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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章化学反应与电能,全章学习成果反馈,一、选择题,:,本题共,10,小题,每小题,2,分,共,20,分。每小题只有一个选项符合题目要求。,1.,2022,安徽宿州高二期中考试,下列关于金属的腐蚀与防护的叙述错误的是,(,),A,.,图,马口铁,(,镀锡铁,),即使镀层破损,依然不易生锈,B.,图,若将钢闸门与电源的负极相连,可防止钢闸门腐蚀,C.,图,若断开电源,钢闸门将发生吸氧腐蚀,D.,图,若金属,M,比铁活泼,可防止钢铁输水管腐蚀,答案,1.A,由于,Fe,比,Sn,活泼,图,马口铁,(,镀锡铁,),镀层破损后,Fe,、,Sn,将与空气中的,CO,2,、,H,2,O,、,O,2,等形成原电池,加快铁的腐蚀,A,项错误,;,图,若将钢闸门与电源的负极相连,钢闸门作阴极,可防止钢闸门腐蚀,B,项正确,;,图,若断开电源,钢闸门和辅助电极与海水、,O,2,作用形成原电池,钢闸门将发生吸氧腐蚀,C,项正确,;,图,若金属,M,比铁活泼,则,M,作负极,失电子发生氧化反应,从而保护了铁,故可防止钢铁输水管腐蚀,D,项正确。,命题立意,本题通过相关图象,考查电化学腐蚀与防护,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知、科学态度与社会责任。,2.,2022,福建福州高二联考,甲醇燃料电池在碱性条件下的总反应为,2CH,3,OH+3O,2,+4OH,-,2C,+6H,2,O,。下列有关说法错误的是,(,),A.O,2,在正极参与反应,B.,该电池使用一段时间后溶液的,pH,变小,C.,负极的电极反应式为,CH,3,OH-6e,-,+8OH,-,C,+6H,2,O,D.,每转移,0.6 mol,电子,则消耗氧气的体积为,3.36 L,答案,2.D,根据总反应,2CH,3,OH+3O,2,+4OH,-,2C,+6H,2,O,可知,O,元素化合价降低,通入氧气的电极为原电池的正极,发生还原反应,C,元素的化合价升高,通入甲醇的电极为原电池的负极,发生氧化反应,在碱性环境下,负极的电极反应式为,CH,3,OH-6e,-,+8OH,-,C,+6H,2,O,A,、,C,项正确,;,该电池工作时消耗了,OH,-,使用一段时间后溶液的,pH,变小,B,项正确,;,没有注明气体所处的状况,无法计算气体的体积,D,项错误。,命题立意,本题通过甲醇燃料电池,考查原电池正、负极的判断和电极反应式的书写等,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,3.,如图所示原电池的总反应为,Cu(s)+2Ag,+,(aq),Cu,2+,(aq)+2Ag(s),下列叙述正确的是,(,),A.,电子从,Ag,电极经导线流向,Cu,电极,B.,工作一段时间后,右侧烧杯中溶液的,pH,减小,C.,电流方向为,Cu,电极,Ag,电极,D.,将,AgNO,3,溶液更换为,Fe(NO,3,),3,溶液,电流表指针反向偏转,答案,3.B,Cu,为负极,Ag,为正极,电子从负极经导线流向正极,即由,Cu,电极经导线流向,Ag,电极,电流方向为,Ag,电极,Cu,电极,故,A,、,C,项错误,;,硝酸铜水解显酸性,Cu,为负极,其失电子生成铜离子,导致铜离子浓度增大,溶液的酸性增强,pH,减小,故,B,项正确,;,将,AgNO,3,溶液更换为,Fe(NO,3,),3,溶液,Cu,仍为负极,电流表指针偏转方向不变,故,D,项错误。,命题立意,本题考查盐桥电池相关知识,旨在考查同学们分析问题的能力,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,4.,2022,浙江义乌高三阶段考试,医用口罩的外层喷有丙烯的聚合物,-,聚丙烯。某科研机构在酸性条件下,用石墨棒作电极,将,CO,2,转化为丙烯,(CH,2,CH-CH,3,) ,其原理如图所示。下列有关叙述错误的是,(,),A.a,为电源负极,B.,左池的电极反应式为,3CO,2,+18e,-,+18H,+,CH,2,CH-CH,3,+6H,2,O,C.H,+,从右池通过质子交换膜进入左池,D.,若制取过程中转移,3 mol,电子,则产生,11.2 L,丙烯,答案,4.D,由碳元素的化合价变化可知,左池为阴极池,a,为电源负极,A,项正确,;,二氧化碳在阴极上得到电子发生还原反应生成丙烯,电极反应式为,3CO,2,+18e,-,+18H,+,CH,2,CH-CH,3,+6H,2,O,B,项正确,;,电解池中,阳离子向阴极移动,则,H,+,从右池通过质子交换膜进入左池,C,项正确,;,没有注明气体所处的状况,无法计算其体积,D,项错误。,命题立意,本题考查利用电解原理制备丙烯,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知、科学态度与社会责任。,5.,2022,浙江诸暨高三适应性考试,肼,(N,2,H,4,),是一种常见的还原剂,其在酸性溶液中以,N,2,的形式存在。