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

第四章 化学反应与电能测试题 一、选择题 1．用惰性电极电解溶液(足量)，一段时间后，加入下列哪种物质可使溶液恢复到原状况 A． B． C． D． 2．“外加电流法”和“牺牲阳极法”均可有效防止铁发生电化学腐蚀。下列说法错误的是 A．两种保护法中都要采用辅助电极 B．利用“外加电流法”时，铁连接电源负极 C．“牺牲阳极法”利用了电解池原理 D．钢铁在潮湿空气中生锈发生了电化学腐蚀 3．下列表述不正确的是 A B C D 盐桥中的移向溶液 b电极有铜析出 粗铜的电极反应式为： 正极反应式为： A．A B．B C．C D．D 4．下列化学用语或模型正确的是 A．在潮湿的中性环境中，钢铁吸氧腐蚀的负极反应为： B．CH4分子的比例模型： C．结构示意图为 的原子，可表示为或 D．H2O2的电子式： 5．镍离子()和钴离子()性质相似，可用如图所示装置实现二者分离。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移；与乙酰丙酮不反应。下列说法正确的是 A．石墨M电极上的电势低于石墨N电极上的电势 B．石墨M电极的电极反应式为。 C．水解离出的可以抑制Ⅱ室中的转化反应 D．导线中流过，Ⅰ室与Ⅲ室溶液质量变化之差约为130g 6．某小组研究SCN-分别与Cu2+和Fe3+的反应： 编号 1 2 3 实验 现象 溶液变为黄绿色，产生白色沉淀(白色沉淀为CuSCN) 溶液变红，向反应后的溶液中加⼊K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多 接通电路后，电压表指针不偏转。⼀段时间后，取出左侧烧杯中少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，没有观察到蓝色沉淀 下列说法不正确的是 A．实验1中发生了氧化还原反应，KSCN为还原剂 B．实验2中“溶液变红”是Fe3+与SCN-结合形成了配合物 C．若将实验3中Fe2(SO4)3溶液替换为0.25 mol/LCuSO4溶液，接通电路后，可推测出电压表指针会发生偏转 D．综合实验1～3，微粒的氧化性与还原产物的价态和状态有关 7．根据下列实验操作和现象，得出的结论正确的是 选项 实验操作与现象 实验结论 A 用溶液分别与等体积、等浓度的溶液、盐酸反应，测得反应热依次为、， B 在锌和稀硫酸的混合物中滴几滴溶液，产生气体的速率加快 降低了锌和硫酸反应的活化能 C 向某溶液中滴加甲基橙溶液，溶液变黄色 该溶液一定呈碱性 D 二氧化锰和浓盐酸共热，产生气体的速率由慢到快 升温，活化分子百分率不变，活化分子总数增多 A．A B．B C．C D．D 8．氢燃料电池车是北京冬奥会期间的交通服务用车，酸性氢燃料电池的构造如图所示。其电池反应方程式为：，下列说法不正确的是 A．多孔金属b作正极 B．正极的电极反应为： C．电池工作时，电解质溶液可以是稀硫酸 D．多孔金属a上，发生氧化反应 9．利用下列实验装置进行的相关实验能达到相应目的的是 A．利用装置①验证AgCl沉淀可转化为溶解度更小的Ag2S沉淀 B．利用装置②探究浓度对化学反应速率的影响 C．利用装置③除去CO2气体中的SO2 D．利用装置④制备Fe(OH)2并使其保持较长时间不变质 10．“北溪”天然气管道至少泄漏8万吨天然气，近20年间甲烷的温室效应率是的84倍。已知管道接口处有钢铁材料等，海水的pH约为8.0。设为阿伏伽德罗常数的值。下列有关叙述不正确的是 A．损坏的钢铁材料在海水中主要发生吸氧腐蚀 B．制造管道时表面涂层能起到抗腐蚀作用 C．铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数一定为 D．修复管道时在钢管表面镶嵌锌块，这种方法叫牺牲阳极法 11．化学能与电能的直接转化需要在一定的装置中才能实现。下列装置与对应叙述相符的是 A．装置①中的溶液浓度保持不变 B．装置②可通过牺牲阳极保护钢铁设施 C．装置③的正极电极反应式： D．装置④的正极电极反应式： 12．对如图所示的实验装置的判断错误的是 A．开关K置于A处时，可减缓铁的腐蚀 B．开关K置于A处时，铁棒表面有氢气产生 C．开关K置于B处时，铁棒一定为负极 D．开关K置于B处时，可通过牺牲阳极的阴极保护法减缓铁的腐蚀 13．如图所示的装置中，M为活动性顺序位于氢之前的金属，N为石墨棒，下列关于此装置的叙述中正确的是 A．M上有气体放出 B．N极发生氧化反应 C．反应后M极质量减轻 D．电子由M极通过稀盐酸向N极移动稀盐酸 14．