高中人教版 (2019)化学反应与能量变化第3课时同步训练题

这是一份高中人教版 (2019)化学反应与能量变化第3课时同步训练题，共7页。试卷主要包含了 对下列有关装置的说法正确的是，一种电化学装置的工作原理，B 2等内容，欢迎下载使用。
B．C．D．
2. 理论上，下列反应不能设计成原电池的是
下列图示的装置不能形成原电池的是
稀硫酸B．硫酸铜溶液C．稀硫酸
D． 稀盐酸
4. 对下列有关装置的说法正确的是
装置Ⅰ中镁为原电池的负极
装置Ⅱ在工作时正负极质量均增加
装置Ⅲ能构成原电池
装置Ⅳ工作时，锌筒作负极，发生还原反应，锌筒会变薄
5 . 下列各组成金属和溶液，能组成原电池的是
A．Cu、Cu、稀硫酸 B．Zn、Zn、稀硫酸 C．Cu、Zn、酒精 D．Zn、Cu、CuSO4溶液
6 . 利用肼(N2H4)—空气燃料电池电解CuSO4溶液的装置如图所示。下列说法正确的是
装置甲中负极反应式：N2H4-6e-+4OH-=N2+4H2O
装置甲中离子交换膜为阳离子交换膜
一段时间后，装置甲中KOH溶液的pH不变
标准状况下，当装置甲中有2.24L O2被还原时，装置乙阳极上放出2.24L气体
7 . 可充电水系锌-二氧化碳电池，当闭合时，其原理如图所示。已知复合膜(由、膜复合而成，膜只允许通过，膜只允许通过)层间的解离成和，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。下列有关说法错误的是
闭合，锌电极反应式为
闭合，一段时间后，阴极区的不变
闭合，从电极流向复合膜
闭合，若理论上阳极生成的体积换算为标况标准下，其数值为，则外电路转移电子
8.一种电化学装置的工作原理：首先，太阳能转化为电能，先对碱性镍铁二次电池充电，实现电能储存；当镍铁电池充电完成后，过剩的电能再接着用于电解水，实现氢能储存。下列说法正确的是
放电时，电极A的电势低于电极B
放电时，OH-从电极B移向电极A
充电时，A电极发生的反应为：
该电池充电完成后，继续通电所产生的气体Ⅰ为H2
9.一种海水中提取锂的电解装置如图所示。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法不正确的是
互换前电极2上发生的反应为
互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同
理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变
理论上，电路中通过时，右侧电解液质量增加
10. 我国学者利用双膜三室电解法合成了，该方法的优点是能耗低、原料利用率高，同时能得到高利用价值的副产品，其工作原理如下。下列说法正确的是
a为负极，b为正极
膜I为阴离子交换膜，使从左池移向中间
当阴极区质量增加时，电路中有电子转移
理论上生成与X的质量比为
11 . 氯碱工业是化学工业中的重要组成部分，为了实现可持续发展和提高经济效益，降低能耗成为氯碱工业发展的关键方向。为达到这一目标，氯碱工业采取多种措施来提高能源利用效率，减少能源消耗。回答下列相关问题：
(1)写出氯碱工业反应原理的离子方程式：_______。
(2)将氢氧燃料电池应用于氯碱工业，其示意图如下：
①b极为_______(填“正”或“负”)极。
②甲装置中，向_______(填“a”或“b”)极移动。
③下列关于乙装置的说法中，不正确的是_______(填字母)。
A．在c极区获得氢气和氢氧化钠溶液
B．在d极区获得的产物，可供甲装置使用
C．当溶液浓度较低时，及时更换为精制饱和溶液，以保证生产效率
(3)向乙装置中的阴极区通入，能够替代水中的获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出在阴极区发生反应的电极反应式：_______。
(4)杂质离子可造成交换膜损伤，导致迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请结合化学用语说明原因：_______。
12. 锌锰干电池是应用最普遍的电池之一，其基本反应：
X极：Zn-2e－=Zn2＋
Y极：2MnO2＋2NH＋2e－=Mn2O3＋2NH3＋H2O
(1)X是电池的___________(填“正”或“负”，下同)极，Zn2＋向___________极移动。
(2)该电池总反应的离子方程式为___________。该反应中MnO2是___________(填“还原剂”或“氧化剂”)。
(3)若反应消耗16.25 g Zn，则电池中转移电子的物质的量为___________。
(4)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。
①该微生物燃料电池，负极为______(填“a”或“b”)，当电路中有0.5ml电子发生转移，则有______ml的H＋通过质子交换膜。
②负极反应式为：______。
答案：1.B 2.C 3.D 4.B 5.D 6.D 7.D 8.C 9.D 10.C
11.【答案】 (1)2Cl−+2H2O==电解2OH−+H2↑+Cl2↑
(2) 正 b A
3O2+4e−+2H2O=4OH−
(4)生成的氯气会在阳极区与OH⁻发生反应： Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O,减少氯气产量 (也可能OH⁻迁移至阳极区，会发生反应： 4OH−−4e−=O2↑+2H2O,生成氧气，使氯气不纯)。
【分析】氯碱工业原理是采用电解食盐水的方法产生氯气和烧碱，故称为氯碱工业；根据题目所给图示，甲装置为氢氧燃料电池，乙为电解池，甲装置中氢气进入a极，则a电极为负极，发生氧化反应，b极为正极，发生还原反应，则a电极连接乙装置的d电极为阴极，b电极连接乙装置的c电极为阳极。
【详解】 (1)氯碱工业原理是采用电解食盐水的方法产生氯气和烧碱，故称为氯碱工业，离子方程式为 2Cl−+2H2O==电解2OH−+H2↑+Cl2↑;
(2)①甲装置为氢氧燃料电池，氢气进入a极，则a电极为负极，b极为正极，
②a电极为负极，发生氧化反应，即 H2−2e−=2H+,要保持溶液电荷守恒， Na+要向b电极移动；
③A. c电极为阳极，发生氧化反应，即 2Cl−−2e=Cl2↑,故A错误；
B.根据分析，d电极为阴极，发生还原反应，即 2H2O+2e−=H2↑+2OH−,获得氢气可以继续供给甲装置使用，故B正确；
C.随着电解过程中氯化钠的减少，若氯化钠溶液浓度降低，继续电解可能会生成氧气，使氯气不纯，及时更换为精制饱和NaCl溶液，以保证生产效率，C正确；
(3)若向乙装置阴极区通入氧气，氧气得电子生成OH⁻，其电极反应式为； O2+4e−+2H2O=4OH−;
(4)生成的氯气会在阳极区与( OH−发生反应： Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O,减少氯气产量，也可能OH⁻迁移至阳极区，会发生反应： 4OH−−4e−=O2↑+2H2O,生成氧气，使氯气不纯。
12.【答案】(1) 负 正
2Zn+2MnO2+2NH4+=Mn2O3+2NH3+H2O+Zn2+ 氧化剂
(3)0.5ml
4a0.5HS−+4H2O−8e−=SO42−+9H+
【分析】锌锰干电池中，X极 Zn失电子生成 Zn2+,化合价升高，发生氧化反应，则X极为负极，Y极为正极；微生物燃料电池中，在硫氧化菌作用下，HS⁻失电子氧化生成 SO42−,，则a极为负极，通入氧气的b极为正极。
【详解】 (1)根据分析，X是电池的负极；原电池中阳离子向正极移动，则 Zn2+移向正极。
(2)根据X极、Y极电极反应叠加可得，电池总反应的离子方程式为 Zn+2MnO2+2NH4+=Mn2O3+2NH3+H2O+Zn2+; 该反应中 MnO2中 Mn元素得电子，化合价降低，所以I MnO2是氧化剂。
(3) 根据X极反应, 1mlZn失2ml电子, 若反应消耗16.25g Zn, 即 Zn的物质的量为0.25ml, 则电池中转移电子的物质的量为 0.25ml×2=0.5ml。
(4)①根据微生物燃料电池的工作原理图示可知，在硫氧化菌作用下， HS−失电子氧化生成 SO42−,则负极为a极，通入氧气的b极为正极，正极电极反应为： O2+4e−+4H+=2H2O,当电路中有0.5ml电子发生转移，则有0.5ml的l H+通过质子交换膜；
②根据分析，a极为燃料电池的负极，HS⁻失电子氧化生成 SO42−,电极反应为：
HS−+4H2O−8e−=SO42−+9