利用如图所示电解装置,N,2,可将,U,转化为,U,4+,自身转化为,N,2,。下列说法错误的是,(,),A,.,镀,铂钛网上,发生的反应为,N,2,-4e,-,N,2,+5H,+,B.,标准状况下,若生成,11.2 L N,2,则有,2 mol H,+,从镀铂钛网通过质子交换膜移向钛板,C.,电解一段时间后,电解质溶液的,pH,减小,D.,在该电解装置中,N,2,的还原性强于,H,2,O,的还原性,答案,5.C,镀铂钛网连接电源正极,则镀铂钛网是电解池的阳极,N,2,在阳极失电子发生氧化反应,电极反应式为,N,2,-,4e,-,N,2,+5H,+,A,项正确,;,标准状况下,若生成,11.2 L N,2,转移,2 mol e,-,有,2 mol H,+,从镀铂钛网通过质子交换膜移向钛板,B,项正确,;,该电解池的总反应为,2U,+3H,+,+ N,2,N,2,+2U,4+,+4H,2,O,电解过程中消耗了,H,+,则电解一段时间后,溶液的,pH,增大,C,项错误,;,在该电解装置中,N,2,在阳极失电子发生氧化反应,故,N,2,的还原性强于,H,2,O,的还原性,D,项正确。,命题立意,本题考查电解原理在物质转化方面的应用,旨在考查电极反应式的书写、电解质溶液的,pH,变化等,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,6.,2022,安徽宿州高二联考,电解法可以对含亚硝酸钠的污水进行处理,其工作原理如图所示。通电后,Fe(),电极附近溶液逐渐变为浅绿色,随后变为棕黄色,且有无色气体生成。下列说法错误的是,(,),A,.,阳极的电极反应式为,Fe-2e,-,Fe,2+,B.,阳极附近的溶液中发生反应的离子方程式为,6Fe,2+,+2N,+8H,+,6Fe,3+,+N,2,+4H,2,O,C.,该电解装置所使用的离子交换膜为阴离子交换膜,D.,当,Fe(),电极的质量减轻,56 g,时,理论上可处理含,4.6%NaNO,2,的污水,500 g,答案,6.C,由图可知,Fe(),电极为阳极,铁失去电子生成亚铁离子,电极反应式为,Fe-2e,-,Fe,2+,A,项正确,;,阳极附近酸性溶液中亚铁离子和亚硝酸根离子反应,生成铁离子和氮气,离子方程式为,6Fe,2+,+2N,+8H,+,6Fe,3+,+N,2,+4H,2,O,B,项正确,;,阳极区生成的铁离子通过离子交换膜进入阴极区,则该离子交换膜为阳离子交换膜,C,项错误,;,当,Fe(),电极的质量减轻,56 g(1 mol),时,根据方程式,6Fe,2+,+2N,+8H,+,6Fe,3+,+N,2,+4H,2,O,可知,理论上可处理,mol NaNO,2,其质量为,23 g,则可处理含,4.6% NaNO,2,的污水的质量为,=500 g,D,项正确。,命题立意,本题以电解法处理含亚硝酸钠的污水为载体,考查电极反应式的书写、离子交换膜的判断及相关计算等,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知、科学态度与社会责任。,7.,某地海水中主要离子的含量如表所示,现利用电渗析法将其淡化,原理如图所示,(,两端为惰性电极,1,、,3,均为阳离子交换膜,只允许阳离子通过,2,、,4,均为阴离子交换膜,只允许阴离子通过,),。下列有关说法错误的是,(,),A,.,甲室的电极反应为,2Cl,-,-2e,-,Cl,2,B.,当戊室收集到,22.4 L(,标准状况下,),气体时,通过甲室阳离子交换膜的离子的物质的量一定为,2 mol,C.,乙室和丁室中离子的浓度增大,淡水的出口为,b,D.,一段时间后易在戊室形成水垢,成分,Na,+,K,+,Ca,2+,Mg,2+,Cl,-,S,HC,含量,/(mgL,-1,),9 360,83,200,1 100,16 000,1 200,118,答案,7.B,由图可知,甲室电极与电源正极相连,为阳极室,Cl,-,的放电能力大于,OH,-,的放电能力,所以阳极的电极反应为,2Cl,-,-2e,-,Cl,2,A,项正确,;,由图可知,戊室电极与电源负极相连,为阴极室,阴极上水得电子生成,H,2,和,OH,-,电极反应为,2H,2,O+2e,-,H,2,+2OH,-,戊室收集到标准状况下,22.4 L,气体,即,1 mol H,2,时,转移,2 mol,电子,而通过甲室阳离子交换膜的阳离子有,Na,+,、,K,+,、,Ca,2+,、,Mg,2+,所以通过甲室阳离子交换膜的离子的物质的量小于,2 mol,B,项错误,;,阴,(,阳,),离子交换膜只允许阴,(,阳,),离子通过,所以电解时丙室中阴离子移向乙室,阳离子移向丁室,所以乙室和丁室中离子的浓度增大,丙室中剩余的物质主要是水,淡水的出口应为,b,C,项正确,;,开始电解时,阴极上水得电子生成氢气的同时生成,OH,-,OH,-,和,Mg,2+,结合生成,Mg(OH),2,沉淀,OH,-,和,HC,反应生成,C,Ca,2+,和,C,结合生成,CaCO,3,沉淀,所以电解一段时间后戊室中形成水垢,D,项正确。,命题立意,本题考查利用电解原理淡化海水,旨在考查同学们的分析问题能力及计算能力,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知、科学态度与社会责任。