单元复习04 化学反应与电能【过习题】2022-2023学年高二化学单元复习（人教版2019选择性必修1）

单元复习04  化学反应与电能

考点01 原电池的工作原理

1．有关电化学知识的描述正确的是(　　)

A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能

B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含KCl饱和溶液的琼胶

C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成

D．从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池

2．图甲和图乙均是双液原电池装置。下列说法不正确的是(　　)

A．甲中电池总反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq)

B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能够发生

C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性

D．乙中有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出

3．控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－  2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　)

A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原

C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态

D．电流表读数为零后，向甲中加入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极

考点02 原电池的设计

4．某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是(　　)

A．Zn为负极，发生还原反应

B．b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极

D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜

5．(1)利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计成如图所示的原电池，回答下列问题：

①写出电极反应式：

正极：___________________________; 负极：____________________________。

②图中X是____________，Y是____________。

③原电池工作时，盐桥中的____________(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。

(2)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极反应式为_________________________。

考点03 原电池原理的应用

6．a、b两个烧杯中均盛有100 mL等浓度的稀H2SO4，将足量的两份锌粉分别加入两个烧杯中，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系正确的是(　　)

7．如图所示装置，电流表发生偏转，同时A极逐渐变粗、B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的(　　)

A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸

B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸

C．A是Fe，B是Ag，C为AgNO3溶液

D．A是Ag，B是Fe，C为AgNO3溶液

考点04 化学电池 一次电池

8．电子表和电子计算器的电源通常用微型银—锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列说法正确的是(　　)

A．Ag2O是正极，Zn是负极

B．Zn是正极，Ag2O是负极

C．工作时，电池负极区溶液pH增大

D．工作时，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极

9．日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋2e－===2NH3＋H2{NH3与Zn2＋络合生成[Zn(NH3)4]2＋}。根据以上叙述判断下列结论不正确的是(　　)

A．Zn为正极，碳为负极

B．Zn为负极，碳为正极

C．工作时电流由碳极经外电路流向Zn极

D．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出，从而腐蚀用电器

考点05 二次电池

10．铅酸蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。下列结论正确的是(　　)

A．Pb为正极，被氧化

B．溶液的pH不断减小

C．SO只向PbO2处移动

D．电解质溶液的密度不断减小

11．我国科学家发明的一种可控锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。其工作原理如图所示。

下列有关说法不正确的是(　　)

A．电池工作时，电子的流向：锂电极→导线→石墨电极

B．水既是氧化剂又是溶剂，有机电解质可用水溶液代替

C．电池总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑

D．该装置不仅可提供电能，还可提供清洁燃料氢气

考点06 燃料电池

12．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是(　　)

A．有O2参加反应的电极a为电池的负极

B．多孔电极b的电极反应式为H2＋2e－＋O2－===H2O

C．多孔电极a的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

D．该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O

13．乙烯催化氧化成乙醛(CH3CHO)可设计成如图所示的燃料电池，下列说法正确的是(　　)

A．每有0.1 mol O2反应，则迁移H＋ 0.4 mol

B．正极反应式为CH2===CH2－2e－＋2OH－===CH3CHO＋H2O

C．电子移动方向：电极a→导线→电极b→电解质溶液→电极a

D．该电池为可充电电池

14．如图是甲醇燃料电池的结构示意图，甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是(　　)

A．左电极为电池的负极，a处通入的物质是甲醇

B．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．负极反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋

D．该电池提供1 mol e－，消耗氧气0.25 mol

考点07 电解原理

15．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(　　)

A．a为负极、b为正极

B．a为阳极、b为阴极

C．电解过程中，d电极质量增加

D．电解过程中，氯离子浓度不变

16．某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是(　　)

考点08 电解规律

17．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为3∶1的硫酸铜和氯化钠的混合溶液，不可能发生的反应有(　　)

A．2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑

B．Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑

C．2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑

D．2H2O2H2↑＋O2↑

18．利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是(　　)

A．b为直流电源的正极

B．将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，电极反应式不变

C．阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋

D．电解时，H＋由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室

19．如图是CO2经电催化还原为CH4的装置示意图。下列说法不正确的是(　　)

A．该过程是电能转化为化学能的过程

B．铜电极的电极反应式为CO2＋8HCO＋8e－===CH4＋8CO＋2H2O

C．一段时间后，①池中n(KHCO3)不变

D．一段时间后，②池中溶液的pH一定下降

20．如图X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。

(1)①b为电源的________极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。

②Z池中e为________极。

③连接Y、Z池线路，电子流动的方向是d________e(用“→”或“←”填空)。

(2)①写出c极上反应的电极反应式：______________________________________。

②写出Y池中总反应的化学方程式：_________________________________________。

③写出Z池中e极上反应的电极反应式：___________________________________。

考点09 氯碱工业

21．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列有关说法不正确的是(　　)

A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气

B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过

C．装置中发生反应的离子方程式为Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑

D．该装置是将电能转化为化学能

22．高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂。工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如图所示，两端隔室中的离子不能进入中间隔室。下列说法错误的是(　　)

A．阳极反应式：Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O

B．甲溶液可循环利用

C．离子交换膜a是阴离子交换膜

D．当电路中通过2 mol电子的电量时，会有1 mol H2生成

23．氯碱工业的一种节能新工艺是将电解池与燃料电池相结合，相关物料的传输与转化关系如图所示(电极未标出)。下列说法正确的是(　　)

A．电解池的阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B．通入空气的电极为负极

C．电解池中产生2 mol Cl2时，理论上燃料电池中消耗0.5 mol O2

D．a、b、c的大小关系为a>b＝c

考点10 电镀 电冶金

24．利用如图所示装置可以在铜牌表面电镀一层银。下列有关说法正确的是(　　)

A．通电后，Ag＋向阳极移动

B．银片与电源负极相连

C．该电解池的阴极反应可表示为Ag＋＋e－===Ag

D．当电镀一段时间后，将电源反接，铜牌可恢复如初

25．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　)

A．电解时以纯铜作阳极

B．电解时阴极发生氧化反应

C．粗铜连接电源负极，其电极反应式是Cu－2e－===Cu2＋

D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥

26．21世纪是钛的世纪，在800～1 000 ℃时电解TiO2可制得钛，装置如图所示，下列叙述正确的是(　　)

A．a为电源的正极

B．石墨电极上发生还原反应

C．阴极发生的反应为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－

D．每生成0.1 mol Ti，转移0.2 mol电子

考点11 电解的相关计算

27．有三个烧杯，分别盛有氯化铜、氯化钾和硝酸银三种溶液，均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一段时间，测得电极增重总和2.8 g，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为(　　)

A．4∶1        B．1∶1          C．4∶3     D．3∶4

28．用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.2 mol Cu(OH)2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的物质的量为(　　)

A．0.4 mol        B．0.5 mol        C．0.6 mol    D．0.8 mol

29．用石墨作电极电解1 000 mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液，当通电一段时间后，两极都收集到112 mL气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为1 000 mL，则电解后溶液的pH为(　　)

A．4        B．3        C．2        D．1

考点12 金属的腐蚀

30．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．腐蚀过程中，负极是C

B．Fe失去电子经电解质溶液转移给C

C．正极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

D．C作正极，O2在C表面上发生还原反应

31．用压强传感器探究生铁在pH＝2和pH＝4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如图所示：

分析图像，以下结论错误的是(　　)

A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀

B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀

C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快(y－x＝b－a)

D．两溶液中负极反应均为Fe－2e－===Fe2＋

32．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时的现象描述不正确的是(　　)

A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降

B．装置Ⅰ左侧液面比装置Ⅱ的低

C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重

D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀

考点13 金属的防护

33．埋在地下的钢管常用如图所示的方法加以保护，使其免受腐蚀。下列说法正确的是(　　)

A．金属棒X的材料可能为铜

B．金属棒X的材料可能为钠

C．钢管附近土壤的pH可能会上升

D．这种方法称为外加电流法

34．我国有多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应

B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn

D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀

综合练习

35．(1)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气中所含SO2快速启动，其装置示意图如图：

①质子的流动方向为_____________(填“从A到B”或“从B到A”)。

②负极的电极反应式为________________________________________。

(2)NH3—O2燃料电池的结构如图所示：

①a极为电池的__________(填“正”或“负”)极。

②当生成1 mol N2时 ，电路中流过电子的物质的量为_______________。

36．A、B、C为三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：

图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨。

接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题：

(1)M为电源的________(填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应为________________________。

(2)写出乙烧杯中的反应方程式：_____________________________。

(3)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？

________________________________________________________________________。

(4)若经过这一段时间后，要使丙恢复到原来的状态，需要进行的操作是

______________________________________。

37．电解的应用比较广泛。根据下列电解的应用，回答问题：

(1)如图为电解精炼银的示意图，________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为_____________________________。

(2)利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为____________(填化学式)溶液，阳极电极反应式为________________，电解过程中Li＋向________(填“A”或“B”)电极迁移。

(3)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为____________________________。若改用氯化铝水溶液作电解液，则阴极产物为__________________。