【文档说明】四川省成都市第七中学2022-2023学年高二下学期3月月考化学试题 含解析.docx,共(25)页,2.594 MB,由小赞的店铺上传
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成都七中三月阶段性测试化学试卷1.化学与生活、生产、环境密切相关,下列有关说法错误的是A.24KFeO和明矾都可做水处理剂,工作原理完全相同B.氢能是一种新型能源,具有热值高、资源丰富、无毒、无污染的优点C.绿色植物进行光合作用时,将太阳能转化为化学能“贮存”起来D
.反应222SO(g)2HS(g)3S(s)2HO(l)+=+在常温下能自发进行,则该反应ΔH0【答案】A【解析】【详解】A.24KFeO和明矾都可做水处理剂,前者具有强氧化性,生成的产物水解生成胶体具有吸附性,其净水作用,
则具有消毒杀菌净水作用,明矾只有净水作用,其工作原理不完全相同,故A错误;B.氢能具有热值高、资源丰富、无毒、无污染的优点,是一种新型能源,故B正确;C.绿色植物进行光合作用时,将太阳能转化为化学能,故C正确;D.反应222SO(g)2HS(g)3S(s)2HO(l)+=+在常温下能自发进行,该反
应是熵减的反应,根据,则该反应的ΔH0,故D正确。综上所述,答案为A。2.下列用来表示物质变化的化学用语中,不正确的是A.4KHSO在熔融状态下可导电:44KHSOKHSO+−=+B.4BaSO的水溶液导电性
极弱:2244BaSOBaSO+−+C.常温下,10.1molL−的HF溶液的pH1:23HFHOHOF+−++D.在10.5molL−的227KCrO溶液中存在如下平衡:22+2724CrOHO2CrO2H−−+
+,其平衡常数的表达式为()()()2224227cCrOcHcCrO−+−【答案】B【解析】的【详解】A.4KHSO在熔融状态下破坏离子键,电离呈离子而导电:44KHSOKHSO+−=+,故A正确;B.4BaSO的水溶液导电性极弱是因为硫酸钡难溶于水,值溶解极少量的硫酸钡,溶解
的硫酸钡全部电离:2244BaSOBaSO+−=+,故B错误;C.常温下,10.1molL−的HF溶液的pH1:说明HF是部分电离,其电离方程式为23HFHOHOF+−++,故C正确;D.在10.5m
olL−的227KCrO溶液中存在如下平衡:22+2724CrOHO2CrO2H−−++,其平衡常数的表达式为()()()2224227cCrOcHcCrOK−+−=,故D正确。综上所述,答案为B
。3.下列现象中,不是由于原电池反应造成的是A.含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快B.金属在潮湿的空气中易腐蚀C.纯铁和盐酸反应,如滴入几滴硫酸铜溶液,则可加快反应速率D.化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏【答案】D【解析】【
分析】【详解】A.含杂质的锌与盐酸反应时会形成原电池,加快反应速率,故A不选;B.金属在潮湿的空气中放置,水蒸气在金属表面形成一层薄薄的水膜,金属和其含有的其他金属或碳构成原电池的两极,溶在水膜中的二氧化碳形成的碳酸提供了电解质溶液,从而构成原电池,金属易发生吸氧腐蚀,故B不选;C.铁
和硫酸铜溶液发生置换反应,被置换出来的铜附着在铁上,和盐酸共同构成原电池,可以加快反应速率,故C不选;D.化工厂的空气中含有大量的化学物质,有的容易与铁制品反应,导致钢铁直接发生化学反应而被腐蚀,故D选;故选D。4.为研究金属腐蚀的条件呢和速率,某课外小组学生用铜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周后,下列对实验结束时现象描述不正确的是A.装置Ⅰ左侧的液面一定会下降B.左侧液面装置Ⅰ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【答案】B【解析】【分析】装置I中铁钉和铁丝连接,盐酸易挥发,铁钉腐蚀化学腐蚀;装置I
I中盐酸易挥发,铁钉和铜丝连接易形成电化腐蚀;装置III中浓硫酸是难挥发性酸,而且浓硫酸具有吸水性,则铁与硫酸不接触,即二者不发生化学反应。【详解】A.装置I中铁钉和铁丝连接,盐酸易挥发,铁钉发生化学腐蚀
,铁和盐酸反应生成氢气,左侧的液面一定会下降,A正确;B.盐酸具有挥发性,所以II中左侧空气中含有稀盐酸,导致II发生析氢腐蚀,发生了反应为2H++2e-=H2↑,生成了气体,则Ⅱ中左侧液面会下降,即左
侧液面装置Ⅱ比装置Ⅰ低,B错误;C.装置II中盐酸易挥发,铁钉和铜丝连接易形成电化腐蚀,电化学腐蚀比化学腐蚀快,所以装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重,C正确;D.装置III中浓硫酸是难挥发性酸,而且浓硫酸具有吸水性,则铁与硫酸不接触,即二者不发生化学反应,干燥的空气中铁不能发生电化学腐蚀,所以
装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀,D正确;故合理选项是B。【点睛】本题考查了金属的电化腐蚀和防护的原理分析判断,掌握原电池的工作原理的是解题关键。5.我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定,该城市整个夏季酸雨的p
H平均为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述错误的是A.此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀B.发生电化学腐蚀时的正极反应为222HOO4e4OH−−++=C.在化学腐蚀过程中有氢气产生
D.发生电化学腐蚀时的负极反应为2Fe2eFe−+−=【答案】B【解析】【详解】A.铁制品通常不纯,铁遇酸性环境会被氢离子腐蚀,同时会形成原电池发生电化学腐蚀,A正确;B.由于是酸性环境,故正极的反应为4H++O2+4e−=2H2O,B错误;C.化学腐蚀过程中
