精品解析：江苏省无锡市惠山区锡山高级中学2024-2025学年高二下学期3月阶段测试化学试题

高二年级化学限时练习 (本试卷满分100分，考试时间75分钟) 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 O：16 Li：7 I：127 第Ⅰ卷(选择题，共48分) 一、选择题(本题共16小题，每小题3分，每小题只有1个选项符合题意，共计48分) 1. 下列文献记载内容涉及氧化还原反应的是 A. 唐代诗人刘禹锡《浪淘沙》：“美人首饰侯王印，尽沙中浪底来” B. 《旧唐书·严震传》：“梁汉之间，刀耕火耨” C 葛洪《肘后备急方》：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁” D. 《石灰吟》：“粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间” 2. 下列有关原电池、电解池的说法正确的是 A. 原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 B. 理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 C. 将镁和铝用导线连接放入氢氧化钠溶液中组成原电池，镁电极作为负极 D. 在电解精炼铜装置中，粗铜为阳极材料，精铜为阴极材料，电解质溶液为溶液，电解一段时间后，溶液浓度不变 3. 下列电化学装置能达到目的是 A. 图甲：实现原电池反应Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋ B. 图乙：制取少量Fe(OH)2 C. 图丙：证明铁发生了析氢腐蚀 D. 图丁：在铁表面镀锌 4. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A. 图甲：锂电池放电时，电解质中向锂电极迁移 B. 图乙：负极的电极反应式为 C. 图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D. 图丁：铅作负极，电极反应式为 5. 下列反应的离子方程式不正确的是 A. 久置于空气中的溶液变质： B. 次氯酸钙溶液中通入过量的二氧化碳气体： C. 次氯酸钠溶液吸收过量二氧化硫气体： D. 同浓度同体积溶液与溶液混合： 6. 常温下，下列各组离子能与指定溶液大量共存的是 A. 溶液：、、 B. 溶液：、、 C. 的氨水：、、 D. 饱和溶液：、、 7. 关于反应K2H3IO6+9HI=2KI+4I2+6H2O，下列说法正确是 A. K2H3IO6发生氧化反应 B. KI是还原产物 C. 生成12.7g I2时，转移0.1mol电子 D. 还原剂与氧化剂物质的量之比为7：1 8. 工业上以钛铁矿(，其中为+4价)为主要原料制备金属钛的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 A. 位于元素周期表中第4周期ⅢA族 B. 氯化时，被氧化的元素有碳和铁 C. 制备时，气做保护气防止被氧化 D. 氯化时，每生成，转移电子0.7mol 9. 使用如图装置（搅拌装置略）探究溶液离子浓度变化，灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭）→亮”现象的是 选项 A B C D 试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH 试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O A. A B. B C. C D. D 10. 黄铁矿()在稀硫酸条件下发生催化氧化的反应历程如图所示。下列说法错误的是 A. 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均发生氧化还原反应 B. 反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 C. 反应Ⅱ的离子方程式为： D. 该过程的总反应为： 11. 由实验操作和现象能得出相应结论的是 实验操作 现象 结论 A 取少量溶液于试管中，滴加少量新制氯水，再滴加几滴溶液，溶液变红 溶液变红 溶液中含有铁元素，但不一定含有 B 向某钠盐粉末上滴加浓盐酸，将产生的气体通入品红溶液 品红溶液褪色 该钠盐为、或 C 向溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉溶液 先变橙色，后变蓝色 氧化性： D 将溶液与溶液混合 生成白色沉淀 结合能力： A. A B. B C. C D. D 12. 钒锂锂离子电池具有较大的比容量、低廉的价格等优点。一种钒锂锂离子二次电池的结构示意图如图，其负极反应为：CmLin-xe-=CmLin-x＋xLi+（CmLin表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料），放电时的总反应为：CmLin＋LiV3O8=CmLin-x＋Li1＋xV3O8。 