1、单元综合检测(六)一、选择题(每小题6分,共42分)1.如图是某可逆反应2A(g)+3B(g)C(g)的能量变化图,有关叙述正确的是(C)A.可逆反应的正反应与逆反应焓变相同B.催化剂可降低反应的焓变、活化能C.可逆反应的焓变与催化剂无关D.一定量反应物转化为生成物的反应热为H【解析】A项,正反应与逆反应的焓变数值相等,符号相反,错误;B项,催化剂不改变反应的焓变,可降低反应的活化能,错误;D项,H与参加反应的物质的物质的量多少有关,错误。2.取少量0.1 mol/L的NaHSO4溶液滴加到过量的Ba(OH)2稀溶液中,产生2.33 g 白色沉淀,同时放热590.0 J,若已知:Ba(OH)2
2、(aq)+2HCl(aq)BaCl2(aq)+2H2O(l)H=-114.6 kJmol-1,则Na2SO4(aq)+Ba(NO3)2(aq)BaSO4(s)+2NaNO3(aq)H=(D)A.-532.7 kJmol-1B.-475.4 kJmol-1C.-55.6 kJmol-1D.-1.7 kJmol-1【解析】由题意知2 mol硫酸氢钠与足量Ba(OH)2反应生成2 mol H2O和2 mol BaSO4时放热118.0 kJ,由离子反应的实质知,Na2SO4(aq)+Ba(NO3)2(aq)BaSO4(s)+2NaNO3(aq)H= kJmol-1=-1.7 kJmol-1,D项正确
3、。3.镁次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示,该电池反应为Mg+ClO-+H2OMg(OH)2+Cl-。下列有关说法正确的是(B)A.电池工作时,c溶液中的溶质是MgCl2B.电池工作时,正极a附近的pH将不断增大C.负极反应式:ClO-2e-+H2OCl-+2OH-D.b电极发生还原反应,每转移0.1 mol电子,理论上生成0.1 mol Cl-【解析】A项,根据题给反应方程式知镁作负极,溶解生成的Mg2+与OH-反应生成氢氧化镁沉淀,因此c溶液的溶质不为MgCl2,错误;B项,根据图示a电极ClO-Cl-+OH-,得到电子,作正极,由于生成OH-,所以pH增大,正确;C项,负极反应是Mg-2
4、e-+2OH-Mg(OH)2,错误;D项,b电极是负极,发生氧化反应,错误。4.如图,一段时间后向c、d极附近分别滴加酚酞试液,c极附近溶液变红,下列说法正确的是(A)A.铅蓄电池负极反应为Pb(s)-2e-+S(aq)PbSO4(s)B.c极是阳极,b极是阴极C.若a极为铜,则甲池b极上析出铜D.乙池中c、d若为惰性电极,电解过程中溶液pH减小【解析】c极附近溶液变红,说明c极发生反应:2H+2e-H2,则c极是阴极,d极是阳极,B项错误;C项,甲池中a极为阴极,故a极析出铜,错误;D项,电解硫酸钠溶液,本质即电解水,溶液pH不变,错误。5.下列说法正确的是(C)A.在铁片上镀铜时,若阴极增
5、重3.2 g,则电镀液中通过的电子的物质的量为0.1 molB.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别:水膜的pH不同,引起的负极反应不同C.参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素D.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法,可防止阴极区产生的Cl2进入阳极区【解析】A项,电子不通过电镀液,错误;B项,钢铁电化学腐蚀的两种类型中,水膜的pH不同,引起的正极反应不同,错误;D项,电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法,防止阳极区产生的Cl2进入阴极区,错误。6.下列甲、乙、丙、丁各装置中发生的反应,有关说法正确的是(C)A.甲中负极反应式为2H+2e-H2B.乙中电解一段时间,溶液的质量会增重C.