,铁与氢离子反应生成氢气,C正确;D.电化学腐蚀的负极是铁失去电子生成亚铁离子,D正确;故选B。6.关于铅蓄电池的说法正确的是A.在放电时,电池的正极材料是铅板B.在放电时,电池的负极材料质量减小C.在放电时,24SO−向正极迁移D.在放电时,正极发生的反应是:22442PbO2eSO4HPbS
O2HO−−++++=+【答案】D【解析】【分析】铅蓄电池中,放电过程为原电池原理。Pb作负极,发生失电子的氧化反应;PbO2作正极,发生得电子的还原反应,放电的总反应方程式为:22442PbOPb2HSO2PbSO2HO
++=+,据此结合二次电池的工作原理分析解答。【详解】A.在放电时,电池的正极材料是PbO2,A错误;B.在放电时,电池的负极材料Pb放电转化为4PbSO,电极质量增大,B错误;C.上述铅蓄电池放电时,阴离子
移向负极,所以24SO−向负极迁移,C错误;D.在放电时,正极PbO2发生得电子的还原反应转化为4PbSO,其电极反应式为:22442PbO2eSO4HPbSO2HO−−++++=+,D正确;故选D。7.用压强传感
器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如图。以下结论错误的是A.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀B.在酸性溶液中生铁有可能发生吸氧腐蚀C.析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀快D.两溶液中
负极反应均为:Fe-2e-=Fe2+【答案】C【解析】【分析】根据压强与时间关系图知,pH=2的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐增大,说明该反应发生析氢腐蚀,pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小,说明发生吸氧腐蚀,结合原电池原理分析判断。【详解】A.根据p
H=2的溶液中压强与时间的关系知,压强随着反应的进行而逐渐增大,说明该装置发生析氢腐蚀,则溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀,故A正确;B.pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小,说明发生吸氧腐蚀,p
H=4的醋酸溶液呈酸性,所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀,故B正确;C.根据压强与时间关系图知,pH=2的溶液和pH=4的溶液中,变化相同的压强时所用时间不同,前者比后者使用时间长,说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率,故C错误;D.两个溶液中都发生电
化学腐蚀,铁均作负极,电极反应式均为Fe-2e-=Fe2+,故D正确;故选C。8.下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是A.图①,放置于干燥空气中的铁钉不会生锈B.图②,若断开电源,钢闸门将发生吸氧腐蚀C.图②,若将钢闸门与电源的正极相连,可防止钢闸门腐蚀
D.图③,若金属M比Fe活泼,可防止输水管腐蚀【答案】C【解析】【分析】【详解】A.形成原电池需要电解质溶液,所以干燥空气中不易形成原电池,则铁钉不会生锈,A正确;B.中性、碱性和弱酸性条件下易发生吸氧腐蚀,所以若断开电源,钢闸门会发生吸氧腐蚀,B正确;C.与原电
池的正极相连做阳极,活泼金属做阳极时,金属失电子易被腐蚀,所以若将钢闸门与电源的正极相连,会加速钢闸门的腐蚀,C错误;D.若M比Fe活泼,则M、Fe形成原电池时,Fe做正极,M做负极,Fe被保护,D正确;故选C。9.利用如图装置,完成
很多电化学实验.下列有关此装置的叙述中,不正确的是A.若X为锌棒,Y为NaCl溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阳极保护法B.若X为碳棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,可加快铁的腐蚀C.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,此
时外电路中的电子会向铜电极移动D.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,可用于铁表面镀铜,溶液中铜离子浓度将减小【答案】BD【解析】【详解】A.开关K置于M处,则该装置为原电池,由于活动性Zn>Fe,所以Zn为负极,Fe为正极
,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法,A正确;B.开关K置于N处,,则该装置为电解池,若阳极X为碳棒,Y为NaCl溶液,Fe为阴极,被保护,不会引起Fe的腐蚀,B错误;C.开关K置于M处,则该装置为原电池,若X为铜棒
,Y为硫酸铜溶液,由于活动性Fe>Cu,Fe作负极,发生反应:Fe-2e-=Fe2+,Cu为正极,电极反应为Cu2++2e-=Cu,此时铜棒质量将增加,在外电路中的电子由Zn经导线向铜电极移动,C正确;
D.开关K置于N处,则该装置为电解池,Y为硫酸铜溶液,若阳极X为铜棒,电极反应:Cu-2e-=Cu2+,Fe为阴极,电极反应:Cu2++2e-=Cu可用于铁表面镀铜,由于两电极溶解的Cu的质量和析出的Cu的质量相等,所以溶液中
铜离子浓度将不变,D错误;答案选BD。10.磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池,电池总反应为M1-xFexPO4+LiC6放电充电LiM1-xFexPO4+6C,其原理如图所示,下列说法正确的是A.放电时,石
墨电极的电势更高B.充电时,Li+移向磷酸铁锂电极C.充电时,磷酸铁锂电极应与电源正极相连D.放电时,正极反应式为M1-xFexPO4+e-+Li+=LiFexPO4+(1-x)M【答案】C【解析】【分析】从电池总反应式可以分析出,放电时LiC6
