化学高三一轮选修4四单元检测试卷14(4)

2019-03-28 18:43

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负极,反应为:H2-2e-+2OH-===2H2O;乙是正极,反应为:2NiOOH+2e-+2H2O===2Ni(OH)2+2OH-,周围溶液pH将增大;在原电池中阳离子移向正极,故A、B项均错。在刹车或下坡时,电动机处于充电状态,利用了电解池原理,甲是阴极,反应为:2H2O+2e-===H2↑+2OH-;乙是阳极,反应为:2Ni(OH)2+2OH--2e-===2NiOOH+2H2O,乙电极减轻,故C项正确,D项错误。 11.【答案】B

【解析】对钢铁制品进行电化学防腐时,需接电源的负极,接正极会加快腐蚀,A错误; 铁钝化的两个前提是常温、浓HNO3或浓H2SO4,钝化的结果是表面形成致密氧化膜,B正确; 钢管与铜管堆放在一起,当形成原电池时,钢管作负极,腐蚀加快,C错误; 钢铁发生析氢腐蚀时,Fe只能失去2个电子生成Fe2+,Fe-2e-=Fe2+,D错误。 12.【答案】B

【解析】放电时正极得电子,发生还原反应,电极反应式为Mo3S4+2xe-===Mo3S42x—,B项错。原电池工作时,电池内部阳离子移向正极,A正确。负极放电时失电子被氧化,D正确。充电时得电子被还原,应与外接电源负极相连,C正确。 13.【答案】B

【解析】本题主要考查的是离子方程式的正误判断。A项,电解的是熔融状态的NaCl,不是NaCl溶液,2NaCl

2Na + Cl2↑;B项,Al2O3能溶于NaOH溶液,生成偏铝酸

盐;C项,NO2与NaOH反应,生成硝酸盐和亚硝酸盐,2OH- + 2NO2 = NO3- + NO2- + H2O;D项,水垢中的主要成分为CaCO3,是难溶物。综上分析可知,本题选B项。 14.【答案】B

【解析】钠、镁、铝等都是活泼金属常用电解法得到,因此选项A答案是错误的;装置④的待镀铁制品应与电源负极相连。

15.【答案】D

【解析】由图示结合原电池原理分析可知,Fe3+得电子变成Fe2+被还原,I-失去电子变成I2被氧化,所以A、B正确。电流计读数为零时Fe3+得电子速率等于Fe2+失电子速率,反应达到平衡状态.D项在甲中溶入FeCl2固体,平衡2Fe3++2I-=2Fe2++I2逆向移动,I2被还原为I-,乙中石墨为正极,D不正确。 16.【答案】D

17.【答案】C

【解析】该原电池中Cu作负极,Ag作正极,负极反应式为Cu-2e-===Cu2+,正极反应式为Ag++e-===Ag,因此②对;在外电路中,电子由Cu电极流向Ag电极,而电流方向与电子流向相反,所以①错;没有盐桥,原电池不能继续工作,所以③错;无论是否为原电池,反应实质相同,均为氧化还原反应,所以④对。 18.【答案】A 19.【答案】C 20.【答案】C 【解析】首先判断出通入甲醇的一极失去电子作负极,通入氧气的一极得到电子作正极。根据电池总反应式=负极反应式+正极反应式知B项电池的总反应式是正确的;电池总反应式减去氧气在正极的反应式,就得到了负极的反应式,A项也正确;电池工作时,H+移向正极而不是移向负极,所以C项错误。

答案第2页,总8页

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21.【答案】B

22.【答案】D

【解析】从图象上知,当Fe-Cr合金中Cr的含量小于10%时,稀HNO3对合金的腐蚀速率比稀硫酸、稀盐酸小,A错;稀HNO3和Fe反应产物应为NO,B错;C项中,质量分数为5%的H2SO4溶液中的c(H+)小于质量分数为5%的HCl溶液中的c(H+),故C项错误。 23.【答案】A

【解析】阳极:2Cl-—2e-=Cl2↑(2个氯离子失去2个电子) 阴极:2H++2e-=H2↑(2个氢离子得到2个电子) (1)2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑(等号上写通电)

(2)1molNaOH 0.5molH2 0.5molCl2

24.【答案】B

【解析】根据题中所给出的信息分析,Zn为负极,Cu为正极,H+向正极移动。 25.【答案】C

【解析】试题分析:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-是碱性环境下氢氧燃料电池的正极反应,A错;弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀的电极反应式是2H2O - 4e- = O2↑+4H+ 所以B错。2H+ + 2e- =H2↑用铜做电极电解NaOH溶液的阴极反应,阴极阳离子氢离子放电,C正确;H2 – 2e- = 2H+ 是燃料电池负极的反应,所以D错。故选C。 考点:电极反应式的判断

点评:该题目是综合性比较高的,基本上把原电池,电解池,电镀池的电极反应都考出来了

26.【答案】C

【解析】根据题中所给出的信息,结合已经学习过的知识分析,C项中,铜应作阳极,镀件作阴极。 27.【答案】C 【解析】.②③④是原电池,⑤⑥是电解池,金属被腐蚀由快到慢的顺序是:电解池的阳极>原电池的负极>原电池的正极>电解池的阴极,故选C。 28.【答案】B

【解析】试题分析:A项:从图中可以看到,H+移向b极,可知b极为负极,a极为正极,故错。C项:电子是由b通过灯泡流向a的,故错。D项:b极为负极,通入的是H2,故错。故选B。 考点:燃料电池

点评:本题考查的是燃料电池的知识,解答本题先从H+的移向入手,在原电池中阳离子移向负极,即可作答本题。 29.【答案】D

【解析】该装置左侧是电解池,右侧是氢气的燃料电池。根据阳离子膜推测,X是Cl2,Y是H2,选项A错误;电解池中NaCl溶液的质量分数减少,选项B错误;燃料电池生成了水,正极反应式是O2+4e-+2H2O===4OH-,NaOH溶液的浓度增大,即b>a,选项C错误;该工艺用了选择性膜是比较现代的工艺,其优点是燃料电池提供电能且能提高烧碱产品的浓度,选项D正确。 30.【答案】D

答案第3页,总8页

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【解析】在水溶液中不可能有活泼金属钠生成,A错;牺牲阳极的阴极保护法属于原电池原理,而外加电源的阴极保护法属于电解原理,B错;电镀时镀层金属作阳极,C错;根据膜技术原理可知选项D是正确的。

二、实验题

31.【答案】(1)负 正 (2)4Ag++4e-===4Ag 0.025 (3)4OH--4e-===2H2O+O2↑ 140 (4)Cu2++2e-===Cu 0.012 5 (5)2Cl--2e-===Cl2↑ 280 (6)B HNO3

【解析】本题是以电解知识为依托的综合性较强的题目。由于有外接直流电源,所以装置甲、乙均为电解池,两个电解池的关系为串联。电解一段时间后,A极比C极重。故A极上必有Ag析出,由于Ag+在A极上获得电子发生了还原反应,故A极为电解池的阴极,在电解池中阴极与外接直流电源的负极相连,故E极为负极,F为正极。根据电解池甲、乙的串联关系,可进一步得出A、B、C、D依次为阴极、阳极、阴极、阳极。电极反应依次为,A极:4Ag++4e-===4Ag,B极:4OH--4e-===2H2O+O2↑,C极:Cu2++2e-===Cu,D极:2Cl--2e-===Cl2↑,由于串联时各电极上流过的电量是相同的,假设电路中均通过4 mol电子,则A极上生成4 molAg,B极上生成1 mol O2,C极上生成2 mol Cu,D极上生成2 mol Cl2,这样便可得出一个关系式:4e-~4Ag~O2~2Cu~2Cl2,A极比C极重4 mol×108 g·mol-1-2 mol×64 g·mol-1=304 g,根据A极比C极重1.9 g,可列出比例式求出反应生成的Ag和Cu的物质的量:n(Ag)=

