高中化学单元测试——第四章化学反应与电能（较难版02）

**基本信息** 本单元卷聚焦高中化学“化学反应与电能”，以原电池、电解池原理及应用为核心，融合青铜器锈蚀、锌-空气电池等真实情境与科技前沿，适配单元复习，强化化学观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|14题/42分|原电池原理（1、3题）、电解应用（4、9题）、电化学腐蚀（5题）|以“沉船事故”“青铜器保护”等情境考查科学态度与责任| |填空题|4题/58分|电极反应式书写（15、16题）、电池设计与计算（17题）、工业电解流程（18题）|通过“海水淡化”“脱硫处理”等综合题培养科学探究与实践能力|

高中化学单元测试 —— 第四章 化学反应与电能 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）下列关于原电池的叙述正确的是 A．原电池工作时必然存在氧化和还原的过程 B．构成原电池的两个电极必须是两种不同金属 C．原电池是把电能转化为化学能的装置 D．铅蓄电池是一次电池 【答案】A 【详解】A．原电池工作时，正极上发生得电子的还原反应，负极上发生失电子的氧化反应，则原电池工作时必然存在氧化和还原的过程，故A正确； B．一般而言，构成原电池的正极和负极的材料是两种不同的金属，但也可以是导电的非金属（碳棒）与金属或非金属，如燃料电池中的电极均为石墨，故B错误； C．原电池是将化学能转化为电能的装置，故C错误； D．铅蓄电池可反复充放电，属于二次电池，故D错误； 故答案选A。 2．（本题3分）电化学原理在日常生活中应用广泛，下列说法正确的是 A．在电解中与电源正极相连的是阴极 B．电解溶液可以得到金属 C．任何的氧化还原反应都可以设计成原电池 D．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高 【答案】D 【详解】A．在电解中与电源正极相连的是阳极，A错误； B．在NaCl溶液中水电离出H+放电能力强于Na+，在阴极水放电生成氢气，无法得到钠单质，应电解熔融NaCl得到金属Na，B错误； C．能自发进行的氧化还原反应，反应过程中存在电子转移，能设计成原电池，故不是任何的氧化还原反应都可以设计成原电池，C错误； D．一般来说，带有盐桥的原电池，能减少负极和电解质溶液直接接触反应，比不带盐桥的原电池效率高，D正确； 故选D。 3．（本题3分）锌铜原电池装置如图所示，下列有关说法不正确的是 A．Cu电极为该原电池的正极 B．Zn既是电极材料，又是电极反应物 C．氯化钾盐桥中将移向CuSO4溶液 D．一段时间后有红色固体沉积在Cu电极表面 【答案】C 【详解】A．该装置为锌铜双液原电池，活泼性，因此为负极，为正极，A正确； B．负极反应为，既是电极材料，又参与反应，B正确； C．原电池中阴离子向负极区移动，该电池负极区为左侧溶液，因此盐桥中移向溶液，而非溶液，C错误； D．正极反应为，生成的红色铜单质会沉积在电极表面，D正确； 故答案选C。 4．（本题3分）以石墨作电极，电解AgNO3 溶液，可在两极分别得到Ag和O2，下列说法正确的是 A．Ag 附着在阳极：Ag+ + e-= Ag B．O2生成说明氧化性：NO> OH- C．电解过程中溶液的酸性将逐渐减弱 D．电路中每转移2mol 电子，可生成2molAg 和0.5molO2 【答案】D 【分析】用惰性电极电解硝酸银溶液时，阳极上氢氧根离子放电4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极上银离子放电Ag++e-=Ag，可在两极分别得到Ag和O2，据此分析解答。 【详解】A．阴极上银离子放电Ag++e-=Ag，A错误； B．O2生成说明OH-先放电，则还原性：＜OH-，B错误； C．用石墨作电极电解AgNO3溶液的离子方程式为：4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+，溶液的酸性将逐渐增强，C错误； D．阳极上氢氧根离子放电4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极上银离子放电Ag++e-=Ag，电路中每转移2mol电子，可生成2mol Ag和0.5mol O2，D正确； 故答案为：D。 5．（本题3分）一艘满载着精选铜矿砂的货轮，在海上行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精选铜矿砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是 A．精铜矿砂装载过多导致沉船 B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大，超过船的承载能力 C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀 D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀 【答案】C 【详解】A．由题干可知，是船体漏水导致的沉船，不是由于承载过多，故A错误； B．铜即使在潮湿的环境中与空气的反应也很慢，故不可能是铜与氧气直接反应导致，故B错误； C．精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池，在此原电池中，船体做负极，被腐蚀，导致漏水，故C正确； D．