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

第四章 化学反应与电能同步习题 一、单选题 1．全钒电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的总反应如下：VO2+(蓝色)+H2O+V3+(紫色)(黄色)+V2+(绿色)+2H+下列说法中正确的是 A．当电池放电时，被氧化 B．放电时，负极反应式为+2H++e-=VO2++H2O C．充电时，阳极附近溶液由绿色逐渐变为紫色 D．放电过程中，正极附近溶液的pH变大 2．如图为锌铜原电池装置图，下列说法不正确的是 A．电流方向由Cu极流向Zn极 B．若将CuSO4溶液放入A池，ZnSO4溶液放入B池，电流表指针仍能偏转 C．电池工作时，Zn片带正电荷，Cu片带负电荷 D．盐桥中的阴离子移向A池 3．下列有关实验的操作、现象和结论都正确的是 选项 实验操作 现象 结论 A 向盛有1mL0.1mol·L-1MgCl2溶液的试管中，先滴加1~2滴2mol/LNaOH溶液，充分反应后再滴加2滴0.1mol/LFeCl3溶液，静置，观察 先产生白色沉淀，而后白色沉淀变为红褐色 相同条件下，Ksp：Mg(OH)2>Fe(OH)3 B 常温下，向NaHCO3和CH3COONa溶液中分别滴加两滴酚酞 两溶液均变红，但NaHCO3溶液更红 常温下，水解平衡常数：Kh(CH3COO-)<Kh(HCO) C 用3mL稀硫酸与纯锌粒反应，再加入几滴Cu(NO3)2浓溶液 迅速产生无色气体 形成锌铜原电池加快制取氢气的速率 D 分别电解CuCl2溶液和NaCl溶液 CuCl2溶液中阴极得到Cu，NaCl溶液阴极不能得到Na 得电子能力：Cu2+>Na+>H+ A．A B．B C．C D．D 4．我国首先研制出以铝空气海水电池作为新型航标灯。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝氧化而源源不断地产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其能量比干电池高20～50倍，其结构如下图。下列说法不正确的是 A．Al是负极 B．正极的电极反应式为：O2+4e+2H2O=4OH C．电池工作时，正极附近的溶液的PH降低 D．若消耗27g铝，理论上需要0.75mol的氧气 5．铅酸蓄电池广泛应用于机动车辆，其构造如下图所示，已知难溶于水，电池反应为，下列说法不正确的是 A．电池工作时，Pb为负极，发生氧化反应 B．电池工作时，电解质溶液保持不变 C．硫酸根离子在负极和正极都参与了反应 D．正极的电极反应式为 6．氮气在催化剂作用下的一系列转化如图所示，下列叙述正确的是 A．N2转化为NH3、NH3转化为NO均属于氮的固定 B．在催化剂a的作用下，氮原子发生了氧化反应 C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂 D．催化剂a、b均可提高单位时间内反应物的转化率 7．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 A．铁器表面刷油漆不能起到防护的作用 B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用 C．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 D．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 8．下列反应方程式书写正确的是 A．铅蓄电池充电时阴极的电极反应式： B．密闭容器中，1 gH2(g)与足量的I2(g)混合反应后生成HI(g)，放出a kJ热量(a＞0) C．向乙二醇溶液中加入足量酸性高锰酸钾溶液： D．Al2O3溶于(NH4)2SO4溶液： 9．某实验设计小组对和反应探究，得出结论，并根据此反应设计如图所示装置。下列说法错误的是 A．反应开始时，电流表指针发生偏转，该装置中能量转化形式为化学能转化为电能 B．反应开始时，石墨(a)作正极，石墨(b)上发生氧化反应 C．反应开始时，电子沿导线移动方向为 D．反应进行一段时间后，电流表读数为0，说明该反应已经达到平衡状态 10．有关电化学原理的推断正确的是（    ） A．金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程 B．钢铁吸氧腐蚀时，负极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH- C．氯碱工业中，阳极发生的反应为：2Cl-–2e-=Cl2↑ D．镀锌铁皮的镀层部分损坏后，铁更容易腐蚀 11．下列实验装置或操作能达到实验目的的是 A．装置甲验证铁的析氢腐蚀 B．装置乙中和滴定 C．装置丙滴定管读数为18.20mL D．装置丁为保护铁闸门采用的阴极保护法为牺牲阳极法 12．下列离子方程式正确的是 A．溶液中加入足量石灰乳：Mg2++Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca2+ B．在偏铝酸钠溶液中通入少量二氧化碳：AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO C．