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第四章 化学反应与电能 测试题---- 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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这是一份第四章 化学反应与电能 测试题---- 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1,共23页。
第四章 化学反应与电能测试题
一、单选题(共12题)
1.以下是中学化学常见的四个装置,下列关于这些装置说法正确的是
A.装置甲在使用过程中,电池内部电子从Ag2O极通过隔板移向锌粉
B.装置乙在使用过程中,电池外壳会逐渐变薄,容易出现漏液
C.装置丙在使用过程中,电解质溶液的pH不会发生变化
D.装置丁电极b上发生的电极反应为:O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
2.验证牺牲阳极法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
①
②
③
在Fe表面生成蓝色沉淀
试管内无明显变化
试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是
A.对比①②,可能将Fe氧化
B.对比②③,可以判定Zn保护了Fe
C.用酸性溶液代替溶液,也可验证牺牲阳极法
D.将Zn换成Cu,用①的方法无法判断Fe比Cu活泼
3.能正确表示下列变化的方程式是
A.用TiCl4制备TiO2·xH2O:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl
B.向NaHCO3溶液中加入少量NaOH溶液:
C.用银作阳极电解稀盐酸:2Ag+2H+=H2↑+2Ag+
D.泡沫灭火器原理:
4.某课题组以纳米Fe2O3作为电极材料制备锂离子电池(另一极为金属锂和石墨的复合材料),通过在室温条件下对锂离子电池进行循环充放电,成功地实现了对磁性的可逆调控(如图所示)。下列说法正确的是
A.该电池可以用水溶液作为电解质溶液
B.该电池不能重复使用
C.Fe2O3电极在充电时发生还原反应
D.负极的电极反应式为2Li-2e-+O2-=Li2O
5.2019年诺贝尔化学奖颁给了约翰·班尼斯特·古迪纳夫、迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆和吉野彰,以表彰他们对锂离子电池研发的贡献。目前最安全的锂离子电池是LiFePO4电池,结构如图所示,电池中间是聚合物的隔膜,只允许Li+通过。原理为:(1−x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC;下列说法不正确的是
A.放电时,正极电极反应式:xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4
B.放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极
C.充电时,阴极电极反应式:xLi++xe-+nC=LixCn
D.充电时,若转移0.01mol电子,阳极质量减少0.14g
6.下列关于实验现象的描述不正确的是
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面会出现气泡
B.用银片做阳极,铁片做阴极,电解硝酸银溶液,铁片表面会镀上一层银
C.把锌粒放入盛有稀硫酸的试管中,同时加入几滴硫酸铜溶液,气泡放出速率会加快
D.同种金属作为原电池的正极比作为电解池的阳极腐蚀得更快
7.下列有关电化学的说法正确的是
A.使用铅蓄电池在铝上镀锌时,当铅蓄电池内部SO42-减少2mol时,铝电极上增重65g
B.食品包装袋中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其中铁、碳质量比越大,脱氧效果越好
C.可用电解熔融AlCl3的方法冶炼Al
D.铜银合金置于稀硫酸中,铜会发生析氢腐蚀
8.如图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极附近溶液呈红色,下列说法错误的个数是
①X是负极,Y是正极
②若用右侧装置(电解液改为溶液)在钥匙上镀铜,则将钥匙放在b处
③溶液的酸性先增强,当铜电极有气泡产生时,此后一段时间酸性会继续增强
④若用右侧装置(电解液改为溶液)精炼粗铜时,则将粗铜放在b处
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
9.下列叙述正确的是
A.需要通电才可进行的有:电离、电解精炼铜、电泳、电镀、电化学腐蚀
B.工业上用焦炭还原石英砂直接制取高纯硅
C.液化石油气和焦炉煤气均属于清洁燃料,其主要成分不相同
D.淀粉、蛋白质、纤维素、油脂都是高分子化合物
10.铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下,下列说法正确的是
A.可用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.合成槽中会随着合成的进行而不断减小
D.冰晶石可作为电解熔融氯化铝制铝时的助熔剂
11.用铁板作电极电解污水,可使其中的杂质离子转化为沉淀而除去,其电解装置如图所示。下列说法正确的是
A.a接电源负极,Y为阴离子交换膜
B.X溶液可能为溶液或者溶液
C.若处理含的污水,左池会生成和两种沉淀
D.若处理含的污水,发生反应:
12.NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。常温下存在:2NO2(g) N2O4(g)。N2H4可作还原剂,火箭推进剂。下列说法正确的是
A.Cl2和SO2都具有漂白性,是因为它们都有强氧化性
B.铜锌原电池中,盐桥中的K+和NO分别移向正极和负极
C.合成氨生产中将NH3液化分离,可加快正反应速率,提高H2的转化率
D.常温下,pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中,水的电离程度相同
二、非选择题(共10题)
13.当今社会的主题之一:发展经济,节能减排。而燃料电池因其无污染,且原料来源广可再生被人们青睐,广泛应用于生产、生活、科学研究中,现有如下图所示装置,所有电极均为Pt,请按要求回答下列问题:
(1)甲装置是 (填“原电池”或“电解池”),写出a极的电极反应 。
(2)乙池中c极的电极反应 。
(3)当b极消耗标准状况下的O2112mL时,若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL,假若电解前后溶液体积保持不变,此时乙池中的pH= 。
(4)若CuSO4(aq)足够,电解一段时间后,要恢复到原来的状态,则可加入_______。
A.CuO B.Cu(OH)2 C.CuCO3 D.Cu2(OH)2CO3
(5)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾,其中M、N为离子交换膜,只允许某些离子通过,则A出口导出的溶液溶质为 (写化学式),M为 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
14.回答下列问题:
(1)钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
①钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中正极的电极反应式为 。
②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料可以采用 填写字母序号。
A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨
③图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,此种防护方法叫 。
(2)在实际生产中,可在铁件的表面上镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下图:
①甲图为电镀装置,镀件与电源的 极连接,写出B电极反应式为 。
②图是一种钠硫高能电池的结构示意图,由和制得,其作用是导电和隔膜,该电池总反应为。该电池正极的电极反应式为 。
15.电能与化学能可以相互转化,根据原电池和电解原理回答下列问题:
(1)由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。
原电池的负极反应式是 ,正极反应式是 。
(2)电子移动的方向是 。选序号(“a. Cu→Zn或 b.Zn→Cu” )
(3)电解饱和食盐水时阳极生成的产物是 ,电解精炼铜时的阴极的材料是 (填“精铜”或“粗铜”),如果想在铁匙钥上镀铜,则铁匙钥将与电源 (“正极”或“负极”)相连。
16.某同学设计计如下图所示装置(部分夹持装置已略去)进行实验探究:
(1)用上述装置探究影响化学反应速率的因素。以生成9.0 mL气体为计时终点,结果为t1>t2。
序号
V(H2SO4)/mL
c(H2SO4)/mol·L-1
t/s
I
40
1
t1
II
40
4
t2
①比较实验I和Ⅱ可以得出的实验结论是 。
②若将锌片换成含杂质的粗锌片,其他条件使其与上述一致,所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据。粗锌片中所含杂质可能是 (填序号)。
A.二氧化硅 B.银 C.铜 D.石墨
(2)用上述装置验证生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀。
①圆底烧瓶中的试剂可选用 (填序号)。
A.稀HCl B .NaCl溶液 C.乙醇 D.NaOH溶液
②能证明生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀的现象是 。
17.Ⅰ中和热的测定:测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示。
(1)仪器a的名称为 ,实验中还需要用到的玻璃仪器是 。
(2)用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得的中和热数值会偏小,原因为 。
Ⅱ.在试管中进行溶液间反应时,同学们无法观察到转化为,于是又设计了如下实验(电压表读数:)。
装置
步骤
电压表读数
ⅰ.如图连接装置并加入试剂,闭合K
a
ⅱ.向B中滴入,至沉淀完全
b
ⅲ.再向B中投入一定量
c
ⅳ.重复ⅰ,再向B中加入与ⅲ等量
a
注:其他条件不变时,参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大;离子的氧化性(或还原性)强弱与其浓度有关。
(3)步骤ⅰ中,B中石墨上的电极反应式是 。
(4)结合信息,解释实验步骤ⅳ中的原因 。
(5)能说明转化为的实验现象是 。
18.为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据表中数据,盐桥中应选择 作为电解质。
阳离子
u∞×108/(m2•s-1•V-1)
阴离子
u∞×108/(m2•s-1•V-1)
Li+
4.07
HCO
4.61
Na+
5.19
NO
7.40
Ca2+
6.59
Cl-
7.91
K+
7.62
SO
8.27
(2)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入 电极溶液中。
(3)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol•L-1。石墨电极上未见Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)= 。
(4)根据(2)、(3)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为 ,铁电极的电极反应式为 。因此,验证了Fe2+氧化性小于 、还原性小于 。
19.可作为食盐中的补碘剂,可采用“电解法”制备。先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液,发生反应:,将反应后的溶液加入阳极区,阴极区加入氢氧化钾溶液,开始电解。装置如下图所示:
回答下列问题:
(1)惰性电极M为 (填“阳极”或“阴极”),其电极反应式为 。
(2)若电解时用铅蓄电池做电源,当消耗2mol单质铅时,电解生成气体的物质的量是 mol。
(3)若电解结束时,阳极反应生成,则理论上消耗的的物质的量为 mol。
(4)常温下若有通过阳离子交换膜,阴极区KOH溶液pH由13升到14,则阴极区KOH溶液体积为 L(忽略溶液体积变化)。
(5)若电解池工作前,阳极室和阴极室中电解液质量相等,当转移 mol电子时,两侧电解液的质量差为308g。
20.如图所示,若电解5 min时,测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答:
(1)电源中X极是 (填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时,B中共收集到224 mL(标准状况)气体,溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计),则通电前c(CuSO4)= 。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL,电解后溶液中仍有Cl-,则电解后溶液的c(OH-)= 。
(4)二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首,目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与氢气合成为甲醇,甲醇是汽车燃料电池的重要燃料。已知氢气、甲醇燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-570 kJ·mol-1 ①
2CH3OH(l)+ 3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1 ②
写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式: 。
21.如图为相互串联的甲、乙两电解池.试回答:
(1)若甲电解池利用电解原理在铁上镀银,则A是 、 (填电极材料和电极名称),电极反应式为 ;应选用的电解质溶液是 。
(2)乙池中滴入少量酚酞试液,电解一段时间后,铁极附近呈 色。C 极生成的物质为 色。
(3)一段时间后若甲池阴极增重 4.32g,则乙槽中放出的气体在 标准状况下的体积是 mL。
22.物质A~K都是由下表中的离子形成的,且为中学化学常见物质,有如图所示的转化关系。部分产物中的水已省略。(如果需要,阴、阳离子可以重复使用)
阳离子
Na+ Al3+ Ag+ Ba2+
阴离子
OH- Cl- SO AlO NO
已知C、D、J都是白色沉淀,其中D、J不溶于稀硝酸。试按要求回答下列相关问题:
(1)A、D、J的化学式为:A 、D 、J 。
(2)相同条件下,物质的量浓度相同的B溶液和E溶液pH较大的是 (用化学式表示)。
(3)写出反应③的离子方程式: 。
(4)用惰性电极电解Ⅰ溶液,电解反应方程式为: 。
参考答案:
1.B
A.装置甲为银锌原电池,电子只在外电路中移动,不会在电池内部移动,A错误;
B.装置乙中锌筒为负极,Zn失去电子变成Zn2+,Zn不断反应,即外壳会逐渐变薄,容易出现漏液,B正确;
C.装置丙在使用过程中,反应生成了水,电解质KOH溶液浓度降低,碱性减弱,pH变小,C错误;
D.装置丁电极b上O2得到电子,与H+结合生成水,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,D错误;
答案选B。
2.C
A.①②相比较,可知铁棒表面被氧化,但溶液中没有亚铁离子,可能的原因为K3[Fe(CN)6]将Fe氧化,A正确;
B.②中铁没有被腐蚀,而③铁腐蚀,可说明铁连接锌后,锌保护了铁,B正确;
C.由于电解质溶液中含有Cl-,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故用KMnO4酸性溶液代替K3[Fe(CN)6]溶液,即使溶液褪色也不能说明生成了Fe2+,且酸性高锰酸钾溶液本身也能氧化Fe,故不可验证牺牲阳极法, C错误;
D.实验①可说明铁被氧化,说明方法存在缺陷,不能比较金属的活泼性,则换成铜,也不能证明金属的活泼性,D正确;
故答案为:C。
3.A
A.TiCl4水解方程式为:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl,A正确;
B.向NaHCO3溶液中加入少量NaOH溶液,离子方程式为:,B错误;
C.用银作阳极电解稀盐酸,离子方程式为2Ag+2H++2Cl-H2↑+2AgCl↓:,C错误;
D.泡沫灭火器中含有硫酸铝和碳酸氢钠两种溶液,和Al3+可发生双水解生成二氧化碳和氢氧化铝沉淀,离子方程式为:,D错误;
故选A。
4.D
Li为活泼金属单质,所以电池放电时Li为负极,据图可知被氧化为Li2O,Fe2O3为正极,被还原为Fe单质,从而被磁铁吸引。
A.因为单质锂可以与水反应(类似金属钠),所以电解质溶液不能是水溶液,故A错误;
B.根据题意可知该电池可以循环充放电,可以重复使用,故B错误;
C.放电时,Fe2O3作正极,发生还原反应,电极充电时,Fe2O3电极作为阳极,发生氧化反应,故C错误;
D.Li为活泼金属单质,所以电池放电时Li为负极,被氧化为Li2O,电极反应为2Li-2e-+O2-=Li2O,故D正确;
答案选D。
5.D
A.由以上分析可知,放电正极上FePO4得到电子,发生还原反应生成LiFePO4,正极电极反应式:,A正确;
B.原电池中电子流向是负极-导线-用电器-导线-正极,放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极,B正确;
C.充电时,阴极为放电时的逆过程,Li变化为LixCn,电极反应式:xLi++xe-+nC=LixCn,C正确;
D.充电时,若转移0.01mol电子,则有0.01mol从阳极中脱去,电极减重0.01mol×7g/mol,D错误;
故选D。
6.D
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,构成原电池,铁作负极,铜作正极,正极反应式为,故铜片表面会出现气泡,A项正确;
B.电镀时,银片做阳极,铁片做阴极,电解硝酸银溶液,阴极的电极反应式为,故铁片表面会镀上一层银,B项正确;
C.加入几滴硫酸铜,锌先把铜置换出来,构成原电池,原电池加快反应速率,C项正确;
D.原电池的正极发生还原反应,金属作为原电池的正极会被保护,电解池的阳极发生氧化反应,金属作为电解池的阳极会加快腐蚀,故同种金属作为原电池的正极比作为电解池的阳极腐蚀得更慢,D项错误;
答案选D。
7.A
A.铅蓄电池的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,存在关系式2H2SO4~Pb~2e-,当铅蓄电池内部SO42-减少2mol时,说明转移了2mol e-,根据Zn2++2e-=Zn可知生成1mol Zn,所以铝电极上增加的质量为65g·mol-1×1mol=65g,A正确;
B.食品包装袋中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,铁粉、氯化钠溶液、炭粉构成原电池,炭作为原电池的正极,铁作为原电池的负极,脱氧过程就是铁粉被氧气氧化的过程,其脱氧效果与碳的质量无关,B错误;
C.氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电,所以工业上不能采用电解熔融氯化铝方法冶炼铝,C错误;
D.因为Cu2+氧化性大于H+,H+无法氧化Cu,所以铜不会发生析氢腐蚀,D错误;
答案选A。
8.B
a、b都是惰性电极,通电一段时间后,b极附近溶液呈红色,则b极上水放电得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,b为阴极,与之相连的Y为负极,则a为阳极、X为正极、Pt极为阳极、Cu为阴极;
①由分析可知,X是正极,Y是负极,错误;
②若用右侧装置(电解液改为溶液)在钥匙上镀铜,则镀件钥匙应该作为阴极,故放在b处,正确;
③溶液开始电解生成铜单质和氢离子,溶液酸性先增强;当铜电极有气泡产生时,此时本质为电解水,使得生成硫酸浓度变大,此后一段时间酸性会继续增强,正确;
④若用右侧装置(电解液改为溶液)精炼粗铜时,则将粗铜放在阳极a处,错误;
故选B。
9.C
A.电离是指电解质或者非电解质在水中释放出离子的过程,该过程不需要通电;电化学腐蚀的原理是原电池,其能量转化过程是由化学能转化为电能,故电化学腐蚀不需要通电,A错误;
B.工业上用焦炭还原石英砂只能得到粗硅,故B错误;
C.液化石油气和焦炉煤气均属于清洁燃料,但其主要成分不相同,焦炉煤气的主要成分是氢气和甲烷,液化石油气的主要成分是丁烯、丙烯、丁烷和丙烷等,故C正确;
D.纤维素、淀粉、蛋白质是高分子化合物,油脂是高级脂肪酸甘油酯,属于小分子物质,不是高分子化合物,故D错误;
选C。
10.B
A.陶瓷成分中含有二氧化硅,二氧化硅在高温下会与碳酸钠发生反应,因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料,故A错误;
B.采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积,提高吸收塔内烟气吸收效率,故B正确;
C.合成槽中发生反应:,所得溶液中碳酸钠的浓度逐渐增大,相同浓度时碳酸钠溶液碱性强于碳酸氢钠,因此所得溶液碱性逐渐增强,故C错误;
D.电解熔融氧化铝制铝,可加冰晶石作助溶剂,故D错误;
故选:B。
11.B
A.右池产生氢气,右侧铁板为电解池阴极,左侧铁板为电解池阳极,所以a接电源正极,左侧生成的与污水中离子反应,右侧产生的向左侧做定向移动,Y为阴离子交换膜,故A错误;
B.右侧放氢气生碱,X溶液可能为溶液或者溶液,故B正确;
C.若处理含的污水,发生反应,左池会生成和两种沉淀,故C错误;
D.若处理含的污水,发生反应,故D错误;
选B。
12.B
A.SO2具有漂白性,是因为它能和有色物质结合,不是因为具有强氧化性,A项错误;
B.铜锌原电池中,盐桥中的K+移向正极,NO分别移向负极,B项正确;
C.合成氨生产中将NH3液化分离,生成物浓度减小,平衡正向移动,氢气的转化率提高,因为反应物浓度减小,则正反应速率减慢,C项错误;
D.盐酸中溶液中水的电离被抑制,水的电离程度减小,氯化铵溶液中水的电离被促进,水的电离程度增大,D项错误;
答案选B。
13.(1) 原电池 CH3OH+ 8OH- -6e- = CO+ 6H2O
(2)2 H2O- 4e-= O2↑+4H+
(3)1
(4)AC
(5) H2SO4 阴
由图中可知,甲装置为原电池,a是原电池负极,b是原电池正极,乙丙装置为电解池。
(1)甲装置是原电池,a是原电池负极,其电极反应为CH3OH+ 8OH- -6e- = CO+ 6H2O。
(2)乙池为电解池,c极是阳极,其电极反应为2 H2O- 4e-= O2↑+4H+。
(3)由图分析可知O2~4e- ~4H+则 c(H+)= = 0.1mol/L pH=1。
(4)乙池只发生反应2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4, 损失的是铜与氧元素,所以要恢复到原来的状态只需要加入铜与氧元素即可。
(5)丙装置的左室消耗的是水电离的OH-,左室与电源的正极相连为电解池的阳极,SO42-向左室定向移动,所以A出口的产品是H2SO4,M是阴离子交换膜。
14.(1) O2+2H2O+4e-=4OH- C 外加电流的阴极保护法
(2) 负 Cu2++2e-= Cu xS+2e−=
(1)①钢铁发生吸氧腐蚀时,铁作负极,发生失电子的氧化反应,即Fe-2e﹣=Fe2+,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为: O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为: O2+2H2O+4e-=4OH-;
②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以让金属铁做原电池的正极,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属,故答案为:C;
③电解池的阴极上的金属被保护,为降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的负极,此种防护方法叫外加电流的阴极保护法,故答案为: 外加电流的阴极保护法;
(2)①根据电镀原理,镀层金属作阳极,镀件作阴极,电解液一般为含有镀层金属阳离子的盐溶液,在铁件的表面镀铜时,镀件与电源的负极连接,A电极对应的金属是铜,B电极的电极反应式是:Cu2++2e-= Cu,故答案为:负;Cu2++2e-= Cu;
②根据电池反应分析,硫元素的化合价降低,S发生还原反应,作正极,电极反应式为xS+2e−= 。
15. Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=H2 b 氯气 精铜 负极
(1)能自发与电解质溶液反应且化合价升高的是负极,所以负极反应式是Zn-2e-=Zn2+,正极是化合价降低的,所以正极反应式是2H++2e-=H2;
(2)电子应有负极锌指向正极铜,所以为b.;
(3)电解饱和食盐水,阳极吸引阴离子,根据放电顺序氯离子大于氢氧根,所以Cl-变成Cl2,所以阳极生成的产物是Cl2;电解精炼铜时,粗铜需要以铜离子的形式进入溶液,粗铜与正极相连做阳极,精铜与负极相连做阴极;在铁匙钥上镀铜时,待镀金属与负极相连做阴极,镀层金属与正极相连做阳极。
16.(1) 在其他条件一定时,化学反应速率随反应物浓度的增大而增大 BCD
(2) BD 量器管左管水面上升,右管水面下降
(1)①对比两者,其他条件相同,硫酸浓度不同,t1>t2,因此得出结论是:其他条件不变,反应物浓度越大,反应速率越快;
②换成粗锌片,反应速率加快,说明构成原电池,锌作负极,银、铜、石墨作正极,SiO2不导电,因此选项BCD符合题意,故选BCD。
(2)①本实验研究吸氧腐蚀,则
A.盐酸呈现酸性,发生析氢腐蚀,故A不选;
B.NaCl溶液显中性,可以验证吸氧腐蚀,故B选;
C.乙醇属于非电解质,不能构成原电池,故C不选;
D.NaOH属于电解质,构成原电池,可以形成吸氧腐蚀,故D选;
故选BD。
②发生吸氧腐蚀,造成烧瓶内部压强减小,因此出现量器管左管水面上升,右管水面下降。
17.(1) (环形)玻璃搅拌器 量筒
(2)是弱电解质,电离要吸热,导致最终放热减少
(3)
(4)由于生成沉淀使B的溶液中减小(还原性减弱)
(5)步骤ⅳ的电压与步骤i相等,且
(1)如图,a为环形玻璃搅拌棒;实验中需要用到量筒量取溶液体积,故填形玻璃搅拌棒;量筒;
(2)用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,因为氨水是弱电解质,电离吸热,导致放出的热量偏少,测得的中和热数值会偏小,故填是弱电解质,电离要吸热,导致最终放热减少;
(3)步骤i中,加入试剂,闭合K,A中石墨电极为正极,电极反应式为,为正极,则B中石墨电极作负极,电极反应式为,故填;
(4)根据题意,其他条件不变时,①参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大;②离子的氧化性(或还原性)强弱与其浓度有关,B中加入,发生反应,由于生成沉淀使B的溶液中减小(还原性减弱),电压降低,所以a>b,故填由于生成沉淀使B的溶液中减小(还原性减弱);
(5)根据实验可知,步骤ⅳ表明本身对电压没有影响,向含有AgI的沉淀中加入NaCl后,电压升高,说明发生了反应,浓度增大,还原性增强,电压增大,故填步骤ⅳ的电压与步骤i相等,且;
18.(1)KCl
(2)石墨
(3)0.09mol•L-1
(4) Fe3++e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe2+ Fe3+ Fe
(1)根据盐桥中阴、阳离子不能参与反应,及、,可排除、,再根据溶液显酸性,而在酸性溶液中具有氧化性可氧化,可排除。最后根据阴、阳离子的电迁移率应尽可能地接近,知选择作盐桥中电解质较合适;
(2)电子由负极流向正极,结合电子由铁电极流向石墨电极,可知铁电极为负极,石墨电极为正极。盐桥中的阳离子流向正极(石墨电极)溶液中;
(3)由题意知负极反应为,正极反应为,则铁电极溶液中增加时,石墨电极溶液中增加,故此时石墨电极溶液中;
(4)石墨电极的电极反应式为,铁电极的电极反应式为,故验证了氧化性,还原性;
19.(1) 阳极
(2)2
(3)6
(4)1
(5)4
根据图知,M是阳极,N是阴极,电解时,阳极上碘离子失电子发生氧化反应,阴极上得电子发生还原反应6H2O+6e-═6OH-+3H2↑。
(1)惰性电极M为阳极(填“阳极”或“阴极”),其电极反应式为。 故答案为:阳极;;
(2)若电解时用铅蓄电池做电源,由关系式Pb~2e-~H2,当消耗2mol单质铅时,电解生成气体的物质的量是2mol。 故答案为:2;
(3)若电解结束时,由关系式3I2~5I-~5IO,阳极反应生成,则理论上消耗的的物质的量为 =6mol。 故答案为:6;
(4)常温下若有通过阳离子交换膜,阴极区KOH溶液pH由13升到14,氢氧根离子的浓度由0.1mol·L-1提高到1mol·L-1 , ,V=1L,则阴极区KOH溶液体积为1L(忽略溶液体积变化)。 故答案为:1;
(5)若电解池工作前,阳极室和阴极室中电解液质量相等,每转移1mol电子,阳极减少1mol钾离子,减少39g,阴极增加1mol钾离子,同时减少1mol氢原子,增加38g,当转移 4mol电子时,两侧电解液的质量差为308g。 故答案为:4。
20. 负 0.025 mol·L-1 0.1mol/L CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-129 kJ·mol-1
(1)由铜电极的质量增加,发生═Ag,则Cu电极为阴极,可以知道X为电源的负极;正确答案:负。
(2)C中阴极反应为═Ag,,则转移的电子为,B中阳极反应为═,则转移电子生成氧气为,其体积为,则在阴极也生成气体,由═,则氢气的物质的量为,该反应转移的电子为,则═Cu中转移电子,所以的物质的量为,通电前;正确答案:。
(3)由A中发生,由电子守恒可以知道,转移电子时生成,忽略溶液体积的变化,则,正确答案:0.1mol/L。
(4)由①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-570 kJ·mol-1 ;②2CH3OH(l)+ 3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1;根据盖斯定律:(3×①-②)/2,可得:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-129 kJ·mol-1;正确答案:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-129 kJ·mol-1。
21. 铁 阴极 Ag+ + e- = Ag AgNO3 溶液 红 浅黄绿色 896
电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极。电解饱和食盐水时,阴极区生成碱。根据电子转移守恒进行电化的计算。
(1)电镀时,镀件作阴极,镀层金属作阳极。若甲电解池利用电解原理在铁上镀银,则A与电源负极相连,其是铁、阴极,电极反应式为Ag+ + e- = Ag;应选用的电解质溶液是 可溶于性的银盐溶液,可以用AgNO3 溶液。
(2)乙池为电解饱和食盐水,铁是阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阴极附近碱性增强,滴入少量酚酞试液,电解一段时间后,铁极附近呈红色。C 极生成的物质是氯气,其为黄绿色。
(3)一段时间后若甲池阴极增重 4.32g,则铁上镀银的物质的量为mol,说明电子转移了0.04mol,根据电子转移守恒可知,乙槽中放出的气体有0.02molH2和0.02molCl2,共计0.04mol,则乙槽中放出的气体在标准状况下的体积是0.04mol´22.4´103mL/mol= 896mL。
【点睛】要注意乙槽中两个电极上均生成气体。
22. Al2(SO4)3 BaSO4 AgCl Ba(OH)2 3AlO2-+Al3++6H2O═4Al(OH)3↓ 4OH--4e-=2H2O+O2↑
已知C、D、J都是白色沉淀,其中D、J不溶于稀硝酸.依据阳离子和阴离子组合可知,DJ为BaSO4,AgCl;C为Al(OH)3;A+B=C(Al(OH)3)+D,证明推断B为Ba(OH)2;A为Al2(SO4)3;D为BaSO4,J为AgCl;结合(2)中已知B溶液和E溶液都显碱性,C(Al(OH)3)+E=F,E为NaOH,F为NaAlO2,G溶液为酸或弱碱盐分析判断为AlCl3,H为NaCl,I为AgNO3,K为NaNO3,依据判断出的物质分析判断回答问题。
(1)A、D、J的化学式为:A为Al2(SO4)3;D为BaSO4;J为AgCl;
(2)已知B溶液和E溶液都显碱性,则相同条件下,物质的量浓度相同的B溶液为Ba(OH)2;E溶液为NaOH;pH较大的是:Ba(OH)2;
(3)反应③是F为NaAlO2和G为AlCl3反应生成氢氧化铝沉淀,反应的离子反应方程式:3AlO2-+Al3++6H2O═4Al(OH)3↓;
(4)用惰性电极电解AgNO3溶液,阳极是氢氧根离子失电子生成氧气的电极反应,电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑。