第四章 化学反应与电能 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能测试题 一、选择题 1．下列有关化学原理分析错误的是 A．手机充电时，电能全部转化为化学能 B．含氟牙膏的使用显著降低了龋齿的发生率 C．燃料电池的能量转化效率高于燃料直接燃烧 D．在自然界中，钢铁生锈主要发生吸氧腐蚀 2．化学与生产、生活及社会发展密切相关。下列说法正确的是 A．铁制品和铜制品均能发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀 B．明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可消除水中Cu2+等重金属离子污染 C．医用口罩“熔喷层”使用的是超细聚丙烯纤维，该纤维属于有机高分子材料 D．垃圾分类中，陶瓷碎片属于可回收垃圾，果皮属于厨余垃圾，过期药品属于有害垃圾 3．用下列仪器或装置(部分夹持装置略)进行相应实验，不能达到相应实验目的的是 A．图1测定锌与浓硫酸反应产生的速率(计时器未画出) B．图2制作简单燃料电池 C．图3用该滴定管量取25.00mL(在量程范围以内)的重铬酸钾溶液 D．图4在铁制品镀件上镀铜 4．2022年11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。11月30日神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。下列叙述错误的是 A．长征二号F运载火箭利用偏二甲肼()和四氧化二氮()反应，这是一个放热反应 B．长征二号F运载火箭点火发射时因液态产生大量而出现红棕色烟雾 C．载人飞船中的太阳能电池和储能电池均可将化学能转化为电能 D．空间站利用循环水制氧气的反应是吸热反应 5．下列过程属于电能转化为化学能的是 ①电离 ②电解 ③电镀 A．①② B．②③ C．①②③ D．①③ 6．图为某原电池装置，下列有关说法正确的是 A．锌片的质量不变 B．锌片是原电池的负极 C．锌片发生了还原反应 D．负极发生反应 7．关于下列电化学装置的说法正确的是 A．装置①的粗铜应与电源正极相连，精炼过程中两极质量的改变量相等 B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连，电镀过程中溶液的浓度保持不变 C．装置的钢闸门应与电源负极相连，属于“牺牲阳极的阴极保护法” D．装置④中靠近铜丝处出现红色，靠近裸露在外的铁钉处出现蓝色 8．镍离子()和钴离子()性质相似，可用如图所示装置实现二者分离。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移；与乙酰丙酮不反应。下列说法正确的是 A．石墨M电极上的电势低于石墨N电极上的电势 B．石墨M电极的电极反应式为。 C．水解离出的可以抑制Ⅱ室中的转化反应 D．导线中流过，Ⅰ室与Ⅲ室溶液质量变化之差约为130g 9．下列有关化学电源的说法中正确的是 A．化学电源只能将化学能转化为电能 B．燃料电池能将全部化学能转化为电能 C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可再充电使活性物获得再生 D．一次电池包括干电池和蓄电池 10．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)， RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图有关说法正确的是 A．左端装置中化学能转化为电能，右端装置中电能转化为化学能 B．c极上发生的电极反应式： O2+2H2O+4e- =4OH- C．d极上进行还原反应，右端装置B中的H+可以通过隔膜进入A D．当有0. 2mol电子转移时，a极产生标准状况下2. 24LH2 11．下列有关电池的说法错误的是 A．废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质，不能随意丢弃 B．化学电池可以将化学能全部转化成电能 C．日常生活中用的手机电池是二次电池 D．燃料电池无需将燃料贮存在电池内部 12．根据国际形势，我国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。“碳中和”是指的排放总虽通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的排放量，实现的“零排放”。科学家提出有关甲醇的碳循环如图所示。下列说法错误的是 A．图中能量转化方式只有2种 B．属于无机化合物、属于有机化合物 C．中含有0.1mol O—H键 D．利用合成燃料能促进“碳中和” 13．下列关于金属的防护方法的说法不正确的是 A．我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用 B．给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接 C．轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法 D．钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青 14．下列关于工业生产说法不正确的是 A．工业上用电解熔融氧化物的方法制金属镁和铝 B．氯碱工业中使用阳离子交换膜防止副反应的发生 C．钢铁防腐蚀可用化学方法在其表面进行发蓝处理 D．工业制备硫酸时在吸收塔中使用浓硫酸吸收三氧化硫 15．Fe-Cu原电池的示意图如图，电池工作时，下列说法正确的是 A．Fe电极为正极 B．Cu电极上发生还原反应 C．移向Fe电极 D．外电路中电子的流动方向：Cu→导线→Fe 二、填空题 16．某课外小组设计如图1所示装置为电源对粗铜(含有Cu，少量Fe、Zn、Ag、Au等)进行精炼。(已知：装置I中发生的副反应为Fe电极直接与溶液反应) (1)装置I中Fe电极上发生反应的电极反应式为_______。 (2)当反应一段时间后，经测量发现，Fe电极质量减少0.80 g，纯铜电极质量增重0.96 g，则实际经过电流表的电子的物质的量为_______mol，装置I的能量转化率为_______。(已知：装置I中足量) (3)有同学提议，为避免副反应的发生，应将装置I改为如图2所示装置，则溶液Z中溶质的化学式为_______。 (4)装置II中X电极材料的名称为_______，Y电极上的电极反应式为_______，一段时间后，装置II溶液中阳离子主要为和_______。 17．硫及其化合物在生产、生活中用途广泛。 工业上用溶液吸收烟气中的低浓度，形成吸收液后再采用阳离子膜电解法控制电压，电解吸收液可制成产品S和。工作原理示意图如图1，阴极区和阳极区的pH随时间的变化关系如图2： ①阳极反应的电极反应物是___________。 ②结合电极反应式，说明阴极区pH升高的原因___________。 18．化学用语是化学的专用术语。 (1)①写出氟化钙的电子式________；②写出溴乙烷的结构简式________； (2)电解饱和食盐水的化学方程式___________。 19．（1）有人用原电池原理除去银器皿表面的黑色硫化银，其处理方法：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银表面的黑色会褪去而银不会损失。在此形成的原电池中：负极反应式是____________。 （2）铅蓄电池是常见的二次电池，其放电反应和充电反应表示如下： Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）2PbSO4（s）＋2H2O（l） 写出它放电时正极的电极反应式____________；充电时阴极的电极反应式_______________。 （3）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该过程中的正极电极反应式为_____________。 20．回答下列问题 (1)根据已具备的氧化还原反应知识和电化学知识，结合图示回答下列问题： ①该原电池负极材料是______________。 ②写出电极反应式：正极：__________________；负极：__________________。 ③若电路中转移了，则析出的的质量为____________。 (2)燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。 ①A为生物燃料电池的_____________(填“正”或“负”)极。 ②正极反应式为_________。 ③放电过程中，H＋由_________极区向______极区迁移(填“正”或“负”)。 21．化学反应与生产研究息息相关，我们不仅关注能量变化，还需要关注化学反应的快慢和程度。请根据要求，回答下列问题： (1)下面是四个化学反应理论上不可以用于设计原电池的化学反应是_______(填字母，下同) A． B． C． D． (2)将氢气与氧气的反应设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(a、b为多孔碳棒)其中_______(填A或B)处电极入口通氧气，其电极反应式为_______。当消耗标准状况下氢气11.2L时，假设能量转化率为85%，则导线中转移电子的物质的量为_______。 (3)某温度时，在2L容器中发生X、Y两种物质间的转化反应，X、Y物质的量随时间变化的曲线如图所示： ①该反应的化学方程式为_______。 ②反应开始至2min时，Y的平均反应速率为_______。 ③2min时，v正_______(填“>”“<”或“=”)v逆。 22．短周期五种元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A、B、C的单质在常温下都呈气态，C原子最外层电子数是电子层数的3倍，C和E位于同主族。1molDAx与足量的A2C反应生成44.8L(标准状况)G气体。A、B的单质依次为G、T，在密闭容器中充入一定量的G、T，一定条件下发生反应G＋T W(未配平)，测得各物质的浓度如表所示。 回答下列问题： (1)A、B、C能组成既含离子键又含共价键的化合物，则该化合物的化学式为___。 (2)B、C、D、E的简单离子中，离子半径大小排序为___。(用具体的离子表示) (3)J、L是由A、B、C、E四种元素组成的两种化合物，J、L溶液混合可产生有刺激性气味的气体，写出这两种溶液发生反应的离子方程式：___；J、L中能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是___(填化学式)。 (4)B2A4—C2碱性燃料电池放电效率高。该电池放电时，负极反应式为___；正极附近溶液的pH___(填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)由上述五种元素中的四种组成的单质、化合物在一定条件下的转化关系(部分条件和产物已省略)如图所示： ①Y是___(填化学式)；W的电子式为___。 ②B的最高价氧化物对应的水化物为Q，X与足量的Q溶液反应的化学方程式为___。 ③1molW与足量乙完全反应生成K和甲，转移的电子数约为___。 23．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。 I．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵（显酸性）溶液和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀，这两种腐蚀都属于_________腐蚀。（填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”） （1）红墨水柱两边的液面变为左低右高，则______（填“a”或“b”）边盛有食盐水。 （2）b试管中铁发生的是______腐蚀，（填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”）生铁中碳上发生的电极反应式___________。 Ⅱ．下图装置的盐桥中盛有饱和NH4NO3琼脂溶液，能够连接两份电解质溶液，形成闭合回路： （1）该装置的能量转化形式为：__________，装置工作时，盐桥中的NH4+移向__________。(“CuSO4溶液”或“AgNO3溶液”) （2）若将盐桥换成铜丝，电路中也有电流通过，则铜丝左端为_________极，该极反应式为：__________________________________。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．手机充电时，部分电能转化为热能，A错误； B． Ca5（PO4）3F溶度积比Ca5（PO4）3OH小，羟基磷酸钙在水中存在平衡：，含氟牙膏中的与该平衡中的、结合成更难溶的Ca5（PO4）3F，使平衡向右移动，牙齿表面的羟基磷酸钙转化成了氟磷酸钙，使牙齿得到保护，B正确； C． 燃料直接燃烧产生的能量大部分以热能散失，远远低于燃料电池的转化效率，C正确； D．钢铁中含碳单质，在潮湿的空气中形成原电池，一般来说水膜呈中性或弱酸性，主要是发生了吸氧腐蚀，D正确； 故选A。 2．C 解析：A．铜活动性弱于氢，铜制品不能发生析氢腐蚀，A错误； B．明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子为氢氧化铝胶体，其可吸附悬浮固体颗粒但不会吸附重金属离子，B错误； C．聚丙烯纤维属于有机合成高分子材料，C正确； D．陶瓷碎片属于不可回收垃圾，D错误； 故选C。 3．A 解析：A．图1装置中锌粒和浓硫酸在常温下不能制备氢气，达不到实验目的，应该用锌粒与稀硫酸反应，利用此装置通过测量单位时间内产生氢气体积的多少来测量反应速率的快慢，A符合题意； B．上述装置中先闭合K1，打开K2构成电解池装置，左侧石墨电极为阳极，溶液中的水发生失电子的氧化反应生成氧气，右侧石墨电极作阴极，放出氢气；再闭合K2，打开K1，形成原电池，右侧石墨电极为负极，氢气放电，左侧石墨电极为正极，氧气得电子，能达到实验目的，B不符合题意； C．图3为酸式滴定管，可用于量取25.00mL的重铬酸钾溶液，C不符合题意； D．图4装置中，铜做阳极，发生失电子的氧化反应，溶液中铜离子在铁制品附近得电子生成铜单质，能实现铁制品上镀铜，D不符合题意； 故选A。 4．C 解析：A．长征二号F运载火箭利用偏二甲肼()和四氧化二氮()反应，这是一个放热反应，从而使火箭升空，A正确； B．长征二号F运载火箭点火发射时因液态产生大量而出现红棕色烟雾，B正确； C．太阳能电池是将太阳能转化为电能，储能电池是将化学能转化为电能，C错误； D．空间站利用循环水制氧气的反应是吸热反应，D正确； 故选C。 5．B 解析：电离是将电解质溶于水而产生自由移动离子的过程，所以不需通电，而电解、电镀以及电冶金,都是利用电解池反应，将电能转变为化学能，所以电解、电镀都需要外加电源即通电，综上所述，故选B。 6．B 【分析】把锌片和铜片用导线相连后插入稀硫酸构成原电池，锌做负极发生氧化反应，铜做正极，溶液中氢离子在铜片上得到电子发生还原反应，以此解答。 解析：A．锌比铜活泼，为原电池的负极，锌片消耗，质量减少，故A错误； B．锌比铜活泼，锌片是原电池的负极，故B正确； C．锌片是原电池的负极，锌片发生了氧化反应，故C错误； D．锌片发生了氧化反应，电极反应式为Zn－2e－＝Zn2＋，故D错误； 故选B。 7．D 解析：A．装置①的粗铜应与电源正极相连，阳极除了铜失去电子外，比铜活泼的锌铁等金属也失去电子，而阴极是铜离子得到电子变为铜单质，因此精炼过程中两极质量的改变量不一定相等，故A错误； B．装置②的待镀铁制品应与电源负极相连，铜连接电源正极，阳极是铜失去电子变为铜离子，阴极是铜离子得到电子变为铜单质，则电镀过程中溶液的浓度保持不变，故B错误； C．装置的钢闸门应与电源负极相连，属于“外加电流的阴极保护法”，故C错误； D．装置④铁是负极，铜是正极，铜电极上是水中氢离子得到电子变为氢气，剩余氢氧根，因此靠近铜丝处出现红色，铁失去电子变为亚铁离子，亚铁离子和铁氰化钾反应生成蓝色沉淀，因此看见靠近裸露在外的铁钉处出现蓝色，故D正确； 综上所述，答案为D。 8．D 解析：A．由图分析，向石墨N电极方向移动，则石墨N电极为阴极、石墨M电极为阳极，石墨M电极上的电势更高，A项错误； B．石墨M电极上由失电子，电极反应式为，B项错误； C．由原子守恒和电荷守恒知，Ⅱ室中的转化反应生成，故水解离出的可以促进Ⅱ室中的转化反应，C项错误； D．由原理可知，导线中流过，Ⅰ室移入Ⅱ室的和的总物质的量为1mol，同时有生成，质量减少，Ⅲ室中阴极反应消耗的由水解离出的等量补充，溶液质量不变，故两室溶液质量变化之差约为，D项正确； 故答案为：D。 9．C 解析：A．化学电源在工作时也会有少量热量产生，所以化学能会有一部分转化为热能，一部分转化为电能，故A错误； B．燃料电池在工作时，化学能部分转化为电能，部分转化为热能，故B错误； C．二次电池又叫蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生，以达到重复使用的目的，故C正确； D．干电池是一次电池，蓄电池能连续放电、充电，属于二次电池，故D错误； 答案选C。 10．D 【分析】由图知，左边为电解池，a 极的电极反应式为 2H＋＋2e－=H2 ↑ ，b 电极与电源正极相连，是阳极，电极反应式为 2H2O－4e－=4H＋+O2 ↑ ，则气体X为氢气，Y为氧气，右边为氢氧燃料电池，以此解答。 解析：A．由图知，右边为氢氧燃料电池，化学能转化为电能；左边为电解池，电能转化为化学能，故A错误； B．由分析可知，气体X为氢气，Y为氧气，右边为氢氧燃料电池，c极为正极，发生的电极反应式为：O2+4H++4e- =2H2O，故B错误； C．d电极为电池负极，发生氧化反应，阳离子向正极移动，即 H+进入 A ，故 C 项错误； D．a 极的电极反应式为 2H＋+2e－= H2↑ ，转移 0.2 mol 电子时，在标准状况下产生 2.24 L 氢气， 故D正确； 正确答案是D。 11．B 解析：A．废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质会污染水体和土壤，所以不能随意丢弃，故A正确； B．化学电池是将化学能转换为电能的装置，在转换过程中难免会有能量损失，不能将化学能全部转换为电能，故B错误； C．日常生活中用的手机电池可以反复充电，属于二次电池，故C正确； D．燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池，故D正确； 故选B。 12．A 解析：A．图中能量转化方式有：光能转化为电能、电能转化为化学能、风能转化为电能、化学能转化为热能等，A错误； B．有机物为除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐以外的含碳化合物；属于无机化合物、属于有机化合物，B正确； C．1分子甲醇中含有1个O-H键，则中含有0.1mol O—H键，C正确； D．利用合成燃料可以充分利用二氧化碳资源，能促进“碳中和”，D正确； 故选A。 13．A 解析：A．搪瓷层破损后，铁与空气直接接触，搪瓷层已不能对铁进行有效保护，故A说法错误； B．铁件与电池负极相连接，根据电解原理，铁件作阴极，阴极上得电子，发生还原反应，铁件被保护，该方法为外加电流法，故B说法正确； C．锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极，铁被保护，该方法为牺牲阳极法，故C说法正确； D．管道上涂有沥青，隔绝铁与空气的接触，减少钢铁的腐蚀，故D说法正确； 答案为 A。 14．A 解析：A．工业上用电解熔融制金属镁：，A错误； B．氯碱工业中使用阳离子交换膜(只允许阳离子通过，不允许阴离子和气体通过)可以防止阴极产生的氢氧化钠和阳极产生的氯气发生副反应：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，B正确； C．用化学方法在钢铁部件表面进行“发蓝”处理是一种普遍采用的金属防护方法，C正确； D．工业制备硫酸时在吸收塔中使用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫，防止形成酸雾，D正确； 故选A。 15．B 解析：A．Fe-Cu原电池中，Fe电极为负极，故A错误； B．Fe-Cu原电池，Cu为正极，发生还原反应；故B正确； C．Fe为负极，Cu为正极，正离子向正极移动，移向Cu电极，故C错误； D．外电路中电子的流动方向：Fe→导线→Cu，故D错误； 故答案选B。 二、填空题 16．(1) (2) 0.03 75% (3) (4) 粗铜 、 【分析】由题意可知图1中装置I是原电池装置，铁电极是负极，电极反应： ；铜电极是正极，电极反应：；装置II是电解池装置，阳（X）极是粗铜，电极反应：，阴（Y）极是精铜，电极反应：。 解析：（1）装置I中Fe电极上发生反应的电极反应式为，故为：； （2）设Fe电极参加反应的铁为X g，在铁电极生成的铜为Y g，则X-Y=0.80①，根据电子转移守恒得到②，联立①②得X= 1.12 g，Y=0.32 g，实际经过电流表的电子的物质的量为，装置I的能量转化率为，故为： 0.03，75%； （3）选择原则为含有亚铁离子的溶液，且不引入新的离子，所以选择硫酸亚铁，故为：； （4）由分析可知X电极材料的名称为粗铜，Y电极上的电极反应式为，电解一段时间后当存在铜离子时，比铜活泼的杂质已经参与放电，所以存在的离子还有、，故为：粗铜，，、。 17． 阴极电极反应式为，阴极区不断消耗H+并生成水，使酸性减弱，pH增大 解析：电解池中阳极发生氧化反应，由水提供的OH-放电产生O2，电极反应式为↑，故①的答案是；电解池中阴极发生还原反应，电极反应式为，H+不断消耗而生成水，阴极区的pH不断升高，故②的答案是：阴极电极反应式为，阴极区不断消耗H+并生成水，使酸性减弱，pH增大。 18． CH3CH2Br 2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH 解析：(1)①氟化钙是离子化合物，电子式是；②溴乙烷为乙烷中的一个氢原子被溴原子取代的产物，其结构简式为CH3CH2Br。 (2)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气，反应的化学方程式是2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH。 19． Al－3e－=Al3＋ PbO2＋4H＋＋SO＋2e－＝PbSO4＋2H2O PbSO4 + 2e- = Pb + SO O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 解析：(1) 根据题意我们可以知道硫化银中的银元素的化合价由+ 1价降低到0价，因为放出了臭鸡蛋味的气体，所以该气体是硫化氢，所以化合价升高的元素是金属铝，故金属铝作为负极，和硫化银在食盐溶液中形成了原电池，所以负极反应式为Al-2e-=Al3+； (2)放电时，正极上二氧化铅得电子发生还原反应，电极反应为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－＝PbSO4＋2H2O；充电时，阴极连电源的负极，阴极上硫酸铅得电子发生还原反应，电极反应式为PbSO4 + 2e- = Pb + SO； (3)钢铁发生吸氧腐蚀时，铁做负极，发生失电子的氧化反应，即Fe-2e-=Fe2+，碳做正极，正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－； 20．(1) 锌 Cu2+＋2e－＝Cu Zn - 2e－= Zn2+ 16g (2) 正 O2＋4H＋＋4e－=2H2O 负 正 解析：（1）①该原电池中活泼的金属锌作为负极，负极材料是锌； ②正极上铜离子得电子产生铜单质，电极反应式为Cu2+＋2e－＝Cu；负极上锌失电子产生锌离子，电极反应式为Zn - 2e－= Zn2+； ③根据电极反应式Cu2+＋2e－＝Cu可知，若电路中转移了，则析出的的质量为64g/mol=16g； （2）①由图可知A上氧气得电子产生氢氧根离子与氢离子作用生成水，为燃料电池的正极； ②正极电极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2O； ③B为燃料电池的负极，放电过程中，阳离子H+由负极区向正极区移动，答案为负；正。 21． AC B 0.85 > 解析：(1) 属于氧化还原反应，而且是放热反应，理论上能设计为原电池。则反应B、D能设计成原电池、反应A、C是非氧化还原反应、理论上不可以用于设计原电池，故答案为AC。 (2)内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，酸性条件下生成水，正极电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－=2H2O；燃料电池中化学能转化为电能，能量转化效率高 燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线流向正极，通入助燃物的一极为正极，正极上发生还原反应，则a为负极、B处电极入口通氧气，碱性条件下氧气得电子、和水反应生成氢氧根离子，其电极反应式为。当消耗标准状况下氢气11.2L时，按可知，假设能量转化率为85%，则导线中转移电子的物质的量为。 (3)①X的物质的量增加、Y的物质的量减小，所以Y是反应物、X是生成物，物质的量变化值之比等与化学计量数之比，即Y与X的化学计量数之比为(0.4-0.2):(0.2-0.1)=2:1，故该反应的化学方程式为。 ②反应开始至2min时，Y的平均反应速率为。 ③2min时，平衡还未建立，体系处于从正反应建立平衡的途中，故v正 v逆。 22． NH4NO3(或NH4NO2) r(S2-)＞r(N3-)＞r(O2-)＞r(Mg2+) HSO＋H+=SO2↑＋H2O NH4HSO3 N2H4＋4OH--4e-=N2↑＋4H2O 增大 Mg(OH)2 Mg3N2＋8HNO3=3Mg(NO3)2+2NH4NO3 3.01×1024 【分析】C原子最外层电子数是电子层数的3倍，即C为O，C和E位于同主族，即E为S，A、B、C的单质在常温下都呈气态，且原子序数依次增大，即A为H，B为N，A的单质为G，即G是H2，B的单质为T，即T为N2，化学反应中，各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比，再结合题给表格数据，得3G＋T=2W，即W为NH3，1molDAx与H2O反应生成44.8LH2气体，氢气的物质的量为=2mol，DHx中H显－1价，失电子，则x=2，D显＋2价，其五种元素的原子序数依次增大，则D为Mg；以此解答。 解析：(1)由分析可知，A为H，B为N，C为O；H、N、O三种元素组成既含有离子键又含共价键的化合物，该化合物为离子化合物，即该化合物为铵盐，化合物有NH4NO3、NH4NO2；故答案为：NH4NO3(或NH4NO2)； (2)由分析可知，B为N，C为O，D为Mg，D为Mg；四种元素的简单离子是N3－、O2－、Mg2＋、S2－。S2－有3个电子层，半径最大；N3－、O2－、Mg2＋三种离子的核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小；离子半径大小顺序是r(S2－)>r(N3－)>r(O2－)>r(Mg2＋)； (3)四种元素组成化合物为酸式盐，即铵盐，该铵盐化学式为NH4HSO4、NH4HSO3，两种溶液发生的离子方程式为HSO3－＋H＋=SO2↑＋H2O；NH4HSO3中S的化合价为＋4价，以还原性为主，能使酸性高锰酸钾溶液褪色； (4)B2A4为N2H4，C2为O2，N2H4与O2反应方程式为N2H4＋O2=N2＋2H2O，负极反应式为N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O；正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，正极附近产生氢氧根，pH增大； (5)F为红棕色气体，即F为NO2，K为NO，联系氨的催化氧化反应，W为NH3，乙为O2，甲为H2O，M为耐高温的物质，M可能为Al2O3，也可能为MgO，根据转化关系，X为Mg3N2，Y为Mg(OH)2，Z为MgO；NH3的电子式为： ； ②氮化镁与足量的HNO3溶液反应生成硝酸镁和硝酸铵，化学方程式为：Mg3N2＋8HNO3=3Mg(NO3)2+2NH4NO3； ③NH3的催化氧化发生的反应方程式为4NH3＋5O2 4NO＋6H2O，氮元素由-3价上升到+2价，1mol NH3完全反应转移5mol电子，转移的电子数约为：5mol 6.02 1023=3.01 1024。 23． 电化学 b 吸氧 O2+2H2O+4e-=4OH- 化学能转化为电能 AgNO3溶液 阴 Cu2++2e-=Cu 解析：试题分析：I．钢铁是合金在水溶液中构成原电池易发生电化学腐蚀，在酸性溶液中发生析氢腐蚀、在中性或碱性溶液中发生吸氧腐蚀；Ⅱ．（1） 该装置是原电池，铜的活泼性大于银，所以铜是负极、银是正极，原电池中阳离子移向正极；（2）若将盐桥换成铜丝，左池中两个电极相同，构成电解池；右池中两个电极不同，构成原电池，铜是负极、银是正极。 根据以上分析，I．钢铁在氯化铵（显酸性）溶液和食盐水中都能构成原电池，都属于电化学腐蚀腐蚀。 （1）红墨水柱两边的液面变为左低右高，说明a中气体增多发生析氢腐蚀、b中气体减少发生吸氧腐蚀，则b盛有食盐水。 （2）b试管中铁发生的是吸氧腐蚀，生铁中碳是正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-。 Ⅱ．（1） 该装置是原电池，将化学能转化为电能；铜的活泼性大于银，所以铜是负极、银是正极，原电池中阳离子移向正极，装置工作时，盐桥中的NH4+移向AgNO3溶液；（2）若将盐桥换成铜丝，左池中两个电极相同，构成电解池；右池中两个电极不同，构成原电池，铜是负极、银是正极。铜丝左端为与原电池的负极相连，所以铜丝左端为电解池的阴极，阴极是铜离子得电子生成铜，阴极反应式为Cu2++2e-=Cu。 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