周周练16 第四章 化学反应与电能 单元检测（周测）化学人教版选择性必修1

周周练16 （范围：第四章 化学反应与电能 单元检测 限时：60分钟 总分：100分） 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 B D B C B B D D D D C C C A D D 二、非选择题：本题共4小题，共52分。 17．（10分）（除标明外，每空2分） （1）Ⅰ（1分） （2）（1分） （3）阳（1分） （4） （5）Cu（1分） 14 CuO 18．（11分）（除标明外，每空2分） （1）a→b NaHCO3（1分） （2）n（1分） （3） （4）正极（1分） 19．（18分）（除标明外，每空2分） （1）正（1分） （2）A（1分） （3）B（1分） （4） （5） （1分） （1分） A（1分） 氯离子浓度降低，氢氧根可能在阳极放电生成氧气 （6） （7）0.08 g 13 20．（13分）（除标明外，每空2分） （1） 出现蓝色沉淀 （2）吸氧（1分） （3）B 锌比铁活泼，锌作负极被氧化，铁作正极被保护 （4）C 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 周周练16 （范围：第四章 化学反应与电能 单元检测 限时：60分钟 总分：100分） 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48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．随着我国能源绿色低碳转型的加快，电能需求量与日俱增。下列装置工作原理中不使用电池的是 A．全氢燃料公交车 B．陀飞轮全机械手表 C．华为长续航手机 D．无线游戏手柄 【答案】B 【解析】A．全氢燃料公交车以氢燃料电池为动力来源，工作时使用电池，A错误； B．陀飞轮全机械手表依靠发条储存的机械能驱动机芯，工作时不使用电池，B正确； C．长续航手机由可充电电池供电，工作时使用电池，C错误； D．无线游戏手柄通常由干电池或可充电电池供电，工作时使用电池，D错误； 故选B。 2．下列有关说法正确的是 A．硫酸铅蓄电池放电时负极反应式： B．轮船外壳焊上少量铜块，可以防止海轮腐蚀 C．已知：，则CO的燃烧热为 D．在电解精炼粗铜时，把粗铜与电源正极相连，纯铜与电源负极相连 【答案】D 【解析】A．铅蓄电池中Pb为负极，发生氧化反应，电极反应式为：Pb-2e-+SO=PbSO4，A错误； B．作原电池负极的金属加速被腐蚀，作原电池正极的金属被保护，铁、铜和海水构成的原电池中，铁易失电子作负极，所以加速被腐蚀，B错误； C．已知：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)ΔH=+566.0kJ·mol−1，CO的燃烧热是1molCO完全燃烧生成二氧化碳放出的能量，所以CO的燃烧热为283.0kJ·mol−1，C错误； D．电解精炼粗铜时，粗铜（阳极）连电源正极，纯铜（阴极）连负极，D正确； 故选D。 3．下列关于如图装置说法正确的是 A．装置中电子移动的途径是负极→Fe→M溶液→石墨→正极 B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁 D．若M是海水，该装置利用牺牲阳极法保护铁 【答案】B 【分析】该装置为外接电源的电解池，铁电极连接电源负极作阴极，石墨电极连接电源正极作阳极。 【解析】A．电子仅能在外电路的导线中定向移动，无法通过电解质溶液，电解质溶液依靠阴阳离子定向移动导电，所述电子移动途径错误，A错误；B．若M为溶液，阳极失电子生成，阴极水电离的得电子生成同时产生，与生成的反应可生成，因此溶液中可能有，B正确；C．石墨接电源正极作阳极，发生失电子的氧化反应，在阳极会被氧化为，且镀铁时镀件需作阴极，无法在阳极石墨上镀铁，C错误；D．该装置为有外接电源的电解池，属于外加电流的阴极保护法，牺牲阳极法是利用原电池原理的防护方法，D错误；故选B。 4．关于下列装置的说法正确的是 A．装置①中Fe电极表面产生大量气泡 B．装置①和②的正极都为Fe电极 C．装置③的电流表指针不发生偏转 D．装置④的负极反应式为： 【答案】C 【分析】①是Fe-Cu-H2SO4原电池，Fe是负极，发生反应，Cu是正极，发生反应；②是Zn-Fe-CuSO4原电池，Zn是负极，发生反应，Fe是正极，发生反应；③乙醇不是电解质溶液，所以无法导电，不是原电池；④Al-Mg-NaOH原电池，Al是负极，发生，Mg是正极，发生反应。 【解析】A．由分析可知，装置①中Fe表面不产生气泡，只能观察到Fe被消耗，A错误； B．装置①中Fe是负极，装置②中Fe是正极，B错误； C．装置③乙醇不是电解质溶液，所以无法导电，指针不偏转，C正确； D．装置④的负极是Al，反应为，D错误； 答案选C。 5．工业上用粗铜(含锌、金、银等杂质)电解精炼铜，下列说法正确的是 A．阳极为纯铜，阴极为粗铜 B．