2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第4章化學(xué)反應(yīng)與電能階段限時檢測含解析新人教版選擇性必修1

PAGEPAGE8第四章階段限時檢測(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共8小題，每小題3分，共24分。每題各只有一個選項符合題意)1．下列事實不能用電化學(xué)原理說明的是()A．鋁片不用特殊方法愛惜B．輪船吃水線下的船體上裝確定數(shù)量的鋅塊C．純鋅與稀硫酸反應(yīng)時，滴入少量CuSO4溶液后速率增大D．鍍鋅鐵比較耐用【答案】A2．下列敘述正確的是()A．電解飽和食鹽水制燒堿時，F(xiàn)e作陽極，石墨作陰極B．電解氯化銅溶液時，陽極上產(chǎn)生的氣體質(zhì)量和陰極上析出的銅的質(zhì)量相等C．鋼鐵在空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，鐵作負(fù)極D．原電池工作時，陽離子移向電池的負(fù)極【答案】C3．化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變更的化學(xué)用語中，正確的是()A．電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑B．氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．粗銅精煉時，與電源正極相連的是純銅，電極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋D．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋【答案】A4．視察下列幾個裝置示意圖，有關(guān)敘述正確的是()A．裝置①中陽極上析出紅色固體B．裝置②的待鍍鐵制品應(yīng)與電源正極相連C．裝置③閉合電鍵后，外電路電子由a極流向b極D．裝置④的離子交換膜允許陽離子、陰離子、水分子自由通過【答案】C【解析】裝置①中陽極上氯離子放電生成氯氣，A錯誤；裝置②是電鍍裝置，待鍍鐵制品作陰極，應(yīng)與電源負(fù)極相連，B錯誤；裝置③閉合電鍵后，a極是負(fù)極，因此外電路電子由a極流向b極，C正確；裝置④的離子交換膜只允許陽離子、水分子自由通過，D錯誤。5．某小組為探討電化學(xué)原理，設(shè)計下圖裝置，下列敘述不正確的是()A．a(chǎn)和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuC．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍(lán)色慢慢變成淺綠色D．a(chǎn)和b分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時，Cu2＋向銅電極移動【答案】D【解析】a和b不連接時，鐵與CuSO4溶液發(fā)生反應(yīng)：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，A正確；a和b用導(dǎo)線連接時，組成了原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，Cu為正極，銅片上發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu，鐵片上發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋，B正確；通過以上分析可知，無論a和b是否連接，均發(fā)生反應(yīng)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，故溶液均從藍(lán)色(Cu2＋的顏色)慢慢變成淺綠色(Fe2＋的顏色)，C正確；a和b分別連接直流電源正、負(fù)極時，構(gòu)成電解池，銅片為陽極，鐵片為陰極，Cu2＋應(yīng)向陰極(鐵電極)移動，D錯誤。6．金屬鎳有廣泛的用途，粗鎳中含有少量的Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，用電解法制備高純度的鎳，下列敘述中正確的是()A．陽極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni2＋＋2e－=NiB．電解過程中，陽極削減的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量相等C．電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2＋和Zn2＋D．電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt【答案】D【解析】陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯誤；依據(jù)金屬活動性依次和金屬陽離子的氧化性強弱，陽極反應(yīng)為Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋，Cu、Pt在該條件下不失電子，陰極反應(yīng)為Ni2＋＋2e－=Ni。比較兩電極反應(yīng)，因Zn、Fe、Ni的相對原子質(zhì)量不等，當(dāng)兩極通過相同的電量時，陽極削減的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不等，B、C錯誤。7．支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性幫助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是()A．通入愛惜電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后鋼管樁作為陰極而被愛惜C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的愛惜電流應(yīng)當(dāng)依據(jù)環(huán)境條件變更進(jìn)行調(diào)整【答案】C【解析】由于高硅鑄鐵為惰性陽極，因此應(yīng)是海水中的Cl－等失電子，因此陽極材料不被損耗，C錯誤。