下列说法正确的是（ ） A. 放电时Li+由正极区移向负极区 B. 充电时电极a与外接电源的正极相连 C. 充电时阳极为Li1＋xV3O8-xe-=LiV3O8＋xLi+ D. 正极质量每增加2.1g，电路中转移的电子数为0.1mol 13. 利用电解法将 CO2转化为 CH4的原理如图所示。下列说法正确的是 A. 电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 B. 电极 b 上反应为：CO2 +8HCO+8e-=CH4+8CO+2H2O C. 电解过程中化学能转化为电能 D. 电解时Na2SO4溶液浓度保持不变 14. 利用电解原理制备的装置如图所示(M、N均为惰性电极)。下列说法正确的是 A. 极与电源负极相连 B. 常温下，电解后N极附近溶液减小 C. 膜a、膜c均为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 D. 电解时可获得副产物、、 15. 关于金属的腐蚀与防护，下列说法正确的是 A. 图①：铁丝易生成 B. 图②：M可用石墨代替 C. 图③：若电源断开闸门发生吸氧腐蚀，不易发生析氢腐蚀 D. 图③：N只能选金属 16. 微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中浓度与去除率的关系。不正确的是 A. M为电源负极，有机物被氧化 B. 处理时有从交换膜右侧向左侧迁移 C. 电池工作时，N极附近溶液增大 D. 浓度较大时，可能会造成还原菌失活 第Ⅱ卷(非选择题，共52分) 二、非选择题(本题共4小题，共计52分) 17. 实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠固体。某学生设计了如图方案，请回答下列问题。 已知：操作①中发生的化学反应方程式为：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O↑。 (1)试剂1最好为_______(填化学式)。 (2)加入试剂2的目的________，此时发生反应的离子方程式：________。 (3)加入盐酸时，所发生反应的离子方程式：_______。 (4)操作④的目的是_______ (5)如何检验产品中的溶质为NaCl_______。 18. 氯碱工业是高能耗产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。可作为电池燃料，再将电池应用于氯碱工业，原理如图，a、b、c、d均为石墨电极。 已知：当pH升高时，易歧化为和。 回答下列问题： （1）a极为___________极，c极为___________极。(填“正”或“负”或“阴”或“阳”) （2）甲装置中a电极的反应式为___________，乙装置中电解饱和溶液的化学方程式为___________。 （3）下列说法正确的是___________。 A．甲装置可以实现化学能向电能转化 B．甲装置中透过阳离子交换膜向a极移动 C．乙装置中c极一侧流出的是淡盐水 （4）下列生产措施有利于提高氯碱工业中的产量、降低阳极含量的是___________。 A．定期检查并更换阳离子交换膜 B．向阳极区加入适量盐酸 C．使用精制饱和食盐水提高 （5）在生产过程中会产生副产物氯酸盐可能的原因有___________。 19. 2020年人类在金星大气中探测到磷化氢(，也叫膦)，也是一种储粮用的熏蒸杀虫剂。 （1）在密闭粮仓放置的磷化钙()片剂，遇水蒸气放出气体，该反应的化学方程式为___________。 （2）可以采取类似于实验室制取氨气的方法来制取，写出固体和固体制取的化学方程式：___________。 （3）工业上，由磷矿制备磷的一种工艺如下： 已知：，回答下面问题： ①属于___________元酸。 ②白磷和氢氧化钾溶液反应中氧化剂和还原剂物质的量之比是___________。 ③吸入磷化氢会对心脏、呼吸系统、肾、肠胃、神经系统和肝脏造成影响。磷化氢中毒时，可以口服硫酸铜溶液催吐，并解毒：，那么消耗时转移电子___________mol。 20. 电化学被广泛地应用于生产、生活的许多方面。 Ⅰ．氨氮的去除。下面是两种电化学除氨氮的方法。 （1）方法一：电化学氧化法 有研究表明，当以碳材料为阴极，可在阴极生成，并进一步生成氧化性更强的，可以将水中氨氮氧化为，如图。 ①在放电时，阴极附近的pH___________。(填“增大”“减小”或“不变”) ②当有1mol生成时，消耗了___________mol。 （2）方法二：电化学沉淀法 用溶液模拟氨氮废水，以镁作阳极、不锈钢作阴极进行电解，可将废水中的转化为沉淀而除去。调节溶液初始，氨氮去除率和溶液pH随时间的变化情况如图所示。 ③电解时两极反应式分别为：，。写出废水中生成沉淀的离子方程式：___________。 ④反应1h以后，氨氮去除率随时间的延长反而下降的原因是___________。 Ⅱ．利用电解法在碱性或酸性条件下将二氧化碳还原为和的原理如下图所示： 已知：选择性(S)和法拉第效率()的定义(X代表或)如下： （3）写出碱性条件下生成的电极反应式：___________。 （4）实验测得，碱性条件生成、总的选择性小于酸性条件，原因是___________。 （5）实验测得，酸性条件生成、总的法拉第效率小于碱性条件，原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二年级化学限时练习 (本试卷满分100分，考试时间75分钟) 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 O：16 Li：7 I：127 第Ⅰ卷(选择题，共48分) 一、选择题(本题共16小题，每小题3分，每小题只有1个选项符合题意，共计48分) 1. 下列文献记载内容涉及氧化还原反应的是 A. 唐代诗人刘禹锡《浪淘沙》：“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来” B. 《旧唐书·严震传》：“梁汉之间，刀耕火耨” C. 葛洪《肘后备急方》：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁” D. 《石灰吟》：“粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间” 【答案】B 【解析】 【详解】A．“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”说的是沙里淘金，利用沙子与金的密度不同，用水流使两者分离，不涉及氧化还原反应，A不符合题意； B．“刀耕火耨”古人播种前先伐去树木烧掉野草，涉及到燃烧过程，为氧化还原反应，B符合题意； C．由“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”可知，水作溶剂，可萃取青蒿素，为物理过程，不涉及氧化还原反应，C不符合题意； D．“粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”涉及反应为碳酸钙煅烧生成氧化钙，氧化钙和水生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙，不涉及氧化还原反应，D不符合题意； 故选B。 2. 下列有关原电池、电解池的说法正确的是 A. 原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 B. 理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 C. 将镁和铝用导线连接放入氢氧化钠溶液中组成原电池，镁电极作负极 D. 在电解精炼铜装置中，粗铜为阳极材料，精铜为阴极材料，电解质溶液为溶液，电解一段时间后，溶液浓度不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．原电池的两极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是金属和非金属，如铁和石墨在稀硫酸中也能构成原电池，还可以都是金属铂或石墨，如氢氧燃料电池，A错误； B．氧化还原反应中存在电子的转移，任何自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池，B正确； C．NaOH溶液与镁不反应，NaOH溶液与铝反应生成Na[Al(OH)4]和H2，铝电极作为负极，镁电极作为正极，C错误； D．阳极粗铜中锌、镍、铜都会失去电子发生氧化反应，而阴极只有铜离子被还原为铜，这样会导致电解一段时间后，溶液浓度发生改变，D错误； 故选B。 3. 下列电化学装置能达到目的的是 A. 图甲：实现原电池反应Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋ B. 图乙：制取少量Fe(OH)2 C. 图丙：证明铁发生了析氢腐蚀 D. 图丁：在铁表面镀锌 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．三价铁离子的氧化性大于铜离子，所以该反应为自发的氧化还原反应，图甲有活性不同的两个电极，形成了闭合回路，可构成原电池，A正确； B．铁与电源负极相连作阴极，阴极发生还原反应，不能失电子生成亚铁离子，B错误； C．析氢腐蚀的条件应该是酸性环境，氯化钠溶液显中性，C错误； D．在铁表面镀锌，电解质溶液应该为含锌离子的溶液，D错误； 故选A。 4. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是 A. 图甲：锂电池放电时，电解质中向锂电极迁移 B. 图乙：负极的电极反应式为 C. 图丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D. 图丁：铅作负极，电极反应式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．原电池中阳离子向正极迁移，甲为锂电池，负极为锂，Li+向正极多孔碳材料迁移，故A错误； B．乙为纽扣电池，正极为Ag2O得电子发生还原反应，反应式为，负极为活泼金属锌单质，故B错误； C．丙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被溶解，导致锌筒变薄，故C正确； D．铅蓄电池为二次电池，Pb为负极失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，电极反应为Pb-2e-+=PbSO4↓，D错误； 故答案为C。 5. 下列反应的离子方程式不正确的是 A. 久置于空气中的溶液变质： B. 次氯酸钙溶液中通入过量的二氧化碳气体： C. 次氯酸钠溶液吸收过量二氧化硫气体： D. 同浓度同体积溶液与溶液混合： 【答案】D 【解析】 【详解】A．久置于空气中的溶液被空气中氧气氧化为硫酸根离子而变质，A正确； B．次氯酸钙溶液中通入过量的二氧化碳气体生成碳酸氢钙和次氯酸，B正确； C．次氯酸钠溶液吸收过量二氧化硫气体，二氧化硫被次氯酸根离子氧化为硫酸根离子，同时生成氯离子，C正确； D．溶液中完全电离出铵根离子、氢离子和硫酸根离子，同浓度同体积溶液与溶液混合，则氢氧根离子和氢离子生成水，，D错误； 故选D。 6. 常温下，下列各组离子能与指定溶液大量共存的是 A. 溶液：、、 B. 溶液：、、 C. 的氨水：、、 D. 饱和溶液：、、 【答案】C 【解析】 【详解】A．碳酸氢根和H+、OH-都不能共存，故A错误； B．次氯酸根，醋酸根都是弱酸的酸根，不能与氢离子共存，故B错误； C．碱性条件下，选项中各离子之间不相互反应，可以共存，故C正确； D．高锰酸根有强氧化性，二氧化硫有还原性，两者会发生氧化还原反应，故D错误； 故选C。 7. 关于反应K2H3IO6+9HI=2KI+4I2+6H2O，下列说法正确的是 A. K2H3IO6发生氧化反应 B. KI是还原产物 C. 生成12.7g I2时，转移0.1mol电子 D. 还原剂与氧化剂的物质的量之比为7：1 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．反应中I元素的化合价降低，发生得电子的反应，发生还原反应，A错误； B．KI中的I-由HI变化而来，化合价没有发生变化，KI既不是氧化产物也不是还原产物，B错误； C．12.7g I2的物质的量为0.05mol，根据反应方程式，每生成4mol I2转移7mol电子，则生成0.05mol I2时转移电子的物质的量为0.0875mol，C错误； D．反应中HI为还原剂，K2H3IO6为氧化剂，在反应中每消耗1mol K2H3IO6就有7mol HI失电子，则还原剂与氧化剂的物质的量的比为7:1，D正确； 故答案选D。 8. 工业上以钛铁矿(，其中为+4价)为主要原料制备金属钛的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 A. 位于元素周期表中第4周期ⅢA族 B. 氯化时，被氧化的元素有碳和铁 C. 制备时，气做保护气防止被氧化 D. 氯化时，每生成，转移电子0.7mol 【答案】A 【解析】 【分析】在氯化时发生反应：2FeTiO3+7Cl2+6C2FeCl3+2TiCl4+6CO，反应得到TiCl4，然后Mg与TiCl4在Ar气中加热800℃，反应产生Ti，反应的化学方程式为：2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2。 【详解】A．为22号元素，位于元素周期表中第4周期ⅣB族，A错误； B．由分析，氯化时，碳、铁化合价升高，则被氧化的元素有碳和铁，B正确； C．由TiCl4制备Ti的过程中，Ar的作用是防止Ti、镁被空气中氧气氧化，C正确； D．由分析，氯化时发生反应：2FeTiO3+7Cl2+6C2FeCl3+2TiCl4+6CO，氯化合价由0变为-1，存在电子转移7Cl2~14e-~2FeCl3，则每生成，转移电子0.7mol，D正确； 故选A。 9. 使用如图装置（搅拌装置略）探究溶液离子浓度变化，灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭）→亮”现象的是 选项 A B C D 试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH 试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．Ba(OH)2与CuSO4发生离子反应：Ba2++2OH-+Cu2++=BaSO4↓+Cu(OH)2↓，随着反应的进行，溶液中自由移动的离子浓度减小，灯泡变暗，当二者恰好反应时，溶液中几乎不存在自由移动的微粒，灯泡完全熄灭。当CuSO4溶液过量时，其电离产生的Cu2+、导电，使灯泡逐渐又变亮，A不符合题意； B．Ca(OH)2与NH4HCO3发生离子反应：Ca2++2OH-++=CaCO3↓+H2O+NH3·H2O，随着反应的进行，溶液中自由移动离子浓度减小，灯泡逐渐变暗，当二者恰好反应时，溶液中自由移动的微粒浓度很小，灯泡很暗。当 NH4HCO3溶液过量时，其电离产生的、 导电，使灯泡逐渐又变亮，B不符合题意； C．