电解时，粗铜上的Ag杂质将沉积形成阳极泥 C．电子从电源负极经过阴极、电解质溶液、阳极，流回电源正极 D．若阳极溶解0.1 mol Cu，电路中转移电子数为 【答案】B 【分析】电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解质溶液为含铜离子的盐溶液。根据金属活动性顺序，的金属性强于，的金属性强于、，阳极上活泼金属优先失电子溶解，电子仅在外电路中移动，不通过电解质溶液。 【解析】A．电解精炼铜时阳极为粗铜，阴极为纯铜，A错误；B．的金属活动性弱于，电解时粗铜中、依次失电子溶解，不放电，沉积形成阳极泥，B正确；C．电子仅在外电路中移动，不能经过电解质溶液，电解质溶液依靠离子定向移动导电，C错误；D．粗铜中比活泼，优先于失电子，因此阳极溶解时，电路中转移电子数大于，D错误；故选 B。 6．下列有关电化学装置的分析正确的是 甲 乙 丙 丁 A．甲：外电路电子的运动方向为电极导线电极 B．乙：氯碱工业中电解槽的隔膜为阳离子交换膜 C．丙：氧化银电极上发生反应 D．丁：阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 【答案】B 【解析】A．甲装置中Al为负极，Mg为正极，外电路电子运动方向为电极→导线→电极，A错误； B．氯碱工业中电解槽的隔膜为阳离子交换膜，可避免与混合发生爆炸，同时防止与反应降低产物纯度，B正确； C．丙装置电解质为碱性KOH溶液，氧化银电极上发生反应为，C错误； D．丁装置电解精炼铜时，阳极中、等比活泼的金属优先放电溶解，、等金属沉积为阳极泥，阴极仅放电析出，故阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，D错误； 故选B。 7．（25-26高二上·河北衡水·期中）依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 A．电解质溶液Y是溶液 B．X电极发生的电极反应为 C．盐桥中的移向溶液 D．若两电极初始质量相等，当电路中转移0.2 mol的电子，两电极质量差28 g 【答案】D 【分析】氧化还原反应：中，Cu失去电子被氧化，作负极，Ag+得到电子被还原，在正极上参加反应，因此负极材料为Cu，正极Ag+得到电子生成Ag，因此正极的电解质溶液选择AgNO3溶液，即X为Cu，Y为AgNO3溶液； 【解析】A．由分析知，Y应为AgNO3，以提供Ag⁺参与正极反应，而A错误；B．由分析知，X电极是负极（Cu电极），发生氧化反应，电极反应为， B错误；C．盐桥中阳离子（K+）移向正极（Ag电极所在溶液，含Ag+），而非CuSO4溶液，C错误；D．转移0.2 mol电子时，负极Cu溶解0.1 mol（质量减少6.4 g），正极析出0.2 mol Ag（质量增加21.6 g），质量差为6.4 + 21.6 = 28 g，D正确；故答案选D。 8．河西走廊地区土壤盐碱化严重，兰新高铁沿线的钢结构接触网支柱长期暴露于高矿化度环境中，为防止腐蚀，工程中综合采用了多种电化学防护措施。下列说法中错误的是 A．在潮湿盐碱化土壤中，钢铁发生吸氧腐蚀，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- B．将镁合金块固定在钢支柱上，可减缓腐蚀的原理为牺牲阳极法 C．对钢支柱实施外加电流保护时，应将其与直流电源的负极相连，此时钢表面发生还原反应 D．若将钢支柱连接处用锡焊接，既节约成本又避免腐蚀 【答案】D 【解析】 A．在潮湿碱性环境中发生吸氧腐蚀，正极反应为氧气得电子生成OH⁻，反应式，A正确； B．牺牲阳极法利用活泼金属（如镁）作为原电池负极被腐蚀，保护钢铁，B正确；C．外加电流阴极保护中，钢铁连接电源负极成为阴极，阴极发生还原反应，抑制腐蚀，C正确；D．锡的金属性比铁弱，若锡层破损，铁作为原电池负极会加速腐蚀，无法“避免腐蚀”，D错误；答案选D。 9．以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。 已知：①电镀液的配方：、、、 ②催化重整反应： 下列说法错误的是 A．电镀时电极与电极相连 B．电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力 C．电极上发生的电极反应式为 D．当电极上析出镍时，理论上电极消耗的体积为 【答案】D 【分析】根据左图分析，电极b通入氧气，氧气在原电池反应中得到电子，所以通入氧气的b极是电池的正极；电极a通入CO和H2，生成产物是CO2和H2O，均失去电子，所以电极a是负极。右图属于电镀，电极c是镀层金属镍，作阳极；电极d是镀件，作阴极，据此分析。 【解析】A．电极a为熔融碳酸盐燃料电池的负极，电镀时塑料制品作阴极（电极d），阴极需连接电源负极，因此电极a与电极d相连，A正确；B．电离出的和均不参与电极反应，可增大溶液中离子浓度，增强溶液导电能力，B正确；C．