8．(2024·山東卷)接受惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖所示。忽視溫度變更的影響，下列說法錯誤的是()A．陽極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑B．電解一段時間后，陽極室的pH未變C．電解過程中，H＋由a極區(qū)向b極區(qū)遷移D．電解一段時間后，a極生成的O2與b極反應(yīng)的O2等量【答案】D二、選擇題(本大題共4小題，每小題6分，共24分。每小題只有一個選項符合題意)9．中國科學(xué)家探討出對環(huán)境污染小、便于鋁回收的海水電池，其工作原理示意圖如下：下列說法正確的是()A．電極Ⅰ為陰極，其反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－=2H2OB．聚丙烯半透膜允許陽離子從右往左通過C．假如電極Ⅱ為活性鎂鋁合金，則負(fù)極區(qū)會逸出大量氣體D．當(dāng)負(fù)極質(zhì)量削減5.4g時，正極消耗3.36L氣體【答案】C【解析】電極Ⅰ為正極，電解質(zhì)溶液為堿性，其反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，A錯誤；依據(jù)圖中信息右邊為酸性溶液，左邊為堿性海水，右邊氫離子不能通過聚丙烯半透膜，B錯誤；當(dāng)不是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無法計算正極消耗氣體的體積，D錯誤。10．(2024·遼寧錦州模擬)肼(N2H4)暴露在空氣中簡潔爆炸，但是以其為燃料的燃料電池是一種志向的電池，具有容量大、能量轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物無污染等特點，其工作原理如圖所示，下列敘述正確的是()A．電池工作時，正極旁邊的pH減小B．當(dāng)消耗1molO2時，有2molNa＋由甲槽向乙槽遷移C．負(fù)極反應(yīng)式為4OH－＋N2H4－4e－=N2↑＋4H2OD．若去掉陽離子交換膜，電池也能正常工作【答案】C【解析】電池工作時，O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，由于生成OH－，溶液的pH增大，A錯誤；當(dāng)消耗1molO2時，電路中轉(zhuǎn)移4mol電子，生成4molOH－，為保持溶液呈電中性，應(yīng)有4molNa＋由甲槽向乙槽遷移，B錯誤；N2H4在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則負(fù)極反應(yīng)式為4OH－＋N2H4－4e－=N2↑＋4H2O，C正確；若去掉陽離子交換膜，肼會與水中溶解的氧氣干脆接觸，發(fā)生爆炸，無法正常工作，D錯誤。11．500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝6.0mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說法正確的是()A．原混合溶液中c(K＋)為2mol·L－1B．上述電解過程中共轉(zhuǎn)移6mol電子C．電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5molD．電解后溶液中c(H＋)為2mol·L－1【答案】A【解析】兩極都收集到22.4L氣體，說明陰極上發(fā)生的反應(yīng)依次為：①Cu2＋＋2e－=Cu；②2H＋＋2e－=H2↑，陽極只生成O2：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，n(H2)＝n(O2)＝1mol，則n(e－)＝4mol，B錯誤。依據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒得，原溶液中n(Cu2＋)＝1mol，依據(jù)電荷守恒有n(K＋)＋n(Cu2＋)×2＝n(NOeq\o\al(－,3))，所以n(K＋)＝1mol，c(K＋)＝2mol·L－1。依據(jù)Cu析出后，溶液中只有KNO3和HNO3，由電荷守恒可以推出c(H＋)＝4mol·L－1。12．某愛好小組設(shè)計如下微型試驗裝置。試驗時，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)覺電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是()A．?dāng)嚅_K2，閉合K1時，總反應(yīng)的離子方程式為2H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑B．?dāng)嚅_K2，閉合K1時，石墨電極旁邊溶液變紅C．?dāng)嚅_K1，閉合K2時，銅電極上的電極反應(yīng)為Cl2＋2e－=2Cl－D．?dāng)嚅_K1，閉合K2時，石墨電極作正極【答案】D【解析】由題意知，斷開K2，閉合K1時，兩極均有氣泡產(chǎn)生，則說明銅電極沒有參與反應(yīng)，則銅電極確定作陰極，石墨電極作陽極，所以總反應(yīng)的離子方程式應(yīng)為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－，銅電極旁邊溶液變紅，A、B均錯誤；斷開K1，閉合K2時，氯氣在石墨電極上得到電子生成Cl－，氫氣在銅電極上失去電子生成氫離子，所以此時石墨電極作正極，銅電極作負(fù)極，C錯誤，D正確。三、非選擇題(本題共4小題，共52分)13．(13分)如圖是一個甲烷燃料電池工作時的示意圖，乙池中的兩個電極一個是石墨電極，一個是鐵電極，工作時，M、N兩個電極的質(zhì)量都不削減，請回答下列問題：(1)M電極的材料是______，其電極名稱是______________，N的電極反應(yīng)式為______________，乙池的總反應(yīng)是____________________________________________，通入甲烷的鉑電極的電極反應(yīng)式為______________。