化學選修4人教新課標-化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化綜合能力測試

1、化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化綜合能力測試(時間90分鐘滿分100分)試卷說明：本試卷分第卷和第卷兩部分，將第卷正確選項填涂在答題卡上，第卷正確答案答在該試題相應答題位置?？赡苡玫降南鄬υ淤|(zhì)量：H：1C：12N：14O：16Na：23Mg：24Al：27S：32Cl：35.5Fe：56Cu：64Ag：108第卷(選擇題，共54分)一、選擇題(本題包括18小題，每小題只有一個選項符合題意，每小題3分，共54分)1(2009·宜昌模擬)某學生設計一水果電池：他把一鐵釘和碳棒用導線連接好，然后將鐵釘和碳棒平行插入一新鮮西紅柿中，再在導線中接一個靈敏電流計。據(jù)此下列敘述正確的是()A電流計指針不會

2、發(fā)生偏轉(zhuǎn) B金屬鐵會被腐蝕C碳棒作負極 D鐵表面有氣體逸出【答案】B2據(jù)報道，氫氧燃料電池公交汽車已經(jīng)駛上北京街頭。下列說法正確的是()A電解水制取氫氣是理想而經(jīng)濟的制氫方法B發(fā)展氫氧燃料電池汽車不需要安全高效的儲氫技術C氫氧燃料電池汽車的使用可以有效減少城市空氣污染D氫氧燃料電池把氫氣和氧氣燃燒放出的熱能轉(zhuǎn)化為電能【答案】C【點評】電解水會耗費大量的電能；氫氣的摩爾質(zhì)量小，所占體積大，需要安全高效的儲氫技術；燃燒電池是使燃料和空氣在兩電極上發(fā)生反應。3將等質(zhì)量的A、B兩份鋅粉分別裝入兩支試管中，并都加入過量的稀硫酸，同時向裝A的試管中加入少量CuSO4溶液。下圖表示產(chǎn)生氫氣的體積V與時間t的

3、關系，其中正確的是()【答案】D【點評】向裝A的試管中滴加CuSO4溶液：ZnCuSO4CuZnSO4，置換出的Cu附著在Zn上構(gòu)成原電池，加快產(chǎn)生H2的速率，但Zn有少量已與CuSO4反應，故與稀硫酸反應的Zn少于B，產(chǎn)生的H2體積少于B。故D項正確。4下列裝置中，F(xiàn)e腐蝕由快到慢的順序為()AB C D【答案】B【點評】中是Zn失去電子，轉(zhuǎn)化為Zn2，而Fe作正極，被保護，不易被腐蝕。5生物體中細胞內(nèi)的葡萄糖，細胞膜外的富氧液體及細胞膜可構(gòu)成微型生物原電池，下列有關判斷正確的是()A負極發(fā)生的電極反應可能是O24e2H2O4OHB正極發(fā)生的電極反應可能是：O24e2O2C正極反應主要是C6

4、H12O6生成CO2或COD負極反應主要是C6H12O6生成CO2或HCO【答案】D【點評】該微型生物原電池相當于葡萄糖與氧氣形成的燃料電池。O2得電子為正極反應，葡萄糖被氧化為負極反應，在溶液中O2不能穩(wěn)定存在，故B項錯誤，C6H12O6在負極被氧化，故A、C項均錯誤。6有一合金由X、Y、Z、W四種金屬組成若將合金放入鹽酸中只有Z、Y能溶解若將合金置于潮濕空氣中，表面只出現(xiàn)Z的化合物若將該合金作陽極，用X鹽溶液作電解質(zhì)溶液，通電時四種金屬都以離子形式進入溶液中，但在陰極上只析出X。這四種金屬的活動性順序是()AYZWX BZYWXCWZYX DXYZW【答案】B【點撥】將合金放入鹽酸中只有Z