下列叙述正确的是 ①光能和化学能都能转化成电能 ②电解池是将化学能转变成电能的装置 ③不能自发进行的氧化还原反应，通过电解原理有可能实现 ④金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化 A．④ B．③④ C．②③④ D．①③④ 15．下列电池能实现化学能与电能相互转化的是 A．锌锰干电池 B．可充电锂电池 C．氢燃料电池 D．锌银纽扣电池 二、填空题 16．电解池与原电池的比较 电解池 原电池 能否自发 使“不能”变为“能”或使“能”变为“易” 能自发进行 能量转化 _______转化为________能 __________能转化为__________ 装置 有外加电源 无外加电源 电极 由外加电源决定：阳极：连电源的_____；阴极：连电源的_________ 由电极或反应物性质决定，称为正极或负极 反应类型 阳极：_________反应 阴极：_________反应 负极：__________反应 正极：__________反应 离子移动 阳离子移向_________ 阴离子移向_________ 阳离子移向__________ 阴离子移向__________ 相同点 都是电极上的氧化还原反应，都必须有离子导体 17．金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。下列腐蚀类型中 ①铜板在氯化铁溶液中被腐蚀②钢铁在空气中生锈而被腐蚀③化工厂里的铁与氯气反应被腐蚀④铜铝电线接头处铝被腐蚀⑤高温下铁丝被氧气腐蚀⑥铜在空气中生成铜绿而被腐蚀 (1)属于化学腐蚀是_______________(填序号，下同)。 (2)属于电化学腐蚀的是_______________。 18．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。 请回答下列问题： (1)甲池为_______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为_______。 (2)乙池中A(石墨)电极的名称为_____(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为______。 (3)当乙池中B极质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2的体积为___mL(标准状况下)，丙池中___极(填C或D)析出___g铜。 (4)若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”)；丙中溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH作电解质。负极反应式为_____；正极反应式为_______。 19．协同转化装置实现了对天然气中和的高效去除。电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裏的)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应： ①； ②。 (1)阴极的电极反应为_________________________； (2)协同转化总反应为_________________________。 20．甲烷是非常重要的能源和化工原料，请回答下列问题. (1)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为H2SO4溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒镀铜。 ①a处应通入______(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是___________； ②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH______(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度_______； ③若实验过程中Ⅱ中的铜片质量减少了2.56g，则Ⅰ中理论上消耗CH4的体积(标准状况)______L。 （2）若将装置Ⅱ中的两电极均改为石墨惰性电极： ①写出装置Ⅱ中发生的总化学反应方式________________________________。 ②若用Ⅱ电解200 mL 0.05 mol·L－1的CuSO4溶液，一段时间后溶液中的Cu2+恰好完全析出，恢复至室温，溶液pH=__________(忽略电解过程中溶液体积变化)；若想将上述电解后的溶液恢复为与电解前的溶液相同，可以加入一定质量的__________(填序号)； a．Cu b．CuO c．Cu(OH)2 d．CuSO4 21．依据氧化还原反应：2Ag+ +Cu = Cu2++2Ag设计的原电池如图所示。请回答下列问题： 电极X的材料是_______；电极X为电池的______极；电解质溶液Y是___________。 22．根据反应：，可以设计出如图所示的原电池。 （1）若左右两根电极均为碳棒，A烧杯中盛有的混合液，B烧杯中盛有的混合液，开始时电流计指针有偏转，一段时间后指针无偏转，此时反应________（填“停止”或“没有停止”）。向B烧杯中加入浓盐酸时发现电流计指针偏转，此时原电池正极的电极反应式为______________________。 （2）向B烧杯中加入40%的溶液时发现电流计指针也偏转，此时原电池负极的电极反应式为________________________。 三、元素或物质推断题 23．A、B、C、D、E、F、G、H是核电荷数依次增大的短周期主族元素。元素A的原子半径是所有元素中最小的。A、E同主族，B、C、D同周期，D、G最外层电子数相等，G的质量数为D的2倍，元素B的一种常见单质可做惰性电极材料，其最高价氧化物甲为常见温室气体。B、D、G的质子数之和等于F、H的质子数之和，I单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀或损坏。回答下列问题： (1)I元素在周期表中的位置________________。 (2)化合物甲的结构式为______________________。 (3)根据以上信息，下列说法不正确的是______________。 A．A和B能形成多种化合物 B．热稳定性：H2D< H2G C．元素G的最高价氧化物对应水化物的酸性比H的弱 D．简单离子半径的大小顺序：rD<rE<rF E．沸点：H2D< H2G F．同温同压下，将a L CA3和b L AH通入水中，若所得溶液的pH=7，则a>b (4)常温下，相同浓度F、I简单离子的溶液中滴加NaOH溶液，F、I两元素先后沉淀，F (OH)n完全沉淀的pH是4.7，I (OH)n完全沉淀的pH是2.8，则ksp较大的是：_______________（填化学式） (5)若在H与I组成的某种化合物的溶液乙中，加入铜片，溶液会慢慢变为蓝色，依据产生该现象的反应原理，所设计的原电池如图所示，其反应中正极电极反应式为______________。 (6)若用石墨电极电解含有0.04 mol CuGD4和0.04 mol EH的混合溶液400 mL，当阳极产生的气体784 mL（标况）时，溶液的pH=___________（假设电解后溶液体积不变）。 24．常温下D、E、F、I、J为气体，H、I、J都为氧化物；C的焰色反应为黄色；M为红褐色的固体，由G分解得到的H、I、J三者的物质的量相等．下图表示各物质之间的转化关系． 试回答下列问题： （1）写出L的化学式____________． （2）基于反应①原理的化学工业称为______________． 写出该反应①的离子方程式__________________________________________． （3）反应②的现象是__________________________________________． （4）写出H与Al在高温下反应的化学方程式___________________________________． （5）写出反应③的化学方程式___________________________________． 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：惰性电极电解溶液(足量)，电解方程式 ，Cu和O2从溶液中脱离，溶液复原是指溶质成分和浓度都恢复到和原来一样，所以加入CuO，和硫酸反应恰好生成硫酸铜和水，铜和硫酸不反应，A错误，加氢氧化铜或碱式碳酸铜会使硫酸铜溶液的浓度降低， C、D错误，答案选B。 2．C 解析：A．“外加电流法”采用辅助电极作阳极，“牺牲阳极法”采用辅助电极作负极，故都要采用辅助电极，A正确； B．利用“外加电流法”时，铁连接电源负极，作阴极，被保护，B正确； C．“牺牲阳极法”利用了原电池原理，C错误； D．钢铁在潮湿空气中会形成原电池，故生锈发生了电化学腐蚀，D正确； 故选C。 3．C 解析：A．原电池中阴离子向负极移动，所以Cl-由盐桥移向负极所在的ZnSO4溶液，描述正确，不符题意； B．b极是电解池阴极，溶液中阳离子在此得电子，，描述正确，不符题意； C．精炼粗铜，粗铜(阳极)中不是只有Cu元素，还有一些杂质金属，有些金属活泼性强于Cu，会先于Cu单质失电子，所以阳极不止一个电极反应式，描述错误，符合题意； D．生铁吸氧腐蚀，电解质环境是中性或接近中性，所以O2得电子结合水生成OH-，描述正确，不符题意； 综上，本题选C。 4．C 解析：A．钢铁吸氧腐蚀的负极反应为Fe-2e-=Fe2+，A错误； B．图示为甲烷的球棍模型，比例模型应为，B错误； C．图示原子核电荷数为17，即质子数为17，为Cl元素，可表示为或，C正确； D．H2O2为共价化合物，电子式为，D错误； 综上所述答案为C。 5．D 解析：A．由图分析，向石墨N电极方向移动，则石墨N电极为阴极、石墨M电极为阳极，石墨M电极上的电势更高，A项错误； B．石墨M电极上由失电子，电极反应式为，B项错误； C．由原子守恒和电荷守恒知，Ⅱ室中的转化反应生成，故水解离出的可以促进Ⅱ室中的转化反应，C项错误； D．由原理可知，导线中流过，Ⅰ室移入Ⅱ室的和的总物质的量为1mol，同时有生成，质量减少，Ⅲ室中阴极反应消耗的由水解离出的等量补充，溶液质量不变，故两室溶液质量变化之差约为，D项正确； 故答案为：D。 6．C 解析：A．在反应1中，SCN-失去电子被氧化为(SCN)2，Cu2+得到电子被还原为Cu+，Cu+再与SCN-反应产生CuSCN沉淀，反应方程式为2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2，该反应中KSCN为还原剂，A正确； B．Fe3+与SCN-反应产生络合物Fe(SCN)3，使溶液变为血红色，B正确； C．在实验2中溶液变为红色，发生可逆反应：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，反应产生Fe(SCN)3使溶液变为红色。向反应后的溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多，说明其中同时还发生了氧化还原反应：2Fe3++2SCN-=2Fe2++(SCN)2，Fe2+与[Fe(CN)6]3+反应产生Fe3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀，因此接通电路后，电压表指针会发生偏转。将0.125 mol/LFe2(SO4)3溶液与0.05 mol/LCuSO4溶液通过U型管形成闭合回路后，接通电路后，电压表指针不偏转，说明没有发生氧化还原反应，未产生Fe2+，故滴入K3[Fe(CN)6]溶液，也就不会产生蓝色沉淀，可见Fe2(SO4)3溶液浓度降低后不能发生氧化还原反应，故若加入CuSO4溶液0.25 mol/L，比0.5 mol/LCuSO4溶液浓度也降低一半，则接通电路后，可推测出电压表指针也不会发生偏转，C错误； D．0.5 mol/LCuSO4溶液及0.25 mol/L溶液会与0.1 mol/LKSCN溶液发生氧化还原反应，当三种物质浓度都是原来的一半时，未发生氧化还原反应，说明微粒的氧化性与还原产物的价态和状态有关，D正确； 故合理选项是C。 7．A 解析：A．用溶液分别与等体积、等浓度的溶液、盐酸反应，测得反应热依次为、，是弱酸在水溶液中存在电离平衡，若，说明的电离过程吸热， ，故A正确； B．在锌和稀硫酸的混合物中滴几滴溶液，Ag2SO4与Zn反应生成的Ag附着在Zn表面形成银锌原电池加快了化学反应速率，Ag2SO4不是催化剂，不能降低了锌和硫酸反应的活化能，故B错误； C．甲基橙的变化范围：3.1-4.4，即在pH>4.4时溶液呈黄色，向某溶液中滴加甲基橙溶液，溶液变黄色，该溶液不一定呈碱性，故C错误； D．二氧化锰和浓盐酸共热生成氯气，该反应是放热反应，反应过程中温度升高，活化分子百分数增加，活化分子数增多，化学反应速率增大，故D错误； 故选A。 8．B 解析：A．通入氧气的一极为正极，A正确； B．溶液为酸性环境，故正极的电极反应式为 ，B错误； C．从图看，电解质为酸性溶液，故可以是稀硫酸，C正确； D．氢气的一极为负极，氢气失去电子发生氧化反应，D正确； 故选B。 9．C 解析：A．装置①中银离子过量所以不能验证AgCl沉淀可转化为溶解度更小的Ag2S沉淀，A错误； B．装置②中两种反应物的浓度各不相同，不能探究浓度对化学反应速率的影响，B错误； C．饱和碳酸氢钠溶液可以吸收二氧化硫不吸收二氧化碳，所以利用装置③可以除去CO2气体中的SO2，C正确； D．铁与电源的正极相连，失去电子才能制的氢氧化亚铁，D错误； 故选C。 10．C 解析：A．钢铁在弱碱性环境中主要发生吸氧腐蚀，A项正确； B．表面涂层能防止钢铁管道和水、O2等物质接触，从而起到抗腐蚀作用，B项正确； C．钢铁腐蚀时负极电极反应式为，铁在海水中完全发生电化学腐蚀时转移电子数为，后续发生，不属于电化学腐蚀，C项错误； D．锌比铁活泼，在海水中构成原电池，锌为负极，铁为正极，这种保护钢铁的方法叫牺牲阳极法，D项正确。 答案选C。 11．D 解析：A．装置①阳极先是锌失去电子，再是铁失去电子，再是铜失去电子，而阴极铜离子得到电子，因此溶液中的浓度会降低，故A不符合题意； B．装置②可通过牺牲阳极保护钢铁设施，则应该接一块活泼性比铁强的金属，比如金属锌，而不是能接活泼性比铁弱的金属，或则会加快铁的腐蚀，故B不符合题意； C．装置③的正极是铁离子得到电子变为亚铁离子，其电极反应式：，故C不符合题意； D．装置④是氢氧酸性燃料电池，则正极电极反应式：，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 12．C 解析：A．开关K置于A处，则铁为阴极，可减缓铁的腐蚀，A正确； B．开关K置于A处，铁为阴极，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，铁棒表面有氢气生成，B正确； C．开关K置于B处，X电极的材料未知，无法确定铁棒一定为负极，C错误； D．开关K置于B处，X金属的活泼性若强于铁，则X为负极，铁为正极被保护，可通过牺牲阳极的阴极保护法减缓铁的腐蚀，D正确； 故答案选C。 13．C 【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，A错误； B．N为正极，得到电子发生还原反应，B错误； C．M为负极，M失去电子被氧化，质量减轻，C正确； 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，不会经过电解质溶液稀盐酸，D错误； 答案选C。 14．D 解析：太阳能电池将光能转化成电能，蓄电池将化学能转化成电能，①正确；电解池是在直流电的作用下发生氧化还原反应，所以是将电能转化为化学能的装置，②不正确；不能自发进行的氧化还原反应，通过电解原理有可能让反应发生，③正确；金属和石墨导电均为电子导电，属于物理变化，电解质溶液导电同时伴随着氧化还原反应的发生是化学变化，④正确；综上分析，①③④正确，故选D。 15．B 解析：A. 锌锰干电池为一次电池，只能实现化学能转化成电能，故A不符合题意； B. 可充电锂电池为二次电池，放电时实现化学能转化成电能，充电时实现电能转化成化学能，故B符合题意； C. 氢燃料电池为一次电池，只能实现化学能转化成电能，故C不符合题意； D. 新银纽扣电池为一次电池，只能实现化学能转化成电能，故D不符合题意； 故答案为B。 二、填空题 16． 电能 化学 化学 电能 正极 负极 氧化 还原 氧化 还原 阴极 阳极 正极 负极 解析：电解池是电能转化为化学能，原电池是化学能转化为电能； 电解池阳极连电源的正极，阴极连电源的负极； 电解池阳极氧化反应，阴极还原反应，原电池负极发生氧化反应，正极还原反应； 电解池阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，原电池阳离子正极移动，阴离子向负极移动； 故答案为：电能；化学；化学；电能；正极；负极；氧化；还原；氧化；还原；阴极；阳极；正极；负极。 17．(1)①③⑤(2)②④⑥ 【分析】金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程叫做化学腐蚀；电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池； ①铜板在氯化铁溶液中被腐蚀，铜与氯化铁发生氧化还原反应，生成氯化铜与铁，属于化学腐蚀； ②钢铁在空气中生锈而被腐蚀，钢铁在潮湿的空气中，会在钢铁的表面产生一层水膜，这层水膜导致钢铁表面产生电化学腐蚀，属于电化学腐蚀； ③化工厂里的铁与氯气反应被腐蚀，铁与氯气直接反应而腐蚀会生成氯化铁，属于化学腐蚀； ④铜铝电线接头处铝被腐蚀，由于二者金属活泼性不同,产生电位差,形成原电池，属于电化学腐蚀； ⑤高温下铁丝被氧气腐蚀，铁和氧气在高温下生成四氧化三铁，属于化学腐蚀； ⑥铜在空气中生成铜绿而被腐蚀，铜在空气中的二氧化碳、氧气和水共同腐蚀下产生的一种被称作碱式碳酸铜的物质，属于电化学腐蚀。 解析：（1）据分析可知，①③⑤为化学腐蚀，故答案为①③⑤。 （2）据分析可知，②④⑥为电化学腐蚀，故答案为②④⑥。 18． 原电池 CH3OH－6e-＋8OH-=CO32-＋6H2O 阳极 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 280 D 1.60 减小 增大 N2H4－4e-＋4OH-=N2↑＋4H2O O2＋4e-＋2H2O=4OH- 【分析】 由图示可知甲池为甲醇燃料电池，燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则通入甲醇的一极为负极，燃料在负极失电子发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，电极反应为：CH3OH+8OH－-6e－＝CO32－+6H2O，通入氧气的一极为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-；乙、丙二池为电解池，电解池中与电源正极相连的一极为阳极，与电源负极相连的一极为阴极，则A、C为两个电解池的阳极，B、D为两个电解池的阴极，乙池中电解质溶液为AgNO3，根据放电顺序，阳极A的电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，阴极B的电极反应为Ag++e-=Ag；丙池中电解质溶液为CuCl2，根据放电顺序，阳极C的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极D的电极反应为Cu2++2e-=Cu，据此分析解答(1)~ (4)； (5)燃料电池中，通入燃料的电极通常为负极，通入氧气的一极为正极，结合图示分析书写电极反应。 解析：(1)根据分析，甲池为原电池，通入CH3OH电极的电极反应式为CH3OH+8OH－-6e－＝CO32－+6H2O； (2)根据分析，乙池为电解池，A(石墨)电极的名称为阳极，阳极A的电极反应为4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，阴极B的电极反应为Ag++e-=Ag，总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3； (3)根据分析，乙池中阴极B的电极反应为Ag++e-=Ag，B极质量增加5.40 g时，即生成Ag单质的质量为5.40g，其物质的量==0.05mol，甲池中正极电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，根据电子守恒计算4Ag~O2~4e－，甲池中理论上消耗O2的体积=mol×22.4L/mol =0.28L=280mL；丙为电解池，C为阳极，D为阴极，阴极D的电极反应为Cu2++2e-=Cu，结合电子守恒计算2Ag~Cu~2e－，析出铜质量=×64g/mol =1.60g； (4)甲中发生的反应为甲醇与氧气、氢氧化钾的反应，反应消耗氢氧根离子，则pH减小，丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，则丙中电解NaCl溶液生成氢氧化钠，所以溶液pH增大； (5)燃料电池中，通入燃料的电极通常为负极，通入氧气的一极为正极，则通入液体燃料肼(N2H4)的一极为负极，负极发生氧化反应，由图可知负极上有N2生成，电极反应式为：N2H4－4e-＋4OH-=N2↑＋4H2O；通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，电极反应式为：O2＋4e-＋2H2O=4OH-。 【点睛】 多池的判断：若多个单池相互串联，又有外接电源时，则与电源相连接时的装置为电解池或电镀池。若无外接电源时，首先找电源，先选以较活泼金属的电极为原电池的电子输出极(负极)，其余为原电池的支配装置即为电镀池或电解池，再进行相关判断。 19．(1) (2) 【分析】该装置属于电解池，在石墨烯电极上转化为，发生得电子的还原反应，则石墨烯电极为阴极，石墨烯电极为阳极，发生失电子的氧化反应。 解析：（1）阴极发生得电子的还原反应，石墨烯电极为阴极，在石墨烯电极上转化为，电极反应为； （2）石墨烯电极区发生反应： ①；②，将2×①+②可得阳极电极反应式：，阳极和阴极的电极反应式相加可得协同转化总反应为：。 20． CH4 O2+4H++4e-=2H2O 变大 不变 0.224 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 1 b 解析：(1)由于Fe棒上镀Cu，则Cu棒发生氧化反应，作阳极，b电极作正极，a电极作负极，CH4在a处通入，O2在b处通入，由于硫酸作电解质溶液，则b极反应式为O2+4H＋+4e－=2H2O；故为：CH4；O2+4H＋+4e－=2H2O； ②装置Ⅰ中总反应为：CH4＋2O2=CO2＋2H2O，水增多溶液体积增大，溶液的pH变大，电镀过程中两个电极生成的铜离子和消耗的铜离子相等，铜离子浓度不变；故为：大；不变 ③CH4燃料电池中的化学方程式为CH4+2O2=CO2+2H2O，由电子守恒得CH4~4Cu，2.56 g Cu的物质的量为0．04 mol，则消耗CH40．01 mol，在标准状况下的体积为0．01mol×22．4 L·mol-1=0.224L。故为：0.224L （2）①若将装置Ⅱ中的两电极均改为石墨惰性电极，则阴极发生Cu 2+ +2e - ═Cu，阳极氢氧根离子放电，4OH - -4e - ═2H2O+O 2 ↑，总化学反应方式2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4故为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 ②溶液中Cu2+恰好完全反应析出后，则析出的n（Cu）=0.2L×0.05 mol/ L=0.01 mol，生成的硫酸为0.01 mol，氢离子为0.02 mol，c（H+）=0.02 mol/0.2L=0.1 mol/ L，pH=1；电解硫酸铜溶液，溶液中的Cu2+恰好完全反应析出后，方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，要想恢复到与电解前的溶液相同，应加入CuO。故为：1；b 21． Cu 负 硝酸银溶液 解析：电池的总反应为2Ag+ +Cu = Cu2++2Ag，由反应可知Cu失电子发生氧化反应，应作原电池的负极，其电极反应为：Cu-2e- = Cu2+，Ag+ 得电子发生还原反应，应在原电池的正极发生反应，所以正极应为能提供银离子的电解质溶液，应为硝酸银溶液； 故答案为：Cu；负；硝酸银溶液； 22． 没有停止 解析：(1)该电池对应的氧化还原反应是一个可逆反应，可逆反应的特点是不能进行完全，达到平衡时反应仍在进行，没有停止；向B烧杯中加入浓盐酸时，该可逆反应正向进行，正极发生还原反应，电极反应式为； (2)向B烧杯中加入40%的溶液时，被氧化成，负极发生氧化反应，电极反应式为。 三、元素或物质推断题 23．(1)第四周期第Ⅷ族 (2)O=C=O (3)BDE (4)Al(OH)3 (5)Fe3++e-=Fe2+ (6)1 【分析】A、B、C、D、E、F、G、H是核电荷数依次增大的短周期主族元素。元素A的原子半径是所有元素中最小的，则A是氢元素。A、E同主族，且E的原子序数大于BCD，所以E应该是钠。B、C、D同周期，D、G最外层电子数相等，G的质量数为D的2倍，则G是S，D是O。元素B的一种常见单质可做惰性电极材料，其最高价氧化物甲为常见温室气体，则B是碳酸盐，所以C是氮元素。B、D、G的质子数之和等于F、H的质子数之和，则F与H的质子数之和是30。由于H的原子序数最大，所以H是氯元素，则F是铝元素。I单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀或损坏，则I是铁。 解析：（1）铁元素的原子序数是26，在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。 （2）化合物甲是CO2，属于共价化合物，其结构式为O=C=O。 （3）A．H和C能形成多种烃类化合物，A正确； B．氧元素的非金属性强于S元素，则热稳定性：H2O＞H2S，B错误； C．非金属性越强，最高价氧化物水化物的酸性越强，硫元素的非金属性弱于氯元素，则元素G的最高价氧化物对应水化物的酸性比H的弱，C正确； D．核外电子排布相同的离子，离子半径随原子序数的最大而减小，则简单离子半径的大小顺序：rD＞rE＞rF，D错误； E．水分子间存在氢键，则沸点：H2D＞H2G，E错误； F．同温同压下，将a L NH3和b L HCl通入水中，若所得溶液的pH＝7，这说明氨气过量，则a>b，F正确； 答案选BDE。 （4）常温下，相同浓度铝离子和铜离子简单离子的溶液中滴加NaOH溶液，F、I两元素先后沉淀，Al (OH)3完全沉淀的pH是4.7，Fe (OH)3完全沉淀的pH是2.8，则ksp较大的是氢氧化铝。 （5）若在H与I组成的某种化合物的溶液乙中，加入铜片，溶液会 慢慢变为蓝色，这说明该反应应该是2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2。原电池中负极失去电子，正极得到电子，则根据方程式可知反应中正极电极反应式为Fe3++e-=Fe2+。 （6）若用石墨电极电解含有0．04 mol CuSO4和0.04 mol NaCl的混合溶液400 mL，阳极是氯离子放电产生氯气，如果氯化钠完全放电，则产生氯气0.02mol。当阳极产生的气体784 mL（标况）时，气体的物质的量是0.035mol，这说明氯离子完全放电后溶液中的氢氧根又放电产生氧气，氧气的物质的量是0.015mol。阴极0.04mol铜离子首先放电，转移0.8mol电子。而阳极转移电子是0.02mol×2＋0.015mol×4=0.10mol，这说明阴极还有0.02mol氢离子放电，所以电解过程可以看作是先电解0.02mol硫化铜，然后在电解0.02mol硫酸铜，最后是电解水，因此最终溶液中产生的氢离子是0.04mol，氢离子浓度是0.04mol÷0.4L=0.1mol/L，则pH=1。 24． Fe(OH)2 氯碱工业 2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 白色→灰绿色→红褐色 3FeO + 2AlAl2O3+ 3Fe FeC2O4FeO + CO↑+CO2↑ 【分析】常温下D、E、F、I、J为气体,L放置在空气中生成红褐色固体M,则M是Fe(OH)3、L是Fe(OH)2，C的焰色反应为黄色,则C中含有Na元素,C和K反应生成A和Fe(OH)2，根据复分解反应条件知,C为NaOH、K中含有亚铁离子,电解A的溶液能生成两种气体和NaOH,电解氯化钠符合生成两种气体、NaOH条件且氢氧化钠和氯化亚铁生成NaCl,所以A为NaCl、B为H2O,根据元素守恒知K为FeCl2；氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,所以F为HCl；盐酸和FeO生成氯化亚铁和水,F+H→K+B,则H为FeO,D、I是水煤气的主要成分,水煤气的主要成分是CO和氢气,电解氯化钠溶液生成氯气和氢气,所以D是H2、E是Cl2；I是水煤气的成分CO,I和水反应生成二氧化碳和氢气,则J是CO2,由G分计算得出到的H、I、J三者的物质的量相等,则G的化学式为FeC2O4；据以上分析解答。 解析：常温下D、E、F、I、J为气体,L放置在空气中生成红褐色固体M,则M是Fe(OH)3、L是Fe(OH)2，C的焰色反应为黄色,则C中含有Na元素,C和K反应生成A和Fe(OH)2，根据复分解反应条件知,C为NaOH、K中含有亚铁离子,电解A的溶液能生成两种气体和NaOH,电解氯化钠符合生成两种气体、NaOH条件且氢氧化钠和氯化亚铁生成NaCl,所以A为NaCl、B为H2O,根据元素守恒知K为FeCl2；氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,所以F为HCl；盐酸和FeO生成氯化亚铁和水,F+H→K+B,则H为FeO,D、I是水煤气的主要成分,水煤气的主要成分是CO和氢气,电解氯化钠溶液生成氯气和氢气,所以D是H2、E是Cl2；I是水煤气的成分CO,I和水反应生成二氧化碳和氢气,则J是CO2,由G分计算得出到的H、I、J三者的物质的量相等,则G的化学式为FeC2O4； （1）结合以上分析可知，L的化学式为Fe(OH)2； 故答案为Fe(OH)2； （2）电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，反应的离子方程式为：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑，该反应在化学工业称为氯碱工业； 故答案为氯碱工业；2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑； （3）氢氧化亚铁在空气中之间变为灰绿色，最后为红褐色； 故答案为白色→灰绿色→红褐色； （4）氧化亚铁与金属铝高温下反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式：3FeO + 2AlAl2O3 + 3Fe； 故答案为3FeO +2AlAl2O3+ 3Fe； （5）结合以上分析可知，FeC2O4加热分解为氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳；反应③的化学方程式为：FeC2O4FeO +CO↑+CO2↑； 故答案为FeC2O4FeO +CO↑+CO2↑。 学科网（北京）股份有限公司 $$