高中同步测试卷·人教化学选修4：高中同步测试卷（十三） word版含答案

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理本册综合复习练习题，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

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高中同步测试卷(十三)
阶段测试B卷(第八～十一单元)
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．下列有关电化学的示意图中正确的是(　　)

2.如图所示装置，电流表A指针发生偏转，同时X极逐渐变细、Y极逐渐变粗，Z为电解质溶液，则X、Y、Z应是下列各组中的(　　)

A．X是Zn，Y是Cu，Z为稀硫酸 B．X是Cu，Y是Zn，Z为稀硫酸
C．X是Fe，Y是Ag，Z为AgNO3溶液 D．X是Ag，Y是Fe，Z为AgNO3溶液
3.“瓦良格”号航空母舰，是中国人民解放军海军的第一艘可搭载固定翼飞机的航空母舰。已知航空母舰的主体是钢铁，减弱甲板的腐蚀是航母制造过程中需要攻克的一个难题。某同学设计如图实验，请根据铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中被腐蚀的快慢，判断在母舰甲板上最好嵌上的固体应为(　　)

A．铁　　　　　　　　　　B．锌　　　　　　　　　　
C．碳　　　　　　　　　　D．铜
4．下列事实不能用电化学理论解释的是(　　)
①轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块　②连接在塑料水管上的纯铜水龙头可能会出现铜绿　③铝片不需要用特殊方法保存　④常温下铝跟稀硫酸快速反应，跟浓硫酸几乎不反应　⑤塑料扣子上镀铝
A．①②④ B．②③④⑤
C．①②③④ D．③④⑤
5．可用于电动汽车的铝­空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(　　)
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
6．“天宫一号”飞行器在太空工作期间必须有源源不断的电源供应。其供电原理是白天太阳能帆板发电，将一部分电量直接供给天宫一号，另一部分电量储存在镍氢电池里，供黑夜时使用。镍氢电池放电时的总反应原理为MH＋NiO(OH)===M＋Ni(OH)2(M为氢化物电极的储氢金属，也可看作H2直接参加反应)。下列说法正确的是(　　)
A．充电时阴极区电解质溶液pH降低
B．在使用过程中此电池要不断补充水
C．放电时NiO(OH)在电极上发生氧化反应
D．充电时阳极反应为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2O
7．某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水。当K闭合时，在交换膜处SO从右向左移动。下列分析正确的是(　　)

A．溶液中A2＋浓度减小 B．B电极的反应：B－2e－===B2＋
C．Y电极上有H2产生，发生还原反应 D．反应初期，X电极周围出现白色胶状沉淀
8.在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示。下列关于该装置的判断正确的是(　　)

A．外电路的电流方向为X→外电路→Y
B．若两电极分别为Fe和石墨棒，则X为Fe，Y为石墨棒
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
D．溶液中阳离子向X极移动，阴离子向Y极移动
9．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池充、放电时的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是(　　)
A．放电时负极反应式为3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2
B．充电时阳极反应式为2Fe(OH)3＋10OH－－6e－===2FeO＋8H2O
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被还原
D．放电时正极附近溶液的碱性减弱
10．如图装置是一种可充电电池示意图，装置中的离子交换膜只允许Na＋通过。已知充、放电的化学方程式为Na2S4＋3NaBr2Na2S2＋NaBr3。下列说法错误的是(　　)

A．放电时，Na＋从左到右通过离子交换膜
B．放电时，负极反应式为2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋
C．充电时，A极应与直流电源的正极相连接
D．放电时，当有0.1 mol Na＋通过离子交换膜时，B极上有0.15 mol NaBr产生
11.下列关于右图所示原电池的说法正确的是(　　)

A．当a为Cu，b为含有碳杂质的Al，c为稀硫酸时，b极上观察不到气泡产生
B．当a为石墨，b为Fe，c为浓硫酸时，不能产生连续的稳定电流
C．当a为Mg，b为Al，c为NaOH溶液时，根据现象可推知Al的活动性强于Mg的
D．当a为石墨，b为Cu，c为FeCl3溶液时，a、b之间没有电流通过
12．瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪(如图甲)在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定值时，其传感器就可以显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3­Na2O，O2－可以在其中自由移动。

