第四章 化学反应与电能 章末测试题-【新课程能力培养】2025-2026学年高中化学选择性必修1同步练习（人教版）

第四章章 (时间：75分钟 一、选择题（本题共15小题，每小题3分， 共45分，每小题只有一个选项符合题意)》 1.有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀， 因此船体的防腐处理非常重要。下列关 于金属腐蚀和防腐的说法不正确的是 () A.可以在船舶外壳上装锌块，用牺牲阳 极法防止金属腐蚀 B.海上舰艇的腐蚀主要为金属的析氢腐蚀 C.刷防锈漆，使金属与空气、水等物质 隔离，可防止金属被腐蚀 D.外加电流，将需要保护的金属作阴极， 可以起到保护金属的作用 2.下列叙述中，正确的是() ①电獬池是将化学能转变成电能的装置 ②原电池是将电能转变成化学能的装置 ③金属和石墨导电均为物理变化，电解质 溶液导电是化学变化 ④不能自发进行的氧化还原反应，通过电 解的原理有可能实现 ⑤电镀过程相当于金属的“迁移”，可视 为物理变化 A.①②③④ B.③④ C.③④⑤ D.④ 3.控制合适的条件，将反应2Fe3+2I一 2Fe2+L2设计成如图所示原电池（甲池为 FeCl3溶液，乙池为KI溶液，盐桥的作 用是形成闭合回路)，下列判断不正确的 是() 第四章章未测试题 末测试题 满分：100分) ,灵敏电流计 石墨、 石墨 盐桥 第3题图 A.反应开始时，电流方向是从甲池石墨 棒流向乙池石墨棒 B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被 还原 C.电流计读数为0时，反应达到化学平 衡状态 D.电流计读数为0后，在甲中加入FeCl2 固体后，乙中石墨电极为负极 4.一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电 极，两电极插入KOH溶液中，向两极分 别通入乙烷和氧气，其中一电极反应式为 CH6+18OH-14e=2C0?+12H0。有关此 电池的推断正确的是() A.通入氧气的电极为正极，电极反应式 为2H0+02+4e=4OH B.电池工作过程中，溶液的OH浓度减 小，pH逐渐增大 C.电解质溶液中的OH向正极移动，K*向 负极移动 D.正极与负极上参加反应的气体的物质 的量之比为2：7 5.硼氢化物NaBH4(B元素的化合价为+3 价)燃料电池(DBFC),由于具有效率 29 高中化学选择性必修1（人教版） 高、产物清洁无 污染和燃料易于 BHi+OH H202 储存和运输等优 点，被认为是一 BO OH 种很有发展潜力 Na选择透过膜 第5题图 的燃料电池。其工作原理如图所示，下列 说法正确的是() A.电池的负极反应为BH+2H,O-8e一BO +8H B.放电时，每转移1mol电子，理论上有 1 mol Na透过Na+选择透过膜 C.电池放电时Na从b极区移向a极区 D.电极a发生还原反应 6.一种可借助光将二氧化碳转化为甲烷的新 型催化转化方法：CO2+4H2一CH4+2H0。 某光电催化反应器如图所示，A电极是 P/CNT,B电极是TiO2。通过光解水，可 由CO2制得异丙醇。下列说法正确的是 用电器 A极 B极 C02 po 8 H.O CH-CH(OHCH 电化学催化剂 光催化剂 合成蛋白质 纤维膜 第6题图 A.A极是电池的负极 B.B极的电极反应为2HO+4e=O2↑+ 4H C.A极选用高活性和高选择性的电化学 ,1 催化剂能有效抑制析氢反应 30 D.每生成60g异丙醇时，释放出O2 (标准状况)33.6L 7.某锂离子电池工作原理如下图所示，电池 反应为Li,-CoO.+Li,C是LiCoO.+C。下 列说法不正确的是( 电源 多用电器 a极 隔膜 b极 Li 电解液 0OOO 0 OOOIO OO】 OIOYOIO ]0 OOOO 00 ]-0 0 OO 层状LiCoO, 碳材料 第7题图 A.放电时，电子从b极经用电器流向a极 B.放电时，若转移1mole,碳材料将增 重7g C.充电时，锂离子通过隔膜进入右室 D.充电时，a极反应：LiCoO2-xe一 LiCoO2+xLi* 8.