=0.025

mol;n(Cu)=0.0125 mol;n(O2)=0.006 25mol;n(Cl2)=0.012 5 mol。电解时甲池随着B极附近水电离产生的OH-的不断消耗,H+的物质的量浓度逐渐增大,所以滴入石蕊试液后B极附近变红,而A极上Ag+不断得到电子析出Ag,故在甲烧杯中最终得到HNO3溶液。

三、计算题

32.【答案】8g

【解析】2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑~2e- 2×40 g 2 mol m(NaOH) 0.2 mol m(NaOH)=8 g

33.【答案】(1)A:2H++2I-B:4Fe3++2H2O

H2↑+I2

2Fe3++2I-

O2↑+4H++4Fe2+,光催化反应:2Fe2++I2

(2)0.3 mol (3)Q= L/min

【解析】由所给图示知电解池A中为电解HI,而B中则为含Fe3+的溶液,所以有:(1)电解池A:2H++2I-

H2↑+I2,电解池B:4Fe3++2H2O

O2↑+4H++4Fe2+,光催

化反应池:2Fe2++I22Fe3++2I-。(2)n(H2)==0.15 mol,转移电子的物质的量为n(e-)=2n(H2)=0.15 mol×2=0.3 mol。因为电解池A、B是串联电解池,

答案第4页,总8页

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电路中转移的电子数目相等,所以n(Fe2+)=n(e-)=0.3 mol。(3)根据化学反应:2Fe2

+I22Fe3++2I-,光催化反应生成I-的速率υ(I-)=υ(Fe3+)=c mol/L,电解

池A中消耗I-的速率应等于光催化反应池中生成I-的速率。a mol/L·Q-b mol/L·Q=c mol/min,Q=

四、推断题

L/min。

34.【答案】(1)4OH--4e-===2H2O+O2↑(或2H2O-4e-===O2↑+4H+) (2)2Na2O2+2Cu(NO3)2+2H2O===2Cu(OH)2↓+4NaNO3+O2↑

(3)3Fe2++NO3+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O (4)5.6

(5)Fe3+、Fe2+、Cu2+ Cu Fe2+

【解析】A为铜盐,阴极生成Cu、阳极生成无色气体D为O2,E溶液为酸溶液,与铜反应的酸E为硝酸,所以A为Cu(NO3)2、G为NO;F溶液是金属的盐溶液与硝酸反应所以生成NO,所以B为变价金属铁,F为Fe(NO3)2、H为Fe(NO3)3;(2)2 mol Na2O2与水反应生成4 mol NaOH和1 mol O2,4 mol NaOH恰好与2 mol Cu(NO3)2反应生成2 mol Cu(OH)2沉淀;(4)依据4OH--4e-===2H2O+O2↑可知n(O2)=1/4n(OH-)=1/4n(H+)=(1/4)×0.1×10-2mol=(1/4)×10-3mol;(5)Fe3+先与Fe反应,Fe消耗完后再与Cu反应,Ⅰ中Fe、Cu均完全反应,Ⅱ中Fe完全反应,Cu部分反应,Ⅳ中固体减少的质量为5.6 g,而Ⅲ中固体减少的质量为5.8 g,所以Ⅲ中铜也参加了反应,剩余固体中只有铜;由Ⅳ、Ⅴ固体质量均减少5.6 g,说明Cu在Ⅳ、Ⅴ中均不参加反应,溶液中无Cu2+。

五、填空题

35.【答案】内部的氧化还原反应是否可逆 反应是否能连续进行

36.【答案】(1)PbO2 Pb (2)PbO2+4H++SO42-+2e-===PbSO4+2H2O Pb+SO42--2e-===PbSO4 (3)变大

【解析】反应中发生氧化反应的是Pb,所以Pb是负极,发生还原反应的是PbO2,所以正极是PbO2。负极Pb失去电子,发生氧化反应变为Pb2+,但是在硫酸环境下,Pb2+与SO42-不能共存,生成PbSO4;正极PbO2得到电子发生还原反应,也生成Pb2+,在硫酸环境中也生成PbSO4,同时氧与酸中的H+反应生成水。

37.【答案】(1)锂 Li-e-===Li+ (2)2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2

(3)出现白雾,有刺激性气体生成 SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑ (4)锂是活泼金属,易与H2O、O2反应;SOCl2也可与水反应

【解析】分析反应的化合价变化,可得Li为还原剂,SOCl2为氧化剂. (1)负极材料为Li(还原剂),电极反应为Li-e-=== Li+.

