第四章 化学反应与电能-2021-2022学年高二化学上学期期末检测核心素养卷（人教版2019选择性必修1）（提升卷）（原卷版）

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一选择题：本题共16个小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．（2021·黑龙江·大庆市东风中学高二期中）最新研究的锌铈液流电池具有储能高、污染小等优点，其工作原理如图所示，其中电极为惰性材料，不参与电极反应。下列说法正确的是
A．放电时，电池外接负载，将储存在电解质溶液中的化学能转化为电能，其储能容量取决于电解液的容量和浓度
B．充电时，极发生还原反应，电极反应式
C．充电时，当外电路中通过电子时，极室中溶液的质量减少
D．选择性离子交换膜应为质子交换膜，电池放电时从极室移向极室
2．（2021·黑龙江·大庆市东风中学高二期中）如图所示的装置，通电一段时间后，测得甲池中某电极质量增加，乙池中某电极上析出某金属。下列说法正确的是
A．甲池中电极上析出金属银，乙池中电极上析出某金属
B．甲池中电极上析出金属银，乙池中电极上析出某金属
C．某盐溶液可能是溶液
D．某盐溶液可能是溶液
3．（2021·江苏泰州·高三阶段练习）MFC—电芬顿技术不需要外加能即可发生，通过产生羟基自由基(•OH)处理有机污染物，可获得高效的废水净化效果。其耦合系统原理示意图如图，下列说法不正确的是
A．电子移动方向为a→Y，X→b
B．Y电极上得到双氧水的反应为O2+2e-+2H+=H2O2
C．乙池可在酸性较弱的环境中使用
D．理论上当乙池中产生1ml羟基自由基时，甲池中有2mlH+从M室移动到N室
4．（山东省潍坊市2021-2022学年高三上学期学科核心素养测评化学试题）科学家开发了一种绿色环保“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．吸附层a发生的电极反应： H2-2e-+2OH-=2H2O
B．离子交换膜只允许Na+通过
C．一段时间后右极室pH增大
D．“全氢电池”将酸碱反应的中和能转化为电能
5．（2021·江苏·扬州中学高二阶段练习）碱吸-电解法处理硫酸厂烟气中SO2的流程和电解过程如图。下列说法正确的是
A．电极a为电解池的阴极
B．电极b上发生的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑
C．半透膜Ⅰ为阴离子交换膜，半透膜Ⅱ为阳离子交换膜
D．若收集到标准状况下22.4 L的气体G，则有2 ml M离子移向左室
6．（山东省潍坊市2021-2022学年高三上学期学科核心素养测评化学试题）下列实验原理与装置能达到实验目的的是
A．用装置甲检验溶液中是否有K+
B．用装置乙验证铁钉能否发生析氢腐蚀
C．用装置丙收集氨气
D．用装置丁提纯粗碘
7．（2021·北京市第九中学高二期中）如图四幅图依次对应ABCD四种说法，不正确的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀B．钢铁发生析氢腐蚀
C．将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好D．钢闸门作为阴极而受到保护
8．（2021·重庆巴蜀中学高三阶段练习）科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2O—Pt/SiC/LrOx，型复合材料光催化剂，然后以Fe2+和Fe3+离子渗透Nafin膜构建了一个还原和氧化反应分离的人工光合体系，其反应机理如图：
下列说法正确的是
A．该人工光合体系的总反应为CO2+H2OHCOOH+O2
B．该反应能量转化形式为光能→化学能
C．图中a、b分别代表Fe3+、Fe2+
D．Cu2O—Pt上发生的反应为CO2+2e-+2H2O=HCOOH+2OH-
9．（2021·山东师范大学附中高三期中）下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
A．用Ⅰ装置测定氯水的pHB．用图Ⅱ装置保存液溴
C．用图Ⅲ装置制备Fe(OH)2并能较长时间不变色D．用图Ⅳ实验室模拟侯氏制碱法原理
10．（2021·重庆巴蜀中学高三阶段练习）天津大学研究团队以KOH溶液为电解质，CP和Ni2P纳米片为催化电极材料，电催化合成偶氮化合物()的装置如图所示(R代表烃基)。下列说法正确的是
A．若用铅蓄电池作为电源，CP极连接铅蓄电池的正极
B．Ni2P电极反应式为RCH2NH2-4e-+4OH-=RCN+4H2O
C．合成1ml偶氮化合物，需转移4ml电子
D．离子交换膜是阳离子交换膜
11．（2021·云南师大附中高三阶段练习）2020年，天津大学张兵教授团队实现了两电极体系中将温室气体CO2转化为甲酸的高选择性合成，装置工作原理如图(隔膜a只允许OH-通过)。下列说法错误的是
A．Ni2P为阳极，发生氧化反应
B．在外电场作用下，OH-由左向右迁移
