第四章 化学反应与电能单元测试 基础题-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章化学反应与电能单元测试基础题解析版 一、选择题（每题3分，共42分） 1. (P102第1题变形)有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是 (1) (2) (3) (4) a极质量减小， b极质量增加 b极有气体产生， c极无变化 d极溶解，c极 有气体产生 电流从a极 流向d极 A．d>a>b>c B．b>c>d>a C．a>b>c>d D．a>b>d>c 2.(P121第11题变形)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．如图所示的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，可以减慢钢铁输水管的损耗 3.（P104实验4-2）下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是（ ） A. a为负极，b为正极 B. a为阳极，b为阴极 C. 电解过程中，d电极质量增加 D. 电解过程中，氯离子浓度不变 4．(P110第5题变形)粗铜中含有锌、铁、金、银等杂质，通过电解法将其精炼，下列说法不正确的是( ) A．粗铜与电源的正极相连发生氧化反应：Cu-2e－= Cu2+ B．精铜作为阴极材料，不参与电极反应，电解过程中逐渐变粗 C．用CuSO4作电解质溶液，电解过程中CuSO4溶液浓度略减小 D．锌、铁、金、银等杂质沉积在阳极周围，成为阳极泥 5.（P107图4-13变形） 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示（电极均为石墨电极）。下列说法正确的是 A．M为电源的负极 B．通电使氯化钠发生电离 C．电解一段时间后，阴极区pH降低 D．产物之一的NaOH从d口获得 6.(P114图4-24，P115图4-28) 金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH- C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 7．（P114实验4-4）表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图B)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图B中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．图B中铁钉上的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 D．图A中，会出现蓝、红、蓝三个色块 8. (P103第6题变形)普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，碱性锌锰电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是 A．碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- B．普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境，形成闭合回路 C．碱性锌锰电池的密封性更好，能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象 D．两种干电池中的金属外壳都作电池的负极，只是最终产物不同 9. (P103第5题变形)甲醇燃料电池其反应原理如图所示，该燃料电池工作时，下列说法正确的是 A．该电池工作时实现了电能转化为化学能 B．该电池中电极a是负极 C．电极b的反应式为：O2-4e-+4H+=2H2O D．当外电路通过电子0.2mol时，消耗空气约为2.24L 10.（P120第10题变形） 双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－。利用双极膜电渗析法和惰性电极电解食盐水可获得淡水、NaOH溶液和盐酸，其工作原理如下图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是(　　) A．M为阳离子交换膜 B．出口2的产物是盐酸 C．若去掉双极膜(BP)，阳极室会有Cl2生成 D．电路中每转移1 mol电子，两极共得到0.5 mol 气体 11. 自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 提高反应温度，可同时提高产物P1和P2的平衡产率 B. 相同时间内两种产物的物质的量：n(P1)＜n(P2) C. 使用催化剂，增加了单位体积内反应物的活化分子百分数，提高反应转化率。 D. 该历程中正反应最大的活化能为186.19kJ·mol-1 12. 硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题，甲酸(HCOOH)在纳米级Pd表面分解为活性H2和CO2，再经下列历程实现NO3-的催化还原，进而减少污染。已知Fe(II)、Fe(III)表示Fe3O4中二价铁和三价铁。下列说法正确的是 A. Fe3O4没有参与该循环历程 B. HCOOH分解时，碳氢键和氧氢键发生了断裂 C. NO2-是NO3-催化还原过程的催化剂 D. 在整个历程中，每1molH2可还原1 mol NO3- 13. 一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀 B.b点时，c(Cl-)＝c(CrO42-)，Ksp(AgCl)＝Ksp(Ag2CrO4) C.Ag2CrO4+2Cl-⇌2AgCl+CrO42-的平衡常数K＝107.9 D.向浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl、Na2CrO4混合溶液滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀 14. 常温常压下，H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如图，如δ(H2S)=。已知：H2S饱和溶液浓度约为0.1mol·L-1， Ksp(PbS)=10-27.90,KA1(H2SO3)=10-1.9,KA2(H2SO3)=10-7.29。下列说法正确的是 A. 向Na2S溶液中通入过量SO2的反应为S2-+2SO2+2H2O=H2S+2HSO3— B.H2S+S2-⇌2HS-的平衡常数K＜1.0×105 C. 忽略S2-的二级水解，0.01mol·L-1Na2S溶液中c(OH-)＞c(S2-) D. 向c(Pb2+)=0.01mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和，所得溶液中c(Pb2+)＞c(H+) 姓名 ，班级 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 二、非选择题（共58分） 15.(每空2分，共16分)某小组学生研究常见的金属腐蚀现象，分析其原理．按要求回答下列问题． （1）[P112实验4-3-（2）]甲同学设计如图所示对比实验。 当a中滴入CuSO4溶液后，观察到其中产生气泡的速率较b中的　　　　　 　　　。 其原因是　　　　　　　　 　　　　　　　　。 （2）[P112实验4-3-（1）]乙同学将锥形瓶内壁用酸化的饱和食盐水润洗后，放入混合均匀的铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时用压强传感器测得锥形瓶内压强的变化，如图所示。①0～t1时，碳粉表面生成的气体为　　　　　　　　。 ②t1～t2时，碳粉表面发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③0～t2电化学腐蚀过程中，铁极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）丙同学研读如下一次性保暖贴说明书，并分析暖贴工作原理。 品名：一次性保暖贴主要成分：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂产品性能：平均温度55℃，最高温度63℃，发热时间12小时以上 ④写出使用暖贴时的1个注意事项：　　　　　　　　　　　　　　　　。 ⑤食盐的作用为　　　　　　　　 ⑥当暖贴放热结束时，铁粉转化成的物质中可能含有　　　　　　　　。 16.(每空2分，共14分)化学与能源、材料、化工等领域紧密联系，应用广泛。 （1）(P110第6题变形)用电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72-）时，以铁板作防阴极、阳极，处理过程中发生反应，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。已知溶度积常数： Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，Ksp[Fe(OH)3]= 2.8×10-39，Ksp[Cr(OH)3]= 6.4×10-31。 溶液中离子浓度小于或等于1×10-5mol·L-1时，认为该离子已完全沉淀。 已知：，，lg2≈0.30, lg3≈0.48,lg5≈0.70，lg6≈0.77，lg7≈0.85, 友情提示：可以估算。 ①电解时阳极反应方程式为： ②电解时溶液中发生Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,电解过程中废水的pH （填“变大”“变小”“不变”） ③溶液中Fe3+沉淀完毕时，溶液的pH约为 ④电解的某一时刻c(Fe2+)=0.001 mol·L-1，c(Fe3+)= 0.03mol·L-1，c(Cr3+)= 0.01mol·L-1，这一时间段内，最先产生的沉淀是 （2）高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。下图所示是高铁电池的模拟实验装置。 ⑤该电池放电时正极产生Fe(OH)3沉淀，正极电极反应为　　　　　　　。 ⑥盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向　　　　　　　(填“左”或“右”)移动； ⑦下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有　　　　　　　。 17.(每空2分，共14分) 水溶液中的平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛的应用。按要求回答下列问题： Ⅰ．已知：常温下，部分弱酸的电离常数如表。 化学式 H2SO3 H2S H2CO3 CH3COOH 电离常数K Ka1=1.4×10-2 Ka1=1.1×10-7 Ka1=4.5×10-7 Ka=1.75×10-5 Ka2=6.0×10-8 Ka2=1.3×10-13 Ka2=4.7×10-11 （1）常温下，pH相同的CH3COONa、NaHS、Na2SO3、NaHCO3四种溶液中溶质物质的量浓度最大的是　　　　　　　　（填化学式，下同）溶液； （2）等浓度的(NH4)2SO3、(NH4)2CO3溶液中NH4+物质的量浓度较小的是　　　　　　　　溶液；（3）下列微粒能大量共存的是________（填标号）。 A.CO32-、HSO3— B.HCO3—、HSO3— C. HCO3—、SO32- D. H2SO3、HCO3— Ⅱ．在生活、生产和科学研究中，人们常运用盐类水解来解决实际问题。 （4）TiO2的化学性质非常稳定，是一种白色颜料，广泛用于涂料、橡胶和造纸等工业。写出用TiCl4制备TiO2·xH2O的化学方程式：　　　　　　　　 。 （5）泡沫灭火器的灭火原理是灭火时能喷射出大量二氧化碳及泡沫，它们能黏附在可燃物上使可燃物与空气隔绝，达到灭火的目的，写出相关反应的离子方程式：　　　　　　　　。 Ⅲ．镍基合金是一种适宜制造涡轮喷气发动机叶片的重要材料，某科研团队用红土镍矿（主要成分为NiO，还含有FeO、Fe2O3、SiO2、MgO）来制取金属镍，工艺流程如下： 已知：Ka(HF)=6.3×10-4，Ksp(MgF2)=9.0×10-11,溶液中离子浓度小于或等于 1×10-5mol·L-1时，认为该离子已完全沉淀。 （6）用MgO调pH时发生的离子反应的离子方程式： 。 （7）若“沉镁”步骤中需将2L0.02mol·L-1的Mg2+完全沉淀，则加入NaF(s)的质量至少为　　　　　　　　g（忽略溶液体积的变化）。 18. 空间站处理CO2的一种重要方法是对CO2进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步： Ⅰ．固态胺吸收与浓缩CO2：在水蒸气存在下固态胺吸收CO2反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应)，再解吸出CO2的简单方法是加热。 Ⅱ．CO2的加氢甲烷化H2还原CO2制CH4的部分反应如下： ⅰ．CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ∆H1=+41 kJ·mol-1 ⅱ．CO(g)+3H2(g) ⇌CH4(g)+H2O(g) ∆H2=−246 kJ·mol-1 （1）反应CO2(g)+4H2(g) ⇌CH4(g)+2H2O(g)的∆H=___________ kJ·mol-1. （2）向恒容绝热的密闭容器中充入a molCO、2amolH2，进行反应ⅱ。该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。 a．容器中混合气体密度不变 b．混合气体中c(CH4)与c(H2O)之比不变 c．v正(H2)=3v逆(H2O) d．容器内温度不变 Ⅲ．CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。对于上述(1)的反应，催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下，相同时间内，CO2转化率和CH4选择性随温度变化的关系如图1、图2： （3）对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是___________，使用的合适温度为___________。 （4）控制起始时投料比=4，p=1 atm。恒容容器中若只发生反应ⅰ、ⅱ，平衡时各组分的物质的量分数随温度的变化关系如图3. ①随投料比增大，CO2的转化率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②图3中代表CH4的曲线是___________(填“a”、“b”或“c”)；温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明此条件下，反应___________(填“ⅰ”或“ⅱ”)化学平衡常数大，反应完全。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章化学反应与电能单元测试基础题解析版 一、选择题（每题3分，共42分） 1. (P102第1题变形)有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是 (1) (2) (3) (4) a极质量减小， b极质量增加 b极有气体产生， c极无变化 d极溶解，c极 有气体产生 电流从a极 流向d极 A．d>a>b>c B．b>c>d>a C．a>b>c>d D．a>b>d>c 〖答案〗A 〖解析〗 由实验1中a极质量减小、b极质量增加，可知a为原电池负极、b为正极，金属活泼性a>b；实验2中未构成原电池，b极有气体、c极无变化，得活泼性b>c；实验3中d极溶解、c极有气体，得d为负极、c极为正极，故活泼性d>c；实验4中电流从a极流向d极，电流由正极流向负极，故d为负极、a极为正极，故活泼性d>a；综合得金属活动性顺序为d>a>b>c，A正确； 故答案选A。 2.(P121第11题变形)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．如图所示的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，可以减慢钢铁输水管的损耗 〖答案〗B 〖解析〗 钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，受到保护。 