还剩4页未读,继续阅读
文本内容:
2019-2020年高中化学第4章小结教案新人教版选修4
一、选择题每小题有1个或2个选项符合题意1.xx·北京市海淀区测试题某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3:1用石墨电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可明显分为三个阶段下列叙述不正确的是 A.阴极自始至终只析出H2B.阳极先析出Cl2,后极出O2C.电解最后阶段为电解水D.溶液pH不断增大,最后为7【解析】 电解质溶液中,nNa+nCl-nH+nSO=3:3:2:1,开始电解产生H2和Cl2,随着产生H2和Cl2的同时,生成OH-中和H2SO4,且OH-过量,最后是电解水,因而最后溶液的pH>7,阴极只放出H2三个阶段分别相当于电解HCl→NaCl→H2O答案为D【答案】 D2.xx·全国理综Ⅰ以惰性电极电解CuSO4溶液若阳极上产生气体的物质的量为
0.0100mol,则阴极上析出Cu的质量为 A.
0.64g B.
1.28gC.
2.56gD.
5.12g【解析】 根据电极反应,阳极4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极2Cu2++4e-=2Cu可得出关系式O2 ~ 2Cu1mol 2×64g0.01mol
1.28g【答案】 B3.xx·重庆理综如下图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶离子在琼胶内可以移动下列叙述正确的是 A.a中铁钉附近呈现红色B.b中铁钉上发生还原反应C.a中铜丝上发生氧化反应D.b中铝条附近有气泡产生【解析】 本题考查原电池反应原理的应用a装置由铁钉、铜丝、NaCl溶液构成原电池,铁钉作负极发生氧化反应Fe-2e-=Fe2+,铁钉附近不会出现红色,A错误铜丝上发生还原反应O2+4e-+2H2O=4OH-,C错误b装置,由铁钉、铝条、NaCl溶液构成原电池,铝条的负极,发生氧化反应Al-3e-=Al3+,不会有气泡生成,D错误铁钉作正极发生还原反应O2+4e-+2H2O=4OH-,B正确【答案】 B4.xx·广东化学用铜片、银片、CuNO32溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥装有琼脂—KNO3的U型管构成一个原电池以下有关该原电池的叙述正确的是
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A.
①②B.
②③C.
②④D.
③④【解析】 因金属活泼性Cu>Ag,故此原电池中Cu作负极,Ag作正极,电极反应如下,负极Cu-2e-=Cu2+,正极2Ag++2e-=2Ag在外电路中,电子由Cu电极流向Ag电极,而电流方向与电子流向相反,
①错误;没有盐桥,原电池不能继续工作,
③错误;无论是否为原电池,反应实质相同,均为氧化还原反应,
④正确【答案】 C5.xx·北京理综据报道,我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务某种氢氧燃料电池的电解质溶液为KOH溶液下列有关该电池的叙述不正确的是 A.正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-B.工作一段时间后,电解质溶液中KOH的物质的量不变C.该燃料电池的总反应方程式为2H2+O2=2H2OD.用该电池电解CuCl2溶液,产生
2.24LCl2标准状况时,有
0.1mol电子转移【解析】 碱性氢氧燃料电池总反应式是2H2+O2=2H2O,KOH的物质的量在反应过程中不变,O2为正极反应物,故A、B、C项都正确;由Cl-生成
0.1molCl2转移
0.2mol电子,D项错误【答案】 D6.xx·江苏卷以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示关于该电池的叙述正确的是 A.该电池能够在高温下工作B.电池的负极反应为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移D.在电池反应中,每消耗1mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体L【解析】 高温下,微生物发生蛋白质的变化,A错误;B正确;放电过程中,H+移向正极区,C错误;葡萄糖燃料电池的总反应式为C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O,即1molO2~1molCO2,每消耗1molO2,理论上生成标准状况下CO2气体为
22.4L,D错误【答案】 B7.xx·广东卷可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极下列说法正确的是 A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为O2+2H2O+4e-=4OH-B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为Al+3OH--3e-=AlOH3↓C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极【解析】 电池工作时,正极上O2得到电子被还原,电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,A正确电解液为NaOH溶液时,在负极上产生的是NaAlO2而不是AlOH3,B错误电池的总反应为4Al+3O2+4NaOH=4NaAlO2+2H2O,消耗NaOH,pH减小电池工作时,电子通过外电路由负极流向正极【答案】 A8.xx·上海卷下图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间下列有关描述错误的是 A.生铁块中的碳是原电池的正极B.红墨水柱两边的液面变为左低右高C.两试管中相同的电极反应式是Fe-2e-=Fe2+D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀【解析】 a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀,在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀,正极为碳2H2O+O2+4e-=4OH-,负极为铁2Fe-4e-=2Fe2+,由于吸收O2,a管中气压降低;b管中的电解质溶液是酸性较强的NH4Cl溶液,故发生析氢腐蚀,正极2H++2e-=H2↑,负极Fe-2e-=Fe2+,由于放出氢气,b管中气压增大,故U形管中的红墨水应是左高右低,B选项错误【答案】 B9.xx·安徽理综Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑下列说法正确的是 A.石墨电极上产生氢气B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当有
0.1mol电子转移时,有
0.1molCu2O生成【解析】 由总反应知失电子的为Cu,得电子的是H2O中的氢元素因此Cu极为电解池的阳极,接电源的正极,石墨为阴极,接电源的负极当有
0.1mol电子转移时,应有
0.05molCu2O生成【答案】 A10.将一直流电源的正、负极,用玻璃片分别压在食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊试液浸过的滤纸上,经过一段时间后,两极附近滤纸的颜色分别是 ABCD阳极蓝白红蓝阴极白蓝蓝蓝【解析】 本题实质上相当于是在滤纸上进行电解食盐水、KI的混合液,两极的变化为阳极2I--2e-=I2I2遇淀粉后变蓝,阴极2H++2e-=H2↑,该极周围的cOH-增大,碱性增强,则石蕊变蓝【答案】 D11.xx·苏北四市铅蓄电池在现代生活中有广泛应用,其电极材料是Pb和PbO2,电解液是硫酸溶液现再用铅蓄电池电解饱和硫酸钠溶液一段时间,假设电解时温度不变且用惰性电极,下列说法不正确的是 A.蓄电池放电时,每消耗
0.1molPb,共生成
0.1molPbSO4B.电解池的阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑C.电解后,cNa2SO4不变,且溶液中有晶体析出D.蓄电池中每生成1molH2O,电解池中就消耗1molH2O【答案】 AD12.xx·南通市碱性锌锰电池工作时的总方程式为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+ZnOH2关于碱性锌锰电池的说法正确的是 A.碱性锌锰电池是二次电池B.正极反应为2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-C.连续工作后的碱性锌锰电池中电解液的pH将减小D.工作中,每转移
0.2mole-时,负极质量减轻
6.5g【答案】 B
二、非选择题13.下图中每一方框中的字母代表一种反应物或生成物各物质组成情况表CDI起始组成/mol640某时刻组成/mol332物质A跟B反应生成E、F和G,物质G跟D反应生成I,某温度下该反应起始和某时刻的反应混合物组成如上表,请填写下列空白1物质H的分子式是____________;2反应
①的化学方程式是____________;3反应
②的化学方程式须注明反应条件是________________________________________________________________________【解析】 本题的突破口是Cl2性质的应用根据生成产物的种类多少来判断由于饱和食盐水经电解后生成H
2、Cl
2、NaOH,其中Cl2与NaOH溶液反应有三种产物NaCl、NaClO、H2O,所以反应
①为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O而Cl2与H2反应只有HCl一种产物,故物质H是H
2、Cl2的反应产物HCl所以B为Cl2另外依据题中提供数据,推出C、D、I的化学计量数之比根据题目提供的数据,2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可得出消耗3molH2生成2molI,很自然想起可能是N2+3H22NH3,该反应是可逆反应,在高温高压下,催化剂还原铁粉的作用下发生【答案】 1HCl2Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3N2+3H22NH314.xx·北京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、X2Y
2、XW等共价化合物;
②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y
2、ZW等离子化合物请回答1Z2Y的化学式是____________2Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是__________________________________3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,CⅠ、CⅡ为多孔石墨电极接通S1后,CⅠ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CⅠ的电极名称是____________填写“正极”或“负极”CⅡ的电极反应式是__________________________________4铜屑放入稀硫酸不反应,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__________________________________【解析】 接通S1时,图示装置为电解池;断开S1,接通S2时,图示装置为原电池【答案】 1Na2O22Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑3负极 Cl2+2e-=2Cl-4Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O15.xx·重庆理综工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料,其中部分原料可用于制备多晶硅1上图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是____________;NaOH溶液的出口为____________填字母;精制饱和食盐水的进口为____________填字母;干燥塔中应使用的液体是____________2多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注
①SiCl4可制气相白炭黑与光导纤维主要原料相同,方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为__________________________________
②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用,一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应3SiCl4g+2H2g+Sis4SiHCl3g达平衡后,H2和SiHCl3物质的量浓度分别为
0.140mol/L和
0.020mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的质量为____________kg3采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,现制得氯酸钠
213.0kg,则生成氢气____________m3标准状况【解析】 1阳离子交换膜法电解饱和食盐水,阳极区域通入NaCl,阳极反应2Cl-=Cl2↑+2e-;阴极反应2H++2e-=H2↑,阴极区域产生的OH-和从阳极区域透过离子交换膜过来的Na+生成NaOH2根据三段式计算可知密闭体系中初状态应加入3molH2,应消耗6molNaCl,质量为
0.351kg3NaCl+3H2O=NaClO3+3H2↑
106.5g3×
22.4L21300VH2VH2=134400L,即
134.4m3【答案】 1
①氯气 a d 浓硫酸2
①SiCl4+2H2+O2SiO2+4HCl
②
0.351
③
134.416.利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一某研究小组设计了如下图所示的循环系统实验光分解水制氢反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供,反应体系中I2和Fe2+等可循环使用1写出电解池A、电解池B和光催化反应池中反应的离子方程式2若电解池A中生成
3.36LH2标准状况,试计算电解池B中生成Fe2+的物质的量3若循环系统处于稳定工作状态时,电解池A中流入和流出的HI浓度分别为amol/L和bmol/L,光催化反应生成Fe3+的速率为cmol/min,循环系统中溶液的流量为Q流量为单位时间内流过的溶液体积试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q【解析】 由所给图示知电解池A中为电解HI,而B中则为含Fe3+的溶液,所以有1电解池A2H++2I-H2↑+I2,电解池B4Fe3++2H2OO2↑+4H++4Fe2+,光催化反应池2Fe2++I22Fe3++2I-2nH2==
0.15mol,转移电子的物质的量为ne-=2nH2=
0.15mol×2=
0.3mol因为电解池A、B是串联电解池,电路中转移的电子数目相等,所以nFe2+=ne-=
0.3mol3根据化学反应2Fe2++I22Fe3++2I-,光催化反应生成I-的速率υI-=υFe3+=cmol/L,电解池A中消耗I-的速率应等于光催化反应池中生成I-的速率amol/L·Q-bmol/L·Q=cmol/min,Q=L/min【答案】 1A2H++2I-H2↑+I2B4Fe3++2H2OO2↑+4H++4Fe2+,光催化反应2Fe2++I22Fe3++2I-
20.3mol 3Q=L/min。