2020高考化学一轮复习第六章化学反应与能量第3节真题检测(含解析)

这是一份2020高考化学一轮复习第六章化学反应与能量第3节真题检测(含解析)，共5页。
化学反应速率和化学平衡真题体验·直击高考1．(2018·全国卷Ⅰ，13)最近我国科学家设计了一种CO2＋H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：①EDTA－Fe2＋－e－===EDTA－Fe3＋②2EDTA－Fe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTA－Fe2＋该装置工作时，下列叙述错误的是(　　)A．阴极的电极反应：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2OB．协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA－Fe3＋/EDTA－Fe2＋，溶液需为酸性【答案】C【解析】光伏电池为外接电源对协同转化装置进行电解， CO2在ZnO@石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，ZnO@石墨烯电极作为阴极，阴极电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A项正确；H2S在石墨烯电极转化为2H＋、S，发生失去电子的氧化反应，石墨烯电极作为阳极，根据反应①②可得，阳极电极反应为H2S－2e－===2H＋＋S，再将阴、阳极的电极反应式相加可得，协同转化总反应：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B项正确；石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高，C项错误；由于Fe3＋、Fe2＋均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA－Fe3＋/EDTA－Fe2＋，溶液需要酸性，D项正确。2．(2018·北京卷，7)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。①②③在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是(　　)A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼【答案】D3．(2017·全国卷Ⅰ，11)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　)A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【解析】钢管表面不失电子，几乎无腐蚀电流，故A项正确。外电路中，电子从高硅铸铁流向电源正极，从电源负极流向钢管桩，故B项正确。高硅铸铁作为惰性辅助电极，不被损耗，故C项错误。保护电流应根据环境(pH，离子浓度，温度)变化进行调整，故D项正确。4．(2016·全国卷Ⅰ，11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是(　　)A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低D．当电路中通过1 mol 电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成【答案】B【解析】通电后中间隔室的SO向正极区迁移，正极区溶液中OH－放电，pH降低，Na＋向负极区迁移，负极区溶液中H＋放电，pH增大，A、C项均错误；电路中通过1 mol电子的电量，有0.25 mol O2生成，D项错误。5．(2015·浙江卷，11)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O－CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．X是电源的负极B．阴极的反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－C．总反应可表示为H2O＋CO2H2＋CO＋O2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1【答案】D【解析】从图示可看出，与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则X为电源的负极，故A项正确；阴极H2O→H2、CO2→CO均得电子发生还原反应，电极反应式分别为H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－，故B项正确；从图示可知，阴极生成H2和CO的同时，阳极有O2生成，所以总反应可表示为H2O＋CO2H2＋CO＋O2，故C项正确；从总反应方程式可知，阴极生成2 mol气体(H2、CO各1 mol)、阳极生成1 mol气体(O2)，所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比为2∶1，故D项不正确。6．(2014·上海卷，12)如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是(　　)A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体【答案】B【解析】A项，K1闭合构成原电池，铁棒是负极，铁失去电子，铁棒上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋，不正确；B项，K1闭合，石墨棒是正极，溶液中的氧气得到电子转化为OH－，石墨棒周围溶液pH逐渐升高，正确；C项，K2闭合构成电解池，铁棒与电源的负极相连，在阴极，不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，不正确；D项，K2闭合，铁棒作阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，石墨棒是阳极，溶液中的氯离子放电生成氯气，电路中通过0.002NA个电子时，两极均产生0.001 mol气体，共计是0.002 mol气体，不正确。7．(1)[2018·全国卷Ⅱ，26(4)]电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为________________________________________________________________________。(2)[2018·全国卷Ⅱ，27(3)]KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式___________________________________________。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_____________________________，其迁移方向是____________。③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”[“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl]的主要不足之处有______________(写出一点)。【答案】(1)Zn2＋＋2e－===Zn(2)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑　②K＋　a到b③产生Cl2易污染环境8．(1)[2014·山东卷，30(1)]离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的______极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_____________________________________________________。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为______。(2)[2014·北京卷，26(4)]电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是__________，说明理由：________________________________________________________________________。(3)[2014·广东卷，32(5)]石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图甲防腐示意图，并作相应标注。图甲　　　 　 　　　　　　图乙　(4)[2014·福建卷，24(1)]图乙是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。①该电化学腐蚀称为____________。②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是____(填字母)。【答案】(1)负　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2(2)NH3　根据反应：8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多(3)(4)①吸氧腐蚀　②B【解析】(1)在钢制品上电镀铝，故钢制品应作阴极，与电源的负极相连；因为电镀过程中“不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl和AlCl形式存在，则电镀过程中负极上得到电子的反应是4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl；在水溶液中，得电子能力：H＋>Al3＋，故阴极上发生的反应是2H＋＋2e－===H2↑。(2)由电解NO制备NH4NO3的工作原理图可知，NO在阳极发生氧化反应生成NO，电极反应式为5NO＋10H2O－15e－===5NO＋20H＋。NO在阴极发生还原反应生成NH，电极反应式为3NO＋18H＋＋15e－===3NH＋3H2O，电池总反应式为8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3，电解产生的HNO3多，故应补充NH3，使其转化为NH4NO3。