单元综合检测4-【课堂快线】2024高二化学寒假作业（人教版）

一、选择题:(本题共15小题,每小题4分,共60分。每小题只有一个选项符合题意。) 1.下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 (　　) A.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能 B.锂离子电池放电时,化学能转化成电能 C.电解质溶液导电时,电能转化成化学能 D.葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能 2.将Al片和Cu片用导线相连,一组插入浓盐酸中,一组插入稀氢氧化钠溶液中,分别形成原电池,则在这两原电池中,正极分别为 (　　) A.Cu片、Cu片 B.Cu片、Al片 C.Al片、Al片 D.Al片、Cu片 3.下列有关原电池和金属腐蚀的说法中,不正确的是 (　　) A.铜、锌两电极插入稀H2SO4中组成原电池,铜是正极 B.原电池中e-从负极流出,负极发生氧化反应 C.钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应均为Fe-3e-Fe3+ D.电化学腐蚀比化学腐蚀更快更普遍 4.某种碱性氢氧燃料电池的正极反应式为:O2+4e-+2H2O4OH-。下列有关该电池的叙述正确的是 (　　) A.工作时,电解质溶液中的OH-向正极移动 B.负极上发生的反应为H2-2e-2H+ C.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量浓度减小 D.若电池在工作过程中有0.4 mol电子转移,则正极消耗2.24 L O2 5.爱迪生电池是一种二次电池,总反应为Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法正确的是 (　　) A.正极为Ni2O3,原电池工作过程中正极周围 pH 值降低 B.负极为Fe,发生还原反应:Fe+2OH--2e-Fe(OH)2 C.正极质量增加20 g,电路中转移的电子为2 mol D.为了提高原电池的工作效率,可用稀硫酸做电解质溶液 6.一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。下列叙述错误的是 (　　) A.Pd电极b为阴极 B.阴极的反应式为N2+6H++6e-2NH3 C.H+由阳极向阴极迁移 D.陶瓷可以隔离N2和H2 7.下列方程式错误的是 (　　) A.粗铜精炼的阴极反应:Cu2++2e-Cu B.氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH- C.铁皮上镀锌的阳极反应:Zn2++2e-Zn D.酸性KMnO4和草酸反应的离子方程式:2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O 8.若在铜片上镀银时,下列叙述正确的是 (　　) ①将铜片接在电池的正极上　②将银片接在电源的正极上　③需用CuSO4溶液作电解液　④在银片上发生的反应是4OH--4e-O2↑+2H2O　⑤需用AgNO3溶液作电解液　⑥在铜片上发生的反应是Ag++e-Ag A.①③⑥ B.②⑤⑥ C.①④⑤⑥ D.②③④⑥ 9.水溶液锂离子电池体系如图所示。下列叙述错误的是 (　　) A.a为电池的正极 B.电池充电反应为LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLi C.放电时,a极锂的化合价发生变化 D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移 10.十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”,意味着对大气污染防治比过去要求更高。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,原理如图所示。下列说法正确的是 (　　) SO2-空气质子交换 膜燃料电池的原理图 A.该电池放电时质子从Pt2电极经过内电路移向Pt1电极 B.Pt1电极附近发生的反应为SO2+2H2O-2e-H2SO4+2H+ C.Pt2电极附近发生的反应为O2+4e-+2H2O4OH- D.相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1 11.以纯碱溶液为原料,通过电解的方法可制备小苏打,原理装置图如下: 上述装置工作时,下列有关说法正确的是 (　　) A.乙池电极接电池正极,气体X为H2 B.Na+由乙池穿过交换膜进入甲池 C.NaOH溶液Z比NaOH溶液Y浓度小 D.甲池电极反应:4OH--4e-2H2O+O2↑ 12.钢铁在海水中容易被腐蚀,下图四种装置可用于探究海水对钢铁腐蚀的快慢,其中铁被腐蚀最慢的是 (　　) A B C D 13.在潮湿的深层土壤中,钢管主要发生厌氧腐蚀,有关厌氧腐蚀的机理有多种,其中一种理论为厌氧细菌可促使S与H2反应生成S2-,加速钢管的腐蚀,其反应原理如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.正极的电极反应式为:2H2O+O2+4e-4OH- B.S与H2的反应可表示为:4H2+S-8e-S2-+4H2O C.钢管腐蚀的直接产物中含有FeS、Fe(OH)2 D.在钢管表面镀锌或铜可减缓钢管的腐蚀 14.实验发现,298 K时,在氯化铁酸性溶液中加少量锌粒后,Fe3+立即被还原成Fe2+。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是 (　　) A.该原电池的正极反应是Zn-2e-Zn2+ B.左烧杯中溶液的红色逐渐褪去 C.该电池铂电极上立即有气泡出现 D.该电池总反应为3Zn+2Fe3+2Fe+3Zn2+ 15.某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,发现断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是 (　　) A.断开K2,闭合K1时,石墨电极上的电极反应式为2H++2e-H2↑ B.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应式为Cl2+2e-2Cl- C.甲装置属于燃料电池,该电池正极的电极反应式为CH4+10OH--8e-C+7H2O D.甲烷燃料电池的总电极反应式为CH4+2O2+2NaOHNa2CO3+3H2O 二、非选择题:(本题共3小题,共40分。) 16.(15分)铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。放电时,该电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。请根据上述情况判断: (1)该蓄电池的负极材料是　　　　　,放电时发生　　　　(填“氧化”或“还原”)反应。  (2)该蓄电池放电时,电解质溶液的酸性　　　　(填“增大”“减小”或“不变”),电解质溶液中阴离子移向　　　　(填“正”或“负”)极。  (3)已知硫酸铅为不溶于水的白色固体,生成时附着在电极上。试写出该电池放电时,正极的电极反应　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。  (4)氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于铅蓄电池。若电解质为H2SO4溶液,则氢氧燃料电池的正极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。该电池工作时,外电路每流过1×103 mol e-,消耗标况下氧气　　　　m3。  17.(10分)甲、乙两位同学分别按图1所示装置进行实验,甲同学在虚线框内接一个电流计,乙同学在虚线框内没有做连接,请回答下列问题: 图1 图2 (1)以下叙述正确的是　　　　(填字母)。  A.甲同学实验中,石墨棒上无气泡产生 B.甲、乙两同学实验中的铁片都是负极 C.甲同学实验中,电子在溶液中没有迁移 D.甲、乙同学在实验中都发现有气泡生成,产生气泡的速率甲比乙慢 (2)甲同学观察到电流计指针发生偏转,根据实验中的发现,绘制了图2,X轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,则Y轴可能表示　　　　(填字母)。  A.石墨棒的质量　　B.铁棒的质量 C.c(H+)　D.c(S)　E.c(Fe2+) (3)采用甲同学装置,实验时把稀硫酸换成硫酸铜溶液,请写出铁电极电极反应式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,石墨电极观察到的现象　　　　　　　　　,发生了　　　　反应(填“氧化”、“还原”或“非氧化还原”)。  18.(15分)如图所示的装置,电源为Zn-MnO2干电池,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向甲中滴入酚酞溶液,在Fe极附近显红色。试回答下列问题: (1)在电源中,B电极为　　　　(填“正极”或“负极”);该极的电极反应是 　。  (2)甲装置中总的化学方程式是 　。 (3)丙装置在通电一段时间后,X电极上发生的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64 g,请问甲装置中,铁电极上产生的气体在标准状况下为　　　　L。  (5)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是 　 　。  单元综合检测四 1.A　解析:A项,硅太阳能电池工作时,光能转化为电能,与氧化还原反应无关;B项,锂离子电池放电时,化学能转化为电能,原电池总反应为氧化还原反应;C项,电解质溶液导电时,电能转化为化学能,总反应为氧化还原反应;D项,葡萄糖为人类生命活动提供能量时,葡萄糖发生氧化还原反应,化学能转化为热能。 2.A　解析:铝比铜活泼,插入盐酸溶液中,铝为负极,铜为正极;插入稀NaOH溶液中,金属铜和氢氧化钠不反应,金属铝能和氢氧化钠溶液发生自发的氧化还原反应,此时金属铝是负极,金属铜是正极。故选A。 3.C　解析:铜、锌两电极插入稀H2SO4中组成原电池,锌比铜活泼,活泼金属锌为负极,不活泼金属铜是正极,A正确;原电池中e-从负极流出,经外电路流向正极,还原剂在负极失电子发生氧化反应,B正确;钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应均为铁失电子发生氧化反应生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-F,C错误;电化学腐蚀因发生原电池反应,比化学腐蚀更快更普遍,危害更大,D正确。故选C。 4.C　解析:原电池中阴离子向负极移动,所以工作时,电解质溶液中的OH-向负极移动,A错误;负极发生氧化反应,由于电解质溶液为碱性,所以电极反应式为H2-2e-+2OH-2H2O,B错误;反应总方程式为2H2+O22H2O可知,反应产生水,使电解液中KOH的物质的量浓度逐渐减小,C正确;状况不知,所以无法由物质的量计算气体的体积,D错误。 5.C　解析:正极为Ni2O3,原电池工作过程中,正极电极反应式为Ni2O3+3H2O+2e-2Ni(OH)2+2OH-,正极周围pH值升高,A错误;负极为Fe,发生氧化反应:Fe+2OH--2e-Fe(OH)2,B错误;正极电极反应式为Ni2O3+3H2O+2e-2Ni(OH)2+2OH-,正极质量增加20 g,则1 mol Ni2O3发生反应生成2 mol Ni(OH)2,电路中转移的电子为2 mol,C正确;稀硫酸做电解质溶液可与电极铁、Ni2O3发生反应,消耗电极,D错误。 6.A　解析:此装置为电解池,总反应式是N2+3H22NH3,Pd电极b上是氢气发生氧化反应,即氢气失去电子化合价升高,Pd电极b为阳极,A说法错误;根据A选项分析,Pd电极a为阴极,反应式为N2+6H++6e-2NH3,B说法正确;根据电解池的原理,阳离子在阴极上放电,即由阳极移向阴极,C说法正确;根据装置图可知,陶瓷可以隔离N2和H2,D说法正确。 7.C　解析:A. 电解精炼铜的过程中,电解质通常是硫酸铜,溶液中的铜离子在阴极得电子变成铜单质,A正确;B. 电解饱和食盐水过程中,生成NaOH、H2和Cl2,该反应的离子方程式为2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-,B正确;C. 铁皮上镀锌,锌为镀层金属做阳极,发生失电子的氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,C错误; D. 酸性KMnO4具有氧化性,能将H2C2O4氧化成CO2,自身还原为Mn2+,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得反应的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O,D正确。 8.B　解析:依据上述分析可知:①将铜片应接在电源的负极上,①项错误;②将银片应接在电源的正极上,②项正确;③若用硫酸铜溶液为电镀液,阴极析出铜,③项错误;④在银片上发生的反应是:Ag-e-Ag+,④项错误;⑤需用硝酸银溶液为电镀液,⑤项正确;⑥在铜片上发生的反应是:Ag++e-Ag,⑥项正确;综上所述,②⑤⑥符合题意。 9.C　解析:A项,由图可知,金属锂易失电子,由原电池原理可知,含有锂的一端为原电池的负极,即b为负极,a为正极,正确;B项,电池充电时为电解池,反应式为原电池反应的逆反应,正确;C项,放电时,a极为原电池的正极,发生还原反应的是Mn元素,锂元素的化合价没有变化,不正确;D项,放电时为原电池,锂离子为阳离子,应向正极(a极)迁移,正确。 10.D　解析:放电时为原电池,质子向正极移动,Pt1电极为负极,则该电池放电时质子从Pt1电极移向Pt2电极,A错误;Pt1电极为负极,发生氧化反应,SO2被氧化为硫酸,电极反应式为SO2+2H2O-2e-S+4H+,硫酸应当拆为离子形式,B错误;酸性条件下,氧气得电子生成水, C错误;相同条件下,放电过程中负极发生氧化反应2SO2+4H2O-4e-2S+8H+,正极发生还原反应O2+4e-+4H+2H2O,根据转移电子数相等可知,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1,D正确。 11.C　解析:A.乙池电极为电解池阴极,和电源负极连接,溶液中氢离子放电生成氢气,A错误;B.电解池中阳离子移向阴极,钠离子移向乙池,B错误;C.阴极附近氢离子放电破坏了水的电离平衡,电极附近氢氧根离子浓度增大,NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大,C正确;D.放出氧气的电极为阳极,电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气,氢离子浓度增大,碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子,出口为碳酸氢钠,则电极反应,4C+2H2O-4e-4HC+O2↑,D错误。 12.C　解析:A发生化学腐蚀;B、D为原电池反应,其中B中Fe为负极,铁的腐蚀速率加快,D中Fe为正极,属于牺牲阳极的阴极保护法,铁的腐蚀速率减慢;C为外加电源的阴极保护法,铁的腐蚀速率最慢,故选C。 13.C　解析:正极上水发生还原反应生成H2,电极反应式为2H2O+2e-2OH-+H2,A错误;S与H2在厌氧细菌的催化作用下反应生成S2-和H2O,离子反应式为4H2+SS2-+4H2O,B错误;钢管腐蚀的过程中,负极上Fe失电子发生氧化反应生成的Fe2+,与正极周围的S2-和OH-分别生成FeS的Fe(OH)2,C正确;在钢管表面镀锌可减缓钢管的腐蚀,但镀铜破损后容易形成Fe-Cu原电池会加速铁的腐蚀,D错误。 14.B　解析:该电池总反应为Zn+2Fe3+2Fe2++Zn2+,所以左烧杯铂为正极,电极反应为Fe3++e-Fe2+,右烧杯锌为负极,电极反应为Zn-2e-Zn2+;由于左烧杯中的Fe3+被还原为Fe2+,所以左烧杯中溶液的红色逐渐褪去。 15.D　解析:实验时,断开K2,闭合K1,乙装置是电解池,石墨作阳极,铜是阴极,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,所以两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,乙池形成氢氯燃料电池,铜作负极氢气失电子发生氧化反应,石墨作正极,氯气得电子发生还原反应;A.断开K2,闭合K1时,该装置是电解池,铜作阴极,石墨作阳极,石墨电极上氯离子失电子发生氧化反应,所以其电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,A错误;B.断开K1,闭合K2时,该装置是原电池,铜作负极,负极上氢气失电子发生氧化反应,所以铜电极上的电极反应式为H2-2e-2H+,B错误;C.甲装置属于燃料电池,该电池正极上氧气得电子发生还原反应,该电池正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,C错误;D.甲装置属于燃料电池,甲烷和氧气、氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,所以总电极反应式为CH4+2O2+2NaOHNa2CO3+3H2O,D正确。 16.答案:(1)Pb　氧化　(2)减小　负 (3)PbO2+2e-+S+4H+PbSO4+2H2O (4)O2+4H++4e-2H2O　5.6 解析:(1)铅蓄电池放电时,将化学能转化为电能,此时是原电池。反应中铅失电子,是电池的负极,发生氧化反应。(2)铅蓄电池放电(反应向右)时,消耗H+、生成H2O,使电解质溶液的酸性减小,电解质溶液中阴离子移向负极。(3)该电池放电时,正极上PbO2得电子生成难溶于水的PbSO4,电极反应PbO2+2e-+S+4H+PbSO4+2H2O。(4)氢氧燃料电池属于原电池,当电解质为H2SO4溶液,其正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O。外电路每流过1×103 mol e-,则消耗氧气250 mol,在标况下氧气体积为5600 L=5.6 m3。 17.答案:(1)C　(2)BC (3)Fe-2e-Fe2+　石墨电极上有红色物质析出　还原 解析:(1)A.甲同学实验中,构成铁碳原电池,铁为原电池的负极,石墨棒为正极,氢离子得到电子生成氢气,A错误;B.甲同学实验中,构成了原电池,铁为原电池的负极,石墨为原电池的正极,乙同学实验中在虚线框内没有做连接,不构成原电池,铁片与稀硫酸发生化学反应,B错误;C.甲同学实验中,构成了原电池,电子在导线上运动,从铁到碳,溶液中没有电子迁移,C正确;D.甲同学实验中,构成了原电池,属于铁的电化学腐蚀,乙同学实验中在虚线框内没有做连接,不构成原电池,铁片与稀硫酸反应,属于化学腐蚀,电化学腐蚀速率大于化学腐蚀的速率,所以甲中产生氢气的速率比乙快,D错误。故选C;(2)铁碳原电池中,铁是负极,失去电子发生氧化反应,电极反应为Fe-2e-Fe2+,碳是正极,氢离子得电子发生还原反应,电极反应为2H++2e-H2↑。A.石墨棒是正极,氢离子得电子发生还原反应,石墨棒的质量不变,A错误;B.由于铁是负极,不断发生反应Fe-2e-Fe2+,所以铁棒的质量减小,B正确;C.由于反应不断消耗H+产生氢气,所以溶液的c(H+)逐渐降低,C正确;D.S不参加反应,其浓度不变,D错误;E.由于铁是负极,不断发生反应Fe-2e-Fe2+,所以溶液中c(Fe2+)增大,E错误。故选BC;(3)如果把硫酸换成硫酸铜溶液,则电池总反应为铁与铜离子的反应,负极铁失去电子,电极反应为Fe-2e-Fe2+,正极石墨上铜离子得到电子生成铜,Cu2++2e-Cu,石墨电极上有红色物质析出,发生还原反应。 18.答案:(1)负极　Zn-2e-Zn2+ (2)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)2Cl--2e-Cl2↑ (4)0.224　(5)2H++2e-H2↑ 解析:向甲中滴入酚酞溶液,在铁极附近显红色,说明该极上H+放电,因此该电极是阴极,C电极是阳极,阳极与电源的正极相连,则A是电源的正极,B是电源的负极,乙中是精炼铜,粗铜作阳极,精铜作阴极,丙中X电极是阳极,Y是阴极,串联电路中转移的电子物质的量相等,(1)根据上述分析,B电极为负极,Zn为活泼金属,Zn为负极,该电池为锌锰干电池,其电极反应式为Zn-2e-Zn2+;(2)C电极为阳极,Fe为阴极,根据电解池的原理,甲装置电解饱和食盐水,其总化学反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;(3)X电极为阳极,根据电解原理,X电极上的反应式为2Cl--2e-Cl2↑;(4)乙装置中精铜电极的电极反应式为Cu2++2e-Cu,甲装置中铁电极的电极反应式为2H++2e-H2↑,串联电路,通过电子物质的量相同,即有Cu~2e-~H2↑,氢气的体积为×22.4 L/mol=0.224 L;(5)根据电解原理,阴极上阳离子放电,按照放电的顺序,即阴极电极反应式为2H++2e-H2↑。 学科网（北京）股份有限公司 $