催化重整反应生成和的物质的量之比为1:3，1 mol 失去2mol ，3 mol 共失去6 mol ，总失电子数为8 mol，结合熔融电解质中的反应生成和，该电极反应式满足电荷守恒、原子守恒，C正确；D．析出的物质的量，转移电子物质的量为，按比例理论上消耗的物质的量为，但选项未注明为标准状况，无法确定体积为，D错误；故答案为D。 10．现代生活离不开化学电源，下图为以溴水为载体的电池。下列说法正确的是 A．烧杯A中的石墨电极为负极 B．烧杯B中的电极反应式为 C．烧杯A中每消耗1 mol Br2，理论上烧杯B中消耗0.5 mol D．电池放电结束后，向烧杯A中通入少量O2，可使电池重新产生电流 【答案】D 【分析】烧杯B中被氧化为，反应为，发生氧化反应，为负极；烧杯A中被还原为，反应为，发生还原反应，为正极。总反应为：，据此分析。 【解析】A．烧杯A中得电子被还原，发生还原反应，为正极；烧杯B中失电子被氧化，发生氧化反应，为负极，A不符合题意； B．烧杯B中被氧化为，正确电极反应式为，B不符合题意； C．总反应可知，消耗时，消耗，C不符合题意； D．放电结束后烧杯A中生成，通入少量，发生反应，重新生成，可与烧杯B中剩余再次形成原电池，使电池重新产生电流，D符合题意； 故选D。 11．在微生物作用下电解有机废水(含)，可获得清洁能源，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电极B为正极 B．温度越高，处理有机废水的效率越高 C．阳极反应式： D．当电路中转移电子时，产生的质量为 【答案】C 【解析】A．右侧电极生成，H+发生还原反应为阴极，连接电源负极，故B为电源负极，A错误； B．反应依赖微生物催化，温度过高会使微生物蛋白质变性失活，处理效率反而下降，B错误； C．阳极上失电子被氧化为，1mol 反应共失8 mol电子，配平后反应式为，C正确； D．阴极反应为，转移2 mol电子时生成1 mol ，质量为2 g，D错误； 故选C。 12．哈尔滨工业大学研究出电解水制氢过程中降低能耗的方法，可有效催化B电极上的析氧反应(OER)，其工作原理和反应机理如图(“·”表示自由基)。下列说法中正确的是 A．电极A连光伏电池的正极 B．电解过程中，A极室的溶液质量减少 C．电极B上的催化剂是 D．OER分四步进行，各步均为还原反应 【答案】C 【分析】B电极发生析氧反应（），失电子生成，因此B是阳极，A是阴极，电解池中阴极接电源负极，阳极接电源正极。 【解析】A．由分析可知，电极A是阴极，连接光伏电池的负极，A错误； B．电解池中阳离子（）向阴极（A极）移动；A极（阴极）反应为，每转移电子，放出、同时有2 mol K+移入A极，总质量变化为，A极室质量增加，B错误； C．催化剂在反应前后结构和组成不变，根据反应机理循环图，在I过程中消耗，在最后一步IV过程中生成，为催化剂，C正确； D．四步反应均向外释放电子，说明都是失电子的氧化反应，不是还原反应，D错误； 故选C。 13．研究人员用、作电极电解浓溶液制备的装置示意图如下所示。下列说法错误的是 A．该电解过程中，溶液可循环使用 B．电极为阴极，该区域发生还原反应 C．M离子交换膜为阴离子交换膜 D．电极上的电极反应式为 【答案】C 【分析】用、作电极电解浓溶液制备的装置，在Ni电极上水得电子生成氢气，故Ni电极作阴极；Fe电极上Fe失电子生成，Fe作阳极。 【解析】A．根据分析，阴极电极反应为，阴极生成的是浓KOH溶液可循环用于阳极和中间隔室，A正确；B．根据分析，Ni作阴极，该区域发生还原反应，B正确；C．根据A项电极反应及阴极区由含少量KOH的水溶液转化为浓KOH溶液，M离子交换膜将中间隔室的移向阴极，故为阳离子交换膜，C错误；D．电极上Fe失电子生成，电极反应式为，D正确；故选C。 14．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： 下列说法不正确的是 A．图1、图2中，阳极材料均被损耗 B．图1中的电子由阳极经导线流向钢闸门 C．图2中，通电后，使钢闸门表面的腐蚀电流接近零 D．图2中，为提高对钢闸门的防护效果，保护电流应根据环境条件变化进行调整 【答案】A 【分析】图1：牺牲阳极法（原电池原理），钢闸门作正极（被保护），牺牲阳极（较活泼金属）作负极，发生氧化反应被损耗；图2：外加电流法（电解池原理），钢闸门作阴极（被保护），辅助阳极（惰性电极），不参与反应，不会被损耗。 【解析】A．图2中辅助阳极是惰性电极（如石墨），其材料不发生氧化反应、不被损耗，因此“阳极材料均被损耗”的说法错误，A错误；B．图1是原电池，电子由负极（阳极/牺牲阳极）经导线流向正极（钢闸门），B正确；C．图2中通电后，钢闸门作为阴极被保护，腐蚀电流（金属失去电子形成的电流）会被抑制，接近零，C正确；D．图2中，环境条件（如海水流速、含氧量）变化会影响腐蚀速率，调整保护电流可以让阴极保护效果维持在最佳状态，D正确；故答案选A。 15．全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法不正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜 B．