第四單元 化學(xué)反應(yīng)與電能-【沖刺期末】2021-2022學(xué)年高二化學(xué)期末單元復(fù)習(xí)測試（人教版2019選擇性必修1）（原卷版）

【沖刺期末】2021-2022學(xué)年高二化學(xué)期末單元復(fù)習(xí)測試第四單元化學(xué)反應(yīng)與電能(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共15小題，每小題3分，共45分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B．圖b中，開關(guān)由M改置于N時(shí)，Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C．圖c中，接通開關(guān)時(shí)Zn的腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D．圖d中，Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的2．科學(xué)家報(bào)道了一種新型可充電Na/Fe二次電池，其工作原理如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是()A．充電時(shí)，X極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．充電時(shí)，Y極的電極反應(yīng)式為CaFeO2.5＋0.5Na2O－e－=CaFeO3＋Na＋C．充電時(shí)，可用乙醇代替有機(jī)電解質(zhì)溶液D．電極材料中，單位質(zhì)量金屬放出的電能：Na＞Li3．下列敘述錯(cuò)誤的是()A．K與N連接時(shí)X為硫酸，一段時(shí)間后溶液的pH增大B．K與M連接時(shí)X為硫酸，一段時(shí)間后溶液的pH減小C．K與N連接時(shí)X為氯化鈉，石墨電極上的反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．K與M連接時(shí)X為氯化鈉，石墨電極上的反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑4．(2020江西南昌十中高二上期末)某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示原電池裝置(鹽橋中吸附有飽和K2SO4溶液)。下列說法正確的是該原電池的正極反應(yīng)是Cu2++2e-=Cu甲燒杯中溶液的紅色逐漸變淺鹽橋中的流向甲燒杯若將甲燒杯中的溶液換成稀硝酸,電流表指針反向偏轉(zhuǎn)5．近來科學(xué)家研制了一種新型的乙醇電池(DEFC)，它用磺酸類質(zhì)子作溶劑，在200℃左右時(shí)供電，乙醇電池比甲醇電池效率高出32倍且更加安全。電池總反應(yīng)式為C2H5OH＋3O2=2CO2＋3H2O，下列說法不正確的是()A．C2H5OH在電池的負(fù)極上參加反應(yīng)B．正極反應(yīng)式為4H＋＋O2＋4e－=2H2OC．在外電路中電子由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極D．1mol乙醇被氧化轉(zhuǎn)移6mol電子6．(2020浙江金華十校高二上期末)以氨氣為原料的燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法正確的是a極為電池的正極負(fù)極的電極反應(yīng)為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O當(dāng)生成1molN2時(shí),電路中通過的電子的物質(zhì)的量為3mol外電路的電流方向?yàn)閺腶極流向b極7．(2020湖北荊州沙市中學(xué)高二上期中)控制適合的條件,將反應(yīng)2Fe3++2I-2Fe2++I2設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是反應(yīng)開始時(shí),乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)反應(yīng)開始時(shí),甲中石墨電極上Fe3+被還原電流表讀數(shù)為零時(shí),反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)電流表讀數(shù)為零后,在甲中加入FeCl2固體,乙中石墨電極為負(fù)極8．水系鈉離子電池有成本低、壽命長、環(huán)保等諸多優(yōu)勢，未來有望代替鋰離子電池和鉛酸電池。一種水系鈉離子電池放電和充電的工作原理示意圖如圖所示。下列說法正確的是()A．放電時(shí)，電極N上的電勢低于電極M上的電勢B．放電時(shí)，若導(dǎo)線中流過2mole－，理論上有2molNa＋移入M電極區(qū)C．充電時(shí)，TiO2光電極不參與該過程D．充電時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為3I－－2e－=Ieq\o\al(－,3)9．CNaMO2電池是科學(xué)家正在研發(fā)的鈉離子電池，據(jù)悉該電池可以將傳統(tǒng)鋰電池的續(xù)航能力提升7倍。該電池的電池反應(yīng)式為NaMO2＋nCeq\o(,\s\up11(放電),\s\do4(充電))Na1－xMO2＋NaxCn，下列有關(guān)該電池的說法正確的是()A．電池放電時(shí)，溶液中Na＋向負(fù)極移動B．該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為NaMO2－xe－=Na1－xMO2＋xNa＋C．消耗相同質(zhì)量金屬時(shí)，用鋰作負(fù)極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量比用鈉時(shí)少D．電池充電時(shí)的陽極反應(yīng)式為nC＋xNa＋－xe－=NaxCn10．(2020廣東廣州高三調(diào)研)2019年諾貝爾化學(xué)獎授予了在鋰離子電池研發(fā)領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。一種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,電池反應(yīng)為LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2(x<1)。下列說法正確的是充電時(shí)a極接外電源的負(fù)極放電時(shí)Li+在電解質(zhì)中由a極向b極遷移充電時(shí)若轉(zhuǎn)移0.02mol電子,石墨電極將減少0.14g該廢舊電池進(jìn)行“放電處理”有利于鋰在LiCoO2極回收11．由于具有超低耗電量、壽命長的特點(diǎn)，LED產(chǎn)品越來越受人歡迎。如圖是氫氧燃料電池驅(qū)動LED發(fā)光二極管發(fā)光的裝置。下列說法中正確的是()A．a(chǎn)處通入的氣體是氧氣，b處通入的氣體是氫氣B．該裝置中只涉及兩種形式的能量變化C．電池正極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．P型半導(dǎo)體連接的是電池負(fù)極12．(2020福建師大附中高二上期中)一種電解法制備高純鉻和硫酸的簡單裝置如圖所示。下列說法正確的是b為直流電源的負(fù)極陰極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑工作時(shí),乙池中溶液的pH減小若有1mol離子通過A膜,理論上陽極生成5.6mL氣體13．南京工業(yè)大學(xué)IAM團(tuán)隊(duì)將蠶繭炭化形成氮摻雜的高導(dǎo)電炭材料，該材料作為微生物燃料電池的電極具有較好的生物相容性，提升了電子傳遞效率。利用該材料制備的微生物電池可降解污水中的有機(jī)物(以CH3CHO為例)，其裝置原理如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是()A．該微生物電池在處理廢水時(shí)還能輸出電能B．該微生物電池工作時(shí)，電子由a極經(jīng)負(fù)載流到b極C．該微生物電池原理圖中的離子交換膜為陰離子交換膜D．該微生物電池的負(fù)極反應(yīng)為CH3CHO＋3H2O－10e－=2CO2↑＋10H＋14．堿吸—電解法處理硫酸廠煙氣中SO2的流程和電解過程如下圖。下列說法正確的是()A．電極a為電解池的陰極B．半透膜Ⅰ為陰離子交換膜，半透膜Ⅱ?yàn)殛栯x子交換膜C．電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑D．若收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L的氣體G，則有2molM離子移向左室15．以銅作催化劑的一種鋁硫電池的示意圖如圖所示，電池放電時(shí)的反應(yīng)原理為3CuxS＋2Al＋14AlCleq\o\al(－,4)=3xCu＋8Al2Cleq\o\al(－,7)＋3S2－，下列說法錯(cuò)誤的是()A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Al＋7AlCleq\o\al(－,4)－3e－=4Al2Cleq\o\al(－,7)B．放電時(shí)，1molCuxS反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移2mol電子C．充電時(shí)，兩電極的質(zhì)量均增加D．充電時(shí)，K＋通過陽離子交換膜向Cu/CuxS電極移動二、非選擇題(本題共5小題，共55分)16．(11分)鉻是常見的過渡金屬之一,研究鉻的性質(zhì)具有重要意義。(1)在如圖裝置中,觀察到裝置甲銅電極上產(chǎn)生大量的無色氣體;而裝置乙中銅電極上無氣體產(chǎn)生,鉻電極上產(chǎn)生大量紅棕色氣體。由此可得到的結(jié)論是 。

(2)工業(yè)上使用下圖裝置,采用石墨作電極電解Na2CrO4溶液,使Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7,其轉(zhuǎn)化原理為。

(3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,它們是工業(yè)廢水造成鉻污染的主要原因。要將Cr(Ⅵ)轉(zhuǎn)化為Cr(Ⅲ)常見的處理方法是電解法。將含的廢水通入電解槽內(nèi),用鐵作陽極,在酸性環(huán)境中,加入適量的NaCl進(jìn)行電解,使陽極生成的Fe2+和發(fā)生反應(yīng),其離子方程式為。陰極上、H+、Fe3+都可能放電。若放電,則陰極的電極反應(yīng)式為;若H+放電,則陰極區(qū)形成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀,已知常溫下,Cr3+Cr(OH)3,則常溫下陰極區(qū)溶液pH的范圍為。

17．(10分)(2020浙江杭州七校高二上期中)現(xiàn)需設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置來電解飽和食鹽水,并測量電解產(chǎn)生的氫氣的體積(常溫下約6mL)和檢驗(yàn)氯氣的氧化性(不應(yīng)將多余的氯氣排入空氣中)。(1)試從上圖中選用幾種必要的儀器,連成一整套裝置,各種儀器接口的連接順序(填編號)是A接,B接。

(2)鐵棒接直流電源的極;碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為。

(3)能說明氯氣具有氧化性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。

(4)假定裝入的飽和食鹽水為50mL(電解前后溶液體積變化可忽略),當(dāng)測得的氫氣為5.6mL(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),常溫下溶液的pH為。

(5)工業(yè)上采用離子交換膜法電解飽和食鹽水,如下圖所示,圖中的離子交換膜是(填“陽離子”或“陰離子”)交換膜,溶液B是。

18．(12分)(2020江西南昌十中高二上期末)Ⅰ.如圖1所示,其中甲池的總反應(yīng)為2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,回答下列問題：(1)甲池燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為。

(2)寫出乙池中電解總反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

(3)甲池中消耗224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2,此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生g沉淀,此時(shí)乙池中溶液的體積為400mL,該溶液的pH=。

Ⅱ.某同學(xué)利用甲醇燃料電池設(shè)計(jì)電解法制取漂白液或Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2。若用于制漂白液,a為電池的極,電解質(zhì)溶液最好用。若用于制Fe(OH)2,使用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液,陽極選用作電極。

19．(12分)（1）可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫,工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2,可交替得到H2和O2。①制H2時(shí),連接；

產(chǎn)生H2的電極方程式是。

②改變開關(guān)連接方式,可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式,說明電極3的作用：。

在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上,科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案,主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程,如下圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子,需消耗氧氣L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

20．(12分)在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上以黃銅礦精礦為原料，制取硫酸銅及金屬銅的工藝如下所示：Ⅰ.將黃銅礦精礦(主要成分為CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎。Ⅱ.采用如下裝置進(jìn)行電化學(xué)浸出實(shí)驗(yàn)。將精選黃銅礦粉加入電解槽陽極區(qū)，勻速攪拌，使礦粉溶解。在陰極區(qū)通入氧氣，并加入少量催化劑。Ⅲ.一段時(shí)間后，抽取陰極區(qū)溶液，向其中加入有機(jī)萃取劑(RH)發(fā)生反應(yīng)：2RH(有機(jī)相)＋Cu2＋(水相)R2Cu(有機(jī)相)＋2H＋(水相)分離出有機(jī)相，向其中加入一定濃度的硫酸，使Cu2＋得以再生。Ⅳ.電解硫酸銅溶液制得金屬銅。(1)精選黃銅礦粉加入陽極區(qū)與硫酸及硫酸鐵主要發(fā)生以下反應(yīng)：CuFeS2＋4H＋=Cu2＋＋Fe2＋＋2H2S2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋①陽極區(qū)硫酸鐵的主要作用是____________________。②電解過程中，陽極區(qū)Fe3＋的濃度基本保持不變，原因是________________________(填離子方程式)。(2)若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟Ⅲ，分離有機(jī)相和水相的主要實(shí)驗(yàn)儀器是________；加入有機(jī)萃取劑的目的是____________________________________________________。(3)步驟Ⅲ，向有機(jī)相中加入一