章末检测试卷 第四章化学反应与电能-（2019）新人教版高中化学选择性必修一.docx

1、2021年选择性必修一人教版第四章 章末检测试卷(100分)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分。每小题只有一个选项符合题意)1列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是()A电池中锌是正极B电池是一次性电池C电池工作时，氢气发生还原反应D电池工作时，电子由锌通过导线流向碳棒答案D解析电池中锌是负极，铜是正极，A错误；电池为铅酸蓄电池，属于二次电池，B错误；电池为氢氧燃料电池，H2在负极失去电子发生氧化反应，C错误；电池为锌锰干电池，锌为负极，碳棒为正极，电子由负极流向正极，D正确。2炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，不久便会因被腐蚀

2、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CBFe失去电子经电解质溶液转移给CC正极的电极反应式为4OH4e=2H2OO2DC作正极，O2在C表面上发生还原反应答案D解析A项，铁锅中含有的Fe、C和电解质溶液构成原电池，活泼金属作负极，Fe易失电子，故腐蚀过程中，负极是Fe，错误；B项，原电池中电子由负极Fe经外电路向正极C流动，在电解质溶液中依靠离子的移动导电，错误；C项，该原电池中，C作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O22H2O4e=4OH，C错误、D正确。3.关于如图所示两个装置的叙述正确的是()A装置名称：是原电池，是电解池B硫酸浓度

3、变化：增大，减小C电极反应式：中阳极：2H2O4e=4HO2，中正极：Zn2e=Zn2D离子移动方向：中H向阴极方向移动，中H向负极方向移动答案B解析为电解池，电解水，阳极反应式为2H2O4e=4HO2，硫酸的浓度增大；为原电池，溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为2H2e=H2，硫酸的浓度减小。4.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装置中出口处的物质是氯气，出口处的物质是氢气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Cl2HCl2H2D该装置是将电能转化为化学能答案C解析由图看出处为电解池阳极产生氯气，处为电解池阴极产生氢气

4、，A对；该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过，能防止氯气与碱反应，且在阴极区得到浓度较高的烧碱溶液，B对；电解饱和食盐水有烧碱生成且H2O应写化学式，C错；电解装置是将电能转化为化学能的装置，D对。5某干电池的工作原理示意图，总反应：Zn2NH=Zn22NH3H2，下列说法正确的是()A石墨为电池的负极B电池工作时NH被氧化C实现了电能向化学能的转化D电子由Zn电极经外电路流向石墨电极答案D解析根据电池反应式知，Zn易失电子作负极，则石墨作正极，故A错误；放电时，NH得电子发生还原反应，被还原，故B错误；该装置是原电池，将化学能转化为电能，故C错误；放电时，电子从负极Zn沿导线流向正

5、极石墨，故D正确。6某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是()A断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为2H2ClCl2H2B断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为Cl22e=2ClD断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极答案D解析断开K2，闭合K1时，为电解池，两极均有气泡产生，表明石墨为阳极，Cu为阴极，电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl2H2OCl2H22OH，A项错误；石墨电极处产生Cl2，Cu电极处产生H2，Cu电极附近水的

6、电离平衡被破坏，使c(OH)c(H)，溶液变红，B项错误；断开K1，闭合K2时，为原电池，Cu为负极，发生氧化反应为H22e2OH=2H2O，而石墨为正极，发生还原反应，电极反应为Cl22e=2Cl，C项错误，D项正确。7.实验发现，298 K时，在氯化铁酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3立即被还原成Fe2。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是()A该原电池的正极反应是Zn2e=Zn2B左烧杯中溶液的红色逐渐褪去C该电池铂电极上立即有气泡出现D该电池总反应为3Zn2Fe3=2Fe3Zn2答案B解析该电池总反应为Zn2Fe3=2Fe2Zn2，所以左烧杯铂为正极