放电时，b极为正极 C．充电时，隔膜两侧溶液浓度均减小 D．理论上，每减少1 mol，总量相应增加2 mol 【答案】D 【分析】b电极反应涉及/，则a电极反应涉及/Fe．a电极的电极反应式为，失电子发生氧化反应，a电极为负极，b电极的电极反应式为，得电子发生还原反应，b电极为正极； 【解析】A．图中和/只在两极内循环，没有跨膜移动，故隔膜应为阴离子交换膜，A不符合题意； B．由分析可知，放电时b电极为正极，B不符合题意； C．充电时，阳极反应式为，阴极反应式为，两侧溶液中浓度均减小，C不符合题意； D．由分析可知，正极每减少1 mol，生成1 mol，转移1 mol电子，负极反应消耗0.5 mol，生成0.5 mol，总量增加1.5 mol，D符合题意； 故选D。 16．相同金属在不同浓度的盐溶液中可形成浓差电池。如图所示是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)的装置，可以制得、、、NaOH。[已知：溶液A为1 L 1 溶液；溶液B为1 L 4 溶液，当溶液A、B中相同时即停止放电]。下列说法正确的是 A．电池放电过程中Ag（1）为正极 B．a电极为电解池阴极，电极反应式为 C．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可生成0.75 mol 【答案】D 【分析】浓差电池为同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池，溶液B浓度大，故Ag（2）为正极，电极反应为，Ag（1）为负极，电极反应为，溶液B中的硝酸根离子由右池透过阴离子交换膜进入左池。a极与正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，硫酸根离子透过交换膜c进入阳极区(a区)，故c为阴离子交换膜，b极与负极相连为阴极，电极反应式为，钠离子透过交换膜d进入阴极区(b区)故d为阳离子交换膜。 【解析】A．据分析，Ag（2）为正极，电极反应式为，A错误；B．a极与正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应式为，B错误；C．a附近阳离子增加，b附近阴离子增加，因此硫酸根离子进入a、钠离子进入b，故c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜、阳离子交换膜，C错误；D．浓差电池中左右两边溶液中浓度相同时，电池停止工作，溶液A中，溶液B中，放电时A中增加，B中减少，当物质的量为时，停止放电，此时B中减少4 mol-2.5 mol=1.5 mol，电路中转移电子数为1.5 mol，由a极电极反应式可知共生成1.5 mol ，即0.75 mol ，D正确；故选D。 二、非选择题：本题共4小题，共52分。 17．（10分）某实验小组同学利用如图所示装置对电化学原理进行了探究活动。该装置工作时，回答下列问题： （1）属于原电池的为装置_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 （2）盐桥中的往_______(填“”或“”)溶液方向迁移。 （3）石墨为_______(填“正”“负”“阳”或“阴”)极。 （4）Pt电极上的电极反应式为_______。 （5）工作一段时间后： ①装置Ⅰ中，当_______(填“Cu”或“Ag”)电极质量减轻3.2 g时，两电极的质量相差_______g(反应前两电极质量相等)。 ②若要使装置Ⅱ溶液恢复至原来的浓度，可向溶液中加入适量的_______(填化学式)。 【答案】（除标明外，每空2分） （1）Ⅰ（1分） （2）（1分） （3）阳（1分） （4） （5）Cu（1分） 14 CuO 【分析】根据图示，装置Ⅰ为带盐桥的原电池；Cu的活泼性大于Ag，Cu为原电池负极、Ag为原电池正极，盐桥中阴离子向负极迁移、阳离子向正极迁移；装置Ⅱ与原电池连接，装置Ⅱ为电解池，Pt电极与原电池负极相连，Pt为阴极，石墨电极与电池正极相连，石墨电极为阳极。 【解析】（1）根据图示，装置Ⅰ为带盐桥的原电池，属于原电池的为装置Ⅰ。 （2）Cu为原电池负极、Ag为原电池正极，原电池中阴离子向负极迁移、阳离子向正极迁移，盐桥中的往溶液方向迁移。 （3）装置Ⅱ与原电池连接，装置Ⅱ为电解池，石墨电极与电池正极相连，石墨电极为阳极。 （4）Pt电极与原电池负极相连，Pt为阴极，Pt电极上铜离子得电子发生还原反应生成铜，电极反应式为； （5）①装置Ⅰ中，Cu为原电池负极，发生反应，当Cu电极质量减轻3.2 g时，电路中转移0.1mol电子，正极发生反应Ag++e-=Ag，正极生成银的质量为0.1mol×108g/mol=10.8g，两电极的质量相差(3.2+10.8)=14g(反应前两电极质量相等)。 ②装置Ⅱ阳极放出氧气、阴极生成铜单质，若使溶液恢复至原来的浓度，可向溶液中加入适量CuO。 18．（11分）电化学处理CO2将其转化为其他化学产品，是一种减缓温室效应并综合利用CO2的方法。回答下列问题： Ⅰ．原电池法：通过“溶解”水中的CO2，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图1所示。 （1）①原电池工作时，电子经导线由___________(填“a→b”或“b→a”)，刚开始b极区的电极反应式为___________。 ②一段时间后，b极区溶液中析出少量固体为___________(填化学式)。 Ⅱ．电解法：电解还原CO2的方法如图2所示，其中电解质溶液为稀硫酸，电极均为惰性电极。 （2）电解池工作时，H+通过阳离子膜移向___________极(填“m”或“n”)。 （3）若阴极还原产物只有C2H4，当阳极区溶液质量减少36 g时，产生C2H4的物质的量为___________。 Ⅲ．中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx，以电化学方法制备甲醇，总反应为：CO2+3H2=CH3OH+H2O。 （4）①电极b为电源的___________(填“正极”或“负极”)。 ②生成CH3OH的电极反应式为___________。 【答案】（除标明外，每空2分） （1）a→b NaHCO3（1分） （2）n（1分） （3） （4）正极（1分） 【解析】（1）①观察图1，左侧电极a是金属钠（Na），钠是活泼金属，容易失去电子发生氧化反应，因此a极为原电池的负极。右侧电极b是石墨，通入和，并有产生，说明在此处发生还原反应，因此b极为原电池的正极。 在原电池中，电子从负极经外电路流向正极。所以电子由a极流向b极，即 a→b。b 极区发生还原反应。根据图示，反应物有、，产物有和。水得到电子生成，同时转化为，电极反应式可写为：； ②在原电池工作时，负极a失去电子变成，由于中间是钠超离子导体，会从负极区迁移到正极（b极）区。在 b 极区，不断生成，同时有迁入，溶液中和浓度增加，当的浓度达到饱和时，由于其溶解度相对较小，会析出固体。 （2）观察图2，电极m处转化为和，发生氧化反应：，所以电极m是阳极。电极n处通入产生电化学还原产物，发生还原反应，所以电极n是阴极。在电解池中，阳离子向阴极移动。因此，通过阳离子膜从阳极区（m极侧）移向阴极区（n极侧）。 （3）阳极（电极 m）的电极反应式为，阳极区溶液质量的减少包含两部分：一是生成的逸出，二是生成的通过阳离子膜迁移到了阴极区。设阳极反应转移了电子。生成的物质的量为，其质量为，迁移的的物质的量为，其质量为，阳极区溶液减少的总质量为，已知阳极区溶液质量减少36 g，则，解得，即电路中转移了电子，阴极（电极 n）将还原为，中碳的化合价为+4，中碳的化合价为-2，生成1 mol 共转移电子数为 阴极电极反应式为：，根据电子守恒，转移4 mol电子时，产生的物质的量为。 （4）①左侧电极（惰性电极 1）通入的是， 得到电子转化为进入导体，惰性电极1是阴极，右侧电极（惰性电极 2）是阳极，电极b为电源的正极； ②惰性电极2通入，并且有从电解质传导过来。结合 并失去电子生成和，结合电荷守恒和原子守恒，电极反应式为：。 19．（18分）海洋资源丰富，为充分利用海洋资源，沿海化工厂常进行联合生产，下图是化工厂联合生产的简易装置图。 （1）装置Ⅱ是系统运行的启动电源，则Mg为______极，请写出Al电极的反应式______。 （2）D装置进行粗铜精炼，粗铜为电极_______(A．电极3，B．电极4)。 （3）E装置进行铁片镀铜，铁片为电极_______(A．电极5，B．电极6)。 （4）装置Ⅰ为系统运行后的动力电源，请写出CH4电极工作时的电极反应_______。 （5）C装置1、2两个电极上产生的气体分别是_______和_______，在实际电解时有少量O2产生，则电解产生的_______1。电解产生O2的原因是_______。 A．>    B．<    C．= （6）无氧气生成时，实际1电极上的气体也会变少，主要是发生了副反应_______(请写离子方程式)。 （7）若电极6的质量改变了1.28 g，则装置Ⅰ中消耗的甲烷的质量为_______；C池溶液是400 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变，气体完全逸出)，则通电后，溶液的pH为_______(常温)。 