6、丙中H+向碳棒方向移动D.丁中电解开始时阴极产生黄绿色气体【解析】A项,甲中负极锌失去电子,正极生成氢气,错误;B项,该装置阳极银溶解,阴极析出银,溶液质量基本不变,错误;C项,原电池中,阳离子向正极移动,所以溶液中H+向碳棒移动,正确;D项,阴极H+放电生成氢气,错误。7.浙江大学的科研小组成功研制出能在“数分钟之内”将电量充满的锂电池,其成本只有传统锂电池的一半。他们把锂锰氧化物(LMO)浸泡在石墨里面,使其变成一个可以导电的密集网络的负极材料,与电解质和正极材料(石墨)构成可充电电池。若电解液为LiAlCl4-SOCl2,电池的总反应为4LiCl+S+SO24Li+2SOCl2。下列说法
7、正确的是(C)A.电池的电解液可为LiCl水溶液B.该电池放电时,负极发生还原反应C.充电时阳极反应式为4Cl-+S+SO2-4e-2SOCl2D.放电时电子从负极经外电路流向正极,再从正极经电解质流向负极【解析】A项,若为水溶液,单质锂会与水发生反应,错误;B项,电池放电时,为原电池,负极发生氧化反应,错误;C项,充电时阳极发生失电子的氧化反应,正确;D项,电子不能流经电解质溶液,错误。二、非选择题(共58分)8.(14分)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。(1)已知在常温常压下:2CH3OH(l) +3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)H1=-1451.6 kJ/mol
8、2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H2=-566.0 kJ/mol写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=-442.8 kJ/mol。(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置:该电池的能量转化形式为化学能转化为电能。该电池正极的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-。工作一段时间后,测得溶液的pH减小,则该电池总反应的化学方程式为2CH3OH+3O2+4OH-2C+6H2O。【解析】(1)根据盖斯定律,由得CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=-442.8 kJmol-1。(
9、2)原电池的能量转化形式为化学能转化为电能。原电池中正极发生得电子的还原反应:O2+2H2O+4e-4OH-。电解质溶液pH减小,说明OH-参与反应。9.(15分)如图是一个化学过程的示意图:请回答:(1)图中甲池是原电池装置,其中OH-移向CH3OH极(填“CH3OH”或“O2”)。(2)写出通入CH3OH电极的电极反应式:CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O。(3)向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液,附近变红的电极为A极(填“A”或“B”),并写出此电极的电极反应式:4OH-4e-O2+2H2O。(4)乙池中反应的离子方程式为4Ag+2H2O4Ag+O2+4H+。(5)当乙池中B(A
10、g)极的质量增加5.40 g时,乙池的pH是1(若此时乙池中溶液的体积为500 mL);此时丙池某电极析出1.60 g某金属,则丙中的某盐溶液可能是BD(填序号)A.MgSO4B.CuSO4C.NaClD.AgNO3【解析】(1)燃料电池中,投放燃料的电极是负极,电解质溶液中OH-向负极移动,即向甲醇电极移动。(2)该燃料电池中,甲醇电极的反应式为CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O。(3)乙池有外接电源,属于电解池,A是阳极,B是阴极,电解硝酸银溶液时,A(阳极)电极上OH-放电导致电极附近溶液呈酸性,电极反应式为4OH-4e-O2+2H2O。(4)电解硝酸银溶液时,阴极上Ag+得电子生
11、成Ag,故总反应的离子方程式为4Ag+2H2O4Ag+O2+4H+。(5)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,转移电子的物质的量为=0.05 mol,根据乙池中发生的总反应知生成的H+的物质的量为0.05 mol,则c(H+)=0.1 mol/L,pH=1。A、C项,MgSO4、NaCl中Mg、Na在金属活动性顺序中位于H之前,所以阴极上不析出金属单质,错误;B项,电解硫酸铜溶液时,阴极上析出1.60 g铜需要转移电子0.05 mol,正确;D项,电解硝酸银溶液时,阴极上析出1.60 g银时,约转移电子0.0148 mol0.05 mol,正确。10.(14分)电解原理在工业生产中有
