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

第四章《化学反应与电能》单元训练题 一、单选题 1．创新的不对称中性碱性微生物制氢装置如图所示，该装置能有效地产生氢气。下列说法错误的是 A．M为电源正极 B．电解总反应： C．常温下，电解一段时间后，右室中电解质溶液的升高 D．每转移2，有2通过质子交换膜 2．在探究高效吸收试剂的同时，研究人员还致力于吸收剂的再生与循环利用。以乙二胺为例，乙二胺水溶液可高效吸收；吸收所得溶液流入腔室1中，通电电解，可实现的释放与乙二胺的再生。已知：亲核试剂在反应过程中，它倾向于与电正性物种结合。结合下图，下列对该工业的说法错误的是 A．该工业有利于实现“碳达峰”和“碳中和” B．乙二胺的氨可以作为亲核试剂进攻分子实现吸收 C．电解过程中、阳极铜会失去电子形成，能与乙二胺形成，使乙二胺与的结合平衡正向进行，得以释放 D．腔室2中可以实现乙二胺的再生 3．新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池，其装置示意图如图，下列关于该电池的说法正确的是 A．放电时，正极的电极反应式： B．放电时，电子从N电极经导线流向M电极 C．充电时，外加直流电源的正极与M电极相连 D．充电时，电路中每通过1 mol ，左室溶液增加2 mol 4．下列叙述不正确的是 A．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法 B．用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率 C．化学与人体健康及环境保护息息相关，掩埋废旧电池会造成环境污染，因此要合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 D．研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)，由图可知：雾和霾的分散剂相同，雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵， NH3是形成无机颗粒物的催化剂 5．零价铝是一种应用于环境修复的极有潜力的两性金属材料。构建微观腐蚀原电池体系(如图)，实现了零价铝在近中性溶液中处理硝酸盐。下列叙述正确的是 A．在电极上发生氧化反应 B．生成的电极反应式： C．若表面生成了致密的，能提高去除率 D．生成等物质的量的和，转移的电子数之比为1∶5 6．关于如图所示①②两个装置的叙述正确的是 A．硫酸浓度变化：①不变，②减小 B．装置名称：①是原电池，②是电解池 C．电极反应式：①中阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，②中正极：Zn-2e-=Zn2+ D．离子移动方向：①中H+向阴极方向移动，②中H+向正极方向移动 7．下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ不具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A CaF2与浓H2SO4糊状混合物可用于刻蚀玻璃 氢氟酸能与SiO2反应 B 液晶可用于电脑、手机和电视的显示器 施加电场时，液晶的长轴取向发生不同程度的改变 C 葡萄糖能发生银镜反应 葡萄糖属于醛糖 D 钢闸门外接直流电源负极，可延长其使用时间 牺牲阳极法适用于金属防护 A．A B．B C．C D．D 8．某海水淡化装置如图所示，获得淡水的同时可生产盐酸、等基本化工原料。已知相同时间内产生气体P、Q物质的量之比为2：1(BPM为双极膜，在直流电场的作用下，可作为和离子源)。下列说法正确的是 A．若装置与外接电源正负极反接，可同样起到海水淡化的作用 B．膜1、膜2分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜 C．每生成2.24LQ气体，理论上除盐(以计)23.4g D．阳极发生的电极反应为 9．浓差电池是一种特殊的化学电源。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法正确的是 A．a为电解池的阴极 B．当电路中转移2mol电子时，2mol通过膜d向右移动 C．电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为 D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120gNaOH 10．下列对关系图像或实验装置(如图)的分析正确的是 A．对于反应，由图甲可知，温度， B．