高三上學(xué)期化學(xué)單元測(cè)試(2)電解原理及其應(yīng)用硫酸工業(yè)

1、高中學(xué)生學(xué)科素質(zhì)訓(xùn)練系列試題高三上學(xué)期化學(xué)單元測(cè)試（2）原人教版 電解原理及其應(yīng)用、硫酸工業(yè)本試題分為第卷和第卷兩部分，第卷為選擇題，共45分；第卷為非選擇題，共55分。滿分100分，考試時(shí)間為90分鐘。第卷（選擇題，共45分）一、選擇題（每題3分,共45分）1關(guān)于電解NaCl溶液，下列敘述正確的是（）A電解時(shí)在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B若在陽極附近溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色D電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是（）A電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B電解法精煉粗銅，用純銅作

2、陰極C電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極D在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極3接觸法生產(chǎn)H2SO4的過程中，對(duì)廢氣、廢液、廢渣和“廢熱”的處理正確的是尾氣用氨水處理 污水用石灰乳處理 廢渣用來造水泥、煉鐵設(shè)置“廢熱”鍋爐產(chǎn)生蒸氣，供熱或發(fā)電。A只有B只有C只有D全部4下列關(guān)于電解精煉銅的敘述中不正確的是 （） A粗銅板體作陽極 B電解時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2+2eCu C粗銅中所含Na、Fe、Zn等雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽極泥 D電解銅的純度可達(dá)99959998 5下列說法不正確的是（）A硫酸廠生產(chǎn)過程中的污水，含有硫酸等雜質(zhì)，可用石灰乳中和處理B充分利用硫酸

3、廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的 “廢熱”，可使硫酸廠向外界輸出大量的能量C硫酸廠靠近原料產(chǎn)地比靠近硫酸消費(fèi)中心更為有利D硫酸廠不應(yīng)建在人口稠密的居民區(qū)和環(huán)保要求高的地區(qū)6以惰性電極電解CuSO4溶液。若陽極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為，則陰極上析出 Cu的質(zhì)量為（）A0.64gB1.28C2.56gD7某同學(xué)按圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是（）A電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生B電解初期，主反應(yīng)方程式為：CuH2SO4CuSO4H2C電解一定時(shí)間后，右墨電極上有銅析出D整個(gè)電解過程中，H的濃度不斷增大8右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中a、b為石墨電極，則下列判斷中，正確的是（）Aa是陰極B電解過程

4、中溶液的濃度不變C電解過程中b極質(zhì)量減少D陽極與陰極上的產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1 9下圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖。 下列說法不正確的是 （ ）A從E口逸出的氣體是H2B從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性C標(biāo)準(zhǔn)狀況下每生成22.4L Cl2，便產(chǎn)生2mol NaOHD粗鹽水中含Ca2、Mg2、Fe3、SO42等離子，精制時(shí)先加Na2CO3溶液10如圖所示，a、b、c、d均為石墨電極，通電進(jìn)行電解。20080801AabcdCuSO4溶液甲飽和NaCl溶液乙下列說法正確的是 （）A乙燒杯中d的電極反應(yīng)為 2Cl2e Cl2 Ba、c兩極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相等C甲、乙兩燒

5、杯中溶液的pH均保持不變 電解D乙燒杯中發(fā)生的反應(yīng)為 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2+ Cl211用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水（含Cl、Br、Na、Mg2）的裝置如圖所示 （a、b為石墨電極）。下列說法中，正確的是 （）A電池工作時(shí)，正極反應(yīng)式為：O2 +2 H2O + 4e=4 OH B電解時(shí)，a 電極周圍首先放電的是Br而不是Cl，說明當(dāng)其它條件相同時(shí)前者的還原性強(qiáng)于后者C電解時(shí)，電子流動(dòng)路徑是：負(fù)極外電路陰極溶液陽極正極D忽略能量損耗，當(dāng)電池中消耗0.02g H2 時(shí)，b 極周圍會(huì)產(chǎn)生0.02g H212下列敘述正確的是（）A在原電池的負(fù)極和電解池的陰極上都發(fā)生失電子的氧

6、化反應(yīng)B用惰性電極電解Na2SO4溶液，陰陽兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2C用惰性電極電解飽和NaCl溶液，若有1 mol電子轉(zhuǎn)移，則生成1 molNaOHD鍍層破損后，鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕13電解100mL含c（H+）=0.30mol/L的下列溶液。當(dāng)電路中通過0.04mol電子時(shí)，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是A+B2+ C2+D2+ 14用兩支惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解，當(dāng)電解液的pH值從變?yōu)闀r(shí)（設(shè)陰極沒有H2放出，且電解液體積不變），電極上應(yīng)析出銀的質(zhì)量是（）A27 mgB54 mgC108 mg D216 mg15右圖是直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝

7、置。通電后在石墨電極 a 和 b 附近分別滴加一滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（） A逸出氣體的體積，a電極的小于b電極的 B一電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體 Ca 電極附近呈紅色，b 電極附近呈藍(lán)色 Da 電極附近呈藍(lán)色，b 電極附近呈紅色第卷（55分）20080801二、非選擇題（55分）16（9分）食鹽是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。 （）粗食鹽常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等雜質(zhì)離子，實(shí)驗(yàn)室提純NaCl 的流程如下：提供的試劑：飽和Na2CO3溶液 飽和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba（NO3）2溶液 75%乙醇 四

8、氯化碳欲除去溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-離子，選出a所代表的試劑，按滴加順序依次為 （只填化學(xué)式）。洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl，選用的試劑為 。 （2）用提純的NaCl配制500mL4.00 mol·L-1NaCl溶液，所用儀器除藥匙、玻璃棒外還 有 （填儀器名稱）。 （3）電解飽和食鹽水的裝置如圖所示，若收集的H2 為2L，則同樣條件下收集的Cl2 （填“”、 “”或“”2L，原因是 。裝置改進(jìn)后，可用于制備NaOH溶液，若測(cè)定溶 液中NaOH的濃度，常用的方法為 。 （4）實(shí)驗(yàn)室制備H2和Cl2通常采用下列反應(yīng)：ZnH2SO4=ZnSO4H2；M

9、nO24HCl （濃）MnCl2Cl22H2O據(jù)此，從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置 （填代號(hào)）和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置 （填代號(hào)）?？蛇x用制備氣體的裝置：17（10分）已知B是常見金屬單質(zhì)，E為常見非金屬單質(zhì)，H常溫下為無色液體，C的濃溶液在加熱時(shí)才與D反應(yīng)。根據(jù)下列框圖所示，試回答： （1）寫出化學(xué)式：A _ ；E_；L_。 （2）反應(yīng)的離子方程式：_ 。 （3）反應(yīng)，工業(yè)上采取的反應(yīng)條件：_ 。 （4）反應(yīng)，工業(yè)上采取的操作不是K直接與H反應(yīng)，原因是： 。 （5）每生成lmolK，反應(yīng)放出98.3kJ熱，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：_。18（8分）二氧化錳是制造鋅錳干電

10、池的基本材料。工業(yè)上以軟錳礦為原料，利用硫酸亞鐵制備高純二氧化錳的流程如下：某軟錳礦的主要成分為MnO2，還含Si（16.27%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見下表，回答下列問題：沉淀物Al（OH）3Fe（OH）3Fe（OH）2Mn（OH）2Cu（OH）2Zn（OH）2CuSZnSMnSFeSpH77 （1）硫酸亞鐵在酸性條件下將MnO2還原為MnSO4，酸浸時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。 （2）濾渣A的主要成分為_。 （3）加入MnS的目的是除去_雜質(zhì)。 （4）堿性鋅

11、錳干電池中，MnO2參與的電極反應(yīng)方程式為_。 （5）從廢舊堿性鋅錳干電池中可以回收利用的物質(zhì)有_ （寫出兩種）。19（8分）工業(yè)上生產(chǎn)硫酸時(shí)，利用催化氧化反應(yīng)將SO2 轉(zhuǎn)化為SO3是一個(gè)關(guān)鍵步驟。壓強(qiáng)及溫度對(duì)SO2轉(zhuǎn)化率的影響如下表（原料氣各成分的體積分?jǐn)?shù)為：SO2 7% O2 11% N2 82%）； （1）已各SO2的氧化是放熱反應(yīng)，如何利用表中數(shù)據(jù)推斷此結(jié)論？ ；（2）在大400500時(shí)，SO2的催化氧化采用常壓而不是高壓，主要原因是： ；（3）選擇適宜的催化劑，是否可以提高SO2的轉(zhuǎn)化率？ （填“是”或“否”），是否可以增大該反應(yīng)所放出的熱量 （填“是”或“否”）；（4）為提高SO3

12、吸收率，實(shí)際生產(chǎn)中用 吸收SO3；（5）已知：2SO2（g）O2（g） 2SO3（g）；·mol1，計(jì)算每生產(chǎn)1萬噸98%硫酸所需要的SO3質(zhì)量和由SO2生產(chǎn)這些SO3所放出的熱量。20（10分）某工廠以精輝銅礦（主要成分為Cu2S）為原料冶煉金屬銅，在煉銅爐內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)（在高溫條件下進(jìn)行）：2Cu2S+3O2 = 2Cu20+2S02； 2Cu20+Cu2S = 6Cu+SO2 （1）若生產(chǎn)38.4t金屬銅，需要含雜質(zhì)20的精輝銅礦多少噸（設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng)）? （2）若（1）中產(chǎn)生的二氧化硫用于制硫酸，可生產(chǎn)98的硫酸多少噸（二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫的轉(zhuǎn)化率為92，三氧化硫的吸收率

13、為98）?21（10分）硫鐵礦在高溫下被空氣氧化產(chǎn)生二氧化硫：4FeS211O2=8SO22Fe2O3。設(shè)空氣中N2、O2的含量分別為和0.200（體積分?jǐn)?shù)，以下氣體含量均用體積分?jǐn)?shù)表示），試完成下列各題： （1）1.00 mol FeS2完全氧化，需要空氣的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為_L。 （2）55 L空氣和足量FeS2完全反應(yīng)后，氣體體積（同溫同壓）變?yōu)開L。 （3）用空氣氧化FeS2產(chǎn)生的氣體混合物中，O2的含量為，計(jì)算SO2的含量。 （4）設(shè)FeS2的氧化產(chǎn)生的氣體混合物為100 L，其中O2為aL，SO2為b L，寫出a與b的關(guān)系式。參考答案1B A項(xiàng)中在陰極得到氫氣；C項(xiàng)中在陰極附近的溶

14、液中滴入酚酞試液，溶液呈紅色；D20080801 項(xiàng)中因?yàn)榉磻?yīng)生成了NaOH，所以溶液呈堿性。2A 電解池的陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)、陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。電解熔融的Al2O3， 制Al時(shí)，若用Fe作陽極，會(huì)發(fā)生Fe2e=Fe2，F(xiàn)e2移動(dòng)到陰極上發(fā)生Fe22e=Fe， 使得到的Al不純。其他三選項(xiàng)符合生產(chǎn)實(shí)際。3D 接觸法生產(chǎn)硫酸，廢氣中含有的有害氣體主要是二氧化硫，可用氨水吸收。污水顯 酸性，可用石灰水中和。黃鐵礦的礦渣的主要成分是Fe2O3和SiO2，可以用來制造水泥或 煉鐵。該生產(chǎn)過程放熱，特別是沸騰爐中放出的余熱很大，可以用于供熱或發(fā)電。4C 電解精煉銅，應(yīng)用粗銅板體作陽極發(fā)生反應(yīng)：

15、Cu2e Cu2+，同時(shí)粗銅中所含Na， Fe、Zn等雜質(zhì)也失電子，以離子形式溶解于電解液中。 5C 由于操作條件的限制，硫酸廠的污水中肯定有少量硫酸，所以必須用呈堿性的石灰 乳進(jìn)行中和；生產(chǎn)硫酸的工藝中由于放熱反應(yīng)會(huì)釋放出大量的熱能，所以可以對(duì)冷水進(jìn) 行加熱等對(duì)外輸出能量的綜合利用；由于硫酸不宜較多的貯存，它的運(yùn)輸成本要比開采 成本高出許多，所以硫酸廠址的選擇主要是考慮到硫酸的消費(fèi)問題，即應(yīng)靠近硫酸消費(fèi) 中心，但于環(huán)保問題，硫酸廠的廠址也不適宜建在人群稠密的居民區(qū)和環(huán)保要求比較高 的地區(qū)。6B 2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2 ×。7BC A中石墨電極上有H2產(chǎn)生；D中H

16、的濃度不斷減小。8D 直流電源電流流出的極為正極，與電源正極相連接的極為電解池的陽極，與電源負(fù) 極相連接的極為電解池的陰極，故a為陽極，b為陰極。因是用石墨為電極電解CuCl2溶 液，根據(jù)離子的放電規(guī)律可知，其實(shí)質(zhì)是電解CuCl2自身，CuCl2溶液的濃度變小，Cu2 在b極獲得電子而析出：Cu2 + 2eCu，故b極質(zhì)量應(yīng)增加。Cl在a極失去電子產(chǎn) 生Cl2：2Cl2eCl2，故陽極與陰極的產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：1。9D 根據(jù)圖中Na的移動(dòng)方向，可以確定右側(cè)為陰極室，所以E口逸出氣體為H2；B 口加入適量NaOH增強(qiáng)導(dǎo)電性；根據(jù)得失電子守恒可知每生成22.4L Cl2便產(chǎn)生2 mol Na

17、OH；D中粗鹽精制，Na2CO3一定要后加。10D 由圖可以看出a、c均為陽極，分別生成O2、Cl2，所以生成的物質(zhì)的量不相等；b、d均為陰極，所以d極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2e=H2；甲、乙兩燒杯電解時(shí)的pH分別減小、增大。11BD A中因電解質(zhì)溶液為H3PO4，所以正極反應(yīng)為O2+4H+4e-=2H2O，C中電解池中電子運(yùn)動(dòng)方向錯(cuò)。12C 在原電池的負(fù)極和電解池的陽極都發(fā)生氧化反應(yīng)，所以A錯(cuò)；電解Na2SO4實(shí)質(zhì)是電解水，在陰極產(chǎn)生H2，在陽極產(chǎn)生O2，二者體積比為2：1，所以B錯(cuò)；根據(jù)電解NaCl的方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2可知，每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成1mol

18、NaOH，故C對(duì)；鍍層破損后，鍍鋅鐵板更耐腐蝕，因?yàn)殇\做負(fù)極，鐵做正極被保護(hù)，所以D說法錯(cuò)誤。13C 電解時(shí)陰極上溶液中離子的反應(yīng)順序?yàn)锳g+ Cu2+ H+ Pb2+ Zn2+ ，A項(xiàng)中Ag+ 先反應(yīng)，H+后反應(yīng)，可得到Ag： ；H2 ： 。B項(xiàng)中H+先反應(yīng)，Zn2+后反應(yīng)，可得H2： ；Zn： 。C項(xiàng)中Cu2+先反應(yīng)，H+后反應(yīng)，可得到Cu：0.02mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g 。D項(xiàng)中H+先反應(yīng)，Pb 2+后反應(yīng)，可得到H2：0.03g ；Pb：g 。因此理論上析出金屬質(zhì)量最大的是C。14B Age=Ag，4OH4e=2H2OO2n（OH）的變化值

19、與n（H）的變化值相等，即Ag H103×0.5 mol 103×0.5 molm（Ag）=103×0.5 mol×108 g·mol1=0.054 g。15D 根據(jù)右圖可以寫出電極反應(yīng)式，陽極（b極）：4OH4e=O2+2H2O，陰極（a極）：4H+4e=2H2，在兩極滴入石蕊溶液，b極溶液顯酸性而呈紅色，a極溶液顯堿性而呈藍(lán)色；逸出氣體體積a電極大于b電極；且H2和O2均為無色無味氣體。16BaCl2、NaOH、Na2CO3；75%乙醇；天平、燒杯、500mL容量瓶、膠頭滴管； ； 電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發(fā)生了反應(yīng) ；出酸堿中和

20、滴定；e ； d解析：（1）用NaOH溶液與Mg2、Fe3反應(yīng)生成Mg（OH）2、Fe（OH）3而除去Mg2、Fe3；用BaCl2溶液與SO42-反應(yīng)生成BaSO4而除去SO42-，最后用飽和Na2CO3溶液除去Ca2及后加入的Ba2+，NaOH溶液和BaCl2溶液的加入順序可以顛倒，但Na2CO3溶液一定最后加入。用75乙醇洗滌NaCl晶體表面附帶的少量KCl，是因?yàn)镵Cl能溶于75乙醇之中，而四氯化碳屬于有機(jī)溶劑，KCl難溶于四氯化碳之中，故選用試劑為75乙醇。 （2）根據(jù)一定物質(zhì)的量濃度溶液配制實(shí)驗(yàn)的步驟，不難得出答案。除了題中所提供的儀器外，還需要托盤天平、燒杯、500mL容量瓶、膠頭

21、滴管。 （3）由電解方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2及電路中的電量守恒可知，V（H2）=V（Cl2）=2L,但是由于生成的氯氣易與電解生成的NaOH發(fā)生反應(yīng)，故V（Cl2）<2L。 （4）選擇制備并收集H2的裝置，要從實(shí)驗(yàn)室制備氫氣的原理及氫氣的物理性質(zhì)入手。實(shí)驗(yàn)室制取氫氣，因制取氫氣不需要加熱，采用制取氫氣的簡易裝置，即e、f的左邊裝置；收集氫氣，因氫氣的密度小于空氣而難溶于水，故采用排水法收集，即e右邊裝置；制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置，要考慮到實(shí)驗(yàn)室制取氯氣須加熱，且裝置中須增加干燥裝置，除雜裝置，收集裝置及尾氣的吸收裝置，故答案選d。17（1）CuSO4

22、 ；O2 ； Cu（OH）2 （2）2Cu2+2H2O 2Cu +O2+4H+ （3）常壓、催化劑、400-5000C （答常壓、催化劑、加熱也可以） （4）容易形成酸霧不利于K的吸收 （5）SO2 （g）+1/2O2（g） SO3（g）；解析：根據(jù) “C的濃溶液在加熱時(shí)才與D反應(yīng)”可知A溶液一定不是氯化鈉溶液，L藍(lán)色沉淀為氫氧化銅，H常溫下為無色液體，容易得出H可能是水，A可能為銅鹽，A溶液電解得到三種物質(zhì)說明A為含氧酸鹽，在根據(jù)“C的濃溶液在加熱時(shí)才與D反應(yīng)”，可知A為硫酸銅、不是硝酸銅，問題（3）又得到驗(yàn)證，所以A：CuSO4 ，C:H2SO4 ，D :Cu ，E:O2 ，I:SO2 ，

23、K:SO3 ，H:H2O ,由M焰色反應(yīng)為黃色，可知含有鈉元素，所以B ：Na ，F(xiàn) :Na2O2 ，L:Cu（OH）2 M:NaOH。（3）問中SO轉(zhuǎn)化為SO工業(yè)上采取的反應(yīng)條件：由于400500是催化劑的活性溫度，選擇此溫度可提高反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡所需的時(shí)間，所以加熱到400500；壓強(qiáng)應(yīng)采用常壓，因?yàn)槌合耂O體積分?jǐn)?shù)已達(dá)91%，若再加壓對(duì)設(shè)備及動(dòng)力系統(tǒng)要求高，成本高，不適宜。評(píng)注：在解答無機(jī)推斷題時(shí)，關(guān)鍵是要會(huì)找準(zhǔn)突破口。學(xué)會(huì)根據(jù)一些物質(zhì)的特性（如反應(yīng)條件、物質(zhì)顏色、溶解性、獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)等）進(jìn)行大膽的假設(shè)、預(yù)測(cè)，聯(lián)想到一些常見的、熟悉的物質(zhì)代入進(jìn)行檢驗(yàn)。如M焰色反應(yīng)為黃色，可知含有鈉元素；L為藍(lán)色沉淀可能為氫氧化銅等。18（1）MnO22FeSO42H2SO4=MnSO4Fe2（SO4）32H2O （2）Fe（OH）3、Al（OH）3 （3）Cu2、Zn2 （4）MnO2H2Oe=MnOOHOH（或2MnO2H2O2e=Mn2O32OH） （5）鋅、二氧化錳解析：軟錳礦加入H2SO4與過量FeSO4發(fā)生下列反應(yīng)：MnO22FeSO42H2