高考化學二輪復習 1-2-7化學能與電能課時作業(yè)

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1、高考化學二輪復習 1-2-7化學能與電能課時作業(yè) 一、選擇題 1．(xx·北京海淀期末)鉛蓄電池反應原理為Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l)，下列說法正確的是(　　) A．放電時，負極的電極反應為Pb－2e－===Pb2＋ B．放電時，正極得電子的物質(zhì)是PbO2 C．充電時，電解質(zhì)溶液中硫酸濃度減小 D．充電時，陰極的電極反應為PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 解析：放電時負極反應為Pb＋SO－2e－===PbSO4，A項錯誤；放電時正極上PbO2得到電子，發(fā)生還原反應：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===

2、PbSO4＋2H2O，B項正確；充電過程為電解過程，電解質(zhì)溶液中H2SO4濃度增大，C項錯誤；充電時，陰極反應為放電時負極反應的逆反應，D項錯誤。 答案：B 2．(xx·四川綿陽診斷)某合作學習小組的同學利用下列氧化還原反應設計原電池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O。鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液，下列敘述中正確的是(　　) A．乙燒杯中發(fā)生還原反應 B．甲燒杯中溶液的pH逐漸減小 C．電池工作時，鹽橋中的SO移向甲燒杯 D．外電路的電流方向是從a到b 解析：乙燒杯中發(fā)生氧化反應：Fe2＋－e－===Fe

3、3＋，A項錯誤；甲燒杯中發(fā)生還原反應：MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O，c(H＋)減小，pH增大，B項錯誤；電池工作時，乙燒杯中正電荷增多，SO移向乙燒杯，C項錯誤；外電路的電流方向是從正極(a)到負極(b)，D項正確。 答案：D 3．(xx·云南第一次統(tǒng)一檢測)鋁表面在空氣中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蝕性不夠強?？刂埔欢ǖ臈l件，用如圖所示的電化學氧化法，可在鋁表面生成堅硬的氧化膜。下列有關敘述正確的是(　　) A．陰極上有金屬鋁生成 B．電極A為石墨，電極B為金屬鋁 C．OH－在電極A上放電，有氧氣生成 D．陽極的電極反應為2Al＋3H2O－6e－===Al2O

4、3＋6H＋ 解析：電解液為硫酸，陰極上H＋放電，故陰極產(chǎn)物為氫氣，A項錯誤；Al→Al2O3，發(fā)生氧化反應，故電源正極連接的是金屬鋁，即電極A為金屬鋁，電極B為石墨，B項錯誤；電極A上Al發(fā)生氧化反應，C項錯誤、D項正確。 答案：D 4．(xx·河南鄭州質(zhì)檢)如圖X為電源，Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中央的紫紅色色斑向d端擴散。下列判斷正確的是(　　) A．濾紙上c點附近會變紅色 B．Cu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大 C．燒杯中溶液的pH增大 D．燒杯中SO向Cu電極定向移動 解析：由圖可知，該裝置為電解裝置，由通電后Y中央

5、的紫紅色色斑向d端擴散知，d為陽極(MnO向陽極移動)，b為電源的正極，a為電源的負極。Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，c點H＋放電，則OH－濃度增大，所以濾紙上c點附近會變紅色，故A項正確；Cu電極上Cu2＋得到電子生成Cu，Pt電極上OH－失去電子，故Cu電極質(zhì)量增大，Pt電極質(zhì)量不變，B項錯誤；Pt電極上OH－失去電子，故燒杯中溶液的pH減小，C項錯誤；Cu電極為陰極，Pt電極為陽極，燒杯中SO向Pt電極定向移動，D項錯誤。 答案：A 5．(xx·山東濰坊聯(lián)考)某小組為研究電化學原理，設計如圖裝置。下列敘述錯誤的是(　　) A．a(chǎn)和b不連接時，鐵片質(zhì)量會增加 B．a(chǎn)和b用

