2021年高二化学寒假作业9《化学》选修4含答案

2021年高二化学寒假作业9《化学》选修4含答案
一、选择题（本题共7道小题）
1.
-种具有很高比能量的新型干电池的工作原理如图所示，放电时的电极反应式之
一为MnO
2+e一+H
2
O=MnO(OH)+OH-，下列说法正确的是
A.铝电极上的电极反应式：Al- 3e一+3NH
3.H
2
0= Al(OH)
3
+3NH
4
+
B．电池工作时，NH
4
+、Na+移向铝电极
C．每消耗27 g铝就会有3 mol电子通过溶液转移到正极上
D．放电过程中正极附近溶液的pH减小
2.
我国知名企业比亚迪公司开发了具有多项专利的锂钒氧化物二次电池，其成本较低，对环境无污染，能量密度远远高于其他材料电池，电池总反应为
V 2O
5
+xLiLi
x
V
2
O
5
．下列说法中正确的是（）
A．电池在放电时，Li+向负极移动
B．锂在放电时做正极，充电时为阳极
C．该电池充电时阳极的反映为Li x V2O5﹣xe﹣═V2O5+xLi+ D．V2O5只是锂发生反应的载体，不参与电池反应
3.以硼氢化合物NaBH
4（B元素的化合价为+3价）和H
2
O
2
作原料的燃料电池，负极材料采用
Pt/C，正极材料采用MnO
2
，可用作空军通信卫星电源，其工作原理如图所示。

下列说法错误的是（）
A ．电池放电时Na +
从a 极区移向b 极区
B ．电极b 采用MnO 2，MnO 2既作电极材料又有还原作用
C ．该电池的负极反应为：BH 4-+8OH --8e - = BO 2-+6H 2O
D ．每消耗3 mol H 2O 2，转移的电子为6 mol
4.下列关于充电电池的叙述，不正确的是（）
A ．充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B ．充电电池可以无限制地反复放电、充电
C ．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D ．较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放
5.
一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂．电池总反应为：C 2H 5OH+3O 2→2CO 2+3H 2O ，电池示意如图，下列说法正确的是（ ）
A ．a 极为电池的正极
B ．电池工作时电流由a 极沿导线经灯泡再到b 极
C ．电池负极的电极反应为：4H ++O 2+4e ﹣
=2H 2O
D ．电池工作时，1mol 乙醇被氧化时就有12mol 电子转移
6.下列有关四个常用电化学装置的叙述正确的是（）
A．图Ⅰ所示电池中，MnO2作催化剂
B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大
C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度始终不变
D．图Ⅳ所示电池中，Ag2O作氧化剂，在电池工作过程中被还原为Ag
7.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH下列叙述不正确的是（）
A．放电时负极反应为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣Zn（OH）2
B．充电时阳极反应为：Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣FeO42﹣+4H2O
C．放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
二、填空题（本题共3道小题）
8.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．
（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO（OH）+2H2O2Ni （OH）2+Cd（OH）2已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水但能溶于酸，负极材料是以下说法中正确的是（填字母代号）
①以上反应是可逆反应
②充电时镍元素被氧化
③电子由正极经电解质溶液流向负极
④放电时电能转变为化学能
（2）写出放电时正极电极反应：．
9.氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
（1）氮元素原子的L层电子数为；肼的结构式：
（2）NH3与NaClO反应可得到肼（N2H4），该反应的化学方程式为；（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4（l）反应生成N2和水蒸气．
已知：①N2（g）+2O2（g）═N2O4（1）△H1=﹣195kJ•mol﹣1
②N2H4（1）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H2=﹣534.2kJ•mol﹣1
写出N2H4（1）和N2O4（1）反应生成N2和水蒸气的热化学方程式；（4）肼一空气燃料电池是一种具有高效，环境友好的碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为．
10.
硫化氢（H2S）是一种有毒的可燃性气体，用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其总反应式为2H2S+3O2+4KOH═2K2SO3+4H2O．
（1）该电池工作时正极应通入．
（2）该电池的负极电极反应式为：．
（3）该电池工作时负极区溶液的pH （填“升高”“不变”“降低”）
（4）有人提出K2SO3可被氧化为K2SO4，因此上述电极反应式中的K2SO3应为K2SO4，某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验，以确定电池工作时反应的产物．实验室有下列试剂供选用，请帮助该小组完成实验方案设计．
0.01mol•L﹣1KMnO4酸性溶液，1mol•L﹣1HNO3，1mol•L﹣1H2SO4，1mol•L﹣1HCl，
0.1mol•L﹣1Ba（OH）2，0.1mol•L﹣1BaCl2．
（5）若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH56g，取电池工作一段时间后的电解质溶液20.00mL，加入BaCl2溶液至沉淀完全，过滤洗涤沉淀，将沉沉在空气中充分加热至恒重，测得固体质量为11.65g，计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度．（结果保留四位有效数字，假设溶液体积保持不变，已知：M（KOH）=56，M（BaSO4）=233，M（BaSO3）=217）
试卷答案
1.A
2.C
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，该原电池中锂失电子而作负极，V2O5得电子而作正极，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，阳离子向正极移动．
解答：解：A．向外供电时，该装置是原电池，锂离子向正极移动，故A错误；
B．该原电池中，锂失电子而作负极，V2O5得电子而作正极，故B错误；
C．该电池充电时，正极与外接电源的正极相连为阳极，则阳极上Li x V2O5失电子，阳极上电极反应式为：Li x V2O5﹣xe﹣═V2O5+xLi+，故C正确；
D．V2O5得电子而作正极，所以V2O5参与电池反应，故D错误；
故选C．
点评：本题考查原电池原理，明确元素化合价是解本题关键，根据得失电子来分析解答即可，难点是电极反应式的书写
3.B
试题解析：
A 、电池工作时，电极b 处H 2O 2得电子被还原生成OH-作正极，阳离子向正极移动，则Na+
从a 极区移向b 极区，故A 正确；
B 、电极b 为正极，H 2O 2得电子被还原生成OH-，MnO 2既作电极材料又有催化作用，故B 错误；
C 、负极BH 4-失电子发生氧化反应生成BO 2-，电极反应式为BH 4-+8OH --8e -
= BO 2-+6H 2O ，故C 正确；
D 、正极电极反应式为H 2O 2+2e-=2OH-，每消耗3molH 2O 2，转移的电子为6mol ，正确。

4.B
考点：常见化学电源的种类及其工作原理；原电池和电解池的工作原理．
专题：电化学专题．
分析：A ．充电电池的化学反应都必须有电子转移；
B ．充电电池不能无限制的反复充电、放电；
C ．充电时，阴极、阳极反应式是放电时负极、正极反应式的逆反应；
D ．较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放，否则会缩短电池寿命． 解答：解：A ．充放电的化学反应有电子转移，所以必须是氧化还原反应，故A 正确；
B ．充电电池的使用有一定年限，所以不能无限制的反复充电、放电，故B 错误；
C ．充电时，阴极、阳极反应式是放电时负极、正极反应式的逆反应，所以充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行，故C 正确；
D ．用电器较长时期内不再使用，最好将电池取出并放于低温，干燥的地方，如果不这样，即使用电器被关掉，系统仍会使电池有一个低电流输出，这会缩短电池的使用寿命，故D 正确；
故选B ．
点评：本题考查原电池和电解池原理，侧重考查学生对生活知识的了解，会运用化学知识解释生活现象，合理利用电池，减少浪费．
5.D
考点：化学电源新型电池．
专题：电化学专题．
分析：A．在燃料电池中，燃料在负极发生失电子的反应；
B．在燃料电池中，电流在电路中从正极流向负极；
C．在燃料电池中，正极上是氧气得电子的还原反应，燃料在负极发生失电子的反应；D．根据电池反应：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O，乙醇被氧化电极反应式为C2H5OH+3H2O﹣12e﹣
=2CO2+12H+，反应转移电子数为12．
解答：解：A．在燃料电池中，燃料乙醇在负极发生失电子的反应，氧气是在正极上发生得电子的反应，则a为负极，故A错误；
B．电池工作时，电流由正极经外电路流向负极，在该电池中由b极流向a极，故B错误；C．在燃料电池中，正极上是氧气得电子的还原反应，在酸性电解质环境下，正极的电极反应为：4H++O2+4e﹣=2H2O，故C错误；
D．根据电池反应：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O，乙醇被氧化电极反应式为C2H5OH+3H2O﹣12e﹣
=2CO2+12H+，则1mol乙醇被氧化失去12mol电子，故D正确；
故选D．
点评：本题考查原电池知识，题目难度中等，本题注意把握根据电池总反应书写电极方程式的方法．
6.D
考点：原电池和电解池的工作原理．
专题：电化学专题．
分析：A．二氧化锰作正极；
B．根据放电过程中电池反应判断硫酸浓度变化；
C．粗铜中不仅含有铜还含有其它金属，根据转移电子守恒判断溶液中铜离子浓度是否变化；D．在氧化还原反应中，得电子化合价降低的是氧化剂．
解答：解：A．该电池反应中二氧化锰得到电子被还原，为原电池的正极，故A错误；B．铅蓄电池放电时电池反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，该反应中硫酸参加反应，所以浓度降低，故B错误；
C．粗铜中不仅含有铜还含有其它金属，电解时，粗铜中有铜和其它金属失电子，纯铜上只有铜离子得电子，所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，所以溶液中铜离子浓度降低，故C错误；
D．该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以Ag2O作氧化剂发生还原反应，故D正
确；
故选D．
点评：本题考查原电池和电解池原理，明确电极上发生的反应是解本题关键，难度不大．7.C
解：A、根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn（OH）2，故A正确；
B、充电时阳极发生Fe（OH）3失电子的氧化反应，即反应为：Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣FeO42﹣+4H2O，故B正确；
C、放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，故C错误；
D、放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3+5OH﹣，生成氢氧根离子，碱性要增强，故D正确．
故选C．
8.（1）Cd；②（2）NiOOH+e﹣+H2O═Ni（OH）2+OH﹣
考点：原电池和电解池的工作原理．
分析：该蓄电池放电时为原电池、充电时为电解池，负极反应为Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd（OH）
，正极上反应式为：NiOOH+e﹣+H2O═Ni（OH）2+OH﹣，充电时阳极、阴极反应式与放电2
时正负极电极反应式相反，据此分析解答．
解答：解：（1）该蓄电池放电时为原电池、充电时为电解池，负极反应为Cd﹣2e﹣+2OH﹣=Cd （OH）2，正极上反应式为：NiOOH+e﹣+H2O═Ni（OH）2+OH﹣，
①该蓄电池反应条件不同，所以以上反应不是可逆反应，故错误；
②充电时镍元素化合价升高，被氧化，故正确；
③在原电池中电子从负极经外电路流向正极，电解质溶液中没有电子通过，故错误；
④原电池放电时，化学能转化为电能，故错误；
故答案为：Cd；②；
（2）放电时，正极上反应式为：NiOOH+e﹣+H2O═Ni（OH）2+OH﹣，
故答案为：NiOOH+e﹣+H2O═Ni（OH）2+OH﹣．
点评：本题考查化学电源新型电池，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写，题目难度中等．
9.（1）5；（2）2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O （3）2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O （g）△H=﹣873.4kJ/mol（4）N2H4﹣4e﹣+4OH﹣=N2+4H2O
考点：化学方程式的书写；结构式；热化学方程式；电极反应和电池反应方程式．
分析：（1）氮元素原子序数为7，根据构造原理，排满K层再排L层，K层2个电子，L层为5个电子，肼是共价化合物氮原子和氢原子形成共价键，氮原子和氮原子间也形成共价键；（2）NH3与NaClO反应可得到肼（N2H4），N元素的化合价升高，同时生成氯化钠与水；（3）依据盖斯定律：②×2﹣①得到：2N2H4（l）++N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g），反应热与化学计量数成正比；
（4）燃料电池中，燃料在负极失电子发生氧化反应，N2H4失电子生成N2，据此分析书写．解答：解：（1）氮元素原子序数为7，根据构造原理，排满K层再排L层，K层2个电子，L层为5个电子，肼是共价化合物氮原子和氢原子形成共价键，氮原子和氮原子间也形成共价键，结构式为：，
故答案为：5；；
（2）NH3与NaClO发生氧化还原反应可得到肼（N2H4）、氯化钠和水，所以该反应的化学方程式为：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O，
故答案为：2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O；
（3）①N2（g）+2O2（g）=N2O4（l）△H1=﹣195kJ∙mol﹣1
②N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H2=﹣534.2kJ•mol﹣1
根据盖斯定律写出肼和N2O4反应的热化学方程：②×2﹣①得到：2N2H4（l）++N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣873.4kJ/mol；
故答案为：2N2H4（l）++N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=﹣873.4kJ/mol；
（4）肼﹣﹣空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极是肼燃烧生成氮气和水，负极的电极反应式为：N2H4﹣4e﹣+4OH﹣=N2+4H2O，
故答案为：N2H4﹣4e﹣+4OH﹣=N2+4H2O．
点评：本题考查了肼的结构、氧化还原反应、盖斯定律的应用、燃料电池中电极反应式书写等知识，（4）注意负极发生氧化反应，题目难度中等．
10.
（1）空气（或氧气）；
（2）2H2S+16OH﹣﹣12e﹣=2SO32﹣+10H2O 或H2S+8OH﹣﹣6e﹣=SO32﹣+5H2O；
（3）降低；
（4）足量1mol•L﹣1 HCl；少量0.1 mol•L﹣1 BaCl2；若KMnO4溶液紫红色褪去，则说明溶液中含有K2SO3，若KMnO4溶液紫红色不褪，则说明溶液不含K2SO3；
（5）5.000 mol•L﹣1．
考点：性质实验方案的设计；原电池和电解池的工作原理；物质的检验和鉴别的实验方案设计．
分析：用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其总反应式为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O，由总方程式可知，反应中S元素化合价升高，H2S被氧化，O元素化合价降低被还原，则通入H2S的一极为负极，通入氧气的一极为正极，负极反应为2H2S+16OH﹣﹣12e﹣=2SO32﹣+10H2O，以此解答（1）（2）（3）；
（4）检验是否含有K2SO4，可先加入盐酸除去K2SO3，然后再加氯化钡检验，如生成沉淀，则说明含有K2SO4，K2SO3具有还原性，可用KMnO4溶液检验；
（5）将沉淀在空气中充分加热至恒重，测得固体质量为11.65g，应为BaSO4的质量，可计算出消耗KOH的物质的量，则计算反应后溶液中KOH的物质的量浓度．
解答：解：用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池，其总反应式为
2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O，由总方程式可知，反应中S元素化合价升高，H2S被氧化，O元素化合价降低被还原，则通入H2S的一极为负极，通入氧气的一极为正极，负极反应为
2H2S+16OH﹣﹣12e﹣=2SO32﹣+10H2O，
（1）由以上分析可知正极通入空气（或氧气），故答案为：空气（或氧气）；
（2）该电池的负极电极反应式为2H2S+16OH﹣﹣12e﹣=2SO32﹣+10H2O 或H2S+8OH﹣﹣6e﹣=SO32﹣+5H2O，
故答案为：2H2S+16OH﹣﹣12e﹣=2SO32﹣+10H2O 或H2S+8OH﹣﹣6e﹣=SO32﹣+5H2O；
（3）负极消耗OH﹣，则工作一段时间后溶液pH减小，故答案为：降低；
（4）检验是否含有K2SO4，可先加入足量1mol•L﹣1HCl 除去K2SO3，然后再加少量0.1 mol•L ﹣1 BaCl
2检验，如生成沉淀，则说明含有K2SO4，K2SO3具有还原性，可用KMnO4溶液检验，
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若KMnO4溶液紫红色褪去，则说明溶液中含有K2SO3，若KMnO4溶液紫红色不褪，则说明溶液不含K2SO3，
故答案为：足量1mol•L﹣1HCl；少量0.1 mol•L﹣1BaCl2；若KMnO4溶液紫红色褪去，则说明溶液中含有K2SO3，若KMnO4溶液紫红色不褪，则说明溶液不含K2SO3；
（5）由于BaSO3在空气中加热时转化为BaSO4，将沉淀在空气中充分加热至恒重，测得固体质量为11.65g，应为BaSO4的质量，
n（BaSO4）==0.0500mol，即n（K2SO4）+n（K2SO3）=0.0500mol，
，
，
故答案为：5.000 mol•L﹣1．
点评：本题考查较为综合，涉及原电池、物质的检验和鉴别等知识，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高频考点，注意把握实验的原理和原电池的工作原理，难度不大．`r40398 9DCE 鷎 25217 6281 抁-•38889 97E9 韩 W29151 71DF 營37103 90EF 郯* 20752 5110 儐
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