精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池，没有外加电源，不可能形成电解池，故D错误； 答案选C。 6．（本题3分）走近千年文物，人们发现青铜器在含有的环境中易生成CuCl，并随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述不正确的是 A．铜绿中含有四种元素 B．CuCl与发生化合反应生成 C．青铜器在锈蚀的过程中铜元素的化合价升高 D．在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护 【答案】B 【详解】A．铜绿的化学式为，由化学式可知含四种元素，A正确； B．配平该反应可得：反应生成两种生成物，不符合化合反应“多变一”的特点，不属于化合反应，B错误； C．青铜器锈蚀过程中，铜单质从价最终变为价、价的铜的化合物，铜元素化合价持续升高，C正确； D．青铜器锈蚀需要氧气、水参与反应，在干燥、无氧的环境中可以减缓锈蚀，有利于青铜器保护，D正确； 故答案选B。 7．（本题3分）“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 A．该电池放电时质子从电极b移向电极a B．相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为 C．电极a附近发生的电极反应为 D．电极b附近发生的电极反应为 【答案】B 【分析】该燃料电池中，通入的电极上被氧化为，因此为负极，通入的电极上被还原，因此为正极，据此解析。 【详解】A．原电池中向正极移动，因此从负极移向正极，A错误； B．根据电子守恒1 mol反应失去2 mol电子，1 mol反应得到4 mol电子，因此放电时，同温同压下体积比等于物质的量之比，即二者体积比为，B正确； C．是强电解质，在酸性环境下需拆分为离子，正确的电极反应为，C错误； D．该电池为酸性环境，质子交换膜允许通过，不会生成，正确的正极反应为，D错误； 故选B。 8．（本题3分）一种利用电解池从盐湖水中富集锂离子的装置如图所示(右侧加入盐湖水)，下列说法正确的是 A．电解过程中，向电极移动，在该电极上放电生成 B．电极的电极反应式为 C．电解一段时间后，左侧溶液中浓度增大 D．该装置工作时，电能全部转化为化学能 【答案】C 【分析】由题给信息可知，LiFePO4与电源的正极相连，是电解池的阳极；FePO4是电解池的阴极。据此分析。 【详解】A．电解过程中，阴离子移向阳极，阳极发生氧化反应，电极反应式为：LiFePO4-e-＝FePO4+Li+，A错误； B．FePO4电极为阴极，发生还原反应为：FePO4+Li++e-＝LiFePO4（Li+嵌入），而非生成金属Li，B错误； C．左侧LiFePO4作阳极时，发生反应LiFePO4-e-＝FePO4+Li+，生成的Li+留在左侧溶液，导致左侧Li+浓度增大，C正确； D．电解池工作时，电能部分转化为热能等产生损耗，不能全部转化为化学能，D错误； 答案选C。 9．（本题3分）下列有关电解应用的图示中，完全正确的是 A． 电解制铝 B． 粗铜的精炼 C． 铁片上镀锌 D． 验证电解NaCl溶液的产物 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，不能用电解熔融AlCl3方法制铝，应该电解熔融氧化铝，故A错误； B．与电源负极相连的为阴极，粗铜的精炼中粗铜作阳极，故B错误； C．铁片上镀锌，铁片应该为阴极，故C错误； D．电解饱和食盐水，由电子的流动方向知右侧为阳极，发生氧化反应，Cl-放电生成Cl2，Cl2具有氧化性将碘离子氧化为碘单质，淀粉遇碘变蓝，验证电解NaCl溶液的阳极产物，左侧为阴极，试管中会收集到氢气，可以点燃法验证，故D正确； 答案选D。 10．（本题3分）近日，某科研团队研究了以浓作电解质溶液的碱性Zn-空气电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充放电时，石墨复合材料电极的电势均高于电极的电势 B．充电时，负极的电极反应为 C．放电时，电路中通过电子，理论上消耗（标准状况） D．放电时，溶液中的移向电极 【答案】B 【分析】由图可知，放电时，Zn极为原电池的负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，电极反应式为，石墨复合材料电极为正极； 【详解】A．放电时，石墨复合材料电极做原电池的正极，充电时石墨复合材料电极做电解池的阳极，因此其电势均高于电极的电势，A正确； B．充电时，负极为阴极，阴极上得电子产生锌，电极反应为，B错误； C．放电时，电路中通过电子，氧气得电子产生氢氧根离子，1mol氧气反应转移4mol电子，故理论上消耗（标准状况），C正确； D．放电时，极为负极，溶液中移向负极，D正确； 答案选B。 11．（本题3分）铁碳微电池法在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研究获得突破性进展，其工作原理如图所示。 下列说法错误的是 A．升高温度，可能会降低电池工作效率 B．负极的电极反应式为 C．每转移10mol电子，理论上可处理约5.3mol含氮粒子 D．