(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到:2SOCl2+ 4 e-=== 4Cl-+ S + SO2. (3)题中给出有碱液吸收时的产物,则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl,所以SOCl2与水反应的现象应该为出现白雾和有刺激性气体生成.

(4)因为构成电池的两个主要成分中Li能和氧气、水反应,SOCl2也与水反应.

答案第5页,总8页

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38.【答案】O2+2H2O+4e-===4OH- Cu-2e-===Cu2+

【解析】应注意铜的电化学腐蚀与铁的区别,铜不能还原H+,故不可能发生析氢腐蚀,只能发生吸氧腐蚀;酸雨是一个干扰因素,只是使电解质溶液中的离子浓度增大,反应加快。

39.【答案】(1)2O2+4H2O+8e—= 8OH—, CH4+10OH--8e—= CO32-+7H2O (2) 2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑

(3)①BCDA 或CBDA ②2Cl--2e→Cl2 变大 ③氢气;苍白色火焰。

④充分利用能量(合理就给分)。

⑤加足量稀硝酸至呈酸性,然后滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则含有氯化钠。 40.【答案】(1)电解池 阳 Zn―→Zn2++2e- 阴 Cu2++2e-―→Cu (2)原电池 负 Zn―→Zn2++2e- 正 Cu2++2e-―→Cu (3)Zn+Cu2+===Zn2++Cu Zn+Cu2+===Zn2++Cu

【解析】当电键K接触A点时,构成一个有外接直流电源的电解装置,与电源正极相连的Zn①极是阳极,与电源负极相连的Zn②极是阴极。当工作5 min后Zn②极上析出了Cu,此时,将电键K接触C点,构成一个原电池装置,表面覆盖铜的Zn②极是原电池的正极,Zn①极是原电池的负极。当把电键K接触B点时,形成断路,Zn①极发生Zn与CuCl2的置换反应,Zn②极由于在锌的表面有铜,又浸在CuCl2溶液中,构成一个原电池,发生电化学腐蚀。 41.【答案】(1)①吸氧 ②2Cl-+2H2O

2OH-+Cl2↑+H2↑

(2)①4OH--4e-===2H2O+O2↑ 小于 ②D

③H+放电促进水的电离,使OH-浓度增大 ④H2-2e-+2OH-===2H2O 571.6

【解析】(1)①开关K与a连接,形成原电池,由于电解质溶液为饱和食盐水,铁发生吸氧腐蚀。②开关K与b连接,为石墨作阳极电解饱和食盐水,总反应的离子方程式为:2Cl-+2H2O

2OH-+Cl2↑+H2↑。

(2)①该电解槽中阳极为OH-放电,电极反应式为:4OH--4e-===2H2O+O2↑。阳极OH-放电,因此SO42—向阳极迁移,阴极H+放电,因此Na+向阴极迁移,显然通过相同电量时,通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数。②NaOH在阴极产生,因此从出口D导出。③通电开始时,阴极上H+放电,促进水的电离,OH-浓度增大,因此pH增大,④碱性氢氧燃料电池中负极为H2放电,电极反应式为:H2-2e-+2OH-===2H2O.该电池的总反应式为2H2+O2===2H2O,由于H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol,当电池工作产生36 g H2O时,理论上转化的电能为285.8 kJ/mol×2 mol=571.6 kJ。

42.【答案】(1)D A B (2)2Cl--2e-===Cl2↑ 溶液变蓝 Cl2+2I-===2Cl-+I2

64It(3)① ③ ④ ⑥ (4)×mol-1 -19

m2×1.6×10

43.【答案】0.56 L 1

答案第6页,总8页


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