Ba(OH)2与H2SO4发生离子反应：Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O，随着反应的进行，溶液中自由移动的离子浓度减小，灯泡变暗，当二者恰好反应时，溶液中几乎不存在自由移动的微粒，灯泡完全熄灭。当H2SO4溶液过量时，其电离产生的H+、导电，使灯泡逐渐又变亮，C不符合题意； D．CH3COOH与氨水发生离子反应：CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-++H2O，反应后自由移动的离子浓度增大，溶液导电能力增强，灯泡更明亮，不出现亮—灭(或暗)—亮的变化，D符合题意； 故合理选项是D。 10. 黄铁矿()在稀硫酸条件下发生催化氧化的反应历程如图所示。下列说法错误的是 A. 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均发生氧化还原反应 B. 反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 C. 反应Ⅱ的离子方程式为： D. 该过程的总反应为： 【答案】A 【解析】 【分析】反应I的离子方程式为：4Fe(NO)2＋＋O2+4H＋＝4Fe3＋＋4NO＋2H2O，反应Ⅲ的离子方程式为：Fe2＋＋NO＝Fe(NO)2＋，反应Ⅱ的离子方程式为：FeS2＋14Fe3＋＋8H2O＝15Fe2＋＋2＋16H＋； 【详解】A．经分析可知：反应Ⅰ、Ⅱ有化合价变化，是氧化还原反应；而反应Ⅲ无化合价变化，不是氧化还原，A符合题意； B．反应一中氧化剂是O2，还原剂是Fe(NO)2＋，二者的系数比为1:4，物质的量之比为1:4，B不符合题意； C．反应Ⅱ的离子方程式为：FeS2＋14Fe3＋＋8H2O＝15Fe2＋＋2＋16H＋，C不符合题意； D．反应I、Ⅱ、Ⅲ的总反应式为：2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4+4H+，D不符合题意； 故答案选A；A故选 11. 由实验操作和现象能得出相应结论的是 实验操作 现象 结论 A 取少量溶液于试管中，滴加少量新制氯水，再滴加几滴溶液，溶液变红 溶液变红 溶液中含有铁元素，但不一定含有 B 向某钠盐粉末上滴加浓盐酸，将产生的气体通入品红溶液 品红溶液褪色 该钠盐为、或 C 向溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉溶液 先变橙色，后变蓝色 氧化性： D 将溶液与溶液混合 生成白色沉淀 结合能力： A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．铁离子和KSCN溶液变为红色，氯气氧化亚铁离子生成铁离子也会出现相同现象，故溶液变红，说明溶液中含有铁元素，但不一定含有，A正确； B．能使品红溶液褪色的气体不一定是SO2，钠盐粉末与浓盐酸反应产生的气体还可能是Cl2，比如NaClO与浓盐酸反应可生成Cl2，Cl2也能使品红溶液褪色，所以不能确定该钠盐为、或，B错误； C．向NaBr溶液中滴加过量氯水，Cl2将Br-氧化为Br2，溶液变橙色；此时溶液中含有过量的Cl2，再加入淀粉-KI 溶液，Cl2将I-氧化为I2使溶液变蓝，无法证明Br2能氧化I-，也就不能得出氧化性Br2>I2，C错误； D．[Al(OH)4]−与碳酸氢根离子反应生成白色沉淀Al(OH)3和碳酸根离子，离子方程式为，说明结合H+能力：[Al(OH)4]−> ，D错误； 故选A。 12. 钒锂锂离子电池具有较大的比容量、低廉的价格等优点。一种钒锂锂离子二次电池的结构示意图如图，其负极反应为：CmLin-xe-=CmLin-x＋xLi+（CmLin表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料），放电时的总反应为：CmLin＋LiV3O8=CmLin-x＋Li1＋xV3O8。 下列说法正确的是（ ） A. 放电时Li+由正极区移向负极区 B. 充电时电极a与外接电源的正极相连 C. 充电时阳极为Li1＋xV3O8-xe-=LiV3O8＋xLi+ D. 正极质量每增加2.1g，电路中转移的电子数为0.1mol 【答案】C 【解析】 【分析】一种钒锂锂离子为二次电池，根据放电的总反应可知，电极a(CmLin)为负极，电极b(LiV3O8)为正极，且Li+由负极区移向正极区；充电的总反应是放电的逆反应，充电时电极a(CmLin)为阴极，连接电源的负极，电极b(LiV3O8)为阳极，连接电源的正极，且Li+从阳极区移向阴极区。 【详解】A.根据分析，放电时Li+由负极区移向正极区，A项错误； B.根据分析，充电时电极a与外接电源的负极相连，B项错误； C.由放电总反应减去负极式，得到正极式为：LiV3O8+xe-＋xLi+= Li1＋xV3O8，则充电时阳极式为Li1＋xV3O8-xe-=LiV3O8＋xLi+，C项正确； D. 放电正极式：LiV3O8+xe-＋xLi+= Li1＋xV3O8，电极每增重7xg，转移x个电子，则每增加2.1g，电路中转移的电子数为0.3mol，D项错误； 答案选C。 13. 利用电解法将 CO2转化为 CH4的原理如图所示。下列说法正确的是 A. 电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 B. 电极 b 上反应为：CO2 +8HCO+8e-=CH4+8CO+2H2O C. 电解过程中化学能转化为电能 D. 电解时Na2SO4溶液浓度保持不变 【答案】A 【解析】 【分析】该装置为电解池，根据题干信息，电解法将 CO2转化为 CH4，根据物质价态变化，电极a为阳极，电极b为阴极。 【详解】A．电解过程中，阳离子向阴极移动，故H+由a极区向b极区迁移，故A正确； B．电极 b 上反应为：CO2 +8H++8e-=CH4+2H2O，故B错误； C．该装置为电解池，电解过程中电能转化为化学能，故C错误； D．电解时电极a上的反应式为：2H2O-4e-=O2+4H+，水减少，Na2SO4溶液浓度增大，故D错误。 答案为：A。 14. 利用电解原理制备的装置如图所示(M、N均为惰性电极)。下列说法正确的是 A. 极与电源负极相连 B. 常温下，电解后N极附近溶液减小 C. 膜a、膜c均阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 D. 电解时可获得副产物、、 【答案】D 【解析】 【分析】结合装置图可知利用电解原理制备的原理为M极的Ca2+透过膜a，透过膜b，在膜a和膜b之间的室形成，因此M极为阳极，N极为阴极。 【详解】A．由分析可知M极为阳极，应与电源正极相连，A错误； B．N极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，因此常温下电解后N极附近溶液增大，B错误； C．Ca2+透过膜a，透过膜b，在膜a和膜b之间的室形成，Na+透过膜c进入N极室，因此膜a、膜c均为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，C错误； D．M极为阳极，氯离子放电产生氯气，N极为阴极，N极室产生氢气和NaOH，故电解时可获得副产物、、，D正确； 选D。 15. 关于金属的腐蚀与防护，下列说法正确的是 A. 图①：铁丝易生成 B. 图②：M可用石墨代替 C. 图③：若电源断开闸门发生吸氧腐蚀，不易发生析氢腐蚀 D. 图③：N只能选金属 【答案】C 【解析】 【详解】A．形成原电池需要电解质溶液，所以干燥空气中不易形成原电池，则铁丝很难发生吸氧腐蚀，故A错误； B．原电池的正极被保护，则金属M的活泼性要比铁强，所以M不可用石墨代替，故B错误； C．中性、碱性和弱酸性条件下易发生吸氧腐蚀，所以若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀，故C正确； D．与原电池的负极相连的钢闸门作阴极，被保护，则阳极N可选石墨，故D错误； 故选：C。 16. 微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中浓度与去除率的关系。不正确的是 A. M为电源负极，有机物被氧化 B. 处理时有从交换膜右侧向左侧迁移 C. 电池工作时，N极附近溶液增大 D. 浓度较大时，可能会造成还原菌失活 【答案】B 【解析】 【分析】由图可知，该电池中有机物在微生物的作用下发生氧化反应生成CO2，所以M为负极，N极上氧气得到电子与氢离子结合成水，发生还原反应，N为正极，据此作答。 【详解】A．根据分析可知，M为电源负极，有机物被氧化，故A正确； B．根据图中关系可知，，处理时需要6mol电子，但是同时也会有定量的氧气得到电子，从交换膜左侧向右迁移的氢离子的物质的量大于6mol，离子移动的方向也错误，故B错误； C．由图可知，电池工作时，N极上氧气得到电子与氢离子结合成水，所以氢离子浓度减小，N附近溶液pH增大，故C正确； D．由图可知，当离子浓度较大时，其去除率几乎为0，又因为其有强氧化性和毒性，所以可能会造成还原菌的蛋白质变性而失活，故D正确； 故答案选B。 第Ⅱ卷(非选择题，共52分) 二、非选择题(本题共4小题，共计52分) 17. 实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠固体。某学生设计了如图方案，请回答下列问题。 已知：操作①中发生的化学反应方程式为：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O↑。 (1)试剂1最好为_______(填化学式)。 (2)加入试剂2的目的________，此时发生反应的离子方程式：________。 (3)加入盐酸时，所发生反应的离子方程式：_______。 (4)操作④的目的是_______ (5)如何检验产品中溶质为NaCl_______。 【答案】 ①. BaCl2 ②. 除去过量的Ba2+ ③. Ba2++CO=BaCO3↓ ④. CO+2H+=H2O+CO2↑ ⑤. 除去过量的HCl ⑥. 取少量产品于试管中加水溶解，滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则证明产品中的溶质为NaCl 【解析】 【分析】加热混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠固体，碳酸氢铵分解生成二氧化碳、氨气和水蒸气，残留物中含有氯化钠和硫酸钠，除去硫酸钠可以选用氯化钡，为了保证硫酸根被除净，所加的氯化钡是过量的，选用碳酸钠除去过量的氯化钡，为了除尽钡离子，所加的碳酸钠是过量的，多余的碳酸根离子可以用盐酸来除，最后加热煮沸溶液除去过量的氯化氢，据此分析解答。 【详解】(1) 加热混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠固体，碳酸氢铵分解生成二氧化碳、氨气和水蒸气，残留物中含有氯化钠和硫酸钠，溶解后的溶液中可以加氯化钡将硫酸钠除去，为了保证硫酸钠除净，所加试剂氯化钡需要过量，故答案为：BaCl2溶液； (2)②中为了保证硫酸根被除净，所加的氯化钡是过量的，但是引进钡离子杂质，所以要加试剂2除去，可以选用碳酸钠，Ba2++CO=BaCO3↓，故答案为：除去过量的Ba2+；Ba2++CO=BaCO3↓； (3)为除掉多余的氯化钡中的钡离子，③中所加的碳酸钠是过量的，多余的碳酸根离子可以用盐酸来除，即CO+2H+=H2O+CO2↑，故答案为：CO+2H+=H2O+CO2↑； (4)氯化氢易挥发，操作④加热煮沸溶液的目的是除去滤液中多余的氯化氢，故答案为：除去过量的HCl； (5)检验产品中的溶质为NaCl的实验方法为：取少量产品于试管中加水溶解，滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则证明产品中的溶质为NaCl，故答案为：取少量产品于试管中加水溶解，滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则证明产品中的溶质为NaCl。 【点睛】解答本题需要注意，为了保证杂质完全除去，所加试剂需要过量，过量的试剂也需要除去。 18. 氯碱工业是高能耗产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。可作为电池燃料，再将电池应用于氯碱工业，原理如图，a、b、c、d均为石墨电极。 已知：当pH升高时，易歧化为和。 回答下列问题： （1）a极为___________极，c极为___________极。(填“正”或“负”或“阴”或“阳”) （2）甲装置中a电极的反应式为___________，乙装置中电解饱和溶液的化学方程式为___________。 （3）下列说法正确的是___________。 A．甲装置可以实现化学能向电能转化 B．甲装置中透过阳离子交换膜向a极移动 C．乙装置中c极一侧流出的是淡盐水 （4）下列生产措施有利于提高氯碱工业中的产量、降低阳极含量的是___________。 A．定期检查并更换阳离子交换膜 B．向阳极区加入适量盐酸 C．使用精制饱和食盐水提高 （5）在生产过程中会产生副产物氯酸盐可能原因有___________。 【答案】（1） ①. 阴 ②. 阳 （2） ①. ②. （3）AC （4）ABC （5）pH升高时导致氯气和氢氧根离子生成次氯酸根离子和氯离子，次氯酸根离子歧化生成氯酸根离子 【解析】 【分析】由图，甲池为甲醇-氧气燃料电池，氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，则b为正极、a为负极，负极甲醇失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子；与a相连的d为阴极、与b相连的c为阳极； 【小问1详解】 由分析，a极为负极，c极为阳极。 【小问2详解】 由分析，a为负极，负极甲醇失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子；乙装置中电解饱和溶液生成氯气、氢气和氢氧化钠，化学方程式为； 【小问3详解】 A．甲装置为原电池装置，可以实现化学能向电能转化，正确； B．原电池装置中阳离子向正极移动， 甲装置中透过阳离子交换膜向b极移动，错误； C．乙装置为电解池装置，c极为阳极，氯离子失去电子被氧化为氯气，钠离子通过阳离子交换膜移向阴极区，则该侧流出的是淡盐水，正确； 故选AC； 【小问4详解】 A. 定期检查并更换阳离子交换膜，就可以使阳极上只有Cl-放电产生Cl2，避免OH-放电产生O2，因此有利于提高Cl2产量，降低阳极O2含量，故A正确； B. 向阳极区加入适量盐酸，可增大c(Cl-)，可以产生更多Cl2，避免副反应的反应，故B正确； C. 使用c(Cl-)高的精制饱和食盐水为原料，增大了Cl-的浓度，可以产生更多Cl2，减少OH-放电产生O2的机会，因而就降低了O2的含量，故C正确； 故选ABC； 【小问5详解】 已知：当pH升高时，易歧化为和；则生产过程中会产生副产物氯酸盐可能的原因有pH升高时导致氯气和氢氧根离子生成次氯酸根离子和氯离子，次氯酸根离子歧化生成氯酸根离子。 19. 2020年人类在金星大气中探测到磷化氢(，也叫膦)，也是一种储粮用的熏蒸杀虫剂。 （1）在密闭粮仓放置的磷化钙()片剂，遇水蒸气放出气体，该反应的化学方程式为___________。 （2）可以采取类似于实验室制取氨气的方法来制取，写出固体和固体制取的化学方程式：___________。 （3）工业上，由磷矿制备磷的一种工艺如下： 已知：，回答下面问题： ①属于___________元酸。 ②白磷和氢氧化钾溶液反应中氧化剂和还原剂物质的量之比是___________。 ③吸入磷化氢会对心脏、呼吸系统、肾、肠胃、神经系统和肝脏造成影响。磷化氢中毒时，可以口服硫酸铜溶液催吐，并解毒：，那么消耗时转移电子___________mol。 【答案】（1） （2） （3） ①. 一 ②. 1:3 ③. 2 【解析】 【分析】已知电炉室内发生的反应为：，用冷水将气体转化为固体，固体与KOH溶液发生反应P4+3KOH+3H2O=3KH2PO2+PH3↑，KH2PO2和硫酸反应生成H3PO2，再发生自身的氧化还原反应得到PH3和H3PO4； 【小问1详解】 磷化钙()片剂，遇水蒸气放出气体，结合质量守恒，还会生成氢氧化钙，该反应的化学方程式为； 【小问2详解】 实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体混合物的方法来制取氨气，则固体和固体制取的化学方程式：； 【小问3详解】 ①由流程，和过量氢氧化钾生成KH2PO2，则属于一元酸。 ②固体与KOH溶液发生反应P4+3KOH+3H2O=3KH2PO2+PH3↑，4个P中1个P化合价降低生成PH3为氧化剂、3个P化合价升高生成KH2PO2为还原剂，则白磷和氢氧化钾溶液反应中氧化剂和还原剂物质的量之比是1:3。 ③对于反应，CuSO4中Cu元素化合价+2降低到+1价，则消耗时转移2mol电子。 20. 电化学被广泛地应用于生产、生活的许多方面。 Ⅰ．氨氮的去除。下面是两种电化学除氨氮的方法。 （1）方法一：电化学氧化法 有研究表明，当以碳材料为阴极，可在阴极生成，并进一步生成氧化性更强的，可以将水中氨氮氧化为，如图。 ①在放电时，阴极附近的pH___________。(填“增大”“减小”或“不变”) ②当有1mol生成时，消耗了___________mol。 （2）方法二：电化学沉淀法 用溶液模拟氨氮废水，以镁作阳极、不锈钢作阴极进行电解，可将废水中的转化为沉淀而除去。调节溶液初始，氨氮去除率和溶液pH随时间的变化情况如图所示。 ③电解时两极反应式分别为：，。写出废水中生成沉淀的离子方程式：___________。 ④反应1h以后，氨氮去除率随时间的延长反而下降的原因是___________。 Ⅱ．利用电解法在碱性或酸性条件下将二氧化碳还原为和的原理如下图所示： 已知：选择性(S)和法拉第效率()的定义(X代表或)如下： （3）写出碱性条件下生成的电极反应式：___________。 （4）实验测得，碱性条件生成、总的选择性小于酸性条件，原因是___________。 （5）实验测得，酸性条件生成、总的法拉第效率小于碱性条件，原因是___________。 【答案】（1） ①. 增大 ②. 6 （2） ①. ②. 反应1h以后，随着溶液中镁离子和氢氧根离子浓度的增大，会形成磷酸镁或氢氧化镁沉淀或者碱性条件下生成的沉淀会部分转化为磷酸镁或氢氧化镁沉淀，释放铵根离子，导致溶液中氨氮去除率随时间的延长反而下降 （3） （4）碱性条件下，有部分二氧化碳转化为带负电的碳酸根离子，变成不易接近阴极、不易参与阴极电极反应的形式，导致参与还原反应生成、的二氧化碳减少 （5）酸性条件下，电极Ⅲ发生，氢离子通过阳离子交换膜进入右侧阴极区，该电极区域氢离子浓度大于碱性条件下的阴极区氢离子浓度，发生的反应程度大，即电极Ⅳ有相当一部分电子参与的是生成氢气的副反应，因为该副反应发生程度较大，导致法拉第效率FE较小 【解析】 【小问1详解】 ①在放电时，阴极氧气得到电子发生还原生成过氧化氢：，过氧化氢和亚铁离子生成铁离子和氧化性更强的：，反应消耗氢离子，则附近的pH增大； ②将水中氨氮氧化为，氮元素化合价由-3变为0，反应为，结合①中反应分析，存在，当有1mol生成时，消耗了由6mol； 【小问2详解】 ③镁作阳极、不锈钢作阴极进行电解，镁单质失去电子发生氧化反应，阴极水得到电子发生还原反应，电解时两极反应式分别为：，，则产生的镁离子和氢氧根根离子与溶液中铵根离子、磷酸二氢根离子生成沉淀和水，反应为：； ④反应1h以后，随着溶液中镁离子和氢氧根离子浓度的增大，会形成磷酸镁或氢氧化镁沉淀或者碱性条件下生成的沉淀会部分转化为磷酸镁或氢氧化镁沉淀，释放铵根离子，导致溶液中氨氮去除率随时间的延长反而下降； 【小问3详解】 已知碱性条件下生成，则碱性条件下得到电子发生还原反应生成，电极反应式：； 【小问4详解】 碱性条件下，有部分二氧化碳转化为带负电的碳酸根离子，变成不易接近阴极、不易参与阴极电极反应的形式，导致参与还原反应生成、的二氧化碳减少，使总的选择性减小； 【小问5详解】 酸性条件下，电极Ⅲ发生，氢离子通过阳离子交换膜进入右侧阴极区，该电极区域氢离子浓度大于碱性条件下的阴极区氢离子浓度，发生的反应程度大，即电极Ⅳ有相当一部分电子参与的是生成氢气的副反应，因为该副反应发生程度较大，法拉第效率FE较小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$