高三化学一轮复习 化学反应与电能

高三化学一轮复习--化学反应与电能一、单选题1．A、B、C、都是金属，A中混有C时，在潮湿的空气中A先腐蚀，A与B组成原电池时，A为电池的正极。A、B、C三种金属的活动性顺序为A．A>B>C B．A>C>B C．B>A>C D．B>C>A2．下列说法不正确的是A．酸雨的pH小于5.6B．使用二氧化硫和某些含硫化合物进行增白的食品会对人体健康产生损害C．锌、铜、稀硫酸构成的原电池，能将化学能转变为电能D．常用澄清石灰水检验SO2气体3．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确的是A．电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中均保持不变B．天然弱碱性水呈碱性的原因是其中含有较多的、离子C．明矾水解形成的胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化D．中毒患者可尽快用苏打溶液洗胃，随即导泻使转化为排出4．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯。下列叙述中正确的是A．电解时以精铜作阳极B．电解时阳极上发生的反应为Cu-2e-=Cu2+C．粗铜连接电源的负极，其电极反应为Cu2++2e-=CuD．电解后，电解槽底部会形成含有少量Fe、Zn、Ag、Pt等金属的阳极泥5．下图是我国学者研发的高效过氧化氢−尿素电池的原理装置，该装置工作时，下列说法错误的是A．极上的电势比极上低B．向正极迁移的主要是，产物M主要为C．极上发生反应：D．负极电极反应方程式为CO6．利用三室电解池(装置结构如图所示，电极均为惰性电极)可以实现用硫酸钠溶液制取硫酸和氢氧化钠。下列叙述正确的是（）A．a气体为氢气，b气体为氧气B．A为氢氧化钠溶液，B为硫酸溶液C．通电后中间隔室的Na+向阳极迁移，阴极区溶液的pH增大D．该电解反应的总化学方程式为：7．下列有关电解原理的应用的说法正确的是A．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝B．电解法精炼铜时，以粗铜作阴极，纯铜作阳极C．用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极反应式为D．在铁制品上镀银时，铁制品与电源正极相连8．下列说法不正确的是（）A．燃煤发电和潮汐发电均是将化学能转化为电能B．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法C．铁表面镀锌时，铁作阴极D．使用植物秸秆转化而来的乙醇为燃料，不会额外增加大气中CO2的含量9．模拟粗铜精炼的装置如图，下列说法错误的是（）A．b电极为精铜B．可用溶液作电解液C．当电路中有2mol电子转移时，同时a电极上溶解64gD．精炼一段时间后，电解质溶液需要适当补充10．下列有关电极方程式或离子方程式正确的是A．将少量CO2通入次氯酸钠溶液：B．铅酸蓄电池充电时的阳极反应：C．向硫酸铜中通入H2S气体：D．CaHCO32溶液与少量NaOH溶液反应：11．取琼脂、饱和食盐水的混合溶液倒入培养皿中，滴入几滴酚酞和溶液，混合均匀，放入裹有锌片的铁钉(如下图所示)，一段时间后，下列说法不正确的是（）A．锌片附近琼脂颜色变红B．铁钉上的电极反应式：C．离子在半凝固态的琼脂内可定向移动D．将锌片改为铜片，琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块12．我国自主设计建造的浮式生产储御油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用，其钢铁外壳镶嵌了锌块，以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是（）A．钢铁外壳为负极 B．镶嵌的锌块可永久使用C．该法为外加电流法 D．锌发生反应：13．周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热，是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成(在水中完全电离为和)；1885年德国化学家将硫化锗与共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗；下列化学反应表示正确的是A．与HF溶液反应：B．高温下还原：C．铅蓄电池放电时的正极反应：D．甲烷的燃烧：14．用铜片、银片、溶液、溶液构成一个原电池。下列有关该原电池的叙述不正确的是A．实验过程中盐桥选用KCl饱和溶液B．盐桥中移向溶液C．铜电极的质量减少D．该实验发生了化学能转化为电能的过程15．根据下列实验操作和现象所得结论正确的是（）选项实验操作和现象结论A在一块已除锈的铁片上滴1滴含有酚酞的食盐水，静置2~3min，溶液边缘出现红色铁片上发生了吸氧腐蚀B向pH=3的醋酸溶液中，加入少量醋酸铵固体，溶液pH增大醋酸铵溶液呈碱性C用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近试剂瓶瓶口，试剂瓶瓶口有白烟生成该试剂瓶中盛装的是浓盐酸D将大理石与稀盐酸反应得到的气体直接通入足量澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊Cl的非金属性比C的强A．A B．B C．C D．D16．肼(N2H4)­空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。下列说法中，不正确的是（）A．该电池放电时，通入肼的一极为负极B．电池每释放1molN2转移的电子数为4NAC．通入空气的一极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e-=4OH-D．电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性增强17．某原电池的总反应为，该原电池的正确构成是A． B．C． D．18．支撑海港码头基础的钢管桩，常用电化学原理进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是（）A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．此方法在化学上称之为牺牲阳极法D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整19．锂锰电池具有高倍率放电性能且电压稳定，是常用的贮存性能优良的一次电池。其工作原理如图所示，Li＋通过电解质迁移进入MnO2晶格中，生成LiMnO2，以下说法错误的是（）A．a极为电池的负极B．可以用水代替有机溶剂C．外电路中电子由a极流向b极D．b极的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋=LiMnO220．我国科学家设计了一种新型的溴基液流可充电电池用于大规模储能，其放电时的工作原理如图所示。下列有关说法错误的是A．放电时，M为正极B．放电时，N极发生的电极反应为Br-+2Cl--2e-=C．充电时，每生成1molTiO2+，有2molH+穿过质子交换膜进入N极室D．充电时，总反应为2Ti3+++2H2O=2TiO2++Br-+2Cl-+4H+二、综合题21．某温度下制甲醇的总反应为，该反应为放热反应。在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的和2.4mol的，测得和的物质的量随时间变化如图。回答下列问题：（1）制甲醇的总反应中反应物的总能量(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总能量。（2）下列措施能加快反应速率的是_______(填序号，下同)。A．恒容下往容器中充入He B．恒容下往容器充入C．及时分离出 D．减小容器体积（3）反应开始2min内用表示的化学反应速率为。的平衡转化率为。（4）恒温恒容条件下，不能说明反应已达平衡状态的是。A．体积分数保持不变B．容器中气体压强保持不变C．容器中浓度与浓度之比为1∶1D．容器中气体的密度保持不变E．的生成速率是生成速率的3倍（5）甲醇是优质的清洁燃料。一种甲醇—空气燃料电池的工作原理如下图所示。甲醇从(填“b”或“c”)口注入。该电池负极的反应式为。22．化学反应的过程不仅包括物质变化，还包括能量变化。研究化学能与其他形式能量之间的转化具有重要意义。（1）I．化学能转化为热能

氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰，并释放大量的热。若破坏1molH2中的化学键吸收的能量为Q1kJ，破坏1molCl2中的化学键吸收的能量为O2kJ，形成1molHCl中的化学键释放的能量为Q3kJ。则由H2和Cl2反应生成1molHCl时，释放的能量为kJ(用含Q1、Q2、Q3的代数式表示)。（2）Ⅱ．化学能转化为电能原电池是将化学能转化为电能的装置，其构成要素可用图1来表示：氢氧燃料电池(如图2)中，正极材料和负极材料均可选用；正极的电极反应式为；电池工作时，溶液中的OH—移向极(填“正”或“负”)。（3）如果将反应设计成原电池，则负极材料为(填化学式，下同)正极反应产物为；离子导体为。（4）如果以Mg、Al为电极材料，NaOH溶液为离子导体，设计成原电池，则Al电极上的电极反应式为。23．重铬酸钾在实验室和生产、生活中都有很广泛的应用。（1）酒后驾车是引发交通事故的重要原因，危害极大。交警对驾驶员进行呼气酒精检测时利用了重铬酸钾的强氧化性。其原理如下：请配平上述反应的化学方程式。（2）某化学兴趣小组设计了如图所示装置，用电解法把转化为。A为极(填“正”或“负”)。电解过程中，的移动方向为：左右(填“→”或“←”)，在阳极区产生的原理为(用电极反应式和离子方程式表示)，当电路中通过2mol电子时，产生mol。24．电化学原理在生产、科技中的应用广泛。（1）腐蚀铜板后的废腐蚀液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2等物质，用电解法可回收铜且得到FeCl3溶液，其工作原理如图1所示。①该电解槽阴极的反应式是Fe3++e=Fe2+、。②阴离子交换膜中通过的离子主要是，FeCl3溶液从出口(填“A”或“B”)导出。（2）氢氧燃料电池与电解水装置配合使用，可实现充放电循环，应用于长寿命航天器中。①CO2的富集与转化是O2再生的核心问题。“电化学富集法”是一种适合飞行器较长时间飞行的方法，装置如图2所示。b极为(填“正”或“负”)极，a电极上发生的电极反应为。②负载中电解水可实现O2的再生，阴极为(填“c”或“d”)，若得到32gO2，则b极除去CO2的体积为L(标准状况下)。③下列措施可提高O2生成速率的是(填字母)。A．用金属铜作阳极B．向水中加入少量的NaClC．适当提高电解液的温度25．电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：（1）图中A极连接电源的正极，A极名称为极（2）可利用从图中(填a．b．c．d．e或f)位置产生的氯气与氢氧化钠溶液反应制取84消毒液NaClO（3）B电极的电极反应式是

答案解析部分1．【答案】C2．【答案】D3．【答案】C4．【答案】B5．【答案】C6．【答案】D【解析】【解答】A．经过分析，a为氧气，b为氢气，故A不符合题意；B．A为硫酸溶液、B为NaOH溶液，故B不符合题意；C．电解池中，阳离子向阴极移动，故Na+向阴极移动，阴极区域有氢氧根离子生成，pH增大，故C不符合题意；D．将阴阳极电极反应式消去电子相加得总反应为，故D符合题意；故答案为：D。【分析】A．依据离子的放电顺序确定产物；B．依据电极反应确定产物的位置；C．电解池中，阳离子向阴极移动；D．阴阳极电极反应式相加得总反应。7．【答案】C8．【答案】A【解析】【解答】A．燃煤发电是将化学能转化为电能，潮汐发电是潮汐能转化为电能，故A符合题意；B．镁的活泼性大于铁，电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法，故B不符合题意；C．电镀时，镀件做阴极、镀层金属做阳极，铁表面镀锌时，铁作阴极，故C不符合题意；D．秸秆是一种可再生能源，根据碳元素守恒，使用植物秸秆转化而来的乙醇为燃料，不会额外增加大气中CO2的含量，故D不符合题意；故答案为：A。

【分析】潮汐发电是将潮汐能转化为电能。9．【答案】C【解析】【解答】A．b电极连接电源的负极作阴极，b电极为精铜，A不符合题意；B．可用溶液作电解液，铜离子在精铜上得电子变成铜单质，B不符合题意；C．a电极的反应除了铜失电子变成铜离子进入溶液外还有其他比铜活泼的金属单质失电子生成对应的金属阳离子，故当电路中有2mol电子转移时，a电极上溶解的质量不足64g，C符合题意；D．由C分析可知精炼一段时间后，阳极进入溶液的铜离子比在阴极上析出的铜要少一些，电解质溶液需要适当补充，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】粗铜精炼的时，粗铜作阳极，精铜作阴极，溶液中铜离子得电子生成铜单质吸附在精铜上。10．【答案】C11．【答案】A【解析】【解答】A、锌片为负极，发生反应为Zn-2e-=Zn2+，锌片附近琼脂不会变红，故A错误；

B、由分析可知，铁钉为正极，电极反应式为，故B正确；

C、该装置形成原电池，所以离子在半凝固态的琼脂内可定向移动，故C正确；D、将锌片改为铜片，仍能形成原电池，此时铁作负极，发生氧化反应，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Fe2+与反应产生蓝色沉淀，铜作正极，其电极反应式为，生成氢氧根，所以铜电极附近变红，由于铜裹在铁的中段，所以琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块，故D正确；故答案为：A。【分析】该装置形成原电池，锌作负极、铁作正极，负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。12．【答案】D【解析】【解答】A、由于金属活动性Zn＞Fe，因此Fe做正极，所以钢铁外壳做正极，A不符合题意。

B、随着反应的进行，镶嵌的锌块质量会逐渐减小，因此无法永久使用，B不符合题意。

C、该方法为牺牲阳极法，C不符合题意。

D、该过程中Zn发生失电子的氧化梵音，其电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，D符合题意。

故答案为：D

【分析】在钢铁外壳镶嵌了锌块，由于金属活动性Zn＞Fe，因此Zn做负极，发生失电子的氧化反应；钢铁做正极，发生得电子的还原反应。因此钢铁被保护起来。据此结合选项进行分析。13．【答案】A14．【答案】A15．【答案】A【解析】【解答】A．溶液边缘出现红色，说明氧气得到电子与水反应生成了氢氧根离子，证明铁片发生了吸氧腐蚀，A符合题意；B．即使醋酸铵溶液不显碱性，向醋酸溶液中加入醋酸铵固体，醋酸根离子浓度增大，会抑制醋酸电离，溶液的pH也会增大，B不符合题意；C．浓硝酸也具有挥发性，所以试剂瓶中盛装的也可能是浓硝酸，C不符合题意；D．稀盐酸并不是Cl元素的最高价氧化物的水化物，所以不能通过比较HCl和碳酸的酸性强弱来比较Cl和C的非金属性强弱，D不符合题意；故答案为：A。

【分析】A.铁片是合金，氯化钠是电解质溶液发生吸氧腐蚀，因此会有氢氧根产生

B.主要是抑制醋酸的电离导致氢离子浓度降低

C.能与浓氨水作用产生白盐的不一定是浓盐酸还有可能是浓硝酸

D.比较非金属元素的非金属性主要看的最高价氧化物的酸性强弱16．【答案】D【解析】【解答】A.放电时，肼在负极失去电子，故A不符合题意；

B.根据N2H4-N2-4e，产生1mol氮气转移的电子数为4NA，故B不符合题意；

C.通入空气一端反应为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，故C不符合题意；

D.电池工作时间，生成物为有水，碱性减弱，故D符合题意；

故答案为：D

【分析】根据题意燃料电池总反应为：N2H4+O2=N2+2H2O，结合选项判断即可。17．【答案】A【解析】【解答】A．Zn比Cu活泼，Zn作负极，Cu作正极，Cu2+被还原，A符合题意；

B．没有自发的氧化还原反应，B不符合题意；

C．Fe比Cu活泼，Fe作负极，Cu作正极，C不符合题意；

D．Mg比Zn活泼，Mg作负极，Zn作正极，D不符合题意；

故答案为：A

【分析】活泼金属作负极，不活泼金属作正极，电解质阳离子被还原，能自发发生氧化还原反应，可形成原电池。18．【答案】C【解析】【解答】A、通入保护电流，被保护的钢管桩作阴极金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，使钢管桩表面腐蚀电流接近于零，避免或减弱电化学腐蚀的发生，故A正确；

B、通电后，惰性高硅铸铁作阳极，电子经导线流向电源正极，再从电源负极流出经导线流向钢管桩，故B正确；

C、该方法为外加电流的阴极保护法，故C错误；

D、在保护过程中要使被保护金属结构电位低于周围环境，则通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，故D正确；

故答案为：C。

【分析】外加电流阴极保护法是通过外加直流电源以及辅助阳极，被保护金属与电源的负极相连作为阴极，电子从电源负极流出，给被保护的金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，让被保护金属结构电位低于周围环境，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生，阳极若是惰性电极，则是电解质溶液中的离子在阳极失电子。19．【答案】B【解析】【解答】A.由分析可知，a极为Li电极，是电池的负极，故A不符合题意；B.水能与金属Li直接发生化学反应，不能用水代替有机溶剂，故B符合题意；C.电子由负极经导线流向正极，a极为电池的负极，b极为电池的正极，则电子从负极a经导线流向正极b，故C不符合题意；D.MnO2在正极得到电子发生还原反应生成LiMnO2，电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋=LiMnO2，故D不符合题意；故答案为：B。

【分析】新型电池的判断：

1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；

2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒。20．【答案】C【解析】【解答】A．由分析可知，放电时，M为正极，A不符合题意；B．放电时，N极为负极，Br-失电子产物与电解质反应生成，发生的电极反应为Br-+2Cl--2e-=，B不符合题意；C．充电时，M极为阳极，发生反应Ti3+-e-+H2O=TiO2++2H+，依据电荷守恒，每生成1molTiO2+，有1molH+穿过质子交换膜进入N极室，C符合题意；D．由图中信息可知，充电时，Ti3+与反应生成TiO2+、Br-、Cl-等，总反应为2Ti3+++2H2O=2TiO2++Br-+2Cl-+4H+，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】新型二次电池的判断：

1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；

2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒；若是充电过程，则负极作为阴极，正极作为阳极，阴极电极反应式为负极的逆反应，阳极的电极反应式为正极的逆反应。21．【答案】（1）大于（2）B；D（3）；75%（4）CD（5）b；22．【答案】（1）（2）碳或铂；；负（3）Zn；；或HCl（4）【解析】【解答】(1)依据题意，氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰，并释放大量的热。若破坏1molH2中的化学键吸收的能量为Q1kJ，破坏1molCl2中的化学键吸收的能量为O2kJ，形成1molHCl中的化学键释放的能量为Q3kJ。利用正逆反应吸收或者放出的热量数值相等，但是ΔH的符号相反；则1mol氢气和1mol氯气反应吸收热量为(Q1+O2)kJ，形成2mol氯化氢中的化学键释放出2Q3kJ热量，则生成2mol氯化氢放出的热量为[2Q3−(Q1+Q2)]kJ，若由H2和Cl2反应生成1molHCl时，释放的能量为[Q3−0.5(Q1+Q2)]kJ；故答案为：Q3−0.5(Q1+Q2)。

(2)氢氧燃料电池(如图2)中，正极材料和负极材料是惰性电极或能导电的电极材料，因此均可选用石墨碳或铂；燃料电池中燃料为负极，氧化剂为正极，则正极的电极反应式为O2+4e−+2H2O=4OH−；电池工作时，根据原电池“同性相吸”，则溶液中的OH−移向负极；故答案为：碳或铂；O2+4e−+2H2O=4OH−；负。

(3)如果将反应Zn+2H+=Zn2++H2↑设计成原电池，锌失去电子，化合价升高，因此负极材料为Zn，正极是氢离子得到电子变为氢气，因此反应产物为H2；溶液是酸性环境，则离子导体为H2SO4或HCl；故答案为：Zn；H2；H2SO4或HCl。

(4)如果以Mg、Al为电极材料，NaOH溶液为离子导体，设计成原电池，镁和氢氧化钠不反应，铝与氢氧化钠溶液反应，因此Al电极上的电极反应式为；故答案为：。

【分析】(1)依据题意，利用正逆反应吸收或者放出的热量数值相等，但是ΔH的符号相反；依据反应热与物质的量成比例计算。

(2)燃料电池中，燃料在负极失电子，发生氧化反应，氧气在正极得电子，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极；

(3)放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；

(4)镁和氢氧化钠不反应，铝与氢氧化钠溶液反应。23．【答案】（1）23832211（2）负；←；、；1【解析】【解答】(1)根据氧化还原反应配平原则即电子得失守恒，配平相关系数，方程式为：2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO4=2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+2K2SO4+11H2O，故答案为：2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO4=2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+2K2SO4+11H2O；(2)由分析可知，A为负极，电解过程中电解池中属于外电路，的移动方向为由阳极区通过离子交换膜进入阴极区即左←右，由分析可知，在阳极区产生的原理为产生大量的H+，促使平衡2+2H++H2O正向移动，根据上述电极反应式和离子方程式可知，当电路中通过2mol电子时，产生2molH+，故能产生1mol，故答案为：负；←；，2+2H++H2O；1。

【分析】(1)根据电子得失守恒配平氧化还原反应；(2)依据电解时Cr元素化合价的变化判断电极并书写电极反应式。24．【答案】（1）Cu2++2e-=Cu；氯离子或Cl-；A（2）正；H2