确。 13. B 【解析】 氯气溶于水发生反应 Cl 2 +H 2 O H + + Cl - +HClO ， 饱和食盐水中氯离子浓度较大， 抑制氯气的 46 第四章 化学反应与电能 练 1. （ 2022 ·辽宁） 某储能电池原理如图。 下列 说法正确的是 （ ） A. 放电时负极反应： Na 3 Ti 2 （ PO 4 ） 3 -2e - NaTi 2 （ PO 4 ） 3 +2Na + B. 放电时 Cl - 透过多孔活性炭电极向 CCl 4 中迁移 C. 放电时每转移 1 mol 电子 ， 理论上 CCl 4 吸收 0.5 mol Cl 2 D. 充电过程中， NaCl 溶液浓度增大 2. （ 2023 ·辽宁） 某无隔膜流动海水电解法制 H 2 的装置如图所示， 其中高选择性催化 剂 PRT 可抑制 O 2 产生。 下列说法正确的 是 （ ） A. b 端电势高于 a 端电势 B. 理论上转移 2 mol e - 生成 4 g H 2 C. 电解后海水 pH 下降 D. 阳极发生： Cl - +H 2 O-2e - HClO+H + 3. （ 2023 ·全国乙） 室温钠—硫电池被认为是 一种成本低、 比能量高的能源存储系统。 一种室温钠—硫电池的结构如图所示。 将 钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极， 表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作 为另一电极。 工作时， 在硫电极发生反应： 1 2 S 8 +e - 1 2 S 2- 8 ， 1 2 S 2- 8 +e - S 2- 4 ， 2Na + + x 4 S 2- 4 +2 1- x 4 4 " e - Na 2 S x 下列叙述错误的是 （ ） A. 充电时 Na + 从钠电极向硫电极迁移 B. 放电时外电路电子流动的方向是 a→b C. 放电时正极反应为： 2Na + + x 8 S 8 +2e - Na 2 S x D. 炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导 电性能 4. （ 2022 ·浙江 ） 通过电解废旧锂电池中 LiMn 2 O 4 可获得难溶性的 Li 2 CO 3 和 MnO 2 ， 电解示意图如下 （其中滤布的作用是阻 挡固体颗粒， 但离子可自由通过。 电解 过程中溶液的体积变化忽略不计）。 下列 说法不正确的是 （ ） 感知高考 高考真题、 模拟题精练 用电器 俯视图 多孔活性 炭电极 Cl 2 /CCl 4 NaCl/H 2 O Cl 2 /CCl 4 NaCl/H 2 O NaTi 2 （ PO 4 ） 3 / Na 3 Ti 2 （ PO 4 ） 3 / 钛电极 电源 第 1 题图 HClO 海水 电源 a b 钛网 钛箔 H 2 O 2 MnO x PRT 第 2 题图 第 3 题图 硫电极 钠电极 电解质 a b 117 练 高中化学选择性必修 1 （人教版） A. 电极 A 为阴极， 发生还原反应 B. 电极 B 的电极反应： 2H 2 O+Mn 2+ -2e - MnO 2 +4H + C. 电解一段时间后溶液中 Mn 2+ 浓度保持 不变 D. 电解结束， 可通过调节 pH 除去 Mn 2+ ， 再加入 Na 2 CO 3 溶液以获得 Li 2 CO 3 5. （ 2022 ·湖南） 海水 电池在海洋能源领 域备受关注， 一种 锂—海水电池构造 示意图如图。 下列 说法错误的是 （ ） A. 海水起电解质溶液作用 B. N 极仅发生的电极反应： 2H 2 O+2e - 2OH - +H 2 ↑ C. 玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D. 该锂—海水电池属于一次电池 6. （ 2022 ·全国乙） Li-O 2 电池比能量高， 在 汽车、 航天等领域具有良好的应用前景。 近年来， 科学家研究了一种光照充电 Li- O 2 电池 （如图所示）。 光照时， 光催化电 极产生电子 （ e - ） 和空穴 （ h + ）， 驱动阴 极反应 （ Li + +e - Li ） 和阳极反应 （ Li 2 O 2 + 2h + 2Li + +O 2 ） 对电池进行充电。 下列叙 述错误的是 （ ） A. 充电时， 电池的总反应 Li 2 O 2 2Li+O 2 B. 充电效率与光照产生的电子和空穴量 有关 C. 放电时， Li + 从正极穿过离子交换膜向 负极迁移 D. 放电时， 正极发生反应 O 2 +2Li + +2e - Li 2 O 2 7. （ 2022 ·全国甲 ） 一种水性电解液 Zn- MnO 2 离子选择双隔膜电池如图所 示 ［ KOH 溶液中， Zn 2+ 以 Zn （ OH ） 2- 4 存在］。 电池放电时， 下列叙述错误的是 （ ） A. Ⅱ 区的 K + 通过隔膜向 Ⅲ 区迁移 B. Ⅰ 区的 SO 2- 4 通过隔膜向 Ⅱ 区迁移 C. MnO 2 电极反应： MnO 2 +2e - +4H + Mn 2+ + 2H 2 O D. 电池总反应： Zn+4OH - +MnO 2 +4H + Zn （ OH ） 2- 4 +Mn 2+ +2H 2 O 电极 A LiMn 2 O 4 电极 B 滤布 MnO 2 H 2 SO 4 、 MnSO 4 溶液 Mn 2+ Li + Mn 2+ 电源 第 4 题图 第 6 题图 电解质 金 属 锂 光 催 化 电 极 充 电 放 电 充 电 放 电 Li 2 O 2 Li O 2 Li + 电解质 离子交换膜 Ⅰ ⅢⅡ MnO 2 电极 离子选择隔膜 Zn 电极 H 2 SO 4 溶液 K 2 SO 4 溶液 KOH 溶液 第 7 题图 隔膜 玻璃陶瓷 海 水 电 极 N M Li 用电器 第 5 题图 118