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．下列实验操作能达到实验目的的是 A．用装置甲检验溶液中是否有K＋ B．用装置乙在铁上镀铜 C．用装置丙吸收氨气，并防止倒吸 D．用装置丁将FeCl3溶液蒸干制备FeCl3 2．室温下，用惰性电极电解下列物质的饱和溶液，其pH增大的是 A．NaOH B．NaCl C．AgNO3 D．K2SO4 3．研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法不正确的是 A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为O2+2H2O+4e－=4OH－ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为2H++2e－=H2↑ 4．最近，考古学家在江苏建湖发现一处钱币窖藏遗存，出土钱币约1.0吨，除少量的唐代开元通宝钱币外，大部分为宋代钱币，钱币主要成分是铜合金。下列叙述错误的是 A．钱币表面绿色物质的主要成分是 B．钱币中铜在地下主要发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀 C．钱币在窖藏中发生电化学腐蚀时铜被氧化 D．保护钱币措施有保持干燥、涂保护层等 5．下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是 A．火力发电 B．碱性锌锰电池 C．电解饱和食盐水 D．氢氧燃料电池 A．A B．B C．C D．D 6．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．a极反应：CH4—8e—＋4O2—=CO2＋2H2O B．A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜 C．阳极室有氯气产生，阴极室中有氢气产生且NaOH浓度增大 D．a极上通入标况下2.24L甲烷，阳极室Ca2+减少0.2mol 7．一种三室微生物电化学污水净化系统原理如图所示，图中含醛废水中有机物可用乙醛()表示，左、中、右室间分别以离子(阴离子或阳离子)交换膜分隔。下列说法正确的是 A．左室电极为该电池的正极 B．右室电极附近溶液的pH增大 C．工作一段时间，产生的与物质的量相等 D．工作时，中间室的移向左室，移向右室 8．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（ ） A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时，Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，Zn—MnO2干电池自放电腐蚀主要是MnO2的还原作用引起的 9．下列有关电池的叙述不正确的是( ) A．水果电池是方便实用的家用电池 B．铅蓄电池是一种常用的二次电池 C．氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置 D．锌锰干电池工作一段时间后，锌外壳逐渐变薄 10．工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液同时制备糠醇和糠酸盐，电解过程如图所示。下列说法不正确的是 A．电解时，阴极反应为 B．理论上外电路中迁移2mol电子，消耗1mol糠醛 C．电解时，MnO2和MnOOH在电极与糠醛之间传递电子 D．生成糠酸盐的离子反应方程式为 11．如图是以Cu和Zn为电极的两种原电池，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列相关叙述正确的是 A．(a)和(b)均为Zn作负极反应物和负极材料，Cu作正极反应物和正极材料 B．(a)和(b)相比，(a)的能量利用率更高，电流更稳定 C．(a)中Cu2+移向Cu电极，SO移向Zn电极 D．(b)中Zn片质量减少6.5g时，理论上电路中转移0.1NA个电子 12．科学家发明了一种Mg—PbO2电池，电解质为Na2SO4、H2SO4、NaOH，通过M和N两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域(已知：a>b)，装置如图，下列说法不正确的是 A．Na+通过M膜移向B区，离子交换膜N为阴离子交换膜 B．B区域的电解质浓度逐渐减小 C．放电时，Mg电极反应为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)2 D．消耗2.4 g Mg时，C区域电解质溶液减少16.0 g 13．电池比能量高，可用于汽车、航天等领域。电池反应式为：，放电时，下列说法不正确的是 A．Li在负极失去电子 B．在正极发生还原反应 C．阳离子由正极移向负极 D．化学能转化成电能 14．