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湖北省宜昌市长阳一中2015-2016学年高二上学期第一次月考化学试卷.doc

2015-2016 学年湖北省宜昌市长阳一中高二(上)第一次月 考化学试卷
一、选择题(本部分包括 20 个小题,每小题 3 分,共 60 分.每小题只有一个选项符合题 意. ) 1.据报道,氢燃料电池公交汽车已经驶上北京街头,下列说法中,正确的是( A.电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法 B.发展氢燃料电池汽车不需要安全高效的储氢技术 C.氢燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染 D.氢燃料电池把氢气和氧气燃烧放出的热能转化为电能 考点:化学电源新型电池. 专题:电化学专题. 分析:A、电解水制取氢气消耗大量的电能,浪费能源; B、氢气密度小,安全高效的储氢技术是难题; C、氢氧燃料电池的产物是水,环保无污染产物; D、原电池是将化学能转化为电能的装置. 解答: 解:A、电解水制取氢气消耗大量的电能,电解水制取氢气是理想而经济的制氢方 法,故 A 错误; B、氢气密度小,发展氢燃料电池汽车,安全高效的储氢技术是难题,故 B 错误; C、氢氧燃料电池的生成产物是水,环保无污染,所以氢燃料电池汽车的使用可以有效减少 城市空气污染,故 C 正确; D、氢燃料电池属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,故 D 错误. 故选 C. 点评:本题考查燃料电池的能量转化以及工作原理,是化学和实际结合的知识考查,难度不 大. )

2.在电解水制 H2 和 O2 时,为了增强导电性,需加入一些电解质,下列物质可选用( A.CuSO4 B.HC1 C.NaCl

)

D.NaOH 考点:电解原理. 专题:电离平衡与溶液的 pH 专题;电化学专题. 分析:在电解水制 H2 和 O2 时,为了增强导电性,需加入一些电解质,且不影响水的电离, 要加入的物质不能参加放电,据此分析解答. 解答: 解:A.加入硫酸铜时,铜离子放电能力大于氢离子,所以电解硫酸铜时生成铜而 不是氢气,故 A 不选; B.加入 HCl 时,溶液中阳极上氯离子放电而不是氢氧根离子放电,所以生成氯气而不是氧 气,故 B 不选; C.加入 NaCl 时,溶液中阳极上氯离子放电而不是氢氧根离子放电,所以生成氯气而不是 氧气,故 C 不选; D.加入 NaOH 时,钠离子放电能力小于氢离子,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,所以不 影响水电解,故 D 选; 故选 D. 点评:本题考查电解原理,明确物质放电顺序是解本题关键,注意题给信息中“增强导电性 但不影响水电离”,题目难度不大.

3.根据元素周期律及物质结构的有关知识,以下有关排序错误的是( A.离子半径:S2 >Cl >Ca2+
﹣ ﹣

)

B.原子半径:Ca>S>Cl C.热稳定性:HCl>H2S>H2Se D.酸性 HClO4<HBrO4<HIO4 考点:微粒半径大小的比较;非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律. 专题:元素周期律与元素周期表专题. 分析:A.核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小; B.一般来说,原子核外电子层数越多,半径越大,同周期元素从左到右,原子半径逐渐减 小; C.元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定; D.元素的非金属越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强.

解答: 解:A.S2 \Cl \Ca2+具有相同的核外电子排布,核外电子排布相同的离子,核电荷
﹣ ﹣

数越大,离子半径越,故 A 正确; B.一般来说,原子核外电子层数越多,半径越大,同周期元素从左到右,原子半径逐渐减 小,则原子半径 Ca>S>Cl,故 B 正确; C.非金属性 Cl>S>Se,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故 C 正确; D.非金属性 Cl>Br>I,元素的非金属越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强, 应为 HClO4>HBrO4>HIO4,故 D 错误. 故选 D. 点评:本题综合考查元素周期律知识,为高频考点和常见题型,侧重于学生的分析能力的考 查,注意把握粒子半径比较的角度以及物质的性质的递变规律,难度不大.

4.下列过程需要通电才能进行的是( ①电离 ②电解 ③电镀 ④电泳

) ⑤电化腐蚀.

A.①②③ B.②④⑤ C.②③④ D.全部 考点:电解原理;胶体的重要性质;金属的电化学腐蚀与防护;电解质在水溶液中的电离. 专题:电化学专题. 分析:①电离是电解质在水溶液中离解出自由移动离子的过程; ②电解池是外加电源强迫下的氧化还原反应; ③电镀池实质是一个电解池; ④胶体中的胶粒在外加电源的作用下会发生定向移动; ⑤电化学腐蚀原理是原电池原理. 解答: 解:①电离是电解质在水溶液中离解出自由移动离子的过程,不需要通电,故①错 误; ②电解池是外加电源强迫下的氧化还原反应,必须加外加电源,故②正确; ③电镀池实质是一个电解池,必须加外加电源,故③正确; ④胶体中的胶粒在外加电源的作用下会发生定向移动的性质,必须加外加电源,故④正确; ⑤电化学腐蚀原理是原电池原理,原电池中不含电源,故⑤错误.

故选 C. 点评: 本题是对电化学的电解池、 原电池的构成条件的考查, 要注意过程的发生需要的条件, 难度不大.

5.下列描述中,不符合生产实际的是(

)

A.电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极 B.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极 C.电解饱和食盐水制烧碱,用涂镍碳钢网作阴极 D.在镀件上电镀锌,用锌作阳极 考点:电解原理;铜的电解精炼. 专题:电化学专题. 分析:A、电解池中活泼金属作阳极,则阳极反应是活泼金属失电子; B、电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极,用粗铜作阳极; C、电解饱和食盐水制烧碱,阴极上是氢离子放电,所以氢氧根浓度增大,在该极附近生成 大量的氢氧化钠; D、电镀原理中,镀件金属作阳极,镀层金属作阴极. 解答: 解:A、电解熔融的氧化铝制取金属铝,用铁作阳极是则阳极放电的是金属铁,电 极被损耗,不符合生产实际,故 A 错误; B、电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极,在该电极上会析出大量的铜,故 B 正确; C、电解饱和食盐水制烧碱,阴极上是氢离子放电,在该极附近生成大量的氢氧化钠,符合 生产实际,故 C 正确; D、电镀原理中,镀层金属做阳极,镀件金属做阴极,故 D 正确. 故选 A. 点评:本题考查学生电解池的工作原理,可以根据所学知识进行回答,难度不大.

6.下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是(

)

A.

B.

C.

D.

考点:原子核外电子的能级分布. 专题:原子组成与结构专题. 分析:根据原子核外电子排布原则:电子优先单独占据 1 个轨道,且自旋方向相同是,能量

最低,根据此原则,氮原子能量最低是:



解答: 解:由于简并轨道(能级相同的轨道)中电子优先单独占据 1 个轨道,且自旋方向

相同,原子的能量最低,氮原子能量最低排布是: 故选 A.



点评:本题考查核外电子排布规律,难度不大,注意核外电子排布规律的理解与灵活运用.

7.某+2 价离子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d9,该元素在周期表中所属的族是( A.ⅡA B.ⅡB C.VⅢ D.ⅠB 考点:位置结构性质的相互关系应用. 专题:元素周期律与元素周期表专题.

)

分析: 某+2 价离子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d9, 电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1, 处于周期表中 ds 区,最外层电子数为族序数,据此判断. 解答: 解:某+2 价离子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d9,该元素原子的核外电子电子排 布式为 1s22s22p63s23p63d104s1,处于周期表中 ds 区,最外层电子数为族序数,电子层数等于 周期数,所以该元素处于第四周期第ⅠB 族. 故选:D. 点评:考查原子结构与位置关系、核外电子排布规律等,难度不大,注意核外电子排布规律 中半满、全满稳定状态.

8.有一合金由 X、Y、Z、W 四种金属组成,若将合金放入盐酸中,只有 Z、Y 能溶解;若 将合金置于潮湿空气中,表面只出现 Z 的化合物;若将该合金做阳极,用 X 盐溶液作电解

液,通电时四种金属都以离子形式进入溶液中,但在阴极上只析出 X.这四种金属的活动性 顺序是( )

A.Y>Z>W>X B.Z>Y>W>X C.W>Z>Y>X D.X>Y>Z>W 考点:原电池和电解池的工作原理;常见金属的活动性顺序及其应用. 专题:电化学专题. 分析:在金属活动性顺序中,位于氢前的金属能置换出酸中的氢,可以溶解在酸中,金属阳 离子的氧化性最强,金属单质的活泼性越弱. 解答: 解:将合金放入盐酸中,只有 Z、Y 能溶解,说明 Z、Y 在氢前,X、W 在氢后,故 C、D 错误;若将合金置于潮湿空气中,表面只出现 Z 的化合物则说明 Z 为负极,活泼性是 Z>Y,故 A 错误,若将该合金做阳极,用 X 盐溶液作电解液,通电时四种金属都以离子形 式进入溶液中,但在阴极上只析出 X,说明 X 离子的氧化性最强,所以 X 的活泼性最弱, 故活泼性顺序是:Z>Y>W>X. 故选 B. 点评: 本题考查的是金属活动性顺序的应用, 完成此题可以依据金属活动性顺序的意义进行 判断.

9.下列各组元素中,电负性依次减小的是( A.K、Na、Al B.O、Cl、H C.As、P、H D.O、S、Cl 考点:元素电离能、电负性的含义及应用. 专题:元素周期律与元素周期表专题.

)

分析:同一周期自左到右, 电负性逐渐增大, 同主族自上而下,电负性逐渐减小,以此分析. 解答: 解:同一周期自左到右,电负性逐渐增大,同主族自上而下,电负性逐渐减小. A、Na、Al 同周期,Na、K 同主族,因此电负性:Al>Na>K,故 A 错误; B、O 没有最高正价,Cl 有最高正价,因此电负性:O>Cl>H,故 B 正确;

C、同主族自上而下,电负性逐渐减小,因此电负性:P>As>H,故 C 错误; D、O 没有最高正价,Cl 有最高正价,同主族自上而下,电负性逐渐减小,电负性:O>Cl >S,故 D 错误; 故选 B. 点评:本题考查了电负性的变化规律及其应用,掌握电负性的变化规律是解题的关键,注意 O、Cl、H 三种元素电负性的大小.

10.下列离子中外层 d 轨道达半充满状态的是( A.Cr3+ B.Cu+ C.Co3+ D.Fe3+ 考点:原子核外电子排布. 专题:原子组成与结构专题.

)

分析:3d 轨道半充满说明 3d 轨道中含有 5 个电子,即为 3d5,写出离子的价电子排布式进 行判断. 解答: 解:A、Cr3+的价电子排布式为 3d3,d 轨道不是半充满状态,故 A 错误; B、Cu+的价电子排布式为 3d10,d 轨道处于全满状态,故 B 错误; C、Co3+的价电子排布式为 3d6,d 轨道不是半充满状态,故 C 错误; D、Fe3+的价电子排布式为 3d5,d 轨道达半充满状态,故 D 正确; 故选 D. 点评:本题考查了元素核外电子排布,明确电子排布规则中的构造原理是解本题关键,注意 第四周期元素核外电子排布的书写,难度中等.

11.某同学为了使反应 2HCl+2Ag═2AgCl+H2↑能进行,设计了下列四个实验,如图所示, 你认为可行的方案是( )

A.

B.

C.

D.

考点:设计原电池.

专题:电化学专题. 分析:Ag 不能和 HCl 自发的进行氧化还原反应,所以要使反应 2HCl+2Ag═2AgCl+H2↑能进 行,应该设计成电解池,且 Ag 作阳极、电解质溶液中氢离子放电,据此分析解答. 解答: 解: Ag 不能和 HCl 自发的进行氧化还原反应, 所以要使反应 2HCl+2Ag═2AgCl+H2↑ 能进行,应该设计成电解池,Ag 失电子发生氧化反应,所以 Ag 作阳极,氢离子得电子发 生还原反应,所以电解质溶液中氢离子放电,则符合条件的是 C,故选 C. 点评:本题考查原电池设计,明确原电池及电解池原理是解本题关键,根据反应是否能够自 发进行确定电池类型,再根据得失电子判断电极材料和电解质,题目难度中等.

12.镍镉(Ni﹣Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用.已知某镍镉电池的电解质溶液 为 KOH 溶液, 其充、 放电按下式进行: Cd+2NiOOH+2H2O 关该电池的说法正确的是( )
﹣ ﹣

Cd (OH) (OH) 有 2+2Ni 2.

A.充电时阳极反应:Ni(OH)2﹣e +OH ═NiOOH+H2O B.充电过程是化学能转化为电能的过程 C.放电时负极附近溶液的碱性不变 D.放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动 考点:原电池和电解池的工作原理. 专题:电化学专题. 分析:放电时负极上发生的电极反应式为:Cd﹣2e +2OH =Cd(OH)2,正极上发生的电 极反应式为:NiOOH+e +H2O═Ni(OH)2+OH ,充电时阳极上发生的电极反应式为:Ni (OH)2+OH ﹣e →NiOOH+H2O,阴极上发生的电极反应式为:Cd(OH)2+2e ═Cd+2OH
﹣ ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ ﹣

,放电时,溶液中氢氧根离子向负极移动,电解池是把电能转变为化学能的装置.
﹣ ﹣

解答: 解:A.充电时,该装置是电解池,阳极上电极反应式为:Ni(OH)2﹣e +OH ═NiOOH+H2O,故 A 正确; B.充电过程实际上是把电能转变为化学能的过程,故 B 错误;

C.放电时,负极上电极反应式为:Cd﹣2e +2OH =Cd(OH)2,所以碱性减弱,故 C 错误; D,放电时,电解质溶液中氢氧根离子向负极移动,故 D 错误; 故选 A.





点评:本题考查原电池和电解池原理、电极反应式的书写,明确电极上得失电子及反应物质 是解本题关键,电极反应式的书写是学习难点,要注意结合电解质溶液的酸碱性书写,难度 中等.

13.用阳极 X 和阴极 Y 电解 Z 的水溶液,电解一段时间后,再加入 W,能使溶液恢复到电 解前的状态,符合题意的一组是( )

A B C D

X C Pt C Ag

Y Fe Cu C Fe

Z NaCl CuSO4 H2SO4 AgNO3

W H2O CuSO4 溶液 H2O AgNO3 晶体

A.A B.B C.C D.D 考点:电解原理. 分析:电解质在通电一段时间,再加入 W,能使溶液恢复到电解前的状态,说明依据电解 原理分析电解了什么物质,要想让电解质复原,就要满足加入溶液中减少的物质. 解答: 解:A.以 Fe 和 C 为电极,电解氯化钠,阳极氯离子放电,阴极氢离子放电,通电 一段时间后为氢氧化钠溶液,电解的是氯化钠和水,故 A 错误; B.以 Pt 和 Cu 为电极,电解硫酸铜,阳极氢氧根离子放电,阴极铜离子放电,通电一段时 间后为硫酸溶液,需要加入氧化铜或碳酸铜恢复浓度,故 B 错误; C.以 C 为电极,电解硫酸,阳极氢氧根离子放电,阴极氢离子放电,相当于电解水,通电 一段时间后仍为硫酸溶液,可以加水让溶液复原,故 C 正确; D.以 Ag 和 Fe 为电极,电解 AgNO3,阳极银离子放电,阴极银离子放电,相当于电镀, 通电一段时间后仍为 AgNO3 溶液,且浓度不变,不需要加 AgNO3 固体恢复原样,故 D 错 误; 故选 C.

点评: 本题考查学生电解原理的知识, 解答本题要理解电解过程的物质变化和被电解的物质, 注意把握两极的反应,注意要满足溶液浓度不变,应再加入电解产物,学习中注意把握电解 原理和阴阳离子的放电顺序,题目难度中等.

14.NO2、O2、熔融盐 NaNO3 组成的燃料电池如图所示,在使用过程中石墨 I 电极反应生成 一种氧化物 Y,下列有关说法正确的是( )

A.石墨 I 极为正极,石墨 II 极为负极 B.Y 的化学式可能为 NO C.石墨 I 极的电极反应式为 NO2+NO3 ﹣e ═N2O5 D.石墨 II 极上发生氧化反应 考点:化学电源新型电池. 专题:电化学专题. 分析:A、燃料电池中通氧气的为正极,通燃料的为负极; B、根据氮元素的化合价分析; C、负极上 NO2 失电子生成 N2O5; D、石墨 II 极为氧气得电子发生还原反应. 解答: 解:A、燃料电池中通氧气的为正极,通燃料的为负极,则石墨 I 极为负极,石墨 II 极为正极,故 A 错误; B、NO2 中氮元素的化合价为+4 价,反应后化合价升高,所以 Y 的化学式为 N2O5,故 B 错 误; C、负极上 NO2 失电子生成 N2O5,则石墨 I 极的电极反应式为 NO2+NO3 ﹣e ═N2O5,故 C 正确; D、石墨 II 极为氧气得电子发生还原反应,故 D 错误; 故选 C. 点评:本题考查了燃料电池,注意正负极的判断、由化合价的变化推测电极产物等,侧重于 有关原理的应用的考查,题目难度中等.
﹣ ﹣ ﹣ ﹣

15.甲、乙两个电解池均以 Pt 为电极,且互相串联,甲池盛有 AgNO3 溶液,乙池中盛有一 定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池中某电极质量增加 2.16g,乙池中某电极上析 出 0.24g 金属,则乙池中溶质可能是( A.KNO3 B.CuSO4? C.MgSO4 D.Na2SO4? 考点:电解原理. 分析:以 Pt 为电极电解 AgNO3 溶液时,阴极上析出金属 Ag,析出 Ag 的质量为 2.16g,则 n(Ag)= =0.02mol,乙池中某电极上析出 0.24g 金属,说明该电解质溶液中金属 )

元素在金属活动性顺序表中位于 H 之后,根据选项分析解答. 解答: 解: 以 Pt 为电极电解 AgNO3 溶液时, 阴极上析出金属 Ag, 析出 Ag 的质量为 2.16g, 则 n(Ag)= =0.02mol,乙池中某电极上析出 0.24g 金属,说明该电解质溶液中金

属元素在金属活动性顺序表中位于 H 之后,K、Mg、Na 元素都位于 H 之前,只有 Cu 位于 H 元素之后,故选 B. 点评:本题考查电解原理,为高频考点,明确离子放电顺序是解本题关键,注意:该题中析 出 Ag 转移电子数不等于乙中析出金属转移电子数,如果析出两种金属转移电子数相等,则 乙中金属为 Mg 元素,不符合题意,该题为易错题.

16.甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气) 、 KOH(电解质溶液)构成.电池的总反应式为 2CH3OH+3O2+4OH ═2CO 列说法正确的是( )


+6H2O.则下

A.电池放电时通入空气的电极为负极 B.电池放电时负极的电极反应式为 CH3OH﹣6e +H2O═CO2↑+6H+


C.由于 CO

水解显碱性,电池放电时,电解质溶液的 pH 逐渐增大

D.电池放电时每消耗 1 mol CH3OH 转移 6 mol 电子 考点:化学电源新型电池.

专题:电化学专题. 分析:根据电池总反应:2CH3OH+3O2+4OH =2CO32 +6H2O 知,负极甲醇失去电子发生氧
﹣ ﹣

化反应;正极上氧气得电子发生还原反应,根据电池反应式判断溶液的 pH 值变化. 解答: 解:A、正极氧气上得电子发生还原反应,则氧气参与反应的电极为正极,故 A 错 误; B、放电时,负极上甲醇失电子发生氧化反应,甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离 子和水,电极反应式为 CH3OH+8OH ﹣6e﹣=CO32 +6H2O,故 B 错误;
﹣ ﹣

C、电池总反应:2CH3OH+3O2+4OH =2CO32 +6H2O,反应消耗氢氧根离子,所以反应后溶
﹣ ﹣

液的 pH 减小,故 C 错误; D、甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,则电极反应式为 CH3OH+8OH ﹣ 6e﹣=CO32 +6H2O,所以电池放电时每消耗 1 mol CH3OH 转移 6 mol 电子,故 D 正确;
﹣ ﹣

故选 D. 点评: 本题以燃料电池为载体考查了原电池原理, 根据电池反应式判断正负极上发生反应的 物质及溶液 pH 值的变化即可解答本题,难度中等.

17.将 0.2molAgNO3、0.4molCu(NO3)2、0.6molKCl 溶于水,配成 100mL 溶液,用惰性 电极电解一段时间后,若在一极析出 0.3molCu,此时在另一极上产生的气体体积(标准状 况)为( A.4.48L B.5.6L C.6.72L D.7.84L 考点:电解原理. 专题:电化学专题. 分析:Ag+和 Cl 反应生成 AgCl 沉淀,电解时溶液中不存在 Ag+,阴离子放电顺序为 Cl >
﹣ ﹣

)

OH ,若在一极析出 0.3molCu,阴极得到电子为 0.3mol× 2=0.6mol,结合两极转移电子数目 相等以及电极方程式计算. 解答: 解:Ag+和 Cl 反应生成 AgCl 沉淀,电解时溶液中不存在 Ag+,




反应后溶液中存在 0.4molCu2+、0.4molCl ,


若在一极析出 0.3molCu,阴极得到电子为 0.3mol× 2=0.6mol,

阳极首先发生:2Cl ﹣2e =Cl2↑,然后发生 4OH ﹣4e =O2+2H2O, 则 0.4molCl 生成 0.2molCl2, 失去 0.4mol 电子, 在反应中 4OH ﹣4e =O2+2H2O, 转移 0.2mol 电子,生成 0.05molO2, 则气体的体积为(0.2mol+0.05mol)× 22.4L/mol=5.6L, 故选 B. 点评:本题考查电解原理,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握离子 的放电顺序,为解答该题的关键,难度不大.
﹣ ﹣ ﹣









18.在 1LK2SO4 和 CuSO4 的混合溶液中,c(SO42 )=2.5mol/L,用石墨作电极电解此溶液,


当通电一段时间后,当阳极上收集到 22.4L(标准状况)气体时,阴极才开始产生气体.则 原溶液中 K+的物质的量浓度为( A.2.0 mol/L B.1.5 mol/L C.1.0 mol/L D.0.5 mol/L 考点:电解原理. 分析:石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,阳极上收集到 22.4L(标准状况)气体 时,阴极才开始产生气体,则阴极发生 Cu2++2e ═Cu、2H++2e ═H2↑,阳极发生 4OH ﹣4e
﹣ ﹣ ﹣ ﹣

)

═O2↑+2H2O,n(O2)=1mol,结合电子守恒及硫酸根离子守恒来解答.

解答: 解:石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,阳极上收集到 22.4L(标准状况) 气体时,阴极才开始产生气体,则阴极发生 Cu2++2e ═Cu、2H++2e ═H2↑,阳极发生 4OH
﹣ ﹣ ﹣

﹣4e ═O2↑+2H2O,n(O2)=1mol,n(O2)=
﹣ ﹣



=1mol,阳极转移电子 4mol,阴

极发生的电极反应为:Cu2++2e ═Cu、2H++2e ═H2↑,此时转移 4mol 电子,铜离子放电完 毕,所以铜离子的物质的量是 2mol,CuSO4 浓度是 2mol/L,根据硫酸根守恒,所以 K2SO4 的浓度是 0.5mol/L,钾离子浓度是 1.0mol/L. 故选 C. 点评:本题考查电解原理,明确发生的电极反应及电子守恒是解答本题的关键,题目难度中 等.

19.如图所示,下列叙述正确的是(

)

A.Y 为阴极,发生还原反应 B.X 为正极,发生氧化反应 C.Y 与滤纸接触处有氧气生成 D.X 与滤纸接触处变红 考点:原电池和电解池的工作原理. 专题:电化学专题. 分析:因与原电池的正极相连的是电解池的阳极,和原电池的负极相连的是电解池的阴极; 电解池的两个电极名称为阴极和阳极, 原电池的两个电极名称为正极和负极; 原电池中负极 发生氧化反应,正极发生还原反应;而电解池中阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;电 解池的阳极为阴离子放电,电解硫酸钠溶液的实质相当于电解水;酚酞遇到碱变红色,遇到 酸不变色. 解答: 解:A、在 Zn、Cu、CuSO4 构成的原电池中,锌做负极,铜做正极,和原电池的正 极相连的是电解池的阳极,和原电池的负极相连的是电解池的阴极,所以 Y 为阴极,发生 还原反应,故 A 正确; B、Y 为阴极,发生还原反应,X 为阳极极,发生氧化反应,故 B 错误; C、电解硫酸钠溶液的实质相当于电解水,Y 为阴极,该极放电的是氢离子,有氢气析出, 故 C 错误; D、X 为阳极极,发生氧化反应,该极放电的是氢氧根离子,该极附近氢离子浓度增大,酸 性增强,酚酞遇到酸不变色,故 D 错误. 故选 A. 点评: 本题是一道有关原电池和电解池的工作原理的综合题目, 要求学生熟悉教材基本知识, 具备分析和解决问题的能力.

20. 用惰性电极电解 2L 1mol?L

﹣1

的硫酸铜溶液, 在电路中通过 0.5mol 电子后, 将电源反接, )

电路中又通过 1mol 电子,此时溶液中 c(H+)是(设溶液体积不变)(

A.1.5 mol?L B.0.5 mol?L

﹣1

﹣1

C.0.75 mol?L

﹣1

D.0,25 mol?L

﹣1

考点:电解原理. 分析:用惰性电极电解 2L 1mol?L 2CuSO4+2H2O = =0.25mol;
﹣1

的硫酸铜溶液,电池反应式为

2Cu+O2↑+2H2SO4,在电路中通过 0.5mol 电子时,析出 n(Cu)

然后将电源反接,Cu 作阳极、石墨作阴极,阳极上 Cu 失电子生成离子进入溶液,阴极上 铜离子放电生成 Cu,Cu 完全溶解通过 0.5mol 电子,再通过 0.5mol 电子时,阳极上生成氧 气,阴极上析出 Cu,发生的反应为 2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,

所以生成整个过程中生成硫酸转移电子物质的量=0.5mol+0.5mol=1mol, 根据转移电子和氢离子之间关系式计算 c(H+) . 解答: 解:用惰性电极电解 2L 1mol?L 2CuSO4+2H2O = =0.25mol;
﹣1

的硫酸铜溶液,电池反应式为

2Cu+O2↑+2H2SO4,在电路中通过 0.5mol 电子时,析出 n(Cu)

然后将电源反接,Cu 作阳极、石墨作阴极,阳极上 Cu 失电子生成离子进入溶液,阴极上 铜离子放电生成 Cu,Cu 完全溶解通过 0.5mol 电子,再通过 0.5mol 电子时,阳极上生成氧 气,阴极上析出 Cu,发生的反应为 2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,

所以生成整个过程中生成硫酸转移电子物质的量=0.5mol+0.5mol=1mol, 根据方程式 2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4 知, 生成 n (H2SO4) = =0. 5mol/L, =0.5mol,

根据 H 原子守恒得 n(H+)=2n(H2SO4)=1mol,则 c(H+)= 故选 B.

点评:本题考查电解原理,为高频考点,明确各个电极上发生的反应是解本题关键,注意: Cu 作电解池电极材料时,阳极上 Cu 失电子而不是电解质溶液中阴离子失电子,为易错点.

二、解答题(共 7 小题,满分 40 分) 21.表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑩种元素,填写下列空白:
主族 周期 2 3 4 ⅠA ⅡA ⑩ ④ ⑨ ⑤ ⅢA ⅣA ① ⅤA ② ⅥA ③ ⑥ ⅦA 0族





(1)在下列横线上填写“大于”、“小于”、“等于”. 第一电离能:②大于③;电负性:②小于③;非金属性:①小于⑦;离子半径:④小于⑥. (2)在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物的化学式为:HClO4;碱性最强的化 合物的电子式为: .

(3)最高价氧化物是两性氧化物的元素是 Al (填元素符号) ;写出其最高价氧化物与⑨的 最高价氧化的水化物反应的离子方程式 Al2O3+2OH ═2AlO2 +H2O.
﹣ ﹣

考点:元素周期律和元素周期表的综合应用. 分析:由元素在周期表中的位置可知,①为 C、②为 N、③为 O、④为 Na、⑤为 Al、⑥为 S、⑦为 Cl、⑧为 Ar、⑨为 K、⑩为 Be. (1)N 元素 2p 能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素; 同周期随原子序数增大,电负性增大; 碳酸的酸性比较高氯酸的酸性弱,非金属性越强最高价含氧酸的酸性越强; 电子层结构相同的离子, 核电荷数越大离子半径越小, 而离子的电子层越多, 离子半径越大; (2)在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物为高氯酸,上述元素中 K 的金属性最 强,故 KOH 的碱性最强,由钾离子与氢氧根离子构成; (3)铝元素的最高价氧化物﹣﹣氧化铝是两性氧化物,⑨的最高价氧化的水化物为 KOH, 氧化铝与氢氧化钾反应生成偏铝酸钾与水. 解答: 解:由元素在周期表中的位置可知,①为 C、②为 N、③为 O、④为 Na、⑤为 Al、 ⑥为 S、⑦为 Cl、⑧为 Ar、⑨为 K、⑩为 Be. (1)N 元素 2p 能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一 电离能 N>O;

同周期随原子序数增大,电负性增大,故电负性 N<O; 碳酸的酸性比较高氯酸的酸性弱,非金属性越强最高价含氧酸的酸性越强,则非金属性 C <Cl; Na+离子比 S2 离子少一个电子层,故离子半径:Na+<S2 ,
﹣ ﹣

故答案为:大于;小于;小于;小于; (2)在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物为 HClO4,上述元素中 K 的金属性最 强,故 KOH 的碱性最强,由钾离子与氢氧根离子构成,电子式为: 故答案为:HClO4; ; ,

(3)铝元素的最高价氧化物﹣﹣氧化铝是两性氧化物,⑨的最高价氧化的水化物为 KOH, 氧化铝与氢氧化钾反应生成偏铝酸钾与水, 反应离子方程式为: Al2O3+2OH ═2AlO2 +H2O, 故答案为:Al;Al2O3+2OH ═2AlO2 +H2O. 点评:本题考查元素周期律和元素周期表的综合应用,侧重常用化学用语、元素周期律的考 查,难度不大,注意基础知识的理解掌握.
﹣ ﹣ ﹣ ﹣

22.远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀.为防止这种腐蚀,通常 把船体与浸在海水里的 Zn 块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的负极(填“正”或 “负”)相连.

考点:金属的电化学腐蚀与防护. 分析: 钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀, 在电解池中阴极是被保护的电极. 解答: 解:钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,在电解池中,阴极是被保 护的电极,可以把船体与浸在海水里的 Zn 块相连,并与电源的负极相连,作阴极能被保护; 故答案为:吸氧;负. 点评: 本题考查了原电池原理和电解池原理的应用, 题目难度不大, 侧重于基础知识的考查.

23.基态 Fe 原子有 4 个未成对电子,Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6.可用铁氰化钾溶液检验 Fe2+,发生反应的离子方程式为 2[Fe(CN)6]3++3Fe2+═Fe3[[Fe(CN)6]2↓.

考点:原子核外电子排布;二价 Fe 离子和三价 Fe 离子的检验.

分析:根据 Fe 原子的核外电子排布式确定未成对电子数,失去 2 个电子变为亚铁离子,含 Fe2+的溶液与铁氰化钾 K3[Fe(CN)6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀来解答; 解答: 解:26 号元素 Fe 基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2,基态 Fe 原子核 外处在能量最高的能级为 3d,排布了 6 个电子,有 6 种不同的运动状态,可知在 3d 上存在 4 个未成对电子, 失去 2 个电子变为亚铁离子, 亚铁离子的电子排布式为 1s22s22p43s23p43d6, Fe2+与铁氰化钾 K3[Fe(CN)6]反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀:2[Fe(CN)
3+ 2+ 6] +3Fe ═Fe3[[Fe(CN)6]2↓;

故答案为:4,[Ar]3d6,2[Fe(CN)6]3++3Fe2+═Fe3[[Fe(CN)6]2↓; 点评: 本题考查原子核外电子排布规律的运用以及离子的检验, 侧重考查学生对知识的迁移 应用、需要学生具备扎实的基础,对学生的思维能力有一定的要求,难度中等.

24.用惰性电极电解 200mL 一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积变化) ,通 电一段时间后,若向所得的溶液中加入 0.1mol Cu(OH)2,溶液恰好恢复到电解前的浓度 和 pH,则电解过程中转移电子的物质的量为 0.4 mol.

考点:电解原理. 分析:电解硫酸铜溶液时,要使电解后溶液恢复原状,应该采用“析出什么、加入什么”原则 加入物质即可,向电解后的溶液中加入 0.1mol Cu(OH)2,溶液恰好恢复到电解前的浓度 和 pH,说明电解过程中析出的物质相当于 CuO、H2O,阳极上析出氧气,阴极上析出氢气 和 Cu,根据 O 原子守恒知,n(O2)=n[Cu(OH)2],生成 1mol 氧气需要转移 4mol 电子, 所以转移电子 n(e )=4n(O2) ,据此分析解答. 解答: 解:电解硫酸铜溶液时,要使电解后溶液恢复原状, 应该采用“析出什么、 加入什么” 原则加入物质即可,向电解后的溶液中加入 0.1mol Cu(OH)2,溶液恰好恢复到电解前的 浓度和 pH,说明电解过程中析出的物质相当于 CuO、H2O,阳极上析出氧气,阴极上析出 氢气和 Cu,根据 O 原子守恒知,n(O2)=n[Cu(OH)2],生成 1mol 氧气需要转移 4mol 电子,所以转移电子 n(e )=4n(O2)=4n[Cu(OH)2]=4× 0.1mol=0.4mol, 故答案为:0.4. 点评:本题考查电解原理,为高频考点,正确改写化学式是解本题关键,难点是灵活运用原 子守恒、各个物理量之间关系式,题目难度不大.
﹣ ﹣

25.用铂作电极电解 AlCl3 溶液的总反应离子方程式为 2Al3++6Cl +6H2O


2Al(OH)

3↓+3H2↑+3Cl2↑.

考点:电解原理. 分析:用 Pt 作电解电解 AlCl3 溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上水得电子生成氢 气,同时阴极附近有 OH 生成,OH 和 Al3+反应生成生成沉淀 Al(OH)3,据此书写离子
﹣ ﹣

方程式. 解答: 解:用 Pt 作电解电解 AlCl3 溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上水得电子 生成氢气,同时阴极附近有 OH 生成,OH 和 Al3+反应生成生成沉淀 Al(OH)3,离子方
﹣ ﹣

程式为, 故答案为:2Al3++6Cl +6H2O


2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑.

点评:本题以电解原理为载体考查离子方程式书写,为高频考点,明确离子放电顺序是解本 题关键,OH 和 Al3+反应生成沉淀为易错点,题目难度不大.


26.如图装置所示,C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相 同(假设通电前后溶液体积不变) ,A、B 为外接直流电源的两极.将直流电源接通后,F 极 附近呈红色. 请回答: (1)B 极是电源的负极,一段时间后,甲中溶液颜色逐渐变浅,丁中 X 极附近的颜色逐渐 变浅,Y 极附近的颜色逐渐变深,这表明氢氧化铁胶体粒子带正电荷,在电场作用下向 Y 极移动. (2)若甲、乙装置中的 C、D、E、F 电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之 比为 1:2:2:2. (3)现用丙装置给铜件镀银,则 H 应该是镀件(填“镀层金属”或“镀件”) ,电镀液是 AgNO3 溶液.当乙中溶液的 c(OH )=0.1mol?L
﹣ ﹣1

时(此时乙溶液体积为 500mL) ,丙中镀件上析

出银的质量为 5.4g,甲中溶液的 pH 减小(填“变大”“变小”或“不变”) . (4)若将 C 电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是 Fe+Cu2+ Cu+Fe2+.

考点:电解原理. 专题:电化学专题. 分析: (1)将直流电源接通后,F 极附近呈红色,可知道氢离子在该电极放电,所以 F 极是 阴极,B 为电源负极、A 为电源正极,据此判断其它各个电极的名称;硫酸铜中铜离子减少 导致溶液颜色的变化;胶体的胶粒带点电,即电泳实验证明的结论; (2)C、D、E、F 电极转移的电子数目相等,结合电极反应式根据转移电子数可计算生成 的单质的量; (3)电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,电镀液含有镀层金属阳离子; 根据乙中氢氧根离子的浓度计算其物质的量, 结构电极反应式计算转移电子物质的量, 各个 电极上转移的电子数是相等的,据此计算丙中析出 Ag 的物质的量,进而计算质量; 电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气,有硫酸生成,氢离子浓度增大,所以酸性增强,甲中 溶液的 pH 变小 (4)铁电极做阳极则该电极放电的是金属铁本身. 解答: 解:将直流电源接通后,F 极附近呈红色,说明 F 极显碱性,是氢离子在该电极放 电,所以 F 极是阴极,B 为电源负极、A 为电源正极,可得出 D、F、H、Y 均为阴极,C、 E、G、X 均为阳极; (1)B 电极是电源的负极,在 A 池中,电解硫酸铜的过程中,铜离子逐渐减少,导致溶液 颜色变浅; Y 极是阴极,该电极颜色逐渐变深,说明氢氧化铁胶体向该电极移动,异性电荷相互吸引, 所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷, 故答案为:负极;逐渐变浅;氢氧化铁胶体粒子带正电荷; (2)C、D、E、F 电极发生的电极反应分别为:4OH ═O2↑+2H2O+4e 、Cu2++2e ═Cu、2Cl
﹣ ﹣ ﹣ ﹣

═Cl2↑+2e 、 2H++2e ═H2↑, 当各电极转移电子均为 1mol 时, 生成单质的量分别为: 0.25mol、
﹣ ﹣

0.5mol、0.5mol、0.5mol,所以单质的物质的量之比为 1:2:2:2;

故答案为:1:2:2:2; (3)电镀装置中,镀层金属必须做阳极,镀件做阴极,所以 H 应该是镀件,电镀液含有镀 层金属阳离子,故电镀液为 AgNO3 溶液; 当乙中溶液的 c (OH ) =0.1mol?L
﹣ ﹣ ﹣ ﹣1

时 (此时乙溶液体积为 500mL) , 根据电极反应 2H2O+2e

═H2↑+2OH ,则放电的氢离子的物质的量为:0.1mol/l× 0.5L=0.05mol,当转移 0.05mol 电

子时,丙中镀件上析出银的质量=108g/mol× 0.05mol=5.4g, 电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气,有硫酸生成,所以氢离子浓度增大,所以酸性增强, 甲中溶液的 pH 变小, 故答案为:镀件;AgNO3;5.4g;变小; (4)C 电极换为铁,则阳极铁失电子,阴极铜离子得电子,电解池反应为: Fe+Cu2+ Cu+Fe2+, Cu+Fe2+.

故答案为:Fe+Cu2+

点评:本题考查学生有关电解池的工作原理知识,综合性很强,难度较大,要求学生熟记教 材知识,学以致用.

27.某反应中反应物与生成物有:FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu.

(1)将上述反应设计成原电池如图甲所示,请回答下列问题: ①图中 X 溶液的溶质是 FeCl3(填化学式) ,Cu 电极上发生的电极反应方程式为 Cu﹣2e =Cu2+. ②原电池工作时,盐桥中的 K+ (填“K+”或“Cl ”)不断进入 X 溶液中.
﹣ ﹣

(2)将上述反应设计成电解池如图乙所示,乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的 物质的量关系如图丙,请回答下列问题: ①M 是直流电源的负极;图丙中的②线是 Fe2+的物质的量的变化. ②当电子转移为 2mol 时,向乙烧杯中加入 2.8 L 5mol?L 的金属阳离子沉淀完全.
﹣1

NaOH 溶液,才能使溶液中所有

(3)铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂,具有很多优点. ①高铁酸钠生产方法之一是电解法,其原理为 Fe+2NaOH+2H2O 电解时阳极的电极反应方程式为 Fe+8OH ﹣6e ═FeO42 +4H2O.
﹣ ﹣ ﹣

Na2FeO4+3H2↑,则

②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用 NaClO 氧化 Fe(OH)3 生成高铁酸钠、氯化 钠和水,该反应的离子方程式为 2Fe(OH)3+3ClO +4OH ═2FeO42 +3Cl +5H2O.
﹣ ﹣ ﹣ ﹣

考点:原电池和电解池的工作原理. 分析: (1)①氯化铁具有强氧化性,铜能被氯化铁氧化,所以电解质溶液为 FeCl3 溶液;Cu 易失电子发生氧化反应而作负极; ②石墨作正极,则盐桥中阳离子向正极移动; (2) 根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子,而根据 X 的成分可知 X 中只有两种金属阳离 子,说明在电解过程中还有 Cu2+生成,因此 Cu 做阳极,石墨做阴极,根据转移电子的物质 的量和金属阳离子的物质的量的变化确定曲线对应的离子,结合转移电子的物质的量计算; (3)Na2FeO4 能消毒、净水的原因高价铁具有氧化性,能消毒杀菌,生成 Fe3+形成胶体, 具有吸附悬浮物的净水的作用,电解时阳极发生氧化反应,电极反应方程式为 Fe+8OH ﹣
2 6e ═FeO42 +4H2O, NaClO 氧化 Fe (OH) (OH) 3 的反应方程式为 2Fe 3+3ClO +4OH ═2FeO4
﹣ ﹣ ﹣ ﹣ ﹣ ﹣

+3Cl +5H2O.



解答: 解: (1)①氯化铁具有强氧化性,铜能被氯化铁氧化,所以反应为 2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2,则 FeCl3 溶液为电解质溶液;Cu 作负极,失电子发生氧化反应, 电极反应为 Cu﹣2e =Cu2+,故答案为:FeCl3 ;Cu﹣2e =Cu2+;
﹣ ﹣

②Cu 作正极,放电时,电解质溶液中阳离子 K+移向 X 溶液中,故答案为:K+; (2) ①根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子, 而根据 X 的成分可知 X 中只有两种金属阳 离子,说明在电解过程中还有 Cu2+生成,因此 Cu 做阳极,石墨做阴极,所以 M 是负极, 根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化,可知①为 Fe3+,②为 Fe2+,③为 Cu2+,故答案为:负;Fe2+; ②当电子转移为 2mol 时, 溶液中有 Fe3+ 2mol, Fe2+ 3mol, Cu2+为 1mol, 所以需要加入 NaOH 溶液 14mol,所以 NaOH 溶液等体积为 故答案为:2.8; =2.8L,

(3)①电解时阳极发生氧化反应,电极反应方程式为 Fe+8OH ﹣6e ═FeO42 +4H2O,故答
﹣ ﹣ ﹣

案为:Fe+8OH ﹣6e ═FeO42 +4H2O;
﹣ ﹣ ﹣

②NaClO 氧化 Fe(OH)3 的反应方程式为 2Fe(OH)3+3ClO +4OH ═2FeO42 +3Cl +5H2O,
﹣ ﹣ ﹣ ﹣

故答案为:2Fe(OH)3+3ClO +4OH ═2FeO42 +3Cl +5H2O.
﹣ ﹣ ﹣ ﹣

点评:本题考查了电解原理和原电池原理,为高考热点问题,难点是(2)题图象分析,知 道溶液中离子浓度变化及其原因,题目难度中等.



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