5、、Y能溶解，說明Z、Y的活動性排在氫之前，而W、X的活動性排在氫之后；將合金置于潮濕空氣中，表面只出現(xiàn)Z的化合物，說明Z的活動性最強；將該合金作陽極，用X鹽溶液作電解質(zhì)溶液，通電時四種金屬都以離子形式進入溶液中，但在陰極上只析出X，說明X離子的氧化性最強，即X的活動性最弱。因此四種金屬的活動性順序為ZYWX，只有B項正確。7化學用語是學習化學的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變化的化學用語中，正確的是()A電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應式為2Cl2eCl2B氫氧燃料電池的負極反應式為O22H2O4e4OHC粗銅精煉時，與電源正極相連的是純銅，電極反應式為Cu2eCu2D鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極反應

6、式為Fe2eFe2【答案】A【點評】電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應式為2Cl2eCl2，所以A項正確；氫氧燃料電池的正極反應式為O22H2O4e4OH，所以B項錯誤；粗銅精煉時，與電源正極相連的應該是粗銅，所以C項錯誤；鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的負極反應式為Fe2eFe2，所以D項錯誤，只有A項正確。8某金屬元素R的硝酸鹽R(NO3)n溶液用Pt電極電解，陽極產(chǎn)生氣體V L(標準狀況)時，陰極質(zhì)量增加m g，若R的原子量為M，下列敘述中不正確的是()A電路中通過電子 mol BnC溶液中H增加 mol Dn【答案】D【點評】由4OH4e2H2OO2可知，電路中通過電子的物質(zhì)的量n(e)×

7、4 mol，與金屬陽離子得到電子的物質(zhì)的量相等，即×n，n。陽極產(chǎn)生的V L氣體，是OH放電產(chǎn)生的氧氣，利用H2OHO，OH減少的物質(zhì)的量等于溶液中H增加的物質(zhì)的量，溶液中OH減少 mol，即是溶液中H的物質(zhì)的量增加 mol。9(2009·湖南模擬)下圖是鋅和銅形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上寫下了一些記錄，其中描述合理的是() A B C D【答案】B10500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6.0 mol·L1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4 L氣體(標準狀況)，假定電解后溶液體積仍為

8、500 mL，下列說法正確的是()A原混合溶液中c(K)為2 mol·L1 B上述電解過程中共轉(zhuǎn)移2 mol電子C電解得到銅的物質(zhì)的量為0.5 mol D電解后溶液中c(H)為2 mol·L1【答案】A【點評】電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，陽極：4OH4e2H2OO2，得O2 22.4 L(標準狀況)，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4 mol，陰極：先發(fā)生：Cu22eCu，后發(fā)生：2H2eH2，得H2 1 mol，則后式轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2 mol，前式轉(zhuǎn)移電子數(shù)為(42)mol2 mol，故n(Cu2)1 mol，nCu(NO3)21 mol?？偣瞡(NO)0.5 L×6

9、 mol·L13 mol，故n(KNO3)3 moln(Cu2)×21 mol。A項，c(K)2 mol·L1；B項轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4 mol；C項n(Cu)1 mol；D項水溶液中n(H)n(OH)4 mol，有2 mol H電解放電，則剩余c(H)4 mol·L1。11(2008·湖北漢陽三模)以鐵為陽極，銅為陰極，對足量的NaOH溶液進行電解。一段時間后得到4 mol Fe(OH)3沉淀，此間共消耗水的物質(zhì)的量為()A8 mol B10 mol C11 mol D12 mol【解析】當?shù)玫? mol Fe(OH)3溶液，陽極Fe2eFe2，所

10、以轉(zhuǎn)移電子為8 mol，陰極消耗水為8 mol，又發(fā)生反應4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3，消耗水為2 mol，所以共消耗水為10 mol?！敬鸢浮緽12(2008·上海黃浦模擬)如下圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列有關說法中不正確的是()A裝置中出口處的物質(zhì)是氯氣，出口處的物質(zhì)是氫氣B該離子交換膜只能讓陽離子通過，不能讓陰離子通過C裝置中發(fā)生反應的離子方程式為：2Cl2HCl2H2D該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學能【解析】電解飽和食鹽水中，陰極：2H2eH2，陽極：2Cl2eCl2，總方程式為：2Cl2H2OH2Cl22OH，故A項正確，B項正確；根據(jù)定義，D項正確，