水系钠离子电池因资源丰富、绿色环保、生产成本低等优势备受关注。以无机盐为主体结合少量氟化有机盐电解液的水系钠离子电池放电时的工作原理如图所示。已知：初始时正极和负极质量相等。下列说法正确的是 A．电势：M极<N极 B．隔膜I为阴离子交换膜，隔膜II为阳离子交换膜 C．电路中通过0.1 mo1电子时，理论上两电极质量变化均为2.3g D．正极的电极反应式为 Na3V2(PO4)3+2e-+2Na+=Na5V2(PO4)3 15．下图是以Cu和Zn为电极的两种原电池，设为阿伏加德罗常数的值，下列相关叙述错误的是 A．(a)和(b)相比，(a)的能量利用率更高，电流更稳定 B．(a)和(b)均为Zn作负极，Cu作正极 C．(a)中移向Cu电极，移向Zn电极 D．(b)中Zn片质量减少6.5 g时，理论上电路中转移个电子 二、填空题 16．理论上任何一个自发的氧化还原反应均可以设计成原电池。根据氧化还原反应Fe+2Fe3+=3Fe2+设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂­饱和KCl溶液。请回答下列问题： (1)电解质溶液X和电解质溶液Y分别是__________，__________。 (2)写出两电极的电极反应式：铁电极：___________；碳电极：___________。 (3)外电路中的电子的流向是：__________。(填由铁电极流向碳电极或由碳电极流向铁电极) (4)盐桥中向X溶液中迁移的离子是__________ (填“K+或Cl-”) 17．在甲、乙、丙三个烧杯中分别盛有相同浓度的稀硫酸，如图所示： (1)甲中反应的离子方程式为______。 (2)乙中Sn极的电极反应式为______，Sn极附近溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)丙中被腐蚀的金属是______，总反应式为______(写离子方程式)。 18．回答下列问题： (1)在实验室配制溶液时，应先将粉末加入到_______(填化学式)溶液中，再加入适量的蒸馏水配成溶液，溶液可用作净水剂，原理为_______。(用化学用语和必要的文字叙述解释) (2)①已知常温下，的电离常数为，，的电离常数为，。则下列微粒可以大量共存的是_______(填字母)。 a.、 b.、 (3)室温时，向溶液中滴加溶液，溶液pH与加入溶液体积的关系曲线如图所示： 试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是_______点(填字母)；若测得b点溶液中，则溶液中_______。 (4)连二亚硫酸钠俗称保险粉，是一种强还原剂。工业常用惰性电极电解酸性亚硫酸氢钠溶液制备连二亚硫酸钠，原理及装置如图所示， a电极反应为_______，选择_______离子交换膜(选填“阴”或“阳”)。 19．碱性硼化矾-空气电池如图所示，其中在电极发生反应，负载通过电子时，有______________(标准状况)参与反应。正极区溶液的__________(填“升高”或“降低”，下同)，负极区溶液的_________。电池总反应为_____________________。 20．某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。 (1)当开关K与a连接时，两极均有气泡产生，则阴极为__电极。 (2)一段时间后，使开关K与a断开、与b连接时，虚线框内的装置可称为___。请写出此时Fe电极上的电极反应式__。 21．能源是国民经济发展的重要基础，如何合理利用现有能源以及开发新能源一直是研究的重点课题。 (1)在、时，完全燃烧生成液态水时放出的热量是。在直接以甲烷为燃料电池时，电解质溶液为酸性，负极的反应式为___________。理想状态下，该燃料电池消耗甲烷所能产生的最大电能为，则该燃料电池的理论效率(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)为___________。 (2)已知部分键能(E)数据如下： 化学键 946 389 243 431 反应___________。 (3)将煤转化为水煤气的方法是通过化学高温方法将煤转化为洁净燃料的方法之一，煤转化为水煤气的主要反应为。有关物质的燃烧热数据如下表所示： 物质 C 已知：转化为放出的热量。 ①写出C完全燃烧的热化学方程式___________。 ②写出煤转化为水煤气的主要反应的热化学方程式：___________。 22．在容积为2L的恒温容器中，充入和，一定条件下发生反应，测得和的物质的量随时间的变化情况如下表。 时间 0min 3min 6min 9min 12min 0 0.50 0.65 0.75 0.75 1 0.50 0.35 x 0.25 (1)下列说法正确的是______(填标号)。 a．反应达到平衡后，反应不再进行 b．使用催化剂可以增大反应速率，提高生产效率 c．当容器内混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到了化学平衡状态 d．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度，使可以100%地转化为 (2)3~6min内，______． (3)12min末时，混合气体中的体积分数为______。 (4)第3min时______(填“＞”“＜”或“＝”)第9min时。 (5)一定温度条件下，能够说明该反应到达平衡的标志是____________。 ①若恒压容器中，混合气体的密度保持不变；②单位时间内生成，同时消耗；③与的总浓度等于与的总浓度；④的物质的量不再变化；⑤恒容容器中，混合气体的总压强不再变化； (6)还可以直接由CO和制得，根据如图一所示的转化关系判断，生成放出______kJ能量。 (7)和可以形成碱性燃料电池，结构如图二所示。 ①电极A反应式为__________。 ②若反应生成，则该燃料电池理论上消耗的的体积(在标准状况下)为______L。 三、元素或物质推断题 23．下图表示各物质之间的转化关系，已知A、D、F、H均为单质，X常温下为无色液体，B为淡黄色固体，J溶于酸得到黄色溶液。 请按要求填空： (1)写出B的电子式__________________________。 (2)写出生成E的电极反应式： ___________________________________。 反应⑤的现象是_______________________________。 (3)反应①的化学方程式是__________________________。 在实验室中引发反应④的操作是______________________。 (4)反应⑥中若转移1 mol电子，则被还原的X是_____________mol。 24．已知A、B、C、D、E为原子序数依次递增的五种短周期主族元素，其中A与C、B与D同主族，且D的原子序数是B的2倍，B、D两元素原子序数之和是A、C两元素原子序数之和的2倍．请回答：（涉及具体的物质，请用对应的元素符号表示其化学式或结构） （1）B、C两元素形成的含非极性键的化合物的电子式为 ___________ ，A、B两元素形成的含非极性键的化合物的结构式为 _____________ ． （2）工业上制备单质C的反应方程式为 ___________ ． （3）已知C-D新型一次高能电池工作时的总反应为：2C+xD=C2Dx，则该电池工作时负极电极反应式为 _________ ，正极电极反应式为 __________ ． （4）已知1mol单质A与1mol单质E完全反应放出183kJ的热量，单质A中共价键的键能为436kJ/mol，单质E中共价键的键能为243kJ/mol，则单质A与单质E形成的化合物中共价键的键能为 ______kJ/mol． （5）在某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2mol单质D和0.2mol的A2 ，加热至发生反应 ；反应中A2D的浓度随时间变化情况如下图所示： 根据上图中数据，用A2表示该反应在0～10min内的反应速率 = ________ ，在上图中画出反应中A2的浓度随时间变化情况曲线，并判断下列说法正确的有 __________. a．往该体系中加入更多单质D可以加快该反应的反应速率 b．往该体系中通入更多A2可以加快该反应的反应速率 c．保持足够长的反应时间，该体系可以生成0.2molA2D d．10min至20min时间段，A2D浓度保持不变，说明该反应停止了 e．体积和温度一定时，容器内的压强不再改变说明反应达到平衡状态 f．体积和温度一定时，混合气体的密度不再改变说明反应达到平衡状态 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．用焰色试验检验K+时必须透过蓝色的钴玻璃进行观察，A不符合题意； B．在铁上镀铜时，铜作阳极，与电源正极相连，铁作阴极，与电源负极相连，B不符合题意； C．氨气不溶于四氯化碳溶液，二者也不反应，而氨气极易溶于水，则用丙装置可以收氨气并防止倒吸，C符合题意； D．加热FeCl3溶液会促进Fe3+的水解，同时生成的HCl易挥发，促使水解平衡正向移动，最后得不到FeCl3，D不符合题意； 故选C。 2．B 解析：A．用惰性电极电解饱和NaOH溶液，相当于电解水，但氢氧化钠溶液浓度不变，仍然是饱和溶液，pH不变，A不符合； B．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，生成氢氧化钠、氢气和氯气，pH增大，B符合； C．用惰性电极电解饱和AgNO3溶液，生成硝酸、氧气和单质银，pH减小，C不符合； D．用惰性电极电解饱和K2SO4溶液，相当于电解水，溶液仍然显中性，D不符合； 答案选B。 3．D 解析：A．d为石墨，铁片为负极，石墨为正极，形成原电池，因此铁片腐蚀加快，故A正确； B．d为石墨，发生吸氧腐蚀，石墨为正极，石墨上电极反应为O2+2H2O+4e－=4OH－，故B正确； C．d为锌块，形成锌、铁海水原电池，铁为正极，因此铁片不易被腐蚀，故C正确； D．d为锌块，铁片为正极，电解液为海水，是吸氧腐蚀，因此铁上电极反应为O2+2H2O+4e－=4OH－，故D错误。 综上所述，答案为D。 4．B 解析：A．钱币是铜合金，钱币表面绿色物质是铜绿，主要成分是碱式碳酸铜，其化学式是Cu2(OH)2CO3，故A说法正确； B．吸氧腐蚀正极反应式O2+2H2O+4e-=4OH-，析氢腐蚀是电解质溶液显酸性，正极反应式为2H++2e-=H2↑，根据金属活动顺序表，铜没有氢活泼，不能置换出氢气，即不能发生吸氢腐蚀，故B说法错误； C．在潮湿环境会发生电化学腐蚀，铜作负极，发生氧化反应，故C说法正确； D．保护钱币，应防止铜发生腐蚀，可采取的措施保持干燥环境、涂保护层等，故D说法正确； 答案为B。 5．C 解析：A．火力发电将化学能转化为内能，再由内能转化为动能，由动能转化为电能，故A不符合题意； B．碱性锌锰电池将化学能转化为电能，故B不符合题意； C．电解饱和食盐水为电解池装置，将电能转化为化学能，故C符合题意； D．氢氧燃料电池将化学能转化为电能，故D不符合题意； 故选C。 6．D 【分析】由图可知，左侧装置为甲烷燃料电池，通入甲烷的a极为负极，氧离子作用下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4—8e—＋4O2—=CO2＋2H2O，通入氧气的b极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为O2+4e—=2O2—；右侧装置为电解池，与b极相连的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室，与a极相连的石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，磷酸二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，所以在阴极室得到浓度较大的氢氧化钠溶液，在产品室得到磷酸二氢钙溶液。 解析：A．由分析可知，通入甲烷的a极为负极，氧离子作用下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4—8e—＋4O2—=CO2＋2H2O，故A正确； B．由分析可知，电解时，溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室、钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室、磷酸二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，则A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，故B正确； C．由分析可知，与b极相连的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，与a极相连的石墨电极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室，所以在阴极室得到浓度较大的氢氧化钠溶液，故C正确； D．由得失电子数目守恒可知，阳极室消耗氯离子的物质的量为×8=0.8mol，由电荷守恒可知，进入产品室的钙离子物质的量为0.8mol×=0.4mol，则阳极室减少钙离子物质的量为0.4mol，故D错误； 故选D。 7．B 【分析】由图可知，装置为原电池，右侧氮元素化合价降低生成氮气发生还原反应，为正极；左侧甲醛发生氧化反应为负极； 解析：A．由分析可知，左室电极为该电池的负极，A错误； B．右室氮元素化合价降低生成氮气发生还原反应，反应为，反应后碱性增强，附近溶液的pH增大，B正确； C．左侧电极反应为，，根据电子守恒可知，，故工作一段时间，产生的与物质的量不相等，C错误； D．原电池中阳离子向正极运动、阴离子向负极运动，故中间室的移向右室，移向左室，D错误； 故选B。 8．B 解析：A．图a中，液面处的铁腐蚀最严重，故A不选； B．图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金由原电池的负极变为正极，所以腐蚀速率减小，故选B； C．图c中，接通开关时，锌作负极，气体在正极（Pt极）上放出，故C不选； D．图d中，干电池自放电腐蚀体现的是锌的还原性，故D不选。 答案选B。 9．A 解析：A．水果电池只能说明原电池原理，不能作为稳定的电源使用，不是方便实用的家用电池，A错误； B．铅蓄电池可以反复多次充电、放电，是一种常用的二次电池，B正确； C．燃料电池是一种高效的化学电源，氢氧燃料电池的产物为水，故是一种高效、无污染的原电池，C正确； D．锌锰干电池是一次电池，工作一段时间后，锌失电子，不断溶解，外壳逐渐变薄， D正确； 故答案为：A。 10．B 【分析】根据图示，阳极室中，MnOOH失电子变为MnO2；阴极室中，糠醛得电子生成糠醇。双极膜将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过。 解析：A．据图可知，电解时，阴极反应为 ，A正确； B．理论上外电路中迁移2mol电子，阳极室和阴极室各需要消耗1mol糠醛，共需要消耗2mol糠醛，B不正确； C．电解时， -2e-+3OH-= +2H2O、2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-， 2MnOOH-2e-+2OH-=2MnO2+2H2O，则MnO2和MnOOH在电极与糠醛之间传递电子，C正确； D．据图可知，在阳极室，糠醛生成糠酸盐，发生反应 -2e-+3OH-= +2H2O、2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-，则离子反应方程式为 ，D正确； 故选B。 11．C 解析：A．活泼金属作负极，所以两原电池都是Zn作负极材料及负极反应物，Cu作正极材料，但是在正极发生反应的是而不是Cu，选项A错误； B．(b)为双液原电池，避免了Zn与溶液接触，但(a)为单液原电池，负极Zn与溶液接触，部分会直接与Zn在负极反应，能量利用率低且电流不稳定，选项B错误； C．阳离子移向正极，阴离子移向负极，选项C正确； D．(b)中Zn片质量减少6.5 g时，理论上电路中转移电子，数目为，选项D错误； 答案选C。 12．B 【分析】由图和题给信息可知，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应电极反应式为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)2，A区溶液中氢氧根离子浓度减小，A区钠离子通过阳离子交换膜M进入B区，二氧化铅为正极，酸性条件下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应式为PbO2+4H++SO+2e—=PbSO4+2H2O，C区溶液中消耗氢离子的物质的量大于硫酸根离子，C区溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜B区，则B区中硫酸钠溶液的浓度增大。 解析：A．由分析可知，原电池工作时，A区钠离子通过阳离子交换膜M进入B区，C区溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜B区，故A正确； B．由分析可知，原电池工作时，A区钠离子通过阳离子交换膜M进入B区，C区溶液中硫酸根离子通过阴离子交换膜B区，则B区中硫酸钠溶液的浓度增大，故B错误； C．由分析可知，放电时，镁电极为原电池的负极，碱性条件下镁失去电子生成氢氧化镁，电极反应电极反应式为Mg+ 2OH—－2e—=Mg(OH)2，故C正确； D．由分析可知，原电池工作时，消耗2.4 g镁时，放电转移电子×2=0.2mol，C区放电消耗0.4mol氢离子、0.1mol硫酸根离子，同时有0.1mol硫酸根离子移向B区，相当于溶液中减少0.2mol硫酸，同时生成0.2mol水，则C区实际减少质量为0.2mol×98g·mol-1-0.2mol×18g·mol-1=16.0g，故D正确； 故选B。 13．C 解析：A．放电时，锂失去电子发生氧化反应，为负极，A正确； B．得到电子，在正极发生还原反应，B正确； C．原电池中阳离子向正极移动，C错误； D．原电池是将化学能转化为电能的装置，D正确； 故选C。 14．C 解析：A．由图中信息可知，电极M上发生反应：，得电子发生还原反应，可知M极为正极，电极N为负极，M极电势高于N极电势，故A错误； B．由正极反应可知，隔膜I应允许钠离子通过，则隔膜I为阳离子交换膜，同时负极发生反应：，为使溶液呈电中性，生成的钠离子通过隔膜II进入有机盐电解液中，则隔膜II应为阳离子交换膜，故B错误； C．由以上电极反应可知，通过2mol电子时，正极增加2mol钠离子质量，负极减少2mol钠离子质量，两极质量变化均为46g，变化相等，则通过0.1 mo1电子时，理论上两电极质量变化均为2.3g，故C正确； D．由A中分析知正极电极反应为：，故D错误； 故选：C。 15．A 解析：A．(b)为双液原电池，避免了Zn与溶液接触，(a)为单液原电池，负极Zn与溶液接触，部分会直接与Zn在负极反应，进而形成微小的原电池，能量利用率低且电流不稳定，选项A错误； B．活泼金属作负极，所以两原电池都是Zn作负极，Cu作正极，选项B正确； C．阳离子移向正极，阴离子移向负极，选项C正确； D．(b)中Zn片质量减少6.5 g时，理论上电路中转移电子，数目为，选项D正确； 答案选A。 二、填空题 16．(1) FeCl2 (或FeSO4) FeCl3 [或Fe2(SO4)3] (2) Fe-2e-=Fe2+ 2Fe3++2e-=2Fe2+ (3)外电路中电子是从铁电极流向碳电极 (4)Cl- 【分析】在原电池反应中，负极失去电子发生氧化反应；正极上得到电子发生还原反应，电子由负极经电流表流向正极。 解析：（1）Fe+2Fe3+=3Fe2+设计的原电池，由于Fe失去电子变成Fe2+，所以Fe电极为负极，溶液X为FeCl2 (或FeSO4)；石墨电极为正极，在正极上Fe3+得到电子被还原为Fe2+，所以溶液Y为FeCl3 [或Fe2(SO4)3]； （2）在铁电极上Fe失去电子变为Fe2+，则Fe电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+； 碳电极为正极，正极上Fe3+得到电子被还原为Fe2+，电极反应式为：2Fe3++2e-=2Fe2+； （3）外电路中的电子的流向是电子由负极Fe经电流表A流向正极C电极； （4）由于Fe电极上Fe变为Fe2+，使溶液中阳离子数目增加，根据溶液呈电中性，可知盐桥中向X溶液中迁移的离子是阴离子Cl-。 17． Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2H++2e-=H2↑ 增大 Zn Zn+2H+=Zn2++H2↑ 解析：(1)甲中发生氢离子和Fe的置换反应，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑； (2)Sn、Fe和稀硫酸溶液形成原电池，Fe比Sn活泼，所以Fe为负极，Sn为正极，氢离子在Sn电极上放电生成氢气，电极反应时式为2H++2e-=H2↑，由于氢离子浓度减小，所以Sn电极附近pH增大； (3)Zn比Fe活泼，所以形成原电池时，Zn为负极，被腐蚀，总反应为Zn和稀硫酸溶液的反应，离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑。 18．(1) H2SO4 铁离子水解生成氢氧化铁胶体，，胶体有较大的表面积，能吸附水中的悬浮杂质，故能净水 (2)b (3) d 0.0167 (4) 阳 解析：（1）硫酸铁溶液中存在铁离子水解，为了抑制水解，应将硫酸铁粉末加入到硫酸中，再加入适量的蒸馏水配成溶液，硫酸铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁胶体，，胶体有较大的表面积，能吸附水中的悬浮杂质，故能净水。 （2）Ka越大，说明酸性越强，亚硫酸氢根离子的电离平衡常数大于碳酸氢根离子的电离平衡常数，说明亚硫酸氢根的酸性比碳酸氢根离子的强，故碳酸根离子和亚硫酸氢根离子能反应，不共存，亚硫酸氢根离子和碳酸氢根离子不反应。故选a。 （3）向100mL0.1mol⋅L−1H2SO3溶液中滴加0.1mol⋅L−1NaOH溶液，亚硫酸溶液中由于酸电离出氢离子，抑制水的电离，酸溶液中加入氢氧化钠，酸的浓度减小，对水的电离的抑制作用减小，故水的电离程度增大，当加入200毫升氢氧化钠时恰好完全反应生成亚硫酸钠，亚硫酸根离子水解促进水的电离，故四个点中水电离程度最大的为d点。若测得b点溶液中，该点pH为7，说明，根据电荷守恒分析，有，根据的电离常数计算，，则溶液中。 （4）a电极亚硫酸氢钠反应生成连二亚硫酸钠，硫元素化合价降低，得到电子，电极反应为，右侧为二氧化硫失去电子生成硫酸，产生氢离子，故该装置选择阳离子交换膜。 19．224 升高 降低 解析：该电解质溶液是KOH为碱性介质，通入空气的一极发生的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，负载通过电子时，有0.01mol氧气反应，标准状况下体积为V=n∙Vm=0.01mol×22.4L/mol=0.224L，通入空气的一极为正极，生成OH-，则正极区溶液的升高，由负极：，正极：11O2+22H2O+44e-=44OH-，正极和负极电极式相加即可得电池总反应为：。 20． Fe(或铁) 原电池 Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2 【分析】当开关K与a连接时，形成的是电解池，两极均有气泡产生，为电解饱和食盐水，阳极上产生氯气，阴极上产生氢气，溶液中产生氢氧化钠；一段时间后，使开关K与a断开、与b连接时，形成原电池，Fe为负极，电解质溶液为NaOH，发生的是吸氧腐蚀，由此分析。 解析：(1)当开关K与a连接时，两极均有气泡产生，为电解饱和食盐水，阳极上产生氯气，阴极上产生氢气，溶液中产生氢氧化钠；Fe应为阴极，否则不能在Fe极上生成气体； (2)一段时间后，使开关K与a断开、与b连接时，形成原电池，Fe为负极，电解质溶液为NaOH，负极反应为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2。 21．(1) CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 85% (2)-469kJ/mol (3) C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H=-393.5kJ/mol C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ∆H=+131.0kJ/mol 解析：（1）由燃料电池是原电池的一种，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，但在酸性介质中，正极不会生成大量氢离子，则电解质参与电极反应，甲醇燃料电池的负极反应式为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+，正极反应式为2O2+8H++8e-=4H2O，又该电池的理论效率为消耗1mol甲烷所能产生的最大电能与其燃烧热之比，则电池的理论效率为=×100%=85% ，故答案为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；85%； （2）根据反应物的键能总和减去生成物的键能总和计算反应热，该反应的ΔH=6×389+3×243-946-6×431=-469kJ/mol； （3）①碳完全燃烧生成二氧化碳的反应，标注物质聚集状态和对应反应的焓变，C完全燃烧的热化学方程式为：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol，故答案为C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol； ②由a：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol b：CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol c：H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol d：H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0kJ/mol， 根据盖斯定律，a-b-c+d得：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ∆H=+131.0kJ/mol，故答案为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ∆H=+131.0kJ/mol。 22．(1)bc (2)0.075 (3)30% (4)< (5)①②④⑤ (6)45.5 (7) 33.6 解析：（1）a．反应达到平衡后，反应仍在进行，故错误；b．使用催化剂可以增大反应速率，能缩短到平衡的时间，提高生产效率，故正确；c．反应前后气体的总物质的量不同，则当容器内混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到了化学平衡状态，故正确；d．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度，使的转化率提高，但不可以100%地转化为，故错误。故选bc。 （2）3~6min内，二氧化碳的反应速率为，根据方程式分析，氢气的速率为0.075 （3），12min末时，混合气体中CH3OH的体积分数为。 （4）因为反应抑制在向正向进行，逆反应速率一直增大，直到9分钟时到平衡，故后者逆反应大。 （5）①若恒压容器中，混合气体的密度保持不变，说明反应体系中气体总物质的量不变，说明反应到平衡；②单位时间内生成，同时消耗，说明正逆反应速率相等，反应到平衡；③与的总浓度等于与的总浓度不能说明反应到平衡；④的物质的量不再变化能说明反应到平衡；⑤恒容容器中，混合气体的总压强不再变化能说明反应到平衡，故选①②④⑤； （6）从图分析，每生成1mol甲醇，反应放热为510-419=91 kJ的能量，故生成16gCH3OH(l)放出45.5kJ能量。 （7）通入氧气的一极为正极，通入氨气的一极为负极，则电极A的反应式为。每生成1mol氮气及28克，转移6mol电子，若反应生成28克氮气，转移6mol电子，则消耗1.5mol氧气，标况下体积为6=33.6L。 三、元素或物质推断题 23． Fe－2e-+ 2OH-= Fe(OH)2 白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色 3Fe + 4H2O(g)Fe3O4+ 4H2 在铝热剂表面加入少量KClO3，插上镁条，并将镁条点燃 1 【分析】A、D、F、H均为单质,X常温下为无色液体,B为淡黄色固体,J溶于酸得到黄色溶液.X常温下为无色液体,可确定为H2O,B为淡黄色固体,且可与水反应生成气体单质,且B为Na2O2，G为氢氧化钠溶液,F为O2；A既能与水在高温下反应生成单质D,又可做电极电解氢氧化钠溶液得到D,且E在氧气和水的作用下得到J,J溶于酸为黄色溶液,则A为铁,C为四氧化三铁,D为氢气,E为氢氧化亚铁,J为氢氧化铁；H既能与氢氧化钠溶液反应,又能与四氧化三铁反应,故为金属铝,由此可以知道I 为氧化铝,K为偏铝酸钠溶液；据以上分析进行解答。 解析：A、D、F、H均为单质,X常温下为无色液体,B为淡黄色固体,J溶于酸得到黄色溶液.X常温下为无色液体,可确定为H2O,B为淡黄色固体,且可与水反应生成气体单质,且B为Na2O2，G为氢氧化钠溶液,F为O2；A既能与水在高温下反应生成单质D,又可做电极电解氢氧化钠溶液得到D,且E在氧气和水的作用下得到J,J溶于酸为黄色溶液,则A为铁,C为四氧化三铁,D为氢气,E为氢氧化亚铁,J为氢氧化铁；H既能与氢氧化钠溶液反应,又能与四氧化三铁反应,故为金属铝,由此可以知道I 为氧化铝,K为偏铝酸钠溶液； (1)B为过氧化钠为离子化合物,电子式为； 答案是: ； (2)反应(5),铁为活性电极,电解氢氧化钠溶液,在阳极铁首先放电,电极反应式为Fe－2e-+2OH-=Fe(OH)2；E+F+X→J，氢氧化亚铁不稳定,遇到氧气和水会迅速由白色变成灰绿色最终变为红褐色； 答案是: Fe－2e-+2OH-= Fe(OH)2；迅速由白色变成灰绿色最终变为红褐色； (3)反应(1)的化学反应方程式是铁与水蒸气之间的反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为: 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；反应(4)是铝与四氧化三铁发生的铝热反应,在实验室引发反应(4)的操作是:在铝热剂上加少量KClO3，插上镁条并将其点燃； 答案是: 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；在铝热剂表面加入少量KClO3，插上镁条，并将镁条点燃； (4)反应(6)是铝和氢氧化钠溶液的反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式: 2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2+4H2O；该反应中水作氧化剂，2mol铝完全反应，转移6mol电子，消耗水6mol，现反应转移1mol电子，所以被还原的水是1mol； 答案是:1。 24． H-O-O-H 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ Na-e-=Na+ xS+2e-= 431 bf 【分析】由题干信息B与D同主族，且D的原子序数是B的2倍，可推知：B为O，D为S，又知A、B、C、D、E为原子序数依次递增的五种短周期主族元素，故E为Cl，又知B、D两元素原子序数之和是A、C两元素原子序数之和的2倍，故推知A为H，C为Na，故A是H，B是O，C是Na，D是S，E是Cl，据此解题。 解析：（1）B、C两元素形成的含非极性键的化合物即Na2O2，故其电子式为，A、B两元素形成的含非极性键的化合物即H2O2，故其结构式为H-O-O-H，故答案为：；H-O-O-H； （2）工业上采用电解熔融的氯化钠的方法制备单质Na，故其反应方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑，故答案为：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑； （3）已知C-D新型一次高能电池工作时的总反应为：2C+xD=C2Dx即2Na+xS=Na2Sx，则该电池工作时负极发生氧化反应，故电极反应式为Na-e-=Na+，正极发生还原反应，故电极反应式为xS+2e-=，故答案为：Na-e-=Na+；xS+2e-=； （4）已知1mol单质A即H2与1mol单质E即Cl2完全反应放出183kJ的热量，单质A中共价键的键能为436kJ/mol，单质E中共价键的键能为243kJ/mol，设单质A与单质E形成的化合物中共价键的键能为xkJ/mol，根据反应热为：E(H-H)+E(Cl-Cl)-2E(H-Cl)=-183kJ/mol，即436kJ/mol+243kJ/mol-2x=-183kJ/mol，解得：x=431kJ/mol，故答案为：431； （5）根据反应速率之比等于化学计量系数比，结合上图中数据，用A2表示该反应在0～10min内的反应速率：； a．由于D是固体，故往该体系中加入更多单质D，D的浓度不变，故该反应的反应速率不变，a错误； b．由于往该体系中通入更多A2，导致反应物的浓度增大，故可以加快该反应的反应速率，b正确； c．由于体系加入0.2mol单质D和0.2mol的A2，若保持足够长的反应时间，该体系能够生成0.2molA2D，即D和A2均完全反应，但题干告知是个可逆反应，故不可能完全转化，c错误； d．10min至20min时间段，A2D浓度保持不变，说明该反应达到化学平衡状态，但反应并未停止，d错误； e．由于该反应前后气体的系数之和保持不变，故体积和温度一定时，容器内的压强一直保持不变，故容器内的压强不再改变不能说明反应达到平衡状态，d错误； f．由于反应物中D是固体，故体积和温度一定时，混合气体的密度一直再改变，现在混合气体的密度不再改变说明反应达到平衡状态，f正确； 故答案为：；bf。 学科网（北京）股份有限公司 $$