变为Li+和6C,Li元素化合价升高被氧化,所以石墨电极是负极,另一侧磷酸铁锂电极为正极,放电过程电解质中Li+向磷酸铁锂电极方向移动;【详解】A.根据分析,石墨电极为负极,故电势更低,描述错误,不符题意;B.根据分析,放电时Li+移向磷酸铁锂电极,而充电时离子移动方向相反,向石墨电极移
动,描述错误,不符题意;C.放电时,磷酸铁锂电极是正极,电子流入,充电时,该极需输出电子,故要和电源正极相连,描述正确,符合题意;D.根据电池模型,可以看到,放电时正极电极反应式应是M1-xFexPO4+e-+Li+=LiM1-xFexPO4,
描述错误,不符题意;综上,本题选C。11.地球上锂资源匮乏,应用受到极大制约,难以持续发展。钾元素储量大并且与锂元素具有类似的性质,赋予了钾离子电池良好的应用前景。某研究中的钾离子电池工作原理如图所示(放电时钾离子嵌入层状TiS2中,充电时钾离子则
脱嵌。电池总反应为TiS2+xK放电充电KxTiS2。下列叙述正确的是A.放电时,电子从Cu电极流出B.放电时,正极电极反应式为TiS2+xK++xe-=KxTiS2C.充电时,Cu电极的电势低于K电极D.其电解质溶液可以用水作溶剂【答案】B【解析】【分析】【详解】A.放电时,K电极为负极,
电子从K电极为流出,故A错误;B.放电时,正极发生还原反应,K+嵌入TiS2中,电极反应式为TiS2+xK++xe−=KxTiS2,故B正确;C.充电时,Cu电极为阳极,电势高于K电极(阴极),故C错误;D.金属K与水剧烈反应,故其电解质溶液不能用水作溶剂,故D错误;故选
B。的12.微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示,下列说法正确的是A.电子从b流出,经外电路流向aB.HS—在硫氧化菌作用下转化为SO24−的反应是:HS—+4H2O—8e—=SO24−+9H+C.该电池在高温
下进行效率更高D.若该电池有0.4mol电子转移,则有0.45molH+通过质子交换膜【答案】B【解析】【分析】由氢离子的移动方向可知,电极a为微生物燃料电池的负极,在硫氧化菌作用下,硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应
生成硫酸根离子,电极反应式为HS—+4H2O—8e—=SO24−+9H+,b极为正极,酸性条件下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O。【详解】A.由分析可知,电极b是电池的正极,a是负极,则电子从a流出,经外电路流向b,故A错误;B.由分
析可知,电极a为微生物燃料电池的负极,在硫氧化菌作用下,硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子,电极反应式为HS—+4H2O—8e—=SO24−+9H+,故B正确;C.微生物的主要成分是蛋白质,若电池在高温下进行,蛋
白质会发生变性,微生物的催化能力降低,电池的工作效率降低,故C错误;D.由分析可知,正极的电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O,则当电池有0.4mol电子转移时,负极区有0.4mol氢离子通过质子交换膜加入正极区,故D错误;故选B。13.某航空站安装了一台燃料电池,该电池可同
时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气,电解质为熔融的碳酸钾。该电池的总反应为2H2+O2===2H2O,正极反应为O2+2CO2+4e-===2CO32-,则下列推断正确的是()A.负极反应为H2+2OH--2e-===2H2OB.该电池可在常温或高温时进行工作,对环境具有较强的适
应性C.该电池供应2mol水蒸气,同时转移2mol电子D.放电时负极有CO2生成【答案】D【解析】【详解】A.总反应为2H2+O2===2H2O,正极反应为O2+2CO2+4e-===2CO,所以负极反应为:2H2-4e-+2CO32-═2C
O2+2H2O,A错误;B.电解质是熔融的碳酸钾,高温时可正常工作,但在常温下无法工作,B错误;C.该电池供应2mol水蒸气,同时转移4mol电子,C错误;D.放电时负极有CO2生成,D正确。答案选D。14.2019年12月17日,中国首艘国产航母山东舰正式列装服役,山东舰
所用特种钢材全部国产,研发过程中重点提高了材料的耐腐蚀性。在一定条件下,某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表所示,下列说法正确的是pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2+Fe3O4Fe2O3FeO2−A.当
pH<6.5时,碳钢主要发生化学腐蚀B.当pH<4和pH>13.5时,碳钢主要发生析氢腐蚀C.pH越大,碳钢的腐蚀速率越慢D.pH=14时,负极反应为4OH-+Fe-3e-=-2FeO+2H2O【答案】D【解析】【详解】A.当pH<4时,碳钢主要发生化学腐蚀,当4
<pH<6.5时,主要发生电化学腐蚀,A不正确;B.当pH<4时,碳钢主要发生析氢腐蚀,当pH>13.5,碳钢主要发生吸氧腐蚀,B不正确;C.从表中信息可以得出,pH在6~8之间时,碳钢的腐蚀速率慢,但pH>8时,碳钢的腐蚀速率加快,C不正确;D.pH=14时,在负极,Fe失电子的产物与OH-
反应生成-2FeO等,电极反应式为4OH-+Fe-3e-=-2FeO+2H2O,D正确;故选D。15.电化学脱硫在金属冶炼和废水处理中均有应用。一种电化学脱硫工作原理示意图如图所示。该装置工作时,下列说法不正确的是A.a为直流电源负极B.导线中通过4.5mole-
时阳极区溶液质量增加44gC.阳极反应式:Mn2+-e-=Mn3+,FeS+9Mn3++4H2O=9Mn2++8H++Fe3++SO2-4D.阴极区溶液pH无明显变化【答案】B【解析】【分析】由图可知,右侧电极
Mn2+生成Mn3+,Mn元素价态升高失电子,发生氧化反应,故右侧电极为阳极,电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+,生成的Mn3+氧化FeS,发生的反应为9Mn3++FeS+4H2O=9Mn2++8H++Fe3++SO2-4,则b为正
极,a为负极,左侧电极为阴极,电极反应式为2H++2e-=H2↑,据此分析解答。【详解】A.右侧电极上Mn2+生成Mn3+,Mn元素价态升高失电子,发生氧化反应,故右侧电极为阳极,则b为直流电源正极,a为直流电源负极,故A正确;B.导线中通过
4.5mole-时,反应生成4.5molMn3+,消耗0.5molFeS,阳极区溶液质量增重为0.5mol×88g/mol=44g,同时氢离子由右向左迁移4.5mol,质量减少4.5mol×1g/mol=4.5g,阳极区溶液质量增加44g-4.5g=39
.5g,故B错误;C.右侧电极为阳极,电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+,生成的Mn3+氧化FeS,发生的反应为9Mn3++FeS+4H2O=9Mn2++8H++Fe3++SO2-4,Mn2+和Mn3+之间的转化可提高脱硫效
率,故C正确;D.阴极区消耗氢离子,阳极区生成氢离子,氢离子由右向左迁移,阳极区氢离子浓度基本不变,溶液的pH基本不变,故D正确;故选B。16.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,其电极分别为2AgO、Zn,电解质溶液为KOH溶液,总反应为222AgOZnHO2AgZn(OH)+
+=+。下列说法中错误的是A.原电池放电时,负极上发生反应的物质是ZnB.溶液中OH−向正极移动,+K、+H向负极移动C.工作时,电子由Zn电极沿导线流向2AgO电极D.负极上发生的反应是2Zn2OH2eZn(OH)−−+−=【答案】B【解析】【详解】A.银锌电
池总反应为222AgOZnHO2AgZn(OH)++=+,电极分别为Ag2O和Zn,负极上的物质失电子发生氧化反应,则负极上为Zn失电子生成Zn(OH)2,A正确;B.电解质溶液为KOH溶液,电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子
向负极移动,B错误;C.Zn为负极失电子,Ag2O为正极得电子,工作时电子从Zn电极沿导线流向Ag2O电极,C正确;D.负极上Zn失电子结合氢氧根离子生成Zn(OH)2,电极反应式为2Zn2OH2eZn(OH)−−+−=,D正确;故答案选B。17.利
用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池。下列说法错误的是A.通入O2一极发生还原反应B.负极的电极反应式为:CH4-8e-+8OH-=CO2+6H2OC.该电池总反应为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2OD.KOH溶液需要定期补充【
答案】B【解析】【详解】利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池,反应中甲烷失去电子,氧气得到电子。则A.氧气得到电子,因此通入O2一极发生还原反应,A正确;B.负极甲烷发生失去电子的氧化反应,则负极的电极反应式为:CH4-8e-+1
0OH-=CO32-+7H2O,B错误;C.根据以上分析可知该电池总反应为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,C正确;D.总反应为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,反应中消耗氢氧化钾,因此KOH溶液需要定期补充,D正确;答案选B。18
.一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。下列说法不正确...的是A.b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性B.放电时,正极反应包括:Mg2++MgS2+2e−=2MgSC.隔膜是阳离子交换膜,充电时Mg2+从b极移向a极D.充电时,若发生2mol电子转移,则
阳极增加的质量为24g【答案】D【解析】【分析】【详解】A.Mg为负极被氧化生成的Mg2+,b电极为正极,石墨可以导电,b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性,故A正确;B.放电时正极上发生还原反应,得电子,根据装置图可判断正极反应包括:Mg2++MgS2+
2e−=2MgS,故B正确;C.根据图可知,溶液中的阳离子Mg2+通过隔膜移向正极,所以使用的隔膜是阳离子交换膜,充电时Mg2+从b极移向a极,故C正确;D.充电时阳极发生失去电子的氧化反应,电极反应式为8MgS-14e-=MgS8+7Mg2+,则阳极质量减少,故D错误;故选D。19
.利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是A.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移B.电极b上反应为CO2+8HCO-3-8e-=CH4+CO2-3+2H2OC.电解过程中化学能转化为电能D.电解时Na2SO4溶液浓度保持不变【答案】A【解析】【分析】通过电解
法可知此电池为电解池,由a极生成O2可以判断出a极为阳极,则b为阴极。阳离子向阴极流动,a极上反应为4OH-―4e-=2H2O+O2,电极b上反应为CO2+8HCO3−+8e-=CH4+8CO2-3+2H
2O。电解时OH-比2-4SO更容易失去电子在阳极生成O2,所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水,溶液中的水发生消耗,所以Na2SO4溶液的浓度是增大的。【详解】A.由a极生成O2可以判断出a极为阳极,b为阴极,阳离子向阴极流动。则H+由a
极区向b极区迁移正确,故A正确;B.电极方程式配平发生错误,电极b上反应应为CO2+8HCO3−+8e-=CH4+8CO2-3+2H2O,故B错误;C.通过电解法可知此电池为电解池,所以电解过程中是电能转化为化学能,故C错误;D.电解时OH-比2-4SO更容
易失去电子,所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水,溶液中的水发生消耗,所以Na2SO4溶液的浓度是增大的,故D错误;故选A。20.利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法错误的是A.该过程将化学能转化为电能B
.电流流向:B电极→用电器→A电极C.A电极上发生氧化反应,电极反应式为:-+X-2e=Y+2HD.若有机物为乙酸,处理1mol有机物,4molH+透过质子交换膜移动到右室【答案】D【解析】【分析】由图示可知,A电极由X转化为Y,该过程是失去了两个氢原子,发生氧化反应,为负极,B电极是O2转
化为H2O,得到电子发生还原反应,B为正极,据此分析解题。【详解】A.该装置是原电池,利用的反应原理为有机物氧化反应,故化学能转化为电能,A正确;B.由分析可知:A电极为负极,B为正极,故电流由B电极→用电器→A电极,B
正确;C.由图知X到Y少了2个H,有机物升高2价,失去2个电子,电极反应式正确,C正确;D.由反应CH3COOH+2O2→2CO2+2H2O可知,1mo乙酸反应,转移8mol电子,则有8molH+透过质子交换膜移动到右室,D错误;故答案为:D。
21.2018年7月至9月,国家文物局在辽宁开展水下考古,搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。已知:正常海水呈弱碱性。(1)经远舰在海底“沉睡”124年后,钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时,负极的电极反应式为_
______。(2)为了保护文物,考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。①下列说法不正确是________。A.锌块发生氧化反应:Zn-2e-=Zn2+B.舰体有电子流入,可以有效减缓腐
蚀C.若通过外加电源保护舰体,应将舰体与电源正极相连D.地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后,舰体上正极的电极反应式为_________。(3)船上有些器皿是铜制
品,表面有铜锈。①据了解铜锈的成分非常复杂,主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧,并不断扩散),结构如图所示。下列说法正确的是________A.疏松的Cu2(OH)3Cl
属于有害锈B.Cu2(OH)2CO3既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液C.青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层D.用HNO3溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值,做到“修旧如旧”②文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生Cu
Cl(白色不溶于水的固体),将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡,可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为______。(4)考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后,采取脱盐、干燥等措施保护文物。从电化学原理的角度分析的“脱盐、干燥”的防腐原理:________。
【答案】①.Fe-2e-=Fe2+②.C③.O2+4e-+2H2O=4OH-④.A⑤.4CuCl+O2+2H2O+2CO23−=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-⑥.脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体
(或电解质溶液),使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀【解析】【分析】舰体发生电化学腐蚀时,负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-;“牺牲阳极的
阴极保护法”,用比铁活泼的金属如锌,让其充当原电池的负极先被氧化;铜锈的成分非常复杂,主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。铜锈分为无害锈(形成了保护层)如Cu2(OH)2CO3和有害锈(使器物
损坏程度逐步加剧,并不断扩散)如Cu2(OH)3Cl;“脱盐、干燥”的防腐原理:脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液),使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。【详解】(1)舰体发生电化学腐蚀时,负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。故答案为:Fe-2e-=Fe2+
;(2)①A.锌比铁活泼,锌块先发生氧化反应:Zn-2e-=Zn2+,故A正确;B.舰体为正极,是电子流入的一极,正极被保护,可以有效减缓腐蚀,故B正确;C.采用外加电流的阴极保护法保护金属时,被保护的金属作阴极,若通过外加电源保护舰体,应将舰体与电源负极相连,故C错误;D.地下钢铁管道用导线连接