A．钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，电流由钢铁制品经过导线流向Mg，A错误； B．镁作负极，Mg失去电子生成Mg2+，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，OH-移向负极与Mg2+作用生成Mg(OH)2，在潮湿的环境中Mg2+会水解转化为Mg(OH)2，B正确； C．Mg为活泼金属，可作为牺牲阳极，则将Mg与钢铁输水管相连是用牺牲阳极法保护钢铁输水管，C错误； D．Fe比Ag活泼，若选用Ag作为导体，Ag与钢铁制品形成原电池，钢铁输水管为负极，会加快钢铁制品的损耗，D错误； 故选B。 3.（P104实验4-2）下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是（ ） A. a为负极，b为正极 B. a为阳极，b为阴极 C. 电解过程中，d电极质量增加 D. 电解过程中，氯离子浓度不变 〖答案〗C 〖解析〗 A．根据电流方向可知a为正极，b为负极，故A错误； B．根据电流方向可知a为正极，b为负极，故B错误； C．根据电流方向可知a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极，电解过程中，d电极铜离子得到电子变为铜单质，质量增加，故C正确； D．电解过程中，c极氯离子失去电子变为氯气，因此浓度减小，故D错误； 综上所述，答案为C。 4．(P110第5题变形)粗铜中含有锌、铁、金、银等杂质，通过电解法将其精炼，下列说法不正确的是( ) A．粗铜与电源的正极相连发生氧化反应：Cu-2e－= Cu2+ B．精铜作为阴极材料，不参与电极反应，电解过程中逐渐变粗 C．用CuSO4作电解质溶液，电解过程中CuSO4溶液浓度略减小 D．锌、铁、金、银等杂质沉积在阳极周围，成为阳极泥 〖答案〗D 〖解析〗 电解法精炼粗铜时，阴极(纯铜)的电极反应式：Cu2++2e－=Cu(还原反应)，含有其他活泼金属原子放电，阳极(粗铜)的电极反应式：Cu-2e－=Cu2+(氧化反应)，相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。 A．粗铜与电源的正极相连发生失电子的氧化反应：Cu-2e－= Cu2+，故A正确； B．铜作为阴极材料，不参与电极反应，电极反应式：Cu2++2e－=Cu(还原反应)，电解过程中不断生成铜，使材料逐渐变粗，故B正确； C．根据上述分析可知，用CuSO4作电解质溶液，电解过程中会形成阳极泥，根据电子转移数守恒可知，消耗的铜离子会略大于生成的铜离子，即CuSO4溶液浓度略减小，故C正确； D．相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥，如金、银等金属杂质，但锌、铁会以离子形式存在于溶液中，故D错误； 故选D。 5.（P107图4-13变形） 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示（电极均为石墨电极）。下列说法正确的是 A．M为电源的负极 B．通电使氯化钠发生电离 C．电解一段时间后，阴极区pH降低 D．产物之一的NaOH从d口获得 〖答案〗D 〖解析〗 A．左侧电极生成Cl2，发生失电子的氧化反应为阳极，阳极应与电源正极相连，故M为电源正极，A错误； B．NaCl在水溶液中本身就会发生电离产生自由移动的离子，通电的作用是使离子定向移动发生电极反应，并非使氯化钠电离，B错误； C．阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，反应生成OH-，阴极区pH升高，C错误； D．阴极区生成OH-，Na+通过阳离子交换膜移向阴极区，二者结合生成，故产物NaOH从d口获得，D正确； 故答案选D。 6.(P114图4-24，P115图4-28) 金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH- C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 〖答案〗B 〖解析〗 A．图1为牺牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金属，其作为原电池的负极，其失去电子被氧化；图2为外加电流保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极，本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电子，如海水中的Cl-，A不正确； B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面积累的电子很多，除了海水中的H+放电外，海水中溶解的O2也会竞争放电，故可发生O2+4e-+2H2O=4OH-，B正确； C．图2为外加电流保护法，理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时保护效果最好；腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若外加电压保持恒定不变，则不能保证抵消腐蚀电流，不利于提高对钢闸门的防护效果，C不正确； D．图1当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明钢闸门被保护，钢闸门不发生化学反应，图2中当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，说明钢闸门被保护，辅助阳极上发生了氧化反应，D不正确。 7．（P114实验4-4）表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图B)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图B中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．图B中铁钉上的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 D．图A中，会出现蓝、红、蓝三个色块 〖答案〗B 〖解析〗 图A中，根据题中条件可知，形成原电池，其中铁为负极，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，铜为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；图B中，根据题中条件可知，形成原电池，其中锌作负极，电极反应式为：Zn－2e-=Zn2＋，铁作正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。 A.B中铁为正极，锌为负极，是牺牲阳极的阴极保护法，故A正确； B.图B中铁作正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故B错误； C.该装置形成原电池，所以离子在半凝固态的琼脂内可定向移动，故C正确； D.此时铁作负极，发生氧化反应，其电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀，铜作正极，其电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，生成氢氧根，所以铜电极附近变红，由于铜裹在铁的中段，所以琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块，故D正确；故选B。 8. (P103第6题变形)普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，碱性锌锰电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是 A．碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- B．普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境，形成闭合回路 C．碱性锌锰电池的密封性更好，能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象 D．