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2019-2020年高二化學寒假作業(yè)10 新人教版選修4《化學反應原理》 一、選擇題（本題共7道小題） 1.下列有關化學概念或原理的討論中，正確的是 A． 任何一個氧化還原反應都可以設計為原電池，輸出電能 B． 鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陰極均發(fā)生氧化反應 C． 電解飽和食鹽水的過程中，水的電離平衡正向移動 D． 任何可逆反應，其平衡常數(shù)越大，反應速率及反應物的轉化率就越大 2.電化學降解NO的原理如圖所示。下列說法中不正確的是（ ） A．鉛蓄電池的A極為正極，電極材料為PbO2 B．鉛蓄電池工作過程中負極質量增加 C．該電解池的陰極反應為：2NO3- + 6H2O + 10e- ＝ N2↑ + 12OH- D．若電解過程中轉移2moL電子，則交換膜兩側電解液的質量變化差（Δm左—Δm右）為10.4g 3.關于下列裝置說法正解的是（ ） A．裝置①中，鹽橋中的Cl-移向CuSO4溶液 B．裝置②工作一段時間后，a極附近溶液的pH降低 C．用裝置③精煉銅時，c極為粗銅 D．裝置④中電子由Zn流向Fe，Zn極發(fā)生氧化反應 4.按圖甲裝置進行實驗，實驗結果如圖乙所示。乙中橫坐標x表示電路中通過電子的物質的量，縱坐標y表示反應物或生成物的物質的量，下列敘述不正確的是 A．E表示反應生成銅的物質的量 B．E表示反應消耗水的物質的量 C．F表示反應生成氧氣的物質的量 D．F表示反應生成硫酸的物質的量 5.用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，長時間通電后，向所得溶液中加入0.2mol Cu（OH）2恰好恢復到電解前的濃度和pH．則電解過程中轉移電子的總物質的量為（　　） A．0.2mol B．0.4mol C．0.6mol D．0.8mol 6.下列有關實驗裝置進行的相應實驗，能達到實驗目的的是 圖1 圖2 圖3 圖4 A．用圖1裝置制取并收集干燥純凈的NH3 B．用圖2所示裝置可除去NO2中的NO C．用圖3所示裝置可分離CH3COOC2H5和飽和碳酸鈉溶液 D．用圖4裝置制備Fe(OH)2并能較長時間觀察其顏色 7.用石墨作電極電解AlCl3溶液時，如圖所示的電解變化曲線合理的是（　?。? A．①④ B．②④ C．②③ D．①③ 二、填空題（本題共3道小題） 8. 如圖所示3套實驗裝置，分別回答下列問題． （1）裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗．向插入碳棒的玻璃筒內滴入酚酞溶液，可觀察到碳棒附近的溶液變紅，該電極反應為　　　　　　． （2）.裝置2中的石墨是　　　　　　極（填“正”或“負”），該裝置發(fā)生的總反應的離子方程式為　　　　　　． （3）裝置3中甲燒杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液，乙燒杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO4溶液．反應一段時間后，停止通電．向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅． ①電源的M端為　　　　　　極；甲燒杯中鐵電極的電極反應為　　　　　?。? ②乙燒杯中電解反應的離子方程式為　　　　　　． ③停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重0.64g，甲燒杯中產生的氣體標準狀況下體積為　　　　　　mL． 9.如圖，p、q為直流電源兩極，A由＋2價金屬單質X制成，B、C、D為鉑電極，接通電源，金屬X沉積于B極，同時C、D產生氣泡。試回答： （1）p為______極，A極發(fā)生了_________(填反應類型)反應。 （2）C為_____極，試管里收集到______；D為____極，試管里收集到_______。 （3）C極的電極方程式是_________________________________。 （4）當電路中通過0.004 mol電子時，B電極上沉積金屬X的質量為0.128 g，則此金屬的摩爾質量為______________________。 （5）當反應進行一段時間后，A、B電極附近溶液的pH__________(填“增大”“減小”或“不變”)。 10.(17分)某化學小組擬采用如下裝置(夾持和加熱儀器已略去)來電解飽和食鹽水，并用電解產生的H2還原CuO粉末來測定Cu的相對原子質量，同時檢驗氯氣的氧化性。 （1）寫出甲裝置中電解飽和食鹽水的化學方程式 。 （2）為完成上述實驗，正確的連接順序為A連________；B連________(填寫導管口字母)。 （3）對硬質玻璃管里的氧化銅粉末加熱前，需要進行的操作為___________________。 （4）若檢驗氯氣的氧化性，則乙裝置的a瓶中溶液可以是___________________________， 對應的現(xiàn)象為_____________________________________________________________。 乙裝置燒杯中發(fā)生反應的離子方程式是 。 （5）丙裝置的c瓶中盛放的試劑為________，作用是____________________________。 （6）為測定Cu的相對原子質量，設計了如下甲、乙兩個實驗方案： 精確測量硬質玻璃管的質量為a g，放入CuO后，精確測量硬質玻璃管和CuO的總質量為b g（假設CuO充分反應），實驗完畢后： 甲方案：通過精確測量硬質玻璃管和Cu粉的總質量為c g，進而確定Cu的相對原子質量。 乙方案：通過精確測定生成水的質量d g，進而確定Cu的相對原子質量。 ①請你分析并回答：________方案所測結果更準確。 你認為不合理的方案的不足之處是____________________________________________。 ②若按合理方案測定的數(shù)據(jù)計算，Cu的相對原子質量為 。 1.C 解析：A．任何一個自發(fā)的氧化還原反應才可以設計成原電池，故A錯誤； B．鉛蓄電池放電時負極發(fā)生氧化反應，充電時陰極發(fā)生還原反應，故B錯誤； C．電解飽和食鹽水時，陰極氫離子放電，促進水的電離，故C正確； D．可逆反應平衡常數(shù)只與溫度有關，與反應速率、轉化率均無關，故D錯誤； 故答案選C 2.D 解析：A、根據(jù)Ag-Pt電極上硝酸根離子發(fā)生還原反應，知該電極是陰極，所以鉛蓄電池的A極為正極，電極材料為PbO2，故A正確；B、鉛蓄電池工作過程中負極有硫酸鉛生成質量增加，故B正確；C、根據(jù)電解池的陰極發(fā)生還原反應得：2NO3- + 6H2O + 10e- ＝ N2↑ + 12OH-，故C正確；D、電解過程中轉移2moL電子，陽極消耗1摩爾水，有2摩爾H+移向陰極，陽極室質量減少18克，陰極室放出0.2摩爾氮氣，質量減少（5.6+2）g=3.6g，交換膜兩側電解液的質量變化差（Δm左—Δm右）=18-3.6=14.4g，故D錯誤。 故答案選D。 3.D 【解析】A．原電池中，陰離子向負極移動，題中鋅為負極，則鹽橋中的Cl-移向ZnSO4溶液，錯誤；B．為電解池，a為陰極，生成氫氣和氫氧化鈉，a極附近溶液的pH增大，錯誤；C．精煉銅時，電解液應為氯化銅，且粗銅為陽極，錯誤；D．鋅比鐵活潑，鋅為負極，發(fā)生氧化反應，正確。選D。 4.D 解析：由甲可知，為電解裝置，C為陽極，發(fā)生4OH--4e-=O2↑+2H2O，Cu為陰極，發(fā)生Cu2++2e-=Cu，總反應為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，結合乙可知，轉移4mol電子生成2molE，生成1molF， A．由電子與物質的物質的量的關系可知E表示反應生成銅的物質的量，故A正確； B．由總反應可知，Cu與水的物質的量相同，則E表示反應消耗水的物質的量，故B正確； C．由電子與物質的物質的量的關系可知F表示反應生成氧氣的物質的量，故C正確； D．因硫酸與氧氣的物質的量不等，則F不能表示生成硫酸的物質的量，故D錯誤； 故答案選D 5.D 考點：電解原理．. 專題：電化學專題． 分析：根據(jù)電解池的工作原理，要想讓電解后的電解質復原，則遵循的原則是：出什么加什么，加入 Cu（OH）2后溶液與電解前相同，則銅離子和氫氧根放電，說明電解過程中電解的是硫酸銅和水后，繼續(xù)電解部分水，依據(jù)電子守恒計算電子轉移； 解答：解：Cu（OH）2從組成上可看成CuO?H2O，加入0.2 mol Cu（OH）2后恰好恢復到電解前的濃度和pH，電解生成了0.2mol H2SO4，硫酸銅溶液電解完成后，又電解了0.2 mol H2O，由電解的總反應式： 2H2O+2CuSO42Cu+O2↑+2H2SO4 轉移電子 2mol 4mol 0.2mol 0.4mol 2H2O2H2↑+O2↑轉移電子 2mol 4mol 0.2mol 0.4mol 所以電解過程中共轉移電子為0.8mol． 故選：D． 點評：本題考查電解池的工作原理，先根據(jù)原子守恒計算析出銅單質的物質的量，再根據(jù)銅與轉移電子之間的關系計算轉移電子的物質的量，題目難度中等． 6.C 7.A 考點：電解原理．. 分析：用石墨作電極電解氯化鋁時，陽極是氯離子放電，放電完畢后是氫氧根放電，陰極是氫離子放電，酸性減弱，pH值會增大． 解答：解：中間的虛線pH=7，溶液pH之所以不會大于7，可能情況有兩種：①電解生成的氯氣溶于水變成鹽酸和次氯酸，使得溶液呈酸性；②電解產生的OH﹣會和溶液中的鋁離子反應生成氫氧化鋁沉淀，不會有多余的氫氧根，所以溶液不會呈堿性，所以①是正確的，電解的初期會有沉淀生成，后期相當于電解水，不會有多余的氫氧根，所以沉淀量不會改變，所以④正確． 故選A． 點評：本題考查學生電解池的工作原理，要求學生熟記教材知識，并會靈活運用． 8. 1. O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣ 2. 正 2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+ 3. 　正　　Fe﹣2e﹣═Fe2+ 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+　 224 考點：原電池和電解池的工作原理． 專題：電化學專題． 分析：（1）裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗，發(fā)生電化學腐蝕，鐵為負極，碳為正極，觀察到碳棒附近的溶液變紅，說明在碳極上氧氣得電子生成OH﹣離子，以此判斷并書寫電極反應式； 裝置2為原電池，負極為Cu，電極反應為：Cu﹣2e﹣═Cu2+，正極為石墨，電極反應為2Fe+2e﹣═2Fe2+，以此書寫電池總反應； （3）①反應一段時間后，停止通電．向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅，說明在石墨電極上生成OH﹣離子，電極反應為：2H2O+2e﹣═2OH﹣+H2↑，發(fā)生還原反應，為電解池的陰極，連接電源的負極，即M端為正極，N端為負極，陽極反應為Fe﹣2e﹣═Fe2+， ②乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽極，電極反應為4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+H2O，Cu為陰極，電極反應為Cu2++2e﹣═Cu，電解的總反應為2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+， ③根據(jù)電極反應和串聯(lián)電路各極上轉移電子的數(shù)目相等進行計算． 解答：解：（1）裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗，發(fā)生電化學腐蝕，鐵為負極，碳為正極，觀察到碳棒附近的溶液變紅，說明在碳極上氧氣得電子生成OH﹣離子，反應的電極反應式為 O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣，故答案為：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣； 裝置2為原電池，負極為Cu，電極反應為：Cu﹣2e﹣═Cu2+，正極為石墨，電極反應為2Fe+2e﹣═2Fe2+，反應的總方程式為2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+， 故答案為：正；2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+； （3）①反應一段時間后，停止通電．向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅，說明在石墨電極上生成OH﹣離子，電極反應為：2H2O+2e﹣═2OH﹣+H2↑， 發(fā)生還原反應，為電解池的陰極，連接電源的負極，即M端為正極，N端為負極，陽極反應為Fe﹣2e﹣═Fe2+，故答案為：正；Fe﹣2e﹣═Fe2+； ②乙燒杯電解硫酸銅溶液，石墨為陽極，電極反應為4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+H2O，Cu為陰極，電極反應為Cu2++2e﹣═Cu，電解的總反應為2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+， 故答案為：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+； ③取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重0.64g，則生成Cu的物質的量為=0.01mol，轉移的電子的物質的量為0.01mol2=0.02mol， 根據(jù)甲燒杯產生氣體的電極反應計算生成氣體的體積， 2H2O+2e﹣═2OH﹣+H2↑， 2mol 22.4L 0.02mol V V==0.224L，即224ml，故答案為：224． 點評：本題考查電化學知識，題目難度中等，做題時注意電極的判斷和電極反應的書寫，注意串聯(lián)電路中各電極轉移的電子數(shù)目相等，利用反應的方程式計算 9. （1）正 氧化 （2）陽 氧氣 陰 氫氣 （3）4OH－－4e－=== 2H2O＋O2↑ （4）64 g/mol （5）減小 略 10.（17分） (1)2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑（2分） (2)E　（1分）C（1分） (3)先通一段時間氫氣并在D處檢驗氫氣的純度（2分） (4)淀粉KI溶液（1分）　溶液變?yōu)樗{色（1分）（合理答案即可給分） Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O（2分） (5)濃硫酸?。?分）吸收H2中的H2O，防止硬質玻璃管炸裂，或影響測定水的質量（因為乙方案是測水的質量）（1分） (6)①甲（1分）空氣中的CO2和H2O通過D口進入U形管造成實驗誤差較大　（2分） ②16(c－a)/(b－c) （2分） 略