6、導線連接時，正極發(fā)生的電極反應為Cu2＋＋2e－===Cu C．無論a和b是否連接，鐵片均被腐蝕 D．a(chǎn)和b分別連接電源正、負極時，F(xiàn)e電極發(fā)生的電極反應為：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 解析：a和b不連接時，F(xiàn)e與溶液中的Cu2＋發(fā)生置換反應，因Fe的相對原子質(zhì)量比Cu的小，故鐵片質(zhì)量增加，A項正確；a和b用導線連接時，鐵、銅、硫酸銅溶液構成原電池，正極反應為Cu2＋＋2e－===Cu，B項正確；a和b連接時，F(xiàn)e作負極而被腐蝕，a和b不連接時，F(xiàn)e與Cu2＋發(fā)生置換反應而被腐蝕，C項正確；a連接電源正極、b連接電源負極時，鐵片作陽極，發(fā)生氧化反應，F(xiàn)e失電子，而不是OH－失

7、電子，D項錯誤。 答案：D 6．(xx·吉林長春一模)如圖所示的兩個實驗裝置，溶液的體積均為200 mL。開始時電解質(zhì)溶液的濃度均為0.1 mol/L，工作一段時間后，測得導線中均通過0.02 mol電子，若不考慮鹽的水解和溶液的體積變化，下列敘述中正確的是(　　) A．產(chǎn)生氣體的體積(標準狀況)：①>② B．溶液的pH變化：①減小，②增大 C．電極上生成物質(zhì)的質(zhì)量：①＝② D．電極反應：①中陽極2Cl－－2e－===Cl2↑，②中負極2H＋＋2e－===H2↑ 解析：①的陽極反應：2Cl－－2e－===Cl2↑，導線中通過0.02 mol電子時，V(Cl2)＝n(Cl2)V

8、m＝0.01 mol×22.4 L/mol＝0.224 L，②中的正極反應為2H＋＋2e－===H2↑，導線中通過0.02 mol電子時，V(H2)＝n(H2)Vm＝0.01 mol×22.4 L/mol＝0.224 L，所以產(chǎn)生氣體的體積：①＝②，A項錯誤；①相當于電解CuCl2本身，生成的Cl2與H2O反應，從而使溶液pH減小，②相當于Zn和稀硫酸中的H＋反應，所以H＋減少，酸性減弱，溶液pH增大，B項正確；由以上分析可知，m(Cl2)＝n(Cl2)M(Cl2)＝0.01 mol×71 g/mol＝0.71 g，陰極反應：Cu2＋＋2e－===Cu，導線中通過0.02 mol電子時，m(C

9、u)＝n(Cu)M(Cu)＝0.01 mol×64 g/mol＝0.64 g，所以①電極上生成物質(zhì)的質(zhì)量為0.71 g＋0.64 g＝1.35 g；由以上分析可知，m(H2)＝n(H2)M(H2)＝nVm＝0.01 mol×2 g/mol＝0.02 g，所以②電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量為0.02 g，①>②，C項錯誤；②中負極：Zn－2e－===Zn2＋，D項錯誤。 答案：B 7．下列有關鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是(　　) A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護 B．鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化，可保護內(nèi)部不被腐蝕 C．鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕 D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應

10、是Fe－3e－===Fe3＋ 解析：鋼管與電源正極相連，則鋼管作陽極，發(fā)生氧化反應而被腐蝕，A項錯誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，在表面生成一層致密的氧化膜保護內(nèi)部不被腐蝕，B項正確；鋼管與銅管露天堆放在一起，形成原電池時鋼管作負極，發(fā)生氧化反應而被腐蝕，C項錯誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應為：Fe－2e－===Fe2＋，D項錯誤。 答案：B 8．(xx·北京西城期末)用如圖所示裝置進行實驗，下列敘述不正確的是(　　) A．K與N連接時，鐵被腐蝕 B．K與N連接時，石墨電極產(chǎn)生氣泡 C．K與M連接時，一段時間后溶液的pH增大 D．K與M連接時，石墨電極的電極反應：4OH－－4e－