【答案】（除标明外，每空2分） （1）正（1分） （2）A（1分） （3）B（1分） （4） （5） （1分） （1分） A（1分） 氯离子浓度降低，氢氧根可能在阳极放电生成氧气 （6） （7）0.08 g 13 【解析】（1）①装置Ⅰ为原电池，通入氧气一极为正极，装置Ⅱ为原电池，Al一极与Ⅰ正极相连，故Al一极为负极，则Mg一极为正极； ②Al一极为负极，Al失去电子，结合电解质溶液为碱性，可写出方程式为：； （2）C、D、E装置相互串联，电解池D进行粗铜精炼，根据串联规律，电极3为阳极，粗铜应为电极3，为A； （3）E为电解池，要进行铁片镀铜，根据串联规律，电极6为阴极，为铁片,为B； （4）甲烷中的碳发生氧化反应，失去电子得到二氧化碳，但电解质溶液为碱性，故生成碳酸根，电极反应式为：； （5）①②C为电解池，电极1为阳极，电极2为阴极，电解食盐水时，阳极产生氯气，阴极产生氢气； ③理论上电解产生的=1:1，电解时在阳极产生少量O2，导致氯气的量减少，实际比例大于1； ④当放电时间过长时，氯离子浓度降低，氢氧根可能在阳极放电生成氧气； （6）水中的氢离子放电生成氢气，留下氢氧根，氯气可能和氢氧根反应，导致1电极上的气体也会变少，反应为：； （7）①E为电解池，电极6为阴极，进行铁片镀铜，则增加到质量为铜的质量，铜的物质的量为，则整个电路中转移0.04mol电子，消耗1mol甲烷转移8mol电子，故消耗甲烷，质量为； ②电解食盐水的总反应为：，电路中转移0.04mol电子时，生成0.04mol氢氧根，氢氧根浓度为，常温下对应pH为13。 20．（13分）研究钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀对金属的防腐有重要意义。 （1）如图1所示装置探究金属的腐蚀与防护条件，将缠有铜丝的铁钉放入某溶液中(已知：遇溶液会生成蓝色沉淀)。 ①如果培养皿中是饱和氯化钠溶液，其中滴有少量酚酞，则铜丝周围的溶液出现红色，相关电极反应式为_______。 ②如果培养皿中是的盐酸，其中滴有少量溶液，则铁钉表面的现象是_______。 （2）如图2装置研究弱酸性环境中金属腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内压强和空气中氧气的体积分数随时间变化如图3所示，则之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀。 （3）金属的防腐有多种方法。 ①下列金属防护的方法不合理的是_______。 A．对健身器材涂油漆以防止生锈 B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈 C．把钢铁制成不锈钢可防止铁的腐蚀 D．钢铁闸门与电源的负极相连，可起到保护作用 ②富锌涂料是使用广泛的防锈底漆，涂层中锌对钢铁保护的原理是_______。 ③金属阳极钝化是一种电化学防护方法.将作阳极置于溶液中通直流电，一定条件下，钝化形成致密氧化膜，试写出该阳极的电极反应式_______。 （4）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是_______。 A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液的变大 C．铁电极上的电极反应式为： D．每生成标准状况下消耗 【答案】（除标明外，每空2分） （1） 出现蓝色沉淀 （2）吸氧（1分） （3）B 锌比铁活泼，锌作负极被氧化，铁作正极被保护 （4）C 【解析】（1）①培养皿中为饱和NaCl溶液，滴有酚酞。铁钉与铜丝形成原电池，铁较活泼为负极，铜为正极。正极发生吸氧腐蚀：，生成的OH-使铜丝周围酚酞变红； ②如果培养皿中是的盐酸，其中滴有少量溶液，铁钉为负极，发生氧化反应：，Fe2+与 [Fe(CN)6]3-反应生成蓝色沉淀； （2）图3显示t1~t2时间内，氧气体积分数下降，压强下降，吸氧腐蚀消耗O2，导致压强减小；析氢腐蚀产生H2，压强增大，因此主要发生吸氧腐蚀； （3）①A、C、D 均合理（涂油漆、制成不锈钢、牺牲阳极的阴极保护法）；B：机械转动部位不宜刷油漆，油漆易磨损脱落，且影响润滑； ②锌比铁活泼，在腐蚀原电池中锌作负极被氧化，铁作正极被保护（牺牲阳极的阴极保护法）； ③Fe作阳极，在H2SO4溶液中通直流电，发生氧化反应生成 Fe3O4：； （4）锌为负极，被氧化生成；铁为正极，发生析氢反应（）； A．氨水浓度越大，越易形成配合物，腐蚀趋势越大，A正确； B．总反应：，反应生成OH-，溶液pH增大，B正确； C．铁电极上发生还原反应，电极反应应为，C错误； D．生成224 mL H2（0.01 mol）转移0.02 mol e⁻，消耗Zn 0.01 mol，D正确； 故选 C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 周周练16 （范围：第四章 化学反应与电能 单元检测 限时：60分钟 总分：100分） 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48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．随着我国能源绿色低碳转型的加快，电能需求量与日俱增。下列装置工作原理中不使用电池的是 A．全氢燃料公交车 B．陀飞轮全机械手表 C．华为长续航手机 D．无线游戏手柄 2．下列有关说法正确的是 A．硫酸铅蓄电池放电时负极反应式： B．轮船外壳焊上少量铜块，可以防止海轮腐蚀 C．已知：，则CO的燃烧热为 D．在电解精炼粗铜时，把粗铜与电源正极相连，纯铜与电源负极相连 3．下列关于如图装置说法正确的是 A．装置中电子移动的途径是负极→Fe→M溶液→石墨→正极 B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁 D．若M是海水，该装置利用牺牲阳极法保护铁 4．关于下列装置的说法正确的是 A．装置①中Fe电极表面产生大量气泡 B．装置①和②的正极都为Fe电极 C．装置③的电流表指针不发生偏转 D．装置④的负极反应式为： 5．工业上用粗铜(含锌、金、银等杂质)电解精炼铜，下列说法正确的是 A．阳极为纯铜，阴极为粗铜 B．电解时，粗铜上的Ag杂质将沉积形成阳极泥 C．电子从电源负极经过阴极、电解质溶液、阳极，流回电源正极 D．若阳极溶解0.1 mol Cu，电路中转移电子数为 6．下列有关电化学装置的分析正确的是 甲 乙 丙 丁 A．甲：外电路电子的运动方向为电极导线电极 B．乙：氯碱工业中电解槽的隔膜为阳离子交换膜 C．丙：氧化银电极上发生反应 D．丁：阳极减少的质量与阴极增加的质量相等 7．（25-26高二上·河北衡水·期中）依据氧化还原反应：设计的原电池如图所示。下列说法正确的是 A．电解质溶液Y是溶液 B．X电极发生的电极反应为 C．盐桥中的移向溶液 D．若两电极初始质量相等，当电路中转移0.2 mol的电子，两电极质量差28 g 8．河西走廊地区土壤盐碱化严重，兰新高铁沿线的钢结构接触网支柱长期暴露于高矿化度环境中，为防止腐蚀，工程中综合采用了多种电化学防护措施。下列说法中错误的是 A．在潮湿盐碱化土壤中，钢铁发生吸氧腐蚀，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- B．将镁合金块固定在钢支柱上，可减缓腐蚀的原理为牺牲阳极法 C．对钢支柱实施外加电流保护时，应将其与直流电源的负极相连，此时钢表面发生还原反应 D．若将钢支柱连接处用锡焊接，既节约成本又避免腐蚀 9．以熔融碳酸盐燃料电池为电源模拟在塑料制品上镀镍的装置如图所示。 已知：①电镀液的配方：、、、 ②催化重整反应： 下列说法错误的是 A．电镀时电极与电极相连 B．电镀液中的作用是为了增强溶液的导电能力 C．电极上发生的电极反应式为 D．当电极上析出镍时，理论上电极消耗的体积为 10．现代生活离不开化学电源，下图为以溴水为载体的电池。下列说法正确的是 A．烧杯A中的石墨电极为负极 B．烧杯B中的电极反应式为 C．烧杯A中每消耗1 mol Br2，理论上烧杯B中消耗0.5 mol D．电池放电结束后，向烧杯A中通入少量O2，可使电池重新产生电流 11．在微生物作用下电解有机废水(含)，可获得清洁能源，其工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电极B为正极 B．温度越高，处理有机废水的效率越高 C．阳极反应式： D．当电路中转移电子时，产生的质量为 12．哈尔滨工业大学研究出电解水制氢过程中降低能耗的方法，可有效催化B电极上的析氧反应(OER)，其工作原理和反应机理如图(“·”表示自由基)。下列说法中正确的是 A．电极A连光伏电池的正极 B．电解过程中，A极室的溶液质量减少 C．电极B上的催化剂是 D．OER分四步进行，各步均为还原反应 13．研究人员用、作电极电解浓溶液制备的装置示意图如下所示。下列说法错误的是 A．该电解过程中，溶液可循环使用 B．电极为阴极，该区域发生还原反应 C．M离子交换膜为阴离子交换膜 D．电极上的电极反应式为 14．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： 下列说法不正确的是 A．图1、图2中，阳极材料均被损耗 B．图1中的电子由阳极经导线流向钢闸门 C．图2中，通电后，使钢闸门表面的腐蚀电流接近零 D．图2中，为提高对钢闸门的防护效果，保护电流应根据环境条件变化进行调整 15．全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法不正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜 B．放电时，b极为正极 C．充电时，隔膜两侧溶液浓度均减小 D．理论上，每减少1 mol，总量相应增加2 mol 16．相同金属在不同浓度的盐溶液中可形成浓差电池。如图所示是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)的装置，可以制得、、、NaOH。[已知：溶液A为1 L 1 溶液；溶液B为1 L 4 溶液，当溶液A、B中相同时即停止放电]。下列说法正确的是 A．电池放电过程中Ag（1）为正极 B．a电极为电解池阴极，电极反应式为 C．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可生成0.75 mol 二、非选择题：本题共4小题，共52分。 17．（10分）某实验小组同学利用如图所示装置对电化学原理进行了探究活动。该装置工作时，回答下列问题： （1）属于原电池的为装置_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 （2）盐桥中的往_______(填“”或“”)溶液方向迁移。 （3）石墨为_______(填“正”“负”“阳”或“阴”)极。 （4）Pt电极上的电极反应式为_______。 （5）工作一段时间后： ①装置Ⅰ中，当_______(填“Cu”或“Ag”)电极质量减轻3.2 g时，两电极的质量相差_______g(反应前两电极质量相等)。 ②若要使装置Ⅱ溶液恢复至原来的浓度，可向溶液中加入适量的_______(填化学式)。 18．（11分）电化学处理CO2将其转化为其他化学产品，是一种减缓温室效应并综合利用CO2的方法。回答下列问题： Ⅰ．原电池法：通过“溶解”水中的CO2，以触发电化学反应，有效减少碳的排放，其工作原理如图1所示。 （1）①原电池工作时，电子经导线由___________(填“a→b”或“b→a”)，刚开始b极区的电极反应式为___________。 ②一段时间后，b极区溶液中析出少量固体为___________(填化学式)。 Ⅱ．电解法：电解还原CO2的方法如图2所示，其中电解质溶液为稀硫酸，电极均为惰性电极。 （2）电解池工作时，H+通过阳离子膜移向___________极(填“m”或“n”)。 （3）若阴极还原产物只有C2H4，当阳极区溶液质量减少36 g时，产生C2H4的物质的量为___________。 Ⅲ．中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx，以电化学方法制备甲醇，总反应为：CO2+3H2=CH3OH+H2O。 （4）①电极b为电源的___________(填“正极”或“负极”)。 ②生成CH3OH的电极反应式为___________。 19．（18分）海洋资源丰富，为充分利用海洋资源，沿海化工厂常进行联合生产，下图是化工厂联合生产的简易装置图。 （1）装置Ⅱ是系统运行的启动电源，则Mg为______极，请写出Al电极的反应式______。 （2）D装置进行粗铜精炼，粗铜为电极_______(A．电极3，B．电极4)。 （3）E装置进行铁片镀铜，铁片为电极_______(A．电极5，B．电极6)。 （4）装置Ⅰ为系统运行后的动力电源，请写出CH4电极工作时的电极反应_______。 （5）C装置1、2两个电极上产生的气体分别是_______和_______，在实际电解时有少量O2产生，则电解产生的_______1。电解产生O2的原因是_______。 A．>    B．<    C．= （6）无氧气生成时，实际1电极上的气体也会变少，主要是发生了副反应_______(请写离子方程式)。 （7）若电极6的质量改变了1.28 g，则装置Ⅰ中消耗的甲烷的质量为_______；C池溶液是400 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变，气体完全逸出)，则通电后，溶液的pH为_______(常温)。 20．（13分）研究钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀对金属的防腐有重要意义。 （1）如图1所示装置探究金属的腐蚀与防护条件，将缠有铜丝的铁钉放入某溶液中(已知：遇溶液会生成蓝色沉淀)。 ①如果培养皿中是饱和氯化钠溶液，其中滴有少量酚酞，则铜丝周围的溶液出现红色，相关电极反应式为_______。 ②如果培养皿中是的盐酸，其中滴有少量溶液，则铁钉表面的现象是_______。 （2）如图2装置研究弱酸性环境中金属腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内压强和空气中氧气的体积分数随时间变化如图3所示，则之间主要发生_______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀。 （3）金属的防腐有多种方法。 ①下列金属防护的方法不合理的是_______。 A．对健身器材涂油漆以防止生锈 B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈 C．把钢铁制成不锈钢可防止铁的腐蚀 D．钢铁闸门与电源的负极相连，可起到保护作用 ②富锌涂料是使用广泛的防锈底漆，涂层中锌对钢铁保护的原理是_______。 ③金属阳极钝化是一种电化学防护方法.将作阳极置于溶液中通直流电，一定条件下，钝化形成致密氧化膜，试写出该阳极的电极反应式_______。 （4）破损的镀锌铁皮在氨水中发生电化学腐蚀，生成和，下列说法不正确的是_______。 A．氨水浓度越大，腐蚀趋势越大 B．随着腐蚀的进行，溶液的变大 C．铁电极上的电极反应式为： D．每生成标准状况下消耗 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $