【與名師對話】2021屆高考化學(xué)(課標(biāo)版)二輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)：1-2-7化學(xué)能與電能

課時(shí)作業(yè)(七)一、選擇題1．(2022·北京海淀期末)鉛蓄電池反應(yīng)原理為Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)，下列說法正確的是()A．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為Pb－2e－=Pb2＋B．放電時(shí)，正極得電子的物質(zhì)是PbO2C．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中硫酸濃度減小D．充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)為PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)解析：放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4，A項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)正極上PbO2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，B項(xiàng)正確；充電過程為電解過程，電解質(zhì)溶液中H2SO4濃度增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)，陰極反應(yīng)為放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)的逆反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B2．(2022·四川綿陽診斷)某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O。鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液，下列敘述中正確的是()A．乙燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)B．甲燒杯中溶液的pH漸漸減小C．電池工作時(shí)，鹽橋中的SOeq\o\al(2－,4)移向甲燒杯D．外電路的電流方向是從a到b解析：乙燒杯中發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe2＋－e－=Fe3＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；甲燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)：MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋＋5e－=Mn2＋＋4H2O，c(H＋)減小，pH增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，乙燒杯中正電荷增多，SOeq\o\al(2－,4)移向乙燒杯，C項(xiàng)錯(cuò)誤；外電路的電流方向是從正極(a)到負(fù)極(b)，D項(xiàng)正確。答案：D3．(2022·云南第一次統(tǒng)一檢測)鋁表面在空氣中自然?形成的氧化膜耐磨性和抗蝕性不夠強(qiáng)。把握確定的條件，用如圖所示的電化學(xué)氧化法，可在鋁表面生成堅(jiān)硬的氧化膜。下列有關(guān)敘述正確的是()A．陰極上有金屬鋁生成B．電極A為石墨，電極B為金屬鋁C．OH－在電極A上放電，有氧氣生成D．陽極的電極反應(yīng)為2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋解析：電解液為硫酸，陰極上H＋放電，故陰極產(chǎn)物為氫氣，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Al→Al2O3，發(fā)生氧化反應(yīng)，故電源正極連接的是金屬鋁，即電極A為金屬鋁，電極B為石墨，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電極A上Al發(fā)生氧化反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。答案：D4．(2022·河南鄭州質(zhì)檢)如圖X為電源，Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，濾紙中心滴有一滴KMnO4溶液，通電后Y中心的紫紅色色斑向d端集中。下列推斷正確的是()A．濾紙上c點(diǎn)四周會變紅色B．Cu電極質(zhì)量減小，Pt電極質(zhì)量增大C．燒杯中溶液的pH增大D．燒杯中SOeq\o\al(2－,4)向Cu電極定向移動解析：由圖可知，該裝置為電解裝置，由通電后Y中心的紫紅色色斑向d端集中知，d為陽極(MnOeq\o\al(－,4)向陽極移動)，b為電源的正極，a為電源的負(fù)極。Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，c點(diǎn)H＋放電，則OH－濃度增大，所以濾紙上c點(diǎn)四周會變紅色，故A項(xiàng)正確；Cu電極上Cu2＋得到電子生成Cu，Pt電極上OH－失去電子，故Cu電極質(zhì)量增大，Pt電極質(zhì)量不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Pt電極上OH－失去電子，故燒杯中溶液的pH減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu電極為陰極，Pt電極為陽極，燒杯中SOeq\o\al(2－,4)向Pt電極定向移動，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A5．(2022·山東濰坊聯(lián)考)某小組為爭辯電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片質(zhì)量會增加B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=CuC．無論a和b是否連接，鐵片均被腐蝕D．a(chǎn)和b分別連接電源正、負(fù)極時(shí)，F(xiàn)e電極發(fā)生的電極反應(yīng)為：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：a和b不連接時(shí)，F(xiàn)e與溶液中的Cu2＋發(fā)生置換反應(yīng)，因Fe的相對原子質(zhì)量比Cu的小，故鐵片質(zhì)量增加，A項(xiàng)正確；a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，鐵、銅、硫酸銅溶液構(gòu)成原電池，正極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，B項(xiàng)正確；a和b連接時(shí)，F(xiàn)e作負(fù)極而被腐蝕，a和b不連接時(shí)，F(xiàn)e與Cu2＋發(fā)生置換反應(yīng)而被腐蝕，C項(xiàng)正確；a連接電源正極、b連接電源負(fù)極時(shí)，鐵片作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e失電子，而不是OH－失電子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D6．(2022·吉林長春一模)如圖所示的兩個(gè)試驗(yàn)裝置，溶液的體積均為200mL。開頭時(shí)電解質(zhì)溶液的濃度均為0.1mol/L，工作一段時(shí)間后，測得導(dǎo)線中均通過0.02mol電子，若不考慮鹽的水解和溶液的體積變化，下列敘述中正確的是()A．產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)：①>②B．溶液的pH變化：①減小，②增大C．電極上生成物質(zhì)的質(zhì)量：①＝②D．電極反應(yīng)：①中陽極2Cl－－2e－=Cl2↑，②中負(fù)極2H＋＋2e－=H2↑解析：①的陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑，導(dǎo)線中通過0.02mol電子時(shí)，V(Cl2)＝n(Cl2)Vm＝0.01mol×22.4L/mol＝0.224L，②中的正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，導(dǎo)線中通過0.02mol電子時(shí)，V(H2)＝n(H2)Vm＝0.01mol×22.4L/mol＝0.224L，所以產(chǎn)生氣體的體積：①＝②，A項(xiàng)錯(cuò)誤；①相當(dāng)于電解CuCl2本身，生成的Cl2與H2O反應(yīng)，從而使溶液pH減小，②相當(dāng)于Zn和稀硫酸中的H＋反應(yīng)，所以H＋削減，酸性減弱，溶液pH增大，B項(xiàng)正確；由以上分析可知，m(Cl2)＝n(Cl2)M(Cl2)＝0.01mol×71g/mol＝0.71g，陰極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu，導(dǎo)線中通過0.02mol電子時(shí)，m(Cu)＝n(Cu)M(Cu)＝0.01mol×64g/mol＝0.64g，所以①電極上生成物質(zhì)的質(zhì)量為0.71g＋0.64g＝1.35g；由以上分析可知，m(H2)＝n(H2)M(H2)＝nVm＝0.01mol×2g/mol＝0.02g，所以②電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量為0.02g，①>②，C項(xiàng)錯(cuò)誤；②中負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B7．下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被疼惜B．鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化，可疼惜內(nèi)部不被腐蝕C．鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe－3e－=Fe3＋解析：鋼管與電源正極相連，則鋼管作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，在表面生成一層致密的氧化膜疼惜內(nèi)部不被腐蝕，B項(xiàng)正確；鋼管與銅管露天堆放在一起，形成原電池時(shí)鋼管作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Fe－2e－=Fe2＋，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B8．(2021·北京西城期末)用如圖所示裝置進(jìn)行試驗(yàn)，下列敘述不正確的是()A．K與N連接時(shí)，鐵被腐蝕B．K與N連接時(shí)，石墨電極產(chǎn)生氣泡C．K與M連接時(shí)，一段時(shí)間后溶液的pH增大D．K與M連接時(shí)，石墨電極的電極反應(yīng)：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：K與N連接時(shí)，為原電池裝置，鐵作負(fù)極，被腐蝕，A正確；K與N連接時(shí)，石墨電極為原電池的正極，產(chǎn)生氫氣，B正確；K與M連接時(shí)，為電解池裝置，電解食鹽水，一段時(shí)間后溶液的pH增大，C正確；K與M連接時(shí)，石墨電極的電極反應(yīng)：2Cl－－2e－=Cl2↑，D錯(cuò)誤。答案：D9．(2022·濟(jì)南調(diào)研)空間試驗(yàn)室“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC)，RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。如圖為RFC工作原理示意圖，下列有關(guān)說法中，正確的是()A．當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，a極產(chǎn)生1.12LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)B．b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－C．c極上發(fā)生的電極反應(yīng)是O2＋4H＋＋4e－=2H2OD．d極上進(jìn)行還原反應(yīng)，產(chǎn)生的H＋可以通過隔膜進(jìn)入A解析：A項(xiàng)，左側(cè)為電解池，a極為陰極，生成氫氣，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，b極是陽極生成氧氣，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，右側(cè)為燃料電池，Y氣體為氧氣，在酸性電解質(zhì)溶液中該電極反應(yīng)正確；D項(xiàng)，X氣體是氫氣，在d極上發(fā)生氧化反應(yīng)，錯(cuò)誤。答案：C10．(2022·太原市高三其次學(xué)段測評)結(jié)合圖中推斷，下列敘述正確的是()A．K與N連接時(shí)，X為硫酸，一段時(shí)間后溶液的pH增大B．K與N連接時(shí)，X為氯化鈉，石墨電極反應(yīng)：2H＋＋2e－=H2↑C．K與M連接時(shí)，X為硫酸，一段時(shí)間后溶液的pH增大D．K與M連接時(shí)，X為氯化鈉，石墨電極反應(yīng)為4OH－－4e－=2H2O＋O2↑解析：A項(xiàng)，K與N連接時(shí)形成原電池，X為硫酸時(shí)，電池總反應(yīng)為Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，所得溶液pH增大，正確；B項(xiàng)，X為NaCl溶液時(shí)，發(fā)生Fe的吸氧腐蝕反應(yīng)，石墨是正極，正極反應(yīng)式：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，K與M相連時(shí)形成電解池，X為硫酸，實(shí)質(zhì)發(fā)生電解水反應(yīng)，H2O被消耗掉，則硫酸濃度增大，pH減小，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，是電解NaCl溶液，石墨是陽極，陽極反應(yīng)式：2Cl－－2e－=Cl2↑，錯(cuò)誤。答案：A11．(2022·南昌高三調(diào)研)用如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)(A為電流計(jì))觀看到現(xiàn)象：裝置圖甲：Cu電極上產(chǎn)生大量的無色氣泡裝置圖乙：Cu電極上無氣泡產(chǎn)生，而Cr電極上產(chǎn)生大量氣泡則下列說法正確的是()A．圖甲是電解池，圖乙是原電池B．兩個(gè)電池中，電子均由Cr電極流向Cu電極C．圖乙中Cr電極可能被濃HNO3鈍化成惰性電極D．由試驗(yàn)現(xiàn)象可知金屬活動性：Cu>Cr解析：A項(xiàng)，兩個(gè)圖中的裝置都是原電池，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象推斷，圖甲中Cr是負(fù)極，電子由Cr電極流向Cu電極，圖乙中Cu是負(fù)極，電子由Cu電極流向Cr電極，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，依據(jù)圖甲中的現(xiàn)象推斷，金屬的活潑性Cr>Cu，但是圖乙中活潑的Cr是正極，說明在濃硝酸存在的狀況下Cr比Cu難失去電子，Cr可能被濃硝酸鈍化，正確。答案：C12．(2022·湖北部分重點(diǎn)中學(xué)高三聯(lián)考)下圖甲池和乙池中的四個(gè)電極都是鉑電極，乙池溶液分層，上層溶液為鹽溶液，呈中性。請依據(jù)圖示推斷下列有關(guān)說法正確的是()A．甲池是電解池，乙池是原電池B．通入乙醇的鉑電極反應(yīng)式為C2H5OH＋16OH－＋12e－=2COeq\o\al(2－,3)＋11H2OC．反應(yīng)一段時(shí)間后，兩池溶液的pH均未變化D．假如乙池中加入NaI溶液，則在乙池反應(yīng)過程中，可以觀看到C電極四周的溶液呈現(xiàn)棕黃色，反應(yīng)完畢后，用玻璃棒攪拌溶液，則下層溶液呈現(xiàn)紫紅色，上層接近無色解析：A選項(xiàng)，甲池為燃料電池，屬原電池，乙池為電解池；B選項(xiàng)，通入乙醇的電極應(yīng)為失電子；C選項(xiàng)，甲池中不斷消耗KOH，pH應(yīng)減小；D選項(xiàng)，甲池中，A為負(fù)極，B為正極，則C為陽極，D為陰極。C極發(fā)生反應(yīng)應(yīng)為2I－－2e－=I2，I2水溶液呈棕黃色，用玻璃棒攪拌，發(fā)生萃取，I2轉(zhuǎn)移到CCl4中，所以呈紫紅色。答案：D二、非選擇題13．(2022·湖北八市聯(lián)考)某試驗(yàn)A小組設(shè)計(jì)生產(chǎn)亞氯酸鈉(NaClO2)的主要流程如圖，已知NaClO2是一種強(qiáng)氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。(1)H2O2的電子式為__________，裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑是__________(填化學(xué)式)。(2)A的化學(xué)式是__________，裝置Ⅲ電解池中A在__________極區(qū)產(chǎn)生，若裝置Ⅲ中生成氣體a11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則理論上通過電解池的電量為__________(已知法拉第常數(shù)F＝9.65×104C·mol(3)裝置Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是___________________。解析：(1)H2O2中H原子滿足2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，O原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而且分子中存在O—O鍵，故其電子式為Heq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)H。裝置Ⅰ中加入的物質(zhì)為Na2SO3和NaClO3，生成物為Na2SO4和ClO2，故Na2SO3為還原劑，NaClO3為氧化劑。(2)裝置Ⅲ中電解Na2SO4溶液，而實(shí)際上電解的是水，由于離子隔膜的存在，陽極區(qū)有H＋生成，最終得到硫酸，陰極區(qū)有OH－生成，最終得到NaOH溶液，氣體b為氫氣，氣體a為氧氣，A溶液為硫酸。理論上，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣11.2L(0.5mol)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子2mol，通過電解池的電量為2mol×9.65×104C·mol－1＝1.93×105C。(3)依據(jù)流程圖可知，裝置Ⅱ中加入的物質(zhì)為ClO2、H2O2和NaOH溶液，生成物有O2、NaClO2，再結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒可以寫出反應(yīng)的離子方程式(留意生成物中有水)。答案：(1)Heq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)HNa2SO3(2)H2SO4陽1.93×10(3)2ClO2＋H2O2＋2OH－=2ClOeq\o\al(－,2)＋O2＋2H2O14．(2022·江西南昌調(diào)研)ClO2為一種黃綠色氣體，是目前國際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速平安的殺菌劑。制備ClO2的新工藝是電解法。(1)如圖表示用石墨作電極，在確定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2，寫出陽極產(chǎn)生ClO2的電極方程式________________；圖中b電極為__________(填“陽極”或“陰極”)。(2)電解一段時(shí)間，當(dāng)陰極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體112mL時(shí)，停止電解，則通過陽離子交換膜的陽離子物質(zhì)的量為__________mol，陰極區(qū)pH__________(填“變大”、“變小”或“不變”)。(3)ClO2對污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－、CN－等有明顯去除效果，某工廠中污水含CN－(amg/L)，現(xiàn)用ClO2把CN－氧化成兩種無毒氣體，寫出該反應(yīng)的離子方程式__________________________。解析：(1)ClO2是電解飽和NaCl溶液的產(chǎn)物，故氯元素被氧化，圖中左側(cè)通入的是飽和NaCl溶液，故a為陽極，b為陰極，陽極Cl－失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成ClO2。(2)陰極反應(yīng)為2H2O－2e－=H2↑＋2OH－，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mL氫氣(即0.005mol)的同時(shí)生成0.01molOH－，為保持溶液中的陰陽離子平衡，則通過陽離子交換膜的陽離子為0.01mol，陰極區(qū)的pH變大。(3)由反應(yīng)物ClO2與CN－的元素組成及生成兩種無毒氣體可知，這兩種氣體為氮?dú)夂投趸迹纱丝蓪懗鲈摲磻?yīng)的離子方程式：2ClO2＋2CN－=N2＋2CO2＋2Cl－。答案：(1)Cl－－5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋陰極(2)0.01變大(3)2ClO2＋2CN－=N2＋2CO2＋2Cl－15．(2021·江西聯(lián)考)按如圖所示裝置連接，X、Y均為惰性電極。請回答下列問題：(1)Zn為__________極。(2)連接好裝置后，燒杯中的溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______________________。(3)圖中通過隔膜的SOeq\o\al(2－,4)向__________(填“左”、“右”或“不”)遷移，Y極及其四周毀滅的現(xiàn)象是_____________________。(4)常溫下，當(dāng)Zn極質(zhì)量削減32.5g時(shí)，X極生成氣體8.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，若此時(shí)燒杯中溶液的體積為500mL，則此時(shí)燒杯中溶液的pH＝__________(不考慮生成的氣體溶于水)。解析：(1)Zn為負(fù)極。(2)燒杯中是電解氯化鈉溶液，離子方程式為2H2O＋2Cl－eq\o(=,\s\up15(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－。(3)Zn為負(fù)極，失去電子生成Zn2＋進(jìn)入溶液，SOeq\o\al(2－,4)通過隔膜向左移動；燒杯中Y極有氫氣逸出，同時(shí)有OH－生成，溶液呈紅色。(4)鋅是原電池的負(fù)極，Y是電解池的陰極；銅是原電池的正極，X是電解池的陽極。X電極有氯氣逸出，直到NaCl電解完全，接下來就是電解NaOH，逸出O2。Zn削減0.5mol，轉(zhuǎn)移電子為1mol，假如全部生成氯氣，則氯氣的物質(zhì)的量為0.5mol，假如全部生成氧氣，則氧氣的物質(zhì)的量為0.25mol。依據(jù)電子得失守恒和氣體體積可得：Cl2為0.25mol，O2為0.125mol。計(jì)算可知，c(OH－)＝1mol/L，pH＝14。答案：(1)負(fù)(2)2H2O＋2Cl－eq\o(=,\s\up15(電解))H2↑＋Cl2↑＋2OH－(3)左有氣泡產(chǎn)生，溶液呈紅色(4)1416．(2021·湖北荊州質(zhì)檢)如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)的原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。請按要求回答相關(guān)問題：(1)甲烷燃料電池負(fù)極反應(yīng)為___________________________。(2)石墨(C)極的電極反應(yīng)為_____________________________。(3)若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有2.24L氧氣參與反應(yīng)，則乙裝置中鐵極上生成的氣體的體積為__________L；丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為__________g。(4)某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計(jì)電解法制取漂白液或Fe(OH)2的試驗(yàn)裝置(如圖所示)。若用于制漂白液，a為電池的__________極，電解質(zhì)溶液最好用_________________________________________________________。若用于制Fe(OH)2，