7、，电极反应为2Fe32e=2Fe2，右烧杯锌为负极，电极反应为Zn2e=Zn2；由于左烧杯中的Fe3被还原为Fe2，所以左烧杯中溶液的红色逐渐褪去。8双极膜在电渗析中应用广泛，它是由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层，工作时水层中的H2O解离成H和OH，并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。下列说法正确的是()A出口2的产物为HBr溶液B出口5的产物为硫酸溶液CBr可从盐室最终进入阳极液中D阴极电极反应式为2H2e=H2答案D解析阴极水中H放电，双极膜中水解离生成的H移向阴极区，OH移向交换室1，与NaBr溶液中通过阳离子交换膜进入交换室1

8、的Na组成NaOH溶液，出口1为Na2SO4溶液，出口2为NaOH溶液，同理，阳极水中OH放电，双极膜中的OH移向阳极，H移向交换室2，与通过阴离子交换膜进入交换室2的Br组成HBr，出口4产物为HBr溶液，出口5为Na2SO4溶液。A项，Br无法通过阳离子交换膜，错误；B项，出口5产物为Na2SO4，错误；C项，Br不能通过双极膜中的阳离子交换膜，错误。9.(2020济南期末)2018年我国科学家成功研制出铝石墨烯电池。若手机使用该电池，1.1 s即充满电并可连续使用半个月。电池的电解质为铝基离子液体(BMIM和AlCl3按一定比例配制而成)，主要阴离子为AlCl、Al2Cl，其电池如图所示

9、。下列说法正确的是()A放电时，石墨烯作电池正极，发生氧化反应B放电时，铝电极的电极反应式为Al3e7AlCl=4Al2ClC充电时，Al与电源正极相连D放电时，AlCl、Al2Cl向石墨烯移动答案B解析放电时是原电池，Al作负极，发生氧化反应，石墨烯作正极，发生还原反应，故A错误；根据题意可知，电池中主要阴离子为AlCl、Al2Cl，且Al作负极，失去电子，电极反应式为Al3e7AlCl=4Al2Cl，故B正确；充电时，阴极得电子生成Al，所以Al应该连接电源负极，故C错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即阴离子(AlCl、Al2Cl)向Al移动，故D错误。10我国科学家发明的

10、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2Li2H2O=2LiOHH2D该装置不仅可提供电能，还可提供清洁燃料氢气答案B解析A项，锂电极为负极，石墨电极为正极，电子从负极流出，经导线流向正极，正确；B项，负极材料锂能与水反应，不可用水溶液代替有机电解质，错误；C项，电池总反应为2Li2H2O=2LiOHH2，正确；D项，由电池总反应知，该装置不仅可提供电能，还可提供清洁燃料氢气，正确。11(2020郑州高二上期末)2018年5月美国研究人

11、员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如图所示：下列说法正确的是()A图中能量转化方式只有2种BH向a极区移动Cb极发生的电极反应式为N26H6e=2NH3Da极上每产生22.4 L O2流过电极的电子数为4NA答案C12(2020杭州高二检测)液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是()A充电时阳极的电极反应式：Zn2e=Zn2B充电时电极a为外接电源的负极C放电时Br向右侧电极移动D放电时左右两侧电解质储罐中的离子总浓度均增大答案

12、D13.利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产，下列说法中正确的是()A氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠B铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4溶液C电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属D外加电流法中，X是待保护金属答案A解析铜的电解精炼时，应用粗铜作阳极、纯铜作阴极；电镀时，应以镀层金属作阳极、待镀金属作阴极；外加电流法中，待保护的金属应与电源负极相连。14下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，

13、Zn上放出气体的速率也增大D图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的答案B解析A项，插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀；B项，开关由M改置于N时，Zn作负极，CuZn合金作正极，合金受到保护；C项，接通开关形成原电池，Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大，但气体是在Pt电极上生成；D项，ZnMnO2中自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。15下列装置图有关说法正确的是()A装置中K键闭合时，片刻后CuSO4溶液中c(Cl)增大B装置中K键闭合时，片刻后可观察到滤纸a附近变红色C装置中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合K1只闭合K3只闭合K2都断开