C．In/In2O3-x电极上发生的反应：CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-
D．若Ni2P电极上生成1mlCH3(CH2)6CN，理论上通过隔膜a的OH-为2ml
12．（2021·河北·邢台一中高二阶段练习）下列实验操作、实验现象、解释或结论都正确且有因果关系的是
A．AB．BC．CD．D
13．（2021·江苏江苏·高三期中）纳米零价铁除去酸性废水中的三氯乙烯、五价砷的原理如图所示，下列说法正确的是
A．该处理过程中将电能转化为化学能
B．该处理过程中纳米零价铁中的Fe为正极
C．每生成11.2L乙烷，转移电子0.4ml
D．酸性废水中的五价砷除去过程中As和S都被Fe2+还原了
14．（2021·重庆·高三期中）近年来国家大力扶持新能源项目建设。图1是太阳能电池工作示意图，可与图2石墨烯锂电池联合使用。已知石墨烯锂电池的反应式为：(M=Mn、C、Ni)，下列说法错误的是
A．给石墨烯锂电池充电时，Y接太阳能电池的P电极
B．石墨烯锂电池具有能量密度高的优点
C．石墨烯锂电池放电时，负极反应为：
D．石墨烯锂电池充电时，每转移2ml电子，图2阳极质量减少7g
15．（2021·河南南阳·高二期中）下图是一套模拟工业生产的电化学装置。丙装置中两电极均为惰性电极，电解质溶液为KCl溶液，不考虑气体溶解，且钾离子交换膜只允许钾离子通过。下列说法正确的是
A．若甲装置中b为精铜，a为镀件，则可实现a上镀铜
B．丙装置可以制取KOH溶液，制得的KOH可以通过g口排出
C．当d电极消耗标准状况下2.24LO2时，丙装置中阳极室溶液质量减少29.8g
D．若甲装置中a、b均为惰性电极，向甲所得溶液中加入0.05mlCu2(OH)2CO3后恰好使溶液复原，则电路中转移的电子数目为0.2NA
16．（2021·福建·厦门外国语学校石狮分校高二阶段练习）用惰性电极电解法制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。下列有关说法正确的是
A．同温同压下，阴极与阳极产生的气体体积比为2∶1
B．b极的电极反应式为2H2O + 2e-=H2↑+OH-
C．产品室中发生的反应是B(OH)3+OH-=B(OH)
D．每增加1 ml H3BO3产品，NaOH溶液增重44 g
二、填空题
17．（10分）（2021·全国·高二课时练习）甲烷燃料电池采用铂作为电极材料，两个电极上分别通入和，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将上述两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，如下图所示。回答下列问题。
（1）甲烷燃料电池工作时，其电极反应分别为：正极___________；负极___________。
（2）闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是___________，电解NaCl溶液的总反应式为___________。
（3）若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生氯气的体积为___________L(标准状况)。
18．（10分）（2021·重庆·高二阶段练习）原电池是能源利用的一种方式，在生产、生活、科技等方面都有广泛的应用。
（1）煤既可通过火力发电厂转化为电能，又可通过原电池转化为电能，通过原电池转化为电能的优点有___(答两点)。
（2）电工操作中规定，不能把铜线和铝线拧在一起连接线路，原因是___。
（3）化学电池的种类很多，依据电解质溶液的酸碱性可将化学电池分为___(填数字)类，在图1所示的原电池中，其他条件不变将电解质溶液改为稀硫酸，若电流计指针偏转方向发生了改变，此时金属X可以是___(填标号，下同)；若电流计指针偏转方向没有发生改变，此时金属X可以是___。
A．Mg B．C C．Fe D．Na
（4）氢氧燃料电池是宇宙飞船上的一种化学电源，其结构如图2所示。两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体从孔隙中逸出，并在电极表面放电，则a极为___(填“正极”或“负极”)，a极上的电极反应式为__。该电池每产生1kW·h电能会生成350gH2O(l)，则该电池的能量转化率为___(保留四位有效数字)。[已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ·ml-1]
19．（10分）（2021·湖北·高二阶段练习）为了减少对环境的污染，煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。电解脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和：。已知：两电极为完全相同的惰性电极。
回答下列问题：
（1）为电源的_______(填“正极”或“负极”)。
（2）电解池刚开始工作时，上的电极反应式为_______。
（3）电解池工作时，往_______(填“”或“”)极移动，一段时间后，混合液中的物质的量_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
（4）若电路中转移电子，则此时消耗的的质量为_______(不考虑其他反应)，产生的气体的体积为_______(已换算成标准状况)。
（5）电解过程中，混合溶液中的将_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
20．（10分）（2021·山东师范大学附中高三期中）NOx是主要大气污染物，可用氨催化吸收法和电解氧化吸收法除去。
I．氨催化吸收法：某同学采用以下装置或步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。回答下列问题：
（1）实验室制备氨气的发生装置，可以选择下图装置中的___________(填序号)。
（2）将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按下图装置进行实验。
①Z中盛有___________(填名称)；打开K1，关闭K2，NO2能够被NH3还原，预期观察到Y装置中的现象是___________。
②氨气与NOx反应的化学方程式为___________。
II．电解氧化吸收法：其原理如图所示：
（3）从A口中出来的物质的是___________。
（4）写出电解池阴极的电极反应式___________。
III．氢气选择性催化还原(H2-SCR)是目前消除NO的理想方法，备受研究者关注。
H2-SCR法的主反应：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) △H1
副反应：2NO(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g) △H2＜0
回答下列问题：
（5）提高主反应选择性的最佳措施是___________。
A．降低温度B．增大压强C．增大c(H2)D．使用合适的催化剂
（6）H2-SCR在Pt-HY催化剂表面的反应机理如下图
已知在HY载体表面发生反应的NO、O2物质的量之比为4：1，补充并配平下列化学方程式：___________
___________+___________NO+___________O2=___________N2+___________H2O+ ___________
21．（10分）（2021·河北·邢台一中高二阶段练习）电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
（1）二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：
①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为___________。
②a极区___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
（2）电解溶液制备。
①工业上，通常以软锰矿(主要成分是)与的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的，化学方程式为___________。
②用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解溶液可制备。上述过程用流程图表示如下：
则阳极的电极反应式为___________；该工艺流程中循环利用的物质是___________。
（3）电解硝酸工业的尾气可制备，其工作原理如图所示：
①阴极的电极反应式为___________。
②将电解生成的全部转化为，则通入的与实际参加反应的的物质的量之比至少为___________。
选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
向盛有2mL0.1ml∙L-1AgNO3溶液的试管中滴加3mL0.1ml∙L-1NaCl溶液，再向其中滴加一定量0.1ml∙L-1KI溶液
先有白色沉淀生成，后又产生黄色沉淀
常温下，溶度积：Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)
B
常温下，用pH计分别测定1ml∙L-1CH3COONH4溶液和0.1ml∙L-1 CH3COONH4溶液的pH
测得pH都等于7
同温下，不同浓度的CH3COONH4溶液中水的电离程度相同
C
用铂(Pt)电极电解等浓度的足量Fe(NO3)3、Cu(NO3)2混合溶液
阴极有红色固体物质析出
金属活动性：Fe＞Cu
D
向5mL0.1ml∙L-1FeCl3溶液中滴加3mL0.1ml∙L-1KI溶液，充分反应后，取少量反应后溶液于试管中，再滴入几滴KSCN溶液
溶液变红
KI与FeCl3的反应为可逆反应