第四章 化学反应与电能 单元卷 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．下列关于电解原理应用的说法错误的是 A．氯碱工业的电解槽需使用阳离子交换膜隔开两极产物 B．在铁上镀铜时，铁作阴极 C．钠、镁、铝均可通过电解其熔融氯化物的方法冶炼得到 D．电解精炼铜一段时间，电解质溶液中c(Cu2+)略减小 2．某兴趣小组的同学以氢氧燃料电池为电源研究有关电化学的问题。当闭合以下装置的开关时，观察到电流计的指针发生了偏转(甲、乙、丙池中的电解质溶液均足量)。则下列判断错误的是 A．甲池中，溶液中的向左迁移 B．乙池中总反应的化学方程式为： C．乙池中，若A、B电极对换，发生的总反应不发生变化 D．丙池中，若C电极产生，则甲池中至少消耗(标准状况) 3．点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，下列说法错误的是 A．孔隙中有可能发生析氢腐蚀 B．孔蚀中水解导致电解质溶液酸性增强 C．为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连 D．蚀孔外每吸收2.24L ，可氧化0.2mol Fe 4．我国科研人员发现用电催化氮气与水反应进行固氮时，催化过程机理如下图所示。下列说法正确的是 A．该固氮反应的化学方程式为：2N2+6H2O4NH3+3O2 B．O2在阴极生成，NH3在阳极生成 C．该固氮过程中利用催化剂提高了反应限度 D．①～⑥步过程中，均包含极性键的断裂及非极性键的形成 5．下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是 A．图1碱性锌锰干电池 B．图2冶炼金属钠 C．图3太阳能电池 D．图4天然气燃烧 6．下列有关NaBH4和H2O2组成燃料电池的说法正确的是 A．中不含配位键，与甲烷互为等电子体 B．放电过程中电极b区的溶液pH上升 C．放电过程中1molH2O2参与反应，失去约2×6.02×1023个电子 D．a电极上的反应为： 7．下列有关实验说法正确的是 A．对于含重金属(如铅、汞或镉等)离子的废液，可用Na2S或NaOH进行沉淀处理 B．在给粗糙铁质镀件电镀时，用砂纸将镀件打磨干净后即可直接与直流电源负极相连 C．在润洗洁净的碱式滴定管时，先从滴定管上口加入3~5 mL待盛装碱液，然后轻挤压滴定管中的玻璃珠，将液体从滴定管下端放入预置的烧杯中 D．中和热测定实验中，玻璃搅拌棒应左右匀速搅拌，以减少热量散失 8．探究铜及其化合物的性质，下列实验方案设计、现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 铁片与铜片用导线相连，放入盛有浓硝酸的烧杯中 铜片不断溶解，而铁片表面无明显变化 该情况下，铜单质的还原性强于铁单质 B 向铜丝与浓硫酸反应后的溶液中加蒸馏水稀释 溶液变为蓝色 该反应的产物中有产生 C 在试管中加入2mL 10% NaOH溶液，再加入5滴5% 溶液，振荡后加入0.5mL乙醛溶液，加热 有砖红色沉淀产生 乙醛能将新制氢氧化铜悬浊液还原为 D 向10mL 0.1mol/L 溶液中滴入2mL 0.1mol/L 溶液，再加入2mL 0.1mol/L 溶液 开始有白色沉淀产生，后产生黑色沉淀 Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS) A．A B．B C．C D．D 9．某科学探究小组为探究电化学原理，设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述不正确的是 A．a和b不连接时，铁片上有红色的铜析出，该装置不能形成原电池 B．a和b用导线连接时，铜片为正极 C．无论a和b是否连接，反应的本质相同，铁片均会被氧化，溶液中均有生成 D．a和b用导线连接时，溶液中的应向铁电极移动且能更快地析出铜 10．如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是 A．电流流动方向为：X→外电路→Y→溶液→X B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn C．SO移向X电极，Y电极上有氢气产生 D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 11．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是 A．石墨电极上发生氧化反应 B．电子由锌片通过导线流向石墨棒 C．该装置将电能转化为化学能 D．将稀硫酸换成乙醇，灯泡亮度不变 12．某原电池构造如图所示。下列有关叙述正确的是 A．在外电路中，电子由银电极流向铜电极 B．取出盐桥后，电流计的指针仍发生偏转 C．外电路中每通过0.1mol电子，铜的质量理论上减小6.4g D．原电池的总反应式为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2 13．如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气的工艺流程。该方法对H2S的吸收率达99%以上，并可制取H2和S。下列说法不正确的是 A．实验室可用充分燃烧的方法消除H2S污染 B．吸收H2S的离子方程式为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ C．电解过程中的阴极反应主要为：2H+ +2e- =H2↑ D．该工艺流程体现绿色化学思想 14．电芬顿工艺被认为是一种很有应用前景的高级氧化技术，可用于降解去除废水中的持久性有机污染物，其工作原理如图a所示，工作10min时，Fe2+、H2O2电极产生量(mmol•L-1)与电流强度关系如图b所示： 下列说法错误的是 A．电流流动方向：Pt电极→电解质→HMC－3电极 B．Fe3+是该电芬顿工艺的催化剂 C．根据图b可判断合适的电流强度范围为55～60mA D．若处理9.4g苯酚，理论上消耗标准状况下62.72L氧气 15．下列实验装置不能达到实验目的的是 A．由海水制取蒸馏水 B．除Cl2中的HCl和水蒸气 C．验证铁的吸氧腐蚀 D．熔融烧碱 A．A B．B C．C D．D 二、填空题 16．电化学在生产和生活中都有重要的意义和作用。 (1)溶液是一种重要的铜盐试剂，在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。某同学利用溶液进行以下实验探究：图1是根据反应，设计成的锌铜原电池。Cu极的电极反应式是_______，盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电池工作时向_______(填“甲”或“乙”)移动。 (2)图2中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜： ①b处通入的是_______(填“”或“”)，a处的电极反应式为_______。 ②当铜电极的质量减轻3.2g，消耗的在标准状况下的体积为_______mL。 (3)二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已研发出用电解法制取的新工艺(图3)。 ①产生的电极反应式为：_______。 ②当阴极产生标准状况下112mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为_______。 17．氨是一种重要的工业品，也可作燃料电池的原料。回答下列问题： (1)NH3的电子式为____，Sb与N位于同一主族，核电荷数为51，其在元素周期表中的位置为____。 (2)等利用BaZrO3基质子陶瓷膜反应器，通过电化学方法合成氨的装置如图所示。 ①电解质溶液可能为____(填“稀H2SO4”或“KOH”)溶液。 ②有NH3生成的电极为该电池的____(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式为___。 (3)N2H4(联氨)可由NH3与NaClO溶液制得，该反应的离子方程式为___。 (4)标准状况下，将由16.8LN2和50.4LH2组成的混合气体通入一体积为1L的恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应：N2+3H22NH3。5min后反应达到平衡，此时容器压强为起始压强的，0～5min内υ(NH3)___ mol∙L−1∙min−1，N2的转化率为____(保留3位有效数字)。 18．利用太阳能电解水制H2是一种“绿氢”制备方案。采用固体氧化还原调节剂作为离子交换体系，实现H2、O2分离，工作原理如图。 请回答下列问题。 (1)导线中电子由太阳能电池流向______(填“a”“b”“c”或“d”，下同)电极，电解质溶液中，流向______电极。 (2)太阳能电池工作时，b电极上发生的电极反应式为______。 (3)电解一段时间后，右池溶液pH ______(填“增大”“减小”或“不变”)，此时若将b、c电极对调，循环利用是否可行______(填“是”或“否”)。 (4)若电解质溶液用稀硫酸代替，会引起的后果是______。 (5)该电解过程中产生的和可以在NaOH溶液中构成燃料电池，将储存的太阳能释放出，使能源循环利用。 ①燃料电池中负极应通入的气体为______。 ②燃料电池中通入的电极上发生的电极反应式为______。 19．一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意图如下。 请回答下列有关该电池的问题： (1)反应，每消耗1mol 理论上转移的电子数目为_______。 (2)电池工作时，向电极_______(填“A”或“B”)移动。 (3)电极A上参与的电极反应为_______。 (4)电极B上发生的电极反应为_______。 20．该小组同学设想用电解硫酸钠溶液装置来制取氧气、氧气、硫酸和氧氧化钠。请结合实验小组探究活动设想图，回答下列问题： (1)B出口导出的气体是________。 (2)制得的氢氧化钠溶液从出口________(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。 (3)通过负离子交换膜的离子数________(填“>”、“<”或“=”)通过正离子交换膜的离子数。 (4)氢气、氧气和氢氧化钠溶液又可制成燃料电池，该电池的负极反应式为________________。 21．W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，其中Z位于ⅦA族。请回答下列问题。 W Y X Z (1)W的原子结构示意图为_________。能说明Z的非金属性比X的非金属性强的事实是_______________(举一例)。 (2)W、Y和氢3种元素所形成的一种化合物，其75%(体积分数)的溶液常用于医疗消毒，该化合物的结构简式为__________。用化学方程式表示该化合物在中学实验室的一种用途____________。 (3)电解NaZ水溶液时，阴极的电极反应式为___________。工业上，以上述反应的阳极产物和Ca(OH)2为原料，制备漂白粉反应的化学方程式为_____________。 (4)已知：298K时，金属钠与Y2气体反应，生成1 mol Na2Y固体时，放出热量414 kJ；生成1 mol Na2Y2固体时，放出热量511 kJ。由Na2Y固体与Y2气体反应生成Na2Y2固体的热化学方程式为_________。 22．用如下装置进行实验： (1)关闭上端止水夹，接通K1，一段时间后用压强传感器测得装置上部压强减小，铁棒表面出现锈迹。则铁棒主要发生，_______腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)；此时碳棒上的电极反应式为：_______。 (2)Na2FeO4是一种新型净水剂，可以通过以下反应制备：Fe(OH)2+2Cl2+6NaOH=Na2FeO4+4NaCl+4H2O，为制得Na2FeO4，用一支倒扣的漏斗罩住碳极，如图，首先打开止水夹，断开K1、K2，接通K3。几分钟后，漏斗中产生的气体是_______；此时发生的总反应化学方程式为：_______。 (3)断开K1、K3，接通K2。阳极的电极反应式为_______。打开漏斗上口软塞，发生(2)中反应生成Na2FeO4。 (4)Na2FeO4有强氧化性可用于杀菌消毒，还可净水，其净水的原理是_______。 23．冰晶石又名六氟铝酸钠()，白色固体，微溶于水，常用作电解铝工业的助熔剂。工业上用萤石(主要成分是)、浓硫酸、氢氧化铝和碳酸钠溶液通过湿法制备冰晶石，某化学实验小组模拟工业上制取的装置图如图(该装置均由聚四氟乙烯仪器组装而成)。已知： 回答下列问题： (1)实验仪器不能使用玻璃仪器的原因是_______(用化学方程式表示)。 (2)装置Ⅲ的作用为_______。 (3)在实验过程中，装置Ⅱ中有气体逸出，同时观察到有白色固体析出，请写出该反应的离子方程式：_______。 (4)装置Ⅱ反应后的混合液经过过滤可得到晶体，在过滤操作中确定沉淀已经洗涤干净的方法是_______。 (5)在电解制铝的工业生产中，阳极的电极反应式为_______。 (6)萤石中含有少量的杂质，可用装置Ⅰ反应后的溶液来测定氟化钙的含量。具体操作如下：取8.0g萤石加入装置Ⅰ中，完全反应后，将混合液加水稀释，然后加入足量的KI固体，再以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，当出现_______现象时，到达滴定终点，消耗标准溶液40.00mL，则萤石中氟化钙的百分含量为_______。(已知：) 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．电解氯化钠溶液时，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故使用阳离子交换膜隔开两极产物，A正确； B．电镀时，镀层金属作阳极，故在铁上镀铜时，铁作阴极，铜作阳极，B正确； C．钠和镁是电解熔融氯化物生成金属单质，氯化铝是共价化合物，所以熔融时，它是不导电的，只能电解氧化铝制取铝，C错误； D．电解精炼铜一段时间，由于粗铜中的Fe等金属优先放电，而阴极只有铜离子放电，则电解质溶液中c（Cu2+）略减小，D正确； 故选C。 2．C 【分析】甲池为原电池，通端为负极，通端为正极。因此乙池中A为阳极，电极反应为；B为阴极，电极反应为。丙池中C为阳极，电极反应为，D为阴极，电极反应为。 解析：A．甲池为原电池，通端为负极，失电子变为，溶液左端阳离子浓度增加，向左迁移，A正确； B．根据分析可知乙池中总反应的化学方程式为：，B正确； C．乙池中，若A、B电极对换，B为阳极，电极反应为：，A为阴极，电极反应为，总反应发生了变化，C错误； D．根据分析可知C电极产生，电路中电子转移了2mol，甲池中通端电极反应为，电路中转移2mol电子，则消耗0.5mol，在标况下氧气消耗量为11.2L，D正确； 故选C。 3．D 解析：A．孔隙中电解液呈酸性，可以发生析氢腐蚀，A正确； B．孔蚀中Fe2+水解+2H2OFe(OH)2 + 2H+，导致电解质溶液酸性增强，B正确； C．将外接电源负极与金属相连，金属作电解池阴极，属于外加电流法保护，可以防止孔蚀发生，C正确； D．未指明状态，无法根据气体摩尔体积公式作出具体计算，D错误； 故选D。 4．A 解析：A．用电催化氮气与水反应进行固氮时，根据催化剂机理，氮气不断的接受氢离子生成氨气，根据电子转移及质量守恒原理得到该固氮反应的化学方程式为：2N2+6H2O4NH3+3O2，故A正确； B．水变为O2，化合价升高，在阳极生成，氮气变为NH3，化合价降低，在阴极生成，故B错误； C．该固氮过程中利用催化剂提高了反应速率，催化剂不改变平衡移动，因此不能提高反应限度，故C错误； D．①～⑥步过程中，②③步只有极性键的形成，没有非极性键形成，故D错误。 综上所述，答案为A。 5．A 解析：A．碱性锌锰干电池是原电池，是化学能转化成电能，A正确； B．冶炼金属钠是电解熔融的氯化钠，属于电解池，是电能转化成化学能，B错误； C．太阳能电池是将太阳能转化成电能，C错误； D．天然气燃烧是化学能变成光能和热能的过程，D错误； 答案选A。 6．B 解析：A．B最外层有3个电子，它和3个氢原子形成3个共价键，再没有更多的电子了。所以只能是H得到一个外来电子，H-提供1个提供给B一对孤对电子，而形成配位键；故A错误； B．放电过程中，b电极上反应式为H2O2＋2e−=2OH−，溶液中c(OH−)增大，溶液的pH上升，故B正确； C．放电过程中H2O2得电子生成OH−，电极反应式为H2O2＋2e−=2OH−，所以放电过程中1molH2O2参与反应，得到2×6.02×1023个电子，故C错误； D．a电极上失电子和OH−反应生成和H2O，电极反应式为，故D错误； 故答案选B。 【点睛】本题考查原电池，侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力，明确原电池概念、电极反应式的书写方法是解本题关键，难点是电极反应式的书写，题目难度不大。 7．A 解析：A．对于含重金属(如铅、汞或镉等)离子的废液，可用Na2S或NaOH使其转化为沉淀处理，A正确； B．在给粗糙铁质镀件电镀时，用砂纸将镀件打磨干净后应该再使用氢氧化钠溶液除去油污，B错误； C．在润洗洁净的碱式滴定管时，先从滴定管上口加入3~5 mL待盛装碱液，然后倾斜滴定管使液体润湿内壁，然后轻挤压滴定管中的玻璃珠，将液体从滴定管下端放入预置的烧杯，重复2-3次，C错误； D．中和热测定实验中，环形玻璃搅拌棒应上下匀速搅拌，以减少热量散失，D错误； 故选A。 8．C 解析：A．铁片表面无变化是因为铁发生了钝化，仍是铁的还原性强于铜，故A错误； B．验证铜与浓硫酸反应后的产物，应将反应液倒入盛水的烧杯中，防止浓硫酸稀释时液滴飞溅，故B错误； C．用新制氢氧化铜碱性悬浊液可以检验醛基存在，新制氢氧化铜碱性悬浊液有弱氧化性，在加热下被醛基还原为砖红色的氧化亚铁沉淀，故C正确； D．Na2S与ZnSO4反应中，Na2S过量，可以继续与CuSO4反应产生黑色沉淀，无法证明由硫化锌转化为了硫化铜，故无法得出Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)的结论，故D错误； 答案选C。 9．D 解析：A．a和b不连接时，没有形成闭合回路，不能形成原电池，铁直接把铜置换出来，故A正确； B．a和b用导线连接时，构成原电池，铁比铜活泼，作负极，铜作正极，故B正确； C．无论a和b是否连接，反应的本质均为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，铁片均会被氧化，溶液中均有生成；故C正确； D．a和b用导线连接时，构成原电池，铁作负极，铜作正极，向正极移动，故D错误； 故答案选D。 10．C 解析：A．根据电子流动的方向，X为负极，Y为正极，电流从正极流出，经导线流向负极，再经溶液流向正极，A错误； B．X为负极，Zn为活泼金属，作负极，石墨作正极，B错误； C．原电池中，阴离子向负极移动，移向X电极，稀硫酸作为电解质，正极上产生，C正确； D．X为负极，失去电子，发生氧化反应，Y极为正极，得电子发生的是还原反应，D错误； 故选C。 11．B 解析：A．该原电池中Zn为负极，发生氧化反应，石墨为正极，发生还原反应，A错误； B．Zn失去的电子由锌片通过导线流向石墨棒，B正确； C．该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，C错误； D．乙醇为非电解质，若将稀硫酸换成乙醇，不能构成原电池，灯泡不亮，D错误； 故答案选B。 12．D 【分析】根据图中信息及铜的活泼性大于银，因此铜作负极，银作正极。 解析：A．在外电路中，电子由负极(Cu)电极流向正极(Ag)电极，故A错误； B．取出盐桥后，必能形成闭合回路，因此电流计的指针不会发生偏转，故B错误； C．外电路中每通过0.1mol电子，理论上铜物质的量减少0.05mol即铜的质量理论上减小3.2g，故C错误； D．根据前面分析铜失去电子变为铜离子，银离子得到电子变为银单质，因此原电池的总反应式为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2，故D正确； 综上所述，答案为D。 13．A 【分析】氯化铁与硫化氢发生氧化还原反应生成盐酸、S和氯化亚铁，过滤后滤液中含HCl、FeCl2，电解时发生2HClH2↑+Cl2↑，氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁，氯化铁可循环利用。 解析：A．H2S完全燃烧的产物是SO2和水，SO2是大气污染物，不能用充分燃烧的方法消除H2S污染，故A错误； B．FeCl3吸收H2S发生氧化还原反应，生成FeCl2、S、HCl，反应的离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+，故B正确； C．阳极生成氯气，氯气把FeCl2氧化为FeCl3，阴极放出氢气，阴极反应主要为2H+ +2e- =H2↑，故C正确； D．该工艺流程，FeCl3与H2S反应生成FeCl2、S、HCl，电解滤液又生成氯化铁，则FeCl3在该工艺流程中可循环利用，体现绿色化学思想，故D正确； 选A。 14．C 【分析】电极上氧气、铁离子发生还原反应，为阴极，则电极为阳极； 解析：A．由分析可知，电极为阴极，则电极为阳极，电流流动方向：电极→电解质→电极，故A正确； B．转化为亚铁离子，亚铁离子和过氧化氢生成羟基自由基和铁离子，铁离子在反应前后没有改变，是该电芬顿工艺的催化剂，故B正确； C．过量的过氧化氢会氧化亚铁离子，导致生成的羟基自由基减少，使得降解去除废水中的持久性有机污染物的效率下降，故据图b可判断合适的电流强度范围为40mA左右，C错误； D．反应中氧气转化为过氧化氢，苯酚转化为二氧化碳，0.1mol的苯酚发生反应，要消耗2.8mol的·OH，而2.8mol的·OH需要2.8mol的过氧化氢，也就对应2.8mol的氧气，因此氧气在标准状况下的体积为62.72L，D正确； 选C。 15．D 解析：A．可以通过蒸馏装置得到蒸馏水，图中进出水方向也正确，A正确； B．稀硫酸相当于增大了氢离子浓度，可以抑制氯气与水反应，降低氯气在水中的溶解程度，HCl易溶于水，稀硫酸溶液也吸收氯化氢，再用浓硫酸干燥气体，除去水蒸气，能实现实验目的，B正确； C．食盐水是NaCl溶液属于中性环境，在中性或弱酸性环境中，铁丝发生吸氧腐蚀，导致试管中气体压强减小，红墨水进入长导管，可达到实验目的，C正确； D．石英的主要成分为二氧化硅，属于酸性氧化物，可以与烧碱反应，不能用石英坩埚熔融烧碱，D错误； 故选D。 二、填空题 16．(1) 乙 (2) 280 (3) 0.01mol 解析：（1）由总反应可知，铜极为正极，反应为；原电池中阳离子向正极移动，故电池工作时向乙移动； （2）在Ⅱ中实现铁上镀铜，则铁极为阴极，连接的a为负极，则b为正极； ①由分析可知，b为正极，故b处通入的是，氧气得到电子发生还原反应；a处的电极为负极，甲烷失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子，反应式为。 ②当铜电极的质量减轻3.2g，铜的物质的量为0.05mol，根据电子守恒可知，消耗的为0.0125mol，在标准状况下的体积为280mL； （3）①用电解法制取，则氯失去电子发生氧化反应生成，为阳极，反应为； ②阴极反应为，当阴极产生标准状况下112mL气体（为0.005mol）时，右侧生成0.01mol氢氧根离子，则有0.01mol钠离子通过阳离子交换膜进入右侧。 17．(1) 第五周期VA族 (2) 稀H2SO4 正极 CH4+2H2O－8e－=CO2+8H+ (3)2NH3+ClO－=N2H4+H2O+Cl－ (4) 0.2 66.7% 解析：（1）NH3的电子式为，N为第VA族，Sb与N位于同一主族，核电荷数为51，大于36小于54，则为第五周期，因此其在元素周期表中的位置为第五周期VA族；故答案为：；第五周期VA族。 （2）①利用BaZrO3基质子陶瓷膜反应器，说明电解质溶液可能为稀H2SO4；故答案为：稀H2SO4。 ②氮气化合价降低变为氨气，正极化合价降低，得到电子，因此有NH3生成的电极为该电池的正极，甲烷化合价升高，失去电子，为负极，因此负极的电极反应式为CH4+2H2O－8e－=CO2+8H+；故答案为：正极；CH4+2H2O－8e－=CO2+8H+。 （3）N2H4(联氨)可由NH3与NaClO溶液制得，次氯酸根变为氯离子，其反应的离子方程式为2NH3+ClO－=N2H4+H2O+Cl－；故答案为：2NH3+ClO－=N2H4+H2O+Cl－。 （4）标准状况下，将由16.8LN2即0.75mol和50.4LH2即2.25mol组成的混合气体通入一体积为1L的恒容密闭容器中，，根据题意得到，解得x=0.5，则0～5min内，N2的转化率为；故答案为：0.2；66.7%。 18．(1) a bd (2) (3) 增大 是 (4)NiOOH、被硫酸溶解 (5) 【分析】该装置为电解池装置，d电极产生氧气，为阳极，c为阴极，b为阳极，a为阴极。 解析：（1）a电极是电解池的阴极，且电子不经过溶液，故导线中电子应从太阳能电池流向电解池a极，电解质溶液中，阴离子流向电解池的阳极，故分别流向两个电解池的b、d电极； （2）b极反应式：； （3）电解时，电极a发生反应，电极b发生反应：，与电极b合计未消耗和，故左池溶液pH不变；电极d发生反应：，电极c发生反应：，每转移4个e-，c、d电极合计消耗2分子，右池溶液pH增大。电解一段时间后，b电极附着大量NiOOH、c电极附着大量，将其对调可将含镍化合物循环利用； （4）该装置工作原理示意图中循环转化的物质NiOOH，均能被硫酸溶解； （5）①通入的电极应为燃料电池的负极； ②通入的电极上发生的电极反应式为。 19．(1)6NA (2)A (3) (4) 解析：（1）CH4中的C由－4价升高到+2价，失去6个电子，则1molCH4参与反应转移6mol电子，电子数目为6NA； （2）由题目图像可分析出A电极上CO与H2的混合气体反应后生成CO2和H2O，C、H的化合价上升，发生氧化反应，可得A电极为负极，原电池的电解池中阴离子向负极移动，故向A电极移动； （3）根据图中信息和电解质的成分，可得A电极上CO与H2失4个电子，发生氧化反应生成CO2和H2O，电极反应式为； （4）B电极上O2得4个电子，发生还原反应，与CO2结合生成，电极反应式为。 20．(1)氧气 (2)D (3)＜ (4)H2−2e－＋2OH－＝2H2O 解析：（1）左边为阳极，阳极是水中氢氧根失去电子变为氧气，因此B出口导出的气体是氧气；故答案为：氧气。 （2）右边是阴极，阴极是水中氢离子得到电子变为氢气，剩余氢氧根与钠离子结合形成氢氧化钠，因此制得的氢氧化钠溶液从出口D导出；故答案为：D。 （3）钠离子穿过正离子交换膜向右移动，硫酸根穿过阴离子交换膜向左移动，根据穿过离子交换膜的电荷数相等分析得到通过负离子交换膜的离子数＜通过正离子交换膜的离子数；故答案为：＜。 （4）氢气、氧气和氢氧化钠溶液又可制成燃料电池，该电池的负极为燃料氢气，其负极的电极反应式为H2−2e－＋2OH－＝2H2O；故答案为：H2−2e－＋2OH－＝2H2O。 21．(1) 酸性强弱；HClO4＞H3PO4(或其他合理答案) (2) CH3CH2OH CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O (3) 2H+＋2e－＝H2↑ 2Cl2＋2Ca(OH)2＝CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O (4)Na2O(s)＋O2(g)＝Na2O2(s)；△H＝－97 kJ/mol 【分析】根据W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的位置可知W、Y在第二周期，X、Z在第三周期，Z位于ⅦA族，应为Cl元素，根据四种元素所在周期表中的相对位置可知，X为P元素，W为C元素，Y为O元素，结合元素周期律和对应化合物的性质分析解答。 解析：（1）W为C元素，原子序数为6，原子核外有2个电子层，最外层电子数为4，对应的原子结构示意图为，同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，则对应的最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强，即：HClO4＞H3PO4，故答案为； 酸性强弱为HClO4＞H3PO4； （2）W为C元素，Y为O元素，和氢3种元素所形成的一种化合物，其75%(体积分数)的溶液常用于医疗消毒，该化合物为乙醇，结构简式为CH3CH2OH，乙醇是实验室常见的酒精灯中的燃料，CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O，故答案为CH3CH2OH；CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O； （3）电解NaCl溶液，阴极发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，阳极发生氧化反应生成Cl2，与Ca(OH)2反应制备漂白粉，反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，故答案为2H++2e-=H2↑；2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O； （4）已知：①2Na(s)+O2(g)=Na2O(s)；ΔH=-414kJ/mol，②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)；ΔH=-511kJkJ/mol，利用盖斯定律，将②-①可得：Na2O(s)+ O2(g)=Na2O2(s)；ΔH=-97kJ/mol，故答案为Na2O(s)+O2(g)=Na2O2(s)；ΔH=-97kJ/mol。 22．(1) 吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- (2) 氯气 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2 (4)被还原为Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体，利用Fe(OH)3胶体的吸附作用净水 解析：接通K1时，该装置为原电池，Fe为负极，发生吸氧腐蚀，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，碳棒为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-；接通K2时，该装置为电解池，Fe为阳极，电极反应为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，碳棒为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-；接通K3时，该装置为电解池，碳棒为阳极，电极反应为2Cl--2e-= Cl2，Fe为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-。 （1）根据分析，接通K1时，铁棒主要发生吸氧腐蚀；碳棒为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-； （2）根据分析，接通K3时，碳棒为阳极，电极反应为2Cl--2e-= Cl2，因此漏斗中的气体为氯气；此时发生电解饱和NaCl的反应，总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑； （3）根据分析，接通K2时，Fe为阳极，电极反应为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2； （4）Na2FeO4中Fe为+6价，表现强氧化性，在反应后化合价降低，被还原生成Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体，利用Fe(OH)3胶体的吸附作用净水。 23．(1)4HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2O (2)作为安全瓶，防止倒吸 (3)2Al(OH)3＋12HF＋6Na＋＋3=2Na3AlF6↓＋3CO2↑＋9H2O (4)取最后一次洗涤液少许于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀已洗涤干净 (5)2O2-_4e-=O2↑ (6) 溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复 96% 【分析】装置Ⅰ中，用浓硫酸和萤石制备，装置Ⅱ中，、和反应制备冰晶石，装置Ⅲ为防倒吸装置，装置Ⅳ为尾气处理装置。 解析：（1）因为反应中有生成，与反应：，所以装置中的仪器都不能用玻璃仪器； （2）装置Ⅲ的作用为：作为安全瓶，防止倒吸； （3）装置Ⅱ中，、和反应制备冰晶石，反应的方程式为：； （4）晶体表面有，在过滤操作中确定沉淀已经洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液少许于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀已洗涤干净； （5）工业上电解制备铝，阳极的电极反应式为：； （6）和硫酸反应生成，向溶液中加入，发生反应：，再加入标准溶液滴定，用淀粉作指示剂，当滴入最后一滴标准溶液时，溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复，根据，，为0.02moL，质量为，氟化钙的质量为：，质量分数为：。 学科网（北京）股份有限公司 $$