第四章 化学反应与电能 单元测试-2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 单元测试 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（　　） A．电子通过盐桥从乙池移向甲池 B．盐桥中K+向左移动 C．开始时，银片上发生的反应是Ag-e-=Ag＋ D．电路中每转移2mole-，正极材料增重216g 2．化学在生产中有广泛的应用．下列说法正确的是（　　） A．电解冶炼镁、铝通常电解和溶液 B．电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等 C．电镀银时电解质溶液中保持不变 D．用外加电流法对钢铁进行防护时，钢铁应连接电源的正极 3．下列现象与电化学腐蚀无关的是 A．铝片可以露置在空气中保存 B．铜线和铝线不能直接对接 C．固定铜板的铁螺丝易生锈 D．“暖宝宝”撕开包装迅速发热 4．某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀情况，相关数据如表所示。 实验装置 实验编号 浸泡液 pH 氧气体积分数随时间的变化 ① 5 ② 5 ③ 7 ④ 7 已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成： ①； ②； ③。 下列说法错误的是 A．铁钉吸氧腐蚀的负极总反应式为 B．上述实验的正极反应式均为 C．由实验可知，铁钉在中性溶液中比在弱酸性溶液更难被腐蚀 D．和相比浸泡液存在带相同电荷数的，使铁钉更难腐蚀 5．下列关于铜、锌和稀硫酸组成的原电池的说法正确的是（　　） A．铜的表面没有气泡产生 B．电子从溶液中由锌向铜定向移动 C．该原电池利用电能使锌与硫酸发生反应 D．该原电池工作一段时间后，溶液中c(H+)减小 6．对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式的是 A．电解水溶液： B．溶液长期露置在空气中： C．向溶液中滴入足量溶液： D．将固体投入中： 7．浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池，图2为电渗析法制备磷酸二氢钠，用浓差电池为电源完成电渗析法制备磷酸二氢钠。下列说法错误的是（　　） A．电极a应与Ag(I)相连 B．电渗析装置中膜a为阳离子交换膜 C．电渗析过程中左、右室中NaOH和的浓度均增大 D．电池从开始到停止放电，理论上可制备2.4g 8．下列离子方程式书写正确的是 A．通入冷的石灰乳中： B．利用覆铜板制作印刷电路板： C．用惰性电极电解溶液： D．向中投入固体： 9．下列有关电化学装置的说法中，正确的是（　　） A．图a装置可以实现铁上镀银 B．图b装置可以实现粗铜的电解精炼 C．图c装置工作一段时间后，往电解质溶液中加入适量H2SO4可以使其恢复到初始状态 D．图d装置工作一段时间后，负极质量会增大 10．利用电化学原理，模拟工业电解法来处理含的废水。如下图所示；电解过程中溶液发生反应：+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。下列说法中错误的是（　　） A．石墨I极是负极 B．当电路中有3mol电子转移时，Fe(I)极上有56g铁参与反应 C．在反应前后甲装置中的数目不变 D．石墨II极上的反应是：2N2O5+O2+4e-=4 11．利用双功能催化剂可实现常温电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐。装置如图所示： 下列说法错误的是（　　） A．该装置可使用阴离子交换膜 B．阴极区电极反应式N2+6e−+6H+＝2NH3 C．该装置电子由b极流出，经过工作站流入a极 D．两电极转移等量的电子时，其阴极产物与阳极产物之比为5∶3 12．氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，离子膜均为阳离子交换膜。下列说法错误的是（　　） A．图中X是，Y是 B．燃料电池中阳离子的移动方向：从左向右 C．图中氢氧化钠溶液质量分数：b%＞a%＞c% D．电解池中每产生1mol，理论上燃料电池中消耗的物质的量为1mol 13．下列反应不可以通过设计原电池装置，实现化学能直接转化为电能的是（　　） A．2H2+O2=2H2O B．Fe+Cu2+=Fe2++Cu C．NaOH+HCl=NaCl+H2O D．Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 14．我国科学家研制了Cu2P2O7催化剂建构Zn—CO2二次电池，实现了电还原CO2合成多碳产品(如乙酸，乙醇等)，装置如图所示。双极膜中水电离出的H+和OH-在电场作用下可以向两极迁移。 下列说法正确的是（　　） A．放电时，双极膜中H+向负极区迁移 B．放电时，电势：Zn极高于Cu2P2O7极 C．当外电路通过2mol电子时，理论上双极膜中水减少18g D．充电时，阳极上的电极反应式为C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ 15．利用微生物中的芽孢杆菌来处理宇航员排出的粪便，同时能得到电能。氨气与氧气分别通入燃料电池两极，最终生成常见的无毒物质，示意图如图所示。下列说法错误的是（　　） A．H+从a电极移向b电极 B．负极区发生的反应是2NH3 – 6e- = N2 +6H+ C．当标准状况下2.24LO2被还原，则a向b电极转移0.4mol电子 D．工作一段时间后电解质溶液的pH值不变 16．如图为以Pt为电极的氢氧燃料电池的工作原理示意图，稀H2SO4溶液为电解质溶液。下列有关说法不正确的是 A．a极为负极，电子由a极经外电路流向b极 B．a极的电极反应式：H2－2e－===2H＋ C．电池工作一段时间后，装置中c(H2SO4)增大 D．若将H2改为CH4，消耗等物质的量的CH4时，O2的用量增多 17．一种Na-CO2二次电池装置如图所示，NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，电池的总反应为3CO2＋4Na 2Na2CO3＋C。下列说法正确的是（　　） A．放电时Na电极为正极 B．充电时电解液中的Na＋移向阳极 C．放电时每反应1mol CO2，电路中转移4 mol电子 D．充电时的阳极反应为2CO ＋C-4e−=3CO2 18．一种铁-空气电池的电池反应为：，原理如图所示，下列有关该电池的说法正确的是 A．a极的电极反应式为： B．当电路中转移0.2mol电子时，消耗1.12L C．b极为电池正极，发生氧化反应 D．电子由a极经负载流向b极，再经NaOH溶液回到a极 19．根据下列有关实验方案设计和现象，所得结论不正确的是（　　） 选项 实验方案 现象 结论 A 将打磨过的铁铜合金放在氨水中一段时间 溶液变为深蓝色 可能是铜在氨水中发生吸氧腐蚀 B 向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量Cu粉 溶液先变成血红色，加入Cu粉后，血红色变浅 与SCN-的配位能力： C 将和NH4NO3固体混合并用玻璃棒快速搅拌 有刺激性气味的气体产生，并伴随降温 该反应能发生的主要原因是嫡增 D 用精密pH试纸测定溶液的pH值 测得pH为7.8 A．A B．B C．C D．D 20．在通风橱中进行下列实验： 实验 现象 生铁（铁碳合金）棒表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 棒表面产生少量红棕色气体后，迅速停止 棒、 棒表面均产生红棕色气体 下列说法正确的是（　　） A．Ⅰ中发生原电池反应，正极产物是 和 B．Ⅱ中发生原电池反应，红棕色气体是正极产物 C．Ⅲ中发生原电池反应期间， 一直从 向 移动 D．Ⅲ中正极反应为 二、综合题 21．绿水青山就是金山银山。我们要加快形成绿色发展方式，构建经济与环境协同共进的地球家园。运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染具有重要意义。回答下列问题： （1）利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应 已知：部分化学键的键能数据如表(CO以键构成)。 化学键 E/(kJ/mol) a b c ①NO中化学键的键能为　 　kJ/mol(用含a、b、c、d的代数式表示)。 ②写出既可以加快化学反应速率又有利于提高NO平衡转化率的措施　 　(一条即可)。 （2）工业上可将和混合转化，发生反应 在容积固定的绝热密闭容器中，能判断该反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母)。 A．和的浓度之比保持不变 B．混合气体的颜色保持不变 C．容器中压强不再变化 D．混合气体的密度保持不变 （3）还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关反应有： 反应I： 反应II： 反应III： 则反应的　 　。 （4）利用电解法在碱性或酸性条件下将还原为和的原理如下图所示： 已知：选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表或)如下： ①写出碱性条件下生成的电极反应式：　 　。 ②实验测得，碱性条件生成、总的选择性小于酸性条件，原因是　 　。 ③实验测得，酸性条件生成、总的法拉第效率小于碱性条件，原因是　 　。 ④碱性条件下反应一段时间，实验测得、的选择性及的法拉第效率如表所示。则的法拉第效率为　 　。 2% 8% 12.5% 22．回答下列问题。 I.我国提出争取在2060年实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。工业上有一种方法是利用CO2生产甲醇(CH3OH)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，该反应过程中的能量变化如图所示： （1）该反应是　 　(填“放热”或“吸热”)反应，若有1molCO2(g)参加反应，则变化的能量是　 　kJ。 （2）一定条件下，将2molCO2和6molH2在2L恒容密闭容器中发生上述反应，经过2min反应达到了平衡，此时CH3OH浓度为0.8mol/L。 ①2min内用CO2表示该反应的速率为v(CO2)=　 　。 ②达到平衡时氢气的转化率为　 　，平衡时体系内气体压强与开始时的压强之比为　 　。 （3）一定能说明该反应达到平衡的标志是　 　。 A.v正(CO2)=3v逆(H2) B.单位时间内3molH-H键断裂，同时形成2molO-H键 C.CO2和CH3OH物质的量浓度的比值不变 D.混合气体的平均摩尔质量不再改变 E.混合气体的密度保持不变 （4）如表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时CO2的转化率，从化学反应速率、化学平衡及生产成本、产量等角度综合分析，在实际生产中有关该反应适宜条件选择的说法正确的是　 　。 温度/℃ 平衡时的转化率 0.1Mpa 0.5Mpa 1Mpa 5Mpa 10Mpa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A.CO2的转化率与温度成反比，故采用尽可能低的温度 B.该反应在450℃左右、0.1Mpa(常压)下进行较为合适 C.CO2的转化率与压强成正比，故采用尽可能高的压强 Ⅱ.有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出一种既能提供电能，又能实现氮固定的新型燃料电池，如图所示。 （5）该电池在工作过程中负极附近溶液的pH值　 　(填“增大”或“减小”) （6）a电极上的电极反应式是　 　，当a电极极消耗1mol氮气，则b电极消耗氢气体积(标况下)为　 　。 23．利用电化学方法可以将有效地转化为(其中C元素的化合价为价)，装置如图1所示。 （1）在该装置中，左侧电极为　 　(填“阴极”或“阳极”)。 （2）装置工作时，阴极除有生成外，还可能生成副产物降低电解效率。 已知：电解效率 ①副产物可能是　 　(写出一种即可)。 ②标准状况下，当阳极生成氧气体积为时，测得整个阴极区内的，电解效率为　 　(忽略电解前后溶液的体积变化)。 （3）研究表明，溶液会影响转化为的效率。如图2是 (以计)在水溶液中各种存在形式的物质的量分数随变化的情况。 ①时，几乎未转化为，此时在溶液中的主要存在形式为　 　。 ②时，的转化效率较高，溶液中相应的电极反应式为　 　。 24．乙硫醇()的综合利用及治理是当前环境领域关注的焦点之一。 （1）家用煤气中可掺入微量具有难闻气味的乙硫醇。 已知： kJ·mol kJ·mol kJ·mol 的　 　。 （2）是一种高效多功能的新型绿色水处理剂，可用于除去废水中的。已知水溶液中的物种分布分数如图所示。 ①已知，比较和酸性强弱并从结构的角度说明理由：　 　。 ②写出工业废水时，氧化生成和的离子方程式：　 　。 ③一种采用电化学方法制取的装置原理如图所示。阳极使用的是易被氧化的活性铁电极。电解池阳极室中KOH溶液的浓度为14 mol·L、电解60 min，调节不同的电压，测得反应后溶液中的浓度与电流密度(其他条件一定，电压与电流密度大小成正比)的关系如图所示。 I 写出制取的电极反应式：　 　。 II 电流密度大于4 mA·cm时，所得反应后溶液中的浓度上升幅度变小的原因是　 　。 25．二十大报告明确了中国生态文明建设的总基调是推动绿色发展。NO—空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极。回答下列问题： （1）甲池在放电过程中的负极反应式为　 　。 （2）乙池中通入废气SO2的电极为　 　极，电池总反应的离子反应方程式为　 　。 （3）b为　 　离子交换膜(填“阳”或“阴”)。当浓缩室得到4L浓度为0.6mol•L-1盐酸时，M室中溶液的质量变化为　 　(溶液体积变化忽略不计)。 （4）若在标准状况下，甲池有5.6LO2参加反应，则乙池中处理废气(SO2和NO)的总体积为　 　。 答案解析部分 1．【答案】D 【解析】【解答】A．电子从铜片经外电路流向银片，不经盐桥，A不符合题意； B．盐桥中阳离子向正极移动，则K+向右移动，B不符合题意； C．银片上发生的反应是：Ag＋+e-=Ag，C不符合题意； D．每转移2mole-，正极生成2molAg，增重为，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.口诀：“电子不小下水，离子不上岸”，电子不会通过电解质溶液 B.阴阳离子移动方向口诀：“阳正阴负” C.正负极判断，活泼金属做负极，相对不活泼做正极，银做正极，Ag++e-=Ag D.转移电子与生成银的关系e-~Ag，故转移2mol电子，生成2molAg，增重216g 2．【答案】C 【解析】【解答】A、氯化铝为共价化合物，不导电，不能电解 溶液冶炼铝，电解氯化镁溶液生成氢氧化镁、氢气和氯气，不能电解氯化镁溶液冶炼镁，故A错误； B、电解精炼铜时，阳极有比铜活泼的金属参与放电，因此阳极减少的质量和阴极增加的质量不相等，故B错误； C、电镀银时，银作阳极，失电子生成银离子，溶液中银离子得电子生成银，电解质溶液中 保持不变，故C正确； D、用外加电流法保护钢铁设备时，钢铁应该作阴极，连接电源负极，故D错误； 故答案为：C。 【分析】A、氯化铝为共价化合物； B、电解精炼铜时，阳极有比铜活泼的金属参与放电； C、电镀银时，银作阳极，失电子生成银离子； D、用外加电流法保护钢铁设备时，钢铁应该作阴极。 3．【答案】A 4．【答案】D 5．【答案】D 【解析】【解答】A. 铜作正极，氢离子在正极得电子生成氢气，所以铜的表面有气泡产生，故A错误； B. 电子从负极（锌）由导线流向正极（铜），故B错误； C. 原电池是将化学能转化为电能的装置，即利用锌和硫酸反应产生电能，故C错误； D. 该原电池工作时，氢离子不断得电子生成氢气，所以溶液中c(H+)减小，故D正确； 故答案为：D。 【分析】A.锌铜原电池，活泼金属为负极，不活泼金属为正极，正极为氢离子放电，有气泡产生； B.电子不下水，即电子不通过电解质溶液； C.原电池是化学能转化为电能； D.反应消耗和硫酸，即氢离子浓度减小。 6．【答案】B 7．【答案】D 【解析】【解答】根据图示图1为原电池，浓度高为正极，浓度低为负极，因此Ag(I)为负极，Ag(II)为正极， A.根据右室氢离子向左移动，中间室钠离子向左室移动，因此电极a为阴极，与电池负极连接，因此电极a应与Ag(I)相连，故A不符合题意； B.根据中间室钠离子向左室移动，因此膜a为阳离子交换膜，故B不符合题意； C.根据反应右室中氢离子在减少，消耗水，硫酸浓度增大，左室氢氧化钠浓度增大，故C不符合题意； D.浓差电池浓度相等时反应停止，浓度相等时为3mol/L，物质的量变化量为2×0.01mol=0.02mol，转移电子0.02mol，生成0.01mol磷酸二氢钠，即可计算出质量为1.2g，故D符合题意； 故答案为：D. 【分析】根据图1为浓差电池，浓度高为正极，浓度低为负极判断Ag(I)为负极，Ag(II)为正极，图2中，右室氢离子向中间移动，因此其为阳极，电极a为阴极，根据钠离子向左室移动因此a为阳离子交换膜，右侧是电解水，因此硫酸浓度增大，左室氢氧化钠浓度增大，根据浓度相等时，电池停止放电，即可得到转移0.02mol电子，即可计算出产物质量； 8．【答案】A 9．【答案】D 【解析】【解答】】A．图a装置中，Fe极放在FeSO4溶液中，析出的为铁，没有实现镀银，A项错误； B．铜的电解精炼中，应该用粗铜作阳极，B项错误； C．图c装置本质上是电解水，加入不能使电解质溶液恢复到初始状态，应该加入水即可恢复，C项错误； D.图d为铅蓄电池，负极电解方程式为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4，负极质量会增大，D项正确； 故答案为：D。 【分析】A.在金属表面镀金属时，电解质溶液为镀层金属的盐； B.铜的精炼时，粗铜为阳极，精铜为阴极； C.电解出来分别为氧气和氢气，氧气与氢气结合为水，即加入水即可恢复； D.负极析出硫酸铅，质量变大。 10．【答案】B 【解析】【解答】A． 石墨Ⅰ附近发生的电极反应式为：NO2+-e-=N2O5，石墨I极是负极，故A不符合题意； B． 乙池中Fe(Ⅰ)为阳极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，当电路中有3mol电子转移时，Fe(I)极上有 84g铁参与反应，故B符合题意； C． 甲装置中总反应为4NO2+O2=2N2O5，在反应前后甲装置中的数目不变，故C不符合题意； D． 石墨II极上发生还原反应，反应是：2N2O5+O2+4e-=4，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】 石墨Ⅰ为负极，电极反应为：NO2+-e-=N2O5； 石墨Ⅱ为正极，电极反应为2N2O5+O2+4e-=4。 11．【答案】A 【解析】【解答】b极为阳极，发生的反应为N2+6H2O-10e−＝2NO3()-+12H+，a极为阴极，发生的反应为N2+6e−+6H+＝2NH3，消耗H+，该离子交换膜应使用质子交换膜，则A符合题意、B不符合题意；电子由阳极流出，流入阴极，故C不符合题意；由电极反应式得，a极N2→2NH3，得到6e−，b极N2→2NO3(−)，失去10e−，当转移等量电子时，阴极产物与阳极产物之比为5∶3，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】根据a极是氮气变为氨气，发生的还原反应，氮气得到电子变为氨气，故a是阴极，连接的是电池的负极，b发生的氧化反应，氮气失去电子变为硝酸，故b是阳极，连接的是电池的正极。根据得失电子相等，即可计算出气体的产物的比值。离子交换膜主要是氢离子的交换 12．【答案】D 【解析】【解答】A．由分析可知，X为氯气、Y为氢气，故A不符合题意； B．由分析可知，燃料电池中钠离子通过阳离子交换膜由左向右移动，故B不符合题意； C．由分析可知，燃料电池中，氢气在负极放电消耗氢氧根离子，氧气在正极放电生成氢氧根离子，则氢氧化钠溶液质量分数的大小为b%＞a%＞c%，故C不符合题意； D．由得失电子数目守恒可知，电解池中每产生1mol氯气，燃料电池中消耗氧气的物质的量为1mol×=0.5mol，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】B是燃料电池，燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，则通入空气的一极为正极，则Y为氢气，电解池左边应为阳极，右边为阴极。 13．【答案】C 【解析】【解答】A．反应2H2+O2=2H2O为放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，可以实现化学能直接转化为电能，A不符合题意； B．反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu为放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，可以实现化学能直接转化为电能，B不符合题意； C．反应NaOH+HCl=NaCl+H2O，该反应不属于氧化还原反应，因此不能设计为原电池，不能实现化学能直接转化为电能，C符合题意； D．反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu为放热的氧化还原反应，可以设计为原电池，可以实现化学能直接转化为电能，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】原电池构成条件：两根不同材料的导体作为电极，有电解质溶液，形成自发的氧化还原反应，有导线连接形成闭合回路。 14．【答案】D 【解析】【解答】A．放电时相当于是原电池，双极隔膜产生的H+移向正极，故A不符合题意； B．放电时，正极电势高于负极电势，故Zn极低于Cu2P2O7极，故B不符合题意； C．当外电路通过2mol电子时，理论上双极膜中水减少2mol，即36g，故C不符合题意； D．放电时二氧化碳被还原生成乙醇，充电时乙醇被氧化为二氧化碳，故电极反应式为C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】放电属于原电池，充电属于电解池。原电池的正负极与电源的正负极相连接，阴、阳极的电极反应与原电池的正、负极反应相反。 A.放电时，Zn极上Zn失电子，即Zn极为负极，则纳米片为正极，阳离子应移向正极。 B.正极电势高于负极电势。 C.根据H2O=H++OH-，外电路有2mol电子，则2molH2O参与了电离，据此分析。 D.放电时正极的电极反应式与充电时阳极的电极反应式正好相反。 15．【答案】D 【解析】【解答】A．a为负极，b为正极。原电池中阳离子向正极移动，H+从a电极移向b电极，A正确； B．氨气在负极上失去电子发生氧化反应生成氮气，电极反应式为2NH3 – 6e- = N2 +6H+，B正确； C．标准状况下2.24LO2的物质的量为0.1mol，0.1molO2参与反应转移0.4mol电子，则a向b电极转移0.4mol电子，C正确； D．该电池的总反应，反应生成水导致溶液中氢离子浓度减小，pH值增大，D错误； 故答案为： D。 【分析】燃料电池中通入燃料的电极为负极，通入氧气的电极为正极。通入氨气的电极为负极，即电极a为负极，通入氧气的电极为正极，即电极b为正极，二者最终生成常见的无毒物质，生成氮气和水。 16．【答案】C 17．【答案】D 【解析】【解答】A．放电时为原电池，原电池中负极失电子发生氧化反应，根据总反应可知Na被氧化，所以Na为负极，A项不符合题意； B．充电时电解液中的Na＋移向阴极，B项不符合题意； C．由反应可知，放电时3个CO2转移4个电子，则每反应1mol CO2，电路中转移 mol电子，C项不符合题意； D．充电时，阳极失电子，由反应可知C失去电子，则电极反应为2CO ＋C-4e−=3CO2，D项符合题意； 故答案为：D。 【分析】放电时，钠做负极材料，发生氧化反应失去电子，二氧化碳做正极材料得到电子发生还原反应。充电时，钠做阴极材料，钠离子得到电子发生还原反应，C做为阳极材料发生氧化反应。 18．【答案】A 19．【答案】B 【解析】【解答】A．铁铜合金中铜在氨水中失去电子发生吸氧腐蚀，形成四氨合铜离子使得溶液显蓝色，故A不符合题意； B．加入Cu粉后，铜和铁离子发生氧化还原反应生成亚铁离子和铜离子，使得平衡逆向移动，溶液血红色变浅，故B符合题意； C．根据反应能自发进行，反应中温度降低、生成气体为熵增的吸热反应，则该反应能发生的主要原因是嫡增，故C不符合题意； D．pH为7.8，溶液显碱性，则碳酸氢根离子水解程度大于铵根离子水解程度，，故D不符合题意； 故答案为：B 【分析】A.蓝色是铜离子颜色，是铜变为铜离子与氨气结合形成铜氨离子； B.铜与铁离子导致铁离子减少，颜色变浅； C.根据，温度降低，说明吸热，即可判断熵变； D.铵根离子水解显酸性，碳酸氢根电离和水解， 测得pH为7.8 说明碳酸氢根水解为主，即可判断。 20．【答案】D 【解析】【解答】A．生铁（铁碳合金）、稀硝酸构成原电池，铁是负极，碳是正极，正极上硝酸根离子得到电子生成NO，NO遇空气变为红棕色二氧化氮，故A不符合题意； B．Ⅱ中铁发生了钝化，Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，因此 棒表面产生少量红棕色气体后，迅速停止，不能发生原电池反应，故B不符合题意； C．铁在浓硝酸中钝化，铁是正极，铜是负极，但由于 棒、 棒表面均产生红棕色气体，所以 不可能一直从 向 移动，故C不符合题意； D．铁在浓硝酸中钝化，铁是正极，铜是负极，Ⅲ中正极反应为 ，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.根据生铁中含有铁和碳，构成原电池，应该得到是的一氧化氮得不到氢气 B.浓硝酸具有氧化性，只有铁没有其他金属或者非金属不能形成原电池 C.III中可以形成原电池，Cu做负极，铁做正极，因此硝酸根向铁移动 D.根据判断铁做正极，发生的是硝酸根得到电子变为二氧化氮的反应 21．【答案】（1）；增大压强或增大CO的投料 （2） （3）+131kJ/mol （4）；碱性条件下，有部分转化为，用于生成、的的量减少，使总的选择性减小；酸性条件下，浓度大，发生的副反应程度大，导致不是所有的电子都用于还原，使法拉第效率较小；37.5% 22．【答案】放热；445；0.4mol•L-1•min-1；80%；3∶5；CD；B；减小；N2+8H++6e-=2NH；67.2L 23．【答案】（1）阳极 （2）H2 (或CO等其它合理答案)；85% （3）CO；2O + HCO+2e-= HCOO- + 2OH- (或3HCO+ 2e- = HCOO- + 2CO+ H2O) 【解析】【解答】（1）右侧通入CO2，得电子被还原生成HCOO-，所以右侧Pt电极为阴极，则左侧Pt电极为阳极； （2）①右侧Pt电极即阴极上的副产物会降低电解效率，阴极上CO2被还原，其还原产物还可能为CO或其他低价态的C元素，会降低效率，或者溶液中水电离出的氢离子被还原生成H2也会降低电解效率； ②阳极水电离出氢氧根放电生成氧气，电解反应式2H2O – 4e- = O2 + 4H+，标况下224mL氧气的物质的量为=0.01mol，转移0.04mol电子，1个CO2转化为HCOO-转移2个电子，所以电解效率为=85%； （3）①据图可知当pH>12时，CO2在溶液中的主要存在形式为CO； ②据图可知当pH=8.5时，CO2在溶液中的主要存在形式为HCO，HCO得电子被还原成HCOO-，电解反应式为H2O + HCO+2e-= HCOO- + 2OH- (或3HCO+ 2e- = HCOO- + 2CO+ H2O)。 【分析】（1）反应中元素化合价升高，做阳极，元素化合价降低，为阴极； （2）①考虑发生副反应； ②依据得失电子守恒； （3）①根据图像分析； ②根据图像，利用反应物和产物的化学式书写。 24．【答案】（1）-3526 kJ·mol （2）酸性：，是推电子基团，使中的极性降低，电离出的能力减弱；；；铁电极表面出现更多的与Fe之间竞争放电生成；放电生成的将Fe氧化形成氧化物覆盖在电极表面(铁放电时生成氧化物覆盖在电极表面)，阻碍的生成 【解析】【解答】（1）已知：① kJ·mol；② kJ·mol；③ kJ·mol；由盖斯定律可知，③+2×②-2×①得 =-3526 kJ·mol； （2）①由图可知，当和浓度相等时，10<pH<11，的<，则酸性：，是推电子基团，使中的极性降低，电离出的能力减弱； ②时，氧化生成和，Fe元素由+6价下降到+3价，S元素由-2价上升到+4价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：； ③阳极使用的是易被氧化的活性铁电极，Fe失去电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：；电流密度大于4 mA·cm时，所得反应后溶液中的浓度上升幅度变小的原因是：铁电极表面出现更多的与Fe之间竞争放电生成；放电生成的将Fe氧化形成氧化物覆盖在电极表面(铁放电时生成氧化物覆盖在电极表面)，阻碍的生成。 【分析】（1）根据盖斯定律计算； （2）①依据图中曲线和ksp计算分析； ②根据反应物和生成物的化学式，利用原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒分析； ③电解时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应。 25．【答案】（1）NO+2H2O-3e-=NO+4H+ （2）阳；5SO2+2NO+8H2O2NH+5SO+8H+ （3）阴；减小18g （4）15.68 【解析】【解答】（1）甲池在放电过程中的负极上一氧化氮失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子，反应为NO+2H2O-3e-=NO+4H+； （2）乙池中通入废气SO2的电极连接电源的正极，为阳极；阳极二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子、阴极一氧化氮发生还原反应生成铵根离子，电池总反应为二氧化硫、一氧化氮通电反应生成硫酸铵，离子反应方程式为5SO2+2NO+8H2O2NH+5SO+8H+； （3）丙中阳极上水放电发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过a膜进入浓缩室；N室中阴离子氯离子向阳极运动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸，故b为阴离子交换膜。当浓缩室得到4L浓度为0.6mol•L-1盐酸时，迁移过来的氢离子为4L×(0.6mol•L-1-0.1mol•L-1)=2mol；2H2O- 4e- =4H++O2↑，则反应水1mol，M室中溶液的质量变化为减少1mol×18g/mol=18g； （4）乙池中SO2转化为硫酸根离子、NO转化为铵根离子；若在标准状况下，甲池有5.6LO2（为0.25mol）参加反应，根据电子守恒可知，O2~4e-~ 2SO2、O2~4e-~NO，则乙池中处理废气(SO2和NO)共0.7mol，总体积为15.68L。 【分析】（1）电池工作时，负极失电子，发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应； （2）电解池中，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连；根据反应物和产物的化学式，利用原子守恒、电子守恒、电荷守恒书写； （3）电解时，阴离子会由阴极区通过阴离子交换膜向阳极区移动，阳离子会由阳极区通过阳离子交换膜向阴极区移动；依据得失电子守恒计算； （4）根据电子守恒计算。 学科网（北京）股份有限公司 $$