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．下列有关工业制法正确的是 A．制硅：用氯气直接还原二氧化硅 B．制氯：用海水为原料制得饱和食盐水，再通电电解 C．制钛：用金属钠置换氯化钛()溶液中的钛 D．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.95%的铜 2．在如图所示的两个烧杯中分别插入形状和大小几乎一样的破损的镀铜铁片和破损的镀锌铁片，一段时间后，下列说法正确的是 A．甲和乙烧杯中的铁均被保护 B．甲中破损处的铁片溶解，铜层上会产生气泡 C．相比甲，乙中镀锌铁片中的铁被腐蚀得更严重 D．向两个烧杯中分别滴加KSCN溶液，溶液均变红 3．下列装置设计能达到实验目的是 A．装置A：使Fe表面腐蚀电流降至零或接近于零 B．装置B：制取少量含NaClO的消毒液 C．装置C：在锌表面镀铜 D．装置D：测定中和反应的反应热 4．下图所示，能实现电能转化为化学能的是 A．锌锰干电池 B．火力发电厂 C．太阳能电池 D．六角螺栓镀铜 A．A B．B C．C D．D 5．碳固体氧化物电池是一种高效、环境友好的燃料电池。电池工作时，物质的转化原理如图所示。下列说法正确的是 A．多孔电极a为负极 B．多孔电极b的反应：CO-2e-+O2-=CO2 C．整个装置的总反应：CO2+C=2CO D．该电池能将碳燃料产生的能量100%转化为电能 6．下图原电池装置中，用盐桥连接两烧杯中的电解质溶液。盐桥中阳、阴离子的电迁移率应尽可能地相近。(电迁移率用表示，单位：)。下列有关说法不正确的是 阳离子 阴离子 已知：左、右烧杯中溶液体积相同 4.07 4.61 5.19 7.40 6.59 7.91 7.62 8.27 A．盐桥中的电解质可以为 B．盐桥中的阳离子进入右侧烧杯溶液中 C．电流计读数不变时，向右侧烧杯中加入硫酸铁固体，指针会继续偏转 D．电池反应一段时间后，测得左侧溶液中增加了，则右侧溶液中为 7．在铜锌原电池中，锌板不纯时，少量氢气可以从锌板表面析出。解决方法是用棉花蘸取汞盐后擦拭锌板，在锌的表面形成锌汞齐(锌汞合金)。表面形成锌汞合金的锌板，单独浸泡在稀硫酸中，不再析出氢气，下列说法错误的是 A．形成原电池后一定会加快氧化还原反应的速率 B．锌板不纯时，析出少量氢气的原因是在锌电极上形成了原电池 C．反应时，电子从Zn电极通过外电路向Cu电极转移 D．负极的电极反应方程式： Zn-2e-=Zn2+ 8．化学与生活、生产、科技密切相关，下列有关说法正确的是 A．硅胶、生石灰、铁粉是食品包装中常用的干燥剂，利用了它们的吸水性 B．第五形态的碳单质“碳纳米泡沫”，与石墨烯互为同分异构体 C．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法 D．“熔喷布”可用于制作N95型口罩，生产“熔喷布”的主要原料是聚丙烯，它属于纯净物 9．某实验小组要定量探究铁锈蚀的因素，设计如图所示实验装置，检查气密性，将5 g铁粉和2 g碳粉加入三颈烧瓶，时刻，加入2 mL饱和氯化钠溶液后，再将一只装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。下列说法错误的是 A．铁发生锈蚀的反应是放热反应 B．温度降低是因为反应速率减慢了 C．BC段压强减小是因为铁和氧气直接反应生成了氧化铁 D．压强变大是因为发生了铁的析氢腐蚀 10．水系金属燃料电池具有较高的理论容量，常用于大型储能场景。一种水系锌一空气电池(ZAB)如图所示。下列说法错误的是 A．隔膜为阳离子交换膜 B．该电池具有高安全性，原料丰富等优点 C．放电时，正极发生反应O2+4e-+2H2O = 4OH- D．充电时，当电路中转移2mol电子理论上产生65gZn 11．如图所示的装置，下列说法不正确的是 A．锌片为负极 B．该装置将化学能转化为电能 C．电子由锌片经导线流向铜片 D．铜片溶解，质量减少 12．微生物电化学产甲烷法能将电化学法和生物还原法有机结合，装置如图所示(左侧转化为和，右侧和转化为)。有关说法正确的是 A．电源a端为负极 B．该方法能实现二氧化碳零排放 C．b电极的反应为： D．外电路中每通过，与a相连的电极将产生 13．如图所示，甲池的总反应式为：，下列关于该电池工作时的说法正确的是 A．甲池中负极反应为： B．该装置工作时，Ag电极上有气体生成 C．甲池和乙池中的溶液的pH前者不变，后者减小 D．当甲池中消耗0.1mol时，乙池中理论上最多产生12.8g固体 14．如图所示的装置，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，关于此装置的下列叙述中，正确的是 A．M上有气体放出 B．电解质溶液中移向M极 C．M为正极，N为负极 D．导线中有电流通过，电流方向是由M到N 15．利用介质耦合微生物电化学系统与电催化还原系统，既能净化废水，又能向高附加值产物转化，其工作原理示意图如图a和图b所示，下列说法错误的是 A．图a装置和图b装置中的都是从左向右移动 B．图a装置中甲电极的反应式为： C．图b装置中丙电极的电势比丁电极高 D．图b装置中丁电极中每消耗(标准状况)，转移电子数约为 二、填空题 16．金属的腐蚀 (1)金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生_______________反应． (2)金属腐蚀的类型 ①化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与其表面接触到的物质直接发生化学反应 不纯的金属接触到电解质溶液发生原电池反应 本质 现象 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 区别 无电流产生 有微弱电流产生 联系 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重 ②析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性 电 负极 正极 ___________ ___________ 总反应式 ___________ 联系 吸氧腐蚀更普遍 17．回答下列问题 (1)图中甲池是_____ (“原电池”或“电解池”)装置，其中OH-移向 _____ (填“CH4”或“O2")极。 (2)写出通入CH4的电极的电极反应式： _______________________________________ (3)向乙池两电极附近分别滴加适量紫色石蕊溶液，附近变红的电极为_________(填“A"或“B")极，并写出此电极的电极反应式______________________________________________ (4)乙池中总反应的离子方程式为______________________________ (5)常温下，当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，乙池的pH是_______________(若此时乙池中溶液的体积为500mL)；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是________________(填字母)。 A．MgSO4 B．CuSO4 C．NaCl 18．电化学原理在生产生活中应用广泛。 (1)甲烷燃料电池用于电解的装置如图所示，回答以下问题 ①通入的电极是______(填“正极”或“负极”)；通入的电极反应式为____。 ②若用于电解精炼铜，M极的电极材料为______。 ③若用于铁件上镀铜，电解10min后，铁件增重6.4g，此过程中消耗标准状况下的体积至少为______ L。 (2)深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌(该还原菌最佳生存环境在pH为7~8之间)作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示： ①正极电极反应式为______。 ②设计一种可以防止铁管道被腐蚀的方法：______。 19．完成下列小题 (1)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示： 正极为___________(填“A电极”或“B电极”)，H+移动方向为由___________到___________(填“A”或“B”)，写出A电极的电极反应式：___________。 (2)SO2和NOx是主要大气污染物，利用下图装置可同时吸收SO2和NO。 ①a是直流电源的___________极。 ②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为___________。 ③用离子方程式表示吸收NO的原理___________。 (3)结合下图所示的电解装置可去除废水中的氨氮(次氯酸氧化能力强)。 ①a极为___________。 ②d极反应式为___________。 (4)VB2-空气电池是目前储电能力最高的电池。以VB2-空气电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液如图所示，该电池工作时的反应为4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5，VB2极发生的电极反应为___________。 20．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。 (1)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负极的电极反应式为_______。 ③放电过程中，H＋由_______极区向_______极区迁移(填“正”或“负”)。 ④在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是_______。 (2)已知CH4、CH3OH、CH3OCH3都是较好的燃料，都可以作为燃料电池的燃料。 作为电池燃料，CH4、CH3OH、CH3OCH3比能量最高的是_______(电池的比能量就是参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小)。 21．有 A、B、C、D、E 五种短周期主族元素，原子序数由 A 到 E 逐渐增大．①A 元素最外层电子数是次外层电子数的 2 倍． ②B 的阴离子和 C 的阳离子与氖原子的电子层结构相同．③在通常状况下，B 的单质是气体，0.1molB 的气体与足量的氢气完全反应共有 0.4mol 电子转移．④C 的单质在点燃时与 B 的单质充分反应，生成淡黄色的固体， 此淡黄色固体能与 AB2 反应可生成 B 的单质．⑤D 的气态氢化物与其最高价含氧酸间能发生氧化还原反应．请写出： （1）A 元素的最高价氧化物的电子式_________________，A 元素简单气态氢化物可构成碱性燃料电池，该电池的的负极电极方程式为：_____________________ （2）B 元素在周期表中的位置 _____________________ （3）B 单质与 C 单质在点燃时反应的生成物中所含化学键类型有 _________________ （4）D 元素的低价氧化物与 E 的单质的水溶液反应的化学方程式为 ：____________________ （5）C 与 D 能形成 2：1 的化合物，用电子式表示该化合物的形成过程：_________________________ 22．某小组探究溶液与溶液的反应原理，实验过程如表： 实验序号 Ⅰ Ⅱ 实验过程 实验现象 紫色变浅(pH<1)，生成棕褐色沉淀() 溶液呈淡黄色(pH=8)，生成浅粉色沉淀(MnS) 查阅文献： i、在强酸性条件下被还原为，在近中性条件下被还原为； ⅱ、单质硫可溶于硫化钠溶液，溶液呈淡黄色。 回答下列问题： (1)根据实验可知，具有___________性，实验I的现象与文献信息ⅰ存在差异，其原因是新生成的产物与过量的反应物进一步发生反应，该反应的离子方程式是___________。 (2)甲同学预测实验I中被氧化成。 ①根据实验现象，乙同学认为甲的预测不合理，理由是___________。 ②乙同学取实验I中少量溶液进行实验，检测到溶液中含有，得出被氧化成的结论，丙同学否定了该结论，理由是___________。 ③同学们经讨论后，设计了如图实验，证实该条件下的确可以将氧化成。 a、右侧烧杯中的溶液是___________。 b、连通后电流计指针偏转，一段时间后，___________(填操作和现象)。 (3)实验Ⅱ与文献完全相符的现象应该是___________和溶液呈淡黄色，没有产生该实验现象的可能原因是___________。 (4)反思该实验，反应物相同，而现象不同，体现了物质变化不仅与其自身的性质有关，还与___________(填序号)因素有关。 a、反应物浓度 b、溶液的pH c、反应物用量 23．氧化还原反应可拆分为氧化和还原两个“半反应”。某小组同学从“半反应”的角度探究反应规律。 (1)已知：IO+I-→I2的转化在酸性条件下才能发生。 ①该转化的还原半反应是2IO+10e-+12H+=I2+6H2O，则相应的氧化半反应是_______。 ②分析上述还原半反应可知：增大c(H+)可促进IO得到电子，使其_______性增强，进而与I-发生反应 (2)探究Cu与浓盐酸能否发生反应。 ①有同学认为Cu与浓盐酸不能发生反应产生氢气，其依据是_______。 用如下装置进行实验[硫酸与浓盐酸中c(H+)接近]。 装置 序号 试管内药品 现象 甲 浓盐酸 24小时后仍无明显变化 乙 Cu粉+硫酸 24小时后仍无明显变化 丙 Cu粉+浓盐酸 24小时后气球变鼓 ②甲是对比实验，目的是排除_______的干扰。 ③a.丙中气球变鼓是因为生成了_______气体(填化学式)。 b.经检测，丙中反应后溶液中存在[CuCl4]3-。从氧化还原性的角度分析丙中反应能够发生的原因：_______。 (3)探究以下原电池的工作原理。 实验结果：产生电流，左侧Ag电极表面有Ag析出。右侧Ag电极周围生成AgCl。 ①该装置中右侧Ag电极作_______(填“正”或“负”)极。 ②对该原电池的电极反应和总反应的反应类型进行分析，谈谈对原电池工作原理的认识：_______。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．工业制硅是用焦炭和SiO2在电炉中制取，A错误； B．用海水为原料制得饱和食盐水，再通电电解制得氯气，B正确； C．钠过于活泼，会与水反应，无法置换溶液中的钛，C错误； D．黄铜矿（主要成分为CuFeS2）经过冶炼后得到粗铜，粗铜进行电解得到99.95%的铜，D错误。 答案选B。 2．B 【分析】根据分析，甲中铜作正极，铁作负极；乙中铁作正极，锌作负极； 解析：A．甲中铁作负极，被腐蚀，A错误； B．根据分析，甲中铁片为负极发生反应溶解，溶液中的氢离子在铜层上生成氢气，B正确； C．甲中铁作负极，被腐蚀，乙中铁作正极，被保护，甲中铁腐蚀更严重，C错误； D．乙中的铁被保护，溶液不会变红，D错误； 故答案为：B。 3．B 解析：A．要使铁表面腐蚀电流降至零或接近于零，铁电极应与直流电源的负极相连，故A错误； B．由图可知，与直流电源正极相连的阳极生成的氯气与阴极生成的氢氧化钠溶液能反应生成有效成分为次氯酸钠的消毒液，故B正确； C．由图可知，该装置为原电池，不能实现在锌表面镀铜的实验目的，故C错误； D．由图可知，该装置缺少环形玻璃搅拌棒，不能用于测定中和反应的反应热，故D错误； 故选B。 4．D 解析：A．锌锰干电池是将化学能转化为电能，A不符合题意； B．火力发电是化学能最终转化为电能的过程，B不符合题意； C．太阳能电池是将太阳能最终转化为电能，C不符合题意； D．六角螺栓镀铜，电镀是将电能转化为化学能，D符合题意； 答案选D。 5．B 【分析】根据电子移动方向判断，电子流入的a为正极，电子流出的b为负极，氧气在正极上发生还原反应，O2+4e-=2O2-；CO在负极上发生氧化反应，CO-2e-+O2-=CO2，以此分析； 解析：A．根据分析，a为正极，A错误； B．CO在b极发生氧化反应，则电极反应式为CO-2e-+O2-=CO2，B正确； C．根据分析，总反应式为2CO+O2=2CO2，C错误； D．总反应中产生的CO2一部分转化为CO参加反应，所以碳燃料无法100%转化为电能，D错误； 故答案为：B。 6．A 【分析】由图可知电极反应为：铁电极发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+，石墨电极发生的反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+，即左侧为负极，右侧为正极，以此解题。 解析：A．在盐桥中，为维持两个烧杯中溶液的电荷平衡，两个盐桥中阴阳离子的迁移率应尽可能接近，由表格可知，钾离子和氯离子以及硝酸根离子的迁移率最接近，硫酸亚铁和硫酸铁由于水解会显酸性，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可将电解质溶液中的亚铁离子氧化，所以应选择氯化钾作为电解质，A错误； B．电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正极，盐桥中阳离子向正极移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中，B正确； C．电流计读数不变时，说明右侧三价铁反应完，此时向右侧烧杯中加入硫酸铁固体，则三价铁可以继续参与反应，指针会继续偏转，C正确； D．铁电极发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+，石墨电极发生的反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+，当铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.01 mol·L−1时，由电极反应可知，转移的电子的物质的量浓度为0.02 mol·L−1，根据石墨电极的电极反应可计算得出石墨电极增加的c(Fe2+)为0.02 mol·L−1，原溶液中c(Fe2+)为0.05 mol·L−1，所以反应后c(Fe2+)=0.02 mol·L−1+0.05 mol·L−1=0.07 mol·L−1，D正确； 故选A。 7．A 解析：A．形成原电池后部分氧化还原反应由于是同种电荷相互排斥导致离子很难在负极表面得到电子，从而导致电子转移到正极上，从而加快反应速率，但是若是异种电荷间的氧化还原反应则不能加快其反应速率，即形成原电池后不一定会加快氧化还原反应的速率，A错误； B．锌板不纯时，析出少量氢气的原因有很多，可能是锌与稀硫酸发生了化学腐蚀，也可能是锌板不纯时，锌作负极，锌板上不纯的杂质如C、Sn等可能作正极，在锌电极上形成了原电池，析出少量氢气，B正确； C．反应时，锌作负极，铜电极作正极，故电子从Zn电极通过外电路向Cu电极转移，C正确； D．由于Zn比Cu活泼，反应时，锌作负极，则负极的电极反应方程式： Zn-2e-=Zn2+，D正确； 故答案为：A。 8．C 解析：A．硅胶和生石灰都具有吸水性，所以常用作食品包装中的干燥剂，铁粉具有还原性而常用作抗氧化剂，故A错误； B．碳纳米泡沫和石墨烯都是碳元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，而不是同分异构体，故B错误； C．镁是活泼金属，作负极，失去电子，被氧化，电热水器的金属内胆得到了保护，这种方法叫牺牲阳极的阴极保护法，故C正确； D．聚丙烯是高分子化合物，属于混合物，故D错误； 答案选C。 9．C 解析：A．由温度曲线可知，铁发生锈蚀的反应是放热反应，温度升高，A正确； B．温度降低是因为装置中氧气被消耗，导致铁被锈蚀反应速率减慢了，B正确； C．BC段压强减小是因为铁在氧气、水共同作用下反应生成了铁锈，铁锈主要成分为氧化铁，C错误； D．压强变大是因为注射器中盐酸被压入三颈烧瓶中，盐酸和铁生成氢气，发生了铁的析氢腐蚀，D正确； 故选C。 10．A 【分析】由图可知，负极中Zn失去电子生成ZnO，电极方程式为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，O2在正极得到电子生成OH-，电极方程式为：O2+4e-+2H2O = 4OH-，则右侧生成的OH-经过阴离子交换膜进去负极，以此解答。 解析：A．由分析可知，隔膜为阴离子交换膜，故A错误； B．锌空气电池(ZABs)采用碱性水系电解质以金属锌和空气为电极，其理论能量密度高、成本低、安全性好，故B正确； C．由分析可知，放电时，O2在正极得到电子生成OH-，电极方程式为：O2+4e-+2H2O = 4OH-，故C正确； D．充电时，阴极电极方程式为：ZnO+H2O+2e-=Zn+2OH-，当电路中转移2mol电子理论上产生1molZn，质量为65g，故D正确； 故选A。 11．D 解析：A． 锌比铜活泼，锌片为负极，铜为正极，A正确； B． 该装置为原电池装置，将化学能转化为电能，B正确； C． 锌失去电子，电子由锌片经导线流向铜片，C正确； D． 锌片溶解、质量减少，铜片不溶解，D不正确； 答案选D。 12．C 【分析】左侧转化为和，发生氧化反应，故左侧为电解池阳极；右侧和转化为，发生还原反应，右侧为阴极。 解析：A．根据分析可知，左侧为阳极，则电源a端为正极，A错误； B．电解池总反应为CH3COO-+H+=CH4+CO2，故该方法不能实现二氧化碳零排放，B错误； C．b极二氧化碳得电子与氢离子反应生成甲烷和水，故电极反应式为，C正确； D．a极电极反应式为2H2O+CH3COO--8e-=2CO2+7H+，外电路中每通过，与a相连的电极在标准状态下将产生，D错误； 答案选C。 13．D 【分析】甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，阴极Ag反应为Cu2++2e-=Cu、阳极石墨反应为4OH-- 4e- = 2H2O +O2↑； 解析：A．通入肼的电极为负极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，选项A错误； B．乙池为电解池，阴极Ag反应为Cu2+ + 2e- = Cu，没有气体生成，选项B错误； C．甲池中反应生成水，氢氧化钾的浓度减小，pH减小，乙池中电解生成硫酸，溶液的pH减小，选项C错误； D．甲池N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，消耗0.1mol N2H4时，转移0.4mol电子，乙池Cu2+ + 2e- = Cu，产生0.2mol铜，为12.8g固体，选项D正确； 答案选 D。 14．B 【分析】如图所示，该装置为原电池，M为活泼性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，活动性M＞N，则M为负极，N为正极，据此分析解答。 解析：A．由于活动性M＞N，所以N为原电池的正极，在正极上溶液中的H+获得电子变为H2，所以N上有气泡产生，故A错误； B．原电池中阴离子向负极移动，M为负极，则移向M极，故B正确； C．根据题意可知两个电极的活动性M＞N，结合原电池反应组成可知：较活泼金属电极M电极为负极，失去电子，发生氧化反应，活动性较弱的石墨电极N为正极，故C错误； D．根据原电池反应原理可知：电子由负极M经外电路流向正极N，而电流的方向为正电荷的移动方向，电流方向与电子流向相反，因此导线中电流方向是由正极(N)流向负极(M)，故D错误； 答案选B。 15．B 【分析】由图可知，甲极发生氧化反应生成二氧化碳，为负极，则乙为正极；丙极发生氧化反应生成，为阳极，则丁为阴极； 解析：A．a中氢离子向正极右侧迁移，b中氢离子向阴极右侧迁移，故A说法正确； B．a装置中甲电极上乙酸根离子失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，反应式为：，故B说法错误； C．图b装置中丙电极为阳极、丁电极为阴极，则丙的电势比丁电极高，故C说法正确； D．图b装置中丁电极二氧化碳转化为甲醇，电子转移情况为，则每消耗(标准状况下为1mol)，转移电子数约为6×6.02×1023=，故D说法正确； 故选B。 二、填空题 16．(1)氧化 (2) 解析：（1）金属原子失去电子变为金属阳离子，发生氧化反应； （2）发生析氢腐蚀时，负极电极反应式为，正极电极反应式为，总反应为；发生吸氧腐蚀时，负极电极反应式为，正极电极反应式为。 17．(1) 原电池 CH4 (2)CH4+10OH--8e- =+7H2O (3) A 2H2O-4e-=O2↑+4H+ (4)4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+ (5) 1 B 【分析】从图中可以看出，甲池为燃料电池，乙池、丙池都为电解池。在甲池中，通入CH4的电极为负极，通入O2的电极为正极。在乙池中，A电极为阳极，B电极为阴极；在丙池中，C电极为阳极，D电极为阴极。 解析：（1）由分析可知，图中甲池是原电池装置，通入CH4的电极为负极，通入O2的电极为正极。原电池工作时，阴离子向负极移动，则OH-移向CH4极。答案为：原电池；CH4； （2）通入CH4的电极为负极，CH4失电子产物与电解质反应，生成等，电极反应式：CH4+10OH--8e- =+7H2O。答案为：CH4+10OH--8e- =+7H2O； （3）在乙池中，A极为阳极，2H2O-4e-=O2↑+4H+，B极为阴极，4Ag++4e-=4Ag，向乙池两电极附近分别滴加适量紫色石蕊溶液，则附近变红的电极为A极，此电极的电极反应式：2H2O-4e-=O2↑+4H+。答案为：A；2H2O-4e-=O2↑+4H+； （4）乙池为电解硝酸银溶液，在阳极水失电子生成O2等，在阴极Ag+得电子生成Ag，总反应的离子方程式为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+。答案为：4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+； （5）常温下，当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，则生成Ag的质量为5.40g，n(Ag)==0.05mol，依据得失电子守恒，可建立关系式：Ag——H+，则乙池生成H+0.05mol，c(H+)==0.1mol/L，pH是1；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则溶液中含有金属性不太活泼的金属离子，设金属离子的带电荷为x，则其相对原子质量为=32x，当x=2时，该金属的相对原子质量为64，所以丙中的某盐溶液可能是CuSO4，故选B。答案为：1；B。 18． 正极 粗铜 0.56 连接锌块；在表面涂上油漆等合理答案 【分析】由图示可可知，在甲烷燃料电池中，甲烷失去电子发生氧化反应被氧化，为电源负极；氧气的到电子发生还原反应被还原，为电源正极。M与通氧气的电极相连，则M为阳极发生氧化反应；N与通甲烷电极相连，则N为阴极发生还原反应。结合原电池、电解池的相关知识分析可得： 解析：(1)①在原电池或燃料电池中，正极得到电子发生还原反应，负极失去电子发生氧化反应，所以通入的电极是为正极，在酸性环境中失去电子生成二氧化碳和氢离子，则其反应为：，故答案为：正极；； ②由图示分析可知M电极与甲烷燃料电池的正极相连为阳极，N电极为阴极，由于在电解精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，故答案为：粗铜； ③由有解得V=0.56L，故答案为：0.56； (2)①由图示分析看知，硫酸根得到电子发生还原反应为正极，其电极方程式为：，故答案为：； ②由于铁失去电子发生氧化反应，所可以在铁上链接比铁更容易失去电子而被氧化的金属如锌，或者在铁表面涂上油漆使铁与氧气隔离，故答案为：连接锌块；在表面涂上油漆等合理答案。 19．(1) B电极 A B (2) 负 (3) 负 (4) 解析：（1）氧气得到电子发生还原反应为正极，故B电极为正极、A电极为负极，负极上二甲醚失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子，；原电池中阳离子向正极迁移，故H+移动方向为由A到B； （2）①由图可知，左侧亚硫酸氢根离子得到电子发生还原生成，为阴极区，则与其相连的a是直流电源的负极、b为正极。 ②已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间为酸性，阴极区亚硫酸氢根离子得到电子发生还原生成，电极反应为。 ③NO和发生氧化还原反应生成氮气和亚硫酸氢根离子，氮元素化合价由+2变为0、硫元素化合价由+3变为+4，结合电子守恒可知，反应为； （3）图所示的电解装置可去除废水中的氨氮(次氯酸氧化能力强)，根据题意可知，d极氯离子失去电子反应氧化反应生成次氯酸：，次氯酸将氨氮氧化而除去，d极为阳极，c为阴极，与阴极相连的a为负极； ①由分析可知，a极为负极。 ②由分析可知，d极反应式为； （4）由图可知，空气通入的a极为正极，氧气得到电子发生还原反应，则VB2极为负极，VB2失去电子在碱性条件下发生氧化反应生成B2O3、V2O5，反应为。 20．(1) 正 C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+ 负 正 22.4 L (2)CH4 【分析】燃料电池通入氧气的电极为正极，负极为葡萄糖失去电子，阳离子在原电池中由正极移向负极，就此分析。 解析：（1）①由图可知 A 为燃料电池的正极，电极反应为O2+4H++4e-=2H2O；② B 为燃料电池的负极，电极反应为 C6H12O6+6 H2O -24e-=6CO2↑+24H+；③放电过程中， H+由负极区向正极区移动；④葡萄糖燃料电池的总反应为C6H12O6+6 O2=6CO2↑+6 H2O即1 mol O2~1 mol CO2，每消耗1 mol O2，理论上生成标准状况下 CO 气体22.4 L； （2）CH4、CH3OH、CH3OCH3中碳原子的化合价分别为-4，-2，-2，根据比能量的定义，每克CH4、CH3OH、CH3OCH3所释放的电能分别为： 比能量为：；比能量为：； 。故甲烷的比能量最大，本题答案为：CH4。 21． CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 第二周期VIA族 离子键、共价键 SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 【分析】A、B、C、D、E五种短周期主族元素，原子序数由A到E逐渐增大。A元素最外层电子数是次外层电子数的2倍，则A有2个电子层，最外层电子数为4，则A为C元素；B的阴离子和C的阳离子与氖原子的电子层结构相同，则C处于第3周期，B处于第2周期，在通常状况下，B的单质是气体，0.1molB的气体与足量的氢气完全反应共有0.4mol电子转移，B元素化合价为-2价，则B为O元素，C的单质在点燃时与 B 的单质充分反应，生成淡黄色的固体，此淡黄色固体能与AB2反应可生成B的单质，则C为Na元素，D的气态氢化物与其最高价含氧酸间能发生氧化还原反应，则D为S元素，E的原子序数最大，则E为Cl元素，据此答题。 解析：由分析可知：A为C元素，B为O元素，C为Na元素，D是S元素，E是Cl元素。 （1）A为C元素，C的最高价氧化物是CO2，CO2分子中碳原子与氧原子形成共价键，电子式为：，碱性甲烷燃料电池，负极甲烷失电子生成碳酸根离子和水，其负极的电极方程式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，故答案为，CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。 （2）B为O元素，氧元素位于元素周期表的第二周期第ⅥA族，故答案为第二周期VIA族。 （3）钠在氧气中燃烧生成过氧化钠，过氧化钠中钠离子与过氧根离子之间形成离子键，过氧根离子中氧原子与氧原子之间形成共价键，故答案为离子键、共价键。 （4）D是S元素，E是Cl元素，硫元素的低价氧化物是SO2具有还原性，氯水具有氧化性，二者发生氧化还原反应，生成硫酸和氯化氢，化学方程式为：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，故答案为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。 （5）Na和S形成的化合物是Na2S，是由离子键形成的离子化合物，其形成过程可表示为，故答案为。 22．(1) 氧化 (2) 紫色变浅，说明酸性溶液过量，能被其继续氧化生成 酸性溶液本身就含有 溶液 取适量右侧烧杯中的溶液于试管中，用稀盐酸酸化后，滴加溶液，观察到有白色沉淀生成 (3) 生成棕褐色沉淀 新生成的二氧化锰被过量的硫离子还原 (4)abc 解析：（1）实验I、Ⅱ中中的Mn元素的化合价分别由+7价降低到+4价和+2价，表现出氧化性：实验I中在强酸性条件下的还原产物与过量的发生归中反应生成棕褐色沉淀，离子方程式为。故答案为：氧化；； （2）①紫色变浅，说明酸性溶液过量，具有较强还原性，能被过量的继续氧化为。②稀硫酸酸化的高锰酸钾溶液中本身就含有硫酸根离子，故检测到溶液中含有不能得出被氧化成的结论。③a。将氧化还原反应设计成带盐桥的原电池时氧化剂与还原剂不接触，避免了反应物对产物检验的干扰，左侧烧杯中为溶液(稀硫酸酸化至pH=0)作氧化剂，则右侧烧杯中应提供的还原剂为溶液；b。检验右侧烧杯中有硫酸根离子生成的操作和现象：取适量右侧烧杯中的溶液于试管中，用稀盐酸酸化后，滴加溶液，观察到有白色沉淀生成。故答案为：紫色变浅，说明酸性溶液过量，能被其继续氧化生成；酸性溶液本身就含有；溶液；取适量右侧烧杯中的溶液于试管中，用稀盐酸酸化后，滴加溶液，观察到有白色沉淀生成； （3）题给实验Ⅱ中硫化钠溶液因硫离子水解而显碱性，滴加10滴溶液(稀硫酸酸化至pH=0)到溶液中，混合溶液的pH约为8，文献信息是近中性时应该生成棕褐色沉淀，而该实验现象是生成浅粉色MnS沉淀；没有观察到棕褐色沉淀的可能原因是新生成的二氧化锰被过量的硫离子还原生成MnS沉淀。故答案为：生成棕褐色沉淀；新生成的二氧化锰被过量的硫离子还原； （4）对比两个实验可知，反应物用量不同，反应混合溶液的pH不同，此外由于用量和滴向不同导致反应物的浓度也不相同，故与反应物浓度、溶液的pH和反应物用量三个因素都有关，故abc均正确。故答案为：abc； 23．(1) 氧化 (2) 在金属活动性顺序中，Cu位于H之后 浓盐酸挥发 H2 浓盐酸Cl-浓度大，Cl-使Cu的还原性增强，促使反应Cu+4Cl--e-═[CuCl4]3-发生 (3) 负 原电池两极上分别发生氧化和还原反应，总反应不一定是氧化还原反应 解析：（1）①根据可知，得电子，I-失电子，还原半反应是2IO3-+10e-+12H+═I2+6H2O，将总反应减去还原半反应，即得到氧化半反应为； ②还原半反应为2IO3-+10e-+12H+=I2+6H2O，增大c(H+)可促进得到电子，使其氧化性增强，进而与I-发生反应； （2）①有同学认为Cu与浓盐酸不能发生反应产生氢气，其依据是：在金属活动性顺序中，Cu位于H之后，因此认为Cu与浓盐酸不能发生反应产生氢气； ②浓盐酸易挥发，甲是对比实验，其目的是排除浓盐酸挥发的干扰； ③a.丙中气球变鼓是因为生成了H2； b.浓盐酸Cl-浓度大，Cl-使Cu的还原性增强，促使反应Cu+4Cl--e-=[CuCl4]3-发生； （3）①原电池中电子从负极流出，流向正极，由图可知，根据电子流向可知右侧Ag为负极，左侧Ag为正极； ②该原电池正极反应为Ag++e-=Ag，负极反应为Ag-e-+Cl-=AgCl，该原电池的总反应不是氧化还原反应，因此对原电池工作原理的认识：有些原电池两极上分别发生氧化和还原反应，总反应不一定是氧化还原反应。 学科网（北京）股份有限公司 $$