锌块与该种舰体保护法原理相同,都是牺牲阳极的阴极保护法,故D正确;故答案为:C;②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后,正极是氧气得电子发生还原反应,舰体上正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。故答案为:O2+4e-+2H2
O=4OH-;(3)①A.由图片信息可知,Cu2(OH)3Cl疏松、易吸收水,会使器物损坏程度逐步加剧,并不断扩散,所以属于有害锈,故A正确;B.Cu2(OH)2CO3能溶于盐酸但不能溶于氢氧化钠溶液,故B错误;C.青铜器表面涂一层食盐水提供形成原电池的电解质溶液,加快铜的腐
蚀,故C错误;D.HNO3溶液具有强氧化性,加快铜的腐蚀,故D错误;故答案为:A;②将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡,可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为4CuCl+O2+2H2O+2CO23−=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-;故答
案为:4CuCl+O2+2H2O+2CO23−=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-;(4)从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理:脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液),使文物表面
无法形成微电池发生电化学腐蚀;故答案为:脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液),使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。【点睛】本题考查电化学腐蚀及其防护,把握电化学反应原理等为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意理解电化学腐蚀发生的条件和防
止金属锈蚀的措施,难点(3)新情境下的氧化还原反应方程式的书写,CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3铜的化合价发生了变化,需要有氧气参加。22.太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用,在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电,其构造的简化
图如下:(1)下列说法中,正确的是______(填字母序号)。a.太阳能、风能都是清洁能源b.太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化c.控制系统能够控制储能系统是充电还是放电d.阳光或风力充足时,储能系统实现由化学能到电能的转化(2)全钒液流电池是具有发展前景的
、用作储能系统的蓄电池。已知放电时V2+发生氧化反应,则放电时电极A的电极反应式为___________;充电时电极B做______极。(3)含钒废水会造成水体污染,对含钒废水(除VO2+外,还含有Al3+,Fe3+等)进行综合处理可实现钒资源的回收利用,流程如下:
已知溶液pH范围不同时,钒的存在形式如下表所示:钒的化合价pH<2pH>11+4价VO2+,VO(OH)+VO(OH)3-+5价VO2+VO43-①加入NaOH调节溶液pH至13时,沉淀1达最大量,并由灰白色转变为红褐色,用化学用语表示加入NaOH后生成沉淀1的反应过程为_______
、_______;所得滤液1中,铝元素的存在形式为__________。②向碱性的滤液1(V的化合价为+4)中加入H2O2的作用是________(用离子方程式表示)。【答案】①.abc②.VO2++e-+2H+VO2++H2O③.阴④.Fe2++2OH-Fe
(OH)2↓⑤.4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3⑥.AlO2-⑦.2VO(OH)3-+H2O2+4OH-2VO43-+6H2O【解析】【详解】(1)考查能源,a、太阳能、风能对环境无影响,属于清洁能源,故a正确;b、太阳能电池是太阳能转化成电能的装置
,故b正确;c、根据构造简化图,控制系统能够控制储能系统是充电还是放电,故c正确;d、阳关或风力充足时,实现了由太阳能或风能到电能的转化,故d错误;(2)考查原电池、电解池的工作原理,以及电极反应式的书写,放电时,V2+发生氧化反应,根据
原电池工作原理,电极B为负极,电极A为正极,正极生得到电子,化合价降低,即电极反应式为VO2++2H++e-=VO2++H2O;充电时,电池的正极接电源的正极,电池的负极接电源的负极,即电极B为阴极;(3)考查化
学工艺流程,①加入NaOH溶液调节pH至到13,出现的现象是出现沉淀,由灰白色转变成红褐色,反应i中发生2Fe3++Fe=3Fe2+,反应ii中加入氢氧化钠发生的离子反应是Fe2++2OH=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O
2+2H2O=4Fe(OH)3,氢氧化铝表现两性,又因为调节pH到13,此时Al元素以AlO2-形式存在;②根据流程图,目的是得到+5价钒,利用H2O2的强氧化性,把+4价钒氧化成+5价,碱性溶液中+4价钒以VO(OH)3-形式存在,因此离子反应有
:2VO(OH)3-+H2O2+4OH-=2VO43-+6H2O。点睛:氧化还原反应方程式的书写,是学生的难点,学生往往不正确判断生成物以及环境,如本题的(3)②,先找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物
,根据流程图,目的是得到+5价钒,即H2O2作氧化剂,本身被还原成H2O,根据表格数据,碱性条件下,+4价钒以VO(OH)3-形式存在,+5价钒在碱性条件下,以VO43-形式存在因此有VO(OH)3-+H2O2→VO4