该电池工作一段时间后，正极区pH增大 【答案】B 【分析】由装置图可知碳电极上，转化为，N元素化合价降低，发生还原反应，碳电极为正极，电极反应为，电极上，由0价升高到+2价，变为，作负极，电极反应为，乙室中，发生反应。 【详解】A．升高温度，可能导致菌失去生理活性，从而降低电池工作效率，A项正确； B．由分析可知，作负极，电极反应为，B项错误； C．碳电极为正极，电极反应为，乙室中，发生反应，根据电子守恒可得，每转移10mol电子，理论上可处理2mol、，即理论上可处理5.3mol含氮粒子，C项正确 ； D．碳电极为正极，电极反应为，当正极消耗12mol氢离子时，转移电子物质的量为10mol，通过质子交换膜进入甲室的氢离子只有10mol，故正极溶液的pH不断增大，D项正确； 答案选B。 12．（本题3分）一种金属钛的制备方法如图所示。电解熔融得到钙，钙再还原生成金属钛。下列说法正确的是 A．石墨为惰性阳极，其质量保持不变 B．的作用是降低电解温度、提高熔融物的导电性 C．随着反应进行，整个装置中CaO的总量逐渐减少 D．电解产生11.2 L气体时，理论上可得24 g Ti 【答案】B 【分析】根据电解生成Ca的反应，得电子发生还原反应，可知钛网电极为阴极，石墨为阳极。阳极失电子生成的氧化性物质可与石墨反应，石墨质量减小。阴极生成的Ca还原生成Ti的同时生成，与电解消耗的物质的量相等，总量不变。作为助熔剂，可降低熔融物熔点，同时提高熔融物导电性。 【详解】A．石墨为阳极，阳极失电子生成的气体可与石墨反应，石墨质量减小，A错误； B．为助熔剂，可降低电解温度，同时电离产生自由移动离子，提高熔融物的导电性，B正确； C．电解过程消耗，Ca还原时又生成等物质的量的，整个装置中的总量保持不变，C错误； D．题目未给出气体所处的状态为标准状况，无法根据11.2 L计算气体的物质的量，无法得到Ti的质量，D错误； 故选 B。 13．（本题3分）利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化，左侧装置为浓差电池。浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下列说法错误的是 A．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜 B．乙室的Ag电极电势高于甲室 C．石墨1电极的反应为 D．当乙室Ag电极的质量增加21.6 g时，理论上NaCl溶液减少11.7 g NaCl 【答案】A 【分析】该装置左侧为浓差原电池，右侧为电解池，实现海水淡化装置，甲室Ag电极发生Ag-e-=Ag+，该电极为负极，乙室的Ag电极发生Ag++e-=Ag，该电极为正极，故石墨1电极为阳极，石墨2电极为阴极，NaCl溶液中阳离子Na+移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子Cl-移向阳极室，膜1为阴离子交换膜，从而模拟实现海水淡化； 【详解】A．NaCl溶液中阳离子Na+移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子Cl-移向阳极室，膜1为阴离子交换膜，A错误； B．由上述分析可知，乙室的Ag电极为正极，故电势高于甲室，B正确； C．石墨1电极为阳极，电极反应为，C正确； D．乙室的Ag电极发生Ag++e-=Ag，增加21.6g为生成的Ag的质量，物质的量为，转移电子0.2mol，理论上NaCl溶液移向阳极室的Cl-为0.2mol，移向阴极室的Na+为0.2mol，故质量减少0.2mol35.5g/mol+0.2mol23g/mol=11.7g，D正确； 答案选A。 14．（本题3分）碱性锌－铁液流电池(如图)具有电压高、成本低的优点。该电池的总反应为：Zn+2+4OH－2+。下列叙述正确的是 A．充电时，M极电极反应式为－e－= B．放电时，右侧贮液器中溶液浓度减小 C．充电时，M电极与电源负极相连 D．放电时，电路中转移2 mol电子时，负极区电解质溶液增加65 g 【答案】A 【分析】根据图示和总反应知，放电时，N为负极，Zn失去电子，发生氧化反应，M为正极，得电子，发生还原反应；充电时，N为阴极，得电子，发生还原反应，M为阳极，失去电子，发生氧化反应。 【详解】A．根据分析，充电时，M为阳极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式－e－=，A正确； B．放电时，右侧为负极，Zn失去电子生成，贮液器中溶液浓度增大，B错误； C．充电时，M电极为阳极与电源正极相连，C错误； D．放电时，Zn失电子后与氢氧根生成，溶液增加的质量为1molZn和2mol氢氧根之和，大于65g，D错误； 故选A。 二、填空题 15．（本题14分）化学电池在日常生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)下列相关说法正确的是___________(填字母)。 A．单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以作为判断该电池的优劣的指标之一 B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用 C．电能属于一次能源 D．原电池正极和负极必须是金属 (2)纯电动车采用了高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应式为。 ①该电池放电时负极的电极反应式为___________。 ②如图所示是一种锌—空气电池，适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为[电极反应]。每转移0.1mol电子，消耗标准状况下空气的体积为___________L(假设占空气体积的)，溶液pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)利用电池原理治理各种污染是科研工作人员致力研究的重要课题之一：硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，我国在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。 ①a极名称为___________，b极电极反应式为___________。 ②气体去除的原理为___________(语言叙述)。 【答案】(1)A (2) Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 2.8 减小 (3) 负极 2H++2e-=H2↑ Fe2+失去电子转化为Fe3+，Fe3+氧化H2S生成S单质而除去 【详解】（1）A．电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少即为比能量，它反映了电池在单位质量或单位体积下所能输出的能量，比能量是衡量电池性能的重要指标之一，故A正确； B．二次电池可以多次使用，随着使用，电极和电解质溶液消耗，不能无限次重复使用，故B错误； C．一次能源是直接来自自然界而未经加工转换的能源，二次能源是由一次能源直接或间接转换而来的能源，电能属于二次能源，故C错误； D．原电池的正极和负极可以是两种活动性不同的金属，也可以一种是金属，一种为非金属，如石墨，故D错误； 故答案为：A； （2）①该电池放电时负极为锌失电子生成Zn(OH)2，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2； ②放电时Zn转化为，可得Zn失去电子，发生氧化反应，为负极，石墨为正极，正极反应式为：，电路中流过0.1mol电子时，消耗O2的物质的量为0.025mol，则消耗标准状况下O2的体积为0.56L，假设O2占空气体积的，则消耗标准状况下空气的体积为=2.8L，每转移0.1mol电子，正极将产生0.1mol OH-，负极电极反应式：，可知，负极将消耗0.2mol OH-，因此溶液中c(OH-)减小，pH减小； （3）①电子从a极出发，故a极为负极，电极反应式为 Fe2+-e-=Fe3+；b极为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑； ②除去H2S的过程涉及两个反应步骤，第一步Fe2+在电极上发生反应Fe2+-e-=Fe3+；第二步，生成的Fe3+氧化硫化氢生成硫单质。 16．（本题14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)二氧化氯()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。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示： ①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)， 学法题：如何判断电源正负极___________；对应的电极反应式为___________。 ②a极区pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 (2)电解硝酸工业的尾气NO可制备，其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为___________。 ②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为___________。 【答案】(1) 正极 与电解池阳极相连的为正极，与电解池阴极相连的为负极 增大 阳 (2) 1∶4 【分析】（1）在b极上，Cl－放电生成ClO2，所以b极为阳极，接电源的正极，电极方程式为；a极为阴极，接电源的负极，电极方程式为；在电解池中，阳离子向阴极区移动，所以Na＋通过离子交换膜进入a极区，离子交换膜为阳离子交换膜； （2）工业上电解NO制备，由装置图可知阳极发生氧化反应， NO被氧化生成，电极反应式为；阴极发生还原反应，NO被还原生成，电极反应式为；总反应方程式为：，据此分析。 【详解】（1）①根据题意可知，Cl－放电生成ClO2的电极为阳极，接电源的正极；根据元素守恒，有水参加反应，同时生成H＋，电极反应式为；如何判断电源正负极：与电解池阳极相连的为正极，与电解池阴极相连的为负极，故答案为：正极；与电解池阳极相连的为正极，与电解池阴极相连的为负极；； ②a极区为阴极区，电极反应式：，阴极区OH－浓度增大，溶液的pH增大，故答案为：增大； ③根据溶液中电荷守恒的规律，图中应使用阳离子交换膜，故答案为：阳； （2）①由图示可知，NO在阴极上得电子生成，电极反应式为，故答案为：； ②NO在阳极上失电子生成，电极反应式为，电解总反应式为，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 mol∶8 mol＝1∶4，故答案为：1∶4。 