利用图乙所示装置，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于C处 C．图丙可表示反应的平衡常数K随温度、压强变化的曲线 D．利用图丁所示装置，可实现原电池反应： 11．下列说法正确的是 A．含有氯化钙的融雪剂会加快钢铁桥梁的腐蚀，发生了化学腐蚀 B．氯碱工业中制备氯气与氢氧化钠，采用的是阴离子交换膜 C．氢氧化铁胶体的电泳实验中阴极颜色加深 D．“天宫”空间站使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转成电能 12．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池采用弱酸性电解质溶液，工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．电池工作一段时间后，正极区溶液的增大 B．转化为的反应为 C．该电池在工作时，升高温度有利于提高工作效率 D．若该电池中有参加反应，则有从向迁移 13．通过将二氧化碳电还原反应与辛胺氧化反应耦合，可实现两电极体系中甲酸和辛腈的高选择性合成，获得高附加值化学品的同时能够降低反应槽电压。下列说法正确的是 A．A极与电池正极相连，发生氧化反应 B．电解池工作时，从B极区移向A极区 C．B极区的电极反应式： D．用阳离子交换膜或阴离子交换膜电解得到等量产品消耗的电功相同 14．下列说法不正确的是 A．原电池中，正、负极材料可以是活性相同的材料，电极材料不一定参与反应 B．“牺牲阳极法”是把被保护的设备外接直流电源负极，惰性电极做辅助阳极 C．用惰性电极电解强酸强碱盐的水溶液时，阳极上产生的气体可能不是氧气 D．电解精炼铜时电解质溶液中加入硫酸，可提高溶液导电能力并抑制水解 二、非选择题 15．甲烷是最简单的有机物，也是天然气的主要成分。 (1)甲烷的电子式为 。 (2)甲烷和戊烷的关系是互为 ；戊烷有3种不同结构，其结构简式分别为、 、 。 (3)请用化学方程式表达甲烷和氯气在光照条件下的变化(写第1步即可) ；从有机反应类型的角度看，该反应属于 反应。 (4)已知甲烷完全燃烧再恢复至室温，共释放热量。请写出该反应的热化学方程式： 。可以通过下图装置将化学能转化为电能。 ①a电极为电源的 极(填“正”或“负”)。 ②装置工作时溶液中的向 电极移动(填“a”或“b”)。 ③请用电极反应式表达两电极的化学变化： a电极： ； b电极： 。 (5)我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程。该历程如图。 ①该反应的总反应方程式为： 。 ②图中从a→b的变化过程为 过程(填“吸热”或“放热”)。 ③已知的结构式为，的结构式为。由和反应生成的反应类型为 。 16．能源是现代文明的原动力，电池与我们的生活和生产密切相关。 (1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_______(填字母)。 A． B． C． D． (2)下图为原电池装置示意图： ①若A为Zn片，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，写出正极的电极反应式： ，反应过程中溶液的酸性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。一段时间后，当电池中放出1.68 L(标准状况)气体时，电路中有 个电子通过了导线(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 ②若A为镁片，B为铝片，电解质为NaOH溶液，则铝片为 (填“正极”或“负极”)；写出该电极的电极反应式： 。 ③燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源，和组合形成的燃料电池的结构如图(电解质溶液是稀硫酸，质子交换膜只允许通过)。则电极d是 (填“正极”或“负极”)，若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。 ④为证明铁的金属活动性比铜强，某同学设计了如下一些方案。其中能证明铁的金属活动性比铜强的方案是 (填序号)。 方案 现象或产物 A．将铁片置于溶液中 铁片上有亮红色物质析出 B．将铁丝和铜丝分别在氯气燃烧 产物分别为和 C．将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中 铁片上有气泡产生，铜片上无气泡产生 D．将铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连 铁片溶解，铜片上有气泡产生 17．下图是利用双功能催化剂实现室温条件下电催化氮气还原制备氨气、氧化制备硝酸盐的示意图，实现氮的固定和综合利用。 回答下列问题： (1)b极与电源的 极相连，工作时电流流入 极(填“a”或“b”)。 (2)a极发生 反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为 。 (3)通过离子交换膜的离子是 ，阴极区和阳极区消耗的质量之比为 。 18．封控期间要保护好自身健康，均衡饮食是必不可少的。食盐NaCl是调味品中不可或缺的成员，也可以作为工业原料生产多种重要的产品。 I. (1)钠元素在周期表中的位置是第 周期第 族。 (2)一小块金属钠长时间置于空气中，可能有下列现象，这些现象出现的先后顺序是_______。 ①变成白色粉末②变暗③固体表面变潮湿④变白色晶体 A．①②③④ B．②③④① C．②③①④ D．③②④① (3)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油，片刻后再向该烧杯中轻缓的加入一绿豆大小的金属钠，反应的离子方程式为 ，可能观察到的现象符合图中的 。 A． B． C． D． II.氯化钠是侯氏制碱法的重要原料，我国杰出的化学家侯德榜设计出生产纯碱的方法，打破了纯碱长期被外国垄断的局面。 (4)请写出侯氏制碱法第一步生产的原理方程式 。 III.利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品。有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相结合，相关流程如图所示(电极未标出)。 (5)电解池中，阴极的电极反应式为 。 (6)电解池中，正离子交换膜的作用除了只允许正离子通过外，还有：① ；② 。 (7)燃料电池中，通入空气的电极为 极，该电池中，正离子的移动方向是 (“从左向右”或“从右向左”)。 (8)电解池中产生2molCl2，理论上燃料电池中消耗 molO2。 (9)流程中，NaOH溶液的浓度a、b、c的由大到小关系为 。 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．C 【分析】由信息可知，M极为正极，附着有微生物的碳刷为阳极，阳极反应式为；钌/碳纳米管为阴极，阴极反应式为，生成的结合从阳极转移过来的又生成了，故阴极室溶液的浓度不变，不变； 【详解】A．根据分析可知，M极为正极，A说法正确； B．根据分析可知，将阴阳两极电极反应式合并，得电解总反应：，B说法正确； C．钌/碳纳米管为阴极，阴极反应式为，生成的结合从阳极转移过来的又生成了，故阴极室溶液的浓度不变，不变，C说法错误； D．根据电极反应即电荷守恒可知，每转移2，有2通过质子交换膜，D说法正确； 答案选C。 2．C 【详解】A．乙二胺水溶液可高效吸收，吸收所得溶液流入腔室1中，通电电解，可实现CO2的释放与乙二胺的再生。这说明该工业有利于实现“碳达峰”和“碳中和”，A正确； B．乙二胺的氮原子上有孤对电子，可以作为亲核试剂进攻分子实现吸收，因此选项B正确； C．在电解过程中，阳极铜会失去电子形成，能与乙二胺形成，使乙二胺与的结合平衡逆向进行，得以释放，C错误； D．由C可知，阳极释放出CO2，则腔室1为阳极，腔室2为阴极，[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+在阴极得到电子生成乙二胺，D错误； 故选C。 3．A 【分析】由图可知，打开K1、关闭K2时，题给装置为原电池，左侧M电极做负极，右侧N电极为正极；关闭K1、打开K2时，题给装置为电解池，与直流电源负极相连的M电极为电解池的阴极，N电为阳极。 【详解】A．由分析可知，放电时，右侧N电极为正极，锂离子作用下Li1−xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为，故A正确； B．由分析可知，放电时，左侧M电极做负极，右侧N电极为正极，电子从M电极经导线流向N电极，故B错误； C．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的M电极为电解池的阴极，故C错误； D．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的M电极为电解池的阴极，N电为阳极，则电路中每通过1mol电子时，有1mol锂离子通过锂离子透过膜进入左室，溶液中增加1mol锂离子，故D错误； 故选A。 4．D 【详解】A．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极法，A正确； B．用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液，会发生反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，产生的Cu与Zn及H2SO4会构成原电池，从而加快制取氢气的反应速率，B正确； C．废旧电池中含有重金属等金属离子，会造成土壤污染，水体污染等，因此要合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，C正确； D．雾和霾的分散剂都是空气，由图示可知雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，由图示可知氨气参与反应生成铵盐，为反应物，不是催化剂，D错误； 故答案选D。 5．B 【详解】A．发生的是还原反应，生成氢气，A项错误； B．根据图示，生成的电极反应式：，B项正确； C．铝表面致密的氧化铝保护膜，阻止铝失去电子，降低了去除率，C项错误； D．生成的反应式为，生成的反应式为，生成等物质的量的和，转移的电子数之比为5∶1，D项错误； 答案选B。 6．D 【分析】 ①为电解池，电解水，阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑；②为原电池，正极反应式为2H++2e-=H2↑； 【详解】 A．①为电解池，电解水，阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑，硫酸的浓度增大；②为原电池，溶液中的氢离子移向正极，正极反应式为2H++2e-=H2↑，硫酸的浓度减小，A错误； B．①外加电源，为电解池装置，②为原电池装置，为铜锌原电池，B错误； C．①外加电源，电解硫酸溶液，阳极上生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑；②为原电池装置，铜为正极发生还原反应，正极电极反应式为2H++2e-=H2↑，C错误； D．电解池工作时，阳离子向阴极移动，原电池工作时，阳离子向正极移动，D正确； 故选D。 7．D 【详解】A．氟化钙与浓硫酸反应生成硫酸钙和氢氟酸，氢氟酸能与二氧化硅反应，所以氟化钙与浓硫酸糊状混合物可用于刻蚀玻璃，故A正确； B．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，施加电场时，液晶的长轴取向发生不同程度的改变，从而显示数字、文字或图像，所以液晶可用于电脑、手机和电视的显示器，故B正确； C．葡萄糖分子中含有醛基，属于醛糖，所以能与银氨溶液共热发生银镜反应，故C正确； D．钢闸门外接直流电源负极，可延长其使用时间，是外加直流电源的阴极保护法，适用于金属防护，故D错误； 故选D。 8．B 【分析】 据“相同时间内产生气体 P、Q物质的量之比为2:1”，可知X为阴极、Y为阳极，2个BPM膜均是向左移动、向右移动，海水中（假设主要溶质为）通过膜1向左移动、通过膜2向右移动（即膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜），M为溶液、N为盐酸.若装置与外接电源正负极反接，将X变为阳极、Y变为阴极。 【详解】 A． M（溶液）中的通过膜1向右移动、N（盐酸）中的通过膜2向左移动，会使海水浓度增大，A错误； B．膜1、膜2分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜，B正确； C．未知温度、压强的气体体积，无法计算Q气体的物质的量，也无法计算除去氯化钠的量，C错误； D．阳极发生的氧化反应，失去，D错误； 故答案为：B。 9．A 【分析】浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH，说明乙装置在左侧得到氢氧化钠和氢气，右侧得到氧气和稀硫酸，则a为阴极，b为阳极，Cu(2)为负极，Cu(1)为正极。 【详解】A．根据分析可知，a为电解池的阴极，A说法正确； B．当电路中转移2mol电子时，阳极区形成2mol氢离子，要使溶液呈电中性，则1mol通过膜d向右移动，B说法错误； C．电池放电过程中，Cu(2)为负极，电极反应：，C说法错误； D．电池放电过程中，Cu(2)电极反应：，Cu(1)电极反应：，反应前甲装置左侧硫酸铜物质的量为5mol，右侧硫酸铜物质的量为1mol，电池从开始工作到停止放电，两侧硫酸铜物质的量均为3mol，由此有2mol铜生成，转移4mol电子，根据，转移4mol电子，生成4molNaOH，质量为160g，D说法错误； 答案选A。 10．B 【详解】A．比较两曲线上升段，T1对应曲线斜率更大说明反应速率更大，温度更高，T1>T2；比较两曲线水平段，T1曲线对应的反应物A的转化率更小，说明升高温度平衡逆向移动，则该反应为放热反应，，A错误； B．