高考化学一轮复习专题七《化学反应与能量变化第二单元》苏教版.docx
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高考化学一轮复习专题七《化学反应与能量变化第二单元》苏教版
第二单元原电池、金属的腐蚀与防护
1．下列反应可以设计成原电池的是（ ）
①CaO＋H2O===Ca（OH）2 ②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ ③2H2O===2H2↑＋O2↑
④NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3 ⑤Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu（NO3）2 ⑥Fe＋2FeCl3===3FeCl2
A．①②④⑤⑥B．②③⑤⑥C．②⑤⑥D．全部
解析：
能设计成原电池的反应要满足两点：
反应能自发进行；反应是氧化还原反应。
①④是非氧化还原反应，③不能自发进行，②⑤⑥满足以上两点要求。
故正确答案为C。
答案：
C
2．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。
下列对该燃料电池说法正确的是（ ）
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B．电池的总反应是：
2C4H10＋13O2―→8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：
O2＋4e－―→2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：
C4H10＋26e－＋13O2－―→4CO2↑＋5H2O
解析：
由原电池原理知负极失去的电子经导线转移到正极，所以正极上富集电子，根据电性关系，O2－不可能移向正极，A错；原电池反应就是一个氧化还原反应，只是氧化反应和还原反应分别在两极进行，由丁烷的燃烧反应知，该电池的总反应为：
2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O，且丁烷失电子，O2得电子，故选B、C。
答案：
BC
3．下列关于钢铁腐蚀的叙述正确的是（ ）
A．吸氧腐蚀时正极放出氧气B．析氢腐蚀时正极放出氢气
C．化学腐蚀速率超过电化学腐蚀速率D．析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
答案：
B
4．有关下图装置中的叙述正确的是（ ）
A．这是电解NaOH溶液的装置
B．溶液中发生了变化：
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
C．Fe为正极，电极反应为：
Fe－2e－＋2OH－―→Fe（OH）2
D．NaOH溶液的碱性逐渐减弱
解析：
这是一个原电池装置，也是一个吸氧腐蚀装置。
电极反应的书写应与电解质溶液的性质相联系。
电解质pH的变化应与电极反应相联系。
答案：
B
5.某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋―→3Fe2＋，与此电池反应相符的原电池是（ ）
A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、Fe（NO3）3溶液组成的原电池
C．铁片、锌片、Fe2（SO4）3溶液组成的原电池
D．银片、石墨、Fe（NO3）2溶液组成的原电池
解析：
由电池反应知：
Fe失电子应作原电池负极，而正极反应为Fe3＋＋e－―→Fe2＋，要求电解液必为含Fe3＋的盐溶液，且电极材料相对Fe较不活泼，从而得到答案。
此题考查了学生的逆向思维。
答案：
AB
6．为研究金属腐蚀的条件和速度，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是（ ）
A．装置甲左侧的液面一定会下降B．装置乙中的铁钉腐蚀最快
C．装置丙中的铁钉几乎没被腐蚀D．装置甲中的铁丝和装置乙中的铜丝都会被腐蚀
解析：
甲、乙中盐酸有挥发性，甲中发生化学腐蚀，产生H2使左侧液面下降；乙中发生电化学腐蚀，产生H2比甲中快，铁钉腐蚀最快；丙中浓H2SO4有吸水性且H2SO4无挥发性，铁钉几乎不被腐蚀；乙中Cu是原电池的正极，不发生腐蚀。
答案：
D
7．（2009·宣武区调考题）蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用，下式是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：
Fe＋NiO2＋2H2O
Fe（OH）2＋Ni（OH）2
下列有关对爱迪生蓄电池的推断错误的是（ ）
A．放电时，Fe作负极，发生氧化反应
B．放电时，NiO2作正极，发生还原反应
C．充电时，阴极上Fe（OH）2放电，发生氧化反应
D．蓄电池的电极应浸入碱性电解质溶液中
解析：
放电时为原电池原理，Fe作负极发生氧化反应，有化合价升高过程，NiO2在正极发生还原反应，有化合价降低的变化。
A、B项正确；充电时阴极发生还原反应，C项错误；此蓄电池中有Fe（OH）2、Ni（OH）2等能溶于酸的弱碱，所以电解质溶液不能是酸，应是碱性溶液。
答案：
C
8．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题：
（1）装置甲中负极的电极反应式是
________________________________________________________________________。
（2）装置乙中正极的电极反应式是
________________________________________________________________________。
（3）装置丙中溶液的pH________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）四种金属活泼性由强到弱的顺序是
________________________________________________________________________。
解析：
甲、乙、丙均为原电池装置。
依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活泼性A>B；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活泼性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活泼性D>A，随着H＋的消耗，pH变大。
答案：
（1）A－2e－―→A2＋
（2）Cu2＋＋2e－―→Cu （3）变大 （4）D>A>B>C
9.新型高能钠 硫电池以熔融的钠、硫为电极，以导电的陶瓷为固体电解质。
该电池放电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为：
2Na＋xS
Na2Sx。
（1）放电时Na发生________反应，S作________极。
（2）充电时Na所在电极与直流电源的________极相连。
（3）放电时负极反应为
________________________________________________________________________；
充电时阳极反应为
________________________________________________________________________。
（4）用此电池作电源电解饱和NaCl溶液，当阳极产生33.6L（标准状况）气体时，消耗金属Na的质量为______。
解析：
该题考查化学“两池”（原电池、电解池）的原理及应用，以新的科技成果即新型高能钠硫电池为背景，要求考生学会应用原电池的原理解释新问题、新现象。
主要考查对知识的应用能力、计算能力、推理能力等。
解答本题要仔细审题，寻找突破口——“电池放电时为原电池”，根据原电池的知识，失电子，发生氧化反应的电极是负极；得电子，发生还原反应的电极是正极。
（1）Na作负极，S作正极。
负极反应为Na－e－―→Na＋；
（2）“充电时为电解池”，根据电解的知识，阳极失电子，发生氧化反应；阴极得电子，发生还原反应。
因此Na所在的电极是阴极，与直流电源的负极相连，S所在的电极是阳极，与直流电源的正极相连，阳极反应式为
S
－2e－―→xS。
（4）电解饱和NaCl溶液阳极产生的气体是Cl2，由2Cl－－2e－―→Cl2，又2Na－2e－―→2Na＋，可列式求得Na的质量为69克。
答案：
（1）氧化 正
（2）负 （3）Na－e－―→Na＋ S
－2e－―→xS （4）69g
10．（2009·山东理综，29）Zn MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2 NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是________。
电池工作时，电子流向________（填“正极”或“负极”）。
（2）若ZnCl2 NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是________________。
欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________（填代号）。
a．NaOHb．Znc．Fed．NH3·H2O
（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。
阴极的电极反应式是________________。
若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为________g。
解析：
（1）原电池的负极是发生氧化反应的一极：
Zn―→Zn2＋＋2e－；电池工作时，电子是从负极流向正极
（2）Zn与Cu2＋发生氧化还原反应，生成的Cu附着在Zn的表面构成铜锌原电池，加快反应速率，从而加快Zn的腐蚀。
（3）电解池的阴极是发生还原反应的一极：
2H＋＋2e－―→H2↑；每生成1molMnO2需转移
2mol电子，故每通过2mol电子，理论上生成1molMnO2，质量为87g。
答案：
（1）Zn（或锌） 正极
（2）锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b
（3）2H＋＋2e－―→H2↑ 87
11．燃料电池是使气体燃料氧化直接产生电流的装置，燃料电池的研究是本世纪最具挑战性的课题之一。
最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入丁烷，电池的电解质是掺杂了Y2O3（三氧化二钇）的ZrO2（二氧化锆）晶体，它在高温下能传导O2－。
试回答下列问题：
（1）该电池放电时的化学反应方程式为：
________________________________________________________________________。
（2）该燃料电池的电极反应式为：
正极：
13O2＋52e－―→26O2－
负极：
2C4H10＋26O2－－52e－―→8CO2＋10H2O
则固体电解质中的O2－向________极移动（填“正”或“负”）。
（3）某金属的相对原子质量为52.00，用上述电池电解该金属的一种含氧酸盐的酸性水溶液时，阳极每放出3360mL（标准状况）氧气，阴极析出金属10.4g，在该含氧酸盐中金属的化合价为________，在该实验中，若不考虑能量的损失，电池中消耗丁烷的质量最少是____________g（结果精确至0.01g）。
解析：
（1）2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O；
（2）根据电极反应式可知氧离子由正极移向负极；
（3）设金属的化合价为x，则根据得失电子守恒关系可得
×4＝
x
所以可得x＝3，故此过程中转移的电子的物质的量为0.6mol，所以消耗的丁烷的质量为1.34g。
答案：
（1）2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O
（2）负 （3）＋3 1.34
12．（2009·潍坊统考）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，发现试纸先变蓝后退色，这是因为过量的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）甲装置为原电池，乙装置为电解池，当盛有食盐水时，甲中发生吸氧腐蚀，乙中根据电子的流向知，石墨棒为阳极、铁棒为阴极，所以甲中石墨棒上发生的电极反应是2H2O＋O2＋4e－―→4OH－，而B中电解食盐水的离子方程式为：
2Cl－＋2H2O
2OH－＋H2↑＋Cl2↑，根据Cl2和I2反应的量及产物知5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl。
（2）甲中铁为负极，Fe－2e－―→Fe2＋。
乙中电解CuSO4溶液，电解方程式为2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
根据pH变化求出c（H＋）＝0.1mol·L－1。
则生成的H2SO4为0.1mol·L－1×0.2L×
＝0.01mol，则加入氧化铜的物质的量为0.01mol质量为0.8g。
如果加入CuCO3，则为1.24g。
答案：
（1）①O2＋2H2O＋4e－―→4OH－ ②2Cl－＋2H2O
2OH－＋H2↑＋Cl2↑ ③5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl
（2）①Fe－2e－―→Fe2＋ ②CuO 0.8或CuCO3 1.24
1．下列关于金属腐蚀的叙述中，正确的是（ ）
A．金属被腐蚀的本质是：
M－ne－―→Mn＋（M表示金属）
B．金属发生电化学腐蚀一定是在酸性环境中
C．镀锌铁发生电化学腐蚀时是锌被腐蚀，而铁一定不会被腐蚀
D．金属发生电化学腐蚀时是较活泼金属作负极，先被腐蚀
解析：
金属的电化学腐蚀也可以在中性、碱性环境下进行；镀锌铁中锌若被腐蚀完，Fe也可能继续被腐蚀，而且实际上锌被腐蚀后露出的铁也会被空气、水所腐蚀（即铁的吸氧腐蚀）。
答案：
AD
2．关于铅蓄电池的说法正确的是（ ）
A．在放电时，正极发生的反应是Pb（s）＋SO
（aq）―→PbSO4（s）＋2e－
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4（s）＋2e－―→Pb（s）＋SO
（aq）
解析：
A项中电池放电时正极应发生还原反应，电极反应为：
PbO2＋4H＋＋SO
＋2e－―→PbSO4＋2H2O；C项中电池充电时硫酸的浓度应不断增大；D项中电池充电时阳极应发生氧化反应。
答案：
B
3．如图甲是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如图乙所示，则卡片上的描述合理的是（ ）
图甲
图乙
A．①②③B．②④C．④⑤⑥D．③④⑤
解析：
①中Cu为正极，Zn为负极，③中SO
向负极移动，⑤中电子的流向是：
Zn→Cu，⑥中正极反应式：
2H＋＋2e－―→H2↑，故①③⑤⑥错。
答案：
B
4.（2009·广东单科，10）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2（OH）3Cl覆盖在其表面。
下列说法正确的是（ ）
A．锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中慢
D．生成Cu2（OH）3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
解析：
A项，合金的熔点低于各成分金属的熔点；B项，活泼金属作负极，活泼金属易腐蚀；D项，电化学腐蚀过程一定是化学反应过程。
答案：
B
5．相同材质的铁在图中的四种情况下最不易被腐蚀的是（ ）
解析：
在A中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属电极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；在D中，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负、正极，形成原电池；在上述三种情况中，都是铁作负极，铁容易被腐蚀；在C中，铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护，所以铁不易被腐蚀。
答案：
C
6．（2009·潍坊统考）现将氯化铝溶液蒸干灼烧并熔融后用铂电极进行电解，下列有关电极产物的判断正确的是（ ）
A．阴极产物是氢气B．阳极产物是氧气
C．阴极产物是铝和氧气D．阳极产物只有氯气
解析：
本题既考查盐类水解，又考查电解知识，AlCl3＋3H2OAl（OH）3＋3HCl加热时平衡右移，生成Al（OH）3，加热灼烧得氧化铝，电解氧化铝的阴极产物是铝，阳极产物是氧气。
答案：
B
7．将铁片和锌片放在盛有NaCl溶液（其中滴有酚酞）的表面皿中，如图所示，最先观察到变为红色的区域为（ ）
A．Ⅰ和Ⅱ B．Ⅰ和Ⅳ
C．Ⅱ和Ⅲ D．Ⅱ和Ⅳ
解析：
甲为原电池装置，Zn为负极，该条件下，Zn被腐蚀，电极反应为负极：
Zn－2e－―→Zn2＋，正极：
2H2O＋O2＋4e－―→4OH－，故Ⅰ电极c（OH－）增大使酚酞变红。
乙为电解装置，电极反应为：
阳极Fe－2e－―→Fe2＋，阴极2H＋＋2e－―→H2↑，Ⅳ极区域c（OH）－增大，使酚酞变红。
答案：
B
8．用锌粒和盐酸制氢气时，加入少量下列试剂，可使生成氢气的速率加快的是（ ）
A．硫酸铜晶体B．水C．氯化钡晶体D．醋酸钾晶体
解析：
锌与硫酸铜溶液反应生成铜，铜与锌在酸溶液中构成原电池，加速锌失去电子；加水，盐酸浓度降低，反应速率减小，B错；加入氯化钡晶体，无影响，C错；加入醋酸钾，盐酸与其反应生成弱酸醋酸，反应速率减小，D错。
答案：
A
9.在原电池构成的闭合回路中，关于电子和阴、阳离子运动方向的描述正确的是（ ）
A．电子从原电池的负极通过导线移向正极B．电子从原电池的正极通过导线移向负极
C．阴离子在电解质溶液中向正极移动D．阳离子在电解质溶液中向正极移动
解析：
根据同一闭合回路中，同性电荷运动方向一致，异性电荷运动方向相反的规律，在电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。
答案：
AD
10．有关下图装置叙述正确的是（ ）
A．这是电解NaOH溶液的装置
B．这是一个原电池装置，利用该装置可长时间的观察到Fe（OH）2沉淀的颜色
C．Pt为正极，其电极反应为：
O2＋4e－＋2H2O―→4OH－
D．Fe为阳极，电极反应为：
2Fe－4e－＋4OH－―→2Fe（OH）2
解析：
该装置没有外接电源，故不是电解装置，A错；对于B项，因为向NaOH（aq）不断通入空气，故Fe（OH）2生成后立即被氧化成Fe（OH）3；D项中Fe是负极，发生氧化反应，也可称阳极。
答案：
CD
11．下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是（ ）
解析：
A项是将电能转化成化学能；B项是将水的势能转化成电能；C项是将太阳能转化成热能。
答案：
D
12．将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速率甲比乙慢
解析：
甲池中锌与铜用导线连接后浸入稀H2SO4中，形成原电池，乙池中仅发生锌与H2SO4的反应。
所以甲池中铜片表面有气泡产生，乙池不构成原电池，两池中c（H＋）均减小，甲池中产生气泡的速率比乙快。
答案：
C
13．近年来，有科学家在研究利用发电厂产生的SO2制成原电池，其电池反应方程式为：
2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，该电池电动势为1.06V。
（1）写出电极反应：
负极反应式为：
________________；正极反应式为：
________________。
（2）使用这种方法处理发电厂废气中SO2的优点是________________。
解析：
根据原电池反应原理，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应。
SO2跟O2反应生成H2SO4时，SO2被氧化、O2被还原，所以SO2应该在负极上反应，O2应该在正极上反应。
答案：
（1）SO2＋2H2O－2e－―→SO
＋4H＋；O2＋4H＋＋4e－―→2H2O
（2）从环保的角度看，利用上述电池，可以在回收二氧化硫的同时得到副产品H2SO4，减少环境污染，又能在回收过程中获得电能，一举多得
14．如图所示装置中，所列M、N、P物质，其中可以成立的是（ ）
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
铁
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
解析：
该原电池中M棒变粗，N棒变细。
说明原电池反应时N棒溶解作负极，溶液中
有金属析出在M棒上。
M棒作正极，A、B选项中，电解质溶液分别为稀H2SO4和稀
盐酸，原电池工作时，不会有金属析出，C选项正极反应为Ag＋＋e－===Ag。
而D选
项正极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，不会有金属析出。
答案：
C
15.（2009·海南单科，15）Li SOCl2电池可用于心脏起博器。
该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4 SOCl2。
电池的总反应可表示为：
4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。
请回答下列问题：
（1）电池的负极材料为________________，发生的电极反应为________________；
（2）电池正极发生的电极反应为
________________________________________________________________________；
（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。
如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是________________，反应的化学方程式为________________。
（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________。
解析：
（1）、
（2）电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
（3）由NaOH与SOCl2反应的产物为Na2SO3、NaCl可知，SOCl2与水反应生成H2SO3和HCl。
（4）由于电池材料易与水、O2反应。
答案：
（1）锂 Li－e－―→Li＋
（2）2SOCl2＋4e－―→4Cl－＋S＋SO2
（3）出现白雾，有刺激性气体生成 SOCl2＋H2O===2HCl↑＋SO2↑
（4）锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应
16．（Ⅰ）21世纪最富有挑战性的课题之一是使汽油氧化直接产生电流。
新研制的某汽油燃料电
池的工作原理为：
一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，掺杂了Y2O3的ZrO2晶体
作电解质，它在高温下传导O2－离子。
填写下列空白。
（1）汽油燃料电池的能量转化率比汽油在发动机里燃料产生动力的能量转化率
__________（填“高”或“低”）。
（2）若用丁烷（C4H10）代表汽油，则该燃料电池总反应的化学方程式为：
________________________________________________________________________
通入空气的电极为__________极（填“正”或“负”），其电极反应式为：
________________________________________________________________________
（3）该汽油燃料电池的不足之处是汽油被
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