高三上学期化学单元测试(2)电解原理及其应用硫酸工业

1、高中学生学科素质训练系列试题高三上学期化学单元测试（2）原人教版 电解原理及其应用、硫酸工业本试题分为第卷和第卷两部分，第卷为选择题，共45分；第卷为非选择题，共55分。满分100分，考试时间为90分钟。第卷（选择题，共45分）一、选择题（每题3分,共45分）1关于电解NaCl溶液，下列叙述正确的是（）A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性2下列描述中，不符合生产实际的是（）A电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B电解法精炼粗铜，用纯铜作

2、阴极C电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D在镀件上电镀锌，用锌作阳极3接触法生产H2SO4的过程中，对废气、废液、废渣和“废热”的处理正确的是尾气用氨水处理 污水用石灰乳处理 废渣用来造水泥、炼铁设置“废热”锅炉产生蒸气，供热或发电。A只有B只有C只有D全部4下列关于电解精炼铜的叙述中不正确的是 （） A粗铜板体作阳极 B电解时，阳极发生氧化反应，而阴极发生的反应为Cu2+2eCu C粗铜中所含Na、Fe、Zn等杂质，电解后以单质形式沉积槽底，形成阳极泥 D电解铜的纯度可达99959998 5下列说法不正确的是（）A硫酸厂生产过程中的污水，含有硫酸等杂质，可用石灰乳中和处理B充分利用硫酸

3、厂生产过程中产生的 “废热”，可使硫酸厂向外界输出大量的能量C硫酸厂靠近原料产地比靠近硫酸消费中心更为有利D硫酸厂不应建在人口稠密的居民区和环保要求高的地区6以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为，则阴极上析出 Cu的质量为（）A0.64gB1.28C2.56gD7某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是（）A电解过程中，铜电极上有H2产生B电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4CuSO4H2C电解一定时间后，右墨电极上有铜析出D整个电解过程中，H的浓度不断增大8右图是电解CuCl2溶液的装置，其中a、b为石墨电极，则下列判断中，正确的是（）Aa是阴极B电解过程

4、中溶液的浓度不变C电解过程中b极质量减少D阳极与阴极上的产物的物质的量之比为1：1 9下图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。 下列说法不正确的是 （ ）A从E口逸出的气体是H2B从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性C标准状况下每生成22.4L Cl2，便产生2mol NaOHD粗盐水中含Ca2、Mg2、Fe3、SO42等离子，精制时先加Na2CO3溶液10如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。20080801AabcdCuSO4溶液甲饱和NaCl溶液乙下列说法正确的是 （）A乙烧杯中d的电极反应为 2Cl2e Cl2 Ba、c两极产生气体的物质的量相等C甲、乙两烧

5、杯中溶液的pH均保持不变 电解D乙烧杯中发生的反应为 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2+ Cl211用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水（含Cl、Br、Na、Mg2）的装置如图所示 （a、b为石墨电极）。下列说法中，正确的是 （）A电池工作时，正极反应式为：O2 +2 H2O + 4e=4 OH B电解时，a 电极周围首先放电的是Br而不是Cl，说明当其它条件相同时前者的还原性强于后者C电解时，电子流动路径是：负极外电路阴极溶液阳极正极D忽略能量损耗，当电池中消耗0.02g H2 时，b 极周围会产生0.02g H212下列叙述正确的是（）A在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧

6、化反应B用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2C用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOHD镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀13电解100mL含c（H+）=0.30mol/L的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是A+B2+ C2+D2+ 14用两支惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解，当电解液的pH值从变为时（设阴极没有H2放出，且电解液体积不变），电极上应析出银的质量是（）A27 mgB54 mgC108 mg D216 mg15右图是直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装

7、置。通电后在石墨电极 a 和 b 附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（） A逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 Ca 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色 Da 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色第卷（55分）20080801二、非选择题（55分）16（9分）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。 （）粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子，实验室提纯NaCl 的流程如下：提供的试剂：饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba（NO3）2溶液 75%乙醇 四

8、氯化碳欲除去溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为 （只填化学式）。洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为 。 （2）用提纯的NaCl配制500mL4.00 mol·L-1NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还 有 （填仪器名称）。 （3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2 为2L，则同样条件下收集的Cl2 （填“”、 “”或“”2L，原因是 。装置改进后，可用于制备NaOH溶液，若测定溶 液中NaOH的浓度，常用的方法为 。 （4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：ZnH2SO4=ZnSO4H2；M

9、nO24HCl （浓）MnCl2Cl22H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 （填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 （填代号）。可选用制备气体的装置：17（10分）已知B是常见金属单质，E为常见非金属单质，H常温下为无色液体，C的浓溶液在加热时才与D反应。根据下列框图所示，试回答： （1）写出化学式：A _ ；E_；L_。 （2）反应的离子方程式：_ 。 （3）反应，工业上采取的反应条件：_ 。 （4）反应，工业上采取的操作不是K直接与H反应，原因是： 。 （5）每生成lmolK，反应放出98.3kJ热，该反应的热化学方程式为：_。18（8分）二氧化锰是制造锌锰干电

10、池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2，还含Si（16.27%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：沉淀物Al（OH）3Fe（OH）3Fe（OH）2Mn（OH）2Cu（OH）2Zn（OH）2CuSZnSMnSFeSpH77 （1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为_。 （2）滤渣A的主要成分为_。 （3）加入MnS的目的是除去_杂质。 （4）碱性锌

11、锰干电池中，MnO2参与的电极反应方程式为_。 （5）从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有_ （写出两种）。19（8分）工业上生产硫酸时，利用催化氧化反应将SO2 转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表（原料气各成分的体积分数为：SO2 7% O2 11% N2 82%）； （1）已各SO2的氧化是放热反应，如何利用表中数据推断此结论？ ；（2）在大400500时，SO2的催化氧化采用常压而不是高压，主要原因是： ；（3）选择适宜的催化剂，是否可以提高SO2的转化率？ （填“是”或“否”），是否可以增大该反应所放出的热量 （填“是”或“否”）；（4）为提高SO3

12、吸收率，实际生产中用 吸收SO3；（5）已知：2SO2（g）O2（g） 2SO3（g）；·mol1，计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。20（10分）某工厂以精辉铜矿（主要成分为Cu2S）为原料冶炼金属铜，在炼铜炉内发生如下反应（在高温条件下进行）：2Cu2S+3O2 = 2Cu20+2S02； 2Cu20+Cu2S = 6Cu+SO2 （1）若生产38.4t金属铜，需要含杂质20的精辉铜矿多少吨（设杂质不参加反应）? （2）若（1）中产生的二氧化硫用于制硫酸，可生产98的硫酸多少吨（二氧化硫转化成三氧化硫的转化率为92，三氧化硫的吸收率

13、为98）?21（10分）硫铁矿在高温下被空气氧化产生二氧化硫：4FeS211O2=8SO22Fe2O3。设空气中N2、O2的含量分别为和0.200（体积分数，以下气体含量均用体积分数表示），试完成下列各题： （1）1.00 mol FeS2完全氧化，需要空气的体积（标准状况）为_L。 （2）55 L空气和足量FeS2完全反应后，气体体积（同温同压）变为_L。 （3）用空气氧化FeS2产生的气体混合物中，O2的含量为，计算SO2的含量。 （4）设FeS2的氧化产生的气体混合物为100 L，其中O2为aL，SO2为b L，写出a与b的关系式。参考答案1B A项中在阴极得到氢气；C项中在阴极附近的溶

14、液中滴入酚酞试液，溶液呈红色；D20080801 项中因为反应生成了NaOH，所以溶液呈碱性。2A 电解池的阳极失电子发生氧化反应、阴极得电子发生还原反应。电解熔融的Al2O3， 制Al时，若用Fe作阳极，会发生Fe2e=Fe2，Fe2移动到阴极上发生Fe22e=Fe， 使得到的Al不纯。其他三选项符合生产实际。3D 接触法生产硫酸，废气中含有的有害气体主要是二氧化硫，可用氨水吸收。污水显 酸性，可用石灰水中和。黄铁矿的矿渣的主要成分是Fe2O3和SiO2，可以用来制造水泥或 炼铁。该生产过程放热，特别是沸腾炉中放出的余热很大，可以用于供热或发电。4C 电解精炼铜，应用粗铜板体作阳极发生反应：

15、Cu2e Cu2+，同时粗铜中所含Na， Fe、Zn等杂质也失电子，以离子形式溶解于电解液中。 5C 由于操作条件的限制，硫酸厂的污水中肯定有少量硫酸，所以必须用呈碱性的石灰 乳进行中和；生产硫酸的工艺中由于放热反应会释放出大量的热能，所以可以对冷水进 行加热等对外输出能量的综合利用；由于硫酸不宜较多的贮存，它的运输成本要比开采 成本高出许多，所以硫酸厂址的选择主要是考虑到硫酸的消费问题，即应靠近硫酸消费 中心，但于环保问题，硫酸厂的厂址也不适宜建在人群稠密的居民区和环保要求比较高 的地区。6B 2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2 ×。7BC A中石墨电极上有H2产生；D中H

16、的浓度不断减小。8D 直流电源电流流出的极为正极，与电源正极相连接的极为电解池的阳极，与电源负 极相连接的极为电解池的阴极，故a为阳极，b为阴极。因是用石墨为电极电解CuCl2溶 液，根据离子的放电规律可知，其实质是电解CuCl2自身，CuCl2溶液的浓度变小，Cu2 在b极获得电子而析出：Cu2 + 2eCu，故b极质量应增加。Cl在a极失去电子产 生Cl2：2Cl2eCl2，故阳极与阴极的产物的物质的量之比为1：1。9D 根据图中Na的移动方向，可以确定右侧为阴极室，所以E口逸出气体为H2；B 口加入适量NaOH增强导电性；根据得失电子守恒可知每生成22.4L Cl2便产生2 mol Na

17、OH；D中粗盐精制，Na2CO3一定要后加。10D 由图可以看出a、c均为阳极，分别生成O2、Cl2，所以生成的物质的量不相等；b、d均为阴极，所以d极发生的电极反应式为2H2e=H2；甲、乙两烧杯电解时的pH分别减小、增大。11BD A中因电解质溶液为H3PO4，所以正极反应为O2+4H+4e-=2H2O，C中电解池中电子运动方向错。12C 在原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应，所以A错；电解Na2SO4实质是电解水，在阴极产生H2，在阳极产生O2，二者体积比为2：1，所以B错；根据电解NaCl的方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2可知，每转移1mol电子，生成1mol

18、NaOH，故C对；镀层破损后，镀锌铁板更耐腐蚀，因为锌做负极，铁做正极被保护，所以D说法错误。13C 电解时阴极上溶液中离子的反应顺序为Ag+ Cu2+ H+ Pb2+ Zn2+ ，A项中Ag+ 先反应，H+后反应，可得到Ag： ；H2 ： 。B项中H+先反应，Zn2+后反应，可得H2： ；Zn： 。C项中Cu2+先反应，H+后反应，可得到Cu：0.02mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g 。D项中H+先反应，Pb 2+后反应，可得到H2：0.03g ；Pb：g 。因此理论上析出金属质量最大的是C。14B Age=Ag，4OH4e=2H2OO2n（OH）的变化值