3-+H2O,根据化合价升降法进行配平,2VO(OH)3-+H2O2→2VO43-+H2O,电荷不守恒,因为环境是碱性,因此反应物中缺少OH-,最后配平,即反应方程式为:2VO(OH)3-+H2O2+4OH-=2VO43-+6H2O。23.Ⅰ.甲醇是一
种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图,工作一段时间后,断开K。(1)甲中负极的电极反应式为___________。(2)若丙中C为铝,D为石墨,W溶液为稀24HSO,若能使铝的表面生成一层致密的氧化膜,则C电极反应式为_________
__。(3)若A、B、C、D均为石墨,W溶液为饱和氯化钠溶液:a.丙中电解总化学方程式为___________。b.工作一段时间后,向乙中所得溶液加入()2320.05molCuOHCO后恰好使电解质溶液复原,则丙中D电极上生成的气体标况下的体
积为___________。c.丙中为使两极产物不发生反应,可以在两极之间放置___________(“阴”或“阳”)离子交换膜。(4)若把乙装置改为精炼铜装置(粗铜含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质),下列说法正确的是___________。A.电解过程中,阳极减少质量与
阴极增加的质量相等B.A为粗铜,发生氧化反应C.4CuSO溶液的浓度保持不变D.杂质都将以单质的形式沉淀到池底(5)用150mL0.50molL−盐酸和150mL0.55molLNaOH−溶液反应测定中和热,实验中测
得起始平均温度为20.4C,反应后最高温度为23.4C,反应后溶液的比热容为114.2JgC−−,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是31gcm−,则中和热ΔH=___________。Ⅱ.甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源,研究其相关反应
并合理利用具有重要意义。请回答下列问题:(6)已知:a.工业上甲烷可用于制造合成气,常温常压下其反应为422CH(g)HO(l)CO(g)g)3H(++1ΔH250.1kJmol−=+;的的b.CO(g)、2H(
g)的燃烧热依次为1283.0kJmol−、1285.8kJmol−。常温常压下,16g甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量为___________kJ。(7)甲烷属于易燃易爆气体,可用电化学原理测定空气中甲烷的含量防止爆炸事故的发生,其原理如图所示,则负极的电极反应式为
___________;若测得标准状况下空气中甲烷的含量为0.112L,当甲烷完全被氧化时消耗的24HSO为___________mol。【答案】(1)2332CHOH6e8OHCO6HO−−−−+=+(2)2232Al6e3HOAlO6H−+−+=+(3)①.222通电2NaCl+2HO2NaO
H+Cl↑+H↑②.3.36L③.阳(4)B(5)50.4kJ/mol−(6)890.3(7)①.422CH8e2HOCO8H−+−+=+②.0【解析】【分析】通入燃料(甲醇或甲烷)的一极为原电池的负极,发生氧
化反应,通入氧气的电极为正极,发生还原反应。因此甲为原电池,乙、丙为电解池,结合原电池和电解池原理分析解答;根据盖斯定律分析解答;先根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量,然后根据△H=-QnkJ/mol计算出中和热。【小问1详解】甲醇燃料电池是原电池反应,甲醇在负极上失电子发
生氧化反应,电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO2-3+6H2O,故答案为:CH3OH-6e-+8OH-=CO2-3+6H2O;【小问2详解】丙中C为铝,Al与正极相连为阳极,D为石墨,与负极相
连为阴极,阳极上铝失电子生成氧化铝,则阳极的电极反应式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+,故答案为:2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+;【小问3详解】若A、B、C、D均为石墨,W溶液为饱和氯化钠溶液,a
.电解饱和氯化钠溶液生成氯气、氢气和氢氧化钠,电解反应式:2NaCl+2H2O电解2NaOH+Cl2↑+H2↑,故答案为:2NaCl+2H2O电解2NaOH+Cl2↑+H2↑;b.电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性,向电解后的溶
液中加入()2320.05molCuOHCO能恢复原溶液,碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳,溶液质量增加的量是氧化铜和水,将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO•H2O•CO2,所以加入0.05molCu2(OH)2CO3就相当于加入0.1molCuO和0.05molH2
O,则电解时生成的氧气为(0.1mol+0.05mol)×12=0.075mol,转移电子为0.75mol×4=0.3mol;丙中D电极为阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,则氢气的体积为0.3mol×12×22.4L/mol=3.36
L,故答案为:3.36L;c.阴极生成氢氧根离子,阳极生成氯气,氢氧根离子向阳极移动能与氯气反应,所以要阻止阴离子向阳极移动,则使用阳离子交换膜,不允许阴离子通过,故答案为:阳;【小问4详解】把乙装置改为精炼铜装置(粗铜含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)。A.
电解过程中,阳极上Cu、Zn等金属失电子,阴极上生成Cu,所以阳极减少的质量大于阴极增加的质量,故A错误;B.A与正极相连为阳极,电解精炼时粗铜为阳极,失电子发生氧化反应,故B正确;C.阳极上Cu、Zn等金属失电子,阴极上生成Cu,析出的铜的量大于溶解的铜的量,所以CuSO4溶液
的浓度逐渐减小,故C错误;D.Zn等较活泼的金属失电子形成金属阳离子,活泼性比铜弱的金属如Ag、Au,以单质的形式沉淀到池底,故D错误;故答案为:B;【小问5详解】50mL0.5mol•L-1HCl与50mL0.55mol•L-1NaOH进行中和反应,盐酸完全反应,
生成水的物质的量为0.05L×0.50mol=0.025mol,溶液的质量为:100mL×1g/cm3=100g,温度变化的值△T=23.4℃-20.4℃=3.0℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=100g×4.2J/(g•℃)×3.0℃=1260J=
1.26kJ,所以实验测得的中和热△H=-1.26kJ0.025mol=-50.4kJ/mol,故答案为:-50.4kJ/mol;【小问6详解】CO(g)、2H(g)的燃烧热依次为1283.0kJmol−、1285.8kJmol−,则①CO(
g)+12O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol,②H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol,③CH4(g)+H2O(l)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+250.1kJ/mol,由盖斯定律③+①+3×②可得CH4(g)+2O
2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=+250.1kJ/mol+(-283.0kJ/mol)+3×(-285.8kJ/mol)=-890.3kJ/mol,16g甲烷物质的量为1mol,完全燃烧生成液态水放出的热量为890.3kJ,故答
案为:890.3;【小问7详解】通入甲烷的电极为负极,酸性介质中,负极的电极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,电池总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O,硫酸消耗量为0,故答案为:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+;0。24.回答下列问题(1)高铁酸
钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中,如图是高铁电池的模拟实验装置,实验过程中碳电极周围出现红褐色沉淀:①该电池放电时正极的电极反应式为___________;②盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向___________移动(填“左
”或“右”);若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向___________移动(填“左”或“右”)。(2)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置
如图所示,电池正极的电极反应式是___________,A是___________。(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固熔体)内自由移动,工
作时O2-的移动方向___________(填“从a到b”或“从b到a”),负极发生的电极反应式为___________。【答案】(1)①.2---423FeO+4HO+3e=Fe(OH)+5OH②
.右③.左(2)①.+-+24N+8H+6e=2NH②.氯化铵或NH4Cl(3)①.从b到a②.CO+O2--2e-=CO2【解析】【小问1详解】①根据电池装置可知C为正极,Zn为负极,高铁酸钾具有较强的氧化性,正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3,电极反应为:2---423
FeO+4HO+3e=Fe(OH)+5OH;②盐桥中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,因此氯离子向右侧移动,K+向左侧移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则K+向左侧移动;【小问2详解】由图可知,该装置的总反应是合成氨的反应,氢气失去电子,在负极发生氧化反应,氮气
得到电子,在正极发生还原反应,那么正极的电极反应为:+-+24N+8H+6e=2NH,氨气与HCl反应生成NH4Cl,因此电解质是NH4Cl;【小问3详解】电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,电子由负极流向正极,因此O2−由电极b向电极a移动电子由电极a通过传
感器流向电极b;该装置中CO为燃料,在负极(即a极)通入,失电子发生氧化反应,电极反应为:2--2CO+O-2e=CO。