第四章 化學(xué)反應(yīng)與電能 單元檢測(cè) （含解析） 高中化學(xué)人教版（2023）選擇性必修1

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一、選擇題(本題共16小題,每小題3分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求)

1.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。

A.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程是化學(xué)變化,而金屬的導(dǎo)電是物理變化

B.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過(guò)程,就是電解質(zhì)溶液的電解過(guò)程

C.電解質(zhì)在任何條件下均可以導(dǎo)電

D.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過(guò)程中一定有新物質(zhì)生成

2.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),25℃時(shí),在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后,Fe3+立即被還原成Fe2+。某夏令營(yíng)興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()。

A.該原電池的正極反應(yīng)是Zn-2e-Zn2+B.左側(cè)燒杯中溶液的紅色逐漸褪去

C.該電池鉑電極上立即有氣泡出現(xiàn)D.該電池總反應(yīng)為3Zn+2Fe3+2Fe+3Zn2+

3.下圖是一種新型的光化學(xué)電源,當(dāng)光照射光電極時(shí),通入O2和H2S即產(chǎn)生穩(wěn)定的電流(H2AQ和AQ是兩種有機(jī)物)。下列說(shuō)法不正確的是()。

A.H+通過(guò)陽(yáng)離子交換膜從正極區(qū)進(jìn)入負(fù)極區(qū)

B.電源工作時(shí)發(fā)生了光能、化學(xué)能、電能間的轉(zhuǎn)化

C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為2I--2e-I2

D.總反應(yīng)為H2S+O2H2O2+S↓

4.某原電池構(gòu)造如圖所示。下列敘述正確的是()。

A.在外電路中,電子由銀電極流向銅電極

B.取出鹽橋后,電流表的指針仍發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C.外電路中每通過(guò)0.1mol電子,銅的質(zhì)量理論上減小6.4g

D.原電池的總反應(yīng)式為Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2

5.一種電化學(xué)制備N(xiāo)H3的裝置如圖所示,圖中陶瓷在高溫時(shí)可以傳輸H+。下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.Pd電極b為陰極B.陰極的反應(yīng)式為N2+6H++6e-2NH3

C.H+由陽(yáng)極向陰極遷移D.陶瓷可以隔離N2和H2

6.如圖裝置中,兩電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為

a極:Cu2++2e-══Cub極:Fe-2e-══Fe2+

下列說(shuō)法中不正確的是()。

A.該裝置為原電池B.a極上發(fā)生還原反應(yīng)

C.電子由b→aD.該過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)換一定是化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能

7.Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是()。

A.負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-══Mg2+B.正極反應(yīng)式為Ag++e-══Ag

C.電池放電時(shí)Cl-由正極向負(fù)極遷移D.負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O══Mg(OH)2+H2↑

8.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。堿性鋅錳電池以氫氧化鉀為電解質(zhì),電池總反應(yīng)式為Zn+2MnO2+2H2O══2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。

A.電池工作時(shí),鋅失去電子

B.電池正極的電極反應(yīng)式為2MnO2+2H2O+2e-══2MnO(OH)+2OH-

C.電池工作時(shí),電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極

D.外電路中每通過(guò)0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g

9.鐵鎳蓄電池又稱(chēng)愛(ài)迪生電池,放電時(shí)的總反應(yīng)式為Fe+Ni2O3+3H2O══Fe(OH)2+2Ni(OH)2。

下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是()。

A.電池的電解質(zhì)溶液為堿性溶液,正極為Ni2O3,負(fù)極為Fe

B.電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)式為Fe+2OH--2e-══Fe(OH)2

C.電池充電過(guò)程中,陰極附近溶液的pH降低

D.電池充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式為2Ni(OH)2+2OH--2e-══Ni2O3+3H2O

10.如下圖所示裝置中,屬于電解池的是()。

11.如圖所示,X、Y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增大,b極板處有無(wú)色、無(wú)臭氣體放出。符合這一情況的是下表中的()。

選項(xiàng)a極板b極板X(qián)電極Z溶液

A鋅石墨負(fù)極CuSO4溶液

B石墨石墨負(fù)極NaOH溶液

C銀鐵正極AgNO3溶液

D銅石墨負(fù)極CuCl2溶液

12.在銅片上鍍銀,下列敘述正確的是()。

①將銅片接在電源的正極上②將銀片接在電源的正極上

③在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是Ag++e-══Ag④在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是4OH--4e-══O2↑+2H2O

⑤可以用硫酸銅溶液作電鍍液⑥可以用硝酸銀溶液作電鍍液

A.①③⑥B.②③⑥C.①④⑤D.②③④⑥

13.火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì)(如鋅、金、銀等),其性能遠(yuǎn)不能達(dá)到電氣工業(yè)的要求,工業(yè)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時(shí)()。

A.粗銅接電源負(fù)極B.純銅作陽(yáng)極

C.雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉淀到池底D.純銅片增重2.56g,電路通過(guò)電子為0.08mol

14.用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜,電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是()。

A.待加工鋁制品為陽(yáng)極B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極

C.陰極的電極反應(yīng)式:Al3++3e-══AlD.硫酸根離子在電解過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng)

15.下列有關(guān)金屬腐蝕的說(shuō)法正確的是()。

A.金屬腐蝕指不純金屬接觸到電解質(zhì)溶液時(shí)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過(guò)程

B.電化學(xué)腐蝕指在外加電流的作用下不純金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而損耗的過(guò)程

C.鋼鐵腐蝕最普遍的是吸氧腐蝕,負(fù)極吸收氧氣最終轉(zhuǎn)化為鐵銹

D.金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕本質(zhì)相同,但電化學(xué)腐蝕伴有電流產(chǎn)生

16.鐵生銹是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象,其主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe+3O2+xH2O══2Fe2O3·xH2O。如圖為一放在水槽中的鐵架,水位高度如圖。最容易生銹的鐵架橫桿是()。

A.①B.②C.③D.④

二、非選擇題(本題包括4小題,共52分)

17.（12分）Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)電池的負(fù)極材料為_(kāi)___________，發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)___________________。

(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)_______________________________________。

(3)SOCl2易揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________________________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。

(4)組裝該電池必須在無(wú)水、無(wú)氧的條件下進(jìn)行，原因是__________________________。

18.（12分）鐵生銹是比較常見(jiàn)的現(xiàn)象,某實(shí)驗(yàn)小組為研究鐵生銹的條件,設(shè)計(jì)了以下快速、易行的實(shí)驗(yàn)步驟(夾持裝置已省略):

首先檢查制氧氣裝置的氣密性,然后按圖連接好裝置,點(diǎn)燃酒精燈給藥品加熱,持續(xù)3min左右,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:①直形管中用蒸餾水浸過(guò)的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗,發(fā)生銹蝕;②直形管中干燥的鐵絲表面依然光亮,沒(méi)有發(fā)生銹蝕;③燒杯中潮濕的鐵絲依然光亮。

試回答以下問(wèn)題。

(1)由于接觸的介質(zhì)不同,金屬腐蝕分成不同類(lèi)型,本實(shí)驗(yàn)中鐵生銹屬于。能表示其原理的反應(yīng)方程式為。

(2)儀器A的名稱(chēng)為,其中裝的藥品可以是,其作用是。

(3)由實(shí)驗(yàn)可知,該類(lèi)鐵生銹的條件為。決定鐵生銹快慢的一個(gè)重要因素是。

19.(14分)某科研單位利用電化學(xué)原理用SO2制備硫酸,裝置如圖。電極為多孔材料,能吸附氣體,同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。

(1)通入SO2的電極為極,其電極反應(yīng)式為,此電極區(qū)溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)電解質(zhì)溶液中的H+通過(guò)質(zhì)子膜(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng),通入氧氣的電極反應(yīng)式為。

(3)電池總反應(yīng)式為。

(4)若通入1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)SO2全部轉(zhuǎn)化為H2SO4的過(guò)程中電路中通過(guò)0.08mol電子,則該過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為。

20.(14分)蓄電池是一種可以反復(fù)充電、循環(huán)使用的高效化學(xué)電源。一種鐵鎳蓄電池的總反應(yīng)是NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。

(1)此蓄電池放電時(shí),某一電極發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是,正極附近溶液的pH(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)充電時(shí),此蓄電池正極上的電極反應(yīng)式為。

(3)用此蓄電池分別電解以下兩種溶液,電解池的電極均為惰性電極且電路中轉(zhuǎn)移0.02mol電子。

①電解M(NO3)x溶液時(shí),某一電極增加了agM,則金屬M(fèi)的相對(duì)原子質(zhì)量為(用含a、x的式子表示)。

②電解含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl的混合溶液100mL,陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是mL;將電解后的溶液加水稀釋至1L,此時(shí)溶液的pH=。