11、===2H2O＋O2↑ 解析：K與N連接時，為原電池裝置，鐵作負極，被腐蝕，A正確；K與N連接時，石墨電極為原電池的正極，產(chǎn)生氫氣，B正確；K與M連接時，為電解池裝置，電解食鹽水，一段時間后溶液的pH增大，C正確；K與M連接時，石墨電極的電極反應：2Cl－－2e－===Cl2↑，D錯誤。 答案：D 9．(xx·濟南調(diào)研)空間實驗室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC)，RFC是一種將水電解技術與氫氧燃料電池技術相結合的可充電電池。如圖為RFC工作原理示意圖，下列有關說法中，正確的是(　　) A．當有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時，a極產(chǎn)生1.12 L O2(標準狀況下)

12、B．b極上發(fā)生的電極反應是4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ C．c極上發(fā)生的電極反應是O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．d極上進行還原反應，產(chǎn)生的H＋可以通過隔膜進入A 解析：A項，左側(cè)為電解池，a極為陰極，生成氫氣，錯誤；B項，b極是陽極生成氧氣，錯誤；C項，右側(cè)為燃料電池，Y氣體為氧氣，在酸性電解質(zhì)溶液中該電極反應正確；D項，X氣體是氫氣，在d極上發(fā)生氧化反應，錯誤。 答案：C 10．(xx·太原市高三第二學段測評)結合圖中判斷，下列敘述正確的是(　　) A．K與N連接時，X為硫酸，一段時間后溶液的pH增大 B．K與N連接時，X為氯化鈉，石墨電極反應：2H＋

13、＋2e－===H2↑ C．K與M連接時，X為硫酸，一段時間后溶液的pH增大 D．K與M連接時，X為氯化鈉，石墨電極反應為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 解析：A項，K與N連接時形成原電池，X為硫酸時，電池總反應為Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，所得溶液pH增大，正確；B項，X為NaCl溶液時，發(fā)生Fe的吸氧腐蝕反應，石墨是正極，正極反應式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，錯誤；C項，K與M相連時形成電解池，X為硫酸，實質(zhì)發(fā)生電解水反應，H2O被消耗掉，則硫酸濃度增大，pH減小，錯誤；D項，是電解NaCl溶液，石墨是陽極，陽極反應式：2Cl－－2e－===Cl2↑，

14、錯誤。 答案：A 11．(xx·南昌高三調(diào)研)用如圖裝置進行實驗(A為電流計) 觀察到現(xiàn)象：裝置圖甲：Cu電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡 裝置圖乙：Cu電極上無氣泡產(chǎn)生，而Cr電極上產(chǎn)生大量氣泡 則下列說法正確的是(　　) A．圖甲是電解池，圖乙是原電池 B．兩個電池中，電子均由Cr電極流向Cu電極 C．圖乙中Cr電極可能被濃HNO3鈍化成惰性電極 D．由實驗現(xiàn)象可知金屬活動性：Cu>Cr 解析：A項，兩個圖中的裝置都是原電池，錯誤；B項，根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷，圖甲中Cr是負極，電子由Cr電極流向Cu電極，圖乙中Cu是負極，電子由Cu電極流向Cr電極，錯誤；C項，根據(jù)圖甲中的現(xiàn)象

15、判斷，金屬的活潑性Cr>Cu，但是圖乙中活潑的Cr是正極，說明在濃硝酸存在的情況下Cr比Cu難失去電子，Cr可能被濃硝酸鈍化，正確。 答案：C 12．(xx·湖北部分重點中學高三聯(lián)考)下圖甲池和乙池中的四個電極都是鉑電極，乙池溶液分層，上層溶液為鹽溶液，呈中性。請根據(jù)圖示判斷下列有關說法正確的是(　　) A．甲池是電解池，乙池是原電池 B．通入乙醇的鉑電極反應式為C2H5OH＋16OH－＋12e－===2CO＋11H2O C．反應一段時間后，兩池溶液的pH均未變化 D．假如乙池中加入NaI溶液，則在乙池反應過程中，可以觀察到C電極周圍的溶液呈現(xiàn)棕黃色，反應完畢后，用玻璃棒攪拌溶