开关K置于A处时形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀；开关K置于B处时形成电解池，铁为阳极，加速铁的腐蚀；开关K置于C处时形成电解池，铁为阴极，可减缓铁的腐蚀，B正确； C．同一反应的平衡常数K仅与温度有关，温度相同时K也相同，而图丙却反映出K还与压强有关，这和平衡常数的性质相违背，C错误； D．图丁所示装置中，Zn与溶液会直接发生反应，要实现原电池反应：，应将溶液与溶液调换位置，D错误； 故选B。 11．C 【详解】 A．含有氯化钙的融雪剂会加快钢铁桥梁的腐蚀，因为氯化钙溶液作电解质溶液，钢铁桥梁在其中形成原电池，腐蚀速率加快，发生电化学腐蚀，A错误； B．氯碱工业中制备氯气与氢氧化钠，采用的是阳离子交换膜，B错误； C．氢氧化铁胶体中的胶粒带正电，电泳实验中氢氧化铁胶粒在电场作用下向阴极移动，阴极颜色加深，C正确； D．“天宫”空间站使用的太阳能电池阵是将太阳能转化为电能，锂离子电池组可将化学能转化为电能，D错误； 故选C。 12．A 【详解】A．b电极为正极，电极反应式为，且每消耗，有通过质子交换膜进入到正极区，所以不变；又因为正极反应有水生成，溶液体积增大，所以减小，增大，故A正确； B．电解质溶液显酸性，不能大量存在，故B错误； C．高温环境不利于微生物保持活性，故C错误； D．没有说明在标准状况下，无法换算成物质的量，故D错误； 故选A。 13．C 【详解】A．由题意，二氧化碳被还原，生成甲酸，C元素化合价由+4降低为+2，A为阴极，与电池负极相连，A错误； B．由题目描述，阳极是辛胺失电子氧化为辛腈，电极反应式为CH3(CH2)7NH2-4e-+4OH-=CH3(CH2)6CN+4H2O，反应消耗OH-，OH-从A极区移向B极区，B错误； C．由B分析知，B区电极反应式正确，C正确； D．用阳离子交换膜和阴离子交换膜，两极区之间转移离子不同，离子流向不同，溶液导电能力不同，电解得到等量产品消耗的电功不相同，D错误； 本题选C。 14．B 【详解】A．燃料电池中电极材料一般不参与反应，两电极可以是活性相同的材料，故A正确； B．“牺牲阳极法”是原电池原理的防护措施，是将被保护的设备与比其活泼的金属相连，作原电池的正极，故B错误； C．电解强酸强碱盐的水溶液，如电解饱和氯化钠溶液时，阳极氯离子放电生成氯气，故C正确； D．电解精炼铜时电解质溶液中加入硫酸，可提高溶液中离子浓度，从而导电能力，硫酸电离出的氢离子可抑制水解，故D正确； 故选：B。 15．(1) (2) 同系物 (3) 取代 (4)    负 b (5) 放热 加成反应 【解析】（1） 甲烷分子中含有极性键，电子式为。 （2） 甲烷和戊烷均是链状烷烃，结构相似，二者互为同系物；戊烷有3种不同结构，即正戊烷、异戊烷和新戊烷，其结构简式分别为、、。 （3） 甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应，生成一氯甲烷的方程式为；从有机反应类型的角度看，该反应属于取代反应。 （4） 已知甲烷完全燃烧再恢复至室温，共释放热量，甲烷的物质的量是1mol，则该反应的热化学方程式为  。可以通过下图装置将化学能转化为电能。 ①a电极通入甲烷，甲烷失去电子，发生氧化反应，为电源的负极。 ②原电池中阳离子移向正极，则装置工作时b电极是正极，溶液中的向b电极移动。 ③a电极是负极，电极反应式为；b电极是正极，氧气得到电子，电极反应式为。 （5） ①根据示意图可判断反应物是和，生成物是乙酸，则该反应的总反应方程式为。 ②图中从a→b中反应物总能量高于生成物总能量，因此变化过程为放热过程。 ③已知的结构式为，的结构式为。这说明和反应生成的反应中二氧化碳中一个碳氧双键断键被加成，因此其反应类型为加成反应。 16．(1)C (2) 减弱 0.15NA 负极 正极 11.2 ACD 【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入助燃物的一极为正极。 【详解】（1）能设计成原电池的反应通常是放热反应，且为氧化还原反应，则： A． 为吸热反应，A不符合；     B． ，是放热反应但属于非氧化还原反应，B不符合； C． 是放热反应，且为氧化还原反应，C符合；     D． 为吸热反应，D不符合； 选C。 （2）①若A为Zn片，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，则锌片为负极、石墨为正极，正极反应为氢离子得电子变成氢气、电极反应式：，反应过程中氢离子不断消耗、溶液的酸性减弱。一段时间后，当电池中放出1.68 L气体、即0.075molH2(标准状况)时，电路中有0.15NA个电子通过了导线(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 ②若A为镁片，B为铝片，电解质为NaOH溶液，则电池总反应为，铝失去电子被氧化、作负极，电极反应式：。 ③氢离子移向电极d、电子流入电极d，则电极d是正极，正极上氧气得到电子被还原，电极反应为：，若线路中转移2 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的的物质的量为0.5mol、在标准状况下的体积为11.2L。 ④A．铁与硫酸铜溶液反应置换出铜，则铁活泼性大于铜，A符合； B．点燃下，铁和氯气反应生成氯化铁、铜和氯气反应生成氯化铜，不能证明铁活泼性大于铜，B不符合； C．铁和稀硫酸能反应，产生氢气，铜和稀硫酸不能反应，能证明铁活泼性大于铜，C符合； D．构成了原电池，铜片上的气泡为氢气，说明铜片为正极，氢离子在铜片上得电子变成氢气，铁片溶解意味着铁失去电子做负极，则铁活泼性大于铜，D符合； 选ACD。 17．(1) 正极 a (2) 还原 (3) 5:3 【详解】（1）b极中N2变为HNO3，化合价由0价升高变为+5价，失去电子发生氧化反应为电解池的阳极，与电池的正极相连；工作电流由正极流出，负极流入，则a与负极相连，电流流入a极； （2）a极与电源的负极相连，为电解池的阴极，阴极得到电子，发生还原反应；a极上N2变为NH3，氮元素由0价变为-3价，得到电子发生还原反应，电极反应式为：； （3）阳极反应的电极反应式为，生成氢离子，阴极电极反应式为，消耗氢离子，该离子交换膜应使用质子交换膜，交换的离子为；根据得失电子守恒，可得阳极消耗3mol的N2，同时阴极消耗5mol的N2，阴极区和阳极区消耗的质量之比为5:3。 18．(1) 三 IA (2)B (3) A (4) (5) (6) 阻止OH-进入阳极室，与发生副反应 阻止阳极产生的和阴极产生的混合发生爆炸 (7) 正极 从左向右 (8)1 (9)b<a<c 【解析】（1） 钠元素的原子序数为11，有3个电子层，最外层电子数为1，在周期表中的位置是第三周期第IA族，故答案为：三；IA。 （2） 金属钠活泼性很强，露置于空气中，极易被氧气氧化成Na2O而变暗，Na2O与水作用生成白色固体NaOH，NaOH易潮解而变成液体，NaOH溶液吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3xH2O晶体，Na2CO3xH2O晶体风化脱水生成白色粉末Na2CO3，先后出现的现象是②变暗③固体表面变潮湿④变白色晶体①变成白色粉末，故选B。 （3） 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为，因为煤油的密度比水小，所以煤油在上层，水在下层，又因钠的密度比水小，比煤油大，因此介于两者之间，而钠能与水反应产生气体，在与水反应生成气体后被气体带离水层，进入煤油层后停止反应又下沉，如此反复，直至钠反应完，现象与图中A符合，故答案为：；A。 （4） 侯氏制碱法第一步生产的原理是将二氧化碳通入氨化的氯化钠饱和溶液中，使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出，反应的方程式为，故答案为：。 （5） 电解池中，H+在阴极得电子生成H2，电极反应式为，故答案为：。 （6） 正离子交换膜只允许H+通过，不能使阴离子和Cl2、H2分子通过，可以阻止OH-进入阳极室，与发生反应，阻止阳极产生的和阴极产生的混合发生爆炸，故答案为：阻止OH-进入阳极室，与发生副反应；阻止阳极产生的和阴极产生的混合发生爆炸。 （7） 燃料电池的工作原理：负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应，即H2-2e-+2OH-=2H2O，正极是氧气发生得电子还原反应，即O2+4e-+2H2O=4OH-，通入空气的电极为正极，正离子交换膜使正离子通过，正离子移向正极，即正离子从左向右移动，故答案为：正极；从左向右。 （8） 电解池中产生2molCl2，根据电子守恒，O2+4e-+2H2O=4OH-，4Cl--4e-=2Cl2↑，得到2Cl2~ O2，计算消耗O2为1mol，故答案为：1。 （9） 燃料电池中的正离子交换膜只允许正离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后的NaOH浓度升高，即a%<c%，负极氢气失电子生成氢离子消耗OH-，所以b%<a%，得到，即b%<a%<c%，故答案为：b<a<c。 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 $$