第4章《氧化还原反应和电化学》单元检测题
一、单选题（共13题）
1．我国科研人员发现用电催化氮气与水反应进行固氮时，催化过程机理如下图所示。下列说法正确的是
A．该固氮反应的化学方程式为：2N2+6H2O4NH3+3O2
B．O2在阴极生成，NH3在阳极生成
C．该固氮过程中利用催化剂提高了反应限度
D．①～⑥步过程中，均包含极性键的断裂及非极性键的形成
2．黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色且具有明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。在酸和催化剂的作用下FeS2发生如图所示的转化。下列分析正确的是
A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B．总反应方程式为：4FeS2+15O2=4Fe3++8SO
C．反应Ⅱ中，每消耗，转移电子的物质的量为14mol
D．反应Ⅰ的离子方程式：
3．“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池反应为，下列关于该电池的说法错误的是
A．镁片作为负极 B．正极发生氧化反应
C．电池工作时镁片逐渐被消耗 D．食盐水作为电解质溶液
4．2021年1月20日中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展，一种迄今最接近人造光合作用的方法：CO2+4H2=CH4+2H2O，光电催化反应器如图所示，A电极是Pt/CNT，B电极是TiO2。通过光解水，可由CO2制得异丙醇。下列说法不正确的是
A．每生成30g异丙醇转移的电子数目为9mol
B．B极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+
C．A极选用高活性和高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应
D．A极是电池的正极
5．装置甲为铁镍可充电电池：；装置乙为电解池(两电极均为惰性电极)，当闭合开关K时，Y附近溶液先变红。下列说法正确的是
A．闭合K时，Y极发生氧化反应
B．闭合K时，A电极反应式为
C．理论上，电解一段时间后X极与Y极产生的气体物质的量相等
D．装置甲充电时，通过阴离子交换膜，移向B电极
6．粗铜精炼可以获得高纯度的铜。下列有关说法正确的是
A．精铜与外电源正极相连 B．电解液浓度保持不变
C．阳极电极反应式为 D．电路中通过，阴极析出铜
7．下列各实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验 现象 结论
A 两支试管中均装有2mL 0.01mol·L-1酸性KMnO4溶液，向第一支试管加入1mL 0.01 mol·L-1草酸溶液和1mL水，向第二支试管加入2mL 0.01 mol·L-1草酸溶液 第一支试管褪色时间比第二支试管长 其他条件相同时，反应物浓度越大，反应速率越快
B。 镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3% NaCl溶液中，一段时间后加入K3[Fe(CN)6]溶液 无蓝色沉淀生成 铁片没有被腐蚀
C 用pH试纸分别测定相同物质的量浓度的 CH3COONa和NaClO溶液的pH 测得NaClO溶液的pH小于CH3COONa CH3COO-水解程度大于ClO-
D 将稀硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中 溶液变黄色 氧化性： H2O2比Fe3+强
A．A B．B C．C D．D
8．2020年9月中科院研究所报道了一种高压可充电碱﹣酸Zn﹣PbO2混合电池，电池采用阴、阳双隔膜完成离子循环(如图)，该电池良好的电化学性能为解决传统水性电池的关键问题提供了很好的机会。下列说法正确的是
A．充电时，阳极反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O
B．电池工作时，a、d两极室电解质溶液pH都增大
C．离子交换膜b、c分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．放电时，每转移2mol电子，中间K2SO4溶液中溶质减少1mol
9．下列说法正确的是
A．用惰性电极电解氢氧化钠溶液后溶液的pH值会发生下降
B．加热蒸干溶液得到固体
C．酸碱中和滴定时实验时，用待测液润洗锥形瓶以减小实验误差
D．通过电解，在铁上镀铜的过程中，电解质硫酸铜的浓度减少
10．如图利用铁碳原电池原理处理酸性污水。若上端开口关闭，可得到强还原性的H(氢原子)；若上端开口打开并鼓入空气，可得到强氧化性的OH。下列说法错误的是
A．无论是否鼓入空气，负极：
B．上端开口关闭，正极：
C．鼓入空气，每生成有电子转移
D．处理含的污水时，打开上端开口并鼓入空气
11．下列有关实验操作、现象和解释或结论正确的是
选项 实验 现象 解释或结论
A 向H2O2溶液中滴加少量KMnO4溶液 紫红色褪去 H2O2具有氧化性
B 将NaCl溶于水配成溶液，做导电性实验 NaCl溶液能导电 可通过电解NaCl溶液冶炼金属Na
C 向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体 溶液红色变浅 证明Na2CO3溶液中存在水解平衡
D AgCl悬浊液中滴入稀KI溶液 有黄色沉淀出现 KSP(AgI) ＞ KSP(AgCl)
A．A B．B C．C D．D
12．下列诗词中不涉及氧化还原反应的是
A．野火烧不尽，春风吹又生 B．粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间
C．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 D．江边晓梦忽惊断，铜环玉锁鸣春雷
13．炼油、石化等工业会产生含硫(-2价)废水。一种在碱性条件下处理含硫废水的反应过程如图，其中为催化剂，附着在催化剂载体聚苯胺的表面。下列说法错误的是
A．转化a中化合价发生变化的元素仅有S和O
B．转化c是该过程的第一步反应
C．一段时间后催化效率会下降，原因可能是生成的S覆盖在催化剂表面或进入催化剂空位处
D．该反应过程的总方程式为：
二、非选择题（共10题）
14．铁是中学化学的重要物质。某学校的三个兴趣小组根据反应Fe+2H+=Fe2++H2↑设计了如图三个原电池装置，丙装置的盐桥中装的是琼脂—饱和KCl溶液。回答下列问题：
(1)上述三个装置中能实现题给反应的是_____(填装置序号)。
(2)①原电池装置甲中，铜电极上发生的现象是_____。
②原电池装置乙中有明显现象发生时，铁电极上的电极反应方程式为_____。
③原电池装置丙中，原电池工作时盐桥中的K+移向______(填“铜”或“铁”)极，若反应产生2.24L气体(标准状况)，则右侧溶液中溶质的质量增加_____g。
(3)实验后同学们经过充分讨论，得出了有关原电池如下结论，你认为这些结论正确的是_____(填标号)。
A．氧化还原反应都能设计为原电池
B．凡是有盐桥的原电池，盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持两侧溶液呈电中性
C．在经典原电池中，活动性强的金属做原电池的负极，与电解质溶液种类无关
D．上述装置丙中，右侧电解质溶液用硫酸铁溶液代替，对原电池的放电效率无影响
15．钒是人体生命活动的必需元素，还可用于催化剂和新型电池。制备VOSO4的实验流程及实验装置如图甲(夹持及加热装置已省略)。
V2O5+H2SO4(VO2)2SO4溶液(橙红色)VOSO4VOSO4晶体(纯蓝色)VOSO4产品
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为_______，写出仪器a中发生反应生成(VO2)2SO4的化学方程式_______。该反应属于_______(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
(2)钒液流电池具有广阔的应用领域。图丙中钒液流电池隔膜只允许H+通过。电池放电时负极的电极反应式为_______，电池充电时阳极的电极反应式为_______。
16．回答下列问题
(1)已知完全燃烧ag乙炔(C2H2)气体时生成1molCO2和H2O(l)，同时放出热量bkJ，则表示乙炔燃烧热的热化学方程式：_____。
(2)某课外科学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。图中是两个串联的甲烷燃料电池做电源对乙池丙池进行电解实验(各溶液溶质均足量)，当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
①A电极上发生的电极反应式为：____。
②电解过程中丙池中发生的总反应方程式为：____。
③当两个燃料电池共消耗甲烷2240mL(标况)，乙池中某极上析出Ag的质量为_____g。
(3)如图所示是一种可实现氢气循环利用的新型电池的放电工作原理。
若以此新型电池为电源，用惰性电极电解制备硼酸[H3BO3或B(OH)3]，其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。
①新型电池放电时，负极电极反应式为：____。
②两池工作时，电池的电极M应与电解池的____(填a或b)极相连接；1、2、3膜为阳膜的是：____。
③产品室中发生的离子反应为：____。
三、实验题
17．亚硝酸钠（NaNO2）外观酷似食盐且有咸味，是一种常用的发色剂和防腐剂，使用过量会使人中毒。某兴趣小组进行下面实验探究，查阅资料知道：
①HNO2为弱酸，
②2NO+Na2O2=2NaNO2，
③2NO2+Na2O2=2NaNO3
④酸性KMnO4溶液可将NO和NO均氧化为NO，MnO还原成Mn2+。
NaNO2的制备方法可有如下2种方法（夹持装置和加热装置已略，气密性已检验）：
制备装置1：
制备装置2：
(1)在制备装置1中：
① 如果没有B装置，C中发生的副反应有_____________________；
② 甲同学检查完装置气密性良好后进行实验，发现制得的NaNO2中混有较多的NaNO3杂质；于是在A装置与B装置间增加了________________装置，改进后提高了NaNO2的纯度；
③ D装置发生反应的离子方程式为___________________________。
(2)在制备装置2中：
① B装置的作用是_________________________；
② 写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式并用单线桥标出电子的转移___________________；
③ 为避免B中逸出的气体中混有的杂质气体与Na2O2反应，应在B、C装置间增加一个装置，则该装置中盛放的药品名称为________；
④ 实验经改进后可制得较纯亚硝酸钠，下列关于亚硝酸钠的说法正确的是________。
a.亚硝酸钠有咸味，可代替食盐食用
b.常温下，0.1mol/L亚硝酸钠溶液pH>1
c.0.1mol/L亚硝酸钠溶液中存在：c(Na+)+c(H+)=c(NO)+c(OH-)
d.0.1mol/L亚硝酸钠溶液中存在：c(NO)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
⑤试设计实验检验装置C中NaNO2的存在（写出操作、现象和结论）_____________。
18．KSCN可用于合成树脂和药物等。实验室制备KSCN的装置如图：
已知：
Ⅰ.不溶于，密度比水大且不溶于水；
Ⅱ.，在高于170℃时易分解。回答下列问题：
(1)制备KSCN
①A装置的作用是_______。
②实验过程中待观察到三颈烧瓶中出现________现象时，关闭，保持三颈烧瓶内液温105℃，一段时间后打开，缓缓滴入适量的KOH溶液，充分反应。打开后，继续保持液温105℃一段时间，其原因是________ 。写出三颈烧瓶中生成KSCN的化学方程式________。
③从三颈烧瓶中得到KSCN晶体，应先过滤除去固体催化剂，再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。该过程中一定用不到的仪器有________(填序号)。
a.蒸发皿 b.坩埚 c.长颈漏斗 d.玻璃棒 f.烧杯 g.球形干燥管
(2)测定产品纯度
称取1.20gKSCN样品，配成100mL溶液；另取25.00mL 0.100 标准溶液于锥形瓶中，并加入少量稀硝酸和溶液，用KSCN溶液滴定，当恰好完全转化为AgSCN沉淀时，消耗KSCN溶液24.25mL。产品中KSCN质量分数为________%(保留三位有效数字)。
(3)利用KSCN探究
实验如下图：
实验过程中产生了白色沉淀，为探究其原因，同学们经查阅资料得知：的化学性质与相似；与可生成CuI沉淀和单质碘。设计实验方案如下：
实验方案 现象
步骤1：取4mL 0.3mol/L的溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液。 无明显现象
步骤2：取4mL a mol/L的溶液，向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液。 产生白色沉淀
步骤2中的a=________，与反应的离子方程式为________ 。
四、计算题
19．KMnO4是一种用途广泛的氧化剂，可由软锰矿(主要成分为MnO2)通过下列方法制备：①软锰矿与过量KOH、KClO3固体熔融生成K2MnO4；②溶解、过滤后将滤液酸化，使K2MnO4完全转化为MnO2和KMnO4；③滤去MnO2，将滤液浓缩、结晶得到深紫色的KMnO4产品。
(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂，其消毒机理与下列物质相似的是_________(填序号)
A．75%酒精 B．双氧水 C．苯酚 D．84消毒液(NaClO溶液)
(2)溶液酸化时，K2MnO4转变为MnO2和KMnO4的离子方程式是__________；
(3)测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定。
①配制250mL0.1mol L-1标准Na2S2O3溶液，需准确称取Na2S2O3固体的质量为_________g；
②取上述制得的KMnO4产品0.6000g，酸化后用0.1mol L-1标准Na2S2O3溶液进行滴定，滴定至终点消耗Na2S2O3溶液20.00ML。计算该KMnO4产品的纯度_________ (请给出计算过程)。(有关离子方程式为：MnO+S2O+H+---SO+Mn2++H2O 未配平)
20．由等质量的锌片、铜片组成的Zn—Cu—H2SO4原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了2.6g。求：
(1)生成氢气的体积（标准状况）____；
(2)若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池两极的质量差为12.9 g时，从电池中流出的电子数目___。
21．已知FeS溶于盐酸中，生成FeCl2和H2S气体。现将8.8g FeS固体置于200mL、2.0mol L﹣1的盐酸中，以制备H2S气体。反应完全后，若溶液中H2S的浓度为0.10mol L﹣1，假定溶液体积不变，试计算：
(1)收集到标准状况下H2S气体的体积_______
(2)溶液中Fe2+物质的量浓度_______
22．化合物X含四种元素，某实验小组按如下流程进行相关实验：
已知：①反应I为非氧化还原反应；②溶液D只含1种溶质；③气体F可使品红溶液褪色。请回答下列问题：
(1)X的组成元素为_______(写元素符号)；D中溶质的化学式为_______。
(2)金属C与HI溶液反应可生成黄色固体和无色气体，该反应的离子方程式为_______。
(3)X与稀硫酸反应也可得到A、E、F、G，且E、F的物质的量之比为1：1.写出对应的化学方程式：_______。
(4)将混合气体B通入足量的NaOH溶液中充分反应，试设计实验检验反应产物中的阴离子：_____。
23．气体A是一种三原子分子，某学习小组按下列流程进行了实验：
其中，将金属钠投入足量的无水乙醇，往反应液中通入，可制得D，C和D按反应生成等物质的量的E和F．已知：B是一种常见的氧化物；C是一种淡黄色的固体单质；E在标准状况下的密度约为。请回答：
（1）A的结构_______________，其空间构型为_______________。
（2）KSCN粉末与浓硫酸反应生成A的化学方程式_________________；为检验硫酸氢盐混合物中的，请写出实验操作和现象______________________________。
（3）A不太稳定，容易分解，写出A分解为B和C的化学方程式________________________。
（4）①D的化学式________________。
②F的成键情况与相似，F的电子式________________。
③工业上常用电解熔融NaCl制Na，事实上电解许多熔融的钠的化合物也能制备Na，如NaOH．试写出电解熔融NaOH的化学方程：________________。
参考答案：
1．A 2．C 3．B 4．A 5．C 6．D 7．B 8．C 9．B 10．C 11．C 12．B 13．A
14．(1)甲、丙
(2) 有气泡产生 NO+2H++2e-=NO2↑+H2O 铜 12.7
(3)B
15．(1) 三颈烧瓶 V2O5+H2SO4(VO2)2SO4+H2O 非氧化还原反应
(2) V2+-e-=V3+ VO2+-e-+H2O=VO+2H+
16．(1)C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-2bkJ mol-1
(2) CH4+10OH--8e-=CO+7H2O Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑ 43.2
(3) H2+2OH--2e-=2H2O b 1、3 B(OH)+H+=H3BO3+H2O
17．(1) ； 装有水的洗气瓶； ；
(2) 制取NO（或将转化为NO，同时Cu与稀硝酸反应生成NO）； ； 碱石灰（或生石灰或NaOH）； bc； 取少量装置C中产物置于试管中，加入适量蒸馏水溶解，（加入稀硫酸酸化，）滴加入1-2滴（少量）酸性溶液，若溶液紫色褪去，说明C中产物含有；
18．(1) 观察气泡的产生速率，便于控制氨气的通入速率 三颈烧瓶中溶液不再分层现象时 使溶液中的分解完全 bcg
(2)83.3
(3) 0.15
19．(1)BD
(2)3MnO+4H+═MnO2↓+2MnO+2H2O
(3) 3.950 84.27%
20．(1)896 mL
(2)0.2 NA
21． 1.792L 0.5mol L﹣1
22．(1) Na、Ag、S、O Na2S2O3
(2)2Ag+2H++I-=2AgI+H2↑
(3)2Na3[Ag(S2O3)2]+2H2SO4=Ag2S↓+3S↓+3SO2↑+3Na2SO4+2H2O
(4)方法一：取少量反应的溶液于小试管中，加入过量的稀盐酸，如果有气泡产生，并有刺激性气味的，则含有SO离子，继续向溶液中滴加BaCl2溶液，若出现白色浑浊，则说明有SO。
方法二：取待检验溶液加入过量盐酸，若产生气体可使品红溶液褪色，则有SO；向溶液中继续滴加几滴BaCl2溶液，若溶液变浑浊，则有SO。
方法三：取待检验溶液加入过量BaCl2溶液，过滤，取滤渣加入过量盐酸，若产生气体可使品红溶液褪色，则有SO；若滤渣不能全部溶解，则有SO。
方法四：取待检验溶液加入过量盐酸酸化的BaCl2溶液，若溶液变浑浊，则有SO。另取少量待检验溶液加入几滴KMnO4溶液，振荡，溶液紫色褪去，则有SO。
23． O=C=S 直线型 将少量混合物加入过量得NaOH溶液微热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝则证明存在 NaHS