(2)在此過程中，乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時，甲池中理論上消耗氧氣________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，若此時乙池溶液的體積為400mL，則乙池溶液的H＋的濃度為________________________。【答案】(13分，未標(biāo)注的每空2分)(1)鐵(1分)陰極4OH－－4e－=O2↑＋2H2O4AgNO3＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋4HNO3＋O2↑CH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O(2)0.2240.1mol·L－1【解析】(2)設(shè)甲池中理論上消耗氧氣體積為x，乙池中生成H＋的物質(zhì)的量為y。則：4AgNO3～4Ag～O2～4H＋4×108g22.4L4mol4.32gxy解得：x＝0.224L，y＝0.04mol。c(H＋)＝eq\f(nH＋,V)＝eq\f(0.04mol,0.4L)＝0.1mol·L－1。14．(13分)如圖裝置所示，C、D、E、F都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F(xiàn)極旁邊呈紅色。請回答：(1)B極是電源的________，一段時間后，甲中溶液顏色________。(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時，對應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為______________。(3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)是________，電鍍液是__________溶液。(4)若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________________?！敬鸢浮?13分，未標(biāo)注的每空2分)(1)負(fù)極變淺(2)1∶2∶2∶2(3分)(3)銅件AgNO3(4)Fe＋Cu2＋eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Fe2＋【解析】(1)F極旁邊溶液呈紅色，說明F極是陰極，產(chǎn)生了NaOH，則B極是電源的負(fù)極。(2)甲中，C極為陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；D極為陰極，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：2Cu2＋＋4e－=2Cu。乙中，E極為陽極，電極反應(yīng)為4Cl－－4e－=2Cl2↑，F(xiàn)極為陰極，電極反應(yīng)為4H＋＋4e－=2H2↑。甲、乙池串聯(lián)，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目相同，故C、D、E、F電極產(chǎn)生單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(O2)∶n(Cu)∶n(Cl2)∶n(H2)＝1∶2∶2∶2。(3)H極與電源負(fù)極相連，H極為陰極，電鍍時，鍍件應(yīng)作陰極，即H應(yīng)當(dāng)是鍍件，電鍍液可以是AgNO3溶液。(4)若C電極為鐵，鐵為活性電極，陽極反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋，陰極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu，總反應(yīng)：Fe＋Cu2＋eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Fe2＋。15．(13分)(1)O2幫助的Al－CO2電池工作原理如圖所示。該電池電容量大，能有效利用CO2，電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。電池的負(fù)極反應(yīng)式：______________。電池的正極反應(yīng)式：6O2＋6e－=6Oeq\o\al(－,2)6CO2＋6Oeq\o\al(－,2)=3C2Oeq\o\al(2－,4)＋6O2反應(yīng)過程中O2的作用是____________。該電池的總反應(yīng)式：______________。(2)制備Na2S2O5也可接受三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸取液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為____________________________________。電解后，________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5?！敬鸢浮?13分)(1)Al－3e－=Al3＋(或2Al－6e－=2Al3＋)(3分)催化劑(2分)2Al＋6CO2=Al2(C2O4)3(3分)(2)2H2O－4e－=4H＋＋O2↑(3分)a(2分)【解析】(1)該電池中Al作負(fù)極，電解質(zhì)為含AlCl3的離子液體，故負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－=Al3＋。正極為多孔碳電極，依據(jù)正極反應(yīng)式，得正極總反應(yīng)為6CO2＋6e－=3C2Oeq\o\al(2－,4)，O2不參與正極的總反應(yīng)，故O2為催化劑。將負(fù)極反應(yīng)：2Al－6e－=2Al3＋和正極總反應(yīng)：6CO2＋6e－=3C2Oeq\o\al(2－,4)相加，可得該電池的總反應(yīng)式為2Al＋6CO2=Al2(C2O4)3。(2)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，陽極室H＋向a室遷移，a室中的Na2SO3轉(zhuǎn)化成NaHSO3。陰極發(fā)生還原反應(yīng)析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室遷移，則b室中Na2SO3濃度增大。16．(13分)KIO3是一種重要的無機化