高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練1-8(打包8套)魯教版.zip
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專(zhuān)題專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練(四)串聯(lián)電池
1.(2016·揚(yáng)州調(diào)研)如圖所示,將兩燒杯中電極用導(dǎo)線(xiàn)相連,四個(gè)電極分別為Mg、Al、Pt、C。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后,以下表述正確的是( )
A.電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)
B.Al、Pt兩極有H2產(chǎn)生
C.甲池pH減小,乙池pH不變
D.Mg、C兩極生成的氣體在一定條件下可以恰好完全反應(yīng)
解析:選D 甲池Al能與NaOH溶液反應(yīng),所以為原電池,乙池Pt、C均不與NaOH溶液反應(yīng),故乙池為電解池,電流表指針偏轉(zhuǎn)。甲池中Mg為正極,產(chǎn)生H2,Al為負(fù)極溶解,Pt作陰極產(chǎn)生H2,C作陽(yáng)極產(chǎn)生O2,甲池消耗NaOH,pH減小,乙池消耗水,pH增大。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,則Mg、C兩極產(chǎn)生的O2、H2體積比為1∶2,在一定條件下可以完全反應(yīng)。
2.鉛蓄電池的工作原理為Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。研讀右圖,下列判斷不正確的是( )
A. K 閉合時(shí),d電極反應(yīng)式:PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO
B. 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí),Ⅰ中消耗的H2SO4為0.2 mol
C. K閉合時(shí),Ⅱ中SO向c電極遷移
D. K閉合一段時(shí)間后,Ⅱ可單獨(dú)作為原電池,d電極為正極
解析:選C 選項(xiàng)A,K閉合時(shí)Ⅰ為原電池,Ⅱ?yàn)殡娊獬?,Ⅱ中發(fā)生充電反應(yīng),d電極為陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),其反應(yīng)式為PbSO4 + 2H2O -2e- === PbO2 + 4H++ SO,正確。選項(xiàng)B,在總反應(yīng)式中,得失電子總數(shù)為2e-,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時(shí),可以計(jì)算出Ⅰ中消耗的硫酸的量為0.2 mol,正確。選項(xiàng)C,K閉合時(shí)d是陽(yáng)極,陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),錯(cuò)誤。選項(xiàng)D,K閉合一段時(shí)間,也就是充電一段時(shí)間后Ⅱ可以作為原電池,由于c表面生成Pb,放電時(shí)做電源的負(fù)極,d表面生成PbO2,做電源的正極,所以D項(xiàng)正確。
3.(2016·合肥模擬)如圖所示,甲池的總反應(yīng)式為N2H4+O2===N2+2H2O。下列說(shuō)法正確的是( )
A.甲池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式為N2H4-4e-===N2+4H+
B.乙池中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為4OH--4e-===2H2O+O2↑
C.甲池溶液pH增大,乙池溶液pH減小
D.甲池中每消耗0.1 mol N2H4乙池電極上則會(huì)析出6.4 g固體
解析:選B 分析圖知甲是燃料電池,則乙是電解池,甲的電解質(zhì)溶液是氫氧化鉀,則負(fù)極不可能生成H+,應(yīng)該是N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O,A錯(cuò)誤;乙的石墨極是陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng),B正確;根據(jù)甲池總反應(yīng)生成了水,則氫氧化鉀溶液濃度變小,pH減小,乙的陰極析出銅,結(jié)合B項(xiàng)則乙池的溶液pH減小,C錯(cuò)誤;根據(jù)各個(gè)電極流過(guò)的電量相等知N2H4~2Cu,消耗0.1 mol N2H4乙池電極上則會(huì)析出12.8 g銅,D錯(cuò)誤。
4.用鉛蓄電池電解AgNO3、Na2SO3的溶液,a、b、c、d電極材料均為石墨。已知鉛蓄電池的總反應(yīng)為Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l),通電時(shí)a電極質(zhì)量增加,下列說(shuō)法正確的是( )
A.電路中通過(guò)1 mol電子時(shí),Y電極質(zhì)量增加48 g
B.放電時(shí)鉛蓄電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為
PbO2(s)+4H+(aq)+SO(aq)+2e-===PbSO4(s)+2H2O(l)
C.c、d電極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為1∶2
D.X極為負(fù)極
解析:選A a極質(zhì)量增加,即析出了 Ag,a為陰極,則Y為負(fù)極,X為正極,D項(xiàng)錯(cuò);B項(xiàng),所寫(xiě)電極反應(yīng)式為正極的電極反應(yīng)式;C項(xiàng),c為陰極放出H2,d為陽(yáng)極放出O2,物質(zhì)的量之比為2∶1。
5.(2016·杭州模擬)假設(shè)圖中原電池產(chǎn)生的電壓、電流強(qiáng)度均能滿(mǎn)足電解、電鍍要求,即為理想化。①~⑧為各裝置中的電極編號(hào)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.當(dāng)K閉合時(shí),A裝置發(fā)生吸氧腐蝕,在電路中作電源
B.當(dāng)K斷開(kāi)時(shí),B裝置鋅片溶解,有氫氣產(chǎn)生
C.當(dāng)K閉合后,整個(gè)電路中電子的流動(dòng)方向?yàn)棰佟?;⑦→⑥;⑤→④;③→?
D.當(dāng)K閉合后,A、B裝置中pH變大,C裝置中pH不變
解析:選A 當(dāng)K閉合時(shí),B裝置構(gòu)成原電池,在電路中作電源,整個(gè)電路中電子的流動(dòng)方向?yàn)棰邸冢虎佟?;⑦→⑥;⑤→④;B裝置中消耗H+,pH變大,A裝置中電解飽和食鹽水,pH變大;C裝置中相當(dāng)于在銀上鍍銅,pH不變。
6.空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),RFC是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池,RFC工作原理如圖。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),a電極產(chǎn)生1.12 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)
B.b電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是4H2O+4e-===2H2↑+4OH-
C.d電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是O2+4H++4e-===2H2O
D.c電極上進(jìn)行還原反應(yīng),B池中的H+可以通過(guò)隔膜進(jìn)入A池
解析:選D a為陰極,陰極發(fā)生還原反應(yīng):4H++4e-===2H2↑,當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),有0.05 mol H2生成,A項(xiàng)錯(cuò)誤;b極為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為4OH--4e-===2H2O+O2↑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;a極產(chǎn)生的氣體X為H2,充入H2的d極為原電池的負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)為H2-2e-===2H+,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電解池的陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體為O2,即Y為O2,充入O2的c極為原電池的正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),原電池中,陽(yáng)離子移向正極,即H+通過(guò)隔膜進(jìn)入A池,D項(xiàng)正確。
7.某化學(xué)興趣小組對(duì)電化學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
(1)利用下圖裝置探究金屬的電化學(xué)腐蝕,接通電路發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),鹽橋中K+向________槽(填“a”“b”或“c”)移動(dòng)。寫(xiě)出正極的電極反應(yīng)_____________________。
(2)如何檢驗(yàn)a槽中生成的陽(yáng)離子_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在c槽中欲實(shí)現(xiàn)Cu+2H2O===Cu (OH)2+H2↑的反應(yīng),則電極________(填“M”或“N”)一定是銅電極。c槽中電解質(zhì)X可以是下列________物質(zhì)(填選項(xiàng))。
A.H2SO4 B.NaNO3
C.MgCl2 D.KOH
解析:(1)a-b構(gòu)成原電池,鐵電極是負(fù)極,石墨電極是正極,根據(jù)原電池內(nèi)部陽(yáng)離子移向正極可知鹽橋中K+移向b;正極氧氣被還原:O2+4e-+2H2O===4OH-;
(2)a槽中生成的陽(yáng)離子是亞鐵離子,取a槽中溶液少量,加入硫氰化鉀溶液,無(wú)現(xiàn)象,再通少量氯氣,溶液變血紅色,說(shuō)明有亞鐵離子生成;
(3)根據(jù)c槽中Cu+2H2O===Cu(OH)2+H2↑的反應(yīng),銅發(fā)生氧化反應(yīng),銅應(yīng)該與電池的正極相連做陽(yáng)極,即M一定是銅電極,電解質(zhì)溶液不參與反應(yīng),不能選A、C,而是選B、D。
答案:(1)b O2+4e-+2H2O===4OH-
(2)取a槽中溶液少量,加入硫氰化鉀溶液,無(wú)現(xiàn)象,再通少量氯氣,溶液變血紅色,說(shuō)明有亞鐵離子生成
(3)M BD
8.下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極,電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后,在c、d兩極上共收集到336 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)直流電源中,M為_(kāi)_______極。
(2)Pt電極上生成的物質(zhì)是________,其質(zhì)量為_(kāi)_______g。
(3)電源輸出電子的物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2∶____∶____∶____。
(4)AgNO3溶液的濃度________(填“增大”“減小”或“不變”,下同),AgNO3溶液的pH________,H2SO4溶液的濃度________,H2SO4溶液的pH________。
解析:電解5.00%的稀H2SO4,實(shí)際上是電解其中的水。陰極產(chǎn)生H2,陽(yáng)極產(chǎn)生O2,且V(H2) ∶V(O2)=2 ∶1,據(jù)此可確定d極為陰極,則電源的N極為負(fù)極,V(H2)=336 mL×=224 mL,即為0.01 mol,V(O2)=336 mL×=112 mL,即為0.005 mol。說(shuō)明電路中通過(guò)0.02 mol電子,因此在b極(Pt、陰極)產(chǎn)生Ag:0.02 mol×108 g·mol-1=2.16 g,即 0.02 mol的Ag。則n(e-)∶n(Ag) ∶n(O2)∶n(H2)=0.02∶0.02∶0.005∶0.01=2∶2∶∶1;由Ag(陽(yáng))電極、Pt(陰)電極和AgNO3溶液可組成電鍍池,因此AgNO3溶液濃度不變, pH也不變。電解5.00%的H2SO4溶液,由于其中的水發(fā)生電解,因此H2SO4溶液濃度增大, pH減小。
答案:(1)正 (2)Ag 2.16 (3)2 1
(4)不變 不變 增大 減小
9.(2016·煙臺(tái)模擬)某興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問(wèn)題(甲、乙、丙三池中溶質(zhì)足量),當(dāng)閉合該裝置的電鍵K時(shí),觀(guān)察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)甲池為_(kāi)_______(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”),A電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________________________。
(2)丙池中F電極為_(kāi)_______(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽(yáng)極”),該池的總反應(yīng)方程式為_(kāi)____________________________________________________________。
(3)當(dāng)乙池中C極質(zhì)量減輕10.8 g時(shí),甲池中B電極理論上消耗O2的體積為_(kāi)_______ mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
(4)一段時(shí)間后,斷開(kāi)電鍵K,下列物質(zhì)能使丙池恢復(fù)到反應(yīng)前濃度的是________(填選項(xiàng)字母)。
A.Cu B.CuO
C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3
解析:(1)甲池能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)為原電池,燃料電池中,燃料失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-===CO+6H2O;
(2)F連接原電池負(fù)極,所以為陰極,陽(yáng)極上氫氧根離子放電,陰極上銅離子放電,電池反應(yīng)式為2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑;
(3)C極上的電極反應(yīng)為Ag-e-===Ag+,B電極上的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-===4OH-,當(dāng)池中C極質(zhì)量減輕10.8 g時(shí),即轉(zhuǎn)移電子是0.1 mol,此時(shí)甲池中B電極理論上消耗O2的物質(zhì)的量是0.025 mol,體積為0.025 mol×22.4 L·mol-1=0.56 L=560 mL;
(4)溶液中減少了Cu和O2,所以要讓電解質(zhì)復(fù)原,需要加入CuO。
答案:(1)原電池 CH3OH+8OH--6e-===CO+6H2O
(2)陰極 2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑
(3)560 (4)B
10.如下圖裝置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性電極,甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變),A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后,F(xiàn)極附近呈紅色。
請(qǐng)回答:
(1)B極是電源的______________,一段時(shí)間后,甲中溶液顏色________,丁中X極附近的顏色逐漸變淺,Y極附近的顏色逐漸變深,這表明________________________________,
在電場(chǎng)作用下向Y極移動(dòng)。
(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時(shí),對(duì)應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。
(3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀,則H應(yīng)是______________(填“鍍層金屬”或“鍍件”),電鍍液是________溶液。當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí)(此時(shí)乙溶液體積為500 mL),丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為_(kāi)_______,甲中溶液的pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。
(4)若將C電極換為鐵,其他裝置都不變,則甲中發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。
解析:(1)由裝置圖知,直流電源與各電解池串聯(lián);由“F極附近呈紅色”知,F(xiàn)極為陰極,則E極為陽(yáng)極、D極為陰極、C極為陽(yáng)極、G極為陽(yáng)極、H極為陰極、X極為陽(yáng)極、Y極為陰極、A極為正極、B極為負(fù)極。甲裝置是用惰性電極電解CuSO4溶液,由于Cu2+放電,導(dǎo)致c(Cu2+)降低,溶液顏色逐漸變淺;丁裝置是膠體的電泳實(shí)驗(yàn),由于X極附近的顏色逐漸變淺,Y極附近的顏色逐漸變深,說(shuō)明氫氧化鐵膠粒帶正電荷。
(2)當(dāng)甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時(shí),C、D、E、F電極的產(chǎn)物分別為O2、Cu、Cl2、H2,根據(jù)各電極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同,則對(duì)應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2∶2。
(3)給銅件鍍銀,根據(jù)電鍍?cè)?,銅件作陰極,銀作陽(yáng)極,電鍍液是可溶性銀鹽。當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí),則乙中n(OH-)=0.1 mol·L-1×0.5 L=0.05 mol,即各電極轉(zhuǎn)移電子0.05 mol,所以丙中析出銀0.05 mol;甲裝置中由于電解產(chǎn)生H+,導(dǎo)致溶液的酸性增強(qiáng),pH變小。
(4)若將C電極換為鐵,則鐵作陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng):Fe-2e-===Fe2+,D極發(fā)生:Cu2++2e-===Cu,則總反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu2+Cu+Fe2+。
答案:(1)負(fù)極 逐漸變淺 氫氧化鐵膠粒帶正電荷
(2)1∶2∶2∶2
(3)鍍件 AgNO3(合理即可) 5.4 g 變小
(4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+
11.A、B、C為三種強(qiáng)電解質(zhì),它們?cè)谒须婋x出的離子為Na+、Ag+、NO、SO、Cl-,在如圖所示裝置中,甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放足量的A、B、C三種溶液,電極均為石墨電極。接通電源,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,測(cè)得乙燒杯中c電極質(zhì)量增加了10.8 g。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。據(jù)此回答下列問(wèn)題:
(1)M為電源的________(填“正”或“負(fù)”)極,甲、乙兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)分別為_(kāi)_______、________(寫(xiě)化學(xué)式)。
(2)計(jì)算電極f上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為_(kāi)_______L。
(3)寫(xiě)出乙燒杯中的電解反應(yīng)方程式:__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若電解后甲溶液的體積為10 L,則該溶液的pH為_(kāi)_______。
解析:(1)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,測(cè)得乙燒杯中c電極質(zhì)量增加了10.8 g,說(shuō)明c電極為陰極,且乙燒杯中的電解質(zhì)B為AgNO3,則M是負(fù)極,N是正極,a是陰極,b是陽(yáng)極,d為陽(yáng)極,e是陰極,f是陽(yáng)極。電解后,甲溶液的pH變大,說(shuō)明甲為NaCl溶液,丙溶液的pH不變,說(shuō)明丙中溶液為Na2SO4溶液。
(2)c電極質(zhì)量增加10.8 g,即n(Ag)==0.1 mol,n(e-)=n(Ag)=0.1 mol,丙中溶液為Na2SO4溶液,電解該溶液相當(dāng)于電解水,f極(陽(yáng)極)上析出O2,且n(O2)=n(e-)=0.025 mol,V(O2)=0.025 mol×22.4 L·mol-1=0.56 L。
(3)電解AgNO3溶液的反應(yīng)方程式為4AgNO3+2H2O4Ag↓+4HNO3+O2↑。
(4)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,轉(zhuǎn)移0.1 mol e-,生成n(NaOH)=0.1 mol,則c(OH-)==0.01 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=10-12mol·L-1,pH=12。
答案:(1)負(fù) NaCl AgNO3 (2)0.56
(3)4AgNO3+2H2O4Ag↓+4HNO3+O2↑
(4)12
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