第四章 化学反应与电能 单元同步练习题 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 单元同步练习题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．下列劳动项目与所涉及的化学知识不相符的是（　　） 选项 劳动项目 化学知识 A 用铁盐净水 Fe3+水解得到Fe(OH)3胶体 B 用NH4HCO3对农作物施肥 NH4HCO3属于氮肥 C 在钢铁设施上安装镁合金 镁比铁活泼可防止铁被腐蚀 D 用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品 SiO2是酸性氧化物 A．A B．B C．C D．D 2．下列有关金属腐蚀与防护说法错误的是(　　) A．在酸性环境下，钢铁能发生析氢腐蚀 B．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极法 C．钢铁交接处，在潮湿的空气中直接发生反应Fe-3e-Fe3+，继而形成铁锈 D．海港的钢制管柱为了防止受到海水长期侵蚀，常用外加电流法，使钢制管柱做阴极被保护 3．下列对Zn-Cu原电池(如图所示)的描述错误的是（　　） A．Cu为正极，电子沿导线从Zn流向Cu B．负极发生氧化反应，其反应式为：Zn-2e-=Zn2+ C．向Cu极移动 D．若有1mol电子流经导线，则可产生0.5mol气体 4．采用情性电极。以去离子水和氧气为原料，通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是（　　） A．阴极反应为O2+2H++2e-=H2O2 B．电解一段时间后，阳极室的pH变小 C．每生成3.2g氧气时，转移电子数为0.4NA D．电解一段时间后，a极生成的O2与b极消耗的O2质量不同 5．下列选项涉及的过程中能实现化学能直接转化为电能的是（　　） A．水力发电 B．太阳能发电 C．微生物燃料发电 D．电动汽车充电 6．如图所示的电池，盐桥由琼脂和饱和KCl溶液构成。下列有关说法正确的是（　　） A．电池负极反应：Fe2+-e-=Fe3+ B．盐桥中K+移向FeCl3溶液 C．当有6.02×1023个电子转移时，Fe电极减少56g D．电池总反应：Fe+Fe3+=2Fe2+ 7．我国科学家采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂，通过电解法将CO2转化为乙烯。装置示意图如图。 已知：电解效率η(B)= ×100%。 下列说法错误的是（　　） A．电极a连接电源的负极 B．电极b上有O2产生 C．纳米Cu催化剂上发生反应：2CO+6H2O+8e-=C2H4+8OH- D．若乙烯的电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，产生0.075mol乙烯 8．用如图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定三颈烧瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如下。下列说法正确的是（　　） A．溶解氧随着溶液酸性减弱而增大 B．时，发生析氢腐蚀而不发生吸氧腐蚀 C．整个过程中，负极电极反应式为： D．时，既发生吸氧腐蚀又发生析氢腐蚀 9．铆接工艺是钢与铝连接的主要方法之一，在长期使用过程中接头的腐蚀是影响连接强度，导致连接失效的重要原因。钢板与铝板采用的镀锌钢铆钉连接示意图如图，下列有关说法错误的是 A．腐蚀发生时，铝板会优先腐蚀 B．若接触到酸性电解质溶液，GC2处会发生析氢腐蚀 C．为减缓腐蚀，可将多个零件设计成一个整体，尽量减少铆接点 D．钢板与铝板之间若存在间隙，会造成电解质溶液侵入，加速腐蚀 10．一种钠离子电池的工作原理如图所示，放电时电池反应可表示为。下列说法正确的是（　　） A．放电时，电能转化为化学能 B．放电时，Y极为正极，发生还原反应 C．充电时，X极电极反应式为 D．充电时，每转移1mol，Y极质量减少23g 11．如图所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有生成，逐渐溶解，下列判断错误的是 A．是电源的负极 B．随着电解的进行，溶液浓度变大 C．当完全溶解时，至少产生气体折合成标准状况下 D．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色 12．火星大气约95%是CO2，Li-CO2电池在未来的火星探测领域有着重要的应用前景。科学家设计了一系列Ru/M-CPY@ CNT(碳纳米管)杂化材料(M = Co、Zn、Ni、Mn， CNTs碳纳米管是一种电导率高、比表面积大、通道和孔隙率丰富的导电基底)作为电极。已知该电池放电时的反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C，下列说法错误的是（　　） A．放电时，Li电极作电池负极，有电子经导线流出 B．充电时，每转移1mol电子，两电极的质量变化差值为7g C．充电时，阳极的电极反应式为C-4e-+2Li2CO3 =3CO2↑+4Li+ D．杂化材料中CNTs增多了CO2的吸附位点，可使该电池表现出优异的电化学性能 13．化学小组研究金属的电化学腐蚀，实验如下： 序号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验 现象 铁钉周边出现____色 锌片周边未见明显变化 铁钉周边出现蓝色 铜片周边略显红色 下列说法错误的是 A．实验Ⅰ中铁钉周边出现红色 B．实验I中负极的电极反应式： C．实验Ⅱ中正极的电极反应式： D．对比实验I、Ⅱ可知，生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀 14．一种使用 (二甲亚砜)作为电解液，并用多孔的黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型，这种实验电池在充放电100次以后，其电池容量仍能保持最初的95%。该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A． 电解液可以换成水溶液仍能正常工作 B．负极的电极反应式为 ，生成的 从左向右移动 C．该电池放电时每消耗 空气，转移 电子 D．给该锂-空气电池充电时，金属锂接直流电源正极 15．近日，哈尔滨工业大学的研究团队发现，以非晶态(Ⅲ)基硫化物为催化剂，能有效催化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应)，从而降低电解水制氢过程中的能耗，其工作原理和反应机理如图所示： 下列说法正确的是 A．电解过程中，电极附近溶液的不变 B．非晶态(Ⅲ)基硫化物能改变OER反应的反应热 C．OER分四步进行，其中没有非极性键的形成与断裂 D．UOR的电化学反应总过程为 16．锂海水电池在航海中有着重要应用，其示意图如图所示，电池反应为2Li+2H2O=2LiOH＋H2↑。下列说法不正确的是（　　） A．金属镍作正极 B．金属锂发生氧化反应 C．可将化学能转化为电能 D．电子从锂电极经海水流向镍电极 17．一种化学“自充电”的锌-有机物电池，电解质为和水溶液。将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电原理如下图所示。下列说法正确的是（　　） A．化学自充电时，增大 B．化学自充电时，电能转化为化学能 C．化学自充电时，锌电极反应式： D．放电时，外电路通过电子，正极材料损耗 18．等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中滴入少量的CuSO4溶液，如图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 19．能正确表示下列反应的离子方程式为 A．新制氯水中加入少量CaCO3： 2Cl2+H2O+CaCO3=Ca2++2Cl-+CO2↑+2HClO B．硫酸铜溶液中滴入几滴氨水： Cu2++4NH3·H2O = [Cu(NH3)4]2++4H2O C．久置的H2S溶液变浑浊： 2S2-+ O2+4H+ = 2S↓+2H2O D．用铜电极电解硫酸铜溶液： 2Cu2+ +2H2O2Cu+O2↑+4H+ 20．用惰性电极电解饱和食盐水(含少量Ca2+、Mg2+)并进行相关实验(装置如图)，电解一段时间后，各部分装置及对应的现象为：(1)中黑色固体变红；(2)电极a附近溶液出现浑浊；(3)中溶液出现浑浊；(4)中溶液红色褪去。下列对实验现象解释错误的是（　　） A．(1)中：CuO+H2Cu+H2O B．(2)中a电极：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ C．(3)中：Cl2+S2-=S↓+2Cl- D．(4)中：Cl2具有强氧化性 二、综合题 21．某学习小组用如图所示A、B装置分别探究金属锌与稀硫酸的反应，实验过程中A装置烧杯内的溶液温度升高，B装置的电流计指针发生偏转。 （1）A装置的烧杯中发生反应的离子方程式为　 　。 （2）Cu板上的现象是　 　，发生的电极反应是　 　。 （3）从能量转化的角度看，A、B中反应物的总能量　 　 填“大于”“小于”或“等于” 生成物的总能量。 （4）该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是_______ 填字母 。 A．原电池反应的过程中可能没有电子发生转移 B．原电池装置需要2个电极 C．电极一定不能参加反应 D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生 22．请根据要求回答问题： （1）钌及其化合物在合成工业上有广泛用途，如图所示是用钌(Ru)基催化剂催化合成甲酸的过程示意图。每生成92g液态HCOOH放出62.4kJ的热量。根据下图写出生成1mol HCOOH(l)的反应的热化学方程式：　 　。 （2）几种物质的摩尔燃烧焓见下表(298K，101kPa)： 化学式 -393.5 -285.8 -283.0 -890.3 已知：298K、101kPa时， ；煤的燃烧焓可用石墨的燃烧焓粗略估算。煤的气化反应为 　 　。 （3） 混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如下图所示，其总反应式为H2+2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH　 　(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为　 　。 （4）如图所示装置可回收利用工业废气中的和。装置工作时，溶液中质子的移动方向是　 　(填“甲→乙”或“乙→甲”)，乙室中电极反应式为　 　。 23．人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用。请根据题中提供的信息，回答下列问题： （1）直接提供电能的反应一般是放热反应，下列反应能设计成原电池的是 ____。 A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 B．氢氧化钠与稀盐酸反应 C．灼热的炭与 CO2反应 D．H2与 Cl2燃烧反应 （2）将纯铁片和纯铜片按图甲、乙方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题： ①下列说法正确的是　 　。 A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置| B．乙中铜片上没有明显变化 C．甲中铜片质量减少、乙中铁片质量减少 D．甲、乙两烧杯中c(H+)均减小 ②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲　 　乙(填“>”、 “<”或“=”)。 ③请写出甲、乙中构成原电池的正极电极反应式：　 　。电池工作时，溶液中向　 　极(填“正”或“负”)移动。当甲中溶液质量增重 27g时，电极上转移电子数目为　 　。 ④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，则电池总反应的离子方程式为　 　。 （3）图丙为甲烷氧气燃料电池的构造示意图，电解质溶液的溶质是 KOH。通甲烷一极的电极反应方程式为 　 　。 24．Ⅰ.NH3的燃烧反应可设计成燃料电池，工作原理如图甲所示。 （1）电极a为　 　(填“正极”或“负极”)；电极b上的电极反应为 　 　；当正负极共消耗1.568 L(标准状况)气体时，通过负载的电子的物质的量为　 　mol。 （2）Ⅱ.一种肼()燃料电池的工作原理如图乙所示。 a极的电极反应式为 　 　；电池中的离子方程式为 　 　。 （3）若利用该电池给铅酸蓄电池充电，当消耗3.2 g 时，电极质量减少　 　g。 25．环氧乙烷(，别称EO)是重要的杀菌剂和工业合成原料。回答下列问题： （1）(一)乙烯直接氧化法： 反应Ⅰ：(g) 反应Ⅱ： 乙烯与在a、b两种催化剂作用下发生反应，催化剂的催化活性(用EO%衡量)及生成EO的选择性(用EO选择性%表示)与温度(T)的变化曲线如图一所示。 ①依据图给信息，选择制备环氧乙烷的适宜条件为　 　。 ②M点后曲线下降的原因为　 　。 ③下列说法正确的有　 　(填标号)。 A．催化剂的选择性越高，其达到最高反应活性所需的温度越高 B．催化剂的催化活性与温度成正比 C．不同催化剂达到最高活性时的温度不同 （2）设为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以。反应Ⅰ、Ⅱ对应的随(温度的倒数)的变化如图二所示。 ①　 　0(填“>”或“＜”)。 ②在T℃的恒温、恒容密闭容器中，按体积分数充入反应混合气体：乙烯30%、氧气7%，其余混合气63%(致稳气)，发生反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ)。平衡时体系压强为2000kPa，乙烯的转化率为，则T℃下反应Ⅰ的相对压力平衡常数　 　。 （3）(二)电化学合成法 科学家利用、水合成环氧乙烷，有利于实现碳中和。总反应为：，该过程在两个独立的电解槽中实现，装置如图三所示，在电解槽2中利用氯离子介导制备环氧乙烷，内部结构如图四所示。 ①电解槽1中阴极的电极反应式为　 　。 ②图四虚线框中发生的反应为：、　 　、。 答案解析部分 1．【答案】D 【解析】【解答】A．用铁盐净水是由于铁盐电离产生的Fe3+发生水解反应产生Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体表面积大，吸附力强，可以吸附水中悬浮的固体小颗粒，使之形成沉淀，从而具有净水作用，A不符合题意； B．NH4HCO3易溶于水，能电离产生，中含有植物需要的营养元素氮元素，因此可以对农作物施肥，NH4HCO3属于氮肥，B不符合题意； C．在被保护的金属上连接一种更活泼的金属，被保护的金属作原电池的正极，活泼的金属为负极，首先被氧化腐蚀，这种保护金属的方法称为牺牲阳极的阴极保护法，因此通常是在被保护的钢铁设备上安装若干镁合金或者锌块，C不符合题意； D．用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品，是由于玻璃中含有的SiO2能够与氢氟酸中的HF反应产生SiF4气体和水，因此用于玻璃的雕刻，这与SiO2是酸性氧化物无关，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】易错分析：二氧化硅虽然是酸性氧化物，但是可以与唯一的酸氢氟酸发生反应 2．【答案】C 【解析】【解答】A.在酸性环境下，铁作负极失电子Fe-2e-=Fe2+，钢铁中的碳作正极，H+得电子：2H++2e-=H2，发生析氢腐蚀，A正确； B.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，Zn比Fe活泼Zn作负极，Fe作正极，阻碍Fe失电子，这是利用了牺牲阳极法，B正确； C.钢铁交接处，在潮湿的空气中，铁失电子发生Fe-2e-=Fe2+，与正极产生的OH-结合生成Fe(OH)2，Fe(OH)2再被氧化成Fe(OH)3，失水后生成铁锈，C错误； D.常用外加电流法，将海港的钢制管柱与电源负极相连作阴极，防止其失电子而受到海水侵蚀，D正确； 答案：C 【分析】A.在酸性环境下钢铁易发生析氢腐蚀，中性或弱碱性易发生吸氧腐蚀； B.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，Zn比Fe活泼Zn作负极，保护铁，这是利用了牺牲阳极法； C.钢铁交接处，在潮湿的空气中，铁失电子发生Fe-2e-=Fe2+，不能生成Fe3+； D.常用外加电流法，将海港的钢制管柱与电源负极相连作阴极。 3．【答案】C 【解析】【解答】A．Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极，电子沿导线从Zn流向Cu，A不符合题意； B．负极发生失电子的氧化反应，Zn为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，B不符合题意； C．原电池中阴离子移向负极，向Zn极移动，C符合题意； D．Cu极电极反应式为2H++2e-=H2↑，若有1mol电子流经导线，则可产生0.5mol氢气，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】解题思路：溶液阴阳离子移动口诀“阳正阴负”；即阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；电子移动口诀“电子不下水，离子不上岸”；即电子由负极流向正极，不通过电解质溶液，离子不离开溶液。 4．【答案】B 【解析】【解答】A．由分析知，A不符合题意； B．阳极室电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成的H+由阳极经质子交换膜移向阴极，根据电荷守恒，阳极生成的H+与移入阴极的H+量相等，故阳极区没有过剩的H+，pH不变，B符合题意； C．阳极生成氧气，根据关系：O2~4e-，知转移电子4n(O2)= ，C不符合题意； D．根据电极反应，阳极生成1 mol O2转移4 mol 电子，则此时阴极消耗O2 2mol，故阳极生成的O2与阴极消耗的O2不等，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】B.a极反应生成的氢离子和b极消耗的氢离子相等，通过离子膜达到平衡，pH值不变； C.根据电极反应方程式计算； D.根据电极反应发现阴极与阳极反应时生成和消耗的氧气不同，减少的氧原子进入H2O2. 5．【答案】C 【解析】【解答】 A.水力发电是将机械能转化为电能，故A不符合题意； B.太阳能发电是将太阳能直接转化为电能，故B不符合题意； C.生物燃料发电是将储存在微生物中的化学能直接转化为电能，故C符合题意； D. 电动汽车充电是将电能转化为化学能，故D不符合题意； 故答案为：C 【分析】原电池是将化学能转化为电能的装置 6．【答案】B 【解析】【解答】A．Fe为负极，石墨为正极，电池负极反应：Fe-2e-=Fe2+，故A不符合题意； B．原电池中阳离子移向正极，石墨电极为正极，故盐桥中K+移向FeCl3溶液，故B符合题意； C．当有6.02×1023个电子转移时，根据电池负极反应：Fe-2e-=Fe2+，Fe电极减少28g，故C不符合题意； D．电荷不守恒，电池总反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故D不符合题意； 故答案为B 【分析】该原电池工作时，Fe发生氧化反应生成Fe2+、作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，石墨电极作正极，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+。 7．【答案】D 【解析】【解答】A．电极a实现将CO2转化为乙烯，C由+4价变为-2价，化合价降低，发生还原反应，电极a为阴极，与电源负极相连，故A项不符合题意； B．电极b上氢氧根离子失去电子转化为氧气，电极反应式为 ，故B项不符合题意； C．由图可知，纳米Cu催化剂上发生CO转化为乙烯的反应，电极反应为 ，故C项不符合题意； D．若乙烯的电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，根据公式得n（生成乙烯所用的电子）=0.6mol，由CO2转化为乙烯的电极反应为 ，所以当n（生成乙烯所用的电子）=0.6mol，产生的乙烯为0.05mol，故D项符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.a电极上CO2转化为乙烯，发生还原反应，为阴极； B.b电极的电极反应为； C.纳米Cu催化剂上发生CO转化为乙烯的反应； D.根据电极反应结合得失电子守恒计算。 8．【答案】D 【解析】【解答】A．由图可知，随着pH增大即溶液酸性减弱，溶解氧(DO)减小，故A不符合题意； B．由图可知，pH=2.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生，故B不符合题意； C．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，故C不符合题意； D．若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降；而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A．依据图中曲线的变化趋势分析； B．依据溶解氧的量和锥形瓶内的气压变化分析； C．原电池的负极发生氧化反应； D．依据锥形瓶内压强的变化判断。 9．【答案】A 10．【答案】C 【解析】【解答】A、放电时该装置为原电池，将化学能转化为电能，故A错误； B、由分析可知，放电时Y为负极，发生氧化反应，故B错误； C、充电时，X电极为阳极，电极反应式为 ，故C正确； D、 充电时为电解池，Y极为阴极，电极反应式为xNa++C+xe-=NaxC，则每转移1mole-，Y极上1molNa+转化为Na，质量增加23g，故D错误； 故答案为：C。 【分析】原电池工作时，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，根据 可知，正极反应为Na1-xFePO4+xe-+xNa+=NaFePO4，负极反应式为NaxC-xe-=xNa++C，则X电极为正极、Y电极为负极，充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接，为阳极、阴极。 11．【答案】B 【解析】【解答】A．通电后石墨电极Ⅱ上有生成，石墨电极Ⅱ为阳极，电极为电源正极，为负极，故A不符合题意； B．石墨电极Ⅰ为阴极，得电子发生还原，氯离子向阳极移动，随着电解的进行，溶液浓度减小，故B符合题意； C．当0.01molFe2O3完全溶解时，消耗氢离子，根据，生成O20.015mol，标准状况下至少产生气体336mL，故C不符合题意； D．通电后石墨电极Ⅱ电极反应式为，该极酸性增强，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】根据电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极失电子，发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上得电子，发生还原反应，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极；串联电路中得失电子守恒计算。 12．【答案】B 【解析】【解答】A．由以上分析可知，放电时，Li电极作电池负极，有电子经导线流出，A不符合题意； B．充电时，阳极C变成二氧化碳，阴极Li+变成Li，故每转移1mol电子，消耗0.25molC质量为3g，生成1molLi质量为7g，故两电极的质量变化差值为3g+7g=10g，B符合题意； C．充电时，阳极上C失电子变成二氧化碳，故阳极的电极反应式为C-4e-+2Li2CO3 =3CO2↑+4Li+，C不符合题意； D．CNTs碳纳米管是一种电导率高、比表面积大、通道和孔隙率丰富的导电基底，增加二氧化碳的吸收效率，故可使该电池表现出优异的电化学性能，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．电子由负极经导线流向正极； B．利用得失电子守恒； C．阳极失电子发生氧化反应； D．考虑增大接触面积。 13．【答案】B 【解析】【解答】A．实验Ⅰ中锌做负极，铁做正极，铁钉极氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，溶液显碱性周边出现红色，故A不符合题意； B．实验I中锌做负极，负极的电极反应式：，故B符合题意； C．实验Ⅱ中铜不活泼，铜作正极，正极的电极反应式：，故C不符合题意； D．对比实验I、Ⅱ可知，锌能保护铁，而铜铁形成原电池会加速铁锈蚀，故生活中镀锌铁板比镀铜铁板在镀层破损后更耐腐蚀，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应； B．一般活动性强的金属作负极，活动性弱的金属或石墨作正极； C．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应； D．依据牺牲阳极的阴极保护法分析。 14．【答案】B 【解析】【解答】A．水可以与锂反应生成氢气，容易发生爆炸，A项不符合题意； B．金属锂做负极，失去电子，阳离子移向正极，B项符合题意； C．参与反应的为空气中的氧气，2mol空气中氧气含量约为0.4mol，转移电子小于4mol，C项不符合题意； D．充电时，电源正极与电池正极相连，电源负极与电池负极相连，金属锂做负极与电源负极相连，D项不符合题意； 故答案为：B。 【分析】锂的活动强很强不能与水接触，锂的活动性很强，锂做负极，发生氧化反应，失去电子变成锂离子。多孔的黄金做为正极，氧气得到电子发生还原反应。充电时，锂电极与电池的负极相连接。 15．【答案】D 16．【答案】D 【解析】【解答】A.根据总反应知：锂失去电子，作负极，则镍是正极，A选项是正确的； B.金属锂作负极，失去电子，发生氧化反应，B选项是正确的； C.该装置是原电池，可以将化学能转化为电能，C选项是正确的； D.电子从负极出发，经导线去往正极，不能流经电解质溶液，D选项是错误的。 故答案为：D。 【分析】原电池的工作原理：在外电路中，由负极失去电子，经过导线到达正极；在内电路中，是阴阳离子实现导电的作用，形成闭合回路，阴离子在电解质溶液中靠近负极，阳离子在电解质溶液中靠近正极。 17．【答案】A 【解析】【解答】A．由图可知，化学自充电时，消耗O2，该反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，增大，故A符合题意； B．化学自充电时，无需外接电源即能实现化学自充电，该过程不是电能转化为化学能，故B不符合题意； C．由图可知，化学自充电时，锌电极作阴极，该电极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故C不符合题意； D．放电时，1mol转化为 ，消耗2mol K+，外电路通过电子时，正极物质增加0.02mol K+，增加的质量为0.02mol×39g/mol =0.78g，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】放电时，锌为负极，电极反应式为：Zn-2e-+4OH-=[Zn(OH)4]2-，有机物为正极，电极反应式为：+2ne-+2nK+=， 化学自充电时，阴极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-；阳极极反应为：-2ne-=+2nK+。 18．【答案】D 【解析】【解答】等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4中，同时向a中放入少量的CuSO4溶液，发生：Zn+Cu2+=Zn2++Cu，形成原电池，反应速率增大，反应用时少于b，但生成的氢气少也少于b。 故答案为：D。 【分析】稀硫酸过量，则锌粉完全反应，产生H2的体积由锌粉的量决定。a中滴入少量CuSO4溶液后，锌粉与CuSO4发生置换反应，形成原电池，反应速率加快。由于锌粉与CuSO4反应，使得反应生成H2的体积减小，据此分析选项。 19．【答案】A 【解析】【解答】A.新制氯水中含有H＋、Cl－和HClO，与少量CaCO3反应时，HClO不发生反应，因此该反应的离子方程式为：2Cl2＋H2O＋CaCO3=Ca2＋＋2Cl－＋CO2↑＋2HClO，A符合题意； B.滴入几滴氨水，则NH3·H2O少量分，反应后只生成Cu(OH)2沉淀，因此该反应的离子方程式为Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NH4＋，B不符合题意； C.H2S是一种弱酸，在离子方程式中保留化学式，因此该反应的离子方程式为：2H2S＋O2=2S↓＋2H2O，C不符合题意； D.铜做电极时，则阳极的电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因此该电池的总反应式为Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑，D不符合题意； 故答案为：A 【分析】A、CaCO3少量，则反应后生成HClO； B、氨水少量，则反应生成Cu(OH)2沉淀； C、H2S是一种弱酸，在离子方程式中保留化学式； D、铜做阳极时，Cu发生失电子的氧化反应，生成Cu2＋。 20．【答案】D 【解析】【解答】A．(1)中黑色固体变红，是氢气还原氧化铜，反应的化学方程式为：CuO+H2 Cu+H2O，故A不符合题意； B．(2)电极a附近溶液出现浑浊，则a电极放出氢气生成氢氧根，与镁离子结合成白色沉淀，相关反应为：2H2O+2e-═H2↑+2OH-，Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓，故B不符合题意； C．(3)中溶液出现浑浊，是产生的氯气氧化硫化钠生成硫沉淀，离子方程式为：Cl2+S2-═S↓+2Cl-，故C不符合题意； D．(4)中过量的氯气通入含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色的原因可能为H+中和了OH-，也可能是氯气与水反应生成的次氯酸的强氧化性所致，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】根据题意（1）黑色固体变红色，说明有氢气产出（2）说明有氢氧化镁产生（3）氯气将硫离子反应得到硫单质（4）氯气与氢氧化反应或者是次氯酸氧化左右，结合选项进行判断 21．【答案】（1）Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑ （2）有气泡产生；2H＋＋2e-=H2↑ （3）大于 （4）B；D 【解析】【解答】(1) A烧杯中锌与稀硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑； (2)该装置为原电池，Zn板作负极，Cu板作正极，Cu板上有气泡产生，其电极反应为2H++2e-=H2↑； (3) 从能量转化的角度来看，锌与稀硫酸的反应属于放热反应，故反应物的总能量大于生成物总能量；不同的是，A中是将化学能转变为热能，B中主要是将化学能转变为电能； (4)A．原电池反应是一个氧化还原反应，一定有电子转移，A不正确； B．根据原电池的构成条件，原电池装置需要2个电极，B正确； C．根据题意，锌被逐渐溶解，参加了反应，即电极可以参加反应，C不正确； D．根据原电池原理，氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生，从而产生电流，D正确； 故答案为：BD。 【分析】（1）锌和稀硫酸发生置换反应 （2）构成原电池，锌做负极，锌失去电子发生氧化反应，铜做正极，氢离子在铜极发生还原反应，产生氢气 （3）金属和酸的反应是放热反应 （4）设计原电池需要自发的氧化还原反应、电解质溶液、电极 22．【答案】（1）H2(g)+CO2(g)=HCOOH(l) △H=-31.2kJ•mol-1 （2）+ （3）增大； （4）甲→乙； 【解析】【解答】（1） 1molH2和CO2生成1mol HCOOH(l)的反应的热化学方程式为：H2(g)+CO2(g)=HCOOH(l) △H=-31.2kJ•mol-1； （2） 根据各物质的摩尔燃烧焓，写出热化学方程式： ①C（S）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ•mol-1； ②H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H2=-285.8kJ•mol-1； ③CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H3=-283.0kJ•mol-1； ④ △H4=+44.0kJ•mol-1； ①-②-③-④，得，则△H1-△H2-△H3- △H4=+131.3kJ•mol-1； （3）混合动力车上坡或加速时，是原电池，乙电极是正极，得电子发生还原反应，NiO(OH)得电子生成Ni(OH)2，同时生成氢氧根离子，溶液的pH增大，该电极的电极反应为： ； （4）该装置是电解池，甲室失去电子，是阳极，乙室得到电子为阴极，因此质子是从甲室到乙室；乙室发生的反应为： 。 【分析】（1）H2与CO2反应得到HCOOH的反应为加成反应； （2）根据盖斯定律可知：可以通过变换几个已知反应来得到目标反应，化学方程式怎么变化，反应热就怎么变化； （3）混合动力车上坡或加速时，是原电池，乙电极是正极，得电子发生还原反应，NiO(OH)得电子生成Ni(OH)2，同时生成氢氧根离子，溶液的pH增大，该电极的电极反应为： ； （4）在电解池中，阳极与外加电源的正极相连，失去电子，发生氧化反应，阴极与外加电源的负极相连，得到电子，发生还原反应。在电解质溶液中，阴阳离子遵循“正负相吸”的原则，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 23．【答案】（1）D （2）BD；>；2H++2e-=H2↑；负；NA (或6.02×1023)；Cu + 4H++=Cu2+ （3）CH4+10OH--=+7H2O 【解析】【解答】（1）自发的氧化还原反应可以设计成原电池，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应、氢氧化钠与稀盐酸反应均不是氧化还原反应，不能设计成原电池；灼热的炭与 CO2反应 自发的反应，不能设计成原电池；H2与 Cl2燃烧反应是自发的氧化还原反应可以设计成原电池； 故答案为：D； （2）①A．乙没有形成闭合电路，不是原电池，A不正确； B．铜和稀硫酸不反应，乙中铜片上没有明显变化，B正确； C．甲中铜片上氢离子放电生成氢气，铜质量不变；乙中铁片和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，质量减少，C不正确； D．甲、乙两烧杯中氢离子生成氢气，c(H+)均减小，D正确； 故答案为：BD； ②原电池可以加速氧化还原反应的进行，在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲大于乙； ③甲中构成原电池，铁较为活泼为负极，铜为正极，氢离子在正极放电生成氢气，电极反应式：2H++2e-=H2↑。电池工作时，阴离子向负极运动，故溶液中向负极移动。根据总反应Fe+2H+=Fe2++H2↑可知，每56g铁参加反应生成2g氢气，溶液增加（56-2）g，当甲中溶液质量增重 27g时，反应铁的物质的量为，则电极上转移电子物质的量为1mol，数目为NA (或6.02×1023)。 ④若将甲中的稀硫酸换为浓硝酸，浓硝酸和铁发生钝化反应，铜和浓硝酸生成硝酸铜和二氧化氮、水，铁为正极、铜为负极，则电池总反应的离子方程式为Cu + 4H++=Cu2+ +2NO2↑+2H2O； （3）氧气发生还原反应为正极、甲烷发生氧化反应为负极；在碱性环境下，通甲烷一极的电极反应方程式为CH4+10OH- -=+7H2O。 【分析】（1）原电池的工作原理为自发的氧化还原反应； （2） ① A、原电池需要形成闭合回路； B、铜和稀硫酸不反应； C、铁更活泼，作为原电池的负极，失去电子逐渐溶解； D、稀硫酸发生反应，氢离子浓度减小； ② 原电池的速率更快； ③ 氢离子得电子生成氢气；硫酸根为阴离子，移向负极； ④ 铜和氢离子、硝酸根反应生成铜离子和二氧化氮、水； （3）燃料电池中，通入燃料的一端为负极，由于溶液为碱性，因此甲烷失去电子，和氢氧根反应生成碳酸根和水。 24．【答案】（1）负极；；0.12 （2）； （3）12.8 【解析】【解答】（1）电极a为NH3反应生成N2，N化合价升高，N失去电子，则a为负极，电极b为正极，O2得到电子，电解质溶液呈碱性，即O2得到电子，结合H2O生成OH-，两个电极反应式分别为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O、O2+2H2O+4e-=4OH-，结合电子守恒，可知每通过6mol电子时消耗2mol NH3和1.5mol O2，则共消耗3.5mol气体，则标准状况下正负极共消耗1.568L气体，其物质的量为0.07mol时，转移的电子为0.12mol，故答案为：负极； ；0.12； （2）a极为N2H4(l)转化为N2，N化合价升高，即a极为负极，N失去电子，即N2H4失去电子生成N2和H+，右侧中，反应物为Fe2+和O2，生成物为Fe3+和H2O，发生的反应为Fe2+和O2、H+反应生成Fe3+和H2O，故答案为： ； ； （3）铅蓄电池充电时，PbO2电极发生的反应为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++PbO2，而消耗N2H4的电极反应式为 ，根据电荷守恒，可列出关系式N2H4~2PbO2，则消耗3.2gN2H4的物质的量为0.1mol，会使0.2mol PbSO4生成0.2mol PbO2，即使60.6g PbSO4生成47.8g PbO2，质量减少12.8g，故答案为：12.8。 【分析】（1）电池中，化合价升高为负极，化合价降低为正极； （2）新型电池判断： 1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子； 2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒； （3）结合电子守恒可以判断电池和电解池的反应式关系，再结合化学计量数之比等于物质的量之比判断物质的物质的量。 25．【答案】（1）选用催化剂a，温度220℃；温度升高，催化剂活性减弱；发生反应Ⅱ，使选择性下降；C （2）＜； （3）； 【解析】【解答】(1)①在较低温度下催化剂a体现了较高的催化活性和生成EO的选择性，能耗低，极值对应温度220℃；②M点后随着温度升高，催化剂的活性减弱，发生反应II，生成EO的选择性也随之降低；③A．催化剂选择性高低变化和最高反应活性也要在一定温度范围内变化与维持，A项不正确；B．温度过高会使催化剂失活，所以催化活性并不与温度成正比，B项不正确；C．由图可知不同催化剂达到最高活性时的温度不同，C项正确，故 故答案为：C。 (2)①由图像可知自左向右随着温度T降低，反应II对应的值逐渐减小，即逐渐增大，说明平衡向正反应放热方向移动，所以反应II正反应是放热反应，＜0；②设混合气体总体积为100，列反应I三段式如图 (3)①电解槽I中阴极区CO2得电子被还原为C2H4，电极反应式为：；②在碱性条件下脱去HCl，虚线框内的反应式为。 【分析】（1）①在较低温度下催化剂a体现了较高的催化活性和生成EO的选择性，能耗低，极值对应温度220℃； ②M点后随着温度升高，催化剂的活性减弱； ③温度会影响催化剂的活性； （2）①温度降低，反应II对应的值逐渐减小，即逐渐增大，说明平衡正向移动； ②列出反应的三段式计算； （3）①电解槽Ⅰ中阴极区CO2得电子被还原为C2H4； ②HOCH2CH2Cl在碱性条件下脱去HCl。 学科网（北京）股份有限公司 $$