精品解析：福建省厦门外国语学校2024-2025学年高二上学期10月月考 化学试卷

2024-2025福建厦门思明区厦门外国语学校高二上学期10月月考 化学试卷 1. 下列设备工作时，将化学能转化为热能的是 A. 硅太阳能电池 B. 锂离子电池 C. 太阳能集热器 D. 燃气灶 【答案】D 【解析】 【详解】A. 硅太阳能电池是把太阳能转化为电能，A错误； B. 锂离子电池将化学能转化为电能，B错误； C. 太阳能集热器将太阳能转化为热能，C错误； D. 燃气灶将化学能转化为热能，D正确， 答案选D。 2. 培根型碱性氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O，电解液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使生成的H2O蒸发。下列叙述正确的是（ ） A. 该电池工作时能发出蓝色火焰 B. 通入H2的一极为正极，通入O2的一极为负极 C. 该电池工作时，电子由通入H2的一极经电解质溶液到通入O2的一极 D. 负极的电极反应式为 【答案】D 【解析】 【分析】碱性氢氧燃料电池中负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，正极上氧气得电子生成氢氧根离子。 【详解】A．该电池中燃料不燃烧，是直接将化学能转化为电能，所以不能发出蓝色火焰，A项错误； B．负极上失电子、正极上得电子，所以通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，B项错误； C．该电池工作时，电子不能在电解质溶液中移动，电子由通入H2的一极经外电路到通入O2的一极，C项错误； D．碱性氢氧燃料电池中，负极氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，D项正确。 综上所述答案为D。 3. 下列物质摩尔燃烧焓数据如下表： 物质 C（s，石墨） C（s，金刚石） -393.5 -395.4 -285.8 -283.0 -890.3 下列表述正确的是 A. B. C（s，石墨） C. C（s，石墨）＝C（s，金刚石） D. C（s，石墨） 【答案】D 【解析】 【分析】摩尔燃烧焓是指一摩尔物质在标准状况下完全燃烧时的反应焓变。 【详解】A．氢气的摩尔燃烧焓是指一摩尔氢气在标准状况下完全燃烧时的反应焓变，，故A错误； B．根据盖斯定律，C（s，石墨），故B错误； C．根据盖斯定律，C（s，石墨）＝C（s，金刚石） ，故C错误； D．根据盖斯定律，C（s，石墨），H2O(l)的能量小于H2O(g)的能量，所以C（s，石墨），故D正确； 选D。 4. 下列有关电化学装置的说法正确的是 A. 利用图a装置处理银器表面的黑斑，银器表面的反应为 B. 图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出 C. 图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼 D. 图d装置盐桥中氯化钾的向左侧烧杯移动 【答案】A 【解析】 【详解】A．形成原电池反应，Al为负极，被氧化，Ag2S为正极被还原，正极方程式为Ag2S+2e-=2Ag+S2-，故A正确； B．铜为阴极，发生还原反应，不能溶解，石墨电极上生成氧气，故B错误； C．图c中的X极若为负极，粗铜为阴极，不能进行粗铜的精炼，而电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，故C错误； D．左侧烧杯中锌失电子变成锌离子，使得锌电极附近带正电荷，吸引阴离子向左侧烧杯移动，右侧烧杯中铜离子得到电子变成铜，使得铜电极附近带负电荷，吸引阳离子向右侧烧杯移动，故盐桥中的K+向右侧烧杯移动，故D错误； 答案选A。 5. 某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是 A. 实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后理论上释放出的热量有所增加 C. 实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质的对实验结果没有影响 D. 实验(c)中若用NaOH固体测定中和热，则 【答案】D 【解析】 【详解】A．氢氧化钡晶体与氯化铵反应为吸热反应，A错误； B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉，反应物用量相同，释放出的热量相同，B错误； C．铁质搅拌棒导热效果较好，会导致反应放出的热量有损失，导致误差，C错误； D．若用NaOH固体测定中和热，NaOH固体在溶解过程中放出热量，导致放出热量偏多，ΔH偏小，D正确； 故选D。 6. CO2经催化加氢可合成甲醇(CH3OH)： ，下列说法正确的是 A. 该反应是放热反应，所以可以自发进行 B. 1molH2O在不同状态下的熵值为S(g)<S(s) C. 选择合适的催化剂，有可能使该反应在常温常压下以较快的速度进行 D. 一定条件下，若观察不到水蒸气的产生，则说明该条件下反应不能自发进行 【答案】C 【解析】 【详解】A．由方程式可知，该反应为熵减的放热反应，反应△H<0、△S<0，低温时△H—T△S<0，则该反应低温时可以自发进行，故A错误； B．