用铁电极电解饱和食盐水：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ D．用高锰酸钾标准溶液滴定草酸：2MnO+5C2O+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 13．如图为发光二极管连接柠檬电池装置，下列说法不正确的是 A．负极的电极反应为：Fe－2 e－=Fe2+ B．电子由 Fe 环经导线流向发光二极管 C．铜线作为柠檬电池的正极 D．可将柠檬替换成盛装酒精溶液的装置 14．全世界每年因钢铁锈蚀造成巨大损失，钢铁吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是 A．钢铁腐蚀过程只发生化学能与电能的转化 B．钢铁腐蚀的正极反应为：Fe-2e-=Fe2+ C．电解质溶液浓度可影响钢铁腐蚀的速率 D．将地下铁管与铜块连接，可保护铁管 15．下列装置图及有关说法正确的是    A．装置①中K闭合片刻后溶液中增大 B．装置③中当铁制品上析出铜时，电源负极输出的电子为 C．装置②中铁腐蚀的速率由大到小的顺序是只闭合只闭合只闭合都断开 D．装置①中K闭合片刻后可观察到滤纸a点变红色 二、填空题 16．NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品，工业上常用铝土矿（主要成分为Al2O3）来生产铵明矾NH4Al(SO4)2•12H2O，其工艺流程图如下： （1）流程图中X为 （填化学式），Y为 （填名称）溶液，NH3的电子式 ； （2）流程中电解池阳极的电极反应式为 ； （3）反应II的离子方程式为 反应Ⅵ的化学方程式为 ； （4）对铵明矾NH4Al(SO4)2·12H2O高温分解的气体产物的预测不合理的是 ； A．NH3、N2、SO2、H2O      B．NH3、SO3、H2O C．NH3、SO2、H2O          D．NH3、N2、SO3、SO2、H2O 17．用铅蓄电池连接惰性电极电解一定量的CuSO4溶液，请回答下列问题： (1)铅蓄电池放电时正极的电极反应式为 ； (2)惰性电极电解CuSO4溶液的离子方程为 ； (3)若电解一段时间后向电解池溶液中加入1molCu(OH)2·CuCO3，可以使该溶液恢复至原来的浓度和体积，则在该电解过程中转移电子的数目为 ，该电解过程中铅蓄电池中消耗的H2SO4和电解池中生成的H2SO4的物质的量之比为 。 18．请按要求填写下列空白： (1)氯碱工业的总反应的离子方程式： 。 (2)甲烷燃料电池熔融碳酸盐环境负极电极反应式： 。 (3)铅蓄电池充电时阳极的电极反应式： 。 (4)钢铁发生吸氧腐蚀的电化学总反应： 。 (5)工业上冶炼铝的离子方程式： 。 19．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一、 (1)如图1装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵溶液(显酸性)和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀。 ①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则 (填“a”或“b”)试管内盛有食盐水。 ②a试管中铁发生的是 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀，电极反应式为 ， 。 b试管中铁被腐蚀的总反应方程式为 。 (2)如图2两个图都是金属防护的例子。 ①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图2甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 (填字母) A．铜    B．钠    C．锌    D．石墨 ②图2乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的 (填“正”或“负”)极。 ③以上两种方法中， (填“甲”或“乙”)方法能使铁闸门保护得更好。 20．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、100g16.0%的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4的质量分数为12.20%，乙中c电极质量增加。据此回答问题： (1)电源的N端为 极。 (2)电极b上发生的电极反应式为 (3)电极b上生成的气体在标准状况下的体积。 。 21．近年来电池研发领域涌现出的纸电池，其组成与传统电池类似，主要包括电极、电解液和隔离膜(如下图所示)，电极和电解液均“嵌”在纸中。纸电池像纸一样轻薄柔软，在制作方法和应用范围上与传统电池相比均有很大的突破。 (1)某学生在课外活动时，根据纸电池的结构示意图，利用实验室中的氯化钠、蒸馏水和滤纸制备了电解液和隔离膜，用铜片分别与锌片和另一种银白色金属片，先后制作了两个简易电池。在用电流表测试这两个电池时，发现电流表的指针都发生了偏转，但偏转方向相反。你能对该同学的实验结果作出解释吗 ？ (2)请利用家庭易得材料，设计制作一个简易电池，并试验其能否产生电流(画出设计图，并标明所用材料) 。 (3)根据纸的特性，试推测纸电池会有哪些不同于传统电池的特别之处，并通过网络搜索验证你的推测 。 