第七章 化学反应与能量（综合训练）（广东专用）2027年高考化学一轮复习讲练测

**基本信息** 以化学反应与能量为核心，整合电化学、能量计算及实验探究，通过真实情境题考查化学观念与科学思维 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电化学基础|选择1-10、12-16|结合生活实例（文物保护、海洋防腐）、实验装置分析|从原电池原理（吸氧/析氢腐蚀）→防护措施（牺牲阳极法、外加电流法）→电解池应用（双极膜、电催化），构建“原理-现象-应用”逻辑链| |能量与平衡|选择9、11、19|键能计算、平衡常数推导、实验现象分析|通过键能计算反应热，结合恒温恒压条件分析平衡移动，体现能量变化与反应自发性的关联| |实验探究与综合应用|非选择17-20|电解产物探究、工艺流程（ZnSe制备）、配合物制备|以实验为载体，融合变量控制（如pH对Fe电解产物影响）、证据推理（如Ni氨配合物生成条件），培养科学探究与实践能力|

第七章 化学反应与能量（综合训练） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Cl 35.5 Cu 64 一、选择题：本题共16个小题，共44分。第1～10小题，每小题2分；第11～16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．化学促进了“文物科学化”。下列说法错误的是 A．工作人员常用乙醇擦拭油画表面的油膜，是利用“相似相溶”原理 B．将青铜器置于干燥氮气环境中，可有效抑制电化学腐蚀 C．用稀盐酸清洗含有污渍的汉代陶俑，可有效去除白色斑块 D．古籍纸张的主要成分为纤维素，具有耐酸碱腐蚀的性质 【答案】D 【解析】A．乙醇与油膜均为有机物，根据“相似相溶”原理，油膜可溶于乙醇，A正确； B．干燥氮气环境可隔绝水和氧气，抑制青铜器的电化学腐蚀，B正确； C．与稀盐酸反应生成可溶的，故可去除陶俑上的白色斑块，C正确； D．纤维素在酸性条件下可发生水解，D错误； 故选D。 2．建设美丽乡村，守护中华家园，衣食住行皆化学。下列说法中错误的是 A．制造“C919”飞机机身的材料碳纤维属于新型无机非金属材料 B．放置较久的红薯比新挖红薯甜，与葡萄糖的水解有关 C．用水清洗后的铁锅出现铁锈，原因是潮湿环境中铁锅发生电化学腐蚀 D．屠呦呦团队用乙醚从青蒿中提取青蒿素，采用了萃取的方法 【答案】B 【解析】A．碳纤维主要成分为碳单质，属于新型无机非金属材料，A正确； B．放置较久的红薯变甜是因为红薯中的淀粉水解生成了有甜味的葡萄糖，葡萄糖是单糖，不能发生水解反应，B错误； C．潮湿环境下，铁锅的铁、碳成分和表面的电解质水膜构成原电池，发生电化学腐蚀（吸氧腐蚀）最终生成铁锈，C正确； D．青蒿素在乙醚中的溶解度远大于在水中的溶解度，用乙醚提取青蒿素采用了萃取的方法，D正确； 故选 B。 3．我国最新研发的海洋气象漂流观测仪备受瞩目，其上部安装有太阳能电池板以供气象仪工作，水下装备刷油漆和安装锌块。下列说法正确的是 A．刷油漆和钢铁表面发蓝处理的目的相同 B．太阳能电池与原电池的工作原理相同 C．安装锌块的保护法为外加电流法 D．锌块为负极，电极反应式为 【答案】A 【解析】A．刷油漆可隔绝金属与氧气、水接触，钢铁表面发蓝处理是在金属表面形成致密氧化膜阻碍腐蚀，二者目的都是防止金属腐蚀，A正确； B．太阳能电池是将光能转化为电能，原电池是将化学能转化为电能，二者工作原理不同，B错误； C．锌比铁活泼，安装锌块的保护法为牺牲阳极的阴极保护法，外加电流法需要外接电源才能实现，C错误； D．锌块为负极，发生失电子的氧化反应，正确电极反应式为，选项给出的反应为得电子的还原反应，D错误； 故选A。 4．用下列装置(图中部分夹持装置略)进行相应实验，不能达到实验目的的是 A．收集Cl2 B．萃取碘水中的碘 C．验证吸氧腐蚀 D．除去CO2中的HCl 【答案】A 【解析】A．Cl2密度大于空气，图示倒置集气瓶收集时，应短导管进气，长导管排出空气；装置采用长导管进气，无法顺利收集氯气，不能达到实验目的，A符合题意； B．苯与水不互溶，且苯的密度小于水，静置分层后苯层在上、水层在下，符合萃取分液的装置要求，能达到实验目的，Ｂ不符合题意； C．铁钉在中性食盐水环境中发生吸氧腐蚀，消耗试管内氧气，使试管内压强减小，右侧插入水中的导管会形成一段水柱，因此可以验证吸氧腐蚀，能达到实验目的，C不符合题意； D．饱和NaHCO3与CO2不反应，吸收HCl生成CO2，可以除去CO2中的HCl ，D不符合题意； 故选A。 5．将溶液和混合溶液滴在铁片表面，一段时间后，下列说法正确的是 A．电子流向：a→铁片→b B．a处发生反应： C．液滴内部为正极区，可观察到蓝色沉淀 D．液滴边缘是负极区，电极材料是铁片中的碳 【答案】B 【解析】A．液滴内部b处缺氧，铁发生氧化反应，，为负极；液滴边缘a处氧气充足，为正极，电子由b处经铁片流向a处，A错误； B．液滴边缘a处氧气充足，为正极，发生氧气还原反应，，B正确； C．液滴内部b处缺氧，为负极区，产生的与溶液中的反应生成蓝色沉淀，因此蓝色沉淀出现在负极区，C错误； D．液滴边缘a处氧气充足，发生还原反应，是正极区，正极材料为铁片中的碳，D错误； 故选B。 6．光荣属于劳动者，幸福属于劳动者。下列劳动项目与所述的化学知识均正确并且有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 亲自动手制作肥皂 油脂在碱性条件下发生皂化反应 B 炒完菜洗干净铁锅并擦干 主要是防止铁锅在空气中发生析氢腐蚀 C 检测家用自来水中是否含 用稀硫酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子 D 制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C 维生素C作为抗氧化剂，具有氧化性 【答案】A 【解析】A．