1molH2O在不同状态下的熵值为S(g)＞S(l)＞S(s)，故B错误； C．选择合适的催化剂，可以降低反应的活化能，加快反应速率，故C正确； D．能否观察到水蒸气的产生，除了与反应能否自发进行有关，还与反应速率的快慢有关，则观察不到水蒸气的产生，不能说明该条件下反应不能自发进行，故D错误； 故选C。 7. 用如图1所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系(图2)以及溶解氧(DO)随时间变化关系(图3)的曲线如下。 图1 图2 图3 下列说法不正确的是 A. 时，具支锥形瓶中压强增大主要是因为产生了 B. 整个过程中，负极反应式为 C. 时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D. 时，正极反应式为和 【答案】C 【解析】 【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小，据此分析解答。 【详解】A．pH=2.0的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，故A正确； B．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，故B正确； C．若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降；而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故C错误； D．由图可知，pH=2.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生；因此，正极反应式有：2H++2e-═H2↑和O2+4e-+4H+═2H2O，故D正确； 故选C。 8. 工业上用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的SO2，并通过电解方法实现吸收液的循环再生。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中正确的是 A. X应为直流电源的正极 B. 电解过程中阴极区pH升高 C. 图中的b%<a% D. 在电极上发生的反应为 【答案】B 【解析】 【分析】电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，由图可知，移向，、移向，故为阴极，为阳极，据此分析。 【详解】A．由分析可知，为阴极，与阴极相连的X是直流电源的负极，A错误； B．阴极发生还原反应，电极反应为，浓度增大，电解过程中阴极区pH升高，B正确； C．为阳极，、在阳极被氧化为，同时生成，浓度增大，故b%>a%，C错误； D．阳极区为酸性环境，电极反应式中不能出现，正确的电极反应式为，D错误； 答案选B。 9. 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 【答案】C 【解析】 【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。 10. 溶液与溶液发生反应：，达到平衡。下列说法不正确的是 A. 加入苯，振荡，平衡正向移动 B. 经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度 C. 加入固体，平衡逆向移动 D. 该反应的平衡常数 【答案】D 【解析】 【详解】A.加入苯振荡，苯将I2萃取到苯层，水溶液中c（I2）减小，平衡正向移动，A正确； B.将5mL0.1mol/LKI溶液与1mL0.1mol/LFeCl3溶液混合，参与反应的Fe3+与I-物质的量之比为1:1，反应后I-一定过量，经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有Fe3+，即Fe3+没有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B正确； C.加入FeSO4固体溶于水电离出Fe2+，c（Fe2+）增大，平衡逆向移动，C正确； D.该反应的平衡常数K=，D错误； 答案选D。 11. 电解熔融氯化钠和氯化钙混合盐制备金属钠的装置(剖面侧视图)如图所示。阳极为石墨，阴极为铁环，两极用隔膜隔开。氯气从阳极上方的抽气罩抽出，液态金属钠经铁管流入收集器。下列叙述正确的是 A. 为增强导电性，可将石墨更换为铜棒做阳极 B. 金属钠的密度小于熔融混合盐的密度，电解得到的钠在上层 C. 隔膜为阳离子交换膜，防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠 D. 电解时阴极的电极反应为，发生氧化反应，阴极上可能生成少量钙单质 【答案】B 【解析】 【分析】该装置中为电解池，阳极为石墨，电极反应为：2Cl--e-=Cl2↑；阴极为铁环，电极反应为Na++e-=Na，氯化钙中的钙离子的氧化性强于Na+，故钙离子会在阴极上的电子生成少量钙，Cl-通过隔膜移至阳极A放电产生Cl2，隔膜应该为阴离子隔膜； 【详解】A．将石墨更换为铜棒做阳极，则阳极铜会发生氧化反应，A错误； B．从图中知道，金属钠在上部收集，所以猜想到钠的密度小于混合盐的密度，B正确； C．