高中化学-专题综合检测-五-苏教版选修6.doc

专题综合检测
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
1．(2011年承德高二检测)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(　　)
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阴极的阳极保护法
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
解析：选A。银器在空气中久置会被O2所氧化变黑，为化学腐蚀，A正确。当镀层破损时，SnFe可形成原电池，Fe为负极被氧化，不再起到保护作用，B错。与Zn块形成原电池，Zn作负极(阳极)，从而保护Fe正极(阴极)，所以C错误；外加电流保护法应该与直流电源的负极相连，故D错。
2．关于铅蓄电池的说法正确的是(　　)
A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)
解析：选B。铅蓄电池的充放电反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，放电时Pb作负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4，在正极上：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；充电时，H2SO4的浓度不断增大，阳极上发生的是氧化反应，是失去电子而不是得到电子。
3．(2011年龙岩高二检测)镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是(　　)
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
解析：选A。由充电时方程式中的Cd和Ni的化合价的变化可知，Ni(OH)2作阳极，电解质溶液为KOH，所以电极反应式为：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2O；Cd(OH)2作阴极，Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－；充电的过程是将电能转化为化学能，放电时，Cd作负极，Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，Cd周围的c(OH－)下降，OH－向负极移动。
4．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质(方括号内物质)，能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是(　　)
A．AgNO3[AgNO3]　　　　　　　 B．NaOH[H2O]
C．KCl[KCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]
解析：选B。A项，4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，脱离反应体系的物质是4Ag和O2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量Ag2O才能复原。同理，C项应加HCl，D项应加CuO才能复原。
5．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是(　　)
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
解析：选C。选项A中ZnMn干电池作负极的是Zn，石墨作电池的正极，只起导电的作用，被腐蚀的是Zn；选项B中氢氧燃料电池是把化学能直接转化为电能，而不是把热能直接转化为电能；太阳能电池的主要材料是高纯度的单晶硅，它的能量转化率高。
6．一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是(　　)
A．CH3OH(g)＋O2(g)－2e－===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)
B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)
C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)
D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－
解析：选C。甲醇与氧气反应的化学方程式为：2CH3OH＋3O2―→2CO2＋4H2O，化合价升高的元素为C，所以在负极上甲醇失去电子而放电，在该极上的电极反应式为：CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)。
7．(2011年扬州高二检测)据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车在奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关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，电解液中的KOH的物质的量不变
C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2O
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移
解析：选D。据题意，氢氧燃料电池的总反应式为：2H2＋O2===2H2O，其电解液为KOH溶液，故其正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应式为：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；反应过程中，生成和消耗OH－的量相等，KOH的物质的量不变；A、B、C均正确；D中根据电解CuCl2时的放电顺序，可知产生Cl2的电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑，故产生2.24 L Cl2时，转移电子0.2 mol。
8．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1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 L
解析：选B。微生物主要成分是蛋白质，高温条件下蛋白质变性，失去活性，A不正确。通入燃料C6H12O6的极为负极，负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋(能放出CO2应该是酸性，所以右边写H＋。不能在左边加OH－、右边写H2O)，B项正确。正极反应为：6O2＋24H＋＋24e－===12H2O，从两极反应可知：负极生成H＋，正极消耗H＋，即通过质子交换膜从负极到正极传导H＋，选项C不正确。从总反应C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O可知，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4 L，D项错。
9．(2011年沧州高二检测)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．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
B．氢氧燃料电池的负极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应为Fe－2e－===Fe2＋
解析：选A。氢氧燃料电池的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；粗铜精炼时，与电源负极相连作阴极的是纯铜；钢铁发生电化学腐蚀的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋。
10．有一合金由X、Y、Z、W四种金属组成，若将合金放入盐酸中只有Z、Y能溶解；若将合金置于潮湿空气中，表面只出现Z的化合物；若将该合金作阳极，用X盐溶液作电解液，通电时四种金属都以离子形式进入溶液中，但在阴极上只析出X。这四种金属的活动性顺序是(　　)
A．Y＞Z＞W＞X B．Z＞Y＞W＞X
C．W＞Z＞Y＞X D．X＞Y＞Z＞W
解析：选B。将合金放入盐酸中只有Z、Y溶解，说明金属活动性Z、Y＞X、W；将合金置于潮湿空气中，表面只出现Z的化合物，说明Z的金属活动性最强；电解时在阴极只析出X，说明X离子的氧化性最强，X的金属活动性最弱。
11．市场上经常见到的标记为Liion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：Li＋2Li0.35NiO22Li0.85 NiO2。下列说法不正确的是(　　)
A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋
B．充电时， Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质
D．放电过程中Li＋向负极移动
解析：选D。此类题，在确定两极后，先考虑放电的各种情况，再考虑充电的各种情况。放电时，Li作负极，失电子(A项正确)，生成的Li＋从负极移向正极(D项错)。充电时，是电池反应的反方向，从总方程式可知，此时的Li0.85 NiO2 既发生氧化反应又发生还原反应，B项正确。C项，由于Li可以与水反应，故应用非水材料，正确。
12．(2011年湛江高二检测)500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是(　　)
A．原混合溶液中c(K＋)为2 mol·L－1
B．上述电解过程中共转移2 mol电子
C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol
D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1
解析：选A。该溶液用石墨作电极电解，阳极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，生成1 mol氧气失去4 mol电子，阴极反应先为：Cu2＋＋2e－===Cu，后为：2H＋＋2e－===H2↑，生成1 mol氢气得到2 mol电子，而阴、阳两极得失电子数相等，故Cu2＋得2 mol电子生成1 mol铜，原溶液中c(Cu2＋) ＝2 mol·L－1，由电荷守恒得c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO)，即c(K＋)为2 mol·L－1。电解后c(H＋)应为4 mol·L－1。
13．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是(双选)(　　)
A．CuSO4 B．AgNO3
C．BaCl2 D．H2SO4
解析：选AB。阴极质量增加，说明溶液中含有不活泼金属的阳离子，电解液的pH下降，说明在阳极上是OH－放电而使溶液中c(H＋)增大，溶液中的阴离子应该是含氧酸根离子。
14．有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下：

实验次数
电极材料
水果品种
电极间距/cm
电压/mV
1
锌
铜
菠萝
3
900
2
锌
铜
苹果
3
650
3
锌
铜
柑橘
3
850
4
锌
铜
西红柿
3
750
5
锌
铝
菠萝
3
650
6
锌
铝
苹果
3
450
甲同学提出的问题，乙同学解释不正确的是(　　)

甲同学
乙同学
A
实验6中的负极电极反应如何写？
铝为负极：Al－3e－===Al3＋
B
实验1,5电流方向为什么相反？
1中锌为负极，电流由铜经导线到锌，5中铝为负极，铝失去电子，电流由锌经导线流向铝
C
水果电池的电压与哪些因素有关？
只跟水果的类型有关
D
实验中发光二极管不太亮，如何使它更明亮起来？
可用铜锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来
解析：选C。A选项电极反应的书写正确；B选项电流方向相反说明电极的正负相反，从金属活泼性可以判断和解释；从表格中数据可以看出，C选项有关水果电池的电压，不仅取决于水果的种类(电解质溶液的变化)，同时还取决于电极材料(金属活泼性的差异如2、6对比)；D选项，从电解质溶液导电性来看，菠萝是最好的，从电极材料活泼的差异性来看，铜锌是最好的，再通过电源的串联可以增加电压，电流增大，亮度增大。
15．下图有关电化学的图示，完全正确的是(　　)

解析：选D。A为原电池，铜电极应该为正极，而锌电极为负极，所以A错；B项中，丹尼尔电池锌电极应该插入硫酸锌溶液中，铜电极应插入硫酸铜溶液中，故B错；C项中，粗铜的电解精炼，必须让精铜作阴极，粗铜作阳极，故C错；D项，电解饱和食盐水，阳极上将产生氯气，阴极生成了氢气，故D对。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(8分)在50 mL 0.2 mol·L－1硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解(不考虑水分蒸发)。则：
(1)若两电极均为铜片，电解过程中浓度将怎样变化？
__________________；
(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极电极反应式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)如不考虑H＋在阴极上放电，当电路中有0.04 mol电子通过时，阴极增重__________g，阴极上的电极反应式是
________________________________________________________________________。
解析：(1)因两极均为铜片，而电解液为CuSO4溶液，电解过程中CuSO4浓度不变。
(2)阳极为金属锌，阳极：Zn－2e－===Zn2＋。
(3)阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，析出铜的质量为：×64 g＝1.28 g。
答案：(1)不变
(2)Zn－2e－===Zn2＋
(3)1.28　Cu2＋＋2e－===Cu
17．(10分)如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的氯化钠饱和溶液，C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。
(1)写出电解氯化钠饱和溶液的化学方程式
_____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。则电极C(Ⅰ)的名称是________；电极反应式是
________________________________________________________________________。
(3)一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，则C(Ⅰ)、C(Ⅱ)两玻璃管内气体的体积V(Ⅰ)、V(Ⅱ)的关系是：V(Ⅰ)________V(Ⅱ)(填“＞”、“＜”或“＝”)；断开S1，同时接通S2时电流表A的指针发生了偏转，你认为是否发生原电池反应________(填“是”、“不是”或“无法判断”)。
解析：电解饱和食盐水阳极发生氧化反应生成氯气，阴极发生还原反应生成氢气和氢氧化钠，生成等物质的量的氢气和氯气转移的电子都是2 mol，因此在该氧化还原反应中生成的两气体的物质的量相等，相同条件下体积也相等，但是氯气在水中的溶解度大于氢气，最终氢气的体积大于氯气的体积，电流表的指针发生了偏转说明有电流通过，形成了原电池，氢气和氯气能够发生氧化还原反应，类似于氢氧燃料电池。
答案：(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(2)阴极　2H＋＋2e－===H2↑
(3)＞　是
18．(10分)(2011年常州高二检测)某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题：

(1)电源A极的名称是________。
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是________。
(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是________(填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是________(填化学式)。
(5)装置丁中的现象是
________________________________________________________________________。
解析：由乙中阴极2H＋＋2e－===H2↑；阳极2Cl－－2e－===Cl2↑，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明F极为阴极，即电源B极是负极，因此电源A极是正极。甲装置中电解反应的总化学方程式是2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；乙装置为电解食盐水，根据电解方程式2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH，产生的两种气体的体积比是1∶1；欲用丙装置给铜镀银，G(阳极)应该是银，电镀液的主要成分是含Ag＋的电解质溶液，如AgNO3溶液；氢氧化铁胶粒带正电荷，故向阴极移动，故装置丁中的现象是Y极附近红褐色变深。
答案：(1)正极
(2)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
(3)1∶1
(4)银　AgNO3
(5)Y极附近红褐色变深
19．(13分)新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800 ℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800 ℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子转移的介质，该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下：

请回答下列问题：
(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是________________________________________________________________________。
(2)在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有________、________、________(填化学式)生成。
(3)在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为
________________________________________________________________________。
(4)写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(5)已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题给信息，磷酸亚铁锂中存在的是Fe2＋离子，很容易被空气中的O2氧化，故灼烧时需用惰性气体保护。
(2)因为其他物质为气体，结合质量守恒进行配平可知有CO2、H2O、NH3生成。
(3)方法二中，阳极的电极反应包括Fe原子失去电子生成Fe2＋，还有Fe2＋与H2PO、Li＋的沉淀反应。
(4)M分子中含3个酯基，跟足量NaOH反应时，这3个酯基都会断裂。
(5)可充电电池充电时，发生的反应是电池放电时的逆过程，据此原理，原电池放电时，正极是＋3价铁得电子成为＋2价铁。
答案：(1)为了防止亚铁化合物被氧化
(2)CO2　H2O　NH3
(3)Fe＋H2PO＋Li＋－2e－===LiFePO4＋2H＋

(5)FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
20．(14分)(1)请回答有关氯碱的如下问题：
氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。

①图中X、Y分别是________、________(填化学式)，分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小________；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应：正极：__________________，负极：________________________________________________________________________；
③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)
______________________、
________________________________________________________________________。
(2)工业用电解硫酸铵溶液生产(NH4)2S2O8(二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为
________________________________________________________________________。
解析：(1)本题很有创意，可以很好地综合考查原电池和电解池的相关知识。电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。本题突破口在于B燃料电池这边，通空气一边为正极(还原反应)，那么左边必然通H2，这样Y即为H2；再转到左边装置依据电解饱和食盐水的化学方程式可知唯一未知的就是X，必然为Cl2了；A中的NaOH进入燃料电池正极再出来，依据O2＋2H2O＋4e－===4OH－可知NaOH溶液浓度增大。(2)电解硫酸铵溶液，根据电解原理，阳极失电子发生氧化反应，再根据反应后的产物得出正确的答案。
答案：(1)①Cl2　H2　a%小于b%　②O2＋2H2O＋4e－===4OH－　H2＋2OH－－2e－===2H2O　③燃料电池可以补充电解池消耗的电能　提高产出碱液的浓度　降低能耗(其他合理答案也可)
(2)2SO－2e－===S2O