第四章 化学反应与电能 单元测试 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．下列用于解释事实的方程式书写正确的是 A．钢铁制品在潮湿空气中的电化学腐蚀： B．电解精炼铜的阴极反应： C．Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，其正极反应为： D．加热溶液除去油污： 2．下图四种电池装置是依据原电池原理设计的，下列有关叙述错误的是 A．①中锌发生氧化反应 B．②中a电极的反应式为 C．③中外电路中电流由A电极流向B电极 D．用④电池为铅酸蓄电池充电，消耗0.7g锂时，铅酸蓄电池消耗1.8g水 3．有机电合成是用电化学的方法进行有机合成的技术。如图是在体系中，以石墨为电极电解2-丁酮制备中间体3-碘-2-丁酮的原理图。下列说法错误的是 A．石墨A为阳极 B．物质D是氢气 C．反应①的方程式为： D．整个过程的总反应为：2 +I22 + 4．利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象 Ⅰ 0.1mol/L＋少量 阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有。 Ⅱ 0.1mol/L＋过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素。 已知：①在氨水中存在如下平衡： ②当放电的速率缓慢且平稳时，有利于得到致密、细腻的镀层。 下列说法不正确的是 A．Ⅰ中检测到，推测可能发生反应：、 B．Ⅰ中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 C．Ⅱ中生成，使得比Ⅰ中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 D．随阴极析出，推测Ⅱ中溶液减少，平衡逆移 5．潜艇的金属外壳浸在海水中，在海水和海水中所溶解的空气作用下会被腐蚀，下列有关潜艇的金属外壳的腐蚀与防护的叙述错误的是 A．舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀 B．可将潜艇的金属外壳上刷油漆进行保护 C．可在潜艇底部安装锌块进行保护 D．将潜艇外壳与电源的负极相连进行保护 6．为保护铁电极，关于下图下列说法错误的是 A．该法属于牺牲阳极法 B．取少量电极区域溶液于试管中，滴入2滴，产生蓝色沉淀 C．若把锌棒换成碳棒，则会加快铁的腐蚀 D．若采用外加电流法保护铁电极，则铁电极应与电源负极相连 7．下列说法正确的是 A．铁与碘反应易生成碘化铁 B．电解ZnSO4溶液可以得到Zn C．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁 D．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀 8．下列说法正确的是 A．利用原电池原理可以使许多不能自发进行的反应顺利进行 B．外加电流的阴极保护法可减少土壤、海水中金属设备的腐蚀 C．钢铁的吸氧腐蚀、印刷电路的制作均属于电化学腐蚀 D．原电池中，电子不能在电解质溶液中流动，但可以在盐桥中流动 9．全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图所示方法保护埋在弱碱性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是 A．钢质管道易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池 B．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 C．钢管上的电极反应式： D．也可以外接直流电源保护钢管，直流电源正极连接金属棒X 10．用惰性电极电解饱和的NaCl水溶液，下列叙述不正确的是 A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到氢气和金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色 C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈红色 D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈碱性 11．优质的锂碘电池植入体内，可用十年之久，这对携带心脏起搏器的病人十分有利。它的正极材料是聚2–乙烯吡啶(简写为)和的复合物，电解质是固态薄膜状的碘化锂，主要传导锂离子，电池总反应为()。下列有关该电池的说法错误的是 A．放电过程中固态电解质薄膜的质量逐渐减小 B．负极质量不断减少 C．正极反应为 D．该电池具有可不间断工作、体积小、质量小、寿命长等优点 12．依据氧化还原反应：Cu2+(aq)+Zn(s)=Zn2+(aq)+Cu(s)设计的原电池如图所示。下列说法错误的是 A．X是Zn，Y溶液中含有Cu2+ B．外电路中的电子由X电极流向Cu电极 C．Cu电极是原电池的正极，发生氧化反应 D．溶液中Zn2+由甲池移向乙池 二、非选择题 13．能源是现代文明的原动力，随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。新能源包括风能、氢能、沼气、酒精、甲醇等，新能源的使用与研究在一定程度上助力中国实现“碳达峰、碳中和”。通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。 (1)目前，中国汽车行业已经发生翻天覆地的变化，电动汽车的发展异常耀眼。新能源汽车最重要的部件就是电池，现有一款铅酸电池，放电时的电池反应：。据此判断下列叙述正确的是___________。 A．放电时，电能转化为化学能 B．是负极 C．得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强 (2)如图所示为燃料电池的装置(A、B为多孔碳棒)：___________ (填A或B)处电极入口通甲烷，其电极反应式为___________；当消耗甲烷的体积为(标准状况下)时，消耗的质量为___________g。 (3)用上述燃料电池连接成如下装置。 乙池中X为阳离子交换膜，石墨电极(C)作___________极，写出乙池总反应的离子方程式___________。 (4)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁发生___________腐蚀，写出碳棒的电极反应式：___________。若将乙装置中两电极连接电源的正负两极，铁连接电源的___________极(填“正”或“负”)可防止铁腐蚀，该种防护方法叫___________。 (5)若乙池中X为钠离子交换膜(只允许钠离子通过)，则当甲池中消耗标准状况下时，乙装置中阳极室溶液质量减少___________克。 (6)若丙中要实现铁上镀银，b电极材料为___________。 (7)二氧化碳的资源化利用是目前研究的热点问题之一，西北工业大学团队研究锂-二氧化碳二次电池，取得了重大科研成果。该电池放电的总反应为，下列说法正确的是___________。 A．该电池的电解液可以是稀硫酸 B．放电时，若消耗时，转移电子 C．放电时，电子从锂电极流出，通过电解液流回锂电极，构成闭合回路 D．放电时，锂电极作正极 14．电解原理在化学工业中有着广泛的应用。下图表示一个电解池示意图，装有电解质溶液c；A、B分别是两块电极板，通过导线与直流电源相连。 (1)若A、B均是惰性电极，电解质溶液c是NaCl饱和溶液，电解开始时，同时在U形管两边各滴入几滴酚酞溶液，试判断： ①a是___________(填“正”或“负”)极，B是___________(填“阴”或“阳”)极； ②电解池中A电极上发生的电极反应为___________，B电极上发生的电极反应为___________； ③检验A电极反应产物的方法是___________。 (2)若用电解法精炼粗铜，电解质溶液c选用CuSO4溶液，则 ①A电极的材料是___________，电极反应为___________； ②B电极的材料是___________，电极反应为___________。 (3)用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极上析出Cu的质量为3.2 g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为___________；常温下，若将电解后的溶液稀释至1 L，则溶液的pH约为___________。 15．生活中，电池无处不在。形式多样化的电池，满足不同的市场需求。下列是几种不同类型的原电池装置。 (1)某实验小组设计了如图甲所示装置：a为铝棒，b为镁棒。 ①若容器中盛有溶液，a极为_______(填“正极”或“负极”)；b极附近观察到的现象是_______。 ②若容器中盛有浓硫酸，b极的电极反应式是_______，导线中电子的流动方向是_______(填“a→b”或“b→a”)。 (2)铜—银原电池装置如图乙所示，下列有关叙述正确的是_______(填标号)。 A．银电极上发生还原反应 B．电池工作一段时间后，铜极的质量增加 C．取出盐桥后，电流计依旧发生偏转 D．电池工作时，每转移0.1mol电子，两电极的质量差会增加14g (3)乙烯是水果的催熟剂，又可用作燃料，由和组成的燃料电池的结构如图丙所示。 ①乙烯燃料电池的正极反应式是_______。 ②物质B的化学名称为_______。 ③当消耗2.8g乙烯时，生成物质B的体积为_______L(标准状况下)。 16．如图为直流电源电解饱和食盐水的装置。（a、b均为碳棒） （1）a极的名称是__极，反应式为__。 （2）b极的电极反应式为__，发生__反应。 （3）写出电解饱和食盐水的化学方程式__。 17．D、E为中学化学常见的金属单质且D常呈红色，F是一种黑色晶体。E与C的浓溶液在常温作用呈钝化现象，加热时则有大量无色气体产生，同时生成H。在一定条件下C、D间能发生反应。各物质转化关系如下图： （1）已知1g E在B中燃烧放出的热量为Q kJ，试写出表示E燃烧的热化学方程式____； （2）用惰性电极电解一定浓度的A的水溶液，阳极反应式为_____________________，通电一段时间后，向所得溶液中加入8.0g D的氧化物后恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为_____________升。 18．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。 19．A、B、C、D、E五种短周期元素，原子序数依次增大，A、E同主族，A元素的原子半径最小，B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，C元素原子的电子层数为n，最外层电子数为2n+1，A、B、C、E每种元素都能与D元素组成两种或两种以上的常见化合物。 回答下列问题： （1）写出下列各元素符号：C___________ E____________ （2）A和C形成的最简单化合物的电子式为___________，A和D按原子数1:1形成的化合物的结构式为___________。 （3）已知： BA3DA(g)+A2D(g)=BD2(g)+3A2(g) △H= +49．0kJ／mol BA3DA(g)+1／2D2(g)=BD2(g)+2A2(g) △H = 一192．9kJ／mol 试写出：气态BA3DA完全燃烧生成气态A2D的热化学方程式(用推出的元素符号写，下同) ______________________________________________________________。 利用该燃烧反应设计成的燃料电池正逐步得到推广，请写出该燃料电池负极电极反应式(电解质溶液为KOH)：___________________________________________。 20．阿伏加德罗常数是一座“桥梁”，连接了宏观世界和微观世界的数量关系。通过电解法可测得的数值。 已知：i．1个电子所带电量为库仑。 ii．(乙二胺四乙酸二钠)能形成可溶含铜配离子。 iii．，。 【实验一】用铜片和铂丝为电极，电解硫酸酸化的溶液。测得通过电路的电量为x库仑。电解完成后，取出铜片，洗净晾干，铜片质量增加了。 (1)铜片应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)。铂丝尖端产生气泡，其电极反应式为___________。理论上，产生气体与析出铜的物质的量之比为___________。 (2)本实验测得___________(列出计算式)。 【实验二】为减少含重金属电解液的使用，更换电解液，同时更换电极与电源的连接方式。电解完成后，取出铜片，洗净晾干，铜片质量减小。 实验 电解液 实验现象 ① 溶液 铜片表面为灰蓝色 ② 和混合液 铜片表面仍为红色 (3)实验①和②中各配制电解液，使用的主要仪器有天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和___________。 (4)经检验，实验①中的灰蓝色成分主要是。从平衡移动角度解释在测定的数值中的作用：___________。 (5)电解过程中，若观察到铜片上有小气泡产生，利用铜片质量减小计算的数值___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 (6)实验结束后处理电解液：将取出的电解液加入过量硫酸，过滤，得到白色固体和滤液a；向滤液a中先加入调，再加入，解释不直接加入的原因及的作用：___________。 