由分析可知，隔膜应该为阴离子隔膜，C错误； D．阴极为铁环，钠离子得到电子发生还原反应，电极反应为Na++e-=Na，氯化钙中的钙离子的氧化性强于Na+，故钙离子会在阴极上的电子生成少量钙，D错误； 故选B。 12. 下图是用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)电镀铜的装置示意图，其中X、Y均为复合电极。下列说法错误的是 A. 电子由X电极经导线流向镀件 B. Y的电极反应式为 C. 电镀池可以用石墨电极作阳极 D. 镀件增重，理论上X极区模拟海水的质量减少 【答案】D 【解析】 【详解】A．电镀铜的装置中镀件是阴极，X电极为负极，因此电子由X电极经导线流向镀件，故A正确； B．Y电极为正极，得到电子，因此Y电极反应式为，故B正确； C．电镀池中硫酸铜作电解液，铜离子在阴极得到电子变为铜单质镀在镀件上，因此可以用石墨电极作阳极，故C正确； D．根据Cu2+＋2e－＝Cu，镀件增重即物质的量为0.1mol，转移0.2mol电子，正极电极反应式，有0.2mol Cl－消耗，0.2mol Na＋向正极移动，理论上X极区模拟海水减小0.2mol NaCl，其质量减少0.2mol×58.5g∙mol−1＝11.7g，故D错误。 综上所述，答案为D。 13. 双极膜能够在直流电场作用下将H2O解离为H+和OH-。以维生素C的钠盐(C6H7O6Na)为原料制备维生素C(C6H8O6，具有弱酸性和还原性)的装置示意图如下。 下列说法不正确的是 A. a离子是OH-，b离子是H+ B. 生成维生素C的离子方程式为+H+=C6H8O6 C. X极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+ D. 将X极区的Na2SO4替换为C6H7O6Na，可以提高维生素C的产率 【答案】D 【解析】 【分析】在X电极，水失电子生成O2，同时生成H+，Na+通过阳离子交换膜进行碱室，与a离子即OH-构成NaOH；则b离子为H+，与结合为C6H7O8。Y电极为阴极，H2O得电子生成H2和OH-。 【详解】A．由以上分析可知，a离子是OH-，b离子是H+，A正确； B．为弱酸根离子，与b离子即H+结合生成维生素C，离子方程式为+H+=C6H8O6，B正确； C．在X极，H2O失电子生成O2和H+，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，C正确； D．若将X极区的Na2SO4替换为C6H7O6Na，一方面生成的C6H8O6导电能力弱，另一方面维生素C易被生成的O2氧化，不能提高维生素C的产率，D不正确； 故选D。 14. 某实验小组依据反应⇌设计如图1电池，探究pH对氧化性的影响，测得输出电压与pH的关系如图2。下列有关叙述错误的是( ) 图1 图2 A. c点时，正极的电极反应为= B. b点时，反应处于化学平衡状态 C. a点时，盐桥中K+向左移动 D. 时，氧化性 【答案】A 【解析】 【详解】A．pH＞0.68时，电压小于0，反应逆向进行，AsO33－在负极失电子，则负极电极反应式为AsO33－-2e-+H2O=AsO43-+2H+，A选项错误； B．pH=0.68时，电压为零，反应处于平衡状态，B选项正确； C．乙中碘离子失电子，则乙中石墨电极为负极，甲中石墨为正极，原电池中阳离子向正极移动，所以盐桥中K+向左移动，C选项正确； D．pH＞0.68时，电压小于0，反应逆向进行，碘作氧化剂，所以氧化性I2＞AsO43－，D选项正确； 答案选A。 15. 电芬顿工艺被认为是一种很有应用前景的高级氧化技术，可用于降解去除废水中的持久性有机污染物，其工作原理如图a所示，工作10min时，、电极产生量()与电流强度关系如图b所示： 下列说法错误的是 A. 在该工艺中做催化剂 B. 阴极的电极反应有：、 C. 根据图b可判断合适的电流强度约为40mA D. 若处理0.1mol，理论上HMC-3电极消耗标准状况下31.36L 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，HMC-3电极上铁元素、氧元素价态降低得电子，故HMC-3电极为阴极，电极反应式分别为O2+2e-+2H+=H2O2，Fe3++e-=Fe2+，后发生反应Fe2++H2O2+H+=Fe3++•OH+H2O，•OH氧化苯酚，反应为C6H5OH+28•OH=6CO2↑+17H2O，Pt电极为阳极，电极反应式为H2O-e-=•OH+H+，据此作答。 【详解】A．该电芬顿工艺中，阴极Fe3++e-=Fe2+，后发生反应Fe2++H2O2+H+=Fe3++•OH+H2O，反应前后Fe3+的量保持不变，是该工艺的催化剂，故A正确； B．由分析可知，HMC-3电极为阴极，电极反应式分别为O2+2e-+2H+=H2O2，Fe3++e-=Fe2+，故B正确； C．由反应Fe2++H2O2+H+=Fe3++•OH+H2O可知，Fe2+、H2O2电极产生量比为1：1，可判断合适的电流强度约为40mA，故C正确； D．由分析中反应过程可知1molC6H5OH～28mol•OH～(28molFe2++28molH2O2)～阴极消耗28molO2，故处理1mol苯酚消耗氧气28mol，即处理0.1mol苯酚，消耗氧气为2.8mol，标况下体积为=62.72L，故D错误； 答案选D。 16. 某研究小组用微生物电池模拟淡化海水，同时做电解实验，实验装置如下图所示，C、D是铂电极。 （1）若A、B是惰性电极 ①写出D极的电极反应式_______。 ②写出甲中总反应的离子方程式_______。 （2）若甲是铁片镀铜装置，A、B质量相同。当B和A的质量差为12.8g时，C极产生的气体在标准状况下的体积是_______L。 （3）苯酚的分子式为。 ①离子交换膜A为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。 ②a极的电极反应式为_______。 ③理论上每消除1mol苯酚，同时消除_______mol ；当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐_______g。 【答案】（1） ①. ②. （2）1.12L （3） ①. 阴 ②. ③. 5.6 ④. 58.5 【解析】 【分析】根据装置图可以知道，左侧为原电池，右侧为电解池。原电池中电极a苯酚失电子转化为CO2，所以电极a为负极，则电极b为正极；在电解池中，根据电源正对阳极，负极对阴极，可知电极A、C为阳极，电极B、D为阴极。 【小问1详解】 ①电极D为阴极，阳离子H+和SO移向电极D，H+优先得电子，故电极反应为；②甲装置为电解池，且A、B为惰性电极，电解质为CuSO4；阳离子Cu2+和H+移向阴极B反应，Cu2+优先得电子被还原为Cu，阴离子OH-和SO移向阳极，OH-优先失电子被还原为O2，故甲中总反应的离子方程式为。 【小问2详解】 若甲是铁片镀铜装置，则阳极A为单质Cu，电极反应为，阴极B为镀件铁片，电极反应为Cu2++2e-=Cu, 当B和A的质量差为17.8g时,电极A质量减小6.4g，电极B质量增加6.4g，通过电极反应可知，转移电子数为×2=0.2mol,根据电荷守恒，电极C（阳极）将失去0.2mol电子，根据电极C的电极反应，生成氧气为0.05mol，体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L。 【小问3详解】 ①左侧原电池中NaCl溶液转化为淡水，可知Na+移向正极b，Cl-移向负极a，所以离子交换膜A为阴离子交换膜；②电极a中反应物苯酚转化为CO2，其中苯酚中C的化合价为-价，CO2中的C的化合价为+4价，转移电子数目为28，故a电极反应为；③根据a电极反应可知，每消除1mol苯酚转移电子28mol，b电极反应为2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O,转移28mol电子时，消除NO=5.6mol；当电路中转移1mol电子时，有1mol的Na+移向正极，1molde Cl-移向负极，模拟海水理论上除去1mol，即58.5gNaCl。 【点睛】在书写电极反应式时，要根据电解质的酸碱性分析电极反应的产物是否能稳定存在，如果产物能与电解质的离子继续反应，就要合在一起写出总式，才是正确的电极反应式。有时燃料电池的负极反应会较复杂，我们可以先写出总反应，再写正极反应，最后根据总反应和正极反应写出负极反应。 17. 某空间站利用萨巴蒂尔反应：，配合水的电解实现氧气再生的流程简图如下。 （1）已知：电解液态水制备1mol，电解反应的。由此计算的摩尔燃烧焓___________。 （2）已知：萨巴蒂尔反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图。 ①萨巴蒂尔反应在___________(选填“高温”或“低温”)下能自发进行。 ②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的密闭容器中通入0.1mol和0.4mol，反应平衡后测得容器中。则的转化率为______，反应温度t约为____℃。 （3）在相同条件下，与还会发生不利于氧循环的副反应： ，在反应器中按通入反应物在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中、浓度如表。 催化剂 催化剂Ⅰ 10.8 12722 345.2 42780 催化剂Ⅱ 9.2 10775 34 38932 若选用催化剂Ⅰ，在350℃条件下反应，0~2min生成的平均反应速率为_____；结合表格信息分析，从提高循环系统制氧效率的角度，反应器的最佳反应条件应选择催化剂___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)和___________。 （4）令代替萨巴蒂尔反应，虽可实现氢、氧元素完全循环利用，但使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降，其原因是___________。 （5）“富集装置”可利用电化学法富集空间站内“空气”中的作为萨巴蒂尔反应器的原料气之一，装置如右图。a极为______极(填“正”或“负”)，b电极上发生的电极反应为___________。 【答案】（1）−286 （2） ①. 低温 ②. 50%或0.5 ③. 660.2或660.1或660.3 （3） ①. 5.4 ②. Ⅱ ③. 400℃ （4）生成的碳颗粒附着在催化剂表面，使反应位点减少或生成的碳颗粒使催化剂中毒 （5） ①. 正极 ②. 