油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油，该反应称为皂化反应，可用于制作肥皂，A正确； B．铁锅在潮湿空气中主要发生吸氧腐蚀，洗净后擦干可除去水膜，从而防止铁锅腐蚀，不是防止析氢腐蚀，B错误； C．检验氯离子应使用稀硝酸酸化的硝酸银溶液，稀硫酸会引入硫酸根离子并干扰检验，C错误； D．维生素C作为抗氧化剂，具有还原性，而不是氧化性，D错误； 故选A。 7．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法错误的是 A．a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀 B．a、b两处具有相同的电极反应式： C．b处的溶液pH增大 D．一段时间后，左侧液面低于右侧液面 【答案】D 【解析】A．a处是饱和食盐水，为中性环境，生铁丝发生吸氧腐蚀；b处是稀硫酸，为酸性环境，生铁丝发生析氢腐蚀，A正确； B．无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，铁作为负极，发生氧化反应，电极反应式都是；，B正确； C．b处发生析氢腐蚀，正极反应式为： ；反应消耗了，溶液中浓度降低， 增大，C正确； D．a处吸氧腐蚀消耗氧气，气体减少，左侧液面上升；b处发生析氢腐蚀生成氢气，气体增多，右侧液面下降；一段时间后，左侧液面高于右侧液面，D错误； 故选D。 8．支撑海港码头基础的防腐技术的工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助电极。下列有关叙述中错误的是 A．a为负极，b为正极 B．该防腐技术为外加电流法 C．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零 D．高硅铸铁是作为牺牲阳极材料发挥作用的 【答案】D 【分析】该防护技术为外加电流的阴极保护法，原理是将被保护金属连接外接电源负极，使其作阴极被保护，惰性辅助电极作阳极 【解析】A．被保护的钢制管桩作阴极，连接电源负极，因此为负极，高硅铸铁作阳极，连接电源正极，为正极，A正确； B．该方法有外接直流电源，属于外加电流防腐法，B正确； C．外加电流法可抑制钢铁腐蚀过程的电子转移，使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零，几乎不被腐蚀，C正确； D．题干明确说明高硅铸铁为惰性辅助阳极，惰性阳极不参与反应，不会被损耗，D错误； 故选D。 9．下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 浓硫酸能使蔗糖炭化变黑 浓硫酸具有吸水性 B 向溶液中滴加KSCN溶液无明显现象，再通入少量后溶液变红 具有氧化性 C 轮船的船体镶铜块可防止船体腐蚀 牺牲阳极法可以防止金属腐蚀 D 可用于制造光导纤维 是酸性氧化物 【答案】B 【解析】A．浓硫酸使蔗糖炭化变黑是由于其脱水性，A错误； B．通入后溶液变红是因为将Fe2+氧化为Fe3+，遇KSCN溶液变红，B正确； C．轮船船体镶铜块，铜为阴极，会加速铁腐蚀，C错误； D．用于光导纤维因其光学性质，与酸性氧化物无关，D错误； 故选B。 10．厌氧腐蚀是指在缺乏氧气的深层潮湿土壤中，存在的硫酸盐还原菌会附着在钢管表面能加速钢铁的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法错误的是 A．负极的电极反应式： B．正极的电极反应式： C．厌氧细菌可促使与H2反应生成S2-，加速钢管的腐蚀 D．厌氧腐蚀属于化学腐蚀 【答案】D 【分析】根据图示，Fe发生失电子的氧化反应生成Fe2+，Fe作负极，由于厌氧环境缺少氧气，所以正极H2O发生还原反应。 【解析】A．钢铁腐蚀中，Fe作为负极失去电子生成Fe2+，电极反应式：，A正确； B．厌氧环境下缺乏O2，正极可能由H2O得电子生成H2和OH-，电极反应式为，B正确； C．厌氧细菌促使生成的H2与反应，与Fe2+结合生成FeS沉淀，促进反应正向进行，加速腐蚀，C正确； D．厌氧腐蚀中钢管表面形成原电池（Fe为负极，杂质或细菌附着处为正极），存在电子转移和电流，属于电化学腐蚀，而非化学腐蚀，D错误； 答案选D。 11．根据下列实验操作对应的现象得出的结论正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将氯气通入含酚酞的溶液 溶液红色褪去 具有漂白性 B 取粉末少许配成溶液，加入硝酸酸化的氯化钡溶液 产生白色沉淀 已变质 C 在一块除去铁锈的生铁片上面滴一滴含有酚酞的食盐水，静置2~3 min 溶液边缘出现红色 铁片上发生了吸氧腐蚀 D 往溶液中滴加溶液，再加入少量固体 溶液先变成血红色后无明显变化 与的反应不可逆 【答案】C 【解析】A．氯气与NaOH反应生成NaCl和NaClO，酚酞褪色可能是溶液碱性减弱导致，也可能是生成的NaClO具有漂白性导致，没有漂白性，A错误； B．硝酸具有强氧化性，可能将未变质的氧化为，干扰检测，无法证明变质，B错误； C．溶液边缘出现红色是因吸氧腐蚀产生OH⁻，酚酞在碱性条件下变红，符合吸氧腐蚀特征，C正确； D．与SCN⁻的络合反应可逆，反应过程中KCl不参与，故加入KCl不影响平衡，红色不应褪去，结论错误，D错误； 故选C。 12．碳钢作为海洋工程中的常见材料，其电化学腐蚀过程易受微生物影响。某碳钢在混合微生物介质中的腐蚀机理如图所示。下列说法错误的是 A．a区为负极区 B．b区的电极反应为： C．菌a、菌b参与的转化过程，铁元素不一定均被氧化 D．图中附着于碳钢的混合菌会加速碳钢的腐蚀 【答案】B 【解析】A．a区Fe失电子生成，发生氧化反应，为负极区，A正确； B．由图可知b区发生得电子的还原反应生成OH-，电极反应为，B错误； C．菌a作用下转化为时，部分+3价Fe化合价降低被还原，因此铁元素不一定均被氧化，C正确； D．混合菌可促进碳钢电化学腐蚀过程持续进行，会加速碳钢的腐蚀，D正确； 答案选B。 13．为满足电池实际应用的要求，可以设计开放的不对称流动系统(如图)，使用双极膜(可将水解离成和，并分别向两极迁移)来维持两侧电解质不同的。下列说法不正确的是 A．放电时，由双极膜移向电极 B．放电时，正极的电极反应式为 C．充电时，每生成时双极膜中解离水 D．放电时和充电时，电极的电势均高于电极 【答案】C 【解析】A．放电时电极为负极，阴离子向负极迁移，双极膜解离出的向电极移动，A正确； B．放电时正极上得电子被还原为，结合双极膜迁移过来的，电极反应式为，B正确； C．充电时电极为阳极，电极反应为，每生成转移电子，双极膜需要解离水提供对应数量的和，C错误； D．放电时为正极，正极电势高于负极；充电时为阳极，阳极电势高于阴极，故两种情况下电极电势均高于电极，D正确； 故选C。 14．“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法正确的是 A．电解过程中，电子流动方向为A→a→b→B B．电解时通过阴离子交换膜向a极区移动 C．相同电量下理论产量是传统电解水的2倍 D．b上的电极反应： 【答案】C 【分析】首先判断电极：根据反应机理，HCHO在b极转化时失去电子，因此b为阳极，a为阴极；电源A为负极，B为正极。 【解析】A．电子只能在外电路中流动，不能在电解质溶液中移动，电子流向为：，，A错误； B．电解池中，阴离子向阳极移动，因此通过阴离子交换膜向b极（阳极）移动，B错误； C．传统电解水：转移2 mol电子时，仅阴极生成， 该工艺：转移2 mol电子时，阴极生成，同时阳极每转移1 mol电子生成，转移2 mol电子时阳极额外生成，总产量为2 mol，是传统电解水的2倍，C正确； D．b为阳极，发生失电子的氧化反应，电极反应中应该是失去电子，选项中写（得电子），正确的方程式是 ，D错误； 故选C。 15．催化剂(Ⅱ)的应用，使电池的研究取得了新的进展。电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。 下列说法错误的是 A．充电时，Li+由C电极向Li电极迁移 B．每消耗0.7g Li，对应消耗CO2的体积为2.24L(折合成标准状况) C．由历程可知，放电时，正极反应为 D．、、都是正极反应的中间产物 【答案】B 【分析】由图示转化流程知，Li电极在反应中失去电子作负极，电极反应为：，在正极得电子结合最终转化为和C，对应电极反应为：，据此分析； 【解析】A．充电时Li与电源负极相连作阴极，C与电源正极相连作阳极，阳离子由阳极向阴极移动，则由C电极向Li电极迁移，A正确； B．的物质的量为，电池总反应为，可得消耗，则消耗的物质的量为，标准状况下体积为，B错误； C．由分析可知，该原电池的正极为二氧化碳得电子生成C单质，电极反应式为：，C正确； D．由正极的反应历程图示可知，、、都是反应过程中生成、后续又被消耗的物质，均是正极反应的中间产物，D正确； 故选B。 16．中国科学院化学研究所韩步布兴课题组，以草酸和硝酸盐为原料(以和分别为氮源和碳源)，实现了电催化C-N偶联制备甘氨酸，原理如图1。在直流电源作用下，双极膜可将解离为和，并向两极迁移。催化电极可促进和的迁移，机制如图2。下列说法正确的是 A．催化电极为阳极，发生还原反应 B．步骤ⅲ是偶联制备甘氨酸的决速步骤 C．步骤ⅴ的方程式为 D．每得1 mol甘氨酸，步骤ⅰ与步骤（1）中转移电子数之比为2：5 【答案】D 【分析】由题意知催化电极可促进和的迁移，故催化电极为阴极，以草酸和硝酸盐为原料(以和分别为氮源和碳源)，制备甘氨酸，电极反应：，石墨电极为阳极，电极反应：，据此分析； 【解析】A．催化电极为阴极，发生还原反应，A错误； B．偶联制备甘氨酸的反应物（）不涉及步骤ⅲ，因此步骤ⅲ不是偶联制备甘氨酸的决速步骤，B错误； C．由图2可知，步骤ⅴ中得到和生成甘氨酸，正确反应为：，C错误； D．生成甘氨酸（，含2个C、1个N）：步骤ⅰ：（C为+4价）生成（C为+3价），共转移电子；步骤（1）：（中N为0价）转化为（N为+5价），共转移电子； 因此步骤ⅰ与步骤（1）转移电子数之比为，D正确； 故选D。 2、 非选择题：本题共4个小题，共56分。 17．（14分）Ⅰ．铁及其化合物在生产生活中有重要应用。 （1）配制一定物质的量浓度的溶液时，须先将固体溶解在一定浓度的盐酸中，再加水稀释至所需浓度，原因是___________。配制过程需要用到的仪器有___________。 A．            B．            C．            D． Ⅱ．某小组同学以铁为阳极，实验探究反应条件对Fe电解产物的影响。 回答下列问题： 【实验过程】 序号 装置 溶液a 现象 1 50 mL 1 mol/L的NaCl溶液 电解开始时，铁片附近溶液迅速变为黄色并出现红褐色浑浊；10 min后，出现灰绿色沉淀；20 min后，产生较多白色絮状沉淀 2 ___________ 电解开始后，铁片附近产生白色絮状沉淀并持续20 min以上 3 50 mL 15 mol/L的NaOH溶液 电解开始时，铁片表面析出紫色物质，同时产生大量气泡；20 min后，紫色渐渐变浅 已知：为紫色固体，具有强氧化性，微溶于NaOH溶液，在碱性溶液中较稳定，在中性或弱酸性溶液中能与水反应生成。 【现象分析】 实验1的现象说明电解时产生了。对产生的原因进行分析及探究。 ①甲认为Fe作为阳极可直接被氧化为； ②乙认为Fe放电产生，同时放电产生，将氧化为； ③丙认为Fe放电产生，而后被溶液中溶解的氧化为； 【实验验证】 （2）设计实验2，完成表格空白处内容___________，证实丙的说法合理。被氧化为的化学方程式为___________。 （3）重复实验1，当产生较多白色絮状沉淀时，停止电解。取出铁片，除去表面附着物后测得铁片的质量减少了m g，电路中转移n mol 电子。m、n的关系为___________，进一步证实丙的观点成立。 （4）经检验，证明实验3中铁片表面析出的紫色物质为，产生的气泡为。 ①产生的电极反应式为___________。 ②小组同学推测铁电极附近放出的原因可能是电解产生的与反应产生，也可能是放电产生的。重复实验3，当铁片表面析出紫色物质时，___________(填操作与现象)，证实前者不合理，后者成立。 ③电解20 min后，紫色变浅的原因可能是___________。 【实验总结】综上，影响Fe电解产物的因素有电解时间、溶液pH、溶解氧等。 【答案】（1）抑制水解或防止水解生成沉淀（1分） AC（2分） （2）50 mL 1 mol/L的NaCl溶液(加热煮沸除去溶解氧/通入足量氮气除去溶解氧)，加植物油/苯液封（2分） （1分） （3）m=28n（2分） （4） （2分） 停止电解，铁片表面的紫色物质不消失，不再产生气泡，无红褐色沉淀产生 （2分） 电解进行一段时间后，溶液中浓度减小，碱性减弱，与水发生反应（2分） 【分析】某小组同学以铁为阳极，实验探究反应条件对Fe电解产物的影响。通过控制变量法研究不同条件下铁作为阳极时的电解产物，实验1电解开始时，铁片附近溶液迅速变为黄色并出现红褐色浑浊Fe(OH)3，10 min后，出现灰绿色沉淀；20 min后，产生较多Fe(OH)2白色絮状沉淀；实验2的现象是“电解开始后，铁片附近产生白色絮状沉淀并持续20 min以上”。白色絮状沉淀是。为了使能够稳定存在而不被迅速氧化，需要创造一个无氧或低氧的环境；实验3电解开始时，铁片表面析出紫色物质，Fe失去电子后结合OH-生成，以此解答。 【解析】（1）在水溶液中会发生水解反应：+ +，配制一定物质的量浓度的溶液时，须先将 固体溶解在一定浓度的盐酸中，再加水稀释至所需浓度，原因是抑制或防止水解生成沉淀。容量瓶用于精确配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液；在定容时，胶头滴管用于向容量瓶中滴加蒸馏水至刻度线；锥形瓶和漏斗不是配制一定物质的量浓度溶液的必需仪器。 （2）通过控制变量法研究不同条件下铁作为阳极时的电解产物。实验2的现象是“电解开始后，铁片附近产生白色絮状沉淀并持续20 min以上”。白色絮状沉淀是。为了使能够稳定存在而不被迅速氧化，需要创造一个无氧或低氧的环境。因此，溶液a应该是50 mL 1 mol/L的NaCl溶液(加热煮沸除去溶解氧/通入足量氮气除去溶解氧)，加植物油/苯液封。被氧化为的化学方程式为：。 （3）铁片与电源正极相连为阳极，电极方程式为：Fe-2e-=Fe2+，当产生较多白色絮状沉淀时，停止电解。取出铁片，除去表面附着物后测得铁片的质量减少了m g，n(Fe)=，转移电子，=n，则m=28n。 （4）①实验3中铁片表面析出的紫色物质为，Fe失去电子后结合OH-生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：； ②要证明O2是由OH-放电产生，而不是由与H2O反应产生。可以通过停止电解，观察是否还会产生O2，操作与现象：重复实验3，当铁片表面析出紫色物质时，停止电解，铁片表面的紫色物质不消失，不再产生气泡，无红褐色沉淀产生，证实前者不合理，后者成立； ③电解20 min后，紫色变浅的原因可能是电解进行一段时间后，溶液中浓度减小，碱性减弱，与水发生反应。 18．（14分）我国科学家开发的光催化剂硒化锌(ZnSe，不溶于水)，可实现人工光合作用，某科研团队设计一种以锌矿(主要成分是ZnS，含FeS2、CuS、NiS、SiO2等)为原料制备ZnSe的工艺流程如图。 已知：i：“堆浸”时金属硫化物均转化为硫酸盐；ii：pH过高时，FeOOH沉淀会转化为吸附性较强的胶体。 （1）传统用“灼烧”法将锌矿转化为金属氧化物，再酸浸。新工艺采用细菌“堆浸”，为提高“堆浸”速率，可采取的措施为_______(填序号)。 A．延长堆浸时间 B．将锌矿粉碎 C．大幅升温 D．将锌矿充分暴露 （2）“除铁”时需控制溶液pH为3.2左右。如果pH过高会导致溶液中的含量降低，其原因可能是___________。 （3）流程中①和②的操作名称分别为___________、___________。 （4）回收镍时，用锌粉直接置换速率极慢，现在多采用“锑盐净化法”，在酸性含溶液中同时加入锌粉和得到金属Ni和Sb的混合物，该混合物可表示为NiSb，形成NiSb的离子方程式为___________________。 （5）反萃液“净化”后的“滤液”加入阴极室内进行“电沉积”可得到纯锌，电解原理如图所示。 ①图中“离子交换膜”为______(填“阴”或“阳”)离子交换膜； ②阳极的电极反应式为___________。 （6）反萃液“净化”后的“滤液”可通过进一步反应，制备得到半导体材料硒化锌，其晶胞结构如下图左所示。与Zn原子最近且等距离的Zn原子有_____个。请在下图右方框中补全沿x轴方向晶胞投影图_______。 【答案】（1）BD（2分） （2）溶液中会转化为Zn(OH)2沉淀， FeOOH沉淀会转化成胶体，胶体会吸附（2分） （3）过滤 （1分） 分液（1分） （4）（2分） （5） 阴（1分） （2分） （6）12（1分） （2分） 【分析】向锌矿(主要成分为ZnS，含有FeS2、CuS、NiS、SiO2等)中加入野外细菌堆浸，金属硫化物转化为硫酸盐，SiO2不反应，堆浸渣中含有SiO2等难溶物，堆浸液中含有硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸锌等物质；加入过氧化氢氧化亚铁离子，利用氢氧化钠除铁得到FeOOH；加入适量锌粉置换出铜，过滤，滤液中加入有机相萃取剂萃取Zn2+，分液得到的有机相经过反萃取获得含有ZnSO4的反萃液，最后电解反萃液提取金属锌，据此分析回答。 【解析】（1）A．延长堆浸时间，只能增加浸出总量，无法提高单位时间内的堆浸数量，A错误； B．将锌矿粉碎可以增大反应物间的接触面积，能提高堆浸速率，B正确； C．大幅升温会降低细菌活性甚至杀灭细菌，无法提高堆浸速率，C错误； D．将锌矿充分暴露可以增大锌矿与细菌的接触面积，能提高堆浸速率，D正确； 故选BD； （2）“除铁”时pH过高会转化为沉淀，由生成的沉淀会转化为吸附性较强的胶体，胶体也会吸附，以上因素均会导致的含量降低； （3）由分析可知，“置换铜”后应过滤除去杂质铜，所得滤液加入萃取剂后，应通过分液分离出水相和有机相； （4）回收镍时，在酸性含的溶液中同时加入锌粉和得到金属Ni和Sb的混合物，根据描述确定出反应物与生成物，可得形成的离子方程式：； （5）①该电解池中，阴极发生反应，为维持电荷平衡，需通过交换膜向阳极移动，故该离子交换膜为阴离子交换膜；②阳极区为稀硫酸溶液，故阳极发生反应：； （6） 在一个晶胞结构中，一个顶点的原子周围有3个面心的原子与它最近且等距，则在完整的晶体结构中，与一个原子最近且等距的原子有12个；由晶胞示意图可知，硒化锌晶胞沿x轴方向的晶胞投影图为：。 19．（14分）氮及其化合物在生产生活中有重要作用。请回答下列问题： （1）已知： 化学键 键能() 946 436 391 193 则反应  ______，该反应______(填“高温自发”、“低温自发”、“任意条件均自发”或“不能自发”)。 （2）化学链气化是新的污泥处理方式，该方法首先将污泥中的氮元素转化为和，再用将两种气体转化为等气体排放。某研究小组对此方法进行了实验室模拟： 在密闭容器中充入和足量的，在恒温恒压条件下发生反应，平衡时测得容器内压强为，混合气体的平均摩尔质量为。 ①此反应的压强平衡常数______(压强平衡常数是将各物质的分压代入平衡常数关系式中，分压=总压×物质的量分数)。 ②下列有关说法正确的是______。 A．是反应的催化剂，反应前后的质量和性质不变 B．的转化反应为： C．若①中容器内气体密度不变，说明反应已达到平衡状态 D．升高温度时，气体平均摩尔质量减小，则反应的 ③容器内固体中含铁元素的物质的质量分数与反应时间的关系如图1所示，其中曲线②表示的物质是______(填“”、“”或“”)。 （3）电催化转化是指在铑()电极表面将转化为的一种方法，此方法可避免直接破坏而消耗大量能量，反应原理如图2所示。薄膜电极是______(填“阴极”或“阳极”)，若步骤⑤转移了电子，则此步生成的体积为______L(标准状况下)。 【答案】（1） +61 （2分） 不能自发（2分） （2） （2分） BC （2分） （2分） （3）阴极（2分） 22.4（2分） 【解析】（1）断裂反应物中的化学键吸收的能量为；形成生成物中的化学键释放的能量为，故。该反应的气体分子数减小，；又因，所以任意温度下，反应不能自发； （2）设平衡时该反应的反应进度为，则、、，气体总物质的量为。由平均摩尔质量得，解得。平衡时三种气体的物质的量分别为、和，故、、，所以。反应开始时固体中只有，其质量分数由较大值逐渐减小，对应曲线①；中间产物先生成后继续被还原，质量分数先增大后减小，对应曲线②；最终生成的Fe质量分数逐渐增大，对应曲线③。 A．是反应物，反应过程中被还原而消耗，并非催化剂，A错误； B．所给反应中C、H、N、O和Fe的原子数均守恒，且电子得失守恒，可以表示该转化，B正确； C．设气体平均摩尔质量为M，恒温恒压时气体密度满足；由可知气体平均摩尔质量随反应进度增大而增大，密度不是化学计量不变量，密度不再变化可说明反应达到平衡，C正确； D．气体平均摩尔质量随正反应进度增大而增大；升高温度后平均摩尔质量减小，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，故正反应的，D错误； 故选BC。 （3）图中含氮中间体在Rh薄膜电极表面连续得到电子并被还原，因此该电极为阴极。反应⑤为3N2H2=2NH3+2N2，每转移4 mol电子，生成2 mol NH3(标准状况下)，转移2 mol电子，生成，标准状况下体积为22.4L。 20．（14分） 镍氨配合物在催化剂、电化学传感器、电镀工业等方面有潜在的应用价值。某兴趣小组根据所学铜氨配合物的制备和相关性质来探究镍氨配合物的制备及其性质。 I．准备溶液 （1）配制的溶液，需要用电子天平(精度)称量()的质量为___________。 （2）配制的溶液，下列仪器必须用到的是___________(填标号)。 Ⅱ．探究镍氨配合物的制备 （3）小组分别通过实验ⅰ和ⅱ来制备镍氨配合物。 实验 操作 现象 ⅰ 向溶液中逐滴加入氨水 先产生绿色沉淀，后得到深蓝色透明溶液 ⅱ 取氢氧化镍固体于试管中，加入氨水 滴加氨水时溶液略变蓝，但沉淀未见明显溶解 ①实验ⅰ中绿色沉淀溶解的离子方程式为___________。 ②对比实验ⅰ和ⅱ，小组成员A提出猜想体系中存在可促进镍氨配离子的生成。据此设计了实验ⅲ： 实验 操作 现象 ⅲ 取氢氧化镍固体于试管中，加入氨水后，同时加入适量___________(填化学式)固体，振荡 绿色沉淀完全溶解，得到。深蓝色溶液 ③小组成员B则认为绿色沉淀溶解是溶液中和氨水共同作用的结果。据此补充设计了实验iv： 实验 操作 现象 ⅳ 取氢氧化镍固体和适量实验iii所用的固体于试管中，加入蒸馏水，振荡 ___________ 结合上述实验设计和现象，证明小组成员B的观点正确。 Ⅲ．探究镍氨配合物的性质 （4）小组成员C将制得的深蓝色晶体配成的电镀液，设计了铁件镀镍的电镀实验：简述该方案___________。 （5）在电镀工艺中，配离子溶液具备改善镀层外观等功能，使镀层更光亮更均匀。为了验证这一观点，设计了如下铁件镀镍的电镀实验： 实验 操作 现象 ⅴ 电镀液选用的配离子溶液 电镀一段时间后，取出待镀铁件观察到②___________，证明上述观点正确 ⅵ 电镀液选用①___________(填试剂) 【答案】（1）2.600（1分） （2）④⑥⑦（2分） （3）(任写一个)（2分） （1分） 绿色沉淀几乎没有溶解（2分） （4）把铁件与直流电源的负极相连，镍片与直流电源的正极相连；将两极平行浸入的电镀液中，通电一段时间后观察镀件表面发生的变化（2分） （5）的溶液 （2分） 实验ⅴ所得铁件表面比实验ⅵ更光亮（2分） 【解析】（1），； （2）配制100mL一定物质的量浓度的溶液，主要步骤为计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。其中溶解在烧杯（⑥）中进行，并用玻璃棒（④）搅拌；定容时需要向100mL容量瓶中加水至接近刻度线，再用胶头滴管（⑦）滴加至刻度线。因此，所给仪器中必须用到的是④⑥⑦。 （3）①绿色沉淀为，与过量氨水反应生成六氨合镍配离子，绿色沉淀溶解的离子方程式为：(任写一个)； ②实验目的是探究可否促进镍氨配离子的生成，加入的固体应含且阴离子不能引入新杂质（体系含），故应加入适量； ③实验iv为验证只有没有氨水时，沉淀不能溶解，从而证明“和氨水共同作用”，实验iv中只有、、蒸馏水，无氨水，故现象为：绿色沉淀几乎没有溶解； （4）电镀原理为：待镀金属作阴极，纯镍片作阳极，电解液为溶液；实验方案为：把铁件与直流电源的负极相连，镍片与直流电源的正极相连；将两极平行浸入的电镀液中，通电一段时间后观察镀件表面发生的变化； （5）实验v（配离子电解液）镀层光亮均匀，实验 vi 为对照组（无氨简单镍盐），电镀液选用的溶液；为了验证配离子溶液具备改善镀层外观等功能，使镀层更光亮更均匀的观点，实验现象应为：实验ⅴ所得铁件表面比实验ⅵ更光亮。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第七章 化学反应与能量（综合训练） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Cl 35.5 Cu 64 一、选择题：本题共16个小题，共44分。第1～10小题，每小题2分；第11～16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．化学促进了“文物科学化”。下列说法错误的是 A．工作人员常用乙醇擦拭油画表面的油膜，是利用“相似相溶”原理 B．将青铜器置于干燥氮气环境中，可有效抑制电化学腐蚀 C．用稀盐酸清洗含有污渍的汉代陶俑，可有效去除白色斑块 D．古籍纸张的主要成分为纤维素，具有耐酸碱腐蚀的性质 2．建设美丽乡村，守护中华家园，衣食住行皆化学。下列说法中错误的是 A．制造“C919”飞机机身的材料碳纤维属于新型无机非金属材料 B．放置较久的红薯比新挖红薯甜，与葡萄糖的水解有关 C．用水清洗后的铁锅出现铁锈，原因是潮湿环境中铁锅发生电化学腐蚀 D．屠呦呦团队用乙醚从青蒿中提取青蒿素，采用了萃取的方法 3．我国最新研发的海洋气象漂流观测仪备受瞩目，其上部安装有太阳能电池板以供气象仪工作，水下装备刷油漆和安装锌块。下列说法正确的是 A．刷油漆和钢铁表面发蓝处理的目的相同 B．太阳能电池与原电池的工作原理相同 C．安装锌块的保护法为外加电流法 D．锌块为负极，电极反应式为 4．用下列装置(图中部分夹持装置略)进行相应实验，不能达到实验目的的是 A．收集Cl2 B．萃取碘水中的碘 C．验证吸氧腐蚀 D．除去CO2中的HCl 5．将溶液和混合溶液滴在铁片表面，一段时间后，下列说法正确的是 A．电子流向：a→铁片→b B．a处发生反应： C．液滴内部为正极区，可观察到蓝色沉淀 D．液滴边缘是负极区，电极材料是铁片中的碳 6．光荣属于劳动者，幸福属于劳动者。下列劳动项目与所述的化学知识均正确并且有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 亲自动手制作肥皂 油脂在碱性条件下发生皂化反应 B 炒完菜洗干净铁锅并擦干 主要是防止铁锅在空气中发生析氢腐蚀 C 检测家用自来水中是否含 用稀硫酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子 D 制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C 维生素C作为抗氧化剂，具有氧化性 7．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法错误的是 A．a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀 B．a、b两处具有相同的电极反应式： C．b处的溶液pH增大 D．一段时间后，左侧液面低于右侧液面 8．支撑海港码头基础的防腐技术的工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助电极。下列有关叙述中错误的是 A．a为负极，b为正极 B．该防腐技术为外加电流法 C．通电后使钢制管桩表面的腐蚀电流接近零 D．高硅铸铁是作为牺牲阳极材料发挥作用的 9．下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 浓硫酸能使蔗糖炭化变黑 浓硫酸具有吸水性 B 向溶液中滴加KSCN溶液无明显现象，再通入少量后溶液变红 具有氧化性 C 轮船的船体镶铜块可防止船体腐蚀 牺牲阳极法可以防止金属腐蚀 D 可用于制造光导纤维 是酸性氧化物 10．厌氧腐蚀是指在缺乏氧气的深层潮湿土壤中，存在的硫酸盐还原菌会附着在钢管表面能加速钢铁的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法错误的是 A．负极的电极反应式： B．正极的电极反应式： C．厌氧细菌可促使与H2反应生成S2-，加速钢管的腐蚀 D．厌氧腐蚀属于化学腐蚀 11．根据下列实验操作对应的现象得出的结论正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将氯气通入含酚酞的溶液 溶液红色褪去 具有漂白性 B 取粉末少许配成溶液，加入硝酸酸化的氯化钡溶液 产生白色沉淀 已变质 C 在一块除去铁锈的生铁片上面滴一滴含有酚酞的食盐水，静置2~3 min 溶液边缘出现红色 铁片上发生了吸氧腐蚀 D 往溶液中滴加溶液，再加入少量固体 溶液先变成血红色后无明显变化 与的反应不可逆 12．碳钢作为海洋工程中的常见材料，其电化学腐蚀过程易受微生物影响。某碳钢在混合微生物介质中的腐蚀机理如图所示。下列说法错误的是 A．a区为负极区 B．b区的电极反应为： C．菌a、菌b参与的转化过程，铁元素不一定均被氧化 D．图中附着于碳钢的混合菌会加速碳钢的腐蚀 13．为满足电池实际应用的要求，可以设计开放的不对称流动系统(如图)，使用双极膜(可将水解离成和，并分别向两极迁移)来维持两侧电解质不同的。下列说法不正确的是 A．放电时，由双极膜移向电极 B．放电时，正极的电极反应式为 C．充电时，每生成时双极膜中解离水 D．放电时和充电时，电极的电势均高于电极 14．“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合高效制的方法，装置如图所示。部分反应机理为：。下列说法正确的是 A．电解过程中，电子流动方向为A→a→b→B B．电解时通过阴离子交换膜向a极区移动 C．相同电量下理论产量是传统电解水的2倍 D．b上的电极反应： 15．催化剂(Ⅱ)的应用，使电池的研究取得了新的进展。电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如下图所示。 下列说法错误的是 A．充电时，Li+由C电极向Li电极迁移 B．每消耗0.7g Li，对应消耗CO2的体积为2.24L(折合成标准状况) C．由历程可知，放电时，正极反应为 D．、、都是正极反应的中间产物 16．中国科学院化学研究所韩步布兴课题组，以草酸和硝酸盐为原料(以和分别为氮源和碳源)，实现了电催化C-N偶联制备甘氨酸，原理如图1。在直流电源作用下，双极膜可将解离为和，并向两极迁移。催化电极可促进和的迁移，机制如图2。下列说法正确的是 A．催化电极为阳极，发生还原反应 B．步骤ⅲ是偶联制备甘氨酸的决速步骤 C．步骤ⅴ的方程式为 D．每得1 mol甘氨酸，步骤ⅰ与步骤（1）中转移电子数之比为2：5 2、 非选择题：本题共4个小题，共56分。 17．（14分）Ⅰ．铁及其化合物在生产生活中有重要应用。 （1）配制一定物质的量浓度的溶液时，须先将固体溶解在一定浓度的盐酸中，再加水稀释至所需浓度，原因是___________。配制过程需要用到的仪器有___________。 A．            B．            C．            D． Ⅱ．某小组同学以铁为阳极，实验探究反应条件对Fe电解产物的影响。 回答下列问题： 【实验过程】 序号 装置 溶液a 现象 1 50 mL 1 mol/L的NaCl溶液 电解开始时，铁片附近溶液迅速变为黄色并出现红褐色浑浊；10 min后，出现灰绿色沉淀；20 min后，产生较多白色絮状沉淀 2 ___________ 电解开始后，铁片附近产生白色絮状沉淀并持续20 min以上 3 50 mL 15 mol/L的NaOH溶液 电解开始时，铁片表面析出紫色物质，同时产生大量气泡；20 min后，紫色渐渐变浅 已知：为紫色固体，具有强氧化性，微溶于NaOH溶液，在碱性溶液中较稳定，在中性或弱酸性溶液中能与水反应生成。 【现象分析】 实验1的现象说明电解时产生了。对产生的原因进行分析及探究。 ①甲认为Fe作为阳极可直接被氧化为； ②乙认为Fe放电产生，同时放电产生，将氧化为； ③丙认为Fe放电产生，而后被溶液中溶解的氧化为； 【实验验证】 （2）设计实验2，完成表格空白处内容___________，证实丙的说法合理。被氧化为的化学方程式为___________。 （3）重复实验1，当产生较多白色絮状沉淀时，停止电解。取出铁片，除去表面附着物后测得铁片的质量减少了m g，电路中转移n mol 电子。m、n的关系为___________，进一步证实丙的观点成立。 （4）经检验，证明实验3中铁片表面析出的紫色物质为，产生的气泡为。 ①产生的电极反应式为___________。 ②小组同学推测铁电极附近放出的原因可能是电解产生的与反应产生，也可能是放电产生的。重复实验3，当铁片表面析出紫色物质时，________(填操作与现象)，证实前者不合理，后者成立。 ③电解20 min后，紫色变浅的原因可能是___________。 【实验总结】综上，影响Fe电解产物的因素有电解时间、溶液pH、溶解氧等。 18．（14分）我国科学家开发的光催化剂硒化锌(ZnSe，不溶于水)，可实现人工光合作用，某科研团队设计一种以锌矿(主要成分是ZnS，含FeS2、CuS、NiS、SiO2等)为原料制备ZnSe的工艺流程如图。 已知：i：“堆浸”时金属硫化物均转化为硫酸盐；ii：pH过高时，FeOOH沉淀会转化为吸附性较强的胶体。 （1）传统用“灼烧”法将锌矿转化为金属氧化物，再酸浸。新工艺采用细菌“堆浸”，为提高“堆浸”速率，可采取的措施为_______(填序号)。 A．延长堆浸时间 B．将锌矿粉碎 C．大幅升温 D．将锌矿充分暴露 （2）“除铁”时需控制溶液pH为3.2左右。如果pH过高会导致溶液中的含量降低，其原因可能是___________。 （3）流程中①和②的操作名称分别为___________、___________。 （4）回收镍时，用锌粉直接置换速率极慢，现在多采用“锑盐净化法”，在酸性含溶液中同时加入锌粉和得到金属Ni和Sb的混合物，该混合物可表示为NiSb，形成NiSb的离子方程式为___________________。 （5）反萃液“净化”后的“滤液”加入阴极室内进行“电沉积”可得到纯锌，电解原理如图所示。 ①图中“离子交换膜”为______(填“阴”或“阳”)离子交换膜； ②阳极的电极反应式为___________。 （6）反萃液“净化”后的“滤液”可通过进一步反应，制备得到半导体材料硒化锌，其晶胞结构如下图左所示。与Zn原子最近且等距离的Zn原子有_____个。请在下图右方框中补全沿x轴方向晶胞投影图_______。 19．（14分）氮及其化合物在生产生活中有重要作用。请回答下列问题： （1）已知： 化学键 键能() 946 436 391 193 则反应  ______，该反应______(填“高温自发”、“低温自发”、“任意条件均自发”或“不能自发”)。 （2）化学链气化是新的污泥处理方式，该方法首先将污泥中的氮元素转化为和，再用将两种气体转化为等气体排放。某研究小组对此方法进行了实验室模拟： 在密闭容器中充入和足量的，在恒温恒压条件下发生反应，平衡时测得容器内压强为，混合气体的平均摩尔质量为。 ①此反应的压强平衡常数______(压强平衡常数是将各物质的分压代入平衡常数关系式中，分压=总压×物质的量分数)。 ②下列有关说法正确的是______。 A．是反应的催化剂，反应前后的质量和性质不变 B．的转化反应为： C．若①中容器内气体密度不变，说明反应已达到平衡状态 D．升高温度时，气体平均摩尔质量减小，则反应的 ③容器内固体中含铁元素的物质的质量分数与反应时间的关系如图1所示，其中曲线②表示的物质是______(填“”、“”或“”)。 （3）电催化转化是指在铑()电极表面将转化为的一种方法，此方法可避免直接破坏而消耗大量能量，反应原理如图2所示。薄膜电极是______(填“阴极”或“阳极”)，若步骤⑤转移了电子，则此步生成的体积为______L(标准状况下)。 20．（14分） 镍氨配合物在催化剂、电化学传感器、电镀工业等方面有潜在的应用价值。某兴趣小组根据所学铜氨配合物的制备和相关性质来探究镍氨配合物的制备及其性质。 I．准备溶液 （1）配制的溶液，需要用电子天平(精度)称量()的质量为___________。 （2）配制的溶液，下列仪器必须用到的是___________(填标号)。 Ⅱ．探究镍氨配合物的制备 （3）小组分别通过实验ⅰ和ⅱ来制备镍氨配合物。 实验 操作 现象 ⅰ 向溶液中逐滴加入氨水 先产生绿色沉淀，后得到深蓝色透明溶液 ⅱ 取氢氧化镍固体于试管中，加入氨水 滴加氨水时溶液略变蓝，但沉淀未见明显溶解 ①实验ⅰ中绿色沉淀溶解的离子方程式为___________。 ②对比实验ⅰ和ⅱ，小组成员A提出猜想体系中存在可促进镍氨配离子的生成。据此设计了实验ⅲ： 实验 操作 现象 ⅲ 取氢氧化镍固体于试管中，加入氨水后，同时加入适量___________(填化学式)固体，振荡 绿色沉淀完全溶解，得到。深蓝色溶液 ③小组成员B则认为绿色沉淀溶解是溶液中和氨水共同作用的结果。据此补充设计了实验iv： 实验 操作 现象 ⅳ 取氢氧化镍固体和适量实验iii所用的固体于试管中，加入蒸馏水，振荡 ___________ 结合上述实验设计和现象，证明小组成员B的观点正确。 Ⅲ．探究镍氨配合物的性质 （4）小组成员C将制得的深蓝色晶体配成的电镀液，设计了铁件镀镍的电镀实验：简述该方案___________。 （5）在电镀工艺中，配离子溶液具备改善镀层外观等功能，使镀层更光亮更均匀。为了验证这一观点，设计了如下铁件镀镍的电镀实验： 实验 操作 现象 ⅴ 电镀液选用的配离子溶液 电镀一段时间后，取出待镀铁件观察到②___________，证明上述观点正确 ⅵ 电镀液选用①___________(填试剂) / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $