人教版（2019）化学选择性必修1《化学反应与电能》测试题（含答案）

《化学反应与电能》测试题 一、单选题 1．化学与科技、生产、生活密切相关，下列说法正确的是（ ） A．使用含有 CaCl2 的融雪剂会加速对桥梁的腐蚀 B．二氧化氯(ClO2)具有还原性，故可用作自来水的杀菌消毒 C．碳酸氢钠(NaHCO3)是一种抗酸药，服用时喝些醋能提高药效 D．“华为麒麟 980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅 2．港珠澳大桥的设计使用寿命高达 120 年，主要的防腐方法有：①钢梁上安装铝片； ②使用高性能富锌（富含锌粉）底漆；③使用高附着性防腐涂料；④预留钢铁腐蚀量。 下列分析不合理．．．的是（ ） A．防腐涂料可以防水、隔离 O2，降低吸氧腐蚀速率 B．防腐过程中铝和锌均作为牺牲阳极，失去电子 C．方法①②③只能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除 D．钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应式为：O2- 4e- + 2H2O =4 OH- 3．下列有关电池的说法不正确的是 ( ) A．锂电池属于可充放电的二次电池 B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从锌电极流向铜电极 C．甲醇燃料电池可高效的把化学能转化为电能 D．碱性锌锰电池中，锌电极是负极 4．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极 a 常用掺有 石墨烯的 S8 材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是 A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e−=3Li2S4 B．电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极 a 的导电性 D．电池充电时间越长，电池中 Li2S2 的量越多 5．电能是现代社会中应用最广泛的一种能源。下列与电有关的叙述中，正确的是（ ） A．电能属于一次能源 B．锂离子电池属于一次性电池 C．火力发电将电能间接转化为热能 D．充电电池工作时发生了氧化还原反应 6．环境监察局常用“定电位”NOx 传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标 准，其工作原理如图所示．下列说法正确的是（ ） A．“对电极”是正极 B．“工作电极”上发生的电极反应为 NO2+2H+-2e﹣═NO+H2O C．传感器工作时，H+由“工作电极”移向“对电极” D．“对电极”的材料可能为活泼金属锌 7．下列说法错误的是（ ） A．制取环氧乙烷：CH2=CH2+Cl2+Ca(OH)2→ +CaCl2+H2O，原子利用率 为 53.8% B．煤在气化过程中脱硫可以减少污染 C．食品添加剂加入到食品中目的是防腐、保鲜等 D．锂电池应用广泛的主要原因是比能量高、可储存时间长 8．下列说法正确的是( ) A．  2 2CaO H O=Ca OH ，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其 中的化学能转化为电能。 B．原电池的内外电路中，均是电子的定向移动形成电流 C．因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电 池，必是铁作负极，铜作正极 D．用金属镁和铝作为电极，选择不同的电解质溶液组成原电池，镁可能作负极也可能 作正极 9．生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的 PbSO4，干燥后 再安装，充电后即可使用，发生的反应是 2PbSO4＋2H2O PbO2＋Pb＋2H2SO4。 下列对铅蓄电池的说法错误的是（ ） A．需要定期补充硫酸 B．工作时铅是负极，PbO2 是正极 C．工作时负极上发生的反应是 Pb-2e-＋SO42-=PbSO4 D．工作时电解质溶液的密度减小 10．下列说法正确的是( ) A．室温下，稀释 0.1mol·L-1CH3COOH 溶液，溶液的导电能力增强 B．0.1mol·L-1Na2CO3 溶液加热后，溶液的 pH 减小 C．1 mol/ L 和 0.01 mol/ L 的两瓶氨水中 c(OH－)之比为 100:1 D．氢氧燃料电池工作时，H2 在负极上失去电子 11．稀土金属元素铈 Ce 在空气中易氧化变暗，受热时燃烧，遇水很快反应。已知： 铈常见的化合价为 3 和 4 ，氧化性： 4 3 2Ce Fe I   ．下列说法正确的是（ ） A．在一定条件下，电解熔融状态的 2CeO 制 Ce ，在阴极获得铈 B．铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为： 4 2Ce 4HI CeI 2H   C．用 4 2Ce(SO ) 溶液滴定硫酸亚铁溶液，其离子方程式为： 4 2 3 3Ce 2Fe Ce 2Fe      D．四种稳定的核素 136 58Ce 、 138 58Ce 、 140 58Ce 、 142 58Ce ，它们互称为同系物 12．以熔融的碳酸盐（K2CO3）为电解液,泡沫镍为电极,氧化纤维布为隔膜（仅允许阴 离子通过）可构成直接碳燃料电池,其结构如图所示，下列说法正确的是 A．该电池工作时,CO32-通过隔膜移动到 a 极 B．若 a 极通入空气,负载通过的电流将增大 C．b 极的电极反应式为 2CO2+O2-4e- =2CO32- D．为使电池持续工作,理论上需要补充 K2CO3 13．