第四章 化学反应与电能 单元练习 2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能单元练习 一、单选题 1．汞曾被用于氯碱工业，如图所示。水银电解室中石墨与底部循环流动的水银分别为两极，电解过程中形成钠汞齐(，即钠汞合金)。下列说法错误的是 A．水银电解室中石墨为阴极 B．解汞室产生的气体b为、C为NaOH C．可在溶液中放电生成钠单质并溶于汞 D．电解室总反应为 2．下列实验操作及现象能得出相应实验结论的是 选项 实验操作及现象 实验结论 A 用pH计测定等浓度Na2CO3溶液和NaClO溶液的pH，前者较大 B 向浸泡有铁块的稀硫酸中加入少量硫酸铜溶液，气泡生成速度加快 构成原电池后加快了反应速率 C 向等浓度和混合溶液中逐滴加入溶液，先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀 D 将铝块和铁块浸入同一溶液中并用导线连接，铁块上有气泡产生 金属性：Al＞Fe A．A B．B C．C D．D 3．铝－石墨双离子电池是一种全新的高效、低成本储能电池，电池反应为AlLi+CxPF6Al+xC+Li++PF，电池装置如图所示。下列说法正确的是 A．放电过程中，AlLi合金真正得电子的金属是锂 B．放电时锂离子移向负极 C．充电时，阳极反应为xC+PF-e-=CxPF6 D．充电时，电路中转移1mol电子，阴极质量增加9g 4．下列实验操作、现象和结论均正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 将铁钉与电源正极相连，铜片与电源负极相连，放入硫酸铜溶液中，接通直流电源 铁钉表面附着一层红色固体 铁钉表面镀上一层铜 B 下，测定纯水和的溶液的 均为7 纯水和溶液中，水的电离程度相同 C 向溶液中先滴加4滴溶液，再滴加4滴溶液 先产生白色沉淀，再产生黄色沉淀 溶解度小于溶解度 D 向溶液中加入溶液 有白色沉淀生成 结合的能力比强 A．A B．B C．C D．D 5．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 6．有机电化学合成是目前公认的一种绿色可持续性合成方法，电化学合成1，2−二氯乙烷的装置如图。 下列说法错误的是 A．电解过程中锂电池中Li+向锂电池的b端移动 B．离子交换膜I和Ⅱ分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C．当电极M区放出11.2L(标准状况)气体时，理论上合成室中能消耗1mol乙烯 D．该装置总反应为 7．用如图所示装置处理含的酸性废水，右侧电极反应式为，下列说法不正确的是 A．a端是直流电源的正极 B．该装置将电能转化为化学能 C．电解时，通过离子交换膜从左侧移向右侧 D．每转移电子，左侧电极上产生 8．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A．一定条件下，与足量充分反应，生成分子数为0.2NA B．25℃时的NaOH溶液中含有的离子数为0.1NA C．溶液中含有的氮原子数小于0.2NA D．以石墨作为电极材料电解溶液，外电路中通过2NA个电子时，阴极增重64g 9．关于下列装置图的叙述中，正确的是(    ) A．装置①用来电解饱和食盐水，c电极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝 B．装置②可用于收集NO、NH3、Cl2、HCl、NO2 C．装置③可用于分离沸点相差较大的互溶的液体混合物 D．装置④可用于干燥、收集氯化氢并吸收多余的氯化氢 10．羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO2、H2O的原电池—电解池组合装置(如图)，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是 A．电池工作时，b电极附近pH减小 B．a极1 mol参与反应，理论上通过质子交换膜的H+数目为6NA C．d极区苯酚被氧化的化学方程式为 D．右侧装置中，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为7：1 11．化学用语是学习化学的重要工具，下列说法正确的是(　　) A．硫氢化钾溶液里存在水解平衡 HS-+H2OH3O＋+S2- B．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为：Fe-3e-=Fe3+ C．已知甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1，则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJ·mol－1 D．由0.1 mol·L－1HA溶液的pH=3，可推知NaA溶液存在A-+H2OHA+OH- 12．利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解制备，并实现的循环利用，其工作原理如图所示。(已知：Me为甲基；电极均为石墨电极) 下列说法正确的是 A．电池工作时电极b连接电极d B．当生成9.0g 时，电极a消耗2.24L(标准状况) C．通电一段时间后，若隔膜e为阴离子交换膜，则减小 D．电极c的电极反应方程式为 13．技术人员用一种三室微生物燃料电池处理污水，原理如图所示，图中有机废水中的有机物可以用C6H10O5表示。下列说法不正确的是 A．a极是电池的负极 B．b极附近的溶液pH增大 C．a极的电极反应式为C6H10O5+24e-+7H2O6CO2↑+24H+ D．若反应中转移的电子数为20NA，则生成N2在标准状况下的体积为44.8L 14．下列说法不正确的是 A．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀 B．强酸、强碱、砂纸打磨、均会破坏铝表面的氧化膜 C．低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低、密度也低 D．工业制硫酸过程中应用稀硫酸去吸收生成的三氧化硫 15．目前锌铁液流电池是电化学储能的热点技术之一。某酸碱混合锌铁液流电池的两极电解质分别呈酸性和碱性，其工作原理如下图所示。下列有关说法正确的是 A．放电时，电子从锌板电极经电解质溶液流向碳纸电极 B．储能时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极 C．放电时，每转移电子，中间腔室内的溶液中将减少 D．放电时，锌板上发生的电极反应为： 二、填空题 16．氢氧燃料电池是的介色化学理的新型发电装置,下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细细的铂粉,吸附气体的能力强，性质稳定，请回答 （1）氢氧燃料电量的转化形式是 ,在导线中电子的流动方向为 （用a，b表示） （2）负极反应式为 （3）该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能,因此大量安全储氢是关键技术之一,金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下： I .2Li+H2=2LiH; II. LiH+H2O=LiOH+H2↑ ①反应I中的还原剂是 ,反应II中的氧化剂是 ②由LiH与H2O作用,放出224L（标准状况）H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为 mol;将产生的电能用来电解饱和食盐水,产生的氢气体积（标准状况）为 L 17．铬及其化合物在工业上用途广泛，回答下列问题： (1)铁铬液流电池是一种酸性介质中，正、负极活性物质均为液体的化学电池，放电时电池的总反应为：，电池结构原理如图所示，a和b代表电极。电池放电时a级的电势 b级电势(填“高于”“低于”或“等于”)，电池充电时阴极的电极反应为 ． (2)含的废水毒性较大，某工厂废水中含的．为了使废水的排放达标；进行如下处理： 若处理后的废水中，则废水中 ． ；) (3)以铬酸钠()为原料，用电化学法可制备重铬酸钠()，实验装置如图所示 ①阳极的电极反应式为 ②电解一段时间后，测得阳极区溶液中物质的量由变为，则生成重铬酸钠的物质的量为 。 18．从海水中提取镁的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是 。 (2)怎样使失去晶体水，得到？ 。 (3)上述工艺流程涉及到的四大基本反应类型有： 。 (4)写出电解熔融的电极反应式 。 19．如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A是纯铜片、B是石墨，插在100mLCuSO4稀溶液中，铜片、石墨与引出导线相连，引出端分别为X、Y。    (1)当以IA的电流电解6min后，测得铜片A的质量减少了2.56g，则图装置中的X端应与直流电的 极相连。 (2)电解后将电源反接，2IA的电流电解6min后，假设溶液体积不变，测得溶液中CuSO4物质的量浓度为0.1mol/L，则原溶液中CuSO4物质的量浓度 mol/L。溶液中H+的物质的量浓度为 mol/L。 (3)列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA(用I表示) mol-1。(已知电子电量e=1.60×10–19C) 20．乙醇可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯等化工原料，也是制取染料、涂料、洗涤剂等产品的原料。 (1)已知在常温常压下： ①CH3CH2OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H1=-1366.8kJ/mol ②2CO+O2(g)=2CO2(g) △H2=-556kJ/mol ③H2O(g)=H2O(l) △H3=-44kJ/ mol 则CH3CH2OH(l)和O2生成CO和H2O(l)的热化学方程式是: 。 (2)在容积为2L的密闭容器中，由CO和H2合成由乙醇的反应为：2CO+4H2(g)=CH3CH2OH(l)+H2O(g)，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，CO转化率如图所示（注:T1、T2均大于280℃）： ①图可推知T1 T2(填“>”、“<”、“=”)。 ②该反应△H 0(填“>”、“<”、“=”)；升高温度，上述反应向 (填“正”“逆”)反应方向移动。 ③平衡常数表达式为 ，降低温度平衡常数将 (填“变大”、“变小”、“不变”下同），反应速率将 。 ④在T2温度时，将1mol CO和2mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若容器内的压强与起始压强之比为2:3，则CO转化率为a= 。 21．温室气体的捕获与利用是实现“碳达峰”、“碳中和”的重要手段。 (1)利用催化剂可使和合成甲烷，其反应机理如图1，该反应的化学方程式为 ，反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是 (填化学式)。 (2)25℃时，溶液中主要存在两种化学平衡：a.     b. 已知0.10 溶液中两个反应的转化率随温度变化如图2(不考虑相互影响)，则该溶液中与的浓度之和为 。 (3)缓冲溶液可以抗御少量酸碱对溶液pH的影响。人体血液里最主要的缓冲体系是缓冲体系。已知正常体温时，的，血液中，则血液的pH约为 (已知：)。 (4)利用太阳能电池将转化为CO的原理如图3。 ①阴极为 极(填“P”或“N”)，电极反应式为 。 ②每转移1 mol 时，阳极电解质溶液的质量减少 g。 22．如图是一个原电池装置，请按要求填空。 (1)正极材料是 ，正极发生 反应。负极材料是 ，负极发生 反应。 (2)电子的流向是由 (填“Fe”或“Cu”，不同)极经外电路流向 极。 (3)写出电极反应式：负极 ，正极 。 (4)原电池是一种 。该原电池中发生的总反应离子方程式为 。 23．根据所学知识，按要求回答下列问题： (1)根据氧化还原反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+设计的原电池如图所示，则电极X材料的材料应为 (填名称)，电解质溶液Y的溶质为 (填化学式)。 (2)原电池可以将化学能直接转化为电能，根据这一原理推测，能设计原电池的氧化还原反应应该是 (填“吸热”或“放热”反应)，下列物质之间的化学变化能设计成原电池的是 (填字母)。 A．碳与二氧化碳反应    B．碳酸氢钠与盐酸反应 C．氢气与氧气反应      D．氢氧化钠的与盐酸反应 (3)某学校化学兴趣小组的同学发现：实验室用稀硫酸和锌粒制取H2时，加入几滴硫酸铜溶液，生成氢气的速率明显加快，并且反应结束后容器中有少量红色固体剩余。已知：将氧化还原反应设计成原电池时会加快反应速率。则在本实验中，加入几滴CuSO4溶液可以加快生成氢气的速率的原因是 。实验室中现有Na2SO4、MgSO4、FeSO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是 。 24．甲醇燃料电池以甲醇为燃料。如图所示，在有水的条件下液态甲醇在负极上被氧化，产生二氧化碳和氢离子并流出电子氢离子经过质子交换膜，在正极上与氧气和流入的电子反应生成水。    甲醇燃料电池的工作原理示意图 写出上述过程中电极上发生的半反应及总反应。 (1)半反应： (2)总反应： 25．阳离子交换膜法电解饱和食盐水具有综合能耗低、环境污染小等优点。生产流程如下图所示： (1)电解饱和食盐水的化学方程式为 。 (2)电解结束后，能够脱去阳极液中游离氯的试剂或方法是 (填字母序号)。 a．Na2SO4 b．Na2SO3 c．热空气吹出    d．降低阳极区液面上方的气压 (3)在酸性条件下加入NaClO溶液，可将食盐水中的I-转化为I2，再进一步除去。通过测定体系的吸光度，可以检测不同pH下I2的生成量随时间的变化，如下图所示。已知：吸光度越高表明该体系中c(I2)越大。 ①结合化学用语解释10 min时不同pH体系吸光度不同的原因： 。 ②pH=4.0时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因： 。 ③研究表明食盐水中I-含量≤0.2 mg•L-1时对离子交换膜影响可忽略。现将1m3含I- 浓度为1.47 mg•L-1 的食盐水进行处理，为达到使用标准，理论上至少需要0.05 mol•L-1 NaClO溶液 L。(已知NaClO的反应产物为NaCl，溶液体积变化忽略不计) 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．A 【分析】水银电解室中间为石墨电极，底部循环流动的水银为阴极，从新鲜盐水进入生成淡盐水知该水银电解室消耗NaCl，失电子生成氯气，则解汞室上面进水被消耗，得电子生成b气体H2；水银电解室中发生总反应的离子方程式为： ； 【详解】A．由分析可知，水银电解室消耗NaCl，失电子生成氯气，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，则水银电解室中石墨为阳极，故A错误； B．解汞室上面进水被消耗，得电子生成b气体H2，水银法阴极的电极反应式为：2H2O+2e-═H2↑+2OH-，C为NaOH，故B正确； C．电解过程中，可在溶液中放电生成钠单质并溶于汞形成钠汞齐()，故C正确； D．由分析可知，水银电解室中发生总反应的离子方程式为： ，故D正确； 故选：A。 2．B 【详解】A．用pH计测定等浓度Na2CO3溶液和NaClO溶液的pH，前者较大，只能得出，故A错误； B．向浸泡有铁块的稀硫酸中加入少量硫酸铜溶液，铁置换出铜后形成原电池，气泡生成速度加快，故B正确； C．难溶物Ag2CrO4和AgCl类型不同，不能通过沉淀的先后来判断其溶度积大小，故C错误； D．碱性溶液中形成的原电池不能说明金属性强弱，故D错误； 故答案为：B。 3．C 【分析】根据电池反应AlLi+CxPF6Al+xC+Li++PF，Li化合价升高发生氧化反应，因此AlLi作负极，CxPF6中P化合价降低发生还原反应，作正极。 【详解】A．放电过程中，AlLi合金中锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，A错误； B．放电时原电池转化阳离子向正极移动，故锂离子移向正极，B错误； C．充电时，阳极反应为PF失去电子发生氧化反应生成CxPF6，反应为xC+PF-e-=CxPF6，C正确； D．充电时，阴极上锂离子得到电子发生还原反应转化为锂：Al+e-+Li+=AlLi，电路中转移1 mol电子，阴极生成1mol AlLi，其质量增加为生成锂的质量7 g，D错误； 故选C。 4．D 【详解】A．铁钉作阳极，阳极上Fe失电子生成亚铁离子，Cu电极作阴极，铜离子得电子生成Cu，A错误； B．溶液中醋酸根离子和铵根离子相互促进水解，但由于醋酸和一水合氨的电离常数相同，故溶液为中性，故和纯水中水的电离程度不同，B错误； C．向硝酸银溶液中加入氯化钾溶液时，硝酸银溶液过量，再加入碘化钾溶液时，只是沉淀的生成，不存在沉淀的转化，无法比较氯化银和碘化银的溶解度大小，C错误； D．促进碳酸氢根离子得电离，生成氢氧化铝沉淀，则　结合H+的能力比强，D正确； 答案选D。 5．A 【详解】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。 6．C 【分析】由图可知右侧铜的化合价由+1价变为+2价，发生氧化反应，则N极为阳极，电极反应式为CuCl-e-+Cl-=CuCl2，M极为阴极，电极反应式为，电路中每通过1mole-，生成1mol氯化铜，乙烯与氯化铜反应CH2=CH2+2CuCl2=CH2ClCH2Cl+2CuCl，消耗乙烯0.5mol，以此解题。 【详解】A．右侧为阳极，左侧为阴极，则a为负极，b为正极，原电池中，阳离子向正极移动，则锂电池中Li+向锂电池的b端移动，A正确； B．结合分析，钠离子经过离子交换膜I移向电极M，离子交换膜I为阳离子交换膜，氯离子经过离子交换膜Ⅱ移向电极N，离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜，B正确； C．当电极M区放出11.2L(标准状况)氢气时，转移1mol电子，结合乙烯与氯化铜反应，理论上合成室中能消耗0.5mol乙烯，C错误； D．结合阴阳极反应和乙烯转化为1,2-二氯乙烷，该装置总反应为，D正确； 故选C。 7．D 【分析】在右侧Pt电极被还原生成N2，则该Pt电极是阴极，b端是直流电源的负极，a为正极，左侧Pt为阳极； 【详解】A．由分析可知，b端是直流电源的负极，a为正极，A正确； B．该装置是电解池，将电能转化为化学能，B正确； C．电解时，阳离子向阴极移动，则H＋从左侧向右侧移动，C正确；   D．左侧电极是阳极，电极反应式为，转移1mol电子时生成0.25mol O2，其质量为0.25mol×32 g·mol－1=8g，D错误； 故选D。 8．D 【详解】A．一定条件下，与足量充分反应，但由于是可逆反应，所以生成分子数小于0.2NA，A错误； B．溶液体积未知，不能计算25℃时的NaOH溶液中含有的离子数，B错误； C．根据氮原子守恒可知溶液中含有的氮原子数为0.2NA，C错误； D．以石墨作为电极材料电解溶液，外电路中通过2NA个电子即2mol电子时，阴极产生1mol铜，所以增重64g，D正确； 答案选D。 9．A 【详解】A．根据电流方向可知a为电源的正极，电解时c作阳极，氯离子在阳极放电生成Cl2，氯气具有氧化性，可以用湿润的淀粉KI试纸，A正确； B、NO易与空气中的O2反应，不能用排空气法收集，B错误； C、蒸馏时温度计水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管出口处，C错误； D、氯化氢密度大于空气，不能用图示的排空气法收集，D错误； 答案选A。 10．D 【分析】根据图示可知a极发生还原反应，电极反应式为：+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，a电极为原电池正极；b极苯酚失电子被氧化为CO2，电极反应式为：C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+，b电极为原电池负极；c极连接电源负极为电解池阴极，电极反应为2H+ +2e- =H2↑，d极连接电源正极为电解池阳极，电极反应为H2O-e-=H++·OH，羟基自由基(·OH )是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂，进一步氧化苯酚，反应方程式为：C6H5OH+28·OH =6CO2↑+17H2O，据此答题。 【详解】A．b极苯酚失电子被氧化为CO2，电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+，则b电极附近c(H+)增大，溶液pH减小，A正确； B．a极得到电子发生还原反应，电极反应式为：+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，根据电极反应式可知：每有1 mol参与反应,转移6 mol电子，则通过质子交换膜的H+数理论上有6NA，B正确； C．羟基自由基对有机物有极强的氧化能力，则苯酚被氧化的化学方程式为：C6H5OH+28·OH =6CO2↑+17H2O，C正确； D．c极为电解池阴极，电极反应为2H+ +2e- =H2↑，每转移0.7 mol e-，c极生成H2气体的物质的量是0.35 mol；d极为电解池的阳极，电极反应式为：C6H5OH-28·OH =6CO2↑+17H2O生成CO2气体的物质的量n(CO2)=， 根据阿伏伽德罗定律可知：在相同外界条件下气体的体积比等于气体的物质的量的比，则c、d两极产生气体的体积比为：0.35 mol：0.15 mol=7：3，D错误； 故合理选项是D。 11．D 【详解】A.离子方程式是HS-的电离方程式，不是水解方程式，A错误； B.钢铁发生电化学腐蚀时负极Fe失去电子变为Fe2+，B错误； C.已知甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1，表示1mol甲烷完全燃烧产生CO2气体和液态水时放出热量是890.3kJ，则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol－1，C错误； D.由0.1 mol·L-1HA溶液的pH=3，c(H+)=10-3mol/L，说明HA是弱酸，可推知NaA是强碱弱酸盐，在溶液存在A-会发生水解作用，水解方程式为：A-+H2OHA+OH-，D正确； 故合理选项是D。 12．D 【分析】a电极通入氢气、b电极通入氧气，a是燃料电池负极、b是正极。c电极P4发生氧化反应生成，则电极c是阳极、d是阴极。 【详解】A．电池a是负极、b是正极，电解池c是阳极、d是阴极，电池工作时电极b连接电极c，故A错误； B．c电极P4发生氧化反应生成，P元素化合价由0升高为+1，当生成9.0g 时转移 电子，根据得失电子守恒，电极a消耗0.05mol氢气，氢气在标准状况下的体积为1.12L，故B错误； C．燃料电池正极发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-，反应消耗水，通电一段时间后，若隔膜e为阴离子交换膜，OH-移向负极，则增大，故C错误； D．c电极P4发生氧化反应生成，电极c的电极反应方程式为，故D正确； 选D。 13．C 【分析】该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极b是正极，电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，左边装置电极a是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+； 【详解】A．该原电池中，左边装置电极a上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，电极a是负极，故A正确； B．右边装置中电极b是正极，电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，氢离子参加反应导致溶液酸性减小，溶液的pH增大，故B正确； C．电极a上有机物失电子发生氧化反应，电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+，故C错误； D．电极b是正极，电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，若反应中转移的电子数为20NA，则生成2molN2，在标准状况下的体积为44.8L，故D正确； 答案选C。 14．D 【详解】A．钢铁中含碳在潮湿的空气中会形成原电池发生电化学腐蚀，故A正确； B．铝表面的氧化膜是氧化铝，可以溶于酸、碱，也可以被砂纸打磨，也可以被氯离子破坏，故A正确； C．低密度聚乙烯是乙烯与少量高级α-烯烃在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物，密度处于0.915~0.940g/cm3之间，高密度聚乙烯是种白色粉末颗粒状产品，密度在0.940~0.976 g/cm3范围内，则低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低、密度也低，故C正确； D．工业上制硫酸的设备分为三大部分，一是沸腾炉，二是接触室，三是吸收塔，在沸腾炉内煅烧黄铁矿生成二氧化硫，在接触室内有催化剂存在下二氧化硫进一步与氧气结合，生成三氧化硫，三氧化硫流经吸收塔时，采用98.3%的浓硫酸吸收，使三氧化硫最终与水化合形成硫酸，故D错误； 故选：D。 15．B 【分析】由图可知，放电时锌板为负极，Zn失电子发生氧化反应，碳纸为正极，Fe3+得电子发生还原反应，充电时锌板为阴极，得电子发生还原反应，碳纸为阳极，Fe2+失去电子发生氧化反应。 【详解】A．电子只能在导线中流动，不会经过电解质溶液，A错误； B．根据分析可知，充电时，碳纸为阳极与外接电源的正极相连，B正确； C．放电时，锌板为负极，碳纸为正极，每转移1mol电子，1molCl-从碳纸区透过阴离子交换膜进入中间腔室，Na+从锌板电极区透过阳离子转移交换膜进入中间腔室，中间腔室增加1molNaCl，C错误； D．放电时，锌板上发生的电极反应为Zn-2e-+4OH-=，D错误； 故选B。 16． 化-电 由a到b 2H2+4OH--4e-=4H2O Li H2O 16 179.2L 【分析】（1）根据原电池的定义分析；根据得失电子判断； （2）根据得失电子写出电极反应式； （3）根据外界条件对化学反应速率的影响因素分析； （4）①根据化合价的变化判断； ②根据实际参加反应的氢气以及电极反应式计算． 【详解】（1）该装置把化学能转变为电能，所以是原电池；发生反应时，氢气失电子，氧气的电子，所以电子的流动方向是由由a到b． 故答案为：由化学能转变为电能；由a到b； （2）负极上氢气失电子和氢氧根离子生成水，所以电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O； 故答案为：2H2+4OH--4e-=4H2O； （3）①2Li+H2=2LiH该反应中锂失电子发生氧化反应，所以锂是还原剂；LiH+H2O=LiOH+H2↑，该反应中H2O得电子生成氢气，发生还原反应，所以H2O是氧化剂； 故答案为：Li； H2O； ②由LiH与H2O作用，放出的224L（标准状况）H2用作电池燃料，则H2物质的量为10mol，而实际参加反应的H2为10mol×80%=8mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以8molH2可转移16mol的电子；产生的电能用来电解饱和食盐水，生成氢气的物质的量是8mol，产生的氢气体积V=n×Vm=8mol×22.4L/mol=179.2L， 故答案为：16；179.2L。 17．(1) 高于 (2) (3) 【分析】根据放电时的总反应，可知放电时Fe3+发生还原反应，Cr2+发生氧化反应，放电时的负极反应为Cr2+→Cr3+，放电时正极反应为Fe3+→Fe2+；难溶电解质析出固体时，溶液中离子的浓度熵等于溶度积常数；电解池中阳极失电子发生氧化反应，在酸性条件下发生非氧化还原反应生成。 【详解】（1）放电时电池的总反应为：，可知放电时a极发生反应，a是正极、b是负极，电池放电时a级的电势高于b级电势；放电时的负极为充电时的阴极，阴极发生还原反应，电池充电时阴极的电极反应为； （2）处理后的废水中，，则废水中 。 （3）①阳极失电子发生氧化反应，阳极的电极反应式为； ②根据，生成1mol阳极区减少2mol，测得阳极区溶液中物质的量由变为，则生成重铬酸钠的物质的量为。 18．(1) (2)将晶体置于气体氛围中脱水 (3)化合反应、分解反应、复分解反应 (4)阳极：；阴极： 【详解】（1）海水中含有较多的，通过结晶、过滤得到的固体物质主要是； （2）在水溶液中会发生水解：，将晶体置于气体氛围中脱水，可以抑制的水解，从而得到； （3）上述工艺流程涉及到的①是化合反应，③④是复分解反应，⑤⑥⑦是分解反应； （4）电解熔融的，阳极是氯离子失电子生成氯气：，阴极是镁离子得电子生成镁单质：。 19．(1)正 (2) 0.5 0.8 (3)2.8I×1022 【详解】（1）A为纯铜片，电解过程中A的质量减少了2.56g，则A为阳极，与A相连的X端为电源的正极； （2）电解后将电源反接，X为阴极，2IA的电流电解6min后，反应生成铜的物质的量为：×2=0.08mol，则前3分钟相当于电镀，溶液中铜离子浓度不变；3min后开始电极硫酸铜溶液，溶液中铜离子减少了0.04mol，同时生成了0.08mol氢离子，铜离子减少的浓度为：=0.4mol/L，则原溶液中铜离子的浓度为：0.1mol/L+0.4mol/L=0.5mol/L；后3分钟阳极氢氧根离子失去电子生成氧气：4OH--4e-=2H2O+O2↑，根据电子守恒，生成氢离子的物质的量为：n(H+)=n放电(OH-)=n(e-)=2n(Cu)=0.08mol，则溶液中氢离子浓度为：=0.8mol/L； （3）每生成1mol Cu，需要转移2mole-，现生成0.08mol Cu，需转移0.16mole-，由物理学知识知，体系中通过的电子的物质的量为：n(e-)=＝＝=0.16mol，则：NA==2.8I×1022mol-1。 20．(1)CH3CH2OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(l)   △H=-932.8kJ/mol (2) > < 逆 变大 变小 50% 【详解】（1）已知常温常压下：①CH3CH2OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g)△H1=-1366.8kJ•mol-1，②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566kJ•mol-1，③H2O(g)═H2O(l)△H3=-44kJ•mol-1，由盖斯定律方程式①-②+③×3得到CH3CH2OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(l)△H=(-1366.8)-(-566)+(-44)×3kJ•mol-1=-932.8 kJ•mol-1，故答案为CH3CH2OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(l)△H=-932.8 kJ•mol-1； （2）①温度越高，反应速率越大，反应达到平衡时所用时间越短，由图象可知，T2温度时反应先达到平衡状态，即T2时速率快，温度高，所以T1小于T2；故答案为＜； ②由图可知，升高温度，CO的转化率减小，即升高温度平衡向逆方向移动，则正反应为放热反应，即△H＜0；故答案为＜；逆； ③2CO(g)+4H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+H2O(g)的平衡常数的表达式为K=，降低温度，反应速率减小，该反应为放热反应，降低温度平衡向正方向移动，化学平衡常数增大；故答案为K=；变大；变小； ④设反应的CO的物质的量为2x，由化学平衡的三段模式法计算可知，         2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) 起始(mol) 1    2               0         0 变化        2x    4x             x        x 平衡       1-2x    2-4x               x        x 根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比，则容器内的压强与起始压强之比为=(1-2x+2-4x+x+x)：(1+2)=2：3，解得x=0.25mol，即CO转化率为a=×100%=50%，故答案为50%。 21．(1) MgOCH2 (2) (3)7.4 (4) P 9 【详解】（1）由图中箭头指向可知，反应物为CO2和H2生成物为CH4和H2O，反应的化学方程式为，反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是MgOCH2； （2）25℃时，反应a的转化率为3%，反应a生成H2CO3，反应b的转化率为0.2%，反应b生成CO2，所以0.10mol/ LNaHCO3溶液中CO2与H2CO3的总浓度最大可能为； （3）碳酸的电离常数，，正常血液中，则，则pH=7.4； （4）①由图示知，该装置外电路有光伏电池(将太阳能转化为电能)，故为电解池装置，在P极上，CO2得电子转化为CO，故P极为阴极，N极为阳极，阴极电极反应式为,需要缓冲溶液提供H+； ②由图可知，阳极电极反应式为，每转移lmole-时，阳极电解质溶液的质量减少0.5molH2O，其质量为9g。 22．(1) Cu 还原 Fe 氧化 (2) Fe Cu (3) Fe-2e-=Fe2+ Cu2++2e-=Cu (4) 将化学能转化为电能的装置 Fe+Cu2+=Fe2++Cu 【分析】在原电池反应中，较活泼的电极为负极，负极失去电子发生氧化反应；正极得到电子发生还原反应，在外电路中电子由负极经导线流向正极。 【详解】（1）由于金属活动性：Fe＞Cu，所以Cu为原电池的正极，正极上Cu2+得到电子，发生还原反应；Fe为原电池的负极，Fe失去电子发生氧化反应产生Fe2+； （2）电子由负极经外电路通过电流表然后流向正极Cu电极； （3）在负极上，Fe失去电子变为Fe2+，故负极的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+； 在正极上溶液中的Cu2+得到电子被还原为Cu单质，故正极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu； （4）原电池是一种将化学能转化为电能的装置。在该原电池反应中，负极Fe的电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极Cu的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu。由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，故将正、负极电极式相加，可得总反应的离子方程式为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu。 23．(1) 铜(棒) FeCl3或Fe2(SO4)3 (2) 放热 C (3) 锌粒先与CuSO4反应生成Cu附着在其表面，形成原电池 FeSO4溶液 【解析】（1） 在中，作还原剂，作原电池的负极，失去电子，发生氧化反应，则电极X材料的材料应为铜，电解质是含的可溶性盐，通常是 溶液； （2） 原电池可以将化学能直接转化为电能，故能设计原电池的氧化还原反应应该是能释放能量的放热反应；A中碳与二氧化碳反应是在高温条件下的氧化还原反应，且为吸热反应，故不能设计成原电池，B中碳酸氢钠与盐酸反应不是氧化还原反应不能设计成原电池，C中氢气与氧气反应属于氧化还原反应，且为放热反应，故能设计原电池，D中氢氧化钠的与盐酸反应不是氧化还原反应，不能设计成原电池，故选C； （3） 锌为活泼金属，加入硫酸铜，发生反应，置换出铜，与锌形成原电池反应，化学反应速率加快；与也可与反应产生Fe，硫酸溶液与构成原电池，加快了氢气产生的速率；故答案为：与反应产生的与形成稀硫酸原电池，加快了氢气产生的速率；溶液。 24．(1)负极：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+；正极：4H++O2+4e-=2H2O。 (2)2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 【详解】（1）根据图示可知，电池负极上甲醇失电子生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+；正极上氢离子得电子与氧气反应生成水，电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O。 （2）根据题意可知，电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。 25． 2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH bcd 10 min时pH越低，c(H+)越大，反应速率加快(或ClO-氧化性增强)，c(I2)越高，吸光度越大 c(H+)较高，ClO-继续将I2 氧化为高价含碘微粒，c(I2)降低，吸光度下降 0.1 【分析】 (1)氯碱工业电解的总方程式为：2NaCl+2H2OC12↑+H2↑+2NaOH； (2)电解结束后，能够脱去阳极液游离氯的试剂或方法的选择，考查氯气的化学性质，从氯气的强氧化性和温度、压强与气体溶解度的关系答题； (3)①吸光度越高表明该体系中c(I2)越大，ClO-+2H++2I-=I2+Cl-+H2O，10min时，pH越低，c(H+)越大，反应速率加快，c(I2)越高，吸光度越大； ②pH=4时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降是因为：c(H+)较高，ClO-继续将I2氧化为高价态含碘微粒，使c(I2)降低，吸光度下降； ③依据化学方程式进行计算。 【详解】 (1)图为氯碱工业基本原理图，阳极产物为氯气，阴极产物为烧碱和氢气，电解的总方程式为：2 NaCl+2H2OC12↑+H2↑+2NaOH； (2)a．Na2SO4与氯气不反应，故a不能脱去阳极液游离氯； b．Na2SO3与氯气反应，Na2SO3+Cl2+H2O=Na2SO4↓+2HCl，故b能脱去阳极液游离氯； c．温度升高气体溶解度减小，热空气吹出，故c能脱去阳极液游离氯； d．降低阳极区液面上方的气压，气体溶解度减小，故d能脱去阳极液游离氯； 故答案为：bcd； (3)①吸光度越高表明该体系中c(I2)越大，ClO−+2H++2I−=I2+Cl−+H2O，10min时，pH越低，c(H+)越大，反应速率加快(或ClO-氧化性增强)，c(I2)越高，吸光度越大； ②pH=4时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降是因为：c(H+)较高，ClO−继续将I2氧化为高价态含碘微粒，使c(I2)降低，吸光度下降； ③根据题意，为达到使用标准，现将1m3含c(I−)为1.47mg⋅L−1的食盐水进行处理，发生反应为ClO−+2H++2I−=I2+Cl−+H2O，将溶液中c(I−)调节最大为0.2 mg•L-1，设理论上至少需要0.05mol⋅L−1NaClO溶液的体积为VL，则参与反应的碘离子的物质的量=碘离子总物质的量-剩余碘离子的物质的量==mol，根据反应方程式列式计算： 则，解得V=0.1L。 【点睛】 本题的难点和易错点为(3)的③小题，处理碘离子时并不是把碘离子消耗完，而是利用反应将溶液中碘离子的浓度降低，要根据反应方程式，利用处理过程中消耗掉的碘离子计算消耗NaClO的体积。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$