14、D装置中当铁制品上析出1.6 g铜时，电源负极输出的电子数为0.025NA答案B解析装置K键闭合后，形成原电池，锌为负极，铜为正极，原电池中阴离子向负极移动，则Cl向ZnSO4溶液移动，A项错误；装置中K键闭合时，a极为阴极，阴极氢离子放电同时生成氢氧根离子，所以a附近变红色，B项正确；Fe作阳极被腐蚀，作阴极被保护，所以铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合K1只闭合K3都断开只闭合K2，C项错误；装置中铁制品上发生的反应为Cu22e=Cu，析出1.6 g铜即0.025 mol，则电源负极输出的电子数为0.05NA，D项错误。16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

15、红色。下列说法中正确的是()AX是正极，Y是负极BX是负极，Y是正极C硫酸铜溶液的pH逐渐增大D硫酸铜溶液的pH不变答案A解析由b极附近溶液呈红色(显碱性)，可知氢离子在b极上放电，则 b为阴极，Y为负极，X为正极； 铂作阳极，电极反应式为2H2O4e=O24H，氢氧根浓度减小，氢离子浓度增大，溶液的pH减小。17500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6.0 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是()A原混合溶液中c(K)为1 molL1B上述电解过程中共转移

16、4 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.5 molD电解后溶液中c(H)为2 molL1答案B解析两极都收集到22.4 L气体，说明阴极上发生的反应依次为：Cu22e=Cu；2H2O2e=H22OH，阳极只生成O2：2H2O4e=O24H，n(H2)n(O2)1 mol，则n(e)4 mol，B正确；根据电子转移守恒得，原溶液中n(Cu2)1 mol，根据电荷守恒有n(K)n(Cu2)2n(NO)，所以n(K)1 mol，c(K)2 molL1，A错误；根据Cu析出后，溶液中只有KNO3和HNO3，由电荷守恒可推出c(H)4 molL1，D错误。18用压强传感器探究生铁在pH2和pH4的

17、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pH2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(yxba)D两溶液中负极反应均为Fe2e=Fe2答案C解析由压强变化图像可知pH2时，压强增大，说明生成氢气，发生析氢腐蚀，pH4时，压强减小，说明消耗氧气，发生吸氧腐蚀，两溶液中负极反应均为Fe2e=Fe2，A、B、D项正确；由斜率可知消耗氧气的速率比生成氢气的速率快，C项错误。二、非选择题(本题包括4小题，共46分)19(10分)(1)氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式： _。(

18、2)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4LiFeS2=Fe2Li2S，正极反应式是_。(3)如图所示原电池正极反应式为_。(4)一种可超快充电的新型铝电池，充、放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为_。(5)酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnO(OH)。回收处理该废电池可以得到多种化工原料。该电池的正极反应式为_，电池总反应的离子方程式为_

19、。答案(1)H22OH2e=2H2O(2)FeS24e=Fe2S2(3)Age=Ag(4)Al3e7AlCl=4Al2Cl(5)MnO2eH=MnO(OH)Zn2MnO22NH=Zn(NH3)2MnO(OH)解析(1)碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H22OH2e=2H2O。(2)正极发生的反应是还原反应，即得电子，故参加反应的物质应是FeS2，又知最后生成铁单质和S2，故正极反应式为FeS24e=Fe2S2。(3)该原电池的实质是Cu与银离子发生置换反应生成Ag单质，所以正极是生成Ag单质的还原反应。(4)放电时负极Al应失去电子，根据放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化可知

20、，电极反应式为Al3e7AlCl=4Al2Cl。(5)酸性锌锰干电池外壳为金属锌，锌是负极，电极反应式为Zn2e2NH=Zn(NH3)2H。中间是碳棒，碳棒是正极，二氧化锰得到电子，则正极反应式为MnO2eH=MnO(OH)，总反应式为Zn2MnO22NH=Zn(NH3)2MnO(OH)。20(11分)如图是一个电化学的示意图，回答下列问题：(1)甲池是_装置，乙装置中电极A的名称是_。(2)甲装置中通入甲烷的电极反应式为_，乙装置中电极B(Ag)的电极反应式为_，丙装置中D极的生成物是_(填化学式)。(3)一段时间后，当丙池中产生112 mL(标准状况)气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25

21、时的pH_(已知：氯化钠溶液足量，电解后溶液体积为500 mL)。若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入_(填化学式)。答案(1)原电池阳极(2)CH410OH8e=CO7H2OAge=AgH2和NaOH(3)12HCl解析(1)由图可知，甲装置为燃料电池，是原电池，通入燃料的电极为负极，通入氧气的电极为正极，与电池正极相连的电极A为阳极，B为阴极，C为阳极，D为阴极。(2)甲装置中由于电解质为KOH溶液，负极反应为CH410OH8e=CO7H2O，正极反应为O22H2O4e=4OH，乙、丙装置为电解池，B极反应式为Age=Ag，D极发生反应为2H2O2e=H22OH，由于D极消耗了H，破

22、坏了水的电离平衡，最终在D极产生NaOH溶液，故D极产物为H2和NaOH。(3)在丙装置中，阳极C发生的反应：2Cl2e=Cl2，阴极D发生的反应：2H2O2e=H22OH，n(气体)0.005 mol，所以转移的电子的物质的量为n(e)0.005 mol，c(OH)0.01 molL1，c(H)1012 molL1，pH12，n(NaOH)n(HCl)0.005 mol，所以若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入HCl气体0.005 mol。21(12分)铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。为防止金属Fe被腐蚀，可以

23、采用上述_(填装置序号)装置原理进行防护；装置中总反应的离子方程式为_。(2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，硫酸溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为_。(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。图2电池负极区的电极反应为_；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现_色，c位置的电极反应式为_，若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是_(填“A”或“B”)电极。答案(1)2Cl2H2O2OHCl2H2(2)CnH2

24、nOn4nenH2O=nCO24nH(3)BH8e8OH=BO6H2O红O22H2O4e=4OHB解析(1)装置为原电池，铁为负极，被腐蚀；装置为原电池，锌为负极被腐蚀，铁作正极被保护；装置为电解池，铁作阴极被保护。装置中铁被保护，实际是电解饱和食盐水，生成氢氧化钠、氢气和氯气，离子方程式为2Cl2H2O2OHCl2H2。(2)燃料电池中燃料作负极，反应失去电子，在酸性条件下生成二氧化碳，电极反应式为CnH2nOn4nenH2O=nCO24nH。(3)NaBH4/H2O2燃料电池中负极为BH发生氧化反应，电极反应式为BH8e8OH=BO6H2O，即A为负极，B为正极。若用硫酸钠和酚酞的混合溶液

25、浸湿滤纸，形成原电池，锌失去电子，铅笔芯为正极，氧气得到电子，在该电极生成氢氧化钠，使酚酞变红色；c点的电极反应式是O22H2O4e=4OH；若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，c处出现蓝色，则c处发生反应2I2e=I2，c为阳极，则b接电池正极，因为A是负极，B是正极，所以b连接B电极。22(13分).某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度

26、的影响0.536.00.22.090.0(2)编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了_(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_。(3)该小组对图2中Ot1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二。假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：_。答案(1)编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%2.0碳粉含量的影响(2)吸氧如图还原2H2OO24e=4OH(3)反应放热，温度升高解析(1)对比编号，编号中碳粉的质量与编号相同，醋酸的浓度与编号不同，所以铁粉的质量应与编号相同，即2.0 g；编号中碳粉质量与编号不同，铁粉质量和醋酸浓度均与编号相同，显然编号目的是探究碳粉含量的影响。(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁发生吸氧腐蚀的过程中，铁为负极，发生氧化反应，形成Fe2；碳为正极，发生还原反应：2H2OO24e=4OH。(3)Ot1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是：此反应是放热反应，温度升高。