22．原电池体现化学对社会发展的又一伟大贡献。请回答下列问题： (1)将Cu电极、石墨电极用导线连接好后插入溶液中，电子的流向为 (填“由Cu电极到石墨电极”或“由石墨电极到Cu电极”)，石墨电极的电极反应式为 。 (2)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，与在多孔碳材料电极处生成(或1)。 ①放电时，多孔碳材料电极为 (填“正”或“负”)极。 ②放电时，外电路每转移0.1mol，锂电极的质量变化为 。 ③放电时，电池正极的电极反应式为 。 (3)燃料电池大大提高了能量的转化效率。燃料电池工作时将燃料内部的 能转化为 能。碱性甲烷燃料电池工作时负极的电极反应式为 。 23．天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。 (1)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)  ΔH1，相关物质的摩尔燃烧焓数据如表所示： 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) 摩尔燃烧焓ΔH/(kJ·mol-1) -1560 -1411 -286 则ΔH1= kJ·mol-1 (2)以CH4为原料设计原电池电解下列物质，如图： ①甲池是将 能转化为 能的装置，乙装置中电极A的名称是 。(填“正极”或“负极”或“阴极”或“阳极”)。 ②甲装置中通入O2的电极反应式为 ，乙装置中电极B (Ag)的电极反应式为 ，丙装置中D极的产物是(写化学式) 。 ③一段时间，当C极上产生5.6L(标准状况下)气体时，电路中转移 mol电子。若要使乙池恢复电解前的状态，应向乙池中加入 (写化学式)。 24．如图所示的装置，X、Y都是惰性电极，装置乙为粗铜的精炼。试回答下列问题： (1)在电源中，B电极为 极；甲中Fe电极是 极。 (2)甲装置中总的离子方程式是 。 (3)丙装置在通电后，Cl-向 极上移动。(填“X”或“Y”) (4)将电源接通后，向甲中滴入酚酞溶液，在 极附近显红色。(填“石墨电极”或“Fe电极”) (5)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g，请问甲装置中，铁电极上产生的气体在标准状况下为 L。 (6)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阳极的电极反应式是 。 25．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题： (1)甲池为 (填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，A电极的电极反应式为 。 (2)丙池中E电极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，电极的电极反应式为 。该池总反应的化学方程式为 。 (3)当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)。 (4)一段时间后，断开电键K,下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是 (填选项字母)。 A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3 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．D 【详解】A．中V元素的化合价为+5价，放电时的生成物中VO2+中V元素的化合价为+4价，V3+为+3价，中V元素的化合价降低，所以被还原，故A错误； B．放电时负极失电子发生氧化反应，根据总反应可知负极反应为V2+-e-=V3+，故B错误； C．充电时阳极失电子发生氧化反应，VO2+被氧化为，附近溶液由蓝色变为黄色，故C错误； D．放电时，正极上得电子，电极为：+2H++e-=VO2++H2O，消耗氢离子，所以附近溶液pH变大，故D正确； 综上所述答案为D 2．B 【分析】该原电池中，锌易失电子作负极，铜作正极，负极上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极上电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电池反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，放电时，电子从负极沿导线流向正极，电流从铜沿导线流向锌，盐桥中阳离子向正极移动； 【详解】A．电流从正极流向负极，铜作正极，锌做负极，则电流方向由Cu极流向Zn极，故A正确； B．若将CuSO4溶液放入A池，ZnSO4溶液放入B池，Zn与硫酸铜溶液直接接触，Zn与铜离子发生置换反应，不形成原电池，没电流，电流表指针不能偏转，故B错误； C．电池工作时，Zn片做负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Zn片上带正电荷，Cu片做正极，得电子，带负电荷，故C正确； D．盐桥中阴离子向负极移动，即阴离子移向A池，故D正确； 故选：B。 3．A 【详解】A．氯化镁溶液过量，滴加少量氢氧化钠溶液，产生氢氧化镁白色沉淀，再滴加氯化铁溶液，白色沉淀转化为红褐色，说明产生氢氧化铁沉淀，氢氧化铁的溶解度比氢氧化镁溶解度小，A正确； B．碳酸氢钠溶液和醋酸钠溶液的浓度未知，无法判断两种溶液的碱性强弱，无法确定醋酸根离子和碳酸氢根离子的水解程度，B错误； C．用3mL稀硫酸与纯锌粒反应，再加入几滴Cu(NO3)2浓溶液，酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能与锌发生氧化还原反应生成无色的一氧化氮气体，因而可加快反应速率，不能证明形成锌铜原电池加快制取氢气的速率，C错误； D．电解CuCl2溶液，阴极电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，说明铜离子的得电子能力强于氢离子，电解NaCl溶液，阴极电极反应式为：2H++2e-=H2↑，说明氢离子的得电子能力强于钠离子，则得电子能力为：Cu2+>H+>Na+，D错误； 答案选A。 4．C 【详解】原电池中，较活泼金属做负极，较不活泼金属或非金属做正极，铝较活泼，易失去电子，发生氧化反应，做原电池负极，电极反应式为：,碳上氧气得电子，发生还原反应，作为原电池正极，电极反应式为：； A．Al较活泼作为负极，A项正确； B．正极的电极反应式为，B项正确； C．电池工作时，正极发生反应生成，附近的溶液的PH升高，C项错误； D．若消耗27g铝即消耗1mol铝，因为消耗4mol铝需要3mol氧气，则消耗1mol铝，理论上需要0.75mol的氧气，D项正确； 答案选C。 5．B 【分析】 该原电池工作时，Pb电极为负极，失电子结合硫酸根离子生成硫酸铅，PbO2为正极，得电子结合氢离子和硫酸根离子生成硫酸铅和水。 【详解】A．电池工作时，Pb为负极，失电子发生氧化反应，A正确； B．电池工作时，电解质溶液中的硫酸逐渐被消耗，pH逐渐增大，B错误； C．负极上硫酸根离子结合铅离子生成硫酸铅，正极上，硫酸根离子、氢离子与二氧化铅反应生成硫酸铅，C正确； D．正极上二氧化铅得电子结合氢离子和硫酸根离子生成硫酸铅和水，电极反应式为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O，D正确； 故答案选B。 6．D 【详解】A．把游离态的氮转化为氮的化合物，称为氮的固定，N2→NH3属于氮的固定，NH3→NO不属于氮的固定，故A错误； B．催化剂a作用下，N2→NH3，氮原子化合价从0降低至-3价，发生还原反应，故B错误； C．催化剂a作用下，H2→NH3，N2→NH3，断裂非极性共价键N≡N键和H-H键，催化剂b作用下，O2→NO，NH3→NO，断裂极性共价键N-H键和非极性共价键氧氧键，故C错误； D．催化剂可以提高化学反应速率，可以提高单位时间内反应物的转化率，故D正确。 答案选D。 7．D 【详解】A. 铁器表面的油漆可以阻止氧气和铁器接触，起到防护作用，故A错误； B. 铁比锡活泼，所以当镀锡铁制品的镀层破损时，铁易被腐蚀，镀层不能对铁制品起保护作用，故B错误； C. 钢管与电源的正极相连，则钢管作阳极，所以钢管中的铁发生氧化反应，失去电子成为亚铁离子而被腐蚀，所以钢管不能与电源的正极相连，故C错误； D. 在海轮外壳连接锌块，锌比铁活泼，所以被腐蚀的是锌块，铁被保护，这种方法叫用牺牲阳极的阴极保护法，故D正确； 故选：D。 8．B 【详解】A．铅蓄电池充电时阴极发生还原反应，PbSO4得到电子被还原为Pb单质，则阴极的电极反应式为：PbSO4+2e-=Pb+，A 错误； B．H2(g)与I2(g)生成HI(g)的反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物。1 g H2(g)的物质的量是0.5 mol，若在密闭容器中，其与足量的I2(g)混合反应后生成HI(g)的物质的量小于1 mol，放出a kJ热量(a＞0)。则若1 mol H2(g)完全与I2(g)生成HI(g)，反应放出的热量大于2a kJ，反应放出的热量越多，则该反应的反应热就越小。所以该反应的热化学方程式为H2(g)+I2(g)2HI(g)  △H＜-2a kJ/mol，B正确； C．酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，在与具有强还原性的乙二醇发生反应时，乙二醇被氧化生成CO2气体，而不是氧化生成乙二酸，C错误； D．Al2O3是两性氧化物，只能与强酸、强碱反应。(NH4)2SO4是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，但由于盐水解程度是微弱的，因此盐溶液酸性比较弱，与Al2O3不能发生反应，所以A12O3难溶于(NH4)2SO4溶液，D错误； 故合理选项是B。 9．C 【分析】由总反应可知，I-发生氧化反应生成I2，则石墨(b)极为负极，那么石墨(a)极为正极。 【详解】A．该装置形成原电池，原电池是将化学能转化为电能的装置，A正确； B．由上述分析可知，石墨(a)为正极，石墨(b)为负极， 负极上发生氧化反应，B正确； C．原电池中，电子由负极经导线流向正极，即电子沿导线移动方向为b→a，C错误； D．反应进行一段时间后，电流表读数为0，电路中不再产生电流，此时反应达到平衡状态，D正确； 故选C。 10．C 【详解】A．金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化的过程，故A错误； B．