,8.,2022,河北石家庄高二期末考试,某同学设计用,NO-,空气质子交换膜燃料电池将雾霾中的,SO,2,、,NO,转化为,(NH,4,),2,SO,4,其原理如图所示。下列说法正确的是,(,),A,.,甲、乙装置中,NO,均被氧化,物质,A,为,HNO,3,B.,燃料电池放电过程中,负极的电极反应式为,NO-3e,-,+2H,2,O,N,+4H,+,C.,若甲装置中消耗,22.4 L O,2,则乙装置中,SO,2,和,NO,转化的物质的量共有,2.8 mol,D.,该装置中,电子的转移方向为,Pt(),石墨,(),电解质溶液,石墨,()Pt(),答案,8.B,甲装置为燃料电池,Pt(),电极上,NO,被氧化为,HNO,3,Pt(),电极为负极,Pt(),电极为正极,则乙装置为电解池,石墨,(),为阳极,石墨,(),为阴极,NO,被还原为,N,物质,A,为,H,2,SO,4,A,项错误,;,燃料电池放电过程中,NO,在负极上失电子发生氧化反应,电极反应式为,NO-3e,-,+2H,2,O,N,+4H,+,B,项正确,;,未注明气体所处的状况,无法确定,22.4 L,氧气的物质的量,C,项错误,;,电子不能在电解质溶液中移动,D,项错误。,命题立意,本题以串联电路为载体,考查串联电路中电极反应的分析、电子的移动方向等,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,9.,太阳水,电池装置如图所示,该电池由三个电极组成,其中,a,为,TiO,2,电极,b,为,Pt,电极,c,为,WO,3,电极,电解质溶液为,pH=3,的,Li,2,SO,4,-H,2,SO,4,溶液。锂离子交换膜将电池分为,A,、,B,两个区,A,区与大气相通,B,区为封闭体系并有,N,2,保护。下列关于该电池的说法正确的是,(,),A,.,若用导线连接,a,、,c,则,a,为负极,该电极附近溶液的,pH,增大,B.,若用导线连接,a,、,c,则,c,电极的电极反应为,H,x,WO,3,-,x,e,-,WO,3,+,x,H,+,C.,若用导线连接,b,、,c,b,电极附近溶液的,pH,减小,D.,若用导线连接,b,、,c,c,电极为负极,可实现,H,x,WO,3,转化为,WO,3,答案,9.D,由图可知,用导线连接,a,、,c,时,a,电极上,H,2,OO,2,发生失电子的氧化反应,则,a,电极为负极,电极反应为,2H,2,O-,4e,-,O,2,+4H,+,生成,H,+,a,电极附近溶液的,pH,减小,A,项错误,;,由图可知,用导线连接,a,、,c,时,a,电极为负极,c,电极为正极,正极上发生得电子的还原反应,电极反应为,WO,3,+,x,H,+,+,x,e,-,H,x,WO,3,B,项错误,;,用导线连接,b,、,c,时,b,电极上,O,2,H,2,O,发生得电子的还原反应,b,电极为正极,电极反应为,O,2,+4H,+,+4e,-,2H,2,O,消耗,H,+,b,电极附近溶液的,pH,增大,C,项错误,;,由上述分析知,用导线连接,b,、,c,时,b,电极为正极,c,电极为负极,c,电极的电极反应为,H,x,WO,3,-,x,e,-,WO,3,+,x,H,+,可实现,H,x,WO,3,转化为,WO,3,D,项正确。,命题立意,本题以新型电池为载体,考查同学们对电池原理的应用能力,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,10.,2022,广东金山中学高二期末考试,我国科学家研发了一种水系可逆,Zn-CO,2,电池,该电池工作时,复合膜,(,由,a,、,b,膜复合而成,),层间的,H,2,O,解离成,H,+,和,OH,-,在外加电场中可透过相应的离子膜发生定向移动。,Zn-CO,2,电池的工作原理如图所示,下列说法错误的是,(,),A,.,闭合,K,1,时,H,+,通过,a,膜向,Pd,电极方向移动,B.,闭合,K,1,时,Zn,表面的电极反应式为,Zn+4OH,-,-2e,-,Zn(OH),4,2-,C.,闭合,K,2,时,Zn,电极与直流电源正极相连,D.,闭合,K,2,时,Pd,电极上有,CO,2,生成,答案,10.C,闭合,K,1,时,该装置为原电池,Pd,电极为正极,H,+,通过,a,膜向,Pd,电极移动,A,项正确,;,闭合,K,1,时,Zn,电极为负极,Zn,失去电子变为,Zn,2+,Zn,2+,与,OH,-,结合生成,Zn(OH),4,2-,电极反应式为,Zn+4OH,-,-2e,-,Zn(OH),4,2-,B,项正确,;,闭合,K,2,时,该装置为电解池,Zn,电极上发生还原反应,为电解池的阴极,应与直流电源负极相连,C,项错误,;,闭合,K,2,时,Pd,电极上发生氧化反应,HCOOH,被氧化生成,CO,2,D,项正确。,命题立意,本题以新型电池载体,考查同学们对电化学原理的应用能力,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,二、选择题,:,本题共,5,小题,每小题,4,分,共,20,分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得,4,分,选对但不全得,2,分,有选错的得,0,分。,11.,2022,山东德州高二期末考试,研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源,同时还可对污水、餐厅废弃物等进行科学处理。利用微生物燃料电池处理酸性废水的原理如图所示,下列说法错误的是,(,),A,.,工作时,H,+,由,a,极区移向,b,极区,B.,负极的电极反应式为,Fe(CN),6,3-,+e,-,Fe(CN),6,4-,C.,每消耗,0.1 mol CH,3,COOH,a,极区质量减小,9.6 g,D.,放电过程中,b,极附近溶液的,pH,逐渐减小,答案,11.B,CH,3,COOH,在负极失去电子发生氧化反应生成,CO,2,电极反应式为,CH,3,COOH+2H,2,O-8e,-,2CO,2,+8H,+,则,a,极为负极,b,极为正极,H,+,由,a,极区移向,b,极区,A,项正确、,B,项错误,;,由负极的电极反应式可知,每消耗,1 mol CH,3,COOH,a,极区释放,2 mol CO,2,气体,8 mol H,+,从,a,极区移向,b,极区,a,极区质量减小,2 mol44 gmol,-1,+8 mol1 gmol,-1,=96 g,则,消耗,0.1,mol CH,3,COOH,a,极区质量减小,9.6 g,C,项正确,;,放电过程中,H,+,向,b,极移动,b,极附区近溶液的,H,+,浓度增大,pH,逐渐减小,D,项正确。,命题立意,本题以利用微生物燃料电池处理酸性废水为载体,考查离子的移动方向、电极反应式的书写、溶液,pH,的变化等,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知、科学态度与社会责任。,12.,已知,NaOH+H,2,O,2,H,2,O+NaHO,2,现用,H,2,O,2,-Al,燃料电池电解尿素,CO(NH,2,),2,和,KOH,的混合溶液制备氢气,(c,、,d,均为惰性电极,电解池中的隔膜仅阻止气体通过,),。下列说法错误的是,(,),A.,该,燃料电池的总反应为,3H,+2Al,OH,-,+2Al,+H,2,O,B.b,电极是正极,且一段时间后该电极区,pH,减小,C.,每消耗,27 g Al,理论上产生,11.2 L(,标准状况下,),氮气,D.,工作过程中电子的流向为,abcd,答案,12.BD,该燃料电池中铝作负极失去电子,2Al-6e,-,+8OH,-,2Al,+4H,2,O,因为,NaOH+H,2,O,2,H,2,O+NaHO,2,H,在正极得到电子,使,-1,价的氧转化为,-2,价的氧,3H,+6e,-,+3H,2,O,9OH,-,由此可以写出燃料电池的总反应为,3H,+,2Al,OH,-,+2Al,+H,2,O,A,项正确,;,根据电解池中,d,电极上发生还原反应有氢气生成,可推出,d,电极为阴极,因此,a,电极为负极,b,电极为正极,由电极反应可知,b,电极区,pH,增大,B,项错误,;,每消耗,27 g Al,转移的电子为,3 mol,每生成,1 mol N,2,转移的电子为,6 mol,由得失电子守恒可知,每消耗,27 g Al,生成,11.2 L(,标准状况下,),氮气,C,项正确,;,电子只在导线中移动,D,项错误。,命题立意,本题以燃料电池为载体,考查电池、电解原理,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,13.,2022,山东省实验中学高二期末考试,电解合成,ClCH,2,CH,2,Cl(1,2-,二氯乙烷,),的实验装置如图所示。下列说法错误的是,(,),A,.,该装置工作时,NaCl,溶液的浓度逐渐减小,B.,液相反应中,CH,2,CH,2,被还原为,1,2-,二氯乙烷,C.,该装置的总反应为,CH,2,CH,2,+2H,2,O+2NaCl,2NaOH+ H,2,+ClCH,2,CH,2,Cl,D.,电路中每转移,2 mol,电子,就有,2 mol Na,+,通过离子交换膜,Y,进入,NaCl,溶液,答案,13.BD,由装置图可知,Na,+,进入阴极区,Cl,-,进入阳极区,NaCl,溶液的浓度逐渐减小,A,项正确,;,液相反应中,CuCl,2,将,CH,2,CH,2,氧化为,ClCH,2,CH,2,Cl,B,项错误,;,该装置中,CuCl,、,CuCl,2,循环使用,实质是,NaCl,、,H,2,O,与,CH,2,CH,2,的反应,总反应为,CH,2,CH,2,+2H,2,O+2NaCl,2NaOH+ H,2,+ClCH,2,CH,2,Cl,C,项正确,;,电路中每转移,2 mol,电子,就有,2 mol Na,+,通过离子交换膜,Y,进入阴极区,D,项错误。,命题立意,本题运用电化学原理合成,1,2-,二氯乙烷,考查电池总反应式的书写、溶液的浓度变化等,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,14.,2022,河北石家庄二中高三检测,科学家最近发明了一种,Al-PbO,2,电池,其装置示意图如图所示,电解质溶液为,K,2,SO,4,、,H,2,SO,4,、,KOH,溶液,通过,x,和,y,两种离子交换膜将三种电解质溶液隔开,形成,M,、,R,、,N,三个电解质溶液区域,(,已知,:,a,b,),。下列说法正确的是,(,),A.K,+,通过,x,膜移向,M,区,B.R,区的电解质溶液的浓度逐渐减小,C.,放电时,Al,电极的电极反应为,Al-3e,-,+4OH,-,Al(OH),4,-,D.,消耗,1.8 g Al,时,N,区的电解质溶液的质量减少,16.0 g,答案,14.CD,由图可知,该装置为原电池,Al,电极为负极,PbO,2,电极为正极,K,+,通过,x,膜移向,R,区,A,项错误,;K,+,通过,x,膜移向,R,区, S,通过,y,膜移向,R,区,R,区的电解质溶液浓度逐渐增大,B,项错误,;Al,电极为负极,电极反应为,Al-3e,-,+4OH,-,Al(OH),4,-,C,项正确,;,由负极的电极反应可知,消耗,1.8 g Al,时,电路中转移电子的物质的量为,3=0.20 mol,则,N,区有,0.1 mol S,经过,y,膜进入,R,区,正极的电极反应为,PbO,2,+ S,+2e,-,+4H,+,PbSO,4,+2H,2,O,则,N,区还消耗,0.1 mol S,和,0.4 mol H,+,同时生成,0.2 mol H,2,O,即,N,区总共相当于减少,0.2 mol H,2,SO,4,同时生成,0.2 mol H,2,O,故,N,区的电解质溶液减少了,0.2 mol98 gmol,-1,-0.2 mol18 gmol,-1,=16.0 g,D,项正确。,命题立意,本题以新型电池为载体,考查离子移动方向、电极反应等,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,15.,某课题组以纳米,Fe,2,O,3,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,),。下列说法正确的是,(,),A.,放电时,金属锂和石墨的复合材料作电池的负极,纳米,Fe,2,O,3,作电池的正极,B.,放电时,正极的电极反应式为,Fe,2,O,3,+6Li,+,+6e,-,2Fe+3Li,2,O,C.,该电池可以用水溶液作电解质溶液,D.,充电完成后,电池被磁铁吸引,答案,15.AB,放电时,金属锂和石墨的复合材料作电池的负极,纳米,Fe,2,O,3,作电池的正极,A,项正确,;,正极上发生还原反应, Fe,2,O,3,得电子被还原,所以放电时电池正极的电极反应式为,Fe,2,O,3,+6Li,+,+6e,-,3Li,2,O+2Fe,B,项正确,;,锂和水能发生反应,所以不可以用水溶液作电解质溶液,C,项错误,;,充电时,Fe,被氧化为,Fe,2,O,3,磁铁不能吸引,Fe,2,O,3,D,项错误。,命题立意,本题以新型电池为载体,考查电极反应式的书写等,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,三、非选择题,:,本题共,5,小题,共,60,分。,16.,(12,分,),我国科学家设计了一种锂离子电池,并用此电池来电解含有,Na,2,SO,3,的工业废水,获得硫酸等物质,原理如图所示,:,(,1),锂离子电池工作时,a,极发生,(,填,氧化,或,还原,),反应,Li,+,移向,(,填,a,或,b),极,b,极的电极反应式为,。,(2),电解池中物质,A,的化学式是,其中右侧交换膜应选用,(,填,阳离子,或,阴离子,),交换膜,该交换膜的作用是,。,(3),若电解池左侧溶液的体积为,2 L,其浓度由,2 molL,-1,变为,4 molL,-1,时,理论上电路中转移的电子是,mol,。,答案,16.,答案,(,除标明外,每空,2,分,)(1),还原,(1,分,),a(1,分,),Li-e,-,Li,+,(2),阴离子能选择性地透过,S,起到平衡电荷的,作用,(,3)4,解析,(1),由图示可知,b,是负极,a,是正极。,a,极上,Mn,2,得到电子,发生还原反应,b,极上,Li,失去电子变为,Li,+,b,极的电极反应式为,Li-e,-,Li,+,。阳离子移向正极,即,Li,+,移向,a,极。,(2),在电解池中,c,电极连接电源负极,c,为阴极,阴极上,H,2,O,得到电子产生,H,2,逸出,电极反应式为,2H,2,O+2e,-,H,2,+2OH,-,所以物质,A,是,H,2,右侧溶液中的,H,2,O,失去电子发生氧化反应,生成,H,+,和,O,2,使右侧溶液中正电荷较多,所以右侧交换膜应选用阴离子交换膜,该交换膜的作用是能选择性地透过,S,起到平衡电荷的作用。,(3),若电解池左侧溶液的体积为,2 L,其浓度由,2 molL,-1,变为,4 molL,-1,时,则增加的,OH,-,的物质的量,n,(OH,-,)=2 L(4 mol,L,-1,-2,molL,-1,)=4 mol,由于左侧的电极反应为,2H,2,O+2e,-,H,2,+2OH,-,每产生,2 mol OH,-,转移,2 mol,电子,现溶液中,OH,-,的物质的量增加了,4 mol,因此理论上电路中转移的电子是,4 mol,。,命题立意,本题以锂离子电池为载体,考查原电池原理、电解原理,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知、科学态度与社会责任。,17.,(9,分,),电化学原理具有广泛的应用,请回答下列问题。,(1),电镀是防止金属腐蚀的重要方法,铁上镀铜的装置示意图如下,:,A,电极对应的金属是,(,填物质名称,),B,电极的电极反应式是,。,电镀前铁、铜两片金属质量相等,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为,a,g,则电镀时电路中转移的电子为,mol,。,(2),工业上常用电解熔融氯化镁的方法获得金属镁,当电解槽中有水时,生成的,MgOHCl,与阴极产生的,Mg,反应,使阴极表面产生,MgO,钝化膜,降低电解效率,写出生成,MgO,的化学方程式,:,。,(3),若用惰性电极电解,CuSO,4,溶液,电解一段时间后,向电解液中加入,0.1 mol Cu,2,(OH),2,CO,3,恰好使溶液恢复到电解前的浓度和,pH,。电解过程中产生的气体体积为,(,标准状况下,),。,答案,17.,答案,(,除标明外,每空,2,分,)(1),铜,(1,分,),Cu,2+,+2e,-,Cu,(2)2MgOHCl+Mg,2MgO+H,2,+,MgCl,2,(3)5.6,L,解析,(1),铁表面镀铜,则,Fe,作阴极,Cu,作阳极,A,电极与电源正极相连,A,极为阳极,所以,A,为铜,B,电极上,Cu,2+,得电子生成,Cu,电极反应式为,Cu,2+,+2e,-,Cu,。,二者质量差为,a,g,说明有,g Cu,被氧化,转移电子的物质的量为,2,=,mol,。,(2),电解时电解槽中有水,生成的,MgOHCl,与阴极产生的,Mg,反应,生成,MgO,、,MgCl,2,和,H,2,化学方程式为,2MgOHCl+Mg,2MgO+MgCl,2,+H,2,。,(3),电解,CuSO,4,溶液一段时间后溶液呈酸性,向电解液中加入,0.1 mol Cu,2,(OH),2,CO,3,恰好使溶液恢复到电解前的浓度和,pH,Cu,2,(OH),2,CO,3,和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳,则电解过程除了发生反应,2CuSO,4,+2H,2,O,2Cu+O,2,+2H,2,SO,4,外,还发生了反应,2H,2,O,2H,2,+O,2,加入,0.1 mol Cu,2,(OH),2,CO,3,相当于加入,0.2 mol CuO,和,0.1 mol H,2,O,则电解过程中电解了,0.2 mol CuSO,4,和,0.1 mol,水,即生成,(0.1,+ 0.05,) mol O,2,和,0.1 mol H,2,故气体总物质的量为,0.25 mol,标准状况下的体积为,0.25 mol22.4 L mol,-1,=5.6 L,。,命题立意,本题考查电解原理的应用,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,18.,(14,分,),化学电源在日常生活和工业生产中有着重要的应用。,.,如图,1,所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中,X,为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题,:,(,1),甲烷燃料电池负极的电极反应式为,。,(2)C,极的电极反应式为,。,(3),若有,2.24 L(,标准状况下,),氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为,L(,标准状况下,);,丙装置中阴极析出铜的质量为,g,。,.,长征,火箭发射使用的燃料是液态偏二甲肼,(C,2,H,8,N,2,),并使用四氧化二氮作为氧化剂,这种组合的优点是能在短时间内产生巨大能量将火箭送上太空,且产物不污染空气,(,产物都是空气的成分,),。某校外研究性学习小组拟将此原理设计为原电池,如图,2,所示,结合学习过的电化学原理分析其设计方案,回答相关问题,:,(,4),从,a,口加入,(,填名称,),。,H,+,的移动方向是,(,填,由,A,到,B,或,由,B,到,A),。,(5)A,极发生的电极反应为,。,(6),若以该电池为电源,用石墨作电极电解,200 mL 0.5 molL,-1,CuSO,4,溶液,电解一段时间后,两极收集到相同体积,(,相同条件下,),的气体,则整个电解过程转移电子,mol,。,答案,18.,答案,(,除标明外,每空,2,分,).(1)CH,4,-8e,-,+10OH,-,C,+7H,2,O,(2)2Cl,-,-2e,-,Cl,2,(3)4.48,12.8,.(4),偏二甲肼,(1,分,),由,A,到,B(1,分,),(5)C,2,H,8,N,2,-16e,-,+4H,2,O,2CO,2,+N,2,+16H,+,(6)0.4,解析,.(1),甲烷燃料电池中,负极上,CH,4,失去电子后结合,OH,-,生成,C,其电极反应式为,CH,4,-8e,-,+10OH,-,C,+ 7H,2,O,。