參考答案及解析：

一、選擇題

1.C解析：電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過(guò)程就是被電解的過(guò)程,在電解過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng),一定有新物質(zhì)生成,所以是化學(xué)變化。金屬導(dǎo)電是靠自由電子的定向移動(dòng),無(wú)新物質(zhì)生成,是物理變化。A、B、D項(xiàng)正確。電解質(zhì)要導(dǎo)電只有在電離的條件下,存在自由移動(dòng)的離子時(shí)才能導(dǎo)電,所以C項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.B解析:該電池的總反應(yīng)為Zn+2Fe3+2Fe2++Zn2+,所以左側(cè)燒杯中Pt為正極,電極反應(yīng)為Fe3++e-Fe2+,右側(cè)燒杯中Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn-2e-Zn2+;由于左側(cè)燒杯中的Fe3+被還原為Fe2+,所以左側(cè)燒杯中溶液的紅色逐漸褪去。

3.A解析:由電子流向可知石墨電極為正極,光電極為負(fù)極;負(fù)極上碘離子失電子被氧化,電極反應(yīng)為2I--2e-I2,生成的碘可與硫化氫發(fā)生反應(yīng);正極AQ得電子被還原生成H2AQ,H2AQ與氧氣反應(yīng)生成AQ和過(guò)氧化氫,總反應(yīng)為H2S+O2H2O2+S↓。原電池工作時(shí),陽(yáng)離子向正極移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖可知電源工作時(shí)發(fā)生了光能、化學(xué)能、電能間的轉(zhuǎn)化,B項(xiàng)正確;通過(guò)以上分析可知,C、D項(xiàng)正確。

4.D解析:Cu作負(fù)極,Ag作正極,外電路中,電子由Cu電極流向Ag電極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;取出鹽橋后,不能形成閉合回路,故電流表的指針不偏轉(zhuǎn),B項(xiàng)錯(cuò)誤;電極反應(yīng)式分別是負(fù)極:Cu-2e-Cu2+,正極:2Ag++2e-2Ag,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mole-時(shí),銅的質(zhì)量理論上減小3.2g,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電池總反應(yīng)式為Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2,D項(xiàng)正確。

5.A解析:Pd電極b上是氫氣發(fā)生氧化反應(yīng),Pd電極b為陽(yáng)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤。Pd電極a為陰極,N2發(fā)生還原反應(yīng),N2+6H++6e-2NH3,B項(xiàng)正確。陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),C項(xiàng)正確。陶瓷隔離N2和H2,使之分別在陰極、陽(yáng)極放電,D項(xiàng)正確。

6.D解析:該裝置為原電池,a極上發(fā)生還原反應(yīng),b極上發(fā)生氧化反應(yīng),電子由負(fù)極(b)流出經(jīng)導(dǎo)線流向正極(a),該過(guò)程中能量由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能、熱能,其化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的轉(zhuǎn)化率小于100%。

7.B解析:根據(jù)題意,電池總反應(yīng)式為Mg+2AgCl══MgCl2+2Ag,正極反應(yīng)式為2AgCl+2e-══2Cl-+2Ag,負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-══Mg2+,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)原電池來(lái)說(shuō),在電解質(zhì)溶液的內(nèi)部,陰離子由正極移向負(fù)極,C項(xiàng)正確;由于鎂是活潑金屬,則負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O══Mg(OH)2+H2↑,D項(xiàng)正確。

8.C解析:由所給電池的總反應(yīng)式可知,電池工作時(shí),每有1molZn參加反應(yīng),失去2mol電子,則會(huì)有2mol電子從負(fù)極Zn經(jīng)過(guò)外電路流向正極,并在正極發(fā)生反應(yīng):2MnO2+2H2O+2e-══2MnO(OH)+2OH-,故外電路中每通過(guò)0.2mol電子,鋅的質(zhì)量就減小6.5g。

9.C解析:因?yàn)榉烹姇r(shí)的反應(yīng)中有氫氧化物生成,故電解質(zhì)溶液是堿性溶液,因?yàn)殍F的化合價(jià)升高,鎳的化合價(jià)降低,故鐵是負(fù)極,氧化鎳是正極,故A和B均正確;充電時(shí)的陰極反應(yīng)式為Fe(OH)2+2e-══Fe+2OH-,故此時(shí)陰極附近溶液的pH增大,故C錯(cuò)誤;根據(jù)所給的放電時(shí)的電池反應(yīng)可推知D正確。

10.C解析:根據(jù)電解池的構(gòu)成條件進(jìn)行判斷。A、B、D項(xiàng)裝置中無(wú)直流電源,D項(xiàng)裝置中不能形成閉合回路,A、B、D項(xiàng)中裝置不屬于電解池。