11、C項中方程式錯誤?！敬鸢浮緾13(2008·重慶南開中學理綜模擬)滴有酚酞和氯化鈉試管試液的濕潤濾紙分別做甲、乙兩個實驗能發(fā)現(xiàn)附近變成紅色的電極是()AacBbdCadDbc【解析】甲是原電池，相當于Fe的吸氧腐蝕，正極的OH濃度增多，所以顯紅色的是b極；乙是電解池，陰極放出H2，OH濃度增多，所以顯紅色的是d極。【答案】B14(2008·福建廈門雙十中學理綜熱身)如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。則以下說法正確的是()A電源B極是正極B(甲)、(乙)裝置的C、D、E、F電極均有單質(zhì)生成，其物質(zhì)的量

12、比為1:2:2:2C欲用(丙)裝置給銅鍍銀，H應該是Ag，電鍍液是AgNO3溶液D裝置(丁)中X極附近紅褐色變淺，說明氫氧化鐵膠粒帶負電荷【解析】接通電源后，甲、乙、丙、丁是四個串聯(lián)電池，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色，OH濃度增大，放出氫氣，所以F極是陰極，B是電源負極，A選項錯誤；(甲)、(乙)裝置的C、D、E、F電極產(chǎn)生的單質(zhì)分別為O2、Cu、Cl2、H2，根據(jù)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等知n(O2) :n(Cu) :n(Cl2) :n(H2)1:2:2:2，B選項正確；用(丙)裝置給銅鍍銀，H應該是銅，C選項錯誤；裝置(丁)中X極附近紅褐色變淺，說明氫氧化鐵膠粒帶正電荷，D選項錯誤。【答

13、案】B15(2008·東北育才理綜模擬)以惰性電極電解CuSO4溶液。一段時間后取出電極，加入9.8 g Cu(OH)2后溶液與電解前相同，則電解時電路中流過的電子為()A0.1 mol B0.2 mol C0.3 D0.4 mol【解析】nCu(OH)20.1 mol；加入0.1 mol的Cu(OH)2恢復原樣，相當于加入0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，而加入1 mol CuO轉(zhuǎn)移2 mol電子，加入1 mol H2O 轉(zhuǎn)移2 mol電子，所以轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol×20.1 mol×20.4 mol?！敬鸢浮緿16(2007·浙江

14、湖州期末)用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后恰好恢復到電解前的濃度。則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為()A0.1 mol B0.2 mol C0.3 mol D0.4 mol【解析】電解生成的Cu和O2從溶液中沉積和揮發(fā)出來，且兩者物質(zhì)的量之比為21的關系，相當于溶液中損失CuO，故存在以下關系：2CuSO42H2O2CuO22H2SO42CuO4e，據(jù)此計算，可知溶液損失0.1 mol CuO時轉(zhuǎn)移0.2 mol電子。【答案】B17(2009·廣東汕頭4月)鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染，且鎂原電池放電時電壓高而平穩(wěn)，使

15、鎂原電池越來越成為人們研制綠色原電池的關注焦點。其中一種鎂原電池的反應為xMgMo3S4 MgxMo3S4；在鎂原電池放電時，下列說法錯誤的是()AMg2向正極遷移 B正極反應為：Mo3S42xeMo3SCMo3S4發(fā)生氧化反應 D負極反應為：xMg2xexMg2【解析】正極反應為Mo3S42xeMo3S，發(fā)生還原反應，負極反應為xMg2xexMg2，負極產(chǎn)生的Mg2移向正極參加反應，C項錯誤?！敬鸢浮緾18若某電能與化學能的轉(zhuǎn)化裝置(電解池或原電池)中發(fā)生的總反應的離子方程式是Cu2HCu2H2，則下列關于該裝置的有關說法正確的是()A該裝置可能是原電池，也可能是電解池B該裝置只能是原電池，