,(2),乙为电解池,Fe,为阴极,C,为阳极,实质为电解饱和食盐水,故,C,极的电极反应式为,2Cl,-,-2e,-,Cl,2,。,(,3),标准状况下,2.24 L,氧气的物质的量为,0.1 mol,参与反应转移的电子数为,0.4 mol;,铁电极为阴极,阴极的电极反应式为,2H,2,O+2e,-,H,2,+2OH,-,则放出氢气,0.2 mol,标准状况下的体积为,4.48 L,。,答案,.(4),由电子转移方向可知,A,为负极,B,为正极,根据原电池原理,还原剂在负极上失去电子发生氧化反应,氧化剂在正极上得到电子发生还原反应,则从,a,口通入偏二甲肼。内电路中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以,H,+,的移动方向是由,A,到,B,。,(5)A,为负极,还原剂在负极上失去电子发生氧化反应,又已知产物中气体均为空气的成分,所以,A,极发生的电极反应式为,C,2,H,8,N,2,-16e,-,+4H,2,O,2CO,2,+N,2,+16H,+,。,(6),两极收集到相同体积,(,相同条件下,),的气体,则阴极上发生的电极反应为,Cu,2+,+2e,-,Cu,、,2H,+,+2e,-,H,2,阳极的电极反应式为,2H,2,O-4e,-,4H,+,+O,2,设生成,n,(O,2,)=,n,(H,2,)=,x,mol,因为,n,(Cu,2+,)=0.5 molL,-1,0.2 L=0.1 mol,由得失电子守恒得,0.12 mol+2,x,mol=4,x,mol,x,=0.1,所以,n,(O,2,)=,n,(H,2,)=0.1 mol,则整个电解过程转移电子的物质的量为,0.1 mol4=0.4 mol,。,命题立意,本题考查原电池原理、电解原理的应用,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知。,19.,(14,分,),如图装置甲是某可充电电池的示意图,该电池放电时的总反应为,2K,2,S,2,+KI,3,K,2,S,4,+3KI,图中的离子交换膜只允许,K,+,通过,C,、,D,、,F,均为石墨电极,E,为铜电极。工作一段时间后,断开,K,C,、,D,两电极收集到的气体体积相同,E,电极质量减少,1.28 g,。,(,1),装置甲的,A,电极为电池的,极。电解质中,K,+,向,(,填,左侧,或,右侧,),迁移,B,电极的电极反应式为,。,(2),装置乙中,D,电极上产生的气体是,(,填化学式,),体积为,mL(,标准状况,),。,(3),若将装置丙中的,NaCl,溶液改换成,100 mL FeCl,2,和,FeCl,3,的混合溶液。从反应初始至反应结束,丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量的变化关系如图所示。,图中,b,表示的是,(,填金属离子符号,),的物质的量的变化曲线。,反应结束后,若用,0.5 molL,-1,NaOH,溶液沉淀丙装置溶液中的金属阳离子,(,设溶液体积为,100 mL),则至少,需要,0.5,molL,-1,NaOH,溶液,mL,。,答案,19.,答案,(,每空,2,分,)(1),负右侧,+2e,-,3I,-,(2),224,(3)F,280,解析,(1),工作一段时间后,断开,K,E,电极质量减少,1.28 g,即减少,0.02 mol Cu,则,E,为阳极,D,、,F,为电解池的阴极,C,为阳极,B,为原电池的正极,A,为原电池的负极。由电池放电的总反应,2K,2,S,2,+KI,3,K,2,S,4,+3KI,可知,正极,B,上发生得电子的还原反应,电极反应式为,+2e,-,3I,-,该电池工作时,阳离子移向正极,B,即电解质中,K,+,向右侧迁移。,(2)D,为阴极,D,电极上发生得电子的还原反应,C,、,D,两电极产生的气体体积相同,则装置乙的溶液中铜离子全部放电、水得到电子生成氢气,阴极的电极反应为,Cu,2+,+2e,-,Cu,、,2H,2,O+2e,-,H,2,+2OH,-,;,阳极,E,上,0.02 mol Cu,失去电子生成,Cu,2+,电极反应式为,Cu-2e,-,Cu,2+,转移,0.04 mol,电子,;,电解前装置乙中,n,(Cu,2+,)=0.1 molL,-1,0.1 L=0.01 mol,D,极上发生的电极反应为,Cu,2+,+2e,-,Cu,、,2H,+,+2e,-,H,2,0.01 mol Cu,2+,得到电子生成,Cu,转移,0.02 mol,电子,根据转移电子守恒可知,阴极上生成,H,2,的物质的量,n,(H,2,)=,mol=0.01 mol,标准状况下的体积为,22.4 Lmol,-1,0.01 mol=0.224 L=224 mL,。,答案,(,3)E,电极为阳极,F,电极为阴极,阳极上,0.02 mol Cu,失电子生成,0.02 mol Cu,2+,进入溶液中,阴极上,Fe,3+,得电子生成,Fe,2+,即,Fe,2+,和,Cu,2+,的浓度增大,且溶液中一开始没有,Cu,2+,所以,a,表示的是,Fe,3+,的物质的量的变化曲线、,b,表示的是,Fe,2+,的物质的量的变化曲线、,c,表示的是,Cu,2+,的物质的量的变化曲线,;,由图可知,生成,0.02 mol Cu,2+,进入溶液时,Fe,3+,完全反应生成,Fe,2+,此时溶液中含有,0.05 mol Fe,2+,Fe,2+,和,Cu,2+,的总物质的量为,0.07 mol,则沉淀,Fe,2+,和,Cu,2+,需要,NaOH,的物质的量为,0.14 mol,需要,0.5 molL,-1,NaOH,溶液的体积为,=0.28 L=280 mL,。,命题立意,本题考查电解原理、电化学相关计算等,体现的化学学科核心素养是宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知。,归纳总结,在电解池中使用选择性离子交换膜的主要目的是限制某些离子,(,或分子,),的定向移动,避免电解质溶液中的离子或分子与电极产物反应,提高产品纯度或防止造成危险等。,20.,(11,分,),我在故宫修文物这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研究小组的兴趣。,修旧如旧,是文物保护的主旨。,(1),查阅中学教材得知铜锈为,Cu,2,(OH),2,CO,3,俗称铜绿,可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。参与形成铜绿的物质有,Cu,和,。,(2),继续查阅中国知网,了解到铜锈的成分非常复杂,主要成分有,Cu,2,(OH),2,CO,3,和,Cu,2,(OH),3,Cl,。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈,结构如图,1,所示,:,Cu,2,(OH),2,CO,3,和,Cu,2,(OH),3,Cl,分别属于无害锈和有害锈,请解释原因,:,。,(,3),文献显示有害锈的形成过程,(,如图,2,所示,),中会产生,CuCl(,白色不溶于水的固体,),请回答下列问题,:,过程,的正极反应物为,。,过程,的负极的电极反应式为,。,(4),青铜器的修复有以下三种方法。,.,柠檬酸浸法,:,将腐蚀文物直接放在,2%3%,的柠檬酸溶液中浸泡除锈,;,.,碳酸钠法,:,将腐蚀文物置于含,Na,2,CO,3,的缓冲溶液中浸泡,使,CuCl,转化为难溶的,Cu,2,(OH),2,CO,3,;,.BTA,保护法,:,请,回答下列问题,:,写出碳酸钠法中发生反应的离子方程式,:,。,三种方法中,BTA,保护法的应用最为普遍,分析其可能的优点有,(,填序号,),。,A.,在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜,B.,替换出锈层中的,Cl,-,能够高效除去有害锈,C.,和酸浸法相比,不破坏无害锈,可以保护青铜器的艺术价值,做到,修旧如旧,答案,20.,答案,(,除标明外,每空,2,分,)(1)O,2,、,H,2,O,、,CO,2,(2)Cu,2,(OH),2,CO,3,为致密结构,可以阻止潮湿的空气进入内部腐蚀铜,;,而,Cu,2,(OH),3,Cl,为疏松结构,潮湿的空气可以进入空隙内将内部的铜腐蚀,(3)O,2,、,H,2,O,Cu-e,-,+Cl,-,CuCl,(4)4CuCl+O,2,+2H,2,O+2C,2Cu,2,(OH),2,CO,3,+4Cl,-,ABC(1,分,),解析,(1),铜锈为,Cu,2,(OH),2,CO,3,参与形成铜绿的物质有,Cu,、,O,2,、,H,2,O,和,CO,2,。,(2),结合图象可知,Cu,2,(OH),2,CO,3,为致密结构,可以阻止潮湿的空气进入内部腐蚀铜,属于无害锈,;Cu,2,(OH),3,Cl,为疏松结构,潮湿的空气可以进入空隙内将内部的铜腐蚀,属于有害锈。,(3),结合图象可知,正极得电子发生还原反应,过程,的正极反应物是,O,2,、,H,2,O,电极反应式为,O,2,+4e,-,+2H,2,O,4OH,-,。,结合图象可知,过程,中,Cu,作负极,电极反应式为,Cu-e,-,+Cl,-,CuCl,。,(4),碳酸钠法中,含,Na,2,CO,3,的缓冲溶液使,CuCl,转化为难溶的,Cu,2,(OH),2,CO,3,发生反应的离子方程式为,4CuCl+O,2,+2H,2,O+2C,2Cu,2,(OH),2,CO,3,+4Cl,-,。,答案,利用,BTA,保护法,可在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜,能保护内部金属铜,;Cu,2,(OH),3,Cl,为疏松结构,潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜腐蚀,属于有害锈,利用,BTA,保护法,可替换出锈层中的,Cl,-,能够高效除去有害锈,;,酸浸法会破坏无害锈,Cu,2,(OH),2,CO,3,BTA,保护法不破坏无害锈,可以保护青铜器的艺术价值,做到,修旧如旧,。,命题立意,本题考查金属的电化学腐蚀和防护,体现的化学学科核心素养是证据推理与模型认知、科学态度与社会责任。,
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