1、章末综合检测(六)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1下列事实与电化学原理无关的是()A金属钠与氧气反应生成过氧化钠B铁制器件在潮湿空气中生锈C镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀D远洋海轮的外壳连接锌块可保护轮船不受腐蚀解析：选A。A金属钠与氧气反应生成过氧化钠，与电化学原理无关，故选A；B铁在潮湿空气中形成原电池发生吸氧腐蚀，故不选B；C镀锌铁发生金属被腐蚀现象时，因Zn比Fe活泼，Zn被腐蚀，镀锡铁破损后发生电化学腐蚀，因Fe比Sn活泼，因而是铁被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀，故不选C；D原电池中活泼金属作负极，腐蚀锌，保护了铁，故不选D。2航天
2、燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是()ABeO2=BeOH564.3 kJmol1BBe(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol1CBe(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol1DBe(s)O2(g)=BeO(g)H564.3 kJmol1解析：选C。A项，没有写上状态，错误；B项，燃烧是放热反应，H0，错误；氧化铍是固体，C正确，D错误。3化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A氢氧燃料电
3、池的负极反应式：O22H2O4e=4OHB电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式：2Cl2e=Cl2C粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式：Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e=Fe2解析：选B。O22H2O4e=4OH是氢氧燃料电池的正极反应式，A不正确；粗铜精炼时，与电源正极相连的应是粗铜，C不正确；Fe2e=Fe2是钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式，D不正确。4高温下，在密闭容器中用H2还原WO2可得到金属钨，其总反应为WO2(s)2H2(g)=W(s)2H2O(g)H66.0 kJ/mol；又已知WO2(g)2H2(g)=W(s)2H2O(g)H137.9 k
4、J/mol，下列判断正确的是()A总反应中，反应物能量总和大于生成物能量总和BW(s)2H2O(l)=WO2(s)2H2(g)H66.0 kJ/molC总反应中生成1 mol W(s)放出66.0 kJ热量DWO2(s)=WO2(g)的H203.9 kJ/mol解析：选D。由题中信息知用H2还原WO2，得到金属钨为吸热反应，故可推知反应物总能量小于生成物总能量，同时知生成 1 mol W(s)时需吸收66.0 kJ的热量，A、C错误；B项中H2O的状态符号应为“g”，B错误。5有如下3个实验：实验1将金属X与金属Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易腐蚀实验2将片状的金属X、W分别投入等浓度盐
5、酸中都有气体产生，W比X反应剧烈实验3用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和金属Z的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z依据上述实验现象，下列推测正确的是()A金属的活动性顺序：YZXWB实验1中，Y作正极CZ放入CuSO4溶液中一定有Cu析出 D用X、Z和稀硫酸可构成原电池，X作正极解析：选B。由实验1、2、3分别得到金属的活泼性为XY，WX，YZ，综合可得WXYZ，故选项A错误；实验1中，Y作正极，故选项B正确；Z和Cu的活泼性无法比较，选项C错误；用X、Z和稀硫酸可构成原电池，X作负极，故选项D错误。6.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是()AK1
6、闭合，铁棒上发生的反应为2H2e=H2BK1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体解析：选B。K1闭合形成原电池，铁作负极，失电子被腐蚀，石墨棒作正极，氧气得电子变为OH，pH逐渐升高，A错误、B正确；K2闭合，铁棒作阴极被保护，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，C错误；K2闭合形成电解池，两极分别产生氯气和氢气，电路中通过0.002NA个电子时，每个电极上产生0.001 mol气体，两极共产生0.002 mol气体，D错误。7锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时
7、的工作原理如图所示，下列说法正确的是()A该电池放电时，正极的反应式为O24e4H=2H2OB该电池充电时，阴极发生了氧化反应：Lie=LiC电池中的有机电解液可以用稀盐酸代替D正极区产生的LiOH可回收利用解析：选D。正极的反应式为O24e2H2O=4OH，A项错误；电池充电时，阴极发生还原反应，B项错误；有机电解液不能用稀盐酸代替，因为金属锂与稀盐酸能发生反应，C项错误。8利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。则下列说法不正确的是()A外加电源的a极为正极B电解过程中，Li向B极迁移C阳极反应式为4OH4e=O22H2OD每生成1 mol LiOH，外电
8、路转移1 mol电子解析：选C。A项，因为要制备氢氧化锂，右侧电极为铜，应该作阴极，所以a为电源的正极，正确；B项，左侧为电解池的阳极，应放入氯化锂溶液，右侧为电解池的阴极，溶液为氢氧化锂溶液，阳离子向阴极移动，即向B极迁移，正确；C项，阳极是氯化锂中的氯离子反应生成氯气，错误；D项，每生成1 mol氢氧化锂说明有1 mol 锂离子通过阳离子交换膜，则外电路转移1 mol电子，正确。9LiFePO4新型锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式为正极：FePO4Lie=LiFePO4，负极：Lie=Li。下列说法中正确的是()A充电时电池反应为FePO4Li=
9、LiFePO4B充电时动力电池上标注“”的电极应与外接电源的正极相连C放电时电池内部Li向负极移动D放电时，在正极上是Li得到电子被还原解析：选B。放电时的总反应式为FePO4Li=LiFePO4，充电时总反应式为放电时的逆反应，A错误；放电时，Li向正极移动，C错误；由放电时正极反应式可知Li价态不变，D错误。10液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如下图装置。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。下列对于该燃料电池的叙述不正确的是()A该电池的负极反应为N2H44OH4e=N24H2OB用该电池作为装置的直流电源
10、，产生1 mol Cl2至少需要通入0.5 mol N2H4C该电池的电极材料应采用多孔导电材料，以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触D该电池中，电子从右侧电极经过外电路流向左侧电极，溶液中OH则迁移到左侧解析：选D。A通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N2H44OH4e=N24H2O，故A正确；B电解氯化铜生成氯气的电极反应式为2Cl2e=Cl2，生成 1 mol 氯气转移2 mol电子，燃料电池中的负极反应为N2H44OH4e=N24H2O，则转移2 mol电子，消耗0.5 mol N2H4，故B正确；C因为电池中正、负极上为气体
11、参与的反应，所以采用多孔导电材料，可以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触，故C正确；D电子从左侧电极经外电路流向右侧电极，故D错误。二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11(11分)能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。.已知：Fe2O3(s)3C(石墨，s) =2Fe(s)3CO(g)Ha kJmol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)Hb kJmol1C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)Hc kJmol1则反应：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓变H_kJmol1。.(1)依据原电
12、池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_(填序号)。AC(s)CO2(g)=2CO(g)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应可以设计成一个原电池，请写出该原电池的电极反应。负极：_，正极：_。(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下：已知：电解过程中发生的反应为NH4Cl2HClNCl33H2，NCl3中氮
13、元素为3价。写出电解时阴极的电极反应式：_。在阳极上放电的物质(或离子)是_。解析：.Fe2O3(s)3C(石墨，s)=2Fe(s)3CO(g)Ha kJmol1CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)Hb kJmol1C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)Hc kJmol1由盖斯定律()62得4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H6(cb)2a kJmol1。.(1)设计成原电池需要是自发进行的氧化还原反应。A项是非自发进行的氧化还原反应，不选；B项反应是复分解反应，不是氧化还原反应，不选；C项反应是非自发进行的氧化还原反应，不选；D项是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池。D反
14、应可设计成甲烷燃料电池，在碱溶液中甲烷燃料电池中燃料在负极发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应；负极：CH48e10OH=CO7H2O；正极：O22H2O4e=4OH。(2)电解时阴极上是氢离子得到电子生成氢气，阴极的电极反应式为2H2e=H2；电解时阳极上是铵根离子失去电子生成NCl3。答案：.6(cb)2a.(1)DCH48e10OH=CO7H2O O22H2O4e=4OH(2)2H2e=H2NH4Cl(或NH)12(13分)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。(1)混合动力
15、车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应，生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_。(2)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为H22NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH_(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应为_。(3)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为2CuH2OCu2OH2，阴极的电极反应式是_。用镍氢电池作为电源进
16、行电解，当电池中有1 mol H2消耗时，Cu2O的理论产量为_g。(4)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的_腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连；或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的_(填“正”或“负”)极相连，利用_保护法防止其被腐蚀。解析：(1)1 mol C8H18(l)完全燃烧生成9 mol水蒸气放出的热量是569.1 kJ95 121.9 kJ，所以该反应的热化学方程式为C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 121.9 kJmol1；(2)混合动力车上坡或加速时，应是放电过程，根据图示可知，乙电极中由NiOOH转化为Ni(OH)2
17、，发生还原反应，电极反应式为NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，所以乙电极周围的溶液的氢氧根离子浓度增大，pH增大；(3)电解总反应式为2CuH2OCu2OH2，可知电解池的阴极发生的是水中的氢离子放电生成氢气，所以电极反应式为2H2e=H2；当电池中有1 mol H2被消耗时，电路中转移电子的物质的量是2 mol，所以Cu2O的理论产量是1 mol，质量是144 g；(4)海水为中性溶液，所以钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水中的Zn块相连，或与铅酸蓄电池这样的直流电源的负极相连，作电解池的阴极，利用外加电流的阴极保护法防止其被腐蚀而被保护
18、。答案：(1)C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 121.9 kJmol1(2)增大 NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH(3)2H2e=H2144(4)吸氧负外加电流的阴极13(14分)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。(1)V2O5可用于汽车催化剂，汽车尾气中含有CO与NO气体，用化学方程式解释产生NO的原因：_。汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体排出。已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJ/mol2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJ/molC
19、(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol尾气转化的反应之一：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H_。(2)全钒液流储能电池结构如下图，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H和SO。电池放电时，负极的电极反应为V2e=V3。电解质溶液交换膜左边为VO/VO2，右边为V3/V2，电池放电时，正极反应式为_，H通过交换膜向_移动(填“左”或“右”)。充电时，惰性电极N应该连接电源_极，充电时，电池总的反应式为_。(3)若电池初始时左右两槽内均以VOSO4和H2SO4的混合液为电解液，使用前需先充电激活。充电过程分两步完成：第一步VO2转化为V3，第二步V3转化为V2，则
20、第一步反应过程中阴极区溶液pH_(填“增大”“不变”或“减小”)，阳极区的电极反应式为_。解析：(1)按题干顺序给3个热化学方程式编号、，由盖斯定律2得2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)的H393.52180.5(221.0)kJ/mol746.5 kJ/mol。(2)全钒液流储能电池正极为V()和V()之间的转换，负极为V()和V()之间的转换，放电时，H向正极移动；放电时的负极在充电时应该接电源的负极，充电时电池总反应就是V() 和V()反应生成V()和V()。(3)充电激活过程就是电解过程，阴极得电子，V化合价下降，H浓度下降，pH增大。答案：(1)N2O22NO746.
21、5 kJ/mol (2)VOe2H=VO2H2O左负V3VO2H2O=V2VO2H(3)增大VO2H2Oe=VO2H14(12分)某化学兴趣小组用如图所示装置进行电化学原理的实验探究，试回答下列问题：(1)通O2的Pt电极为电池_极(填电极名称)；其电极方程式为_。(2)若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，则X电极材料为_，电解质溶液为_。(3)若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，则该电池阳极泥的主要成分是_。(4)若B电池的电解质溶液为500 mL 1.0 molL1的NaCl溶液，X、Y皆为惰性电极，当电池工作一段时间断开电源K，Y电极有560 mL(标准状
22、况)无色气体生成(假设电极产生气体完全逸出，溶液体积不变)，此时B电池溶液的pH_；要使该溶液恢复到原来的状态，需加入_(填物质并注明物质的量)。(5)若X、Y均是铜，电解质溶液为NaOH溶液，电池工作一段时间，X极附近生成红色沉淀，查阅资料得知是Cu2O，试写出该电极发生的电极反应式：_。解析：(1)题图所示的装置中，A装置是原电池，B装置是电解池。其中对于A装置来说，通入O2的电极为正极，正极发生还原反应，电极方程式为O24e2H2O=4OH；通入H2的电极为负极，负极发生氧化反应，电极反应式是H22e=2H。(2)若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，应该镀件与电源的负极连接，作阴
23、极，镀层金属与电源的正极连接，作阳极。因此X电极材料为镀层金属Ag；电解质溶液为含有Ag的溶液，如AgNO3溶液。(3)若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，电解精炼铜时，阳极发生反应：Cu2e=Cu2，活动性比铜强的金属Zn、Fe也失去电子，发生氧化反应，变为金属阳离子进入溶液，活动性比铜弱的金属以固体形式沉在阳极底部，俗称阳极泥。因此该电池阳极泥的主要成分是Ag、Au。(4)Y是阴极，发生反应：2H2e=H2，n(H2)0.56 L22.4 Lmol10.025 mol，根据电解总反应方程式：2NaCl2H2OCl2H22NaOH可知：每产生1 mol氢气，会同时产生
24、2 mol NaOH，由于n(H2)0.025 mol，所以n(NaOH)20.025 mol0.05 mol，溶液的体积是500 mL，则c(NaOH)0.05 mol0.5 L0.1 molL1，所以pH13；在阴极产生0.025 mol H2，在阳极就同时反应产生0.025 mol Cl2，二者相当于0.05 mol HCl气体，因此要使该溶液恢复到原来的状态，需加入0.05 mol HCl气体。(5)若X、Y均是铜，由于Cu是活性电极，所以在阳极Cu失去电子变为Cu，再与溶液中的OH结合发生反应。该电极发生的电极反应式为2Cu2OH2e=Cu2OH2O。答案：(1)正O24e2H2O=4OH(2)AgAgNO3溶液 (3)Ag、Au(4)130.05 mol HCl气体(5)2Cu2OH2e=Cu2OH2O