可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以 NaOH 溶液为电解质溶液，铝合金为 负极，空气电极为正极，下列说法正确的是（ ） A．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 B．负极反应为 Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓ C．电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变 D．正极反应为 O2+2H2O+4e-=4OH- 14．甲图为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接 转化为电能。乙图是一种家用环保型消毒液发生器，用惰性电极电解饱和食盐水。下列 说法不正确．．．的是（ ） A．装置乙的 a 极要与装置甲的 X 极连接 B．装置乙中在 b 电极上发生的反应为： 22Cl -2e =Cl   C．若有机废水中主要含有乙醛，则图甲 M 电极发生氧化反应 D．当 N 电极消耗5.6L （标准状况下）气体时，则有 2NA 个 +H 通过离子交换膜 15．最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为 H2O 和 CO2， 同时产生电能，其原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是 A．氧化银电极上的反应为 Ag2O＋2e－=2Ag＋O2－ B．石墨电极上的反应为 C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋ C．每转移 4 mol 电子，石墨电极产生 22.4 L CO2 气体 D．每 30 g C6H12O6 参与反应，有 4 mol H＋经质子交换膜进入负极区 二、填空题 16．电池在生产和生活中应用极其广泛，根据电化学原理回答下列问题。 （1）家庭常用的碱性锌锰电池总反应为 Zn＋2MnO2＋2H2O ==2MnOOH＋Zn(OH)2，则 其负极是________，正极的电极反应式为_____________________________。 （2）Li-SOCl2 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl4、SOCl2。电池的总反应可表示为 4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。则该电池的 负极为______，正极的电极反应式为_____________________ 。 （3）甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。写出以 KOH 溶液为电解质溶液的甲醇燃 料电池的电极反应式：负极________________，正极_________________。 17．锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其 中电解质 LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入 MnO2 晶格中，生成 LiMnO2。 回答下列问题： （1）外电路的电流方向是由________极流向________极(填字母)。 （2）电池正极反应式为___________________________________。 （3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？________(填“是”或“否”)，原因是 ________________________________________________________________。 （4）MnO2 可与 KOH 和 KClO3 在高温下反应，生成 K2MnO4，反应的化学方程式为 _______________________________________________。K2MnO4 在酸性溶液中歧化，生 成 KMnO4 和 MnO2 的物质的量之比为___________。 18．(1)如图所示，铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺 序是(填序号)_______________。 (2)氟氯代烷是一种能破坏臭氧层的物质。在大气平流层中，氟氯代烷受紫外线的照射分 解出氯原子，氯原子参与下列有关反应：①Cl+O3→ClO+O2 ②O3→O+O2 ③ClO+O→Cl+O2。上列的反应的总反应式是_________，少量氟氯代烷能破坏大量臭氧 的原因是______________。 19．Ⅰ．如图为原电池装置示意图。 (1)若 A、B 均为铂片，电解质为 KOH 溶液，分别从 A、B 两极通入 H2 和 O2，该电池 即为氢氧 燃料电池，B 电极为_____极(填“正”或“负”)。写出 A 电极反应式：_____。该 电池在工作一段时间后，溶液的碱性将_____(填“增强” “减弱”或“不变”)。 Ⅱ．现用图装置来测定某原电池工作时在某段时间内通过导线的电子的物质的量。量筒 的规格为 1000 mL，供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片。 (2)b 电极材料为_____，其电极反应式为_____。 (3)当量筒中收集到 672 mL(标准状况下)气体时，通过导线的电子的物质的量为_____， 此时 a 电极质量_____(填“增加”或“减少”)_____g。 (4)如果将 a、b 两电极的电极材料对调，U 形管中将出现的现象是_____。 20．航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用 H2、CH4、CO、 C2H5OH 等可燃物质与 O2 一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能，甲烷燃料 电池以 KOH 溶液为电解质，其总反应的化学方程式为：CH4＋2O2＋2OH－===CO3 2—＋3H2O。 (1)负极上的电极反应为____________________________________。 (2)消耗标准状况下的 5.6 L O2 时，有________ mol 电子发生转移。 (3)开始放电时，正极附近溶液的 pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 三、推断题 21．X、Y、Z、W 为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。 已知：①X 可分别与 Y、W 形成 X2Y，X2Y2、XW 等共价化合物； ②Z 可分别与 Y、W 形成 Z2Y、Z2Y2、ZW 等离子化合物。请回答： （1）写出下列物质的化学式：Z2Y_________XW_____ZW_____ （2）写出下列物质的电子式：Z2Y2 _____X2Y2__________Z2Y2 与 X2Y 反应的化学方程 式是____。 （3）铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入 X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应 的离子方程式是____。 （4）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的 ZW 饱和溶液， C（I）、C（II） 为多孔石墨电极。接通 S1 后，C（I）附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时 间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开 S1，接通 S2，电流表的指针发生偏转。此时： C（I）的电极名称是______（填写正极或负极）； C（II）的电极反应式是____________。 22．电解 NaCl 溶液可得到 NaOH、Cl2 和 H2，它们是重要的化工原料。有关反应关系 如下图所示：(部分反应条件和物质省略) 回答下列问题： (1)Cl2 与 NaOH 溶液反应可以制取“84”消毒液，发生反应的方程式为_________________。 (2)B 溶液→A 溶液所发生反应的离子方程式为_______________。 (3)A 溶液能刻蚀铜印刷线路板，试写出该反应的离子方程式_____________，该反应的 还原剂是____________________。 (4)若检验 A 溶液中的阳离子，所用的试剂是_________________，现象是 _______________。 四、实验题 23．某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化的实验： 实验Ⅰ：将 Fe3+转化为 Fe2+ （1）Fe3+与 Cu 粉发生反应的离子方程式为________。 （2）探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案： 实验方案 现象 结论 步骤 1：取 4mL______mol/L CuSO4 溶液，向 其中滴加 3 滴 0.1mol/L KSCN 溶液 产生白色沉淀 CuSO4 与 KSCN 反应产生了白色 沉淀 ：步骤 2：取 _____________________ 无明显现象 查阅资料： ⅰ．SCN－的化学性质与 I－相似 ⅱ．2Cu2+ + 4 I－=" 2CuI↓+" I2，Cu2+与 SCN－反应的离子 方程式为__________。 实验Ⅱ：将 Fe2+转化为 Fe3+ 实验方案 现象 向 3mL 0.1mol/L FeSO4 溶液中加入 1 mL 8mol/L 稀硝酸 溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消 失，溶液变为黄色 探究上述现象出现的原因： 查阅资料：Fe2+ + NO Fe(NO)2+(棕色) （3）用离子方程式解释 NO 产生的原因________。 （4）从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析： 反应Ⅰ：Fe2+与 HNO3 反应； 反应Ⅱ：Fe2+与 NO 反应 ① 依据实验现象，甲认为反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ_________(填“快”或“慢”)。 ② 乙认为反应Ⅰ是一个不可逆反应，并通过实验证明其猜测正确，乙设计的实验方案 是_____。 ③ 请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因__________。 （5）丙认为若生成的 NO 与 Fe2+不接触，溶液就不会出现棕色，请设计实验方案，并 画出实验装置图，实现 Fe2+ Fe3+的转化，同时避免出现此异常现象。 24．某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验： 装置 分别进行的操作 现象 i. 连好装置一段时间后，向烧杯中 滴加酚酞 ii. 连好装置一段时间后，向烧杯 中滴加 K3[Fe(CN)6]溶液 铁片表面产生蓝色 沉淀 (l)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了电化学腐蚀。 ①实验 i 中的现象是____。 ②用化学用语解释实验 i 中的现象：____。 (2)查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。 ①据此有同学认为仅通过 ii 中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是 __________。 ②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下： 实验 滴管 试管 现象 0.5 mol·L-1 K3[Fe(CN)6] 溶液 iii. 蒸馏水 无明显变化 iv. 1.0 mol·L-1 NaCl 溶液 铁片表面产生大量蓝 色沉淀 v. 0.5 mol·L-1 Na2SO4 溶液 无明显变化 a．以上实验表明：在____条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。 b．为探究 Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗净）后再 进行实验 iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明 Cl-的作用是____。 (3)有同学认为上述实验仍不严谨。为进一步探究 K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验 ii 结果的 影响，又利用(2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是____________（填 字母序号）。 实验 试剂 现象 A 酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液（已除 O2） 产生蓝色沉淀 B 酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和 NaCl 混合溶液（未除 O2） 产生蓝色沉淀 C 铁片、K3[Fe(CN)6]和 NaCl 混合溶液（已除 O2） 产生蓝色沉淀 D 铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液（已除 O2） 产生蓝色沉淀 综合以上实验分析，利用实验 ii 中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是 _________。 五、计算题 25．如图所示的装置中，若通入直流电 5 min 时，铜电极质量增加 2.16 g。 （1）电源电极 X 的名称为________。 （2）pH 变化：A_______，B_______，C_______。(填“增大”“减小”或“不变”) （3）通电 5 min 后，B 中共收集 224 mL 气体(标准状况)，溶液体积为 200 mL，则通电 前 CuSO4 溶液的物质的量浓度为______________(设电解前后溶液体积无变化)。 （4）若 A 中 KCl 溶液的体积也是 200 mL，电解后，溶液的 pH 为_______(设电解前后 溶液体积无变化) 参考答案 1．A 2．D 3．A 4．D 5．D 6．D 7．A 8．D 9．A 10．D 11．A 12．A 13．D 14．D 15．B 16．Zn 2 2H O eMnO MnOOH OH－ －＋ ＋ ＋ 锂（Li） 2SOCl2＋4e－==4Cl－＋ S＋SO2↑ CH3OH－6e－＋8OH－==CO 2- 3 ＋6H2O O2＋2H2O＋4e－==4OH－ 17．b a MnO2+e－+Li+=LiMnO2 否 电极 Li 是活泼金属，能与水反应 3MnO2+KClO3+6KOH 高温 3K2MnO4+KCl+3H2O 2∶1 18．Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ 2O3→3O2 氟氯代烷分解产生的 Cl 对 O3 的分解有促进作用 19．正 H2＋2OH－－2e－=2H2O 减弱 铜 2H＋＋2e－=H2↑ 0.06mol 减少 1.95 左端液面下降，右端液面上升 20．CH4＋10OH－－8e－===CO3 2—＋7H2O 1 增大 21．Na2O HCl NaCl 2 2 2 22Na O +2H O=4NaOH+O  + 2+ 2 2 2Cu+2H +H O =Cu +2H O 负极 - - 2Cl +2e =2Cl 22．Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 2Fe2++Cl2=2F e3++2Cl- 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cu KSCN 溶液 A 溶液变成血红色 23．2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+ 0.1 取 4mL 0.1mol/L FeSO4 溶液，向其中滴加 3 滴 0.1mol/L KSCN 溶液 Cu2++3SCN-=CuSCN↓+(SCN)2 3Fe2++4H++NO3-═3Fe3++NO↑+2H2O 慢 取反应后的黄色溶液于试管中，向其中加入几滴 K3[Fe(CN)6]溶液，溶液无明显变化， 说明反应 I 是不可逆反应；③Fe2+被硝酸氧化为 Fe3+，导致溶液中 Fe2+浓度降低，导致平衡 Fe2++NO Fe(NO)2+逆向移动，最终 Fe(NO)2+完全转化为 Fe3+，溶液由棕色变为黄色 24．碳棒附近溶液变红 O2 + 4e- +2H2O == 4OH- K3Fe(CN)6 可能氧化 Fe 生成 Fe2+， 会干扰由于电化学腐蚀负极生成 Fe2+的检测 Cl-存在 Cl-破坏了铁片表面的氧化膜 AC 连好装置一段时间后，取铁片（负极）附近溶液于试管中，滴加 K3Fe(CN)6 溶液， 若出现蓝色沉淀，则说明负极附近溶液中产生 Fe2+了，即发生了电化学腐蚀 25．负极 增大 减小 不变 0.025 mol·L－1 13