12、广泛的应用。(1)如图为离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图,下列说法不正确的是ABDEF。A.直流电源的左侧为负极B.从E口逸出的气体是H2C.从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性D.从C口出来的溶液为NaOH溶液E.每生成22.4 L Cl2,同时产生2 mol NaOHF.粗盐水中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、S等离子,精制时先加Na2CO3溶液G.该离子交换膜为阳离子交换膜(2)双氧水是一种重要的绿色试剂,工业上可采取电解较稀浓度的硫酸来制取双氧水(H2O2只为还原产物),其电解的化学方程式为3H2O+3O2O3+3H2O2,则阳极的电极反应式为3H2O-6e-O3+6H+
13、,阴极的电极反应式为O2+2e-+2H+H2O2。(3)高铁酸钾(K2FeO4)易溶于水,具有强氧化性,是一种新型水处理剂。工业上用如下方法制备高铁酸钾:Fe2O3为阳极电解KOH溶液。高铁酸钾溶液长时间放置不稳定,会产生红色絮状物质及气泡,则该过程的离子方程式为4Fe+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2。电解制高铁酸钾时阳极的电极反应式为Fe2O3+10OH-6e-2Fe+5H2O。【解析】(1)电解池中的阳离子移向阴极,因此右侧电极是阴极,F口生成氢气,OH-在右侧生成,氯气在左侧生成,直流电源的右侧为负极,A、B项错误,C项正确;从D口出来的溶液为NaOH溶液,D项错误;由于没
14、有给出氯气所处的外界条件,故不能根据其体积求算物质的量,E项错误;精制食盐时氯化钡在Na2CO3溶液之前加,这样过量的氯化钡可被除去,F项错误。(2)阳极发生氧化反应,则阳极电极反应式为3H2O-6e-O3+6H+,阴极发生还原反应,电极反应式为O2+2e-+2H+H2O2。(3)产生的红色絮状物质及气泡是氢氧化铁和氧气。Fe2O3作阳极制得高铁酸钾,则阳极电极反应为Fe2O3+10OH-6e-2Fe+5H2O。11.(15分)氮的重要化合物,如氨(NH3)、肼(N2H4)、三氟化氮(NF3)等在生产、生活中具有重要作用。(1)利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:H2
15、O(l)H2O(g)H1=+44.0 kJmol-1N2(g)+O2(g)2NO(g)H2=+229.3 kJmol-14NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H3=-906.5 kJmol-14NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)H4则H4=-2 317.0kJmol-1。(2)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。写出该反应的离子方程式:2Co2+N2H4+4OH-2Co+N2+4H2O。在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡
16、时,混合气体中各组分的体积分数如下图1所示,则N2H4发生分解反应的化学方程式为3N2H4N2+4NH3;为抑制肼的分解,可采取的合理措施有降低反应温度、增大压强等(任写一种)。 图1 图2(3)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如图2所示。氮化硅的化学式为Si3N4。a电极为电解池的阳(填“阴”或“阳”)极,写出该电极的电极反应式:N+3F-6e-NF3+4H+;电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质,该气体的分子式是F2。【解析】(1)将题给反应依次标为,根据盖斯定律,由-5-6得H4=-2317.0 kJmol-1。(2)由题意知,反应后生成N2和Co,根据得失电子守恒配平即可。由题图1知,生成两种气体的体积分数始终为41,根据元素、原子守恒,可确定出产物为NH3和N2,该反应温度越高,生成产物越多,所以可采用降温法抑制肼的分解,且该反应是一个气体体积增大的反应,也可采用增大压强的方法抑制其分解。(3)氮化硅的化学式为Si3N4。b处为H+得电子生成H2,应为阴极,所以a为阳极。a处生成NF3,所以N和F-均参加反应,根据电荷守恒知应生成H+,另外F-也可失去电子生成F2。