【解析】 【小问1详解】 电解液态水制备1mol，电解反应的，即，则，的摩尔燃烧焓，故答案为：-286； 【小问2详解】 反应正向气体体积减小△S＜0，升高温度K减小△H＜0；T较小时△G=△H-T△S＜0，因此该反应低温自发，平衡时则二氧化碳、氢气、水、甲烷的变化量分别为0.05mol、0.2mol、0.1mol、0.05mol，二氧化碳的转化率为，根据三段式有，体积为10L平衡时二氧化碳、氢气、水、甲烷的浓度分别为0.005mol/L、0.02mol/L、0.01mol/L、0.005mol/L，平衡常数为：，从图中可以读出在660℃左右，故答案为：低温、50%或0.5、660.2或660.1或660.3； 【小问3详解】 起始时体系内没有甲醇，因此选用催化剂Ⅰ，在350℃条件下反应甲醇的浓度变化量为，则其速率为，使用催化剂Ⅱ、400℃时甲烷的选择性和生成率更高，因此选择催化剂Ⅱ、400℃作为反应条件，故答案为：5.4，催化剂Ⅱ、400℃； 【小问4详解】 有固体C生成会附着在催化剂表面，使得催化剂催化效果下降，故答案为：生成的碳颗粒附着在催化剂表面，使反应位点减少或生成的碳颗粒使催化剂中毒； 【小问5详解】 由图可以看出a发生是正极，b发生是负极，故答案为：正极、（或）。 18. 利用以下流程回收废旧电池正极材料(主要含Al、等)中Li金属资源。 已知：ⅰ．难溶于水可溶于酸，、微溶于水。 ⅱ．25℃时，，的，，。 （1）“放电拆解”过程中从___________(填“正”或“负”，下同)极经电解质溶液移向___________极。 （2）“酸浸”过程生成的化学方程式为___________。 （3）溶解度随温度升高而降低。“沉锂”后为提高的析出量和纯度应进行的操作为___________。 （4）“双极膜法”获得LiOH的原理如图。 ①LiOH从___________(选填“一室”“二室”或“三室”)获得。 ②该法总反应化学方程式为___________。 ③该法产生可在流程中循环使用的物质为___________(填化学式)。 （5）“苛化法”获得LiOH的流程如图。 下列有关苛化法和双极膜法说法正确的是___________(填标号)。 A. 相较于苛化法，双极膜法工艺更简单 B. 相较于苛化法，双极膜法副产物之一为清洁能源 C. 相较于双极膜法，苛化法的产物纯度更高 D. 相较于双极膜法，苛化法耗酸量更少 【答案】（1） ①. 负 ②. 正 （2）2LiFePO4+H2O2+H2SO4=Li2SO4+2FePO4+2H2O （3）蒸发浓缩，趁热过滤 （4） ①. 三室 ②. 2H2O2H2↑+O2↑ ③. H2SO4 （5）ABC 【解析】 【分析】利用如图流程回收废旧电池正极材料(主要含Al、LiFePO4等)中Li金属资源，LiFePO4难溶于水可溶于酸，Li2CO3、Li3PO4微溶于水，放电拆解后的正极片，加入稀硫酸和过氧化氢酸浸过滤，过氧化氢具有强氧化性，可以把二价铁转化为三价铁，“氧化浸出”时生成了难溶的FePO4，由流程可知，反应为废旧磷酸亚铁锂正极片中LiFePO4和过氧化氢在酸性条件下生成FePO4和锂离子、水，反应的化学方程式为：2LiFePO4+H2O2+H2SO4=Li2SO4+2FePO4+2H2O，浸出液主要含Li2SO4，通入氨气除杂后得到的滤液中在加入碳酸钠反应生成Li2CO3，加入硫酸酸溶，通过双极膜法和苛化法得到LiOH，据此分析回答问题。 【小问1详解】 “放电拆解”过程中Li+从负极经电解质溶液移向正极； 【小问2详解】 “酸浸”过程中在硫酸作用下H2O2将LiFePO4氧生成FePO4，化学方程式为：2LiFePO4+H2O2+H2SO4=Li2SO4+2FePO4+2H2O； 【小问3详解】 Li2CO3溶解度随温度升高而降低，“沉锂”后为提高Li2CO3的析出量和纯度应进行的操作为：蒸发浓缩，趁热过滤； 【小问4详解】 “双极膜法”获得LiOH的原理如图，与电源正极连接的石墨为阳极，左边氢氧根离子移向阳极失电子生成氧气，则左侧为阴离子交换膜，与电源负极连接的石墨为阴极，右侧为阳离子交换膜，右侧氢离子移向阴极生成氢气，一室右侧为阴离子交换膜，二室中的硫酸根离子、氢氧根离子移向一室，二室右侧为阳离子交换膜，二室中锂离子移向三室，和氢氧根离子形成LiOH； ①由上述分析可知，LiOH从三室获得； ②该法总反应化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑； ③由上述分析可知，该法产生可在流程中循环使用的物质为：H2SO4； 【小问5详解】 苛化法大致流程为碳酸锂用硫酸酸溶得到硫酸锂溶液，然后加NaOH苛化生成LiOH和硫酸钠，通过冷却析钠得到硫酸钠晶体，通过冷却结晶得到氢氧化锂晶体，最后加热失水得到LiOH； A．分析可知，相较于苛化法，双极膜法工艺更简单，故A正确； B．相较于苛化法，双极膜法副产物之一氢气为清洁能源，故B正确； C．相较于双极膜法，苛化法是结晶析出晶体的方法，得到的产物纯度更高，故C正确； D．相较于双极膜法，苛化法耗酸量多，故D错误； 故答案为：ABC。 19. 某小组欲用电解的方法获得，实验装置如下图(电源装置略去)。 （1）分别以NaOH溶液和NaCl溶液为电解质溶液制备。 实验 电解质溶液 现象 铜电极附近 石墨电极 Ⅰ NaOH溶液 出现浑浊，浑浊的颜色由黄色很快变为砖红色 产生无色气泡 Ⅱ NaCl溶液 出现白色浑浊，浑浊向下扩散，一段时间后，下端部分白色沉淀变为砖红色 产生无色气泡 资料：ⅰ．