高三化学大一轮总复习 课件+题库基础梳理+热点突破+限时训练+综合测试第六章化学反应与能量.docx
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高三化学大一轮总复习课件+题库基础梳理+热点突破+限时训练+综合测试第六章化学反应与能量
一、选择题
1．（2014·兰州模拟）下列有关电化学的示意图中正确的是（ ）
解析：
选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。
选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。
选项C，粗铜应连接电源正极。
选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl－在阳极放电产生Cl2，溶液中的H＋在阴极获得电子而产生H2，正确。
答案：
D
2．（2014·孝感一中期末）某同学用下图所示装置进行铜的电解精炼实验（粗铜中有锌、铁、镍、银等杂质，部分导线未画出），下列说法正确的是（ ）
A．a应与c相连接，b应与d相连接
B．电解一段时间，b与d两极析出物质的物质的量相等
C．电解一段时间，b极附近溶液的pH降低
D．电解过程中，Y装置中Cu2＋的浓度始终不变
解析：
a为负极，应与纯铜即与d极相连，b为正极，应为粗铜即与c极相连，A错误。
b极析出H2，而d极析出Cu，B正确。
b极附近溶液的pH升高，C错误。
电解过程中d极析出Cu，c极溶解的不仅有Cu，还有各种金属杂质，因而Y装置中Cu2＋的浓度是减小的，D错误。
答案：
B
3．（2014·莱芜期末）用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极上得到0.56L气体，在阴极上得到1.12L气体（两种气体均在相同条件下测定）。
由此可知该溶液可能是（ ）
A．稀盐酸 B．KNO3溶液
C．CuSO4溶液D．稀硫酸
解析：
由题意知通电一段时间后溶液的pH变小，盐酸电解后溶液的pH变大，硝酸钾溶液电解后溶液的pH不变，硫酸铜与硫酸电解后溶液的pH均变小，电解硫酸铜时阴极析出铜而无气体产生，所以只有D选项符合题意。
答案：
D
4．（2014·大庆35中模拟）如右图所示的两个实验装置中，溶液的体积均为200mL，开始时电解质溶液的浓度均为0.1mol·L－1，工作一段时间后，测得导线中均通过0.02mol电子，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述中不正确的是
（ ）
A．电极上产生气体的体积：
①＝②（相同条件）
B．①和②中溶液的pH都减小
C．电极上析出物质的质量：
①>②
D．发生氧化反应的电极为：
①中阳极，②中负极
解析：
①为电解池，阳极产生氯气：
2Cl－－2e－===Cl2↑，②为原电池，正极产生氢气：
2H＋＋2e－===H2↑，通过相同量的电子，两装置产生气体的体积相同，A对；通过0.02mol电子时，①中阴极析出0.01mol铜，阳极析出0.01molCl2，而②中只有正极析出0.01molH2，C对；①为电解池，阳极发生氧化反应，②为原电池，负极发生氧化反应，D对；①中溶质CuCl2不断消耗，最终为水，pH增大，②中H＋不断被消耗，最终为ZnSO4，pH增大，B错。
答案：
B
5．（2014·德州二模）已知在pH为4～5的溶液中，Cu2＋几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。
某学生拟用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量。
该同学向pH＝3.8的含有Fe2（SO4）3杂质的CuSO4溶液中加入适量的黑色粉末X，充分搅拌后过滤，将滤液用如图所示装置电解，其中某电极增重ag，另一电极上产生标准状况下的气体VmL。
下列说法正确的是（ ）
A．黑色粉末X是铁粉
B．铜电极连接电源正极
C．石墨电极上发生的反应是4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
D．铜的相对原子质量的计算式是
解析：
由题意可知，加入黑色粉末的目的是调节溶液的pH至4～5，从而除去杂质Fe3＋，但不能引进新的杂质，故黑色粉末X不能为铁粉，可以是CuO，A项错误；由于某电极质量增加，说明是Cu2＋得电子生成Cu，另一电极只可能是OH－失电子生成氧气，故铜电极不能作阳极，不能连接电源正极，B项错误，C项正确；由阴极失去电子数与阳极得到的电子数相等可计算Cu的相对原子质量：
Cu～2e－，O2～4e－，a/Ar（Cu）×2＝V×10－3/22.4×4，Ar（Cu）＝11200a/V，故D项错误。
答案：
C
6．（2014·黄山一模）关于电解饱和NaCl水溶液，下列叙述正确的是（ ）
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
解析：
电解饱和NaCl水溶液，阳极析出氯气，阴极析出氢气，A不对；若在阳极附近滴入KI溶液，将析出I2，得到I2的水溶液，故显棕色，B正确；阴极附近由于显碱性，加酚酞显红色；电解一段时间后，搅拌得到的是含有NaOH的溶液，显碱性。
答案：
B
7．（2014·六安二模）以Pt为电极，电解含有0.10molM＋和0.1molN3＋（M＋、N3＋均为金属阳离子）的溶液，阴极析出金属单质或气体的总物质的量（y）与导线中通过电子的物质的量（x）的关系如图。
对离子氧化能力的强弱判断正确的是（选项中H＋为氢离子）（ ）
A．M＋>H＋>N3＋B．M＋>N3＋>H＋
C．N3＋>H＋>M＋D．条件不足，无法确定
解析：
从图象可以看出，开始导线中通过0.1mole－时，阴极析出产物的物质的量也为0.1mol，此时应为M＋＋e－===M，然后导线中再通过0.2mole－时，阴极又得到0.1mol产物，可见此时为H＋放电，故离子的氧化性为：
M＋>H＋>N3＋，即A项正确。
答案：
A
8．（2014·十堰二模）如图a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。
下列说法不正确的是（ ）
A．甲中a电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
B．电解时向乙中滴入酚酞试剂，d电极附近变红
C．向乙中通入适量HCl气体，溶液组成可以恢复
D．当b极有64gCu析出时，c电极产生2g气体
解析：
a极与电源的正极相连，a为电解池的阳极，b为阴极，电解硫酸铜溶液，则OH－在阳极上放电，电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，A项正确；在乙中c为阳极，d为阴极，电解饱和氯化钠溶液，阳极：
2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极：
2H＋＋2e－===H2↑，加入酚酞试剂，在阴极附近变红，B项正确；根据电极反应，2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，通入适量HCl气体，溶液组成可以恢复，C项正确；根据电荷守恒，析出64gCu则转移电子的物质的量为2mol，c电极生成气体1mol，质量为71g，D项错误。
答案：
D
9．（2014·湛江二模）铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO
===2PbSO4＋2H2O。
如图所示，A为PbO2电极，B为Pb电极，E、F均为PbSO4电极。
先闭合K1足够长时间后断开K1。
下列有关说法中不正确的是（ ）
A．1molPb和1molPbO2具有的总能量大于2molPbSO4具有的总能量
B．若将两U形管中的溶液混合，混合液的质量分数仍为30%
C．两U型管均可单独作为原电池使用，正极分别为A和F
D．若单独闭合K2，电极A、B的质量会逐渐增加，电极E、F的质量会逐渐减小
解析：
能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池，由此可知反应Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO
===2PbSO4＋2H2O属于放热反应，即1molPb、1molPbO2和2molH2SO4具有的总能量大于2molPbSO4和2molH2O具有的总能量，故A错。
当先闭合K1，左侧U形管相当于原电池，电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，右侧装置相当于电解装置，电解时总反应式为2PbSO4＋2H2O
Pb＋PbO2＋2H2SO4，左侧装置H2SO4浓度减小与右侧装置H2SO4浓度的增加相等，故两U型管中溶液混合，其质量分数仍为30%，B正确。
右侧装置电解一段时间后，F极生成PbO2，E极生成Pb，故可形成铅蓄电池。
F为正极，C正确。
对于选项D，两装置相当串联电解，根据铅蓄电池的工作原理可知选项D正确。
答案：
A
10．（2014·黑龙江部分重点中学联考）电化学原理广泛用于工业生产中，如有一种电化学净水法的原理是：
在电解过程中将低价金属离子（如Co2＋）氧化成高价态的离子（Co3＋），然后以此高价态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化成CO2而净化。
实验室用如右图装置模拟上述过程，下列说法正确的是
（ ）
A．电极a可以是石墨，电极b可以是铜
B．电解后阴极附近H＋浓度不变
C．Co3＋氧化甲醇的离子方程式为：
6Co3＋＋CH3OH＋H2O===CO2↑＋6Co2＋＋6H＋
D．当1mol甲醇被完全氧化时，阳极应该得到6mol电子
解析：
选项A，Cu与电源正极相连时，Cu失去电子而溶解，所以b极不能用Cu，应用石墨等惰性电极。
选项B，根据题组信息，阳极是溶液中的Co2＋失去电子生成Co3＋：
2Co2＋－2e－===2Co3＋，阴极是溶液中的H＋得到电子变为H2：
2H＋＋2e－===H2↑，所以阴极附近H＋浓度变小。
选项C，CH3OH被氧化为CO2，溶液中的Co3＋被还原为Co2＋，再根据得失电子守恒和离子方程式的正误判断方法可知该离子方程式正确。
选项D,1molCH3OH被氧化，转移6mol电子，但阳极发生的是Co2＋失去电子的反应。
答案：
C
11．（2014·东北四校一模）下面两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。
请同学们仔细观察，完成11～12题。
下列叙述正确的是（ ）
A．装置Ⅰ在反应过程中自始至终只生成NO2气体
B．装置Ⅱ开始阶段铁丝只发生析氢腐蚀
C．装置Ⅱ在反应过程中能产生氢气
D．装置Ⅰ在反应结束时溶液中的金属阳离子只有Cu2＋
解析：
装置Ⅰ中，铁首先被浓硝酸钝化，铜与浓硝酸剧烈反应，在这种条件下，铜作原电池的负极，铁作正极，反应生成红棕色的NO2。
随着反应的进行，浓硝酸逐渐变为稀硝酸，随后铁与稀硝酸反应，此时铁作负极，铜作正极，反应生成无色的NO，溶液中既有Fe3＋，又有Cu2＋。
因为装置Ⅱ中充满氧气，一开始发生吸氧腐蚀，消耗氧气导致左边液面上升，铁与稀硫酸反应产生氢气。
答案：
C
12．（2014·临沂期末）下列与反应原理相关的叙述不正确的是（ ）
A．装置Ⅰ中不可能发生如下反应：
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．装置Ⅱ在反应结束时溶液中存在Fe2＋
C．装置Ⅰ的溶液若换为稀硝酸，则腐蚀过程与原装置不同
D．装置Ⅱ中的铁丝能发生电化学腐蚀
解析：
反应后装置Ⅰ溶液中含有Fe3＋，有可能发生Fe与Fe3＋的反应；若将装置Ⅰ中的溶液换成稀硝酸，则铁不会被钝化，铁始终作负极。
装置Ⅱ中，铁与稀硫酸反应的产物是Fe2＋；铁在与稀硫酸接触之前发生电化学腐蚀。
答案：
A
二、非选择题
13．（2014·伽师二中二模）如图，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。
A，B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。
M、N是用多微孔的Ni制成的电极材料，它在碱性溶液中可以视为惰性电极。
G为电流计，K为开关。
C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。
若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，打开K，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。
（1）R为________（填“正”或“负”）极。
（2）A极附近溶液的现象是________，B极附近发生的电极反应式为________。
（3）滤纸上的紫色点向________（填“A”或“B”）方向移动。
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，C中的电极为________（填“正”或“负”）极，电极反应式为__________________。
解析：
电解KOH溶液就是电解水，两极分别产生氢气和氧气，因为相同条件下产生氢气的体积是氧气体积的两倍，C管中气体体积比D管中的大，所以C管中收集到的是氢气，D管中收集到的是氧气。
（1）氢气是在阴极产生的，所以M是阴极，与之相连的R是电源的负极。
（2）B是电解池的阳极，A是电解池的阴极。
电解Na2SO4溶液相当于电解水，电解时H＋移动到A极（阴极）得电子被还原为氢气，破坏了A极附近水的电离平衡，导致A极附近溶液显碱性，使酚酞试液变红。
B极OH－被氧化，放出氧气。
（3）KMnO4溶液中，紫色的阴离子MnO
向阳极（B极）移动。
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池。
经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，氢气和氧气反应生成水，在碱性条件下，C中氢气发生氧化反应，电极反应方程式为：
2H2＋4OH－－4e－===4H2O。
答案：
（1）负
（2）溶液变红 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
（3）B
（4）负 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
14．（2014·南昌一模）钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
（1）生产中可用盐酸来除铁锈。
现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式____________________。
（2）下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀________。
（3）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。
装置示意如图：
①A电极对应的金属是________（写元素名称），B电极的电极反应式是____________。
②若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为________mol。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因____________________________________________。
解析：
（1）铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了三价铁离子，而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。
（2）B中锌比铁活动性强，为牺牲阳极的阴极保护法，D为外加电流的阴极保护法。
A、C均易使铁棒腐蚀。
（3）在为铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1mol铜时，两电极的质量差为64＋64＝128（g），转移2mol电子，当质量差为5.12g时，电路中通过的电子为0.08mol。
答案：
（1）2FeCl3＋Fe===3FeCl2
（2）B、D
（3）①铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②0.08
③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀（其他答案合理也可）
15．（2014·南阳一中模拟）某兴趣小组的同学突发奇想，做了下面几个“在试纸上的微型电解实验”。
（1）将一片广泛pH试纸浸润Na2SO4溶液，用两根铅笔芯作电极，接触于试纸，然后接通电源，发现铅笔芯与试纸接触端各呈现两个微小的有色同心圆。
其中阳极附近内圈pH显示约为3，外圈约为5。
用电极方程式表示该极pH小于7的原因________________________。
该实验中浸润硫酸钠的作用是________________________。
（2）若将广泛pH试纸浸润饱和NaCl溶液，仍以两根铅笔芯作电极，通电后能闻到刺激性气味，阳极电极与试纸接触处呈现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈红色，请说出内圈为白色的原因________________________。
阴极则呈现深绿色，pH约为13，该极的电极反应可表示为________。
（3）若将碘化钾－淀粉试纸用蒸馏水浸润，重复上述操作，将会发现阳极与试纸接触处的现象是______________________；该极电极反应方程式为____________________。
阴极则无明显现象。
若将阳极在试纸上移动，则可“电笔绘画”。
（4）若将碘化钾－淀粉试纸用饱和NaCl溶液浸润，重复上述操作，则以阳极铅笔芯为中心，迅速向外扩散形成一个蓝色的圈，请指出其原因是________________________________。
若将阴极、阳极由距离较远处使之彼此逐渐靠近，阳极所到之处，以电极与试纸接触处为中心呈现大片蓝色向外扩散，但阴极所到之处，蓝色即刻褪去。
其原因是（用化学方程式或离子方程式表示）________________________。
解析：
特别需要注意的是
（1）中要求“用电极方程式表示该极pH小于7的原因”，电极方程式中应体现出生成了氢离子，故写成4OH－－4e－===2H2O＋O2↑是错误的。
答案：
（1）2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ 增强导电能力
（2）阳极氯离子放电产生氯气，与水反应生成的次氯酸具有漂白性，从而使内圈呈白色 2H＋＋2e－===H2↑
（3）出现蓝色 2I－－2e－===I2 （4）阳极产生氯气迅速扩散的同时将碘化钾氧化为碘单质，碘单质遇淀粉显蓝色 I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O（或3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O）
16．（2014·太原五中月考）如图甲、乙是电化学实验装置。
（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式为________。
②乙中总反应的离子方程式为__________________。
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量Cl2氧化了生成的I2。
若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5：
1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为________________。
（2）若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为________。
②如果起始时乙中盛有200mLpH＝5的CuSO4溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入________（填写物质的化学式）________g。
解析：
（1）若两烧杯中均盛有NaCl溶液，则：
①甲装置为原电池，石墨棒作正极，O2放电，电极反应为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
②乙装置为电解池，石墨棒上发生氧化反应，Fe电极不参与反应，其实质与用惰性电极电解食盐水相同，离子方程式为：
2Cl－＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋2OH－。
③Cl2和I2的物质的量之比为5：
1，生成HCl和HIO3。
（2）若两烧杯中均盛有CuSO4溶液，则：
①甲装置为原电池，铁作负极，电极反应为：
Fe－2e－===Fe2＋。
②乙装置为电解池，电解反应为：
2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑，根据电解方程式，从电解质溶液中析出Cu，放出O2，因此只需加入CuO（或CuCO3）即可恢复到电解前的状态。
由电解反应式可知，2H＋～CuO～CuCO3，电解后n（H＋）＝0.1×0.2＝0.02（mol），故m（CuO）＝0.02×
×80＝0.8（g），m（CuCO3）＝0.02×
×124＝1.24（g）。
答案：
（1）①2H2O＋O2＋4e－===4OH－
②2Cl－＋2H2O
H2↑＋Cl2↑＋2OH－
③5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3
（2）①Fe－2e－===Fe2＋
②CuO（或CuCO3） 0.8（或1.24）
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