17．（本题15分）锂电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)第一代商业化锂电池是Li-MnO2一次锂电池，总反应为Li+MnO2=LiMnO2，其模型图如下： ①该锂电池的负极为___________(填“a”或“b”，下同)，电解质溶液中，Li+向___________ 电极方向迁移，外电路中的电子流向为由___________(填“a →b”或“b → a”)。 ②为使电池微型化，正负极之间距离越来越小，为防止短路，需加一层只允许锂离子通过的隔离膜， 理论上，当有8.7gMnO2被还原，同时有___________molLi+穿过交换膜。 ③若对该电池充电时，a电极应连外接电源的___________极(填“正”或“负”)，但充电过程产生锂枝晶刺穿隔离膜，使电池内部短路，经常引起失火或爆炸。 (2)锂电池用量很大，如何回收利用锂电池成为新的研究热点。一种通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4获得难溶性的Li2CO3和MnO2的示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。 电极A为___________极，电极B的电极反应式为___________。 【答案】(1) a b a→b 0.1 负 (2) 阴 2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+ 【详解】（1）①根据总反应Li + MnO2 = LiMnO2，Li失去电子被氧化，MnO2获得电子被还原，a电极(Li)是负极，b电极(MnO2)是正极。在原电池中，负极发生氧化反应：Li-e-= Li+；正极发生还原反应：MnO2+ e-+Li+= LiMnO2。电解质溶液中，阳离子(Li+)向正极(b)迁移。外电路中，电子从负极(a)流向正极(b)，即a→b； ② 8．7g MnO2的物质的量：，根据正极反应MnO2+ e-+Li+= LiMnO2可知，每消耗1 mol MnO2，转移1mol电子，需要1 mol Li+穿过交换膜。因此，0.1 mol MnO2被还原时，需要0.1 mol Li+穿过交换膜； ③原电池中，a是负极，发生氧化反应(Li-e-= Li+)。充电时，a电极需要发生还原反应，即a电极作为阴极，应连接外接电源的负极。 （2）由图可知，电极A上LiMn2O4得到电子生成Mn2+，电极A为阴极，电极B上Mn2+失去电子生成MnO2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+。 18．（本题15分）根据要求回答以下问题： Ⅰ．如图所示是某兴趣小组利用甲烷燃料电池进行电解原理(图中E、F为惰性电极)应用的探究实验设计。 (1)乙为上镀装置，则应为___________(填“A”或“B”)电极材料。若反应一段时间后，Fe棒质量增加2.6 g，则理论上消耗甲烷的体积为___________(标准状况下)。 (2)丙为粗铜的精炼装置，电解后硫酸铜溶液的浓度___________(填“增大”，“减小”或“不变”)。 (3)丁为探究氯碱工业原理的实验装置，电解过程中发生的总反应的化学方程式为___________。 Ⅱ．煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和，即。 已知：两电极为完全相同的惰性电极。 (4)P电极上的电极反应式为___________。 (5)电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式：___________。当转移电子的物质的量为0.4 mol时，则生成的无色气体在标准状况下的体积为___________L。 (6)电解池工作时，往___________(填“P”或“R”)极移动。 【答案】(1) B 420 (2)减小 (3) (4) (5) 4.48 (6)P 【分析】Ⅰ．甲烷燃料电池中，甲烷通入负极，氧气通入正极； Ⅱ．电解脱硫装置中，Mn2+在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为；H+在阴极得到电子，发生还原反应，阴极的电极反应式为，据此分析解答问题。 【详解】（1）电镀池中，镀件作阴极，镀层金属作阳极，而乙中A是阳极，B是阴极，若要实现Fe上镀Cr，B电极材料为Fe；甲是甲烷燃料电池，甲烷在负极失电子发生氧化反应生成，负极反应式为；乙中阴极反应为，阴极质量增加2.6 g（即0.05 mol Cr）时，电路中转移0.15 mol电子，根据体系电子转移守恒，理论上消耗甲烷的物质的量为，则标准状况下的体积为； （2）粗铜精炼时，阳极杂质也参与反应，故硫酸铜溶液浓度减小； （3）丁为探究氯碱工业的实验装置，工业电解食盐水制备烧碱的总反应为； （4）在电极上转化为，因此电极反应为； （5）R电极为阴极，产生的气体为氢气，电极反应式为；转移电子0.4 mol时，产生的氢气为0.2 mol，则标准状况下体积为4.48 L； （6）电解池中，阴离子向阳极移动，即往极移动。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中化学单元测试 —— 第四章 化学反应与电能 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）下列关于原电池的叙述正确的是 A．原电池工作时必然存在氧化和还原的过程 B．构成原电池的两个电极必须是两种不同金属 C．原电池是把电能转化为化学能的装置 D．铅蓄电池是一次电池 2．（本题3分）电化学原理在日常生活中应用广泛，下列说法正确的是 A．在电解中与电源正极相连的是阴极 B．电解溶液可以得到金属 C．任何的氧化还原反应都可以设计成原电池 D．一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高 3．（本题3分）锌铜原电池装置如图所示，下列有关说法不正确的是 A．Cu电极为该原电池的正极 B．Zn既是电极材料，又是电极反应物 C．氯化钾盐桥中将移向CuSO4溶液 D．一段时间后有红色固体沉积在Cu电极表面 4．（本题3分）以石墨作电极，电解AgNO3 溶液，可在两极分别得到Ag和O2，下列说法正确的是 A．Ag 附着在阳极：Ag+ + e-= Ag B．O2生成说明氧化性：NO> OH- C．电解过程中溶液的酸性将逐渐减弱 D．电路中每转移2mol 电子，可生成2molAg 和0.5molO2 5．（本题3分）一艘满载着精选铜矿砂的货轮，在海上行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精选铜矿砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是 A．精铜矿砂装载过多导致沉船 B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大，超过船的承载能力 C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀 D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀 6．（本题3分）走近千年文物，人们发现青铜器在含有的环境中易生成CuCl，并随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述不正确的是 A．铜绿中含有四种元素 B．CuCl与发生化合反应生成 C．青铜器在锈蚀的过程中铜元素的化合价升高 D．在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护 7．（本题3分）“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 A．该电池放电时质子从电极b移向电极a B．相同条件下，放电过程中消耗的和的体积比为 C．电极a附近发生的电极反应为 D．电极b附近发生的电极反应为 8．（本题3分）一种利用电解池从盐湖水中富集锂离子的装置如图所示(右侧加入盐湖水)，下列说法正确的是 A．电解过程中，向电极移动，在该电极上放电生成 B．电极的电极反应式为 C．电解一段时间后，左侧溶液中浓度增大 D．该装置工作时，电能全部转化为化学能 9．（本题3分）下列有关电解应用的图示中，完全正确的是 A． 电解制铝 B． 粗铜的精炼 C． 铁片上镀锌 D． 验证电解NaCl溶液的产物 A．A B．B C．C D．D 10．（本题3分）近日，某科研团队研究了以浓作电解质溶液的碱性Zn-空气电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．充放电时，石墨复合材料电极的电势均高于电极的电势 B．充电时，负极的电极反应为 C．放电时，电路中通过电子，理论上消耗（标准状况） D．放电时，溶液中的移向电极 11．（本题3分）铁碳微电池法在弱酸性条件下处理含氮废水技术的研究获得突破性进展，其工作原理如图所示。 下列说法错误的是 A．升高温度，可能会降低电池工作效率 B．负极的电极反应式为 C．每转移10mol电子，理论上可处理约5.3mol含氮粒子 D．该电池工作一段时间后，正极区pH增大 12．（本题3分）一种金属钛的制备方法如图所示。电解熔融得到钙，钙再还原生成金属钛。下列说法正确的是 A．石墨为惰性阳极，其质量保持不变 B．的作用是降低电解温度、提高熔融物的导电性 C．随着反应进行，整个装置中CaO的总量逐渐减少 D．电解产生11.2 L气体时，理论上可得24 g Ti 13．（本题3分）利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化，左侧装置为浓差电池。浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下列说法错误的是 A．膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜 B．乙室的Ag电极电势高于甲室 C．石墨1电极的反应为 D．当乙室Ag电极的质量增加21.6 g时，理论上NaCl溶液减少11.7 g NaCl 14．（本题3分）碱性锌－铁液流电池(如图)具有电压高、成本低的优点。该电池的总反应为：Zn+2+4OH－2+。下列叙述正确的是 A．充电时，M极电极反应式为－e－= B．放电时，右侧贮液器中溶液浓度减小 C．充电时，M电极与电源负极相连 D．放电时，电路中转移2 mol电子时，负极区电解质溶液增加65 g 二、填空题 15．（本题14分）化学电池在日常生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)下列相关说法正确的是___________(填字母)。 A．单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以作为判断该电池的优劣的指标之一 B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用 C．电能属于一次能源 D．原电池正极和负极必须是金属 (2)纯电动车采用了高效耐用的新型可充电电池，该电池的总反应式为。 ①该电池放电时负极的电极反应式为___________。 ②如图所示是一种锌—空气电池，适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为[电极反应]。每转移0.1mol电子，消耗标准状况下空气的体积为___________L(假设占空气体积的)，溶液pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)利用电池原理治理各种污染是科研工作人员致力研究的重要课题之一：硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，我国在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。 ①a极名称为___________，b极电极反应式为___________。 ②气体去除的原理为___________(语言叙述)。 16．（本题14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)二氧化氯()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。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示： ①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)， 学法题：如何判断电源正负极___________；对应的电极反应式为___________。 ②a极区pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 (2)电解硝酸工业的尾气NO可制备，其工作原理如图所示： ①阴极的电极反应式为___________。 ②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为___________。 17．（本题15分）锂电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)第一代商业化锂电池是Li-MnO2一次锂电池，总反应为Li+MnO2=LiMnO2，其模型图如下： ①该锂电池的负极为___________(填“a”或“b”，下同)，电解质溶液中，Li+向___________ 电极方向迁移，外电路中的电子流向为由___________(填“a →b”或“b → a”)。 ②为使电池微型化，正负极之间距离越来越小，为防止短路，需加一层只允许锂离子通过的隔离膜， 理论上，当有8.7gMnO2被还原，同时有___________molLi+穿过交换膜。 ③若对该电池充电时，a电极应连外接电源的___________极(填“正”或“负”)，但充电过程产生锂枝晶刺穿隔离膜，使电池内部短路，经常引起失火或爆炸。 (2)锂电池用量很大，如何回收利用锂电池成为新的研究热点。一种通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4获得难溶性的Li2CO3和MnO2的示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。 电极A为___________极，电极B的电极反应式为___________。 18．（本题15分）根据要求回答以下问题： Ⅰ．如图所示是某兴趣小组利用甲烷燃料电池进行电解原理(图中E、F为惰性电极)应用的探究实验设计。 (1)乙为上镀装置，则应为___________(填“A”或“B”)电极材料。若反应一段时间后，Fe棒质量增加2.6 g，则理论上消耗甲烷的体积为___________(标准状况下)。 (2)丙为粗铜的精炼装置，电解后硫酸铜溶液的浓度___________(填“增大”，“减小”或“不变”)。 (3)丁为探究氯碱工业原理的实验装置，电解过程中发生的总反应的化学方程式为___________。 Ⅱ．煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和，即。 已知：两电极为完全相同的惰性电极。 (4)P电极上的电极反应式为___________。 (5)电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式：___________。当转移电子的物质的量为0.4 mol时，则生成的无色气体在标准状况下的体积为___________L。 (6)电解池工作时，往___________(填“P”或“R”)极移动。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $