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

第四章 化学反应与电能测试题 一、选择题 1．锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。近期研发的一种可充电电池的原理示意图如下，电池反应为，下列说法错误的是 A．充电时，脱嵌并移向钙电极 B．放电时，正极反应为 C．锂离子导体膜的作用是允许和水分子通过，同时保证定向移动以形成电流 D．充电时，当转移0.2电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻2.6g 2．锂空气电池因其比能量非常高，具有广阔应用前景。下图是一种锂空气电池的工作示意图，下列分析正确的是 A．放电时，a电极的反应式为 B．有机电解液可换成水溶液 C．转移4mol电子，b电极消耗22.4L的氧气 D．放电时，电流从a电极经外电路流回b电极 3．关于下列装置的叙述正确的是 选项 A B C D 装置 叙述 用牺牲阳极保护法防止铁管道被腐蚀 在铁极附近放置一片湿润的淀粉―KI试纸，试纸变蓝 铅蓄电池充电时，阴极的质量减小 电子从Fe电极流出 A．A B．B C．C D．D 4．用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl的混合溶液，可能发生的反应有 ①2Cu2＋＋2H2O2Cu＋4H＋＋O2↑ ②Cu2＋＋2Cl-Cu＋Cl2↑ ③2Cl-＋2H2OH2↑＋2OH-＋Cl2↑ ④2H2O2H2↑＋O2↑ A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．②④ 5．我国科学家以LiI为催化剂，通过改变盐浓度或溶剂调节锂-硫电池的放电性能。模型装置如图所示。下列说法正确的是 A．放电时，电能转化为化学能. B．放电时，向a极迁移 C．b极反应式为 D．a极质量净减14g时电路上通过个电子 6．我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的平均为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述错误的是 A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B．发生电化学腐蚀时的正极反应为 C．在化学腐蚀过程中有氢气产生 D．发生电化学腐蚀时的负极反应为 7．一款低成本高能效的新型无隔膜铈铅单液流电池装置如图所示，该电池用石墨毡做电极，可溶性铈盐和铅盐的混合酸性溶液作电解液。已知电池反应为：。下列相关说法正确的是 A．放电时，在b电极发生还原反应 B．该电池可用稀硫酸酸化电解质溶液 C．充电过程中，a电极发生的反应为 D．放电过程中，电解质溶液中的向a电极移动 8．下列对于原电池装置的说法错误的是( ) A．放电时负极发生还原反应 B．放电时阴离子移向负极 C．放电时电子从负极出发经外电路移向正极 D．放电时电池装置中的化学能转化为电能 9．NA代表阿伏加德罗常数的值，下列叙述错误的是 A．0.5mol SF4分子中含有共用电子对数为2NA B．4.6g C2H6O分子中，C—O共价键数为0.1NA C．1L pH=2的醋酸溶液中，H+的数目为0.01NA D．电镀铜时，当阳极质量减少64g时，电路中通过的电子数为2NA 10．下列装置的有关说法正确的是 A．装置Ⅰ用于制备无水 B．装置Ⅱ可增大溶液中HClO的浓度 C．装置Ⅲ不能构成原电池，电流表指针不偏转 D．装置Ⅳ工作时，电子由锌通过电解质溶液流向碳棒 11．化学与社会、生产、生活和科技都密切相关。下列有关说法错误的是 A．“玉兔二号”月球车使用的太阳能电池板材料是硅 B．施肥时，草木灰不能与铵盐混合使用，是因为它们之间发生反应会降低肥效 C．水垢中的，可先用溶液处理，而后用酸除去 D．钢管表面镀锌可以防止钢管被腐蚀，镀层破损后，钢管反而会加速腐蚀 12．为节约资源，许多重要的化工产品可以进行联合生产。如氯碱工业、金属钛的冶炼工业、甲醇的合成工业可以进行联合生产。联合生产时的物质转化如下图所示： 部分反应的热化学方程式为： 2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221.0kJ·mol－1 CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH＝－90.7kJ·mol－1 TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－70.0kJ·mol－1 下列关于联合生产的有关说法正确的是 A．通过电解MgCl2溶液可以实现镁的再生 B．电解饱和食盐水时，阳极附近溶液pH升高 C．还原反应时，每生成48gTi，反应共转移2mol电子 D．反应TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)在任何条件下均不能自发进行 二、非选择题 13．某同学设计了如图所示装置，可探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理。 根据要求回答相关问题： (1)甲装置中通入氧气的电极为_______，负极的电极反应式为_______。 (2)乙装置中Fe电极为_______(填“阳极”或“阴极”)，电极反应式为_______。 (3)乙中的X把电解槽隔成了阴极室和阳极室，X为_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜，它只允许溶液中的_______通过(填写下列微粒的编号)，而两边的水不能自由流通。 ①H2， ②Cl2 ，③H+， ④Cl- ，⑤Na+，⑥OH-。 (4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间后，溶液的浓度_______(“增大”“减小”或“不变”)。 (5)若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为_______g。 14．原电池是一种可将___________直接转化为___________的装置，其中发生的化学反应属于___________。原电池的必要组成部分有___________。 15．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁的锈蚀，某同学做了探究实验，如下图所示，铁处于①、②、③三种不同的环境中。请回答： (1)金属腐蚀主要分为________腐蚀和________腐蚀两种。 (2)铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是________(填序号)。 (3)请你为以下钢铁制品选择适当的防锈方法。 A．健身器材__________________________________________； B．自行车的链条、齿轮________________________________； C．海水中的轮船______________________________________。 16．按要求书写电极反应式和总反应方程式： (1)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式：_______；阴极反应式：_______；总反应离子方程式： _______。 (2)用Al作电极电解NaOH溶液 阳极反应式：_______；阴极反应式：_______；总反应离子方程式： _______。 (3)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应式： _______；阴极反应式： _______；总反应方程式： _______。 (4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的____极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极反应式为____。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为___。 17．回答下列问题： (1)可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池。如图1所示，用作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气。 ①写出燃料电池负极的电极反应式：_______。 ②若利用该燃料电池作电源，与图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件应是_______极(填“A”或“B”)；当铁件的质量增加时，燃料电池中消耗标准状况下氧气的体积为_______L。 (2)电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理为通电后转化为，然后将甲醇氧化成和(用石墨烯除去)。现用如图2所示装置模拟上述过程，则在阳极的电极反应式为_______。除去甲醇的离子方程式为_______。 (3)一种用铅蓄电池进行电絮凝净水装置如图3所示，回答下列问题： ①装置Ⅰ中Y电极的电极材料是_______(填化学式)，工作时向_______(填“X”或“Y”)电极移动；Y电极的电极反应式为_______。 ②装置Ⅱ中电极的电极反应式为_______。 ③每消耗，装置的电流效率为，则理论上电解池阴极上生成_______。 18．回答下列问题： (1)某温度下，在1 L恒容密闭容器中A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化曲线如图所示，t是到达平衡状态的时间。试回答： ①该反应的反应物是_______。 ②该反应的化学反应方程式为_______。 ③若达到平衡状态的时间是2 min，B物质的平均反应速率为_______ mol/(L•min)。 (2)观察图，回答问题。 ①该装置叫_______装置，可以将化学能转化为电能。 ②负极是_______，总反应的化学方程式为_______。 19．甲、乙、丙、丁均具有如图所示的结构或结构单元。实线表示共价键，X、Y可同可不同。 已知：甲、乙晶体类型相同，单质甲能与乙发生置换反应，丙、丁、戊三种粒子均含有等量的总电子数，其中丙、戊是同一类晶体中的分子，戊在常温下呈液态，能产生两种10电子的离子，丁是阳离子且与丙符合“等电子原理”（具有相同电子数和原子数的分子或离子互称为等电子体）。 （1）写出液态戊产生两种等电子粒子的电离方程式：___________________________。 （2）写出甲与乙发生置换反应的反应方程式：______________________________。 （3）丙是目前重要的能源之一。 ① 丙和戊在催化加热条件下得到可燃性的两种气体，其反应的化学方程式是：_________。 ② 现代高能电池中，常用丙作燃料电池的原料，在碱性介质（KOH溶液）的情况下，其负极反应的电极方程式为___________________________________。 （4）含丁的硝酸盐溶液显酸性，原因是（用离子方程式表示）：___________________________________。 20．A、B、C、D、E、F为原子序数递增的短周期主族元素，其中A的气态氢化物甲可用作制冷剂，B与E同主族且能形成具有漂白性的二元化合物乙，C原子半径在短周期元素中最大，D元素的最高正价与最低价之和为零。回答下列问题： (1)D元素在周期表中的位置是___________，该元素的单质应用广泛，请列举其中之一___________。 (2)甲的电子式___________，工业上常用甲的水溶液作为乙的吸收剂，请写出甲溶液吸收足量乙的离子方程式___________。 (3)D与F两元素的单质反应生成34g化合物丙，恢复室温时测得放热130kJ，已知丙熔点为−69℃，沸点为58℃。请写出该反应的热化学方程式___________。 (4)某种电池由熔融的C、E两种单质作为两极，其结构示意图如下所示：则熔融C电极为___________(填“正”或“负”)极。若放电时总反应为2C+xE=C2Ex，则充电时，每当转移0.2mol电子时，阴、阳极区的质量变化差为___________g。 21．几位同学以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下所示： 实验编号 水果种类 电极间距离/cm 电流/ 1 番茄 1 98.7 2 番茄 2 72.5 3 苹果 2 27.2 (1)该实验的目的是探究水果种类和_______对水果电池电流大小的影响。 (2)该实验所用装置中，负极的材料是_______，该装置将化学能转化为_______。 (3)能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是_______和_______。 (4)请你再提出一个可能影响水果电池电流大小的因素：_______。 22．某小组探究溶液和溶液的反应。 实验Ⅰ：向某浓度的酸性溶液(过量)中加入溶液(含淀粉)，一段时间(t秒)后，溶液突然变蓝。(资料：在酸性溶液氧化，反应为) (1)溶液变蓝，说明具有___________性。 (2)针对t秒前溶液未变蓝，小组做出如下假设： ⅰ．t秒前未生成，是由于反应的活化能___________(填“大”或“小”)，反应速率慢导致的。 ⅱ．t秒前生成了，但由于存在，___________(用离子方程式表示)，被消耗。 (3)下述实验证实了假设ⅱ合理。 实验Ⅱ：向实验Ⅰ的蓝色溶液中加入___________，蓝色迅速消失，后再次变蓝。 (4)进一步研究溶液和溶液反应的过程，装置如图。 实验Ⅲ：K闭合后，电流表的指针偏转情况记录如下表： 表盘 时间/min 偏转位置 右偏至Y 指针回到“0”处，又返至“X”处；如此周期性往复多次…… 指针归零 ①K闭合后，取b极区溶液加入盐酸酸化的溶液，生成白色沉淀，则b极上的电极反应为___________。 ②时，从a极区取溶液于试管中，滴加淀粉溶液，溶液变蓝；直接向a极区滴加淀粉溶液，溶液未变蓝。判断在a极放电的产物是___________。 ③结合反应解释时指针回到“0”处的原因：___________。 (5)综合实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列说法正确的是___________。 A．对比实验Ⅰ、Ⅱ，t秒后溶液变蓝，Ⅰ中被完全氧化 B．对比实验Ⅰ、Ⅲ，t秒前未发生反应 C．实验Ⅲ中指针返回X处的原因，可能是氧化 【参考答案】 一、选择题 1．C 【分析】由总反应可知，放电时，钙电极为原电池的负极，钙失去电子发生氧化反应生成钙离子，电极反应式为Ca—2e—=Ca2+，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为正极，Li1-xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为Li1-xFePO4 +xLi++xe—= LiFePO4，充电时，与直流电源负极相连的钙电极是电解池的阴极，钙离子在阴极得到电子发生还原反应生成钙，电极反应式为Ca2++2e—=Ca，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极，电极反应式为LiFePO4—xe—=Li1-xFePO4 +xLi+。 解析：A．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的钙电极是电解池的阴极，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极，阳极上锂离子脱嵌并移向阴极钙电极，故A正确； B．由分析可知，放电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为正极，Li1-xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为Li1-xFePO4 +xLi++xe—= LiFePO4，故B正确； C．钙易与水反应生成氢氧化钙和氢气，所以锂离子导体膜的作用是只允许锂离子通过，不允许水分子通过，故C错误； D．由分析可知，充电时，当转移0.2电子时，0.1mol钙离子在阴极得到电子发生还原反应生成钙，0.2mol锂离子由阳极室通过锂离子导体膜加入阴极室，则理论上阴极室中电解质减轻的质量为0.1mol×40g/mol—0.2mol×7g/mol=2.6g，故D正确； 故选C。 2．A 【分析】结合图示装置，Li失去电子为负极，则a为负极，b为正极，据此判断。 解析：A．放电时，图中负极为Li，根据电解液传导离子为锂离子，故电极反应为：Li-e-=Li+，A正确； B．Li和水反应，不能把有机电解液换成水溶液，B错误； C．气体未说明存在状态，无法计算，C错误； D．a为负极，b为正极，放电时，电流从b电极经外电路流回a电极，D错误； 故选A。 3．C 解析：A．装置中有外接电源，则此保护法为外接电源保护法，A不正确； B．装置中阳极材料为铁，属于活性电极，电池工作时，阳极Fe失电子生成Fe2+进入溶液，Cl-不失电子，没有Cl2生成，则湿润的淀粉―KI试纸不变蓝色，B不正确； C．铅蓄电池充电时，阴极发生反应PbSO4+2e-=Pb+，阴极质量减小，C正确； D．在该装置中，Al作负极，Fe作正极，电子从铝电极流出，沿导线流入Fe电极，D不正确； 故选C。 4．B 【分析】溶液中的主要离子是Cu2+、、Na+、Cl-、H+、OH-，其放电顺序为Cu2+>H+>Na+，Cl->OH->，当用惰性电极对该溶液进行电解的时候，又已知物质的量浓度相同、体积比为1∶3的CuSO4和NaCl，即可判断哪些反应有在发生。 解析：①没有发生，阴离子中首先放电的是氯离子，由已知铜离子和氯离子的物质的量之比为1：3，根据方程式②可知，铜离子不足，氯离子有剩余，即铜离子已反应完，不会再和氢氧根离子一起放电。 ②一定发生，根据放电顺序，氯离子和铜离子首先放电； ③可能发生，根据方程式②可知，氯离子过量，过量的氯离子和溶液中的氢离子一起放电； ④可能有发生，当铜离子、氯离子都反应完之后，就是氢离子和氢氧根离子放电，即电解的是水； 所以可能发生的反应有②③④，故选B。 5．C 【分析】根据示意图可判断该装置为原电池，Li在a电极失电子化合价升高发生氧化反应，a电极为负极；S8在b电极得电子化合价降低被还原，结合自负极经阳离子膜迁移来的Li+生成Li2S，b电极为正极，据此可判断。 解析：A．原电池放电时化学能转化为电能，A选项错误； B．原电池放电时阳离子向正极(b极)迁移，B选项错误； C．b极为正极，发生还原反应，电极反应式S8+16e-+16Li+=8Li2S，C选项正确； D．放电时，a极反应式Li-e-=Li+，14gLi相当于2molLi，转移电子2mol，D选项错误； 答案选C。 6．B 解析：A．铁制品通常不纯，铁遇酸性环境会被氢离子腐蚀，同时会形成原电池发生电化学腐蚀，A正确； B．由于是酸性环境，故正极的反应为4H++O2+4e−=2H2O，B错误； C．化学腐蚀过程中，铁与氢离子反应生成氢气，C正确； D． 电化学腐蚀的负极是铁失去电子生成亚铁离子，D正确； 故选B。 7．D 解析：A．由题中方程式可知放电过程是，发生在a电极氧化反应 ，A错误； B．硫酸根离子会与铅离子反应生成硫酸铅沉淀，所以不能用稀硫酸酸化电解质溶液，B错误； C．充电过程中，a电极发生的反应为，C错误； D．放电过程中，内电路电流的方向是a-b，所以电解质溶液中的向a电极移动，D正确； 故选D。 8．A 解析：A．放电时负极失去电子发生氧化反应，A错误； B．放电时负极失去电子而带上正电荷，则阴离子移向负极，B正确； C．放电时负极失去电子，正极得到电子，电子从负极出发经外电路移向正极，C正确； D．放电时为原电池，电池装置中的化学能转化为电能，D正确； 故答案为A。 9．B 解析：A．1分子SF4中含有4对共用电子对，0.5mol SF4分子中含有共用电子对数为2NA，故A正确； B．4.6g C2H6O 的物质的量为0.1mol，可能为乙醇分子，C—O共价键数为0.1NA，可能为甲醚分子，C—O共价键数为0.2NA，故B错误； C．1LpH=2的醋酸溶液中c()=0.01mol/L，的物质的量为0.01mol，数目为0.01NA，故C正确； D．电镀铜时，镀层金属铜为阳极，减少64g，即1molCu，转移，故D正确； 故答案为B。 10．B 解析：A．装置Ⅰ中溶液会发生水解反应，A错误； B．装置Ⅱ中可消耗溶液中的HCl，使的平衡正向移动，可增大溶液中HClO的浓度，B正确； C．装置Ⅲ为简易电池装置，能构成原电池，电流表的指针偏转，C错误； D．装置Ⅳ工作时，电子不能通过电解质溶液，D错误； 故选B。 11．D 解析：A．硅是良好的光电转化材料，可用于制作太阳能电池板，故A正确； B．草木灰主要成分为碳酸钾，与铵盐混合会相互促进水解，铵盐水解生成的一水合氨分解成氨气，氨气挥发导致肥效降低， 故B正确； C．与碳酸钠反应生成更难溶的碳酸钙，碳酸钙可溶于盐酸或硝酸，从而除去水垢，故C正确； D．镀锌钢管镀层破损后，形成原电池，Zn活泼作负极，能继续保护钢管不被腐蚀，故D错误； 故选：D。 12．D 解析：A．电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2，没有Mg生成，不能实现镁的再生，A不正确； B．电解饱和食盐水时，阳极生成Cl2，阴极生成NaOH、H2等，所以阴极附近溶液pH升高，B不正确； C．还原反应时，Ti元素的化合价由+4价降为0价，48gTi的物质的量为1mol，则反应共转移4mol电子，C不正确； D．由反应TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=－70.0kJ·mol-1和2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－221.0kJ·mol－1，根据盖斯定律可得出TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+151kJ·mol-1，该反应的ΔS＜0，△H＞0，则在任何条件下均不能自发进行，D正确； 故选D。 二、非选择题 13．(1) 正极 (2) 阴极 2H++2e-= H2↑ (3) 阳 ③⑤ (4)减小 (5)12.8 【分析】氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，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，铁电极连接原电池负极，为电解池阴极，碳为阳极。 解析：（1）甲装置为氢氧燃料电池，通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极发生氧化反应，电极反应式为，故答案为：正极；； （2）乙装置中，Fe与原电池负极相连，为阴极，阴极发生还原反应，电极反应式为2H++2e-= H2↑，故答案为：阴极；2H++2e-= H2↑； （3）乙中的X把电解槽隔成了阴极室和阳极室，Fe为阴极，C为阳极，氢离子通过X移向Fe电极，发生反应2H++2e-= H2↑，则X应为阳离子交换膜，阳离子交换膜只允许阳离子通过，因此它只允许溶液中的H+、Na+通过，故答案为：阳；③⑤； （4）丙装置中，粗铜作阳极，粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上金属失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子生成铜，根据转移电子守恒，阳极上Zn比Cu活泼，Zn会失电子变成Zn2+，阳极上铜消耗的质量小于阴极上析出铜的质量，所以溶液中硫酸铜浓度减小，故答案为：减小； （5）若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，电路中转移电子的物质的量为，丙装置中阴极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，根据得失电子守恒可知，析出铜的质量为，故答案为：12.8。 14． 化学能 电能 氧化还原反应 两个活泼性不同的电极、电解质溶液和形成闭合回路 解析：原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，原电池反应中存在电子转移，则化学反应属于氧化还原反应；原电池的必要组成部分有两个活泼性不同的电极、电解质溶液和形成闭合回路。 15． 化学 电化学 ①＞③＞② 涂油漆 涂油脂 焊接锌块 【分析】金属和化学物质直接反应的腐蚀是化学腐蚀，金属和电解质溶液构成原电池的腐蚀是电化学腐蚀；在原电池中作负极的金属腐蚀速率加快，结合常见的金属防腐的方法分析解答。 解析：(1)金属的腐蚀分为：与化学物质直接反应的腐蚀和构成原电池而产生电流的腐蚀，分为化学腐蚀和电化学腐蚀，故答案为：化学；电化学； (2)①中铁作原电池负极，加快了铁的腐蚀，②中铁作原电池正极而被保护，不被腐蚀，所以铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是①＞③＞②，故答案为：①＞③＞②； (3)A．健身器材是用涂油漆的方法来防锈的，故答案为：涂油漆； B．防止自行车的链条、齿轮腐蚀，可通过涂油脂的方法防锈，故答案为：涂油脂； C．为防止海水中的轮船被腐蚀，常常是在轮船底部焊接锌块的方法防锈，故答案为：焊接锌块。 16．(1) 2Cl--2e-=Cl2↑ Mg2++2H2O+2e-=H2↑+Mg(OH)2↓ Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑ (2) 2Al-6e-+8OH-=2+4H2O 6H2O+6e-=3H2↑+6OH- 2Al+2H2O+2OH-2+3H2↑ (3) 2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+ 6H++6e-=3H2↑ 2Al+3H2OAl2O3+3H2↑ (4) 负 4+3e-=Al+7 H2 解析： (1)用惰性电极电解MgCl2溶液，溶液中存在Mg2+、H+、Cl-、OH-，阳极Cl-先失电子，反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；阴极水电离出的H+先得电子生成H2，电离出的OH-与Mg2+结合，反应式为Mg2++2H2O+2e-=H2↑+Mg(OH)2↓；两极反应式相加消去电子得到总反应离子方程式Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑。 (2)用Al作电极电解NaOH溶液，阳极Al作为活性电极失去电子生成Al3+，与OH-结合，反应式为2Al-6e-+8OH-=2+4H2O，阴极H2O电离出的H+比Na+先得电子生成H2，反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-；两极反应式相加消去电子得到总反应离子方程式2Al+2H2O+2OH-2+3H2↑。 (3)阳极Al失去电子生成氧化膜，酸性环境氧原子由水提供，反应式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+；阴极H+得电子生成H2，反应式为6H++6e-=3H2↑；两极反应式相加消去电子得到总反应离子方程式2Al+3H2OAl2O3+3H2↑。 (4)电镀时，镀件作阴极，即钢制品作阴极，接电源负极，根据阴极生成Al可知反应式为4+3e-=Al+7。若改用AlCl3水溶液作电解液，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，产物为H2。 17．(1) B 1.12 (2) (3) X 、 解析：（1）①用作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气，甲醇失电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，通入甲醇的一极为负极，负极的电极反应式为； ②利用该燃料电池作电源，与题图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件作电解池的阴极，阴极与电源负极连接，题图1中与甲醇相连的B电极是阴极；所以铁件应是B极；在铁件表面镀铜，当铁件的质量增加时，根据可知转移电子，燃料电池中消耗氧气的电极反应式为，依据得失电子守恒，消耗的氧气的物质的量为，标准状况下氧气的体积为； （2）通电后，转化为，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为；作氧化剂把水中的甲醇氧化成和，自身被还原为，反应的离子方程式为； （3）①由装置Ⅱ中电极失电子发生的氧化反应知为阳极、为阴极，与相接的铅蓄电池的Y电极为正极，电极材料是；工作时向负极移动，即移向X电极；Y电极得电子生成PbSO4，电极反应式为。 ②装置Ⅱ是电絮凝净水装置，工作时，转化为胶体，电极反应式为；由题图3知，还发生反应。 ③由可知消耗，转移电子的物质的量为，装置的电流效率为，故装置Ⅱ阴极上参与反应的电子为，该电极反应式为，即产生。 18．(1) A 3A(g)B(g)+3C(g) 0.2 mol/(L•min) (2) 原电池 Zn Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 解析：（1）①由图示可知，反应中A物质减小，为该反应的反应物是； ②该反应中ABC的浓度变化比例为(2.4-1.2):0.4:1.2=3:1:3，故化学反应方程式为3A(g)B(g)+3C(g)； ③若达到平衡状态的时间是2 min，B物质的平均反应速率为； （2）①该装置可以将化学能转化为电能，为原电池装置。 ②锌较活泼，失去电子发生氧化反应，为负极；总反应为锌和稀硫酸生成硫酸锌和氢气，化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。 19． 2H2OH3O++OH－ SiO2+2CSi+2CO↑ CH4+H2OCO+3H2 CH4+ 10OH-- 8e-=CO+ 7H2O NH+H2ONH3·H2O + H+ 【分析】戊在常温下呈液态，能产生两种10电子的离子，推断戊为H2O，电离生成水合氢离子和氢氧根离子；丙、丁、戊三种粒子均含有等量的总电子数，其中丙、戊是同一类晶体中的分子，戊为H2O，与水电子数相同的正四面体的分子，丙为10电子微粒为CH4，丁是阳离子且与丙符合“等电子原理”，为10电子阳离子，所以丁为NH；甲、乙、丙、丁均具有如图所示的结构或结构单元。实线表示共价键，都是正四面体结构，甲、乙晶体类型相同，单质甲能与乙发生置换反应，单质为四面体和化合物为四面体的物质发生置换反应，推断甲为C，乙为SiO2。 解析：（1）液态戊为水，能电离出水合氢离子和氢氧根离子，两者的电子数均为10，其电离方程式为：2H2OH3O++OH－； （2）甲为SiO2，乙为C，两者发生置换反应，为工业制粗硅的原理，其反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑； （3）①丙为CH4，戊为H2O，在催化加热条件下得到可燃性的两种气体分别是CO和H2，其反应的化学方程式为CH4+H2OCO+3H2； ②丙为CH4，其作为燃料电池，在负极区，碱性介质（KOH溶液）的情况下发生失电子的氧化反应，生成碳酸根离子，其电极反应式为：CH4+ 10OH-- 8e-=CO+ 7H2O； （4）含丁的硝酸盐为硝酸铵，其中铵根离子在水溶液中会发生水解，其水解方程式为：NH+H2ONH3·H2O + H+，使其溶液显酸性。 20．第三周期第ⅣA族 半导体、芯片或光电池(任意一个) SO2+NH3·H2O=+ Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) 负 9.2 【分析】可用作制冷剂的气态氢化物是NH3，可推断A是N元素；同主族且能形成具有漂白性的二元化合物是SO2，知B是O，E是S，则F是Cl；短周期原子半径最大的元素C是Na；第ⅣA族元素最高正价与最低价之和为零，而D的原子序数在Na与S之间，只能是Si元素。综上所述，A~F分别代表的元素是N、O、Na、Si、S、Cl。 解析：(1)D是Si元素，在周期表中的位置是第三周期第ⅣA族，该元素的单质应用广泛，比如用作半导体、芯片或光电池；故答案为：第三周期第ⅣA族；半导体、芯片或光电池(任意一个)。 (2)甲为氨气，其电子式，工业上常用氨气的水溶液作为二氧化硫的吸收剂，氨水吸收足量二氧化硫反应生成亚硫酸铵，其离子方程式SO2+NH3·H2O=+；故答案为：；SO2+NH3·H2O=+。 (3)由熔沸点可知SiCl4常温下为液体，34g化合物SiCl4的物质的量为0.2mol，生成1mol放出130kJ ×5 = 650kJ，因此热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) (4)根据放电时总反应为2Na+xS=Na2Sx，Na失去电子，作原电池负极，因此充电时阴极电极反应式为：Na++=Na，转移1mol电子，阴极质量增加23g，转移0.2mol电子，质量增加4.6g，阳极电极反应式：=xS + 2Na+，转移2mol电子，有1mol Na2Sx变为xS，质量减少46g，转移0.2mol电子，质量减少4.6g，因此两极质量变化差为9.2g；故答案为：负；9.2。 21．(1)电极间距离 (2) 锌片 化学能 (3) 2 3 (4)电极插入水果中的深度 解析：(1)根据表中数据中，其目的是探究水果种类、电极间距离对水果电池电流大小的影响；故答案为：电极间距离； (2)Zn、Cu和电解质溶液构成原电池，Zn易失电子作负极、Cu作正极，该装置将化学能转化为电能；故答案为：锌片；化学能； (3)电极间距离相等而水果种类不同时，水果种类影响电流大小，所以能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是2和3；故答案为：2；3； (4)当水果种类、电极间距离相等，改变电极插入水果深度，观察电流与深度的关系；故答案为：电极插入水果中的深度。 22．(1)还原性； (2) 大； ； (3)； (4) ； ； a极发生反应，，不再与发生反应，外电路无电离通过； (5)AC; 解析：（1）酸性溶液（过量）与溶液反应，将还原得到，与过量的反应得到碘单质，所以溶液显蓝色，体现的还原性； （2）t秒前未生成，是由于反应的活化能大，反应速率慢导致的；t秒前生成了，具有氧化性，但由于存在具有还原性的，发生反应,被消耗，故溶液未变蓝； （3）有还原性，有氧化性，向实验Ⅰ的蓝色溶液中加入少量，被还原为，蓝色迅速消失，但溶液中存在 ，后再次变蓝； （4）b极区为发生氧化反应生成，电极反应为：；0~时，从a极区取溶液于试管中，滴加淀粉溶液，溶液变蓝，有碘单质生成，直接向a极区滴加淀粉溶液，溶液未变蓝，无碘单质，说明在a极放电的产物是，生成的与生成了碘单质；时指针回到“0”处，说明无电流生成，原因是a极区发生反应，不再与发生反应，外电路无电离通过； （5）A．对比实验Ⅰ、Ⅱ，过量的碘酸钾酸性溶液与亚硫酸钠溶液反应，亚硫酸钠完全反应，才能出现t秒后溶液变蓝，Ⅰ中被完全氧化，A项正确； B．对比实验Ⅰ、Ⅲ，t秒前发生反应生成，B项错误； C．实验Ⅲ中指针返回X处的原因，可能是氧化，C项正确； 答案选AC。 学科网（北京）股份有限公司 $$