11.A解析:由題意知,通電后a極板質(zhì)量增大,說(shuō)明有金屬析出,由此可知,a極為電解池的陰極,則X為電源負(fù)極,B、C兩項(xiàng)均不符合題意;因?yàn)閎極放出的是無(wú)色、無(wú)臭的氣體,D項(xiàng)不符合題意。

12.B解析:若在銅片上鍍銀,銅作陰極與電源負(fù)極相連,電解質(zhì)溶液中的銀離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銀;銀作陽(yáng)極與電源正極相連,銀失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成銀離子;電解質(zhì)溶液為硝酸銀溶液。銅片應(yīng)接在電源的負(fù)極上,①錯(cuò)誤;將銀片接在電源的正極上,②正確;在銅片上發(fā)生的反應(yīng)是Ag++e-══Ag,③正確;銅片上鍍銀,銀為陽(yáng)極,在銀片上發(fā)生的反應(yīng)是Ag-e-══Ag+,④錯(cuò)誤;若用硫酸銅溶液作電鍍液,陰極析出銅,⑤錯(cuò)誤;可以用硝酸銀溶液作電鍍液,⑥正確。

13.D解析:電解精煉銅時(shí),用粗銅作陽(yáng)極,用純銅作陰極,A項(xiàng)、B項(xiàng)不正確;鋅比銅活潑,失電子變成鋅離子進(jìn)入溶液中,金、銀不活潑,以單質(zhì)形式沉淀到電解槽底部,C項(xiàng)不正確;陰極發(fā)生反應(yīng)Cu2++2e-══Cu,m(Cu)=2.56g,n(Cu)=0.04mol,電路通過(guò)電子n(e-)=0.08mol,D項(xiàng)正確。

14.C解析:根據(jù)電解原理可知,鋁制品表面要形成氧化膜,Al元素化合價(jià)升高,失電子,因此鋁制品為陽(yáng)極,A項(xiàng)正確;陰極僅作導(dǎo)體,可選用不銹鋼網(wǎng),且不銹鋼網(wǎng)接觸面積大,能增加電解效率,B項(xiàng)正確;陰極應(yīng)為酸性溶液中的H+得電子生成氫氣,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電解時(shí),溶液中的陰離子移向陽(yáng)極,D項(xiàng)正確。

15.D解析:金屬腐蝕既包括化學(xué)腐蝕又包括電化學(xué)腐蝕,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電化學(xué)腐蝕是指形成原電池反應(yīng)引起的腐蝕,B項(xiàng)錯(cuò)誤;吸氧腐蝕正極上O2得電子,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕的本質(zhì)都是金屬被氧化成金屬離子,本質(zhì)相同,但電化學(xué)腐蝕過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生微弱的電流,D項(xiàng)正確。

16.C

二、非選擇題

17.答案：(1)LiLi－e－===Li＋(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑

(3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣味氣體生成SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑

(4)構(gòu)成電池的主要成分Li能與氧氣、水反應(yīng)，SOCl2也與水反應(yīng)

解析：(1)分析反應(yīng)中元素化合價(jià)變化可知Li為還原劑(作負(fù)極)，失電子：Li－e－===Li＋。(2)SOCl2為氧化劑，得電子，從題中電池反應(yīng)可推出產(chǎn)物為Cl－、S、SO2(或用總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng))。(3)題中已給出信息：堿液吸收時(shí)的產(chǎn)物是Na2SO3和NaCl，則沒(méi)有堿液吸收時(shí)的產(chǎn)物應(yīng)為SO2和HCl，進(jìn)而推出現(xiàn)象。

18.答案:(1)電化學(xué)腐蝕負(fù)極:2Fe-4e-2Fe2+,正極:2H2O+O2+4e-4OH-

(2)球形干燥管堿石灰(或無(wú)水氯化鈣)干燥O2

(3)與O2接觸、與水接觸氧氣濃度

解析:鋼鐵在潮濕環(huán)境中形成原電池,發(fā)生電化學(xué)腐蝕。此實(shí)驗(yàn)在直形管中的現(xiàn)象說(shuō)明,潮濕是鐵生銹的前提。直形管中與燒杯中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對(duì)比,則說(shuō)明O2濃度是影響鐵絲生銹快慢的一個(gè)重要因素。

19.答案:(1)負(fù)SO2+2H2O-2e-S+4H+減小(2)向右O2+4H++4e-2H2O

(3)2SO2+2H2O+O22H2SO4(4)80%

解析:(1)SO2制備硫酸,SO2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng):SO2+2H2O-2e-S+4H+,負(fù)極區(qū)