最新高中化学人教版选修4单元测试B：第四章难溶电解质的溶解平衡-Word版含解析

2023-2023学年第四章测评B(高考体验卷)(时间：45分钟总分值：100分)一、选择题(每题5分，共60分)1．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝外表的氧化膜增厚。反响原理如下：电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)＋2H2O(l)电解池：2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑电解过程中，以下判断正确的是()电池电解池AH＋移向Pb电极H＋移向Pb电极B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正极：PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O阳极：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋D2．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的根本结构如下图，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反响为：PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。以下有关说法正确的是()A．正极反响式：Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2B．放电过程中，Li＋向负极移动C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPbD．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转3．电解装置如下图，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。：3I2＋6OH－=IO＋5I－＋3H2O以下说法不正确的是()A．右侧发生的电极反响式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．电解结束时，右侧溶液中含有IOC．电解槽内发生反响的总化学方程式：KI＋3H2OKIO3＋3H2↑D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总反响不变4．“ZEBRA〞蓄电池的结构如下图，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。以下关于该电池的表达错误的是()A．电池反响中有NaCl生成B．电池的总反响是金属钠复原三价铝离子C．正极反响为：NiCl2＋2e－=Ni＋2Cl－D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动5．以下金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A．水中的钢闸门连接电源的负极B．金属护栏外表涂漆C．汽车底盘喷涂高分子膜D．地下钢管连接镁块6．用石墨电极电解CuCl2溶液(见以下图)。以下分析正确的是()A．a端是直流电源的负极B．通电使CuCl2发生电离C．阳极上发生的反响：Cu2＋＋2e－=CuD．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体7．糕点包装中常用的脱氧剂组成为复原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。以下分析正确的是()A．脱氧过程是吸热反响，可降低温度，延长糕点保质期B．脱氧过程中铁作原电池正极，电极反响为：Fe－3e－=Fe3＋C．脱氧过程中碳作原电池负极，电极反响为：2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)8．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。以下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，以下说法不正确的是()A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程B．催化剂a外表发生氧化反响，有O2产生C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D．催化剂b外表的反响是CO2＋2H＋＋2e－=HCOOH9．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A指针偏转。以下有关描述正确的是()A．断开K2，闭合K1时，总反响的离子方程式为：2H＋＋2Cl－Cl2↑＋H2↑B．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，铜电极上的电极反响为：Cl2＋2e－=2Cl－D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极10．以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：以下说法不正确的是()A．在阴极室，发生的电极反响为：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O向右移动C．该制备过程总反响的化学方程式为：4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑D．测定阳极液中K和Cr的含量，假设K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为d，那么此时铬酸钾的转化率为1－11．将以下图所示实验装置的K闭合，以下判断正确的是()A．Cu电极上发生复原反响B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C．片刻后甲池中c(SO)增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色12．以下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，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的氧化作用引起的二、非选择题(此题包括3个小题，共40分)13．(14分)金属冶炼与处理常涉及氧化复原反响。(1)由以下物质冶炼相应金属时采用电解法的是________。a．Fe2O3b．NaClc．Cu2Sd．Al2O3(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反响：2Cu2S＋2H2SO4＋5O2=4CuSO4＋2H2O，该反响的复原剂是________，当1molO2发生反响时，复原剂所失电子的物质的量为________mol。向CuSO4溶液中参加镁条时有气体生成，该气体是________。(3)以下图为电解精炼银的示意图，________(填“a〞或“b〞)极为含有杂质的粗银，假设b极有少量红棕色气体产生，那么生成该气体的电极反响式为_________________________________。(4)为处理银器外表的黑斑(Ag2S)，将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用是________。14．(12分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如下图。答复以下问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反响分别为______________、______________。(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是______，电解氯化钠溶液的总反响方程式为__________。(3)假设每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，且反响完全，那么理论上通过电解池的电量为______(法拉第常数F＝9.65×104C·mol－1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为______L(标准状况)。15．(14分)(1)(2023·山东理综)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，以下说法正确的是______。a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反响c．溶液中Cu2＋向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(2)利用反响2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，假设将该反响设计为原电池，其正极电极反响式为________________。(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反响可制取K2FeO4，其反响的离子方程式为________________________。与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反响式为______，该电池总反响的离子方程式为__________。(4)熔融状态下，钠的单质和FeG2能组成可充电电池(装置示意图如下)，反响原理为：2Z＋FeG2Fe＋2ZG放电时，电池的正极反响式为____________；充电时，______(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为______。参考答案1.解析：电池中H＋移向正极即PbO2电极，电解池中H＋移向阴极即Pb电极，A错误；每消耗3molPb转移6mole－，生成1molAl2O3，B错误；电池正极反响式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－=PbSO4＋2H2O，电解池中阳极反响为2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋，C错误；D中电池中负极上Pb生成PbSO4使其质量增大，电解池中阴极上H＋生成H2，Pb电极质量无变化，D正确。答案：D2.解析：负极反响为Ca失电子，A错；放电过程中，阳离子移向正极，B错；由电池总反响方程式可知，每转移2mole－，生成1molPb，即每转移0.1mol电子，理论上生成10.35gPb，故C错；D项，由题干信息可知，常温下，该电池反响不能发生，故D正确。答案：D3.解析：左侧溶液变蓝，说明I－放电生成I2，所以左侧Pt电极为阳极，右侧Pt电极为阴极。A项，右侧为阴极区，水电离出的H＋放电。B项，右侧产生的OH－可通过阴离子交换膜移向阳极与I2反响产生IO，IO也可通过阴离子交换膜进入右侧。C项，阳极反响：2I－－2e－=I2,3I2＋6OH－=IO＋5I－＋3H2O阴极反响：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，两式相加可得总反响。D项，假设用阳离子交换膜，OH－无法移向阳极，即无法与阳极处生成的I2反响，故总反响为2KI＋2H2OI2＋H2↑＋2KOH，故总化学反响不同。答案：D4.解析：负极Na－e－=Na＋，由“多孔Ni/NiCl2〞可知正极NiCl2得电子电极反响式NiCl2＋2e－=Ni＋2Cl－，B选项错误。答案：B5.解析：形成电解池，被保护的金属作阴极，与电源的负极相连，A选项正确。答案：A6.解析：阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，可知a为负极、b为正极，A选项正确；阳极发生失电子的反响生成Cl2、阴极发生得电子的反响生成Cu，C、D选项错误；电解质的电离与是否通电无关，B选项错误。答案：A7.解析：钢铁腐蚀中铁作负极、碳作正极，B、C错误；n(Fe)＝0.02mol，负极电极反响式Fe－2e－=Fe2＋，生成Fe2＋与正极生成的OH－结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，所以0.02molFe最终失去0.06mol电子，消耗n(O2)＝＝0.015mol，D选项正确。答案：D8.解析：首先标化合价，看价变化，O2→HOOH，CO2中C的化合价降低，得电子，由图示装置中电子转移的方向可知催化剂a外表发生失电子的反响，催化剂b外表发生得电子的反响，所以在催化剂b外表发生的电极反响为CO2＋2H＋＋2e－=HCOOH；在a外表H2O失电子生成O2，电极反响为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，由电极反响式可知a极附近酸性增强，b极附近酸性减弱，C错误。答案：C9.解析：由题意知，断开K2，闭合K1时，两极均有气泡产生，那么说明铜电极没有参与反响，那么铜电极一定作阴极，石墨电极作阳极，所以总反响的离子方程式应为2Cl－＋2H2O=Cl2↑＋H2↑＋2OH－，铜电极附近溶液变红，故A、B项均错误；断开K1，闭合K2时，氯气在石墨电极上得到电子生成Cl－，氢气在铜电极上失去电子生成氢离子，所以此时石墨电极作正极，铜电极作负极，故C错误，D项正确。答案：D10.解析：因放电顺序H＋＞K＋，故阴极电极反响式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；由于阳极的电极材料是惰性电极，故该电解池的阳极电极反响式为：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，由于反响生成了H＋，增大了H＋的浓度，故平衡2＋2H＋＋H2O正向移动，溶液颜色由黄色变为橙色，故A、B项正确；将上述反响式合并可知C项正确；由总反响方程式4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑和电解装置可知，电解过程中阳极室的K＋通过阳离子交换膜进入阴极室，从而生成KOH。现设K2CrO4的起始物质的量为1mol，转化的K2CrO4的物质的量为x，根据电解方程式可知生成的KOH的物质的量为x，阳极室剩余K＋物质的量为2mol－x，阳极室中Cr的物质的量为1mol，由题意得：＝d，解得x＝(2－d)mol，故铬酸钾的转化率为2－d，D项不正确。答案：D11.解析：将装置中K闭合，该装置构成原电池，其中Zn电极上发生氧化反响，为负极，Cu电极上发生复原反响，为正极，故A正确；电子沿Zn→a，在a上溶液中的H＋得到电子，在b上溶液中的OH－失去电子，电子不能直接由a→b，故B错误；该装置工作过程中，甲乙两烧杯中的SO的浓度都不改变，只是盐桥中的Cl－和K＋分别向甲、乙两烧杯中移动，故C错误；b接电源正极为阳极，在此极溶液中的OH－失去电子，c(OH－)减小，c(H＋)增大，b处滤纸不能变红色，故D错误。答案：A12.解析：图a中，烧杯底端的海水中含氧量比拟少，故铁棒发生吸氧腐蚀的速率应该减小，A项错误；图b中，当开关置于N时，左边的锌与合金形成了原电池，并且合金作正极，合金的腐蚀速率减小，B项正确；图c中，接通开关后，形成原电池，生成氢气的速率增大，但是氢气是在Pt电极上放出的，C项错误；图d中，在放电时应该是MnO2发生复原反响，D项错误。答案：B13.解析：(1)冶炼活泼金属(金属活动顺序中Al之前)时，一般采用电解法，所以答案为bd。(2)在反响2Cu2S＋2H2SO4＋5O2=4CuSO4＋2H2O中，Cu2S中铜元素化合价由＋1价升高到CuSO4中＋2价，硫元素化合价由－2价升高到CuSO4中＋6价，Cu和S均被氧化，故Cu2S作复原剂。在该反响中氧元素化合价由O2中0价降低到－2价，1molO2得4mole－，即1molO2参加反响时，复原剂失电子物质的量为4mol。CuSO4溶液中因Cu2＋水解显酸性，故参加镁条时，可产生H2。(3)电解精炼银时，粗银连接在电源正极上，作阳极，电极本身放电溶解，精银连接到电源负极上，作阴极。由图可知，b极为电解池阴极，发生反响为Ag＋＋e－=Ag，假设该电极产生红棕色气体即NO2，那么应发生如下电极反响：NO＋2H＋＋e－=NO2↑＋H2O。(4)将银器浸于铝质容器的食盐水中并相互接触，那么构成原电池，Al作负极，银器作正极，Ag2S得电子复原为单质银，食盐水主要是起到电解质溶液导电的作用。答案：(1)bd(2)Cu2S4H2(3)aNO＋2H＋＋e－=NO2↑＋H2O(4)作电解质溶液(或导电)14.解析：(1)总反响式为：CH4＋2O2＋2OH－=CO＋3H2O，正极反响式为2O2＋4H2O＋8e－=8OH－，那么负极反响式由总反响式减正极反响式得到；(2)由三个池可看出，一、二两池为串联的电源，其中甲烷与氧气反响是复原剂，所在电极为负极，因而与之相连的b电极为阴极，产生的气体为氢气；(3)1mol甲烷氧化失去电子8mol，电量为8×96500C，题中虽有两个燃料电池，但电子的传递只能用一个池的甲烷量计算，1L为mol，可求电量；甲烷失电子是Cl－失电子数的8倍，那么得到氯气为4L(CH