16、且電解質(zhì)溶液為硝酸C該裝置只能是電解池，且金屬銅為該電解池的陽極D該裝置只能是原電池，電解質(zhì)溶液不可能是鹽酸【解析】Cu與H的反應不是自發(fā)的氧化還原反應，所以只能是電解池?！敬鸢浮緾第卷(非選擇題，共46分)二、非選擇題(本題包括5小題，共46分)19(6分)鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。(1)鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過程中的電極反應式，負極：_；正極：_。(2)為了減少某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用_(填寫字母序號)。A銅B鈉C鋅D石墨(3)圖乙所示的方案也可以減少鐵閘門的腐蝕速率，

17、其中鐵閘門應該連接在直流電源的_極?！窘馕觥吭擃}為電化學防護法在實際中的應用，可從電化學角度去分析材料R和電極的選擇?！敬鸢浮?1)負極：2Fe4e2Fe2正極：O22H2O4e4OH(2)C(3)負20(12分)(2007·北京理綜)某課外小組對一些金屬單和化合物的性質(zhì)進行研究。(1)下表為“鋁與氯化銅溶液反應”實驗報告的一部分：實驗步驟實驗現(xiàn)象將打磨過的鋁片(過量)放入一定濃度的CuCl2溶液中。產(chǎn)生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變?yōu)闊o色。反應結(jié)束后分離出溶液備用紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕空氣中一段時間后固體由紅色變?yōu)榫G色視其主要成分為Cu2(OH)2CO3按反應類型寫

18、出實驗中發(fā)生反應的化學方程式各一個(是離子反應的只寫離子方程式)置換反應_；化合反應_。(2)用石墨作電極，電解上述實驗分離出的溶液，兩極產(chǎn)生氣泡。持續(xù)電解，在陰極附近的溶液中還可以觀察到的現(xiàn)象是_。解釋此現(xiàn)象的離子方程式是_。(3)工業(yè)上可用鋁與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應來冶煉金屬錳。用鋁與軟錳礦冶煉錳的原理是(用化學方程式來表示)_。MnO2在H2O2分解反應中作催化劑。若將適量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中，MnO2溶解產(chǎn)生Mn2，該反應的離子方程式是_?！窘馕觥?1)將鋁片放入一定濃度的CuCl2溶液中，根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷發(fā)生了如下的反應：2Al6H2Al33H2和2Al3

19、Cu22Al33Cu，其中析出的紅色物質(zhì)為單質(zhì)銅，放置于潮濕的空氣中會發(fā)生電化學腐蝕生成銅綠：2CuO2H2OCO2Cu2(OH)2CO3。(2)反應結(jié)束后分離出的溶液中含有AlCl3，用石墨電極電解，陽極附近有OH和Cl，其中OH發(fā)生氧化反應4OH4eO2H2O；陰極附近有Al3和H，其中H發(fā)生還原反應4H4e2H2，c(H)降低，使水的電離平衡H2OHOH向左右移動，產(chǎn)生大量的OH，所以會發(fā)生Al33OHAl(OH)3，生成白色沉淀，隨電解的進行當溶液中Al3消耗完時，產(chǎn)生的OH會使生成的Al(OH)3白色沉淀溶解直至消失：Al(OH)3OHAlO2H2O。(3)鋁與MnO2的鋁熱反應可以

20、直接寫出其化學方程式：3MnO24Al3Mn2Al2O3。將適量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中，因MnO2溶解產(chǎn)生Mn2，而MnO2能催化H2O2的分解反應，所以此反應的表達式為MnO2H2O2HMn2O2H2O，然后利用電荷守恒和質(zhì)量守恒配平：MnO2H2O22HMn2O22H2O?！敬鸢浮?1)2Al6H2Al33H2或2Al3Cu22Al33Cu2CuO2H2OCO2Cu2(OH)2CO3(2)白色沉淀生成，后沉淀逐漸溶解至消失Al33OHAl(OH)3，Al(OH)3OHAlO2H2O(3)3MnO24Al3Mn2Al2O3MnO2H2O22HMn2O22H2O21(12分)(2009·山東理綜)ZnMnO2干電池應用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負極材料是_。電池工作時，電子流向_(填“正極”或“負極”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好選用下列試劑中的_(填代號)。aNaOHbZncFe dNH3·H2O(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應