下列有关叙述正确的是(　　)
A．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极a
B．电极b是正极，O2－由电极a流向电极b
C．电极a的反应式为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O
D．当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移4 mol
13．用石墨电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解一段时间后，向电解液中加入0.1 mol碱式碳酸铜晶体(不含结晶水)，恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。下列有关叙述错误的是(　　)
A．加入碱式碳酸铜的反应是Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O
B．电解过程中发生的反应为2H2O＋2CuSO42Cu＋2H2SO4＋O2↑
C．标准状况下，电解过程中产生的气体体积约为5.6 L
D．电解过程中转移电子的物质的量为0.6 mol
14．现有甲、乙两个装置(如下图)，请根据电化学原理，判断下列叙述及原理中不正确的是(　　)

选项
叙述
原理
A
X为Cu，Z为硫酸，采用甲装置
Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑
B
A为Cu，B为石墨，C为NaCl，采用乙装置
2Cu＋O2＋2H2O===2Cu(OH)2
C
X为粗铜，Y为精铜，Z为CuSO4，采用甲装置，Z的浓度不变
阳极：Cu－2e－===Cu2＋
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
D
A为Al，B为石墨，C为海水，采用乙装置
4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3
15.糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是(　　)
A．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期
B．脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为Fe－3e－===Fe3＋
C．脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)
16．某种可充电聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1－xCoO2＋LixC6===6C＋LiCoO2，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．放电时LixC6发生氧化反应
B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动
C．充电时将电池的负极与外接电源的负极相连
D．放电时，电池的正极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
题号
1
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答案
















二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17．(12分)某校化学兴趣小组进行探究性活动：将氧化还原反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成带盐桥的原电池。提供的试剂：FeCl3溶液、KI溶液。其他用品任选。请回答下列问题：
(1)请你根据所学知识画出原电池装置图，并标出电极材料、电极名称及电解质溶液。



(2)发生氧化反应的电极的电极反应式为_______________________________________。
(3)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为______________(填“正”或“负”)极。
18.(12分)太阳能电池可用作电解池的电源(如图)。

(1)若c、d均为惰性电极，电解质溶液为硫酸铜溶液，电解过程中，c极先无气体产生，后又生成气体，则c极为________极，在电解过程中，溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)，停止电解后，为使溶液恢复至原溶液应加入适量的________。
(2)若c、d均为铜电极，电解质溶液为氯化钠溶液，则电解时，溶液中氯离子的物质的量将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若用石墨、铁作电极材料，可组装成一个简易污水处理装置。其原理是加入试剂调节污水的pH在5.0至6.0之间。接通电源后，阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去，起到浮选净化作用；阳极产生的沉淀具有吸附性，吸附污物而沉积，起到凝聚净化作用。该装置中，阴极的电极反应式为______________________________；阳极区生成的有色沉淀是______________。
19．(12分)锂－空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量。如图是锂－空气电池放电和充电时的工作示意图。

(1)图Ⅰ中电极a是________极。
(2)用锂－空气电池电解100 mL 0.5 mol/L CuSO4溶液，当电池中消耗1.4 g Li时，在阴极会析出________g铜。
(3)电池中间的固体电解质(含阳离子交换膜)能阻止H2O、N2、O2等物质通过，防止Li和这些物质反应。Li和水在常温下发生反应的化学方程式为____________________________。
(4)当给图Ⅱ中的锂－空气电池充电时，d极应接电源的________极，该电极的电极反应式为________________________________________________________________________。
20.(16分)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛(CH3CHO)废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应为2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH。实验室中，以一定浓度的乙醛­Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如图所示。