16、液，則下層溶液呈現(xiàn)紫紅色，上層接近無色 解析：A選項，甲池為燃料電池，屬原電池，乙池為電解池；B選項，通入乙醇的電極應為失電子；C選項，甲池中不斷消耗KOH，pH應減?。籇選項，甲池中，A為負極，B為正極，則C為陽極，D為陰極。C極發(fā)生反應應為2I－－2e－===I2，I2水溶液呈棕黃色，用玻璃棒攪拌，發(fā)生萃取，I2轉(zhuǎn)移到CCl4中，所以呈紫紅色。 答案：D 二、非選擇題 13．(xx·湖北八市聯(lián)考)某實驗A小組設計生產(chǎn)亞氯酸鈉(NaClO2)的主要流程如圖，已知NaClO2是一種強氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。 (1)H2O2的電子式為_____

17、_____，裝置Ⅰ中發(fā)生反應的還原劑是__________(填化學式)。 (2)A的化學式是__________，裝置Ⅲ電解池中A在__________極區(qū)產(chǎn)生，若裝置Ⅲ中生成氣體a 11.2 L(標準狀況)，則理論上通過電解池的電量為__________(已知法拉第常數(shù)F＝9.65×104 C·mol－1)。 (3)裝置Ⅱ中反應的離子方程式是___________________。 解析：(1)H2O2中H原子滿足2電子穩(wěn)定結構，O原子滿足8電子穩(wěn)定結構，而且分子中存在O—O鍵，故其電子式為HH。裝置Ⅰ中加入的物質(zhì)為Na2SO3和NaClO3，生成物為Na2SO4和ClO2，故Na2S

18、O3為還原劑，NaClO3為氧化劑。(2)裝置Ⅲ中電解Na2SO4溶液，而實際上電解的是水，因為離子隔膜的存在，陽極區(qū)有H＋生成，最終得到硫酸，陰極區(qū)有OH－生成，最終得到NaOH溶液，氣體b為氫氣，氣體a為氧氣，A溶液為硫酸。理論上，生成標準狀況下的氧氣11.2 L(0.5 mol)時，轉(zhuǎn)移電子2 mol，通過電解池的電量為2 mol×9.65×104 C·mol－1＝1.93×105 C。(3)根據(jù)流程圖可知，裝置Ⅱ中加入的物質(zhì)為ClO2、H2O2和NaOH溶液，生成物有O2、NaClO2，再結合得失電子守恒、電荷守恒可以寫出反應的離子方程式(注意生成物中有水)。 答案：(1)HH　Na

19、2SO3 (2)H2SO4　陽　1.93×105 C (3)2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO＋O2＋2H2O 14．(xx·江西南昌調(diào)研)ClO2為一種黃綠色氣體，是目前國際上公認的高效、廣譜、快速安全的殺菌劑。制備ClO2的新工藝是電解法。 (1)如圖表示用石墨作電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2，寫出陽極產(chǎn)生ClO2的電極方程式________________；圖中b電極為__________(填“陽極”或“陰極”)。 (2)電解一段時間，當陰極產(chǎn)生標準狀況下氣體112 mL時，停止電解，則通過陽離子交換膜的陽離子物質(zhì)的量為__________mol，陰

20、極區(qū)pH__________(填“變大”、“變小”或“不變”)。 (3)ClO2對污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－、CN－等有明顯去除效果，某工廠中污水含CN－(a mg/L)，現(xiàn)用ClO2把CN－氧化成兩種無毒氣體，寫出該反應的離子方程式__________________________。 解析：(1)ClO2是電解飽和NaCl溶液的產(chǎn)物，故氯元素被氧化，圖中左側(cè)通入的是飽和NaCl溶液，故a為陽極，b為陰極，陽極Cl－失電子，發(fā)生氧化反應，生成ClO2。(2)陰極反應為2H2O－2e－===H2↑＋2OH－，生成標準狀況下112 mL氫氣(即0.005 mol)的同時生成0.01 m

21、ol OH－，為保持溶液中的陰陽離子平衡，則通過陽離子交換膜的陽離子為0.01 mol，陰極區(qū)的pH變大。(3)由反應物ClO2與CN－的元素組成及生成兩種無毒氣體可知，這兩種氣體為氮氣和二氧化碳，由此可寫出該反應的離子方程式：2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－。 答案：(1)Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋　陰極 (2)0.01　變大　(3)2ClO2＋2CN－===N2＋2CO2＋2Cl－ 15．(xx·江西聯(lián)考)按如圖所示裝置連接，X、Y均為惰性電極。請回答下列問題： (1)Zn為__________極。 (2)連接好裝置后，燒杯中的溶液發(fā)生

22、反應的離子方程式是______________________。 (3)圖中通過隔膜的SO向__________(填“左”、“右”或“不”)遷移，Y極及其附近出現(xiàn)的現(xiàn)象是_____________________。 (4)常溫下，當Zn極質(zhì)量減少32.5 g時，X極生成氣體8.4 L(標準狀況)，若此時燒杯中溶液的體積為500 mL，則此時燒杯中溶液的pH＝__________(不考慮生成的氣體溶于水)。 解析：(1)Zn為負極。(2)燒杯中是電解氯化鈉溶液，離子方程式為2H2O＋2Cl－H2↑＋Cl2↑＋2OH－。(3)Zn為負極，失去電子生成Zn2＋進入溶液，SO通過隔膜向左移動；燒

23、杯中Y極有氫氣逸出，同時有OH－生成，溶液呈紅色。(4)鋅是原電池的負極，Y是電解池的陰極；銅是原電池的正極，X是電解池的陽極。X電極有氯氣逸出，直到NaCl電解完全，接下來就是電解NaOH，逸出O2。Zn減少0.5 mol，轉(zhuǎn)移電子為1 mol，如果全部生成氯氣，則氯氣的物質(zhì)的量為0.5 mol，如果全部生成氧氣，則氧氣的物質(zhì)的量為0.25 mol。根據(jù)電子得失守恒和氣體體積可得：Cl2為0.25 mol，O2為0.125 mol。計算可知，c(OH－)＝1 mol/L，pH＝14。 答案：(1)負　(2)2H2O＋2Cl－H2↑＋Cl2↑＋2OH－　(3)左　有氣泡產(chǎn)生，溶液呈紅色　(4

24、)14 16．(xx·湖北荊州質(zhì)檢)如圖所示，某同學設計了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)的原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答相關問題： (1)甲烷燃料電池負極反應為___________________________。 (2)石墨(C)極的電極反應為_____________________________。 (3)若在標準狀況下，有2.24 L氧氣參加反應，則乙裝置中鐵極上生成的氣體的體積為__________L；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為__________g。 (4)某同學利用甲烷燃料電池設計電解法制取漂白液或Fe(OH)2的實驗裝置(如圖所

25、示)。 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。 解析：(1)甲烷燃料電池負極上發(fā)生氧化反應，即甲烷在負極上被氧化。在KOH溶液中甲烷被氧化后生成碳酸鉀，負極反應為CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。(2)原電池的負極與電解池的陰極相接，鐵極為陰極，則C極為陽極，在C極上發(fā)生氧化反應，電極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑。(3)n(O2)＝＝0

26、.1 mol，甲池中正極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，由電子守恒知，經(jīng)過甲、乙、丙裝置的電子的物質(zhì)的量為0.4 mol。乙池中的鐵極與甲池的負極相連，鐵極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，n(H2)＝＝0.2 mol，V(H2)＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。丙池中精銅為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應為Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu)＝＝0.2 mol，m(Cu)＝0.2 mol×64 g·mol－1＝12.8 g。(4)漂白液的有效成分是次氯酸鹽，制備原理是2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑，Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，氣體與液體反應，最好采用逆向接觸，即氣體在下端產(chǎn)生，堿溶液在上端生成，使其充分反應，所以該裝置的下端為陽極，上端為陰極，陰極與電源負極相連，故a極為負極。生活中常見且廉價的氯化物是氯化鈉，故電解質(zhì)溶液最好用飽和氯化鈉溶液。若制備氫氧化亞鐵，用硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液，選用鐵作陽極。 答案：(1)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O　(2)2Cl－－2e－===Cl2↑　(3)4.48　12.8　(4)負　飽和氯化鈉溶液(或飽和食鹽水)　鐵