两种干电池中的金属外壳都作电池的负极，只是最终产物不同 〖答案〗D 〖解析〗 A．碱性锌锰电池总反应减去负极反应Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，可得正极反应为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-，A正确； B．普通锌锰电池中NH4Cl为电解质，NH4+水解使体系呈酸性，可传导离子形成闭合回路，B正确； C．碱性锌锰电池负极材料封装在内部，外壳不参与电极反应，密封性更好，能有效避免电解液泄漏、鼓包，C正确； D．普通锌锰电池的锌外壳作负极，但碱性锌锰电池的金属外壳为钢壳，不参与电极反应，负极是内部的锌膏，并非金属外壳作负极，D错误； 故选D。 9. (P103第5题变形)甲醇燃料电池其反应原理如图所示，该燃料电池工作时，下列说法正确的是 A．该电池工作时实现了电能转化为化学能 B．该电池中电极a是负极 C．电极b的反应式为：O2-4e-+4H+=2H2O D．当外电路通过电子0.2mol时，消耗空气约为2.24L 〖答案〗B 〖解析〗 A．原电池工作时实现了化学能转化为电能，所以A错误； B．该电池中电极a是负极，电极b是正极，B正确； C．电极a是负极，反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+，电极b是正极，反应为O2+4e-+4H+=2H2O ,C不正确； D．当转移电子0.2mol时，消耗空气约为×24.5L·mol-1÷21%≈5.8L，D错误； 选B。 10.（P120第10题变形） 双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－。利用双极膜电渗析法和惰性电极电解食盐水可获得淡水、NaOH溶液和盐酸，其工作原理如下图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是(　　) A．M为阳离子交换膜 B．出口2的产物是盐酸 C．若去掉双极膜(BP)，阳极室会有Cl2生成 D．电路中每转移1 mol电子，两极共得到0.5 mol 气体 〖答案〗D 〖解析〗 图中标明了离子的移动方向，M允许Na+通过，出品1获得NaOH，N允许Cl-，出口2获得盐酸（HCl），M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜。 A．M为阳离子交换膜，A正确； B．出口2的产物是盐酸，B正确； C．若去掉双极膜(BP)，阳极室会有Cl2生成，C正确； D．电路中每转移1 mol电子，阴极室产生H2为0.5mol，阳极室产生氧气为0.25 mol，两极共得到0.75 mol ，D错误； 11. 自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 提高反应温度，可同时提高产物P1和P2的平衡产率 B. 相同时间内两种产物的物质的量：n(P1)＜n(P2) C. 使用催化剂，增加了单位体积内反应物的活化分子百分数，提高反应转化率。 D. 该历程中正反应最大的活化能为186.19kJ·mol-1 〖答案〗D 〖解析〗 A．根据图示，该反应是放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度会使平衡左移，平衡产率会降低，A错误； B．相同条件下反应需要活化能越小，则反应速率更快，故相同时间内n(P1)＞n(P2)，B错误； C．催化剂的作用是降低反应的活化能，使更多分子成为活化分子，从而增加单位体积内的活化分子百分数，不能提高反应转化率，C错误； D．根据反应历程图可知，中间产物Z变为过渡态IV，需要活化能最大，为186.19kJ·mol-1，D正确 故选D。 12. 硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题，甲酸(HCOOH)在纳米级Pd表面分解为活性H2和CO2，再经下列历程实现NO3-的催化还原，进而减少污染。已知Fe(II)、Fe(III)表示Fe3O4中二价铁和三价铁。下列说法正确的是 A. Fe3O4没有参与该循环历程 B. HCOOH分解时，碳氢键和氧氢键发生了断裂 C. NO2-是NO3-催化还原过程的催化剂 D. 在整个历程中，每1molH2可还原1 mol NO3- 〖答案〗B 〖解析〗 A．由图可知，铁元素发生了价态变化，说明Fe3O4参与了该循环历程，故A错误； B．由信息可知，HCOOH分解为H2和CO2，说明HCOOH分解时，碳氢键和氧氢键发生了断裂，而后形成了碳氧双键，故B正确； C．由图可知，在整个历程中，NO3-先被还原为NO2-，NO2-再被还原为N2，则NO2-是反应的中间产物，不是催化剂，故C错误； D．在整个历程中，Fe3O4为催化剂，H2作还原剂，将NO3-最终转化为N2，根据得失电子守恒1molH2可还原0.4 mol NO3-，故D错误； 答案选B。 13. 一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀 B.b点时，c(Cl-)＝c(CrO42-)，Ksp(AgCl)＝Ksp(Ag2CrO4) C.Ag2CrO4+2Cl-⇌2AgCl+CrO42-的平衡常数K＝107.9 D.向浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl、Na2CrO4混合溶液滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀 〖答案〗C 〖解析〗 A.a点在两曲线右上方，对应的c(Ag+)·c(Cl-)<Ksp(AgCl)，c2(Ag+)·c(CrO42-)<Ksp(Ag2CrO4)，故不会生成沉淀，A错误； B.b点时，c(Cl-)＝c(Cr O42-)，且c(Ag+)相等，但两沉淀的溶度积表达式不同，Ksp(AgCl)≠Ksp(Ag2CrO4)，B错误； C.该反应的平衡常数K＝＝107.9，C正确； D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8 mol·L-1和10-5.35 mol·L-1，说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低，先产生AgCl沉淀，D错误。 14. 常温常压下，H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如图，如δ(H2S)=。已知：H2S饱和溶液浓度约为0.1mol·L-1，Ksp(PbS)=10-27.90,KA1(H2SO3)=10-1.9,KA2(H2SO3)=10-7.29。下列说法正确的是 A. 向Na2S溶液中通入过量SO2的反应为S2-+2SO2+2H2O=H2S+2HSO3— B.H2S+S2-⇌2HS-的平衡常数K＜1.0×105 C. 忽略S2-的二级水解，0.01mol·L-1Na2S溶液中c(OH-)＞c(S2-) D. 向c(Pb2+)=0.01mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和，所得溶液中c(Pb2+)＞c(H+) 〖答案〗C 〖解析〗 A．向Na2S溶液中通入过量SO2，S2-与SO2发生氧化还原反应2S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4HSO3—，A错误； B．由H2S的电离H2S⇌HS-+H+，HS-⇌S2-+H+，结合图像可知，随pH增大，H2S浓度逐渐减小、HS-的浓度先增大后减小、S2-浓度增大，则Ka!(H2S)= =c(H+)=10-6.97，Ka2(H2S)==c(H+)=10-12.90；该反应平衡常数K===105.93＞105，B错误； C．Kh1(S2-)==10-1.1，起始c(S2-)=0.01mol·L-1，由元素守恒可知溶液中c(HS-)＜0.01mol·L-1，则有＞1，即c(OH-)＞c(S2-)，C正确； D．通入H2S气体发生反应，反应生成c(H+)≈0.02mol·L-1，该反应平衡常数K=，结合题干信息H2S饱和溶液浓度约为0.11mol·L-1，则c(Pb2+)==4×10-11.3，所以c(Pb2+)＜c(H+)，D错误； 答案选C。 二、非选择题（共58分） 15.(每空2分，共16分)某小组学生研究常见的金属腐蚀现象，分析其原理．按要求回答下列问题． （1）[P112实验4-3-（2）]甲同学设计如图所示对比实验。 当a中滴入CuSO4溶液后，观察到其中产生气泡的速率较b中的　　　　　　　　。其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）[P112实验4-3-（1）]乙同学将锥形瓶内壁用酸化的饱和食盐水润洗后，放入混合均匀的铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时用压强传感器测得锥形瓶内压强的变化，如图所示。 ①0～t1时，碳粉表面生成的气体为　　　　　　　　。 ②t1～t2时，碳粉表面发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③0～t2电化学腐蚀过程中，铁极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）丙同学研读如下一次性保暖贴说明书，并分析暖贴工作原理。 品名：一次性保暖贴主要成分：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂产品性能：平均温度55℃，最高温度63℃，发热时间12小时以上 ④写出使用暖贴时的1个注意事项：　　　　　　　　　　　　　　　　。 ⑤食盐的作用为　　　　　　　　 ⑥当暖贴放热结束时，铁粉转化成的物质中可能含有　　　　　　　　。 〖答案〗（1）快    由于发生反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu产生的Cu附着在锌粒表面，即可形成Cu-Zn稀盐酸原电池，从而加快锌和稀盐酸的反应速率      （2）① H2    ② O2+2H2O+4e-=4OH-    ③ Fe-2e-=Fe2+      （3） ④使用前需密封保存防止失效或使用过程中由于产生高温现象，故不能紧贴皮肤张贴暖宝，防止灼伤皮肤或不能随便丢弃，防止污染等。 ⑤电解质溶液，增强导电性⑥Fe(OH)2、Fe(OH)3   〖解析〗 (1)当a中滴入CuSO4溶液后，由于发生反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，产生的Cu附着在锌粒表面，形成Cu-Zn稀盐酸原电池，从而加快锌和稀盐酸的反应速率，故观察到其中产生气泡的速率较b中的快。 (2)①0～t1段压强逐渐增大，可能是发生了析氢腐蚀使气体的总物质的量增大，电极反应为：2H++2e-=H2↑，则0～t1时，碳粉表面生成的气体为H2； ②t1～t2时，容器中压强逐渐减小，说明锥形瓶中气体体积减小，一定发生了吸氧腐蚀，则t1～t2时，碳粉表面发生的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-； ③ 铁发生电化学腐蚀时，铁作负极，其电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，即0～t2电化学腐蚀过程中，铁极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。 (3)根据保暖贴的成分可知，铁粉和活性炭在氯化钠溶液中形成原电池，铁做负极，碳做正极，铁发生吸氧腐蚀，铁电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，碳极的电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，总反应为：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，铁发生吸氧腐蚀放出热量，据此分析解题：④ 由分析可知，使用暖贴时的注意事项为：使用前需密封保存防止失效或使用过程中由于产生高温现象，故不能紧贴皮肤张贴暖宝，防止灼伤皮肤或不能随便丢弃，防止污染等； ⑤由分析可知，暖贴发热时，正极材料为活性炭，食盐的作用为电解质溶液，增强导电性； ⑥由分析可知，暖宝工作原理的总反应为：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，且Fe(OH)2具有还原性，很容易被空气中的O2氧化，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故当暖贴放热结束时，铁粉转化成的物质中可能含有Fe(OH)2、Fe(OH)3。 16..(每空2分，共14分)化学与能源、材料、化工等领域紧密联系，应用广泛。 （1）(P110第6题变形)用电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72-）时，以铁板作防阴极、阳极，处理过程中发生反应，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。已知溶度积常数： Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，Ksp[Fe(OH)3]= 2.8×10-39，Ksp[Cr(OH)3]= 6.4×10-31。 溶液中离子浓度小于或等于1×10-5mol·L-1时，认为该离子已完全沉淀。 已知：，，lg2≈0.30, lg3≈0.48,lg5≈0.70，lg6≈0.77，lg7≈0.85,友情提示：可以估算。 ①电解时阳极反应方程式为： ②电解时溶液中发生Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,电解过程中废水的pH （填“变大”“变小”“不变”） ③溶液中Fe3+沉淀完毕时，溶液的pH约为 ④电解的某一时刻c(Fe2+)=0.001 mol·L-1，c(Fe3+)= 0.03mol·L-1，c(Cr3+)= 0.01mol·L-1，这一时间段内，最先产生的沉淀是 （2）高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。下图所示是高铁电池的模拟实验装置。 ⑤该电池放电时正极产生Fe(OH)3沉淀，正极电极反应为　　　　　　　。 ⑥盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向　　　　　　　(填“左”或“右”)移动； ⑦下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有　　　　　　　。 〖答案〗（1）①Fe-2e-=Fe2+ ②变大 ③2.8或3.0④ Fe(OH)3 （2）⑤FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH— ⑥右 ⑦放电时间长，工作电压稳定 〖解析〗 （1）①阳极反应为：Fe-2e-=Fe2+，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH- ②阴极生成OH-，溶液发生Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，所以pH变大。 ③Fe3+为沉完时c(OH-)==×10—11 mol·L-1≈0.6×10—11 mol·L-1，pH=14-pOH=14-（12-0.8）=2.8≈3。 也可不考虑系数，直接用指数估算。 c(OH-)=-1≈10—11 mol·L-1， pH=14-pOH=14-11=3。 ④Fe(OH)2开始沉淀时： c(OH-)==7×10-7.5。 pH=14-pOH=14-（7.5-0.85）=6.65。 Fe(OH)3开始沉淀时： c(OH-)=≈5×10—13 mol·L-1， pH=14-pOH=14-（13-0.7）=1.7 Cr(OH)3开始沉淀时： c(OH-)==4×10—10mol·L-1， pH=14-pOH=14-（10-0.6）=3.6 所以最先产生Fe(OH)3沉淀。 也可不考虑系数，直接用指数估算。 Fe(OH)2开始沉淀时： c(OH-)=10-7。 pH=14-pOH=14-7=7。 Fe(OH)3开始沉淀时： c(OH-)=≈10—12.3mol·L-1， pH=14-pOH=14-12.3=1.7 Cr(OH)3开始沉淀时： c(OH-)=≈10—9.7mol·L-1， pH=14-pOH=14-9.7=4.3 （2）⑤根据装置图，锌为负极，石墨为正极，正极发生还原反应，K2FeO4中铁元素显+6价，具有强氧化性，得电子生成氢氧化铁，正极电极式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH—。 ⑥ 根据原电池工作原理，氯离子向负极移动，即向右移动。 ⑦ 由高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线图可知，高铁电池的优点是放电时间长，工作电压稳定。 17.(每空2分，共14分) 水溶液中的平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛的应用。按要求回答下列问题： Ⅰ．已知：常温下，部分弱酸的电离常数如表。 化学式 H2SO3 H2S H2CO3 CH3COOH 电离常数K Ka1=1.4×10-2 Ka1=1.1×10-7 Ka1=4.5×10-7 Ka=1.75×10-5 Ka2=6.0×10-8 Ka2=1.3×10-13 Ka2=4.7×10-11 （1）常温下，pH相同的CH3COONa、NaHS、Na2SO3、NaHCO3四种溶液中溶质物质的量浓度最大的是　　　　　　　　（填化学式，下同）溶液； （2）等浓度的(NH4)2SO3、(NH4)2CO3溶液中NH4+物质的量浓度较小的是　　　　　　　　溶液；（3）下列微粒能大量共存的是________（填标号）。 A.CO32-、HSO3— B.HCO3—、HSO3— C. HCO3—、SO32- D. H2SO3、HCO3— Ⅱ．在生活、生产和科学研究中，人们常运用盐类水解来解决实际问题。 （4）TiO2的化学性质非常稳定，是一种白色颜料，广泛用于涂料、橡胶和造纸等工业。写出用TiCl4制备TiO2·xH2O的化学方程式：　　　　　　　　 。 （5）泡沫灭火器的灭火原理是灭火时能喷射出大量二氧化碳及泡沫，它们能黏附在可燃物上使可燃物与空气隔绝，达到灭火的目的，写出相关反应的离子方程式：　　　　　　　　。 Ⅲ．镍基合金是一种适宜制造涡轮喷气发动机叶片的重要材料，某科研团队用红土镍矿（主要成分为NiO，还含有FeO、Fe2O3、SiO2、MgO）来制取金属镍，工艺流程如下： 已知：Ka(HF)=6.3×10-4，Ksp(MgF2)=9.0×10-11,溶液中离子浓度小于或等于1×10-5mol·L-1时，认为该离子已完全沉淀。 （6）用MgO调pH时发生的离子反应的离子方程式： 。 （7）若“沉镁”步骤中需将2L0.02mol·L-1的Mg2+完全沉淀，则加入NaF(s)的质量至少为　　　　　　　　g（忽略溶液体积的变化）。 〖答案〗（1）CH3COONa （2）(NH4)2CO3 （3）BC     （4）TiCl4+(x-2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl      （5）Al3++3HCO3—=Al(OH)3↓+3CO2↑      （6）MgO+2H+=Mg2++H2O (7)3.612 〖解析〗 （1）弱酸的酸性越弱，对应阴离子的水解程度越强，相同pH下盐溶液的溶质浓度越小。相同pH下盐溶液的溶质浓度越大，对应酸酸性越强，根据表格可知CH3COONa、NaHS、Na2SO3、NaHCO3四种盐中对应的酸分别为CH3COOH、H2S、HSO3—、H2CO3，四种溶液酸性最强的是醋酸，故物质的量浓度最大的是CH3COONa。 （2）SO32-水解程度比CO32-弱，CO32-水解对NH4+水解的促进作用更强，因此等浓度的(NH4)2SO3、(NH4)2CO3溶液中NH4+物质的量浓度较小的是(NH4)2CO3。 （3）下列微粒能大量共存的是BC A．酸性：HSO3—＞HCO3—，CO32-与HSO3—反应：HSO3—+ CO32-= HCO3—+SO32-，故不能大量共存，A不符合题意； B．HCO3—、HSO3—之间不反应，可以大量共存，B符合题意； C．酸性：H2CO3＞HSO3—＞HCO3—，HCO3—与SO32-之间不发生反应，可大量共存，C符合题意； D．酸性：H2SO3＞H2CO3， HCO3—与H2SO3之间反应生成CO2和HSO3—，不能大量共存，D不符合题意； 故选BC。 (4) TiO2的化学性质非常稳定，是一种白色颜料，广泛用于涂料、橡胶和造纸等工业。写出用TiCl4制备TiO2·xH2O的化学方程式：TiCl4+(x-2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl。 (5) 泡沫灭火器的灭火原理是灭火时能喷射出大量二氧化碳及泡沫，它们能黏附在可燃物上使可燃物与空气隔绝，达到灭火的目的，写出相关反应的离子方程式：Al3++3HCO3—=Al(OH)3↓+3CO2↑。 （6）用MgO调pH时发生的离子反应的离子方程式：MgO+2H+=Mg2++H2O。 （7）溶液中的Mg2+完全沉淀，有c(Mg2+)≤1.0×10-5mol·L-1，根据Ksp(MgF2)=c(Mg2+)·c2(F-)，可得此时c(F-)==3.0×10-3mol·L-1，2L溶液中含有n(Mg2+)=0.02 mol·L-1×2L=0.04mol，生成MgF2消耗的氟离子物质的量为0.04mol×2=0.08mol，平衡时溶液中剩余的氟离子的物质的量为3.0×10-3mol·L-1×2L=6.0×10-3mo，因此共需要NaF的物质的量为0.08mol+0.006mol=0.086mol。 NaF的最小质量为0.086mol×42g·mol-1=3.612g。 18. 空间站处理CO2的一种重要方法是对CO2进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步： Ⅰ．固态胺吸收与浓缩CO2：在水蒸气存在下固态胺吸收CO2反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应)，再解吸出CO2的简单方法是加热。 Ⅱ．CO2的加氢甲烷化H2还原CO2制CH4的部分反应如下： ⅰ．CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ∆H1=+41 kJ·mol-1 ⅱ．CO(g)+3H2(g) ⇌CH4(g)+H2O(g) ∆H2=−246 kJ·mol-1 （1）反应CO2(g)+4H2(g) ⇌CH4(g)+2H2O(g)的∆H=___________ kJ·mol-1. （2）向恒容绝热的密闭容器中充入a molCO、2amolH2，进行反应ⅱ。该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。 a．容器中混合气体密度不变 b．混合气体中c(CH4)与c(H2O)之比不变 c．v正(H2)=3v逆(H2O) d．容器内温度不变 Ⅲ．CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。对于上述(1)的反应，催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下，相同时间内，CO2转化率和CH4选择性随温度变化的关系如图1、图2： （3）对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是___________，使用的合适温度为___________。 （4）控制起始时投料比=4，p=1 atm。恒容容器中若只发生反应ⅰ、ⅱ，平衡时各组分的物质的量分数随温度的变化关系如图3. ①随投料比增大，CO2的转化率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②图3中代表CH4的曲线是___________(填“a”、“b”或“c”)；温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明此条件下，反应___________(填“ⅰ”或“ⅱ”)化学平衡常数大，反应完全。 〖答案〗（每空2分）（1）-205 （2）cd （3） Ni−CeO2 320℃ （4） ①. 增大 ②. b ⅱ 〖解析〗 （1） 目标反应可由i+ii得到，故∆H =∆H1 +∆H2=+41kJ/mol+(-246) kJ/mol= -205 kJ·mol-1 （2） a．容器中混合气体密度是定值，密度不变不能说明达到平衡状态，a错误； b．混合气体中c(CH4)与c(H2O)之比是定值，始终是1：1，不能说明达到平衡状态，b错误； c．v正(H2)=3v逆(H2O)符合正逆反应速率相等，能说明达到平衡状态，c正确； d．恒容绝热的密闭容器中温度是变量，温度不变说明达到平衡状态，d正确； 故答案选cd； （3） 对比上述两种催化剂，Ni-CeO2作为催化剂时甲烷的选择性高，工业上应选择的催化剂是Ni-CeO2，320℃时转化率高选择性大，使用的合适温度为320℃； （4） ①随投料比增大，氢气过量，CO2的转化率增大；②对于反应（1）来说，升高温度，反应逆向移动，H2的物质的量分数增大，CH4和H2O的物质的量分数减小，且CH4和H2O的物质的量分数之比为1：2，故图中a、b、c代表的物质分别为H2O、CH4、H2；温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明CO几乎完全反应，化学平衡常数越大，反应越完全，则反应ii的化学平衡常数大。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章化学反应与电能单元测试基础题解析版 一、选择题（每题3分，共42分） 1. (P102第1题变形)有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下，由此可判断这四种金属的活动性顺序是 (1) (2) (3) (4) a极质量减小， b极质量增加 b极有气体产生， c极无变化 d极溶解，c极 有气体产生 电流从a极 流向d极 A．d>a>b>c B．b>c>d>a C．a>b>c>d D．a>b>d>c 2.(P121第11题变形)城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会引起这些金属制品的腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计图所示的装置。下列有关说法中正确的是( ) A．电流由Mg经过导线流向钢铁制品 B．块表面随着时间的进行，会有Mg(OH)2产生 C．如图所示的保护法是外加电流保护法 D．应选用电阻率小的导体，可以减慢钢铁输水管的损耗 3.（P104实验4-2）下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是（ ） A. a为负极，b为正极 B. a为阳极，b为阴极 C. 电解过程中，d电极质量增加 D. 电解过程中，氯离子浓度不变 4．(P110第5题变形)粗铜中含有锌、铁、金、银等杂质，通过电解法将其精炼，下列说法不正确的是( ) A．粗铜与电源的正极相连发生氧化反应：Cu-2e－= Cu2+ B．精铜作为阴极材料，不参与电极反应，电解过程中逐渐变粗 C．用CuSO4作电解质溶液，电解过程中CuSO4溶液浓度略减小 D．锌、铁、金、银等杂质沉积在阳极周围，成为阳极泥 5.（P107图4-13变形） 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示（电极均为石墨电极）。下列说法正确的是 A．M为电源的负极 B．通电使氯化钠发生电离 C．电解一段时间后，阴极区pH降低 D．产物之一的NaOH从d口获得 6.(P114图4-24，P115图4-28) 金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图： 下列说法正确的是 A．图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B．图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH- C．图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D．图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 7．（P114实验4-4）表面皿中都装有混合了饱和食盐水、酚酞和铁氰化钾溶液的琼脂，分别将缠有铜丝的铁钉(图A)和缠有锌皮的铁钉(图B)放置其中，如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图B中铁钉受锌皮保护，为牺牲阳极的阴极保护法 B．图B中铁钉上的电极反应式：2H2O+2e-=H2↑＋2OH- C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动 D．图A中，会出现蓝、红、蓝三个色块 8. (P103第6题变形)普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)，碱性锌锰电池总反应式为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是 A．碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH- B．普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境，形成闭合回路 C．碱性锌锰电池的密封性更好，能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象 D．两种干电池中的金属外壳都作电池的负极，只是最终产物不同 9. (P103第5题变形)甲醇燃料电池其反应原理如图所示，该燃料电池工作时，下列说法正确的是 A．该电池工作时实现了电能转化为化学能 B．该电池中电极a是负极 C．电极b的反应式为：O2-4e-+4H+=2H2O D．当外电路通过电子0.2mol时，消耗空气约为2.24L 10.（P120第10题变形） 双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－。利用双极膜电渗析法和惰性电极电解食盐水可获得淡水、NaOH溶液和盐酸，其工作原理如下图所示，M、N为离子交换膜。下列说法错误的是(　　) A．M为阳离子交换膜 B．出口2的产物是盐酸 C．若去掉双极膜(BP)，阳极室会有Cl2生成 D．电路中每转移1 mol电子，两极共得到0.5 mol 气体 11. 自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A. 提高反应温度，可同时提高产物P1和P2的平衡产率 B. 相同时间内两种产物的物质的量：n(P1)＜n(P2) C. 使用催化剂，增加了单位体积内反应物的活化分子百分数，提高反应转化率。 D. 该历程中正反应最大的活化能为186.19kJ·mol-1 12. 硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题，甲酸(HCOOH)在纳米级Pd表面分解为活性H2和CO2，再经下列历程实现NO3-的催化还原，进而减少污染。已知Fe(II)、Fe(III)表示Fe3O4中二价铁和三价铁。下列说法正确的是 A. Fe3O4没有参与该循环历程 B. HCOOH分解时，碳氢键和氧氢键发生了断裂 C. NO2-是NO3-催化还原过程的催化剂 D. 在整个历程中，每1molH2可还原1 mol NO3- 13. 一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。 下列说法正确的是(　　) A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀 B.b点时，c(Cl-)＝c(CrO42-)，Ksp(AgCl)＝Ksp(Ag2CrO4) C.Ag2CrO4+2Cl-⇌2AgCl+CrO42-的平衡常数K＝107.9 D.向浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl、Na2CrO4混合溶液滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀 14. 常温常压下，H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如图，如δ(H2S)=。已知：H2S饱和溶液浓度约为0.1mol·L-1，Ksp(PbS)=10-27.90,KA1(H2SO3)=10-1.9,KA2(H2SO3)=10-7.29。下列说法正确的是 A. 向Na2S溶液中通入过量SO2的反应为S2-+2SO2+2H2O=H2S+2HSO3— B.H2S+S2-⇌2HS-的平衡常数K＜1.0×105 C. 忽略S2-的二级水解，0.01mol·L-1Na2S溶液中c(OH-)＞c(S2-) D. 向c(Pb2+)=0.01mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和，所得溶液中c(Pb2+)＞c(H+) 二、非选择题（共58分） 15.(每空2分，共16分)某小组学生研究常见的金属腐蚀现象，分析其原理．按要求回答下列问题． （1）[P112实验4-3-（2）]甲同学设计如图所示对比实验。 当a中滴入CuSO4溶液后，观察到其中产生气泡的速率较b中的　　　　　　　　。其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）[P112实验4-3-（1）]乙同学将锥形瓶内壁用酸化的饱和食盐水润洗后，放入混合均匀的铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时用压强传感器测得锥形瓶内压强的变化，如图所示。 ①0～t1时，碳粉表面生成的气体为　　　　　　　　。 ②t1～t2时，碳粉表面发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③0～t2电化学腐蚀过程中，铁极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）丙同学研读如下一次性保暖贴说明书，并分析暖贴工作原理。 品名：一次性保暖贴主要成分：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂产品性能：平均温度55℃，最高温度63℃，发热时间12小时以上 ④写出使用暖贴时的1个注意事项：　　　　　　　　　　　　　　　　。 ⑤食盐的作用为　　　　　　　　 ⑥当暖贴放热结束时，铁粉转化成的物质中可能含有　　　　　　　　。 16..(每空2分，共14分)化学与能源、材料、化工等领域紧密联系，应用广泛。 （1）(P110第6题变形)用电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72-）时，以铁板作防阴极、阳极，处理过程中发生反应，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。已知溶度积常数： Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，Ksp[Fe(OH)3]= 2.8×10-39，Ksp[Cr(OH)3]= 6.4×10-31。 溶液中离子浓度小于或等于1×10-5mol·L-1时，认为该离子已完全沉淀。 已知：，，lg2≈0.30, lg3≈0.48,lg5≈0.70，lg6≈0.77，lg7≈0.85,友情提示：可以估算。 ①电解时阳极反应方程式为： ②电解时溶液中发生Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,电解过程中废水的pH （填“变大”“变小”“不变”） ③溶液中Fe3+沉淀完毕时，溶液的pH约为 ④电解的某一时刻c(Fe2+)=0.001 mol·L-1，c(Fe3+)= 0.03mol·L-1，c(Cr3+)= 0.01mol·L-1，这一时间段内，最先产生的沉淀是 （2）高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。下图所示是高铁电池的模拟实验装置。 ⑤该电池放电时正极产生Fe(OH)3沉淀，正极电极反应为　　　　　　　。 ⑥盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向　　　　　　　(填“左”或“右”)移动； ⑦下图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有　　　　　　　。 17.(每空2分，共14分) 水溶液中的平衡在生产、科研和环保等领域具有广泛的应用。按要求回答下列问题： Ⅰ．已知：常温下，部分弱酸的电离常数如表。 化学式 H2SO3 H2S H2CO3 CH3COOH 电离常数K Ka1=1.4×10-2 Ka1=1.1×10-7 Ka1=4.5×10-7 Ka=1.75×10-5 Ka2=6.0×10-8 Ka2=1.3×10-13 Ka2=4.7×10-11 （1）常温下，pH相同的CH3COONa、NaHS、Na2SO3、NaHCO3四种溶液中溶质物质的量浓度最大的是　　　　　　　　（填化学式，下同）溶液； （2）等浓度的(NH4)2SO3、(NH4)2CO3溶液中NH4+物质的量浓度较小的是　　　　　　　　溶液；（3）下列微粒能大量共存的是________（填标号）。 A.CO32-、HSO3— B.HCO3—、HSO3— C. HCO3—、SO32- D. H2SO3、HCO3— Ⅱ．在生活、生产和科学研究中，人们常运用盐类水解来解决实际问题。 （4）TiO2的化学性质非常稳定，是一种白色颜料，广泛用于涂料、橡胶和造纸等工业。写出用TiCl4制备TiO2·xH2O的化学方程式：　　　　　　　　 。 （5）泡沫灭火器的灭火原理是灭火时能喷射出大量二氧化碳及泡沫，它们能黏附在可燃物上使可燃物与空气隔绝，达到灭火的目的，写出相关反应的离子方程式：　　　　　　　　。 Ⅲ．镍基合金是一种适宜制造涡轮喷气发动机叶片的重要材料，某科研团队用红土镍矿（主要成分为NiO，还含有FeO、Fe2O3、SiO2、MgO）来制取金属镍，工艺流程如下： 已知：Ka(HF)=6.3×10-4，Ksp(MgF2)=9.0×10-11,溶液中离子浓度小于或等于1×10-5mol·L-1时，认为该离子已完全沉淀。 （6）用MgO调pH时发生的离子反应的离子方程式： 。 （7）若“沉镁”步骤中需将2L0.02mol·L-1的Mg2+完全沉淀，则加入NaF(s)的质量至少为　　　　　　　　g（忽略溶液体积的变化）。 18. 空间站处理CO2的一种重要方法是对CO2进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步： Ⅰ．固态胺吸收与浓缩CO2：在水蒸气存在下固态胺吸收CO2反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应)，再解吸出CO2的简单方法是加热。 Ⅱ．CO2的加氢甲烷化H2还原CO2制CH4的部分反应如下： ⅰ．CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ∆H1=+41 kJ·mol-1 ⅱ．CO(g)+3H2(g) ⇌CH4(g)+H2O(g) ∆H2=−246 kJ·mol-1 （1）反应CO2(g)+4H2(g) ⇌CH4(g)+2H2O(g)的∆H=___________ kJ·mol-1. （2）向恒容绝热的密闭容器中充入a molCO、2amolH2，进行反应ⅱ。该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。 a．容器中混合气体密度不变 b．混合气体中c(CH4)与c(H2O)之比不变 c．v正(H2)=3v逆(H2O) d．容器内温度不变 Ⅲ．CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。对于上述(1)的反应，催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下，相同时间内，CO2转化率和CH4选择性随温度变化的关系如图1、图2： （3）对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是___________，使用的合适温度为___________。 （4）控制起始时投料比=4，p=1 atm。恒容容器中若只发生反应ⅰ、ⅱ，平衡时各组分的物质的量分数随温度的变化关系如图3. ①随投料比增大，CO2的转化率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②图3中代表CH4的曲线是___________(填“a”、“b”或“c”)；温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明此条件下，反应___________(填“ⅰ”或“ⅱ”)化学平衡常数大，反应完全。 学科网（北京）股份有限公司 $