我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO, 电池，电极材料为金属锌和选择性催化材 料，电池工作时，双极膜（由阴、阳膜复 合而成)层间的HO解离成H+和OH, 在外加电场中可透过相应的离子膜定向移 动。电池工作原理如下图所示，下列说法 正确的是( C02 电解质 C02 电解质 。放电 液1 溶液2 02 Zn ZnOH) 一一充电 HCOOH 金属锌 双极隔膜 选择性催化材料 第8题图 A.放电时，电池总反应为2Zn+02+4OH+ 2H2O=2Zn(OH) B.放电时，1 mol CO2转化为HCOOH, 转移的电子数为2NA C.充电时，每生成标准状况下11.2LO2 在阳极可生成65gZn D.电解质溶液2一定是碱性溶液 9.如图所示的装置进 湿润淀粉-KI试纸 行电解。通电一段 ⊙0电 CD 时间，发现湿润的 淀粉-KI试纸的C端e 变为蓝色。下列说 AgNO3溶液NaSO,溶液 B 法正确的是( 第9题图 A.E为电源的正极 B.A中Fe发生溶解 C.反应装置每转移2mol电子，石墨电极 上生成22.4L气体 D.B中Cu极反应为Cu-2e-Cu4 10.如图所示是几种常 见的化学电源示意 封蜡 -锌筒 图，下列有关说法 NHCI 多孔纸 溶液 石墨 错误的是() 电极 MnO,+C 干电池示意图 废电解质 HSO(aq Pb(负极) 氧化剂电极 PbO2(正极 铅蓄电池示意图 氢氧燃料电池示意图 第10题图 A.化学电源是将化学能转化为电能的实 用装置 B.干电池示意图所对应的电池属于二次 电池 第四章章未测试题 C.铅蓄电池充电时PbO2(正极)应与外 接电源正极相连 D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的 绿色电源 11.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得 到单质Ni的原理如图所示。下列说法不 正确的是( ) 碳棒 阳离 阴离 镀镍 子膜 子膜 铁棒 1%NaCl 0.5 mol.L 溶液 含Ni2、C1 NaOH溶液 酸性废水 A B 第11题图 已知：①N+在弱酸性溶液中发生水解 ②氧化性：Ni2+(高浓度)>HN2+(低浓度) A.碳棒上发生的电极反应：40H-4e= 02↑+2H0 B.电解过程中，B室中NaCI溶液的物 质的量浓度将不断减小 C.为了提高Ni的产率，电解过程中需 要控制废水pH D.若将图中阳离子膜去掉，将A、B两 室合并，则电解反应总方程式发生改变 12.某无隔膜流动海水电解法制H2的装置如 图所示，其中高选择性催化剂PRT可抑 制O2产生。下列说法正确的是() 电源 钛网 钛管 海水 HCIO PRT MnO 第12题图 A.b端电势高于a端电势 31 N 高中化学选择性必修1（人教版）》 B.理论上转移2mole生成4gH C.电解后海水pH下降 D.阳极发生：CI+HO-2e=HCIO+H 13.中学化学教材中，常借助于图像这一表 现手段清晰地突出实验装置的要点、形 象地阐述化学过程的原理。下列有关化 学图像表现的内容不正确的是( 铜丝 二海水 铁钉 图 -Zn2 一锌板 流 图1 图2 A 外接电源 流 待镀 铁件 硫酸铜溶液 图3 图4 第13题图 A.图1表示牺牲阳极法 B.图2所示装置中的铁钉几乎没被腐蚀 C.图3表示电镀 D.用图4装置表示精炼铜，则a极为粗 铜，电解质溶液为CuSO4溶液 14.下列有关电化学的示意图正确的是 ( 外加电流法保护铁 管道 铁管道 废铁 石墨 石墨衬电解熔融氣化铝制 B 里坩埚 电极 备金属铝 Al(1) 32 续表 e Zn -- 铁片镀锌 ZnCl2溶液 直流电源电流 碳棒 验证NaCl溶液 0 铁棒 化 (含酚酞)电解产 淀粉溶 物 饱和食盐水 15.锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合 均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同 时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。 下列说法不正确的是( 压强/kPa 压强传感器 G9匙) 4 时间 数据采集器 第15题图 A.Ot1时，铁可能发生了析氢腐蚀 B.t~2时，铁一定发生了吸氧腐蚀 C.负极的电极反应式为Fe-3e=Fe D.用于润洗锥形瓶的溶液可能是稀盐酸 二、非选择题（本题包括4小题，共55分） 16.(16分)以甲醇为燃料的新型电池，其 成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料 电池，得到广泛的研究，甲图是目前研 究较多的一类固体氧化物燃料电池的工 作原理示意图。 氧气 A极 电解质 0202 B极 甲醇 二氧化碳 CuSO4溶液 回答下列问题： (1)B极上的电极反应式为 (2)若用该燃料电池作电源，用石墨作 电极电解100mL0.5molL1的 CuSO4溶液。如图乙所示： ①a电极上的电极反应式为 ②若a极产生56mL(标准状况) 气体，则所得溶液的pH= (不考虑溶液体积变化)。 ③按②的数据，若要使电解质溶液 恢复到电解前的状态，可加入 (填字母序号)。 A.CuO B.Cu(OH)2 C.CuCO D.Cuz (OH)2CO; (3)目前已开发出 用电解法制取 C1O2的新工艺 ①如图丙所示 用石墨作电 门阳离子交换膜 精制饱和 HO(含少 极，在一定 NaCI溶液 量NaOH) 丙 条件下电解 第16题图 饱和食盐水制取CI1O2。若用上述 甲醇燃料电池进行电解，则电解 池的电极a接甲醇燃料电池的 (填“A”或“B”)极， 写出阳极产生CIO2的电极反应 式： ②电解一段时间，当阴极产生的气 体体积为11.2L(标准状况)时， 停止电解。通过阳离子交换膜的 阳离子的物质的量为 mol 消耗甲醇的物质的量为 17.(13分)电化学知识与我们的生活紧密 第四章章末测试题 相连，请用所学知识解决以下问题： I,金属腐蚀是我们日常生活的常见 现象。 (1)如图甲所示铜 H,O(水膜》 板上铁铆钉处 的腐蚀属于 腐蚀。 (2)分析此腐蚀过程，下列有关说法不 正确的是 (填字母序号)。 A.正极电极反应式为2H+2e=H2↑ B.此过程中还涉及反应： 4Fe(0H)+2H0+02=4Fe(OH)3 C.铁铆钉容易发生锈蚀而损坏 D.此过程中电子从Cu通过水膜流 回到Fe Ⅱ.燃料电池能量转化率高，具有广阔的 发展前景。乙图是甲烷燃料电池原理 示意图。 COOH、 CH入口 -02入 CO:OH a电极 b电极 NaOH溶液 乙 第17题图 (1)电池的负极是 (填“a”或 “b”),该电池的负极反应是 正极反应是 (2)电池工作一段时间后电解质溶液的 pH (填“增大”“减小” 或“不变”)。 (3)若电池通入甲烷的体积为1L(标准 状况)，且反应完全，则理论上通过 33 高中化学选择性必修1（人教版） 灯泡的电量为 (法拉第常数F=9.65×104Cmol1, 列式计算)。 18.(10分)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)电解K2MnO4溶液制备KMnO4。 ①工业上，通常以软锰矿（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KMnO4,化学方程式为 ②用镍片作阳极（镍不参与反应）， 铁板为阴极，电解KMnO4溶液 可制备KMnO4。上述过程用流程 图表示如下： C H,O →B O 阳极室 阴极室 熔融池 MnO, A阳离子交换膜 D溶液 D固体 甲 则阳极的电极反应式为 该工艺流 程中循环利用的物质是 (2)电解硝酸工 NHNO3 NH 浓溶液 业的尾气 阴极阳极 NO可制备 NO -NH NO: NO NHNO,其 NO 工作原理如 NHNO,稀溶液 乙 图乙所示： 第18题图 ①阴极的电极反应式为 ②将电解生成的HNO3全部转化为 NHNO,则通入的NH与实际参 34 加反应的NO的物质的量之比至 少为 19.(16分)已知铅蓄电池的工作原理为 Pb+PbO,+2H,SO,毫号2PbSO4+2H,O,现用 如图甲所示装置进行电解（电解液足量）， 测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时，铁 电极的质量减少11.2g。请回答下列问题： A铅蓄电池 Fe Zn 稀硫酸 CuSO,溶液 甲 (1)A是铅蓄电池的 极，铅蓄 电池正极反应式为 放电过程中电解液的密度 (填“减小”“增大”或“不变”)。 (2)Ag电极的电极反应式是 该电极 的电极产物共 (3)Cu电极的电极反应式是 CuSO4溶液的浓度 (填 “减小”“增大”或“不变”)。 (4)乙图表示电解进x ,CuSO.溶液 行过程中某个量 稀硫酸 (纵坐标x)随时 间变化曲线，则 时间 x表示 第19题图 (填字母序号)。 a.各U形管中产生的气体的体积 b.各U形管中阳极质量的减少量 c.各U形管中阴极质量的增加中主要含有厂、C等离子，取一定量的浓缩液，向其中 滴加AgNO,溶液，当AgC开始沉淀时，c(Ag*)一定， 溶液中c=人A≈4.7x10。(2)A-浓度小 c(CF)K(AgCI) 于1×106molL时，c(OH)=1x10°，pH=5.0,所以需调 节溶液pH范围为5.0<pH<7.1。(3)c(S2)=K(MnS)= c(Mn2) 1.4×10molL,pH=5时，Mn2+开始沉淀。(4)若溶 液中c(Mg2+)小于5×106molL,则c(OH-)>1× 103molL,pH大于11。该工艺中不能用(NH4)2SO4代 替NHNO3,原因是SO?和Ca2转化为微溶物CaSO4,不 利于CaO溶解。 19.(1)H2A=H+HA,HA一H+A2(2)> c(Na*)>c(A2-)>c(OH)>c(HA-)>c(H)5.4x10-10 (3)③②>③>①(4)均有可能(5)酚酞（或甲 基橙)滴入最后半滴时，溶液的颜色刚好由红色变为 无色（或由黄色变为橙色），且半分钟内颜色不变化 (6)62.08 【解析】(2)NaHA与NaOH以等物质的量反应后 生成NaA,由于A2水解使溶液显碱性，溶液中离子浓 度的大小顺序为c(Na)>c(A2-)>c(OH)>c(HA)>c(H)。 由离子方程式Ba2++A2-一BaA↓可得反应后A2-过量 001mol,溶液中c(A)=号molL,根据BaA的人 可得c(Bae及=54x0mlL。()三种情况 下溶液中的溶质分别是H2A,NaHA,HA、NaCI与 NaHA的混合物，它们的浓度均相等，由于HA的存在 会抑制HA的电离，故c(HA)最大的是③，最小的是②； pH最大的是②，最小的是①。(4)由=10可 c(OH) 知反应后溶液呈酸性，但考虑到H,A是二元酸且电离程 度未知，故无法比较V,与V2的大小。(5)强酸与强碱 之间的滴定，可以选择酚酞或甲基橙作为指示剂。向 NaOH溶液中滴入盐酸，若选用酚酞（或甲基橙）作指 示剂，则判断到达滴定终点的实验现象是滴入最后半滴 盐酸标准液时，溶液的颜色刚好由红色变为无色（或由 黄色变为橙色)，且半分钟内颜色不变化。(6)根据表 中数据可知，三次实验中消耗盐酸的体积分别是 31.50mL-0.50mL=31.00mL、32.04mL-1.00mL= 31.04mL、32.18mL-1.10mL=31.08mL。则实际消耗盐 酸的体积=31.00mL+31.04mL+31.08mL=31.04mL, 3 c(a0H)=0.2000moLx0.03104L-0.3104mol-L. 0.02000L 参考答案与解析。 则样品中m(NaOH)=0.3104molL-×0.25L×40gmol-= 3.104g,样品中含Na0H的质量分数为3,104gx100%= 5.000g 62.08% >"第四章章末测试题 1.B【解析】锌比铁活泼，在船舶外壳上装锌块， 形成原电池，锌为负极被氧化，该方法为牺牲阳极法防 止金属腐蚀，A正确；海水显弱碱性，主要发生吸氧腐 蚀，B错误；金属被腐蚀的过程即金属被氧气氧化的过 程，且有水存在时易发生电化学腐蚀，所以刷防锈漆， 使金属与空气、水等物质隔离，可防止金属被腐蚀，C 正确；电解池中阴极得电子被还原，外加电流，将需要 保护的金属作阴极，可以防止金属被氧化，起到保护金 属的作用，D正确。 2.B【解析】①应为电能转变成化学能；②为化学 能转变为电能；⑤发生了化学变化。 3.D【解析】根据装置图及原电池反应2Fe3+2I 一2e2+L2可知，开始时乙池中碘离子失电子生成碘单 质，乙中石墨电极为负极，而甲池的铁离子发生得电子 的还原反应生成亚铁离子，甲中石墨电极为正极，该原 电池反应为可逆反应，当电流为0时，反应达到平衡状 态，并结合物质浓度的改变对化学平衡的影响分析判 断。反应开始时，乙中石墨电极为负极，甲中石墨电极 为正极，则电流方向是从甲池石墨棒流向乙池石墨棒， 故A正确；由总反应方程式知，Fe3+得电子被还原成 Fe+,故B正确：当电流计为0时，说明没有电子发生 转移，各物质的浓度不变，则反应达到平衡状态，故 C正确；电流计读数为零后，甲中加入Fe2+,导致平衡 逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+,为负极反应， 则甲中石墨电极为负极，乙中石墨电极为正极，故D 错误。 4.A【解析】燃料电池中发生的反应一般是燃料和 氧气的氧化还原反应，通入氧气的一极为正极，通入燃 料的一极为负极。根据题目：其中一电极反应式为 CH6+18OH-14e=2CO3+12H,O可知，通入乙烷的一极 为负极，则通人氧气的一极为正极，在碱性溶液中，正 极电极反应式为2HO+O2+4e=4OH,故A正确；电池 工作的总反应为2CH+702+8OH=4CO+10H,0,消耗 了OH,OH浓度减小，溶液的pH逐渐降低，故B错 误；在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负 极，所以OH向负极移动，K*向正极移动，故C错误； 正极上参加反应的气体为氧气，负极上参加反应的气体 103 高中化学选择性必修1（人教版） 为乙烷，根据总反应方程式：2CH6+7O+8OH一4CO+ 10HO,正极与负极上参加反应的气体物质的量之比为 7:2,故D错误。 5.B【解析】以硼氢化物NaBH(B元素的化合价 为+3价)和H2O2作原料的燃料电池，电解质溶液呈碱 性，由工作原理装置图可知，负极发生氧化反应，电极 反应式为BH+8OH-8e=BO+6HO,正极HO2发生还 原反应，得到电子被还原生成OH,电极反应式为 H,0+2e-2OH,a为负极，b为正极。结合原电池的工 作原理解答该题。电解质溶液呈碱性，负极发生氧化反 应生成BO:,电极反应式为BH:+8OH-8e=BO:+ 6HO,故A错误；原电池中为Na选择透过膜，只允许 钠离子通过，每转移1mol电子，理论上就有1 mol Na 透过Na选择透过膜，故B正确；原电池工作时，阳离 子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na*从a极区移 向b极区，故C错误；根据分析，a为负极，发生氧化 反应，故D错误。 6.C【解析】根据图像可知，H移向A极，A极为 正极，A错误；B极水失电子生成氢离子和氧气，电极 反应为2HO-4e=O2↑+4H,B错误；该电池的目的是 使CO,得电子被还原成异丙醇，但同时A极上还会发生 H得电子被还原成H2,A极应选用高活性和高选择性的 电化学催化剂有效抑制析氢反应，C正确；60g异丙醇 的物质的量为1ol,二氧化碳中的C为+4价，而异丙 醇中C为-2价，生成1mol异丙醇转移18mol电子， 根据电子守恒可知生成4.5olO2,标准状况下体积为 4.5molx22.4Lmol=100.8L,D错误。 7.B【解析】电池反应为Li,Co0+LiC薨LiCo0+ C。放电时，a极反应：Li-CoO2+xLi+xe=LiCoO2,故 为原电池的正极，b极为负极，电极反应：LiC-xe= xLi+C,放电时，电子从负极b极经用电器流向正极a 极，A正确；根据电极反应：Li,C-e=xLi+C,放电 时，若转移1mole,碳材料将增重2g,B错误；充 电时，锂离子通过隔膜向阴极室移动，即进人右室，C 正确；充电时，a极为阳极，电极反应：LiCoO2-xe一 Li-CoO2+xLi,D正确。 8.B【解析】由分析可知，放电时，电池总反应为 Zn+CO2+2OH+2HO=Zn(OH)+HCOOH,A错误： 由分析可知，选择性催化材料为正极，酸性条件下，二 氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反 应式为CO2+2H+2e=HCOOH,则放电时，1mol二氧 化碳转化为甲酸时，转移的电子数为1molx2×Na mol= 104 2NA,B正确；由分析可知，充电时，金属锌为电解池 的阴极，C错误；由分析可知，选择性催化材料为正 极，水解离出的氢离子通过双极膜进入正极区，酸性条 件下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲 酸，则电解质溶液2不是碱性溶液，D错误。 9.D【解析】发现湿润的淀粉-KI试纸的C端变为 蓝色，说明C端是碘离子失去电子变为碘单质，C端 为阳极，则F为电源的正极，E为电源的负极，A错 误；E为负极，则A中Fe为阴极，是溶液中银离子得 到电子变为银单质，B错误；E为负极，石墨为阴极， 是溶液中水电离出的氢离子得到电子变为氢气，因此 反应装置每转移2mol电子，石墨电极上生成1mol氢 气，标准状况下体积为22.4L,C错误；F为正极，B 中Cu为正极，因此Cu极反应为Cu-2e=Cu+,D正确。 10.B【解析】化学电源提供电能，是将化学能转化 为电能的实用装置，A正确；干电池不可充电，属于一 次电池，B错误；原电池的正极和电解池的阳极相连， 则铅蓄电池充电时PbO2(正极)应与外接电源正极相 连，C正确；氢氧燃料电池的产物只有水，是一种具有 应用前景的绿色电源，D正确。 11.B【解析】根据题图，碳棒是阳极，发生氧化反 应，碳棒上发生的电极反应：4OH-4e=O2↑+2H,0,A 正确；电解过程中，Na由A进人B,氯离子由C进人 B,B室中NaCI溶液的物质的量浓度将不断增大，B错 误；氧化性：H>N+(低浓度)，为防止氢离子在阴极 放电，提高N的产率，电解过程中需要控制废水pH, C正确：若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并， 阳极氯离子失电子生成氯气，则电解反应总方程式发生 改变，D正确。 12.D【解析】由图可知，左侧电极产生HCIO(催 化剂抑制O2产生)，则左侧电极为阳极，a电极为正极， 右侧电极为阴极，b电极为负极，该装置的总反应为 NaC+H,O电解NaCIO-+H,↑。正极电势高于负极，则a 端电势高于b端电势，A错误；右侧电极上产生氢气的 电极反应式为2H,O+2e=H2↑+2OH-,则理论上转移 2mole生成2gH2,B错误；由前面分析可知，该装置 电解海水生成NaCIO和H2,CIO水解显碱性，结合题 目提到“流动海水”，故电解后海水pH不会下降，C错 误；由图可知，阳极上的电极反应为C1+HO-2e= HCIO+H,D正确。 13.C【解析】图1中锌比铁活泼，锌失电子，被氧 化，从而保护了铁不被腐蚀，故表示牺牲阳极法，A正 确：由于常温下铁遇到浓硫酸发生钝化现象，所以图2 所示装置中的铁钉几乎没被腐蚀，B正确：电镀时待镀 物品（镀件）应该与电源的负极相连作阴极，故图3表 示电镀的正、负极接反了，C错误；用图4装置表示精 炼铜，则a极与电源的正极相连，作阳极，应为粗铜， 电解质溶液为CuSO4,D正确。 14.D【解析】在电解池中，阴极被保护，故铁管道 应连接电源的负极，A错误；氯化铝是共价化合物，熔 融状态不导电，制备金属铝应该电解熔融氧化铝，B错 误：电镀时镀层金属作阳极，铁片上镀锌，所以锌为阳 极，即锌片与电源正极相连，C错误；电解饱和食盐 水，阳极发生氧化反应生成氯气，检验氯气用碘化钾淀 粉溶液，阴极发生还原反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧 化钠能使酚酞变红色，该装置能验证氯化钠溶液的电解 产物，D正确。 15.C【解析】由图可知，O~t1时锥形瓶内压强增 大，说明可能是气体的物质的量增加，则铁可能发生了 析氢腐蚀，A正确；由图可知，t~t时锥形瓶内压强减 小，且比初始压强还小，说明气体物质的量减少，则铁 一定发生了吸氧腐蚀，B正确：负极反应为Fe-2e= Fe2+,C错误；锥形瓶内开始可能发生析氢腐蚀，则用 于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，可能是稀盐酸，故D 正确。 16.(1)CH,OH-6e+302-=C0,↑+2H,0 (2)①2HO-4e-=O2↑+4H②1③AC （)①A2H0-C-5e-C0.↑+4f②16mml 【解析】(1)B极上甲醇失去电子发生氧化反应， 在O2参与下生成二氧化碳和水，电极反应式为CH,OH -6e+302一C02↑+2H,0。(2)①若用该燃料电池作电 源，用石墨作电极电解硫酸铜溶液，阳极发生2H,O-4 一O2↑+4H。②电极上得失电子守恒，当阳极收集到 56mL(标准状况)气体即0.0025molO2时，溶液中生 成氢离子物质的量为001mol,c(Hr)==001m0 0.1L 0.1molL1,pH=-lg0.1=1。③电解过程中CuS04溶液 每损失2个Cu原子，就损失2个O原子，相当于损失 2个CuO,为了使CuSO,溶液恢复原浓度，应加入 CuO,也可以加入CuCO3,符合恢复溶液浓度的定量关 系，但不能加人Cu(OH)2、C,(OH)CO,因为CuCO+ HSO,CuSO+CO2↑+H,0,相当于加CuO,而Cu(OH)2+ H2SO=CuSO+2H2O Cu2 (OH)2CO+2H2SO,-2CuSO+ CO2↑+3HO,除增加溶质外还增加了水，故选A、C。 (3)①由图知，a为阳极、b为阴极，若用题述甲醇燃 料电池进行电解，则电解池的电极a与电源的正极相 参考答案与解析。 连，即应接甲醇燃料电池的A极；阳极C失去电子发 生氧化反应，在H0参与下生成CIO2,电极反应式： 2HO+C1--5e=C1O2↑+4H。②阴极反应为2HO+2e= H2↑+2OH,当阴极产生的气体体积为11.2L(标准状 况)，即0.5molH2时，转移1mol电子，则通过阳离子 交换膜的阳离子即Na*的物质的量为1mol。消耗甲醇的 物质的量为上mol。 6 17.I.(1)吸氧(2)AD Ⅱ.(1)aCH4-8e+100H=C0}+7H0O2+ 2H0+4e-40H(2)减小(3)22.4L:m0F×8× IL 9.65x104 C.mol-≈3.45×104C 【解析】I:由题图知，Cu、Fe和H,O形成原电 池，发生吸氧腐蚀，Fe作负极失电子，Cu作正极得电 子，发生的电极反应式为O2+2H0+4e=4OH,电子从 Fe直接移向Cu,电子不能通过电解质溶液，故第(2) 题A项和D项错误。Ⅱ：碱性甲烷燃料电池中通入甲 烷的一极为负极，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应 生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH-8e+10OH三 CO3+7H,0,正极反应为O2+2H0+4e一4OH,总反应 式为CH+2O+2OH=CO+3HO,消耗氢氧根离子并生 成水，所以溶液pH会减小。(3)1mol甲烷被氧化 失去8mol电子，电量为8×9.65×10C,则1L(标准 状况)甲烷所产生的电量为224ma×8x9.65x10'C IL mo≈3.45×104C 18.(1)①2MnO2+4KOH+02△2KMn04+2H,0 ②MnO-e=MnO:KOH(2)①NO+5e+6H=NHt+ H0(②1：4 【解析】(1)①由分析可知，熔融池中发生的反应 为二氧化锰、氢氧化钾和氧气在加热条件下发生反应生 成锰酸钾和水，反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2 △2KMnO4+2H0;②由分析可知，阳极室中锰酸根离 子在阳极失去电子发生氧化反应生成高锰酸根离子，电 极反应式为MnO?-e=MnO:;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人 熔融池循环使用。(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+H,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 105 高中化学选择性必修1（人教版） 3mol一氧化氮和18mol氢离子，阳极消耗5mol一氧 化氮，生成20ol氢离子，则电解过程中生成的2mol 氢离子需消耗2mol氨气，所以通人氨气和反应的一氧 化氮的物质的量为2mol:(5mol+3mol)=1:4。 19.(1)负Pb02+4H+SO+2e=PbS04+2H0减 小(2)2H+2e=H2↑0.4(3)Cu-2e=Cu2+不 变(4)b 【解析】铁电极的质量减少，则Fe作阳极，故A是 电源的负极，B是电源的正极，电解时Ag电极作阴极， 电极反应式为2H+2e=H,2↑，阳极Fe电极的电极反应 式为Fe-2e=Fe2+,左侧U形管中总反应式为Fe+2H Fe2+H2↑。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+2e一Cu,铜电极作阳极，电极 反应式为Cu-2e=Cu2+,电镀过程中CuSO4溶液的浓度 保持不变，根据上述分析可得答案。 >“期末测试题（一） 1.B 2.C【解析】对2NO2一NO4平衡体系增大压强 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，SO2更容易转化为SO3,故B正确；H2+L2一2HⅡ， 加压后，体积变小，颜色变深，但平衡不移动，故选 C;Fe+3SCN-一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，在一定条件下也能自发进行， 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】△H=E(反应物健能总和)-E(生成物键能总和=4×414+ 4×155-4×489-4×565=-1940(kJmo)。 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Kp是最小的， 因此形成Fe(OH),沉淀所需要的溶液中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Fe2+氧化为Fe+,然后用CuO 粉末调节pH,就可以使溶液中的Fe3+形成Fe(OH): 沉淀，过滤后可获较纯净的CuSO4溶液，B正确；在该 溶液中c(S0)=0.5×3+0.5×1+0.5×1=2.5mol-L, c(Fe+)=0.5x2=1.0mol·L1,c(Fe2+)=0.5×l=0.5molL, 106 c(Cu2+)=0.5×l-0.5mol·L,但是Fe+、Fe2+、Cu2*在水溶 液中发生水解，所以c(SO):[c(Fe+)+c(Fe2+)+c(Cu2*)] >2.5:(1.0+0.5+0.5)=5:4,C错误：将少量FeC13粉末加 人含Cu(OH)2的悬浊液中，由于Fe+发生水解反应产生 H,使C(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，所以其中 c(Cu4)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的体积分数与原平衡相同，故C错误；乙 中NO2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，无法得到碱性溶液，故B错误；因pH=13的 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的两种碱溶液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(C)= 0.01mol·L,而pH=1的硫酸溶液中，硫酸为二元酸， 则c(SO?)=0.05moL,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；碎泡沫塑料隔 热，温度计测定反应温度，则装置②可用于测定中和反 应反应热，B正确：NaOH过量，一定有沉淀生成，不 能证明发生了沉淀的转化，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p>7时，则一定是 cV1≥c2V2,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,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=V2,则一定是c2>c1,故 C正确；如果V=V2、c=c2,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,COO)+c(CH,COOH)=c(Na),故D正确。 13.B【解析】氯气溶于水发生反应C2+HO一H+ C+HCO,饱和食盐水中氯离子浓度较大，抑制氯气的