高三化学复习第一部分专题二第4讲专题针对训练

一、单项选择题1．(2011年湖北黄石高三调研)下列各装置中，在铜电极上无气体产生的是()解析：选B。装置A和C中无外接电源，符合构成原电池的条件，是原电池装置，电池的总反应式为X(Zn、Fe)＋2H＋===X2＋＋H2↑，铜均作正极，电极上均放出H2；装置B是电解池装置，铜作阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成；装置D也是电解池，铜作阴极，溶液中H＋得到电子在阴极析出H2，起始时电解的总反应式可表示为2Ag＋2H＋2Ag＋＋H2↑。2.利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是()A．氯碱工业中，X电极上反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑B．电解精炼铜时，Z溶液中的铜离子浓度不变C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜D．电解水制氢气时，Z可以是稀硫酸溶液解析：选D。A项中X电极为阳极，氯碱工业中发生的电极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑；电解精炼铜时，Z溶液中Cu2＋浓度减小，B不正确；铁片上镀铜时，Y应是铁片，C错误。3．科学家P.Tatapudi等人首先使用在空气中电解水(酸性条件下)的方法，在阴极制得臭氧，阳极制得过氧化氢。电解总方程式为3H2O＋3O23H2O2＋O3，下列说法正确的是()A．电解产物在应用中都只能作为氧化剂B．电解一段时间后，溶液pH不变C．阳极的反应：3H2O－6e－===O3＋6H＋D．每生成1molO3转移电子数为3mol解析：选D。A项错误，电解产物H2O2在分解反应中既是氧化剂也是还原剂。B项错误，电解后产生的H2O2显酸性，pH降低。C项错误，水中的氧原子化合价升高应变成－1价，生成H2O2，阳极反应为2H2O－2e－===H2O2＋2H＋。4．下列叙述正确的是()A．金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程B．将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀C．合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强D．铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe－3e－===Fe3＋，继而形成铁锈解析：选B。A项，金属失去电子，被氧化；B项正确，外加电流保护金属；C项，合金的熔点比其成分金属的熔点低；D项，应为Fe－2e－===Fe2＋。5．(2011年高考安徽卷)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgClB．每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子C．Na＋不断向“水”电池的负极移动D．AgCl是还原产物解析：选B。A项，Ag＋Cl－－e－===AgCl应为负极反应式，故错误；B项，负极只有Ag失电子，根据电荷守恒，由总反应式可知B项正确；C项，Na＋由负极向正极移动，故错误；D项，AgCl为氧化产物，故错误。6．用铂电极电解CuCl2与CuSO4的混合溶液(浓度均为2mol·L－1)50mL，当阴极析出9.6g固体时，标准状况下阳极得到的气体的体积是()A．3.36LB．2.8LC．6.72LD．4.48L解析：选B。阴极：Cu2＋～Cu～2e－64g2mol9.6g0.3mol阳极首先是Cl－失电子，但Cl－失电子数最多为2mol·L－1×0.05L×2×1＝0.2mol，产生0.1molCl2，按得失电子数相等，显然还有(0.3－0.2)mol电子是水电离的OH－失去的，由4OH－～O2～4e－，知n(O2)＝0.3－0.2mol4＝0.025mol。故阳极得到的气体的体积为(0.1＋0.025)mol×22.4L·mol－1＝2.8L。二、双项选择题7．(2010年高考安徽卷改编题)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是()A．电子通过外电路从a极流向b极B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极解析：选AD。由电极反应式可知，氢气通入的一极为负极，氧气通入的一极为正极，故a为负极、b为正极，电子通过外电路由a极流向b极，A正确；B项，b极上的电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B错；C项，没有注明此时是否处于标准状况下，故无法计算气体的体积，C错。8.如图所示，a、b是两根石墨棒，下列叙述错误的是()A．往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红B．锌电极上的反应：Zn－2e－===Zn2＋C．稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变D.a是阴极，发生氧化反应解析：选AD。左池为原电池，Zn作负极，失电子，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，B正确；Cu作正极，反应式为2H＋＋2e－===H2↑，SO2－4不参与反应，故C正确；电子由Zn经外电路流向b，H2＋＋OH－，H＋在b极放电生成H2，同时生成OH－，遇酚酞变红，A错误；a是阳极，发生氧化反应，反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，D错误。三、非选择题9．(2011年北京崇文区5月高三统考)(1)在298K时，1molC2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量1558.3kJ。写出该反应的热化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨作电极，在电极上分别通入乙烷和氧气。通入乙烷气体的电极应为__________极(填写“正”或“负”)，该电极上发生的电极反应是__________(填字母代号)。a．2C2H6－14e－＋7O2===4CO2＋6H2Ob．C2H6－14e－＋18OH－===2CO2－3＋12H2Oc．O2＋2H2O＋4e－===4OH－d．O2－4e－＋4H＋===2H2O解析：(2)燃料电池中通O2的为正极，通燃料气的为负极，电极反应式书写时需注意电解质溶液的酸碱性。答案：(1)2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－3116.6kJ/mol(2)负b10．某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：[实验1]如图装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细。电解开始30s内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH约为10。随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，溶液始终未出现蓝色。[实验2]将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小试管中，以后的操作和现象如下：序号操作现象①滴入稀硝酸溶液沉淀溶解，有无色气泡产生，最终得到蓝色溶液。②滴入稀硫酸溶液橙黄色沉淀转变为紫红色不溶物，溶液呈现蓝色阅读资料：常见铜的化合物颜色如下：物质颜色物质颜色氯化铜固体呈棕色，浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色氢氧化亚铜(不稳定)橙黄色碱式氯化铜绿色氢氧化铜蓝色氧化亚铜砖红色或橙黄色氯化亚铜白色请回答下列问题：(1)铜的常见正化合价为__________、__________，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式为__________；(2)阴极上发生的反应为：________________________________________________；阳极上发生的反应为：__________________________________________________；(3)写出实验2中①、②的离子方程式①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。解析：(1)根据资料表中铜化合物、亚铜化合物可判断铜的常见正化合价为＋1、＋2。橙黄色氢氧化亚铜不稳定，故试管底部橙黄色沉淀应为氧化亚铜。(2)阴极氢离子先于钠离子放电，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；根据实验1中现象以及氯化亚铜的颜色，不难判断阳极反应为2Cu＋2Cl－－2e－===2CuCl↓。(3)①稀硝酸具有强氧化性。根据实验现象可知，氧化产物为铜离子，还原产物为NO，据此再根据电子得失守恒和电荷守恒写出方程式即可。②氧化亚铜中铜元素为＋1价，其既具有氧化性，又具有还原性，滴入稀硫酸溶液后，其生成单质铜和铜离子。答案：(1)＋1＋2Cu2O(2)2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－2Cu＋2Cl－－2e－===2CuCl↓(3)①3Cu2O＋14H＋＋2NO－3===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O②Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O11．如图甲、乙是电化学实验装置。(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。①甲中石墨棒上的电极反应式为________________________________________。②乙中总反应的离子方程式为__________________________________________。③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为________________________________________________________________。(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。①甲中铁棒上的电极反应式为__________________________________________。②如果起始时乙中盛有200mLpH＝5的CuSO4溶液(25℃)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入__________(填写物质的化学式)__________g。解析：(1)若两烧杯中均盛有NaCl溶液，则：①甲装置为原电池，石墨棒作正极，O2放电，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。②乙装置为电解池，石墨棒上发生氧化反应，Fe电极不参与反应，其实质与用惰性电极电解食盐水相同，离子方程式为：2Cl－＋2H2O通电,Cl2↑＋H2↑＋2OH－。③Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，生成HCl和HIO3。(2)若两烧杯中均盛有CuSO4溶液，则：①甲装置为原电池，铁作负极，电极反应为：Fe－2e－===Fe2＋。②乙装置为电解池，电解反应为：2CuSO4＋2H2O通电,2Cu＋2H2SO4＋O2↑，根据电解方程式，从电解质溶液中析出Cu，放出O2，因此只需加入CuO(或CuCO3)即可恢复到电解前的状态。由电解反应式可知，2H＋～CuO～CuCO3，电解后n(H＋)＝0.1×0.2＝0.02(mol)，故m(CuO)＝0.02×12×80＝0.8(g)，m(CuCO3)＝0.02×12×124＝1.24(g)。答案：(1)①2H2O＋O2＋4e－===4OH－②2Cl－＋2H2O通电,H2↑＋Cl2↑＋2OH－③5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3(2)①Fe－2e－===Fe2＋②CuO(或CuCO3)0.8(或1.24)12．(2011年天津南开中学高三第二次模拟)钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大量资金。请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。(1)钢铁的电化学腐蚀原理如