(1)若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入________(填化学式)气体。
(2)电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体。电极反应如下。
阳极：①4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，
②______________________________________________________________________。
阴极：①___________________________________________________________________，
②CH3CHO＋2e－＋2H2O===CH3CH2OH＋2OH－。
(3)电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量____________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在实际处理工艺中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛废水(乙醛的含量为 3 000 mg/L)，可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后1位)。
参考答案与解析
1．[导学号75940241]　解析：选D。选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl－在阳极放电产生Cl2，溶液中的H＋在阴极获得电子而产生H2，正确。
2．[导学号75940242]　解析：选C。装置中电流表A指针发生偏转，说明该装置为原电池。X极逐渐变细，故X极作负极，即X、Y两极相对比，X更活泼；Y极逐渐变粗，即溶液中的金属阳离子在Y极得到电子析出，故选C。
3．[导学号75940243]　解析：选B。母舰甲板嵌上固体锌后，能起到腐蚀锌保护铁的作用。
4．[导学号75940244]　解析：选B。①利用锌比铁活泼，在海水中构成原电池，铁作正极受到保护；②铜绿形成的原理为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3，属于化学腐蚀；③是因为形成了氧化物保护膜；④是因为铝被钝化；⑤塑料扣子镀铝是为了美观与耐用。
5．[导学号75940245]　解析：选A。电池工作时，正极上O2得到电子被还原，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A项正确；电解液为NaOH溶液时，在负极上产生的是NaAlO2而不是Al(OH)3，B项错误；电池的总反应为4Al＋3O2＋4NaOH===4NaAlO2＋2H2O，消耗NaOH，pH减小，C项错误；电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极，D项错误。
6．[导学号75940246]　解析：选D。主要考查原电池原理和电解池原理。放电时，Ni元素化合价降低，发生还原反应，故C项错误。充电时，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2O，阴极区电解质溶液pH升高，故A错误，D正确。总反应过程中无H2O消耗，故B项错误。
7．[导学号75940247]　解析：选D。由图示可知，左边装置为原电池，右边装置为电解池。由SO从右向左移动可知A为负极，B为正极，故溶液中的A2＋物质的量浓度增大，A项不正确；B电极上发生还原反应，故B项不正确；C项，Y为电解池的阳极，发生氧化反应，不正确；D项，X极发生还原反应，溶液中的H＋放电，使该区域的OH－物质的量浓度增大，故反应初期出现Al(OH)3沉淀，正确。
8．[导学号75940248]　解析：选B。电子由负极经外电路流向正极，可知X为负极，发生氧化反应；Y为正极，发生还原反应。电流流向与电子流向相反，外电路的电流方向为Y→外电路→X，溶液中阳离子移向正极(即Y极)得电子。
9．[导学号75940249]　解析：选D。由总反应式知A正确；放电时每转移3 mol电子时，正极有1 mol K2FeO4被还原，C正确；充电时阳极上发生氧化反应，B正确；放电时正极附近溶液的碱性增强，D不正确。
10．[导学号75940250]　解析：选C。根据电子流向可知，电极A为电池的负极，电极B为电池的正极，放电时，Na2S2中S失去电子变为S，负极反应式为2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，NaBr3可看成NaBr·Br2，放电时，Br2得到电子变为Br－，正极反应式为NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr，故Na＋应从左到右通过离子交换膜，A、B项正确；充电时，原电池的负极(A极)应该与直流电源的负极相连接，C项错误；根据电极反应式可知，2Na＋～3NaBr，当有0.1 mol Na＋通过离子交换膜时，产生0.15 mol NaBr，D项正确。
11．[导学号75940251]　解析：选B。A项，因为b为含有碳杂质的Al，C、Al、稀硫酸可构成原电池，溶液中的H＋在该极上获得电子而产生H2，所以在b极上可观察到气泡产生。B项，开始时，能形成原电池，有短暂的电流产生，但Fe被浓硫酸钝化后，铁表面生成致密的氧化膜，内部的铁不再失去电子而不能形成电流。C项，由于Al可与NaOH溶液反应，所以Al为原电池的负极，实际上，Mg的活动性强于Al的，故不能据此判断Al的活动性强于Mg的。D项，Cu能与FeCl3发生氧化还原反应，形成原电池而产生电流。
12．[导学号75940252]　解析：选C。电子不能在电池内电路中流动，只能在外电路中流动，A错；电极b上氧气得电子，生成O2－，而电极a需要O2－作为反应物，故O2－由正极(电极b)流向负极(电极a)，B错；电极a为负极，电极反应式为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O，C正确；1 mol O2得4 mol 电子生成2 mol O2－，故当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移2 mol，D错。
13．[导学号75940253]　解析：选B。电解硫酸铜溶液时，起始反应为2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋O2↑＋2Cu，当溶质CuSO4被完全电解后，溶液变为稀硫酸，继续电解时相当于电解水。故向电解后的溶液中加入碱式碳酸铜晶体发生反应：Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O，A正确；由题意及向电解液中加入碱式碳酸铜发生反应的方程式知，电解过程中消耗0.3 mol H2O与0.2 mol CuSO4，电解0.2 mol CuSO4的同时有0.2 mol H2O参与电解，由此可知当CuSO4电解完全时，又有0.1 mol H2O被电解，B错误；结合前面分析可知，电解过程产生的气体(先电解CuSO4溶液时产生氧气、后电解水时产生氢气和氧气)在标准状况下的总体积为(0.1 mol＋0.1 mol×)×22.4 L· mol－1＝5.6 L，C正确；电解过程中转移电子的物质的量为0.2 mol×2＋0.1 mol×2＝0.6 mol，D正确。
14．[导学号75940254]　解析：选C。C项为电解精炼铜，粗铜作阳极，杂质Fe、Zn先于Cu在阳极上被氧化，杂质银、金则成为阳极泥，阴极上只有Cu2＋被还原为Cu，所以CuSO4溶液的浓度减小。
15．[导学号75940255]　解析：选D。脱氧过程中，由铁、碳作电极，氯化钠溶液作电解质溶液构成原电池，该过程为放热反应，A错误；脱氧过程中，碳作正极，铁作负极，失去电子发生氧化反应生成Fe2＋，B、C错误；脱氧过程中，Fe失去电子氧化为Fe2＋，Fe2＋最终被氧气氧化为Fe3＋，由电子守恒知，标准状况下，消耗氧化剂(氧气)的体积V(O2)＝22.4 L·mol－1×＝0.336 L＝336 mL，D正确。
16．[导学号75940256]　解析：选B。Li是金属元素，化合价只能是＋1价，故LixC6中C的化合价是负价，放电时发生氧化反应，作负极，电极反应为LixC6－xe－===xLi＋＋6C，充电时则连接外接电源的负极，A、C项正确。放电时Li1－xCoO2为正极，电极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，而充电时反应为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，充电时Li＋从右侧向左侧移动，B项错误，D项正确。
17．[导学号75940257]　解析：(1)先分析氧化还原反应，找出正、负极反应，即可确定正、负极区电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极，I－失电子。(3)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－I2＋2Fe2＋向逆反应方向移动，此时该溶液中Fe2＋失电子，电极变成负极。
答案：(1)

(2)2I－－2e－===I2
(3)负
18．[导学号75940258]　解析：(1)用惰性电极电解硫酸铜溶液，c极上先无气体生成，后又产生气体，说明c极为阴极(先生成Cu，后生成H2)，电解过程中溶液的pH减小。电解过程分两个阶段：第一阶段，阴极生成Cu，阳极生成O2，溶液中减少的物质相当于CuO；第二阶段，阴极生成H2，阳极生成O2，溶液中减少的是H2O。
(2)若c、d均为铜电极时，阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极为Cu2＋得电子析出Cu，电解质溶液中Cl－不放电，故其物质的量不变。
(3)若用石墨、铁作电极材料，阴极产生气体，阴极发生的反应只能是2H＋＋2e－===H2↑，阳极生成沉淀，则阳极为铁放电，Fe－2e－===Fe2＋，先生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3。　
答案：(1)阴　减小　CuO和H2O
(2)不变
(3)2H＋＋2e－===H2↑　Fe(OH)3
19．[导学号75940259]　解析：(1)由题目中的示意图可知，在b极上空气中的氧气得电子，故其作正极，a极作负极。(2)当电池中消耗1.4 g Li时转移的电子为0.2 mol，由电子守恒可知，电解时转移的电子也为0.2 mol，理论上阴极应析出铜0.1 mol，但由题给条件知CuSO4为0.05 mol，故最多析出0.05 mol铜，其质量为3.2 g。(3)Li与水的反应类似Na与水的反应，生成LiOH和H2。(4)Li＋要向阴极移动，由图Ⅱ可知，c极为阴极，那么d极为阳极，阳极与原电池的正极相连，阳极上OH－失电子生成氧气。
答案：(1)负　(2)3.2　(3)2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑　(4)正　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
20．[导学号75940260]　解析：(1)b极为负极，应通入CH4。(2)分析2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH可知，CH3CHO失电子生成CH3COOH，得电子生成CH3CH2OH。(3)电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量不发生变化。(4)1 m3废水中乙醛的含量为3 000 mg/L×1 000 L＝3 000×103 mg即3 000 g，根据阴极区乙醛的去除率可达60%知参与阴极反应的乙醛为1 800 g，得到乙醇的质量为 1 800 g×≈1.9 kg。
答案：(1)CH4
(2)CH3CHO－2e－＋H2O===CH3COOH＋2H＋
4H＋＋4e－===2H2↑(或4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－)
(3)不变
(4)1. 9