19、与n（H）的变化值相等，即Ag H103×0.5 mol 103×0.5 molm（Ag）=103×0.5 mol×108 g·mol1=0.054 g。15D 根据右图可以写出电极反应式，阳极（b极）：4OH4e=O2+2H2O，阴极（a极）：4H+4e=2H2，在两极滴入石蕊溶液，b极溶液显酸性而呈红色，a极溶液显碱性而呈蓝色；逸出气体体积a电极大于b电极；且H2和O2均为无色无味气体。16BaCl2、NaOH、Na2CO3；75%乙醇；天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管； ； 电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应 ；出酸碱中和

20、滴定；e ； d解析：（1）用NaOH溶液与Mg2、Fe3反应生成Mg（OH）2、Fe（OH）3而除去Mg2、Fe3；用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去SO42-，最后用饱和Na2CO3溶液除去Ca2及后加入的Ba2+，NaOH溶液和BaCl2溶液的加入顺序可以颠倒，但Na2CO3溶液一定最后加入。用75乙醇洗涤NaCl晶体表面附带的少量KCl，是因为KCl能溶于75乙醇之中，而四氯化碳属于有机溶剂，KCl难溶于四氯化碳之中，故选用试剂为75乙醇。 （2）根据一定物质的量浓度溶液配制实验的步骤，不难得出答案。除了题中所提供的仪器外，还需要托盘天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头

21、滴管。 （3）由电解方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2及电路中的电量守恒可知，V（H2）=V（Cl2）=2L,但是由于生成的氯气易与电解生成的NaOH发生反应，故V（Cl2）<2L。 （4）选择制备并收集H2的装置，要从实验室制备氢气的原理及氢气的物理性质入手。实验室制取氢气，因制取氢气不需要加热，采用制取氢气的简易装置，即e、f的左边装置；收集氢气，因氢气的密度小于空气而难溶于水，故采用排水法收集，即e右边装置；制备并收集干燥、纯净Cl2的装置，要考虑到实验室制取氯气须加热，且装置中须增加干燥装置，除杂装置，收集装置及尾气的吸收装置，故答案选d。17（1）CuSO4

22、 ；O2 ； Cu（OH）2 （2）2Cu2+2H2O 2Cu +O2+4H+ （3）常压、催化剂、400-5000C （答常压、催化剂、加热也可以） （4）容易形成酸雾不利于K的吸收 （5）SO2 （g）+1/2O2（g） SO3（g）；解析：根据 “C的浓溶液在加热时才与D反应”可知A溶液一定不是氯化钠溶液，L蓝色沉淀为氢氧化铜，H常温下为无色液体，容易得出H可能是水，A可能为铜盐，A溶液电解得到三种物质说明A为含氧酸盐，在根据“C的浓溶液在加热时才与D反应”，可知A为硫酸铜、不是硝酸铜，问题（3）又得到验证，所以A：CuSO4 ，C:H2SO4 ，D :Cu ，E:O2 ，I:SO2 ，

23、K:SO3 ，H:H2O ,由M焰色反应为黄色，可知含有钠元素，所以B ：Na ，F :Na2O2 ，L:Cu（OH）2 M:NaOH。（3）问中SO转化为SO工业上采取的反应条件：由于400500是催化剂的活性温度，选择此温度可提高反应速率，缩短到达平衡所需的时间，所以加热到400500；压强应采用常压，因为常压下SO体积分数已达91%，若再加压对设备及动力系统要求高，成本高，不适宜。评注：在解答无机推断题时，关键是要会找准突破口。学会根据一些物质的特性（如反应条件、物质颜色、溶解性、独特的化学性质等）进行大胆的假设、预测，联想到一些常见的、熟悉的物质代入进行检验。如M焰色反应为黄色，可知含有钠元素；L为蓝色沉淀可能为氢氧化铜等。18（1）MnO22FeSO42H2SO4=MnSO4Fe2（SO4）32H2O （2）Fe（OH）3、Al（OH）3 （3）Cu2、Zn2 （4）MnO2H2Oe=MnOOHOH（或2MnO2H2O2e=Mn2O32OH） （5）锌、二氧化锰解析：软锰矿加入H2SO4与过量FeSO4发生下列反应：MnO22FeSO42H2