2022年高三化学寒假单元测试：08难溶电解质的溶解平衡（B卷） Word版含解析

这是一份2022年高三化学寒假单元测试：08难溶电解质的溶解平衡（B卷） Word版含解析，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：
电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)
电解池：2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑
电解过程中，以下判断正确的是( )
2．热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：
PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。
下列有关说法正确的是( )
A．正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2
B．放电过程中，Li＋向负极移动
C．每转移0.1 ml电子，理论上生成20.7 g Pb
D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
3．电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
已知：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O
下列说法不正确的是( )
A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO
C．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2OKIO3＋3H2↑
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总反应不变
4． “ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( )
A．电池反应中有NaCl生成
B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C．正极反应为：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－
D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
5．下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是( )
A．水中的钢闸门连接电源的负极B．金属护栏表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜D．地下钢管连接镁块
6．用石墨电极电解CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是( )
A．a端是直流电源的负极
B．通电使CuCl2发生电离
C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
7．糕点包装中常用的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是( )
A．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期
B．脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe－3e－===Fe3＋
C．脱氧过程中碳作原电池负极，电极反应为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气336 mL(标准状况)
8．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是( )
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生
C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强
D．催化剂b表面的反应是CO2 ＋2H＋＋2e－===HCOOH
9．某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是( )
A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋＋2Cl－Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：Cl2＋2e－===2Cl－
D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
10．以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：
下列说法不正确的是( )
A．在阴极室，发生的电极反应为：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O向右移动
C．该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑
D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为d，则此时铬酸钾的转化率为1－
11．将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是( )
A．Cu电极上发生还原反应
B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C．片刻后甲池中c(SO)增大
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
12．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D．图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
二、非选择题(本题包括3个小题，共40分)
13．(14分)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是________。
a．Fe2O3 b．NaClc．Cu2S d．Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应：2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O，该反应的还原剂是________，当1 ml O2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为________ ml。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是________。
(3)下图为电解精炼银的示意图，________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为_________________________________。
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S)，将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用是________。
14．(12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，电解质溶液为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______________、______________。
(2)闭合K开关后，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F＝9.65×104 C·ml－1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为______ L(标准状况)。
15．(14分)(1)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是______。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(2)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为________________。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为________________________。与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为______，该电池总反应的离子方程式为__________。
(4)熔融状态下，钠的单质和FeG2能组成可充电电池(装置示意图如下)，反应原理为：2Z＋FeG2Fe＋2ZG
放电时，电池的正极反应式为____________；充电时，______(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为______。
参考答案
1. 解析：电池中H＋移向正极即PbO2电极，电解池中H＋移向阴极即Pb电极，A错误；每消耗3 ml Pb转移6 ml e－，生成1 ml Al2O3，B错误；电池正极反应式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，电解池中阳极反应为2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，C错误；D中电池中负极上Pb生成PbSO4使其质量增大，电解池中阴极上H＋生成H2，Pb电极质量无变化，D正确。
答案：D
2. 解析：负极反应为Ca失电子，A错；放电过程中，阳离子移向正极，B错；由电池总反应方程式可知，每转移2 ml e－，生成1 ml Pb，即每转移0.1 ml电子，理论上生成10.35 g Pb，故C错；D项，由题干信息可知，常温下，该电池反应不能发生，故D正确。
答案：D
3. 解析：左侧溶液变蓝，说明I－放电生成I2，所以左侧Pt电极为阳极，右侧Pt电极为阴极。
A项，右侧为阴极区，水电离出的H＋放电。
B项，右侧产生的OH－可通过阴离子交换膜移向阳极与I2反应产生IO，IO也可通过阴离子交换膜进入右侧。
C项，阳极反应：2I－－2e－===I2,3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O
阴极反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，两式相加可得总反应。
D项，若用阳离子交换膜，OH－无法移向阳极，即无法与阳极处生成的I2反应，故总反应为2KI＋2H2OI2＋H2↑＋2KOH，故总化学反应不同。
答案：D
4. 解析：负极Na－e－===Na＋，由“多孔Ni/NiCl2”可知正极NiCl2得电子电极反应式NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，B选项错误。
答案：B
5. 解析：形成电解池，被保护的金属作阴极，与电源的负极相连，A选项正确。
答案：A
6. 解析：阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，可知a为负极、b为正极，A选项正确；阳极发生失电子的反应生成Cl2、阴极发生得电子的反应生成Cu，C、D选项错误；电解质的电离与是否通电无关，B选项错误。
答案：A
7. 解析：钢铁腐蚀中铁作负极、碳作正极，B、C错误；n(Fe)＝0.02 ml，负极电极反应式Fe－2e－===Fe2＋，生成Fe2＋与正极生成的OH－结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，所以0.02 ml Fe最终失去0.06 ml电子，消耗n(O2)＝＝0.015 ml，D选项正确。
答案：D
8. 解析：首先标化合价，看价变化，O2―→HOOH，CO2中C的化合价降低，得电子，由图示装置中电子转移的方向可知催化剂a表面发生失电子的反应，催化剂b表面发生得电子的反应，所以在催化剂b表面发生的电极反应为CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH；在a表面H2O失电子生成O2，电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，由电极反应式可知a极附近酸性增强，b极附近酸性减弱，C错误。
答案：C
9. 解析：由题意知，断开K2，闭合K1时，两极均有气泡产生，则说明铜电极没有参与反应，则铜电极一定作阴极，石墨电极作阳极，所以总反应的离子方程式应为2Cl－＋2H2O===Cl2↑＋H2↑＋2OH－，铜电极附近溶液变红，故A、B项均错误；断开K1，闭合K2时，氯气在石墨电极上得到电子生成Cl－，氢气在铜电极上失去电子生成氢离子，所以此时石墨电极作正极，铜电极作负极，故C错误，D项正确。
答案：D
10. 解析：因放电顺序H＋＞K＋，故阴极电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；由于阳极的电极材料是惰性电极，故该电解池的阳极电极反应式为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于反应生成了H＋，增大了H＋的浓度，故平衡2＋2H＋＋H2O正向移动，溶液颜色由黄色变为橙色，故A、B项正确；将上述反应式合并可知C项正确；由总反应方程式4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑和电解装置可知，电解过程中阳极室的K＋通过阳离子交换膜进入阴极室，从而生成KOH。现设K2CrO4的起始物质的量为1 ml，转化的K2CrO4的物质的量为x，根据电解方程式可知生成的KOH的物质的量为x，阳极室剩余K＋物质的量为2 ml－x，阳极室中Cr的物质的量为1 ml，由题意得：＝d，解得x＝(2－d) ml，故铬酸钾的转化率为2－d，D项不正确。
答案：D
11. 解析：将装置中K闭合，该装置构成原电池，其中Zn电极上发生氧化反应，为负极，Cu电极上发生还原反应，为正极，故A正确；电子沿Zn→a，在a上溶液中的H＋得到电子，在b上溶液中的OH－失去电子，电子不能直接由a→b，故B错误；该装置工作过程中，甲乙两烧杯中的SO的浓度都不改变，只是盐桥中的Cl－和K＋分别向甲、乙两烧杯中移动，故C错误；b接电源正极为阳极，在此极溶液中的OH－失去电子，c(OH－)减小，c(H＋)增大，b处滤纸不能变红色，故D错误。
答案：A
12. 解析：图a中，烧杯底端的海水中含氧量比较少，故铁棒发生吸氧腐蚀的速率应该减小，A项错误；图b中，当开关置于N时，左边的锌与合金形成了原电池，并且合金作正极，合金的腐蚀速率减小，B项正确；图c中，接通开关后，形成原电池，生成氢气的速率增大，但是氢气是在Pt电极上放出的，C项错误；图d中，在放电时应该是MnO2发生还原反应，D项错误。
答案：B
13. 解析：(1)冶炼活泼金属(金属活动顺序中Al之前)时，一般采用电解法，所以答案为bd。
(2)在反应2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O中，Cu2S中铜元素化合价由＋1价升高到CuSO4中＋2价，硫元素化合价由－2价升高到CuSO4中＋6价，Cu和S均被氧化，故Cu2S作还原剂。在该反应中氧元素化合价由O2中0价降低到－2价，1 ml O2得4 ml e－，即1 ml O2参加反应时，还原剂失电子物质的量为4 ml。CuSO4溶液中因Cu2＋水解显酸性，故加入镁条时，可产生H2。
(3)电解精炼银时，粗银连接在电源正极上，作阳极，电极本身放电溶解，精银连接到电源负极上，作阴极。
由图可知，b极为电解池阴极，发生反应为Ag＋＋e－===Ag，若该电极产生红棕色气体即NO2，则应发生如下电极反应：NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。
(4)将银器浸于铝质容器的食盐水中并相互接触，则构成原电池，Al作负极，银器作正极，Ag2S得电子还原为单质银，食盐水主要是起到电解质溶液导电的作用。
答案：(1)bd (2)Cu2S 4 H2 (3)a NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O (4)作电解质溶液(或导电)
14. 解析：(1)总反应式为：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，正极反应式为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，则负极反应式由总反应式减正极反应式得到；(2)由三个池可看出，一、二两池为串联的电源，其中甲烷与氧气反应是还原剂，所在电极为负极，因而与之相连的b电极为阴极，产生的气体为氢气；(3)1 ml甲烷氧化失去电子8 ml，电量为8×96 500 C，题中虽有两个燃料电池，但电子的传递只能用一个池的甲烷量计算，1 L为ml，可求电量；甲烷失电子是Cl－失电子数的8倍，则得到氯气为4 L(CH4—8Cl－—4Cl2)。
答案：(1)2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
(2)H2 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(3)×8×9.65×104 C·ml－1＝3.45×104 C 4
15. 解析：(1)电解精炼铜时，电能转化为化学能，也有少量电能转化为热能，a错误；b正确；Cu2＋向阴极移动，c错误；比铜不活泼金属以阳极泥的形式沉积在阳极附近，d正确。
(2)负极是Cu失电子，正极上是O2得电子。
(3)根据所给信息可确定反应物为FeCl3、KClO，生成物是K2FeO4，再利用原子守恒可写出其离子方程式(要注意溶液呈碱性，方程式中不能出现H＋)：2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O。K2FeO4－Zn碱性电池中，活泼的Zn作负极，负极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，K2FeO4作正极，正极反应为：FeO＋4H2O＋3e－===Fe3＋＋8OH－，其电池总的离子反应为：3Zn＋2FeO＋8H2O===3Zn2＋＋2Fe3＋＋16OH－。
(4)根据总反应2Na＋FeCl2Fe＋2NaCl知，Na为负极、熔融FeCl2为正极；放电时FeCl2得电子，所以正极反应为Fe2＋＋2e－===Fe；充电时，Na极接电源的负极；两极之间的β—Al2O3为电解质。
答案：(1)b、d
(2)O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(3)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O
FeO＋4H2O＋3e－===Fe3＋＋8OH－ 3Zn＋2FeO＋8H2O===3Zn2＋＋2Fe3＋＋16OH－
(4)Fe2＋＋2e－===Fe 钠 β—Al2O3
电池
电解池
A
H＋移向Pb电极
H＋移向Pb电极
B
每消耗3 ml Pb
生成2 ml Al2O3
C
正极：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O
阳极：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
D