人教版化学选修4第4章章末小结

第四章章末小结一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．(2009·北京市海淀区测试题)某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3:1。用石墨电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是()A．阴极自始至终只析出H2B．阳极先析出Cl2，后极出O2C．电解最后阶段为电解水D．溶液pH不断增大，最后为7【解析】电解质溶液中，n(Na＋n(Cl－n(H＋n(SO2－4)＝3:3:2:1，开始电解产生H2和Cl2，随着产生H2和Cl2的同时，生成OH－中和H2SO4，且OH－过量，最后是电解水，因而最后溶液的pH＞7，阴极只放出H2。三个阶段分别相当于电解HCl→NaCl→H2O。答案为D。【答案】D2．(2007·全国理综Ⅰ)以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol，则阴极上析出Cu的质量为()A．0.64gB．1.28gC．2.56gD．5.12g【解析】根据电极反应，阳极：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑，阴极：2Cu2＋＋4e－＝2Cu可得出关系式：O2～2Cu1mol2×64g0．01mol1.28g【答案】B3．(2008·重庆理综)如下图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是()A．a中铁钉附近呈现红色B．b中铁钉上发生还原反应C．a中铜丝上发生氧化反应D．b中铝条附近有气泡产生【解析】本题考查原电池反应原理的应用。a装置由铁钉、铜丝、NaCl溶液构成原电池，铁钉作负极发生氧化反应：Fe－2e－＝Fe2＋，铁钉附近不会出现红色，A错误。铜丝上发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，C错误。b装置，由铁钉、铝条、NaCl溶液构成原电池，铝条的负极，发生氧化反应：Al－3e－＝Al3＋，不会有气泡生成，D错误。铁钉作正极发生还原反应：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，B正确。【答案】B4．(2008·广东化学)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag＋＋e－＝Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①②B．②③C．②④D．③④【解析】因金属活泼性Cu＞Ag，故此原电池中Cu作负极，Ag作正极，电极反应如下，负极：Cu－2e－＝Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－＝2Ag。在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，①错误；没有盐桥，原电池不能继续工作，③错误；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，④正确。【答案】C5．(2008·北京理综)据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解质溶液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是()A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B．工作一段时间后，电解质溶液中KOH的物质的量不变C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2＝2H2OD．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2(标准状况)时，有0.1mol电子转移【解析】碱性氢氧燃料电池总反应式是2H2＋O2＝2H2O，KOH的物质的量在反应过程中不变，O2为正极反应物，故A、B、C项都正确；由Cl－生成0.1molCl2转移0.2mol电子，D项错误。【答案】D6．(2009·江苏卷)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是()A．该电池能够在高温下工作B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－＝6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.46L【解析】高温下，微生物发生蛋白质的变化，A错误；B正确；放电过程中，H＋移向正极区，C错误；葡萄糖燃料电池的总反应式为：C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O，即1molO2～1molCO2，每消耗1molO2，理论上生成标准状况下CO2气体为22.4L，D错误。【答案】B7．(2009·广东卷)可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是()A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－＝Al(OH)3↓C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极【解析】电池工作时，正极上O2得到电子被还原，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，A正确。电解液为NaOH溶液时，在负极上产生的是NaAlO2而不是Al(OH)3，B错误。电池的总反应为：4Al＋3O2＋4NaOH＝4NaAlO2＋2H2O，消耗NaOH，pH减小。电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极。【答案】A8．(2009·上海卷)下图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是()A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨水柱两边的液面变为左低右高C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－＝Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀【解析】a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2H2O＋O2＋4e－＝4OH－，负极为铁：2Fe－4e－＝2Fe2＋，由于吸收O2，a管中气压降低；b管中的电解质溶液是酸性较强的NH4Cl溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2H＋＋2e－＝H2↑，负极：Fe－2e－＝Fe2＋，由于放出氢气，b管中气压增大，故U形管中的红墨水应是左高右低，B选项错误。【答案】B9．(2009·安徽理综)Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为：2Cu＋H2O=====通电Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是()A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成【解析】由总反应知失电子的为Cu，得电子的是H2O中的氢元素。因此Cu极为电解池的阳极，接电源的正极，石墨为阴极，接电源的负极。当有0.1mol电子转移时，应有0.05molCu2O生成。【答案】A10．将一直流电源的正、负极，用玻璃片分别压在食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊试液浸过的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是()ABCD阳极蓝白红蓝阴极白蓝蓝蓝【解析】本题实质上相当于是在滤纸上进行电解食盐水、KI的混合液，两极的变化为阳极：2I－－2e－＝I2(I2遇淀粉后变蓝)，阴极：2H＋＋2e－＝H2↑，该极周围的c(OH－)增大，碱性增强，则石蕊变蓝。【答案】D11．(2009·苏北四市)铅蓄电池在现代生活中有广泛应用，其电极材料是Pb和PbO2，电解液是硫酸溶液。现再用铅蓄电池电解饱和硫酸钠溶液一段时间，假设电解时温度不变且用惰性电极，下列说法不正确的是()A．蓄电池放电时，每消耗0.1molPb，共生成0.1molPbSO4B．电解池的阳极反应为4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑C．电解后，c(Na2SO4)不变，且溶液中有晶体析出。D．蓄电池中每生成1molH2O，电解池中就消耗1molH2O【答案】AD12．(2009·南通市)碱性锌锰电池工作时的总方程式为：Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH＋Zn(OH)2。关于碱性锌锰电池的说法正确的是()A．碱性锌锰电池是二次电池B．正极反应为：2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH－C．连续工作后的碱性锌锰电池中电解液的pH将减小D．工作中，每转移0.2mole－时，负极质量减轻6.5g【答案】B二、非选择题13．下图中每一方框中的字母代表一种反应物或生成物：各物质组成情况表CDI起始组成/mol640某时刻组成/mol332物质A跟B反应生成E、F和G，物质G跟D反应生成I，某温度下该反应起始和某时刻的反应混合物组成如上表，请填写下列空白：(1)物质H的分子式是____________；(2)反应①的化学方程式是____________；(3)反应②的化学方程式(须注明反应条件)是________________________________________________________________________。【解析】本题的突破口是Cl2性质的应用。根据生成产物的种类多少来判断：由于饱和食盐水经电解后生成H2、Cl2、NaOH，其中Cl2与NaOH溶液反应有三种产物NaCl、NaClO、H2O，所以反应①为Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O。而Cl2与H2反应只有(HCl)一种产物，故物质H是H2、Cl2的反应产物HCl。所以B为Cl2。另外依据题中提供数据，推出C、D、I的化学计量数之比。根据题目提供的数据，2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可得出消耗3molH2生成2molI，很自然想起可能是：N2＋3H22NH3，该反应是可逆反应，在高温高压下，催化剂(还原铁粉)的作用下发生。【答案】(1)HCl(2)Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O(3)N2＋3H22NH314．(2005·北京)X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知：①X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物；②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。请回答：(1)Z2Y的化学式是____________。(2)Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是__________________________________。(3)如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和溶液，C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极)，断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：C(Ⅰ)的电极名称是____________(填写“正极”或“负极”)。C(Ⅱ)的电极反应式是__________________________________。(4)铜屑放入稀硫酸不反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是__________________________________。【解析】接通S1时，图示装置为电解池；断开S1，接通S2时，图示装置为原电池。【答案】(1)Na2O(2)2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑(3)负极Cl2＋2e－＝2Cl－(4)Cu＋H2O2＋2H＋＝Cu2＋＋2H2O15．(2009·重庆理综)工业上电解饱和食盐水能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。(1)上图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是____________；NaOH溶液的出口为____________(填字母)；精制饱和食盐水的进口为____________(填字母)；干燥塔中应使用的液体是____________。(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用受到广泛关注。①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同)，方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为__________________________________。②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用，一定条件下，在20L恒容密闭容器中的反应：3SiCl4(g)＋2H2