钢铁吸氧腐蚀时，负极发生氧化反应，反应式为：Fe-2e-=Fe2+，故B错误； C．氯碱工业中，阳极发生氧化反应，氯离子失电子生成氯气，电极反应为：2Cl-–2 e-=Cl2↑，故C正确； D．镀锌铁皮的镀层金属锌是较活泼的金属，部分损坏后锌与铁可以在潮湿的空气中形成原子池，锌作负极，锌仍可保护铁，铁不容易被腐蚀，故D错误； 答案选C。 11．A 【详解】A．食盐水呈中性，铁主要发生吸氧腐蚀，可以根据右侧试管中液面变化判断，若液面上升，说明发生吸氧腐蚀，能达到实验目的，故A正确； B．待测液为氢氧化钠溶液，则标准液为酸，酸溶液应该盛放在酸式滴定管中，图示滴定管选择错误，故B错误； C．滴定管的0刻度在上端，题中读数为29.80mL，读数错误，故C错误； D．装置丁为保护铁闸门为电源的阴极，该方式为外加电源的阴极保护法，故D错误； 故答案为A。 12．A 【详解】A．MgCl2溶液中加入足量石灰乳反应生成氢氧化镁和氯化钙，Ca(OH)2主要以固体存在，应该写化学式，反应的离子方程式为：Mg2++Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca2+，A正确； B．在偏铝酸钠溶液中通入少量二氧化碳生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3，反应的离子反应方程式：2AlO+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO，B错误； C．用铁电极电解饱和食盐水时发生的离子反应方程式为Fe+2Cl-+2H2OFe(OH)2+H2↑+Cl2↑，C错误； D．草酸是二元弱酸，主要以电解质分子存在，不能拆写为离子形式，离子方程式应该为：2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，D错误； 故合理选项是A。 13．D 【详解】A．Fe作负极失电子，发生Fe－2 e－=Fe2+，A正确； B．Fe作负极，Cu作正极，电子流向为Fe→发光二极管→Cu，B正确； C．结合B可知，Cu作正极，C正确； D．酒精是非电解质，不能作电解质溶液形成原电池，D错误。 答案选D。 14．C 【详解】A．钢铁腐蚀过程不仅发生化学能与电能的转化，钢铁的锈蚀过程属于缓慢氧化，还放出热量，所以还发生化学能与热能的转化，A错误； B．钢铁发生的腐蚀为吸氧腐蚀，负极上金属铁失电子，发生氧化反应，正极上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-，B错误； C．因为反应速率与离子浓度正相关，所以电解质溶液浓度可影响钢铁腐蚀的速率， C正确； D．将地下铁管与铜块连接会构成原电池，铁作负极，铜作正极，所以不能保护铁管，反而会加快铁管的腐蚀，D错误； 答案选C。 15．D 【详解】 A．装置①中K闭合形成原电池，锌较活泼为负极、铜为正极，阴离子向负极移动，则氯离子移向左侧，片刻后硫酸锌溶液中增大，A错误； B．装置③为电解池装置，铜片为阳极，铁为阴极，阴极铜离子得到电子生成铜单质，当铁制品上析出铜（为0.025mol）时，根据电子守恒，电源负极输出的电子为×2=0.05mol，B错误；   C．铁做电解池阳极被腐蚀速率最快、做阴极被保护腐蚀最慢，铁石墨构成原电池则铁为负极被锈蚀、都断开铁正常被锈蚀，则铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合只闭合都断开>只闭合，C错误； D ．装置①中K闭合，形成铜锌原电池，ab构成电解池，a为阴极，b为阳极，阴极水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，使得a点附近溶液呈碱性，溶液变红，D正确； 故选D。 16． NaOH 硫酸 2SO42-－2e－=S2O82- AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- （NH4）2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2 C 【分析】（1）铝土矿的主要成分是Al2O3，Al2O3既能和酸反应又能和减反应，结合反应Ⅱ中通入过量CO2，可知X是NaOH溶液，而Y和反应II生成的 AlOH)3发生反应Ⅲ，需要有氢离子溶解氢氧化铝，含有硫酸根离子，所以Y是H2SO4，氨气的电子式为 ； （2）流程中电解的是含SO42-的水溶液,生成S2O82-；所以阳极电极反应式为：2SO42-－2e－=S2O82-； （3）反应Ⅱ是NaAlO2和过量的CO2反应，生成Al(OH)3； （4）根据氧化还原化合价有升有降的原则分析四个选项，可得出结论。 【详解】（1）Al2O3既能和酸反应又能和减反应，结合反应Ⅱ中通入过量CO2，可知X是NaOH溶液，而Y能和反应II生成的 AlOH)3发生反应Ⅲ，反应Ⅲ为氢氧化铝中加上Y可以制得NH4Al(SO4)2，需要有氢离子溶解氢氧化铝，含有硫酸根离子，，所以Y是H2SO4，本题答案为：NaOH 、硫酸、； （2）流程中电解的是含SO42-的水溶液,生成S2O82-；所以阳极电极反应式为：2SO42-－2e－=S2O82-，故本题答案为：2SO42-－2e－=S2O82-； （3）反应Ⅱ是NaAlO2和过量的CO2反应，离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，本题答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-； （4）A．N元素化合价升高，硫元素化合价降低，符合氧化还原反应规律，故A可能； B.无元素化合价变化，是非氧化还原反应，故B可能； C.只有S的化合价降低，故C不可能； D.N元素化合价升高，S元素化合价降低，故D可能； 本题答案为：C。 17．(1)PbO2+2e-+4H++ =PbSO4+2H2O (2)2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ (3) 6NA 2:1 【详解】（1）铅蓄电池正极材料为PbO2，放电时正极发生的电极反应式为PbO2+2e-+4H++ =PbSO4+2H2O； （2）利用惰性电极电解CuSO4溶液时阴极有Cu析出，阳极上有氧气放出，发生反应的离子方程为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+； （3）Cu(OH)2·CuCO3和稀硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，所以加入1molCu(OH)2·CuCO3相当于加入2molCuO、1molH2O，根据生成物知，阴极上铜离子和氢离子放电、阳极上氢氧根离子放电，根据Cu原子、H原子守恒得阴极上析出n(Cu)=2mol、n(H2)=1mol，则转移电子的物质的量=2mol×2+1mol×2=6mol，即电解过程中转移电子的数目为6NA；1molCu(OH)2·CuCO3能和2molH2SO4完全反应，可知电解池生成的H2SO4为2mol；根据PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知，电解过程中转移6mol电子消耗6molH2SO4，则电解过程中铅蓄电池中消耗的H2SO4和电解池中生成的H2SO4的物质的量之比为6mol：3mol=2:1。 18．(1)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ (2)CH4-8e-+4CO=5CO2+2H2O (3)PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO+4H+ (4)2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 (5)4Al3++6O2-4Al+3O2↑ 【详解】（1）氯碱工业是指电解饱和食盐水生成氢氧化钠和氯气、氢气，离子方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑； （2）原电池负极发生氧化反应，结合电解质溶液可知，甲烷燃料电池的负极电极反应是CH4-8e-+4CO=5CO2+2H2O，故答案为：CH4-8e-+4CO=5CO2+2H2O； （3）已知铅蓄电池放电时正极反应为：PbO2+SO+4H++2e- = PbSO4+2H2O，则铅蓄电池充电时阳极的反应式为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO+4H+，故答案为：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO+4H+； （4）钢铁发生吸氧腐蚀的反应为2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2↓，故答案为：2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2↓； （5）工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，离子方程式为：4Al3++6O2-4Al+3O2↑，故答案为：4Al3++6O2-4Al+3O2↑。 19．(1) b 析氢 (2) C 负 乙 【详解】（1）①红墨水柱两边的液面变为左低右高，则a发生析氢腐蚀，a中盛有氯化铵溶液，b发生吸氧腐蚀，b中盛有食盐水，故答案为b； ②a试管中铁发生的是析氢腐蚀，生铁中碳为正极，正极上发生还原反应，故发生的电极反应式为，；b试管中铁发生的是吸氧腐蚀，铁被腐蚀的总反应方程式为； （2）①为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钠能够与水反应，不能做电极材料，所以选锌，此方法叫做牺牲阳极的阴极保护法，故选C； ②电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为负； ③因为电解池的保护比原电池保护更好，所以方法乙能使铁闸门保护得更好；故答案为乙。 20．(1)正 (2)4OH--4e-=2H2O+O2↑ (3)11.2L 【分析】有外加电源，甲、乙、丙均是电解池装置，乙中电解质溶液为100g16.0%的CuSO4溶液，乙中c电极质量增加，则c电极反应式为Cu2++2e-=Cu，为电解池阴极，则M为电源负极，N为电源正极，a、c、e为电解池阴极，b、d、f为电解池阳极。 【详解】（1）由分析可知N为电源正极； （2）甲中电解质溶液为NaOH溶液，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH-放电，即4OH--4e-=2H2O+O2↑； （3）丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为x．由电解前后溶质质量相等有，100×10.00%=(100-x)×12.20%，得x=18g，故反应了的水为1mol，由方程式2H2O2H2+O2↑可以知道，消耗1molH2O，生成0.5mol氧气，在标况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。 21．(1)铜和锌相连，铜为正极、锌为负极、导线中电流方向由铜片到锌；铜与另一种银白色的金属构成原电池的时候，导线中电流方向由另一种银白色的金属到铜片，说明铜做负极、另一种银白色的金属做正极、该金属不如铜活泼 (2)可以用水果，不同材质的废旧钥匙等设计并制作简易电池。用发光二极管是否发光或其他手段检测是否产生电流，也可以用厨房用。只进盐水后作电解液和隔离膜，用不同活动性的金属做电机，用小灯泡或电子音乐卡做用电器。自制水果电池示意图为：(合理即可) (3)纸电池可能具有质量小、成本低、可剪裁、柔韧性好等特点 【详解】（1）根据现象：用电流表测试两个电池时，发现电流表的指针发生了偏转、但偏转方向相反，说明铜在两组电池中的作用不同，铜和锌、氯化钠溶液构成原电池的时候，铜为正极、锌为负极；铜与另一种银白色的金属构成原电池的时候，铜做负极、另一种银白色的金属做正极、该金属不如铜活泼。 （2）要利用家庭易得材料，设计制作一个简易电池，只要符合原电池的形成条件即可：需要活泼性不同的电极、电解液、并形成闭合回路。则：可以用水果，不同材质的废旧钥匙等设计并制作简易电池，用发光二极管是否发光或其他手段检测是否产生电流；也可以用厨房用纸浸食盐水后作电解液和隔离膜、用不同活动性的金属做电极，用小灯泡或电子音乐卡做用电器。例如：自制水果电池示意图为：。 （3）纸电池像纸一样轻薄柔软，根据纸的特性，推测纸电池特别之处：纸电池可能具有质量小、成本低、可剪裁、柔韧性好等特点。网上资料显示：台湾辉能科技公司自主研发的超薄柔性电池FLCB的厚度仅有 0.33mm，可以像纸一样任意被裁剪，而且穿刺、撕裂、撞击、甚至枪击都不会导致漏液。FLCB 还能耐高温，1300 摄氏度高温喷枪火烧它也不会起火或爆炸。 22． 由Cu电极到石墨电极 正 减重0.7g 化学 电 【详解】(1)在溶液中，Cu与发生反应生成和，故Cu电极为负极，石墨是正极，电子由Cu电极到石墨电极，正极Fe3+得电子发生还原反应生成Fe2+，电极反应式为，故答案为：由Cu电极到石墨电极；； (2) ①由题意知，放电时负极反应为，正极反应为(或1)。则该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，故答案为：正； ②由负极电极反应可知，放电时，外电路每转移0.1mol，锂电极的质量变化为减重0.7g，故答案为：减重0.7g； ③放电时正极O2得电子发生还原反应，电极反应式为，故答案为：； (3)燃料电池工作时将燃料内部的化学能转化为电能。碱性甲烷燃料电池工作时负极上甲烷失电子发生氧化反应，碱性条件下生成碳酸根离子，电极反应式为，故答案为：化学；电；。 23．(1)+137 (2) 化学 电 阳极 Ag++e-=Ag H2和NaOH 0.5 Ag2O 【详解】（1）由表中燃烧热数值可知：①C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g) +3H2O(l) ∆H= -1560kJ∙mol-1；②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g) +2H2O(l) ∆H= -1411kJ∙mol-1；③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ∆H= -286kJ∙mol-1；根据盖斯定律可知，①-②-③得C2H6(g) =C2H4(g) + H2(g)，则∆H=( -1560kJ∙mol-1)-( -1411kJ∙mol-1)- ( -286kJ∙mol-1)=+137kJ∙mol-1，故答案为：+137。 （2）①甲池中一极通入甲烷，另一极通入氧气，所以甲池为甲烷形成的燃料电池，是将化学能转化为电能的装置；通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极，乙池中的电极A与正极相连，所以A为阳极，故答案为：化学；电；阳极； ②甲装置中由于电解质为KOH溶液，是碱性的溶液。所以通入O2的电极反应式为：；在乙装置中A为阳极，B为阴极，B(Ag)的电极反应式为Ag＋＋e－＝Ag；丙装置为电解池， C为阳极，D为阴极。由于氧化性H+＞Na+，所以在D极上水电离出的H+发生反应：2H++2e-=H2↑，由于消耗了H+，破坏了附近的水的电离平衡，水继续电离，最终在阴极附近产生大量的NaOH溶液。故D极的产物是H2和NaOH，故答案为：；Ag++e-=Ag；H2和NaOH； ③D极连接甲池中通入甲烷的一极，因此在丙中，C为阳极，D极为阴极，阳极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，n(Cl2)=，所以转移电子的物质的量为n(e-)=0.5mol；在乙装置中A为阳极，B为阴极，B的电极反应式为Ag＋＋e－＝Ag；A的电极反应式为：，当转移电子为0.5mol时，阴极产生0.5molAg，阳极产生0.25molO2，因此，若要使乙池恢复电解前的状态，应向乙池中加入0.25mol Ag2O，故答案为：0.5；Ag2O。 24． 负 阳 2Cl－+2H2OCl2↑+H2↑+2OH－ X Fe电极 0.224 Mn2＋－2e－+2H2O＝4H＋+MnO2 【分析】装置乙为粗铜的精炼，粗铜和电源的正极相连，作阳极，精铜和电源的负极相连，作阴极，则A是电源的正极，B是电源的负极，甲中碳电极作阳极，铁电极作阴极，丙中X电极是阳极，Y是阴极，串联电路中转移的电子物质的量相等，据此解答。 【详解】(1)根据以上分析可知在电源中，B电极为负极；甲中Fe电极与电源的负极相连，是阳极。 (2)甲中C电极为阳极，Fe为阴极，根据电解池的原理，甲装置电解饱和食盐水，其总的离子方程式是2Cl－+2H2OCl2↑+H2↑+2OH－。 (3)电解池阴离子向阳极移动，则丙装置在通电后，Cl-向X极上移动。 (4)将电源接通后，甲装置中氢氧根离子在阴极产生，即在铁电极上生成，因此向甲中滴入酚酞溶液，在Fe电极附近显红色。 (5)乙装置中精铜电极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，甲装置中铁电极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，串联电路，通过电子物质的量相同，即有Cu～2e-～H2↑，标况下氢气的体积为×22.4L/mol=0.224L。 (6)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液，阳极上Mn2＋放电，电极反应式是Mn2＋－2e－+2H2O＝4H＋+MnO2。 25． 原电池 CH3OH - 6e-+ 8OH－= CO32－+ 6H2O 阳极 2H2O-4e-= O2↑+4H+ 2CuSO4 + 2H2O2Cu +O2↑+2H2SO4 560 B 【分析】由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池，通甲醇的A为负极、B为正极；乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；丙池为电解池，E为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，F电极为阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，一段时间后，断开电键K，要使丙池恢复到反应前浓度需加入CuO或者CuCO3，据此分析解答。 【详解】(1)由图可知甲图为原电池，A电极通入甲醇，为负极，电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O； (2)丙池为电解池，其中E电极连接电源正极，为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，F电极连接电源负极，为阴极，发生反应：Cu2++2e-=Cu，总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑； (3)乙池中C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；n(Ag)=10.8g÷108g/mol=0.1mol，由于Ag是+1价的金属，所以转移电子的物质的量为0.1mol，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以甲池中反应消耗O2的物质的量n(O2)=×0.1mol=0.025mol，则消耗氧气在标准状况下的体积V(O2)=0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL； (4)一段时间后，断开电键K，根据少什么加什么，丙池一个电极产生Cu单质，另一个电极产生O2，相当于从溶液中出去的物质为Cu与O2反应产生的CuO。 A.Cu与硫酸不能反应，不能达到目的，A错误； B.CuO与硫酸反应，产生硫酸铜和水，能达到目的，B正确； C.Cu(OH)2比CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，C错误； D.Cu2(OH)2CO3与硫酸生成硫酸铜、二氧化碳和水，比等物质的量的CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，D错误； 故合理选项是B。 【点睛】本题考查了原电池和电解池，侧重于电极反应式书写和电子守恒在计算中应用的考查，对于多池串联电路，通入燃料的电池为原电池，其它各池为电解池，其中在燃料电池中通入燃料的电极为负极，通入氧气或空气的电极为正极；与负极连接的电极为阴极，与正极连接的电极为阳极，原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应；原电池的正极和电解池的阴极发生还原反应，电极反应式书写时要结合电解质溶液的酸碱性进行。在整个闭合回路中电子转移数目相等。 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 $$