专题1 第2单元 单元综合训练-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（苏教版2019）

0 专题1　化学反应与 能量变化 第二单元　化学能与电能的转化 单元综合训练 (建议用时：40分钟) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 解析：根据总反应知，该装置消耗0.1 mol Cl－时，转移0.2 mol电子，则有0.2 mol H＋通过质子交换膜，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 2．二氧化硫－空气质子交换膜燃料电池实现 了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，一极通入 SO2，另一极通入空气，原理如图所示。下列说法 正确的是(　　) A．Pt2电极为负极，通入空气 B．用该燃料电池做电源给铅蓄电池充电时，Pt1电极与PbO2相连 C．负极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===H2SO4＋2H＋ D．当外电路通过0.2 mol e－时，质子交换膜左侧的溶液增重6.2 g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5 3．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是(　　) 组号 X Y Z W A C Fe NaCl H2O B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液 C C C H2SO4 H2O D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7 4．H2S燃料电池应用前景非常广阔，该电池示意图 如图所示。下列说法正确的是(　　) A．电极a是正极 B．O2－由电极a移向电极b C．电极a的反应式为2H2S＋2O2－－4e－===S2＋2H2O D．当通入11.2 L O2时，转移电子数为2NA(设NA表示阿伏加德罗常数的值) 解析：根据原电池原理及图示电池构造分析，电池总反应为2H2S＋O2===S2＋2H2O，则负极H2S失电子发生氧化反应，正极O2得电子发生还原反应，电极a为电池的负极，故A错误；原电池中阴离子向负极移动，则O2－由电极b移向电极a，故B错误；未注明是否为标准状况，无法确定11.2 L O2的物质的量，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8 5．我国科学家正在研究一种可充电Na­Zn双离子电池 体系(如图)。下列说法不正确的是(　　) A．闭合K1时，锌电极为电池负极 B．闭合K2时，装置中的电能转化为化学能 C．放电时，每转移0.2 mol电子，负极区电解质溶液 质量增加6.5 g D．充电时，阳极反应式为Na0.6MnO2－xe－===Na0.6－xMnO2＋xNa＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9 解析：放电时，每转移0.2 mol电子，负极区生成0.1 mol Zn2＋，0.2 mol Na＋、0.1 mol Zn2＋与0.4 mol OH－结合生成0.1 mol Na2[Zn(OH)4]，为保持电解液呈电中性，同时有0.2 mol Na＋通过阳离子交换膜移向正极，故负极区电解质溶液质量增加0.1 mol×65 g·mol－1－0.2 mol×23 g·mol－1＝1.9 g，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10 6．根据电解质的不同，电解水制氢可分为碱性条件电解水制氢、酸性条件电解水制氢及固体氧化物条件电解水制氢等，反应原理如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．a、b的电解总反应相同 B．a、c的阴极中H2O发生的反应相同 C．c的阳极电极反应为2O2－－4e－===O2↑ D．每生成1 mol O2，a、b和c转移的电子数均相同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11 解析：a、c的阴极中H2O发生的反应分别为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、H2O＋2e－===H2↑＋O2－，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12 7.用惰性电极电解硫酸铜溶液，整个过程中转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入(　　) A．0.1 mol CuO B．0.1 mol CuCO3 C．0.1 mol Cu(OH)2 D．0.05 mol Cu2(OH)2CO3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14 8．海水资源的开发利用是自然资源开发 利用的重要组成部分。氯碱工业是高耗能产业， 某化学学习小组设想将其与氢氧燃料电池相结 合可以有效降低能耗，其原理如图(A、B、C、 D为惰性电极)。下列说法正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 9．我国科学家成功实现了电解气态HCl制备Cl2， 其工作原理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．a为外接直流电源的负极 B．阳极的电极反应式为2HCl－2e－===Cl2＋2H＋ C．通电后H＋从左室迁移至右室 D．左室中发生的反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，实现了Fe3＋的再生 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 解析：右侧氯化氢失去电子转化为氯气，因此 右侧电极是阳极，则a为外接直流电源的负极，b为 外接直流电源的正极，A正确；阳极发生失去电子 的氧化反应，电极反应式为2HCl－2e－===Cl2＋2H＋， B正确；电解池中阳离子向阴极移动，因此通电后H＋从右室迁移至左室，C错误；根据装置图可判断左室中发生的反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，实现了Fe3＋的再生，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 18 10．南京大学研究发现电化学“大气固碳”的有效 方法，电池工作原理示意图如图所示。充电时，利用 催化剂的选择性，阳极电极反应式为2Li2CO3－4e－=== 2CO2↑＋O2↑＋4Li＋，下列有关说法错误的是(　　) A．放电时，M电极的电势比N电极的低 B．放电时，正极电极反应式：3CO2＋4e－＋4Li＋===C＋2Li2CO3 C．充电时，M电极接外电源负极，电解质溶液可选含Li＋的水溶液 D．该电池每放电、充电一次，若均转移2 mol电子，理论上能固定标准状况下11.2 L CO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 19 解析：根据充电时阳极电极反应式为2Li2CO3－4e－=== 2CO2↑＋O2↑＋4Li＋，知N电极为阳极，因此放电时N电极为 正极，M电极为负极，故M电极的电势比N电极的低，A正 确；由题图知放电时，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3， 电极反应式为4Li＋＋3CO2＋4e－===C＋2Li2CO3，B正确； 充电时，M电极为阴极，接外电源负极，M电极上Li＋放电生成Li，Li能与水反应，因此电解质溶液不能选含Li＋的水溶液，C错误；根据放电时正极反应：4Li＋＋3CO2＋4e－===C＋2Li2CO3，知转移2 mol电子，可以吸收1.5 mol CO2，根据充电时阳极反应：2Li2CO3－4e－===2CO2↑＋O2↑＋4Li＋，知转移2 mol电子，可以释放1 mol CO2，因此该电池每放电、充电一次，若均转移2 mol电子，能固定0.5 mol CO2，其在标准状况下体积为11.2 L，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 20 11．科研工作者利用如图所示装置除去含NaCl 废水中的尿素[CO(NH2)2]。下列说法错误的是(　　) A．b为直流电源的负极 B．工作时，废水中NaCl的浓度保持不变 C．工作时，N极区NaCl溶液的质量基本不变 D．若导线中通过6 mol电子，则理论上生成1 mol N2 解析：工作时，阳极区的反应为6Cl－－6e－===3Cl2↑、3Cl2＋CO(NH2)2＋H2O===6Cl－＋6H＋＋CO2↑＋N2↑，氢离子通过质子交换膜进入阴极区，阳极消耗水而使废水中NaCl的浓度增大，故B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 21 12．如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2 ===N2＋2H2O，下列关于该装置工作时的说法不正 确的是(　　) A．该装置工作时，Ag电极上没有气体生成 B．甲池和乙池中溶液的pH均减小 C．乙池反应一段时间，要使电解质溶液恢复原状可加适量CuO D．当甲池中消耗3.2 g N2H4时，乙池中理论上最多产生6.4 g固体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 23 序号 电压 pH 阴极现象 阳极现象 Ⅰ 1.5 V 5.52 无气泡产生；电极表面有银灰色金属析出 无气泡产生，湿润淀粉碘化钾试纸不变蓝；电极表面逐渐析出红褐色沉淀 Ⅱ 1.5 V 0.5 有气泡产生；电极表面有极少量银灰色金属析出 无气泡产生，湿润淀粉碘化钾试纸不变蓝；取阳极附近溶液，滴加KSCN溶液变红 13．某研究小组探究不同条件对电解FeCl2溶液微粒放电能力的影响。配制0.1 mol/L FeCl2溶液，设计如图所示的实验装置进行电解，实验记录如下： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 24 下列说法错误的是(　　) A．电解FeCl2溶液时，阳极放电的微粒可能是Fe2＋ B．实验Ⅰ中，阴极的电极反应式是Fe2＋＋2e－===Fe C．阳极中无气泡产生，说明Cl－一定未放电 D．由阴极现象可知：pH较小时H＋优先Fe2＋放电 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 25 解析：由实验Ⅰ可知，电解FeCl2溶液时，阳极可能是 Fe2＋失电子生成Fe3＋，故A正确；实验Ⅰ中，阴极现象为 “无气泡产生；电极表面有银灰色金属析出”，所以电极反应 式是Fe2＋＋2e－===Fe，故B正确；阳极中无气泡产生，可能 是Cl－放电产生的Cl2与Fe2＋发生了反应，故C错误；由阴极 现象可知：pH较小时，先有气泡产生，即H＋放电产生H2，再有极少量银灰色金属析出，即Fe2＋放电产生Fe，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 26 二、非选择题 14．如图所示，某同学设计了一个燃料电池探究碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜，请按要求回答相关问题： (1)石墨电极(C)作_____极，甲中甲烷燃 料电池的负极反应式为___________________ _________________。 (2)若消耗2.24 L(标准状况)氧气，则乙 装置中铁电极上生成的气体体积(标准状况)为________L。乙池中总反应的离子方程式为__________________________________。 阳 4.48 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 27 (3)若丙中以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。 A．a电极为纯铜 B．粗铜接电源正极，发生还原反应 C．CuSO4溶液的浓度保持不变 D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 AD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 28 (4)若丙中以稀H2SO4为电解质溶液，电极材料b为铝，则能使铝表面生成一层致密的氧化膜，该电极反应式为________________________________。 (5)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁和石墨(C)两极上发生的电极反应式分别为：铁电极_______________，石墨(C)电极_______________________ 。 2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ Fe－2e－===Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 29 15．电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题： (1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出的用电解法制取ClO2的新工艺如图所示： ①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水 制取ClO2。产生ClO2的电极应连接电源的________(填“正 极”或“负极”)，对应的电极反应式为__________________ ________________。 ②图中应使用______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 正极 Cl－－5e－＋2H2O ===ClO2↑＋4H＋ 阳 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 30 (2)电解K2MnO4溶液制备KMnO4。工业上，通常将软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，得到绿色的K2MnO4，化学方程式为______________________________________。用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解________溶液可制备KMnO4。上述过程用流程图表示如下：则D的化学式为______；阳极的电极反应式为_________________ 。 K2MnO4 KOH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 31 (3)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3，其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为____________________________。 ②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为________。 1∶4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 34 　　　　　　　　　　　　　 R 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．我国研发的高效低压电催化还原CO2法，居世界领先水平。装置工作原理如图所示，工作时总反应为NaCl＋CO2eq \o(=====,\s\up17(通电))CO＋NaClO。a、b均为涂装催化剂的惰性电极。下列说法错误的是(　　) A．该装置工作时电能转化为化学能 B．该装置工作时b极反应为CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O C．若用铅蓄电池作电源，Y极反应为Pb＋SOeq \o\al(2－,4)－2e－===PbSO4 D．该装置消耗0.1 mol Cl－时，有0.1 mol H＋通过质子交换膜 解析：由H＋的移动方向可知，Pt1电极为负极，通入的SO2发生氧化反应，被氧化为硫酸，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SOeq \o\al(2－,4)＋4H＋，Pt2电极为正极，应通入空气，发生得电子的还原反应，电极反应式为4H＋＋O2＋4e－===2H2O。由分析知，Pt2电极为正极，发生还原反应，通入空气，A错误；用该燃料电池做电源给铅蓄电池充电时，由于铅蓄电池中PbO2作正极，所以充电时与电源的正极Pt2相连，作为阳极，B错误；由分析可知，C错误；当外电路通过0.2 mol e－时，有0.2 mol H＋通过质子交换膜移向右侧，左侧的溶液增重m(SO2)－m(H＋)＝6.4 g－0.2 g＝6.2 g，D正确。 解析：电解NaCl溶液时，总反应式为2NaCl＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，显然加H2O不能使溶液恢复到电解前的状态，应通入适量HCl气体；电解CuSO4溶液时，通电一段时间后，溶液中溶质为H2SO4，需要加入CuO或CuCO3恢复到电解前状态，加CuSO4溶液不能使溶液恢复到电解前的状态；电解H2SO4溶液的实质是电解水，再加入适量水，可使H2SO4溶液恢复到电解前的状态；Ag作阳极、Fe作阴极电解AgNO3溶液，实质是向Fe上镀Ag，AgNO3溶液浓度不变，不需加AgNO3晶体。 解析：用惰性电极电解硫酸铜溶液时，先发生反应2CuSO4＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))2Cu＋2H2SO4＋O2↑，当铜离子完全反应后，发生反应2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))2H2↑＋O2↑。根据图像知，转移电子0.2 mol时，生成的气体只有氧气，实际上相当于析出氧化铜，根据氧化铜和转移电子之间的关系可知，相当于析出0.1 mol CuO；继续电解发生的反应实际上是电解水，根据水和转移电子之间的关系可知，电解水的物质的量为0.05 mol。根据“析出什么加入什么”的原则知，要使溶液恢复原状，应该加入0.1 mol氧化铜和0.05 mol水。加入0.1 mol Cu(OH)2相当于加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，与析出物质的量不同，C错误；加入0.05 mol Cu2(OH)2CO3时，根据原子守恒知，相当于加入了0.1 mol CuO和0.05 mol H2O，所以能使溶液恢复原状，D正确。 A．乙池中C电极上的反应为H2－2e－===2H＋ B．乙池中Na＋通过Na＋交换膜向C电极移动 C．甲池中每生成2 mol H2，乙池中便会消耗22.4 L O2 D．甲池中发生的总反应为2NaCl＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 解析：乙池C电极上通入氢气，为原电池的负极，电解质溶液为氢氧化钠溶液，故电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，A错误；原电池中阳离子向正极移动，即钠离子通过钠离子交换膜向D电极移动，B错误；甲池中每生成2 mol H2，转移4 mol电子，乙池中便会消耗标准状况下22.4 L O2，题中未说明标准状况，C错误；甲池为电解氯化钠溶液，电解方程式为2NaCl＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，D正确。 解析：根据总反应可知，甲池中通入N2H4的电极为燃料电池的负极，发生氧化反应，通入O2的电极为燃料电池的正极，发生还原反应，石墨电极与燃料电池正极相连，为电解池阳极，发生氧化反应，Ag电极与燃料电池负极相连，为电解池阴极，发生还原反应。Ag电极为阴极，阴极上Cu2＋得电子生成铜，无气体生成，A正确；根据甲池的总反应式可知有水生成，电解液被稀释，故碱性减弱，pH减小，乙池的总反应式为2CuSO4＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，电解液酸性增强，pH减小，B正确；乙池电解硫酸铜溶液，生成铜、氧气和硫酸，若要恢复原状可加适量CuO，C正确；3.2 g N2H4的物质的量为0.1 mol，完全消耗时转移电子的物质的量为0.4 mol，产生0.2 mol Cu，质量为12.8 g，D错误。 CH4－8e－＋10OH－ ===COeq \o\al(2－,3)＋7H2O 2Cl－＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))2OH－＋Cl2↑＋H2↑ 2MnO2＋4KOH＋O2eq \o(=====,\s\up17(高温))2K2MnO4＋2H2O MnOeq \o\al(2－,4)－e－===MnOeq \o\al(－,4) NO＋5e－＋6H＋===NHeq \o\al(＋,4)＋H2O 解析：(2)软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的K2MnO4，该反应中Mn元素化合价由＋4升高至＋6，O元素化合价由空气中O2的0降低至－2，根据化合价升降守恒可知反应方程式为2MnO2＋4KOH＋O2eq \o(=====,\s\up17(高温))2K2MnO4＋2H2O，由流程图可知，可通过电解K2MnO4溶液，在阳极上生成KMnO4，阳极的电极反应式为MnOeq \o\al(2－,4)－e－===MnOeq \o\al(－,4)，阴极电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，阳极室中K＋通过阳离子交换膜移向阴极，从而生成KOH，因此物质B为H2，物质D为KOH。 (3)②阳极上NO失去电子生成NOeq \o\al(－,3)，电极反应式为NO－3e－＋2H2O===NOeq \o\al(－,3)＋4H＋，电解总反应为8NO＋7H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))3NH4NO3＋2HNO3，故当实际参加反应的NO为8 mol时，要将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3，还应通入2 mol NH3，则n(NH3)∶n(NO)＝2∶8＝1∶4。 $$