CuOH是黄色、易分解的难溶固体，CuCl是白色的难溶固体。 ⅱ．氧化反应中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化反应越易发生 ①Ⅰ和Ⅱ中Cu作___________极(填“阳”或“阴”)。 ②Ⅱ中石墨电极产生气体的电极反应式为___________。 ③Ⅱ中白色沉淀变为砖红色的离子方程式是___________。根据Ⅱ中现象，甲认为电解质溶液中存在，有利于Cu被氧化为一价铜化合物，理由是___________。 （2）探究Ⅰ和Ⅱ中未生成的原因，继续实验。 实验 电解质溶液 现象 Ⅲ 溶液 铜电极附近溶液呈蓝色，一段时间后，U形管下端出现蓝绿色沉淀 资料：碱式硫酸铜[]难溶于水，可溶于酸和氨水。常温时碱式硫酸铜[]的溶解度比的大 ①经检验，蓝绿色沉淀中含有碱式硫酸铜，检验方案是___________。 ②请写出形成碱式硫酸铜电极反应式___________。 （3）进一步改进方案，进行如下实验。 实验 电解质溶液 现象 Ⅳ 和的混合液() 铜电极附近溶液呈深蓝色 Ⅴ 和NaOH的混合液() 铜电极附近出现蓝色浑浊，一段时间后，U形管底部出现蓝色沉淀 Ⅳ中出现深蓝色说明电解生成了___________离子。经检验，Ⅴ中最终生成了。 （4）综合上述实验，电解法制备要考虑的因素有___________。 【答案】（1） ①. 阳 ②. 2H2O+2e-=H2↑+2OH- ③. 2CuCl+2OH-=Cu2O+2Cl-+H2O ④. 阳极附近溶液中Cl-浓度大，易与Cu+生成CuCl，降低Cu+浓度，氧化反应易发生 （2） ①. 取少量蓝绿色沉淀于试管中，滴加稀盐酸，沉淀全部溶解，得到蓝色溶液，向试管中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀 ②. （3）[Cu(NH3)4]2+ （4）电解质溶液的成分选择和溶液pH的控制 【解析】 【分析】由资料i、ii和铜电极附近现象可知，铜失去电子发生氧化反应生成亚铜离子，在实验I、II中铜为阳极，石墨为阴极，阴极上都是水中的氢离子放电生成氢气；为了探究Ⅰ和Ⅱ中未生成的原因，进行实验III，根据实验现象，猜想蓝绿色沉淀的成分中含有碱式硫酸铜；进一步改进实验，Ⅴ中最终生成了Cu(OH)2，说明电解法制备氢氧化铜要注意电解质溶液的成分选择和溶液pH的控制。 【小问1详解】 ①由题意可知，I和II中铜做电解池的阳极，铜失去电子发生氧化反应生成亚铜离子； ②由题意可知，II中石墨电极为电解池的阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-； ③由题意可知，II中阴极产生的氢氧根离子自下而上向阳极定向移动，则白色沉淀变为砖红色的反应为氯化亚铜与氢氧根离子反应生成氧化亚铜、氯离子和水，反应的离子方程式为2CuCl+2OH-=Cu2O+2Cl-+H2O；氯离子向阳极移动，阳极附近溶液中氯离子浓度大，易与铜离子生成CuCl,降低溶液中生成的亚铜离子浓度，由信息ii可知，增大反应物浓度或降低生成物浓度有利于氧化反应易发生，则电解质溶液中存在氯离子，有利于铜被氧化为一价铜化合物； 【小问2详解】 ①若蓝绿色沉淀中只含有氢氧化铜，加入盐酸溶解后，再加入氯化钡溶液不会产生硫酸钡白色沉淀，而碱式硫酸铜加入盐酸溶解后，再加入氯化钡溶液会产生硫酸钡白色沉淀，则检验方案是取少量蓝绿色沉淀于试管中，滴加稀盐酸，沉淀全部溶解，得到蓝色溶液，向试管中滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀； ②阳极上铜失去电子再结合硫酸根、水中氢氧根得到碱式硫酸铜，电极反应式为：； 【小问3详解】 由实验现象可知，IV中出现深蓝色说明电解生成了铜氨络离子，故答案为：[Cu(NH3)4]2+； 【小问4详解】 由实验I～V可知，选用氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、pH为9的硫酸钠和氨水混合溶液电解时，均没有氢氧化铜沉淀生成，选用硫酸钠溶液电解时，得到的氢氧化铜沉淀中混有碱式硫酸铜，而选用pH为9的硫酸钠和氢氧化钠混合溶液电解时，有氢氧化铜沉淀生成，说明电解法制备氢氧化铜要注意电解质溶液的成分选择和溶液pH的控制。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025福建厦门思明区厦门外国语学校高二上学期10月月考 化学试卷 1. 下列设备工作时，将化学能转化为热能的是 A. 硅太阳能电池 B. 锂离子电池 C. 太阳能集热器 D. 燃气灶 2. 培根型碱性氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O，电解液为KOH溶液，反应保持在较高温度，使生成的H2O蒸发。下列叙述正确的是（ ） A. 该电池工作时能发出蓝色火焰 B. 通入H2的一极为正极，通入O2的一极为负极 C. 该电池工作时，电子由通入H2的一极经电解质溶液到通入O2的一极 D. 负极的电极反应式为 3. 下列物质摩尔燃烧焓数据如下表： 物质 C（s，石墨） C（s，金刚石） -393.5 -395.4 -285.8 -283.0 -890.3 下列表述正确的是 A. B. C（s，石墨） C. C（s，石墨）＝C（s，金刚石） D. C（s，石墨） 4. 下列有关电化学装置的说法正确的是 A. 利用图a装置处理银器表面的黑斑，银器表面的反应为 B. 图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出 C. 图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼 D. 图d装置盐桥中氯化钾的向左侧烧杯移动 5. 某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是 A. 实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B. 将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后理论上释放出的热量有所增加 C. 实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质的对实验结果没有影响 D. 实验(c)中若用NaOH固体测定中和热，则 6. CO2经催化加氢可合成甲醇(CH3OH)： ，下列说法正确的是 A. 该反应是放热反应，所以可以自发进行 B. 1molH2O在不同状态下的熵值为S(g)<S(s) C. 选择合适的催化剂，有可能使该反应在常温常压下以较快的速度进行 D. 一定条件下，若观察不到水蒸气的产生，则说明该条件下反应不能自发进行 7. 用如图1所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系(图2)以及溶解氧(DO)随时间变化关系(图3)的曲线如下。 图1 图2 图3 下列说法不正确的是 A. 时，具支锥形瓶中压强增大主要是因为产生了 B. 整个过程中，负极反应式为 C. 时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D. 时，正极反应式为和 8. 工业上用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的SO2，并通过电解方法实现吸收液的循环再生。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法中正确的是 A. X应为直流电源的正极 B. 电解过程中阴极区pH升高 C. 图中的b%<a% D. 在电极上发生的反应为 9. 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 10. 溶液与溶液发生反应：，达到平衡。下列说法不正确的是 A. 加入苯，振荡，平衡正向移动 B. 经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度 C. 加入固体，平衡逆向移动 D. 该反应的平衡常数 11. 电解熔融氯化钠和氯化钙混合盐制备金属钠的装置(剖面侧视图)如图所示。阳极为石墨，阴极为铁环，两极用隔膜隔开。氯气从阳极上方的抽气罩抽出，液态金属钠经铁管流入收集器。下列叙述正确的是 A. 为增强导电性，可将石墨更换为铜棒做阳极 B. 金属钠的密度小于熔融混合盐的密度，电解得到的钠在上层 C. 隔膜为阳离子交换膜，防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠 D. 电解时阴极的电极反应为，发生氧化反应，阴极上可能生成少量钙单质 12. 下图是用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)电镀铜的装置示意图，其中X、Y均为复合电极。下列说法错误的是 A. 电子由X电极经导线流向镀件 B. Y的电极反应式为 C. 电镀池可以用石墨电极作阳极 D. 镀件增重，理论上X极区模拟海水的质量减少 13. 双极膜能够在直流电场作用下将H2O解离为H+和OH-。以维生素C的钠盐(C6H7O6Na)为原料制备维生素C(C6H8O6，具有弱酸性和还原性)的装置示意图如下。 下列说法不正确的是 A. a离子是OH-，b离子是H+ B. 生成维生素C的离子方程式为+H+=C6H8O6 C. X极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+ D. 将X极区的Na2SO4替换为C6H7O6Na，可以提高维生素C的产率 14. 某实验小组依据反应⇌设计如图1电池，探究pH对氧化性的影响，测得输出电压与pH的关系如图2。下列有关叙述错误的是( ) 图1 图2 A. c点时，正极的电极反应为= B. b点时，反应处于化学平衡状态 C. a点时，盐桥中K+向左移动 D. 时，氧化性 15. 电芬顿工艺被认为是一种很有应用前景的高级氧化技术，可用于降解去除废水中的持久性有机污染物，其工作原理如图a所示，工作10min时，、电极产生量()与电流强度关系如图b所示： 下列说法错误的是 A. 在该工艺中做催化剂 B. 阴极的电极反应有：、 C. 根据图b可判断合适的电流强度约为40mA D. 若处理0.1mol，理论上HMC-3电极消耗标准状况下31.36L 16. 某研究小组用微生物电池模拟淡化海水，同时做电解实验，实验装置如下图所示，C、D是铂电极。 （1）若A、B是惰性电极 ①写出D极的电极反应式_______。 ②写出甲中总反应的离子方程式_______。 （2）若甲是铁片镀铜装置，A、B质量相同。当B和A的质量差为12.8g时，C极产生的气体在标准状况下的体积是_______L。 （3）苯酚的分子式为。 ①离子交换膜A为_______离子交换膜(填“阴”或“阳”)。 ②a极的电极反应式为_______。 ③理论上每消除1mol苯酚，同时消除_______mol ；当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐_______g。 17. 某空间站利用萨巴蒂尔反应：，配合水的电解实现氧气再生的流程简图如下。 （1）已知：电解液态水制备1mol，电解反应的。由此计算的摩尔燃烧焓___________。 （2）已知：萨巴蒂尔反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图。 ①萨巴蒂尔反应在___________(选填“高温”或“低温”)下能自发进行。 ②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的密闭容器中通入0.1mol和0.4mol，反应平衡后测得容器中。则的转化率为______，反应温度t约为____℃。 （3）在相同条件下，与还会发生不利于氧循环的副反应： ，在反应器中按通入反应物在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中、浓度如表。 催化剂 催化剂Ⅰ 10.8 12722 345.2 42780 催化剂Ⅱ 9.2 10775 34 38932 若选用催化剂Ⅰ，在350℃条件下反应，0~2min生成的平均反应速率为_____；结合表格信息分析，从提高循环系统制氧效率的角度，反应器的最佳反应条件应选择催化剂___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)和___________。 （4）令代替萨巴蒂尔反应，虽可实现氢、氧元素完全循环利用，但使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降，其原因是___________。 （5）“富集装置”可利用电化学法富集空间站内“空气”中的作为萨巴蒂尔反应器的原料气之一，装置如右图。a极为______极(填“正”或“负”)，b电极上发生的电极反应为___________。 18. 利用以下流程回收废旧电池正极材料(主要含Al、等)中Li金属资源。 已知：ⅰ．难溶于水可溶于酸，、微溶于水。 ⅱ．25℃时，，的，，。 （1）“放电拆解”过程中从___________(填“正”或“负”，下同)极经电解质溶液移向___________极。 （2）“酸浸”过程生成的化学方程式为___________。 （3）溶解度随温度升高而降低。“沉锂”后为提高的析出量和纯度应进行的操作为___________。 （4）“双极膜法”获得LiOH的原理如图。 ①LiOH从___________(选填“一室”“二室”或“三室”)获得。 ②该法总反应化学方程式为___________。 ③该法产生可在流程中循环使用的物质为___________(填化学式)。 （5）“苛化法”获得LiOH的流程如图。 下列有关苛化法和双极膜法说法正确的是___________(填标号)。 A. 相较于苛化法，双极膜法工艺更简单 B. 相较于苛化法，双极膜法副产物之一为清洁能源 C. 相较于双极膜法，苛化法的产物纯度更高 D. 相较于双极膜法，苛化法耗酸量更少 19. 某小组欲用电解的方法获得，实验装置如下图(电源装置略去)。 （1）分别以NaOH溶液和NaCl溶液为电解质溶液制备。 实验 电解质溶液 现象 铜电极附近 石墨电极 Ⅰ NaOH溶液 出现浑浊，浑浊的颜色由黄色很快变为砖红色 产生无色气泡 Ⅱ NaCl溶液 出现白色浑浊，浑浊向下扩散，一段时间后，下端部分白色沉淀变为砖红色 产生无色气泡 资料：ⅰ．CuOH是黄色、易分解的难溶固体，CuCl是白色的难溶固体。 ⅱ．氧化反应中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化反应越易发生 ①Ⅰ和Ⅱ中Cu作___________极(填“阳”或“阴”)。 ②Ⅱ中石墨电极产生气体的电极反应式为___________。 ③Ⅱ中白色沉淀变为砖红色的离子方程式是___________。根据Ⅱ中现象，甲认为电解质溶液中存在，有利于Cu被氧化为一价铜化合物，理由是___________。 （2）探究Ⅰ和Ⅱ中未生成的原因，继续实验。 实验 电解质溶液 现象 Ⅲ 溶液 铜电极附近溶液呈蓝色，一段时间后，U形管下端出现蓝绿色沉淀 资料：碱式硫酸铜[]难溶于水，可溶于酸和氨水。常温时碱式硫酸铜[]的溶解度比的大 ①经检验，蓝绿色沉淀中含有碱式硫酸铜，检验方案是___________。 ②请写出形成碱式硫酸铜电极反应式___________。 （3）进一步改进方案，进行如下实验。 实验 电解质溶液 现象 Ⅳ 和的混合液() 铜电极附近溶液呈深蓝色 Ⅴ 和NaOH的混合液() 铜电极附近出现蓝色浑浊，一段时间后，U形管底部出现蓝色沉淀 Ⅳ中出现深蓝色说明电解生成了___________离子。经检验，Ⅴ中最终生成了。 （4）综合上述实验，电解法制备要考虑的因素有___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $