1、综合能力检测四时间：90分钟分值：100分第卷(选择题，共48分)一、选择题(每小题3分，共48分)1暖宝宝是市场上常见的热敷、止痛、消肿贴剂。它由原料层、明胶层、无纺布袋层三部分组成，其中原料是由铁、石墨、活性炭、无机盐等合成的聚合物，构成了原电池，其中铁作()A正极 B负极C阴极 D阳极答案B解析由题意知Fe、石墨、无机盐形成了原电池，铁在原电池中作负极。2对外加电流的金属保护中，下列叙述正确的是()A被保护的金属与电源的正极相连B被保护的金属与电源的负极相连C在被保护的金属表面上发生氧化反应D被保护的金属为阴极，其表面上发生氧化反应答案B解析外加电流的金属保护法依据的是电解池的原理，被保
2、护的金属与电源的负极相连，作阴极，发生还原反应，故只有B项正确。3已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“”，另一个接线柱旁标有“”。关于标有“”的接线柱，下列说法中正确的是()A充电时作阳极，放电时作正极B充电时作阳极，放电时作负极C充电时作阴极，放电时作负极D充电时作阴极，放电时作正极答案A解析铅蓄电池是常见的二次电池，充电时电极反应是放电时电极反应的逆过程。放电时正极得到电子发生还原反应作正极，充电时则失去电子发生氧化反应作阳极。4在电解质溶液中插入M、N电极，并连接直流电源进行电解，可以看到两极上均有气泡产生，电解后测定电解质溶液，其H浓度
3、无变化。符合这些条件的是()A两个电极均为铁片，M是阴极，电解质溶液是0.4%的NaOH溶液B两个电极均为石墨，M是阳极，电解质溶液是0.4%的H2SO4溶液C两个电极均为石墨，M是阳极，电解质溶液是0.4%的KOH溶液D.m是铁片，作阴极，N是石墨，电解质溶液是0.4%的KNO3溶液答案D解析由电解原理可知，A项中Fe作阳极时失去电子，不会产生气体，不符合题意；B项中电解水，H2SO4浓度增加，不符合题意；C项电解KOH时也是电解水，KOH浓度增大即c(OH)增大，故c(H)减小，不符合题意；D项中虽电解水，但溶液中c(H)c(OH)，c(H)不发生变化。5化学用语是学习化学的重要工具，下列
4、用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()A电解饱和食盐水，阳极的电极反应式为：2Cl2e=Cl2B氢氧燃料电池的负极反应式：O22H2O4e=4OHC粗铜精炼时，与电池正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu2e=Cu2D钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe2e=Fe2答案A解析氢氧燃料电池的正极反应式为：O22H2O4e=4OH；粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜，电极反应式为Cu22e=Cu；钢铁发生电化学腐蚀时负极反应式为Fe2e=Fe2。6将a、b、c、d 4种金属两两连接浸入电解质溶液中，组成4个原电池(如图)：中a极发生氧化反应中电流由b到c中c极质量增加中a极有大量气泡，则4种金属
5、的活泼性由强到弱的顺序为()Adacb BdcabCbdca Dadbc答案A解析原电池中负极失电子，发生氧化反应，不断溶解；正极上得电子，发生还原反应，会产生气泡或质量增加。7我国第五套人民币的一元硬币材质为铜芯镀银，依据掌握的电镀原理，你认为硬币制作时，铜芯应做()A阴极 B阳极C正极 D负极答案A解析电镀时，待镀金属制品作阴极，把镀层金属做阳极。本题是在铜上镀银，故铜芯应做阴极。8有如下两个反应：2HClH2Cl22HClH2Cl2关于这两个反应的叙述中错误的是()A两反应都是氧化还原反应B两反应中的能量转换方式都是热能转变为化学能C反应是电能转变为化学能D反应是热能转变为化学能答案B解
6、析、两反应均是氧化还原反应，A项正确；是热能转化为化学能，D项正确；是电能转化为化学能，C项正确，B项错误。9在钢铁腐蚀过程中，下列五种变化可能发生的是()Fe2转化为Fe3O2被还原产生 H2Fe(OH)3失水形成Fe2O3H2O杂质碳被氧化A BC D答案C解析在钢铁腐蚀中铁作负极发生氧化反应，根据电解质溶液的酸性强弱可发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，而碳作正极，只起到电极作用，碳不参与反应。10有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏的能源。它依靠人体内含有一定浓度的溶解氧进行工作，下列叙述中错误的是()APt是正极B负极反应：Zn2e=Zn2C正极反应：2H2e=H
7、2D正极反应：2H2OO24e=4OH答案C解析Zn、Pt形成的原电池Zn作负极，Pt作正极，负极反应为：Zn2e=Zn2，正极反应为：O24e2H2O=4OH，只有C项错误。11如下图所示，将两烧杯中电极用导线相连，四个电极分别为Mg、Al、Pt、C。当闭合开关S后，以下表述正确的是()A电流表指针不发生偏转BAl、Pt两极有H2产生C甲池pH增大，乙池pH减小DMg、C两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应答案D解析根据题给信息闭合S后，甲池为原电池，乙池为电解池。电流表指针发生偏转，A项错；Al电极作负极，Al溶解，不产生H2，B项错；甲池发生的反应为2Al2NaOH2H2O=2Na
8、AlO23H2，pH减小，乙池电解水后，NaOH溶液浓度增大，pH增大，C项错；甲池中Mg作正极产生H2，乙池中C极作阳极产生O2，当有4mol电子通过电路时，Mg极产生2mol H2，C极产生1mol O2，二者在一定条件下恰好完全反应，D项正确。12用石墨电极电解含有一定量重水(D2O)的水(H2O)，下列说法正确的是()A相同状况下两电极上产生的气体体积之比为2:1B两电极产生的气体质量之比为8:1C相同状况下两电极上产生的气体体积之比为4:1D若两电极上产生的气体质量为16:3，则D2O与H2O的物质的量之比为2:1答案A解析电解重水和水的反应方程式为：2D2O2D2O2，2H2O2H
9、2O2，只要电路中通过一定量的电子，两极上产生H2和D2与O2的物质的量之比均为2:1，在相同状况下体积比为2:1，但质量比不为8:1，则A项正确，B、C项错误；根据反应方程式可知当两电极上产生的气体质量为16:3时D2O与H2O的物质的量之比为1:1，D项错误。13某学生为完成2HCl2Ag=2AgClH2反应设计了如图所示的四个实验，你认为可行的实验的是()答案D解析根据金属活动顺序表Ag不能置换出盐酸中的氢，故该反应不是自发进行的。不能设计为原电池，B项不可行；设计为电解池应Ag作阳极，盐酸作电解质溶液，D项可行。14pHa的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH
10、a，则该电解质可能是()ANaOH BH2SO4CAgNO3 DNa2SO4答案A解析电解NaOH、H2SO4、Na2SO4的溶液，都是电解水，其结果会使溶液浓度增大，增大浓度后，NaOH的c(OH)增大，所以其pH值增大，A项对。而电解AgNO3溶液会生成Ag和HNO3，pH值减小。15可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改变能源结构，减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术，是实现节能减排的一项重要措施。下列分析不正确的是()A风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源B推广可再生能源有利于经济可持续发展C上图是太阳能光伏电池原理图，图中A极为正极D光伏
11、发电池能量转化方式是太阳能直接转变为电能答案C解析在原电池的外电路中，电流由正极流向负极，由图中的电流方向可判断A为负极。16用石墨作电极电解3molL1KCl和0.5molL1Al2(SO4)3的1 L混合溶液时，下图电解变化曲线合理的是()答案D解析电解时，阳极反应：2Cl2e=Cl2 3mol 3mol阴极反应：2H2e=H2 3mol 3mol3mol H放电时产生了3mol OH，Al33OH=Al(OH)31mol 3molAl3恰好与OH完全反应生成Al(OH)3沉淀，剩余溶液为K2SO4溶液，故选D项。第卷(非选择题，共52分)二、非选择题(本题包括5道题，共52分)17(8分
12、)某校化学兴趣小组同学，利用下列装置探究pH试纸上的微型电解。(1)如图，取一条广泛pH试纸，浸润了饱和Na2SO4溶液后放置于玻璃片上，取两只回形针(铁制)夹住试纸两端，另取导线、鳄鱼夹、6 V电池连接好电路。当两根鳄鱼夹夹住回形针后，试纸上立刻出现以下现象：阳极回形针处很快出现大片红棕色；阴极附近迅速呈现大片蓝紫色，对照比色卡发现其pH约为13。如图，右端回形针为_极(填“阴”或“阳”)；阴极试纸上出现大片蓝紫色的原因是(用反应式结合文字表示)：_。推测阳极回形针处出现的红棕色物质可能是_(写化学式)。(2)小组同学另取两根铅笔芯作为电极，对pH试纸上的Na2SO4溶液电解，可见阳极与试纸
13、接触处呈现_色圆点，而在阴极与试纸接触处呈现_色圆点，说明了电解硫酸钠饱和溶液的实质是：_(用方程式表示)。答案(1)阳2H2e=H2，使水的电离平衡右移，c(OH)增大，阴极附近呈碱性Fe2O3(2)红蓝2H2O2H2O2解析(1)右端回形针电池的正极相连，作阳极，电解硫酸钠溶液时，阴极H放电，2H2e=H2，使溶液中OH浓度增大，阴极附近呈碱性，试纸变为蓝紫色。右端回形针(铁制)作阳极，回形针被腐蚀，推测出现的红棕色物质为Fe2O3。(2)铅笔芯的成分含有石墨，以铅笔芯(石墨)作电极，电解Na2SO4溶液，阳极OH放电，H浓度增大，阳极附近显酸性，pH试纸变红，阴极H放电，OH浓度增大，阴
14、极附近显碱性，pH试纸变蓝，电解硫酸钠溶液，实质是电解水。18(10分)用铂电极电解氢氧化钠溶液，测定两极逸出气体的体积，记录如下表：时间/min气体体积/mL12345678阴极生成的气体6122029394959阳极生成的气体2471116212631(1)完成有关的电极反应式：阴极_，阳极_。(2)完成电解池总反应方程式_。(3)开始电解阶段两极产生气体的体积比不符合理论比值的原因是_。(4)自第_分钟起阴极与阳极产生气体的体积比符合理论的比值。答案(1)4H4e=2H24OH4e=2H2OO2(2)2H2O2H2O2(3)开始阶段O2、H2在水中的溶解未达到饱和，O2在水中的溶解度比H
15、2大(4)4解析本题一看好像与我们所学知识不相符，我们研究的是理论，与实际上有偏差。电解NaOH溶液实际上是电解水，阳极发生4OH4e=2H2OO2，阴极发生4H4e=2H2，开始时由于H2、O2在溶液中只有达到饱和才能逸出，而且O2的溶解度比H2的还大，所以开始V(H2)V(O2)2:1，等二者均达到饱和后才能使V(H2)V(O2)2:1。19(10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的电解实验，如图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为_、_；(
16、2)闭合开关K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应方程式为_；(3)若每个电池的甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_(法拉第常数F9.65104 Cmol1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为_ L(标准状况)答案(1)2O24H2O8e=8OH，CH410OH8e=CO7H2O(2)H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)89.65104 Cmol13.45104 C4解析本题考查了原电池、电解池的工作原理。(1)根据题意该燃料电池的总反应式为CH42O22OH=CO3H2O，正极反应式为2O24H2O8e=
17、8OH，总反应式减去正极反应式，可得负极反应式为CH48e10OH=CO7H2O。(2)三个池中前两个为串联的电源，通入CH4的电极为负极，与其相连的电极b为电解池的阴极，产生的气体为H2。(3)1mol甲烷发生反应失去8mol电子。在串联电路中各电极转移电子数相等，故计算电子传递的电量，应用一个燃料电池的甲烷量计算，故理论上通过的电量为896500 Cmol13.45104 C。甲烷的失电子数是等物质的量的Cl失电子数的8倍，计算可得Cl2 4 L(标准状况)。20(14分)铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电
18、路铜板的离子方程式_。(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应_，负极反应_。(3)腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2、Fe3和Fe2的浓度均为0.10molL1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的实验步骤：_。氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe31.93.2Fe27.09.0Cu24.76.7提供的药品：Cl2浓H2SO4NaOH溶液CuOCu(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不
19、锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式_、_。劣质不锈钢腐蚀的实验现象：_。答案(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)装置图正极反应：Fe3e=Fe2(或2Fe32e=2Fe2)负极反应：Cu=Cu22e(或Cu2e=Cu2)(3)通入足量氯气将Fe2氧化成Fe3；加入CuO调节溶液的pH至3.24.7；过滤除去Fe(OH)3(4)CuOH2SO4CuSO4H2OCuSO4FeFeSO4Cu不锈钢表面有紫红色物质生成解析(2)根据氧化还原反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2设计原电池，负极发生氧化反应，Cu失电子作负极，正极选择比Cu活动性弱的金属或碳棒，电解质溶液为FeCl3溶液。(3)根据表中的
20、数据知如用直接沉淀法，Cu2也被消耗。根据提供的试剂，将Fe2氧化为Fe3，再调节溶液的pH，为了不引入新的杂质离子，选择CuO而不选NaOH溶液。(4)不锈钢的主要成分是Fe，由题中劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显，再根据提供的试剂可知首先要制备出盐溶液，选择硫酸和CuO制备出硫酸铜溶液，再根据Fe和硫酸铜发生置换反应设计出实验。21(10分)某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu元素的相对原子质量为64)。按照实验步骤依次回答下列问题：(1)导线中电子流向为_(用a、b表示)；(2)写出装置中镀锌电极上的电极反应式：_；(3)若装置中铜电极的质量增加0
21、.64 g，则导线中转移的电子数目为_；(不许用“NA”表示)；(4)装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K、Cl的移动方向向表述正确的是_。A盐桥中的K向左侧烧杯移动、Cl向右烧杯移动B盐桥中的K向右侧烧杯移动、Cl向左烧杯移动C盐桥中的K、Cl都向左侧烧杯移动D盐桥中的K、Cl几乎不移动(5)若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2，会加速Zn电极的腐蚀，还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的_(填代号)。ANaOHBZnCFe DH2SO4答案(1)由a到b(或ab)(2)Zn2e=Zn2(3)1.2041022(4)B(5)B解析在该原电池中负极为Zn，电极反应为Zn2e=Zn2，正极为铜，电极反应为Cu22e=Cu，当铜电极增加0.64 g时，转移电子(由a到b)为6.021023mol121.2041022，盐桥中K向正极区(右侧烧杯)移动，Cl向负极区(左侧烧杯)移动。除去ZnSO4中的杂质Cu2，且不引入新的杂质，所以可选择Zn，发生反应为ZnCu2=Zn2Cu，过量的Zn及生成的Cu过滤可除去。