21．某小组实验探究不同条件下溶液与溶液的反应。 已知： i.在一定条件下可被还原为：(绿色)、(无色)、(棕黑色)。 ii.在中性、酸性溶液中不稳定，易发生歧化反应，产生棕黑色沉淀，溶液变为紫色。 实验 序号 物质a 实验现象 4滴物质a 6滴(约0.3mL)0.1溶液 2mL0.01溶液 I 3溶液 紫色溶液变浅至几乎无色 II 紫色褪去，产生棕黑色沉淀 III 6NaOH溶液 溶液变绿，⼀段时间后绿色消失，产生棕黑色沉淀 (1)实验I～III的操作过程中，加⼊溶液和物质a时，应先加___________。 (2)实验I中，的还原产物为___________。 (3)实验II中发生反应的离子方程式为___________。 (4)已知：可从电极反应⻆度分析物质氧化性和还原性的变化。用电极反应式表示实验III中溶液变绿时发⽣的氧化反应___________。 (5)解释实验III中“⼀段时间后绿色消失，产生棕黑色沉淀”的原因___________。 (6)若想观察溶液与溶液反应后溶液为持续稳定的绿色，设计实验方案___________。 (7)改用0.1 溶液重复实验I，发现紫色溶液变浅并产生棕黑沉淀，写出产生棕黑色沉淀的离子方程式___________。 22．化学实验是中学化学学习中必不可少的一环。根据要求，回答下列问题： (1)在测定中和反应的反应热时，如图所示： ①仪器a的名称为_______。 ②某同学每次分别取溶液和硫酸进行实验，通过多次实验测定中和热的测量值为，与有偏差，产生偏差的原因不可能是_______(填字母)。 a.实验装置保温、隔热效果差 b.用量筒量取溶液的体积时仰视读数 c.分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d.用温度计测定溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度 (2)在进行酸碱中和滴定实验时： ①滴定管的使用：在使用滴定管前，要_______。 ②用溶液滴定未知浓度的溶液，用酚酞溶液作指示剂，达到滴定终点时的现象是_______。 (3)在制作氢氧燃料电池的实验时，如图所示： ①首先闭合，接通直流电源开始电解，可看到U形管的右边的溶液变红色，解释其原因_______。 ②当上述电解过程进行后，打开，断开直流电源，闭合，可观察的现象为_______。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．钢铁制品在潮湿空气中的电化学腐蚀：Fe−2e-=Fe2+，A错误； B．电解精炼铜的阴极电极反应式：Cu2++2e-=Cu，B正确； C．Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，AgCl是沉淀，其正极反应为：AgCl+e-=Ag+Cl-，C错误； D．加热Na2CO3溶液除去油污，水解的离子方程式为：CO+H2O⇌HCO+OH-，，D错误； 故选B。 2．C 解析：A．由图①可以看出，通入O2的一极为正极，则Zn为负极，负极发生氧化反应，故A正确； B．装置②是NH3燃料电池，NH3发生氧化反应变成N2，且OH-向a极移动参与反应，a电极的反应式为，故B正确； C．由图③可以看出阴离子向A极移动，原电池中阴离子移向负极，所以A是负极，B是正极，原电池中电流由正极流向负极，也就是由B电极流向A电极，故C错误； D．装置④电池的负极反应为Li-e-=Li+，铅酸蓄电池充电时的总反应为2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4，0.7g锂的物质的量为0.1mol，根据电子守恒，当消耗0.7g锂时，铅酸蓄电池消耗0.1mol水，质量为1.8g，故D正确； 答案选C。 3．D 【分析】图中石墨A中 碘元素的化合价升高，发生氧化反应，A为阳极；石墨B中，其中C、O元素化合价不变，而B为阴极，则H元素化合价应该降低，则D为H2； 解析：A．石墨A中碘元素化合价升高，发生氧化反应，A为阳极，故A正确； B．由分析知，B应为阴极，则H元素化合价降低，D为，故B正确； C．由图可知反应①的方程式为：，故C正确； D．由图可知，参加反应的为、、2-丁酮()，化学方程式为+I-+CH3OH+CH3O-+H2，故D错误； 故选：D。 4．D 【分析】由图可知，铜为阳极，失去电子发生氧化反应得到铜离子，铁为阴极； 解析：A．Ⅰ中检测到，推测可能发生反应：铁和稀硫酸反应生成亚铁离子或铁和生成的铜离子反应生成亚铁离子，、，A正确； B．铁和稀硫酸反应生成亚铁离子和氢气，随着反应进行生成的铜离子在阴极放电生成铜，溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触，B正确； C．当放电的速率缓慢且平稳时，有利于得到致密、细腻的镀层。Ⅱ中生成与过量的氨水生成，使得比Ⅰ中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密，C正确； D．反应中阳极铜不断溶解，故Ⅱ中溶液不会减少，，D错误； 故选D。 5．A 解析：A．海水是弱碱性环境，金属主要发生的是吸氧腐蚀，A项错误； B．在潜艇的金属外壳上刷油漆可以防止金属和海水、空气接触，从而对潜艇进行保护，B项正确； C．在潜艇底安装锌块，形成原电池，金属锌是负极，被腐蚀，正极材料潜艇外壳被保护，C项正确； D．将潜艇外壳与电源的负极相连，即潜艇外壳为阴极，受到保护，D项正确； 答案选A。 6．B 解析：A．锌比铁活泼，作为原电池的负极保护了铁电极，属于牺牲阳极法，故A正确； B．铁电极为正极，中性条件下发生反应，没有生成亚铁离子，滴入2滴，不会产生蓝色沉淀，故B错误； C．若把锌棒换成碳棒，碳棒为惰性电极，则铁做负极，会加快铁的腐蚀，故C正确； D．若采用外加电流法保护铁电极，则铁电极应与电源负极相连作为电解池的阴极被保护，故D正确； 故选B。 7．B 解析：A．I2属于弱氧化剂，与Fe反应生成FeI2，A错误； B．电解一定浓度的硫酸锌溶液，Zn2+在阴极得电子析出Zn，B正确； C．石灰沉淀Mg2+生成的沉淀是Mg(OH)2，C错误； D．SO2通入BaCl2溶液中不能生成BaSO3沉淀，因为H2SO3酸性比HCl弱，该复分解反应不能发生，D错误； 故答案选B。 8．B 解析：A．自发的氧化还原反应才可以设计成原电池，A错误； B．外加电流后减少了阴极材料被土壤和海水中的其他盐分腐蚀，在此过程中只有阳极材料被腐蚀，达到了保护了阴极的目的，B正确； C．钢铁的吸氧腐蚀属于电化学腐蚀，印刷电路的制作属于化学腐蚀，C错误； D．原电池中，电子不能在电解质溶液中流动，也不能在盐桥中流动，电子只能在导线和电极上移动，D错误； 故选B。 9．D 解析：A．钢铁在潮湿的空气中能形成原电池因而易发生电化学腐蚀，金属铁是负极，易被腐蚀，A正确； B．原电池的负极被腐蚀，正极被保护的方法称为牺牲阳极的阴极保护法，B正确； C．由于发生吸氧腐蚀，故正极上氧气放电，电极反应为O2+2H2O+4e- ═ 4OH-，C正确； D．用外加电源的负极保护法时，被保护的金属做阴极，故钢管应接电源的负极，通常正极连接惰性电极比如碳棒，D错误； 故答案为：D。 10．A 解析：A．电解时不能得到金属钠，只能生成氢氧化钠，A错误； B．阳极生成氯气，滴入KI会置换出I2，使溶液呈棕色，B正确； C．阴极生成氢氧化钠，滴入酚酞，溶液呈红色，C正确； D． 电解一段时间后，由于生成了氢氧化钠，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈碱性，D正确； 故选A。 11．A 【分析】根据题干中给出的固态电解质薄膜的作用是传导锂离子，则电解质薄膜相当于一种交换膜，用于传导锂离子，其质量不变。 解析：A．放电过程中固态电解质薄膜主要传导锂离子，其质量不变，A错误； B．作负极，发生反应，电池工作过程中，负极质量不断减少，B正确； C．锂碘电池的正极发生得电子的还原反应，该电极的电极反应式为，C正确； D．优质的锂碘电池植入体内，可用十年之久，说明该电池具有可不间断工作、体积小、质量小、寿命长等优点，D正确； 故选A。 12．C 解析：A．由反应可知，在反应中，Zn被氧化，失电子，应为原电池负极，即X为负极Zn,在正极上得电子被还原，Y溶液中含有，A项正确； B．电子由负极流向正极，即外电路中的电子由X电极流向Cu电极，B项正确； C．Cu电极是电池的正极，发生电极反应为，发生还原反应，C项错误； D．甲池中发生反应，阳离子向正极移动，则溶液中由甲池移向乙池，D项正确； 答案选C。 二、非选择题 13．(1)B (2) B CH4+10OH--8e-=+7H2O 56 (3) 阳 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ (4) 吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- 负 外加电源的阴极保护法 (5)23.4 (6)Ag (7)B 解析：（1）A．放电时，是化学能转化为电能，A错误； B．放电时，Pb失电子结合硫酸根离子转化为PbSO4，因此Pb为负极，B正确； C．PbO2得电子转化为PbSO4，被还原，C错误； D．电池放电时，硫酸逐渐被消耗生成水，溶液酸性减弱，D错误； 故答案选B。 （2）甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极，负极上甲烷失电子，因此B处电极入口通甲烷。在碱性电解质溶液中，甲烷失电子结合氢氧根离子生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4+10OH--8e-=+7H2O。消耗标准状况下甲烷11.2L即0.5mol，根据总反应式CH4+2O2+2OH-=+3H2O，消耗KOH的物质的量为甲烷的两倍，即1mol×56g/mol=56g。 （3）乙池中Fe电极与甲烷电极相连，则Fe电极为阴极，石墨电极为阳极，乙池为电解饱和氯化钠溶液，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。 （4）若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁为负极失电子发生吸氧腐蚀，碳棒上O2得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。若将乙装置两电极连接电源的正负极，铁连接电源的负极作阴极可防止铁被腐蚀，这种防护方法叫外加电源的阴极保护法。 （5）若乙池中X为钠离子交换膜，甲池中消耗0.1molO2，转移0.4mol电子，阳极上2Cl--2e-=Cl2↑生成0.2molCl2，同时0.4molNa+通过钠离子交换膜进入阴极室，阳极溶液质量减少0.2mol×71g/mol+0.4mol×23g/mol=23.4g。 （6）丙装置中b电极为阳极，要实现铁上镀银，则银为阳极，铁为阴极，b电极材料为银。 （7）A．稀硫酸能与LiCO3、Li反应，不能用稀硫酸作电解液，A错误； B．从放电反应的总反应可知，部分CO2中C化合价从+4价降低为0价，消耗3molCO2转移4mol电子，则消耗1.5molCO2转移2mol电子，B正确； C．电子不会经过电解质溶液，C错误； D．放电时，Li失电子转化为Li2CO3，锂电极为负极，D错误； 故答案选B。 14． 正 阴 2Cl--2e−=Cl2↑ 2H++2e−=H2↑ 用湿润的淀粉碘化钾试纸，Cl2能将I−氧化成I2，I2遇淀粉变蓝 粗铜 Cu−2e−=Cu2+ 精铜 Cu2++2e−=Cu 0.56 L 1 解析：(1)①电流从正极流出，流入电解池的阳极，所以a是正极，B是阴极；故答案为：正；阴； ②A电极上发生氯离子失电子生成氯气，电极反应为2Cl−−2e−=Cl2↑，B电极上氢离子得电子生成氢气，电极反应为2H++2e−=H2↑；故答案为：2Cl--2e−=Cl2↑；2H++2e−=H2↑； ③检验Cl2一般用湿润的淀粉碘化钾试纸，Cl2能将I−氧化成I2，I2遇淀粉变蓝；也可用湿润的有色布条或纸条，Cl2能使湿润的有色布条或纸条褪色，故答案为：用湿润的淀粉碘化钾试纸，Cl2能将I−氧化成I2，I2遇淀粉变蓝； (2)电解精炼铜时，粗铜作阳极，电极方程式为：Cu−2e−=Cu2+；精铜作阴极，电极方程式为：Cu2++2e−=Cu；故答案为：粗铜；Cu−2e−=Cu2+；阴极；Cu2++2e−=Cu； (3)电解的总反应为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+。当阴极上析出3.2 g Cu时，物质的量为=0.05mol，产生的O2的物质的量为0.025mol，在标准状况下的体积为0.025mol22.4L/mol=0.56 L，同时产生的H+为0.05mol 2=0.1 mol，此时c(H+)=0.1 mol·L−1，故pH=1，故答案为：0.56 L；1。 15． 负极 有气泡产生 AD 二氧化碳 4.48 解析：(1)①若容器中盛有溶液，Al和NaOH溶液反应，Mg和NaOH溶液不反应，因此a极(Al)为负极；b极(正极)附近观察到的现象是有气泡产生；故答案为：负极；有气泡产生。 ②若容器中盛有浓硫酸，Al和浓硫酸发生钝化，Mg为负极，因此b极的电极反应式是，导线中电子的流动方向是负极(b)到正极(a)；故答案为：；。 (2)A．铜—银原电池中铜为负极，银为正极，因此银电极上发生还原反应，故A正确；B．铜为负极，铜极的质量减少，故B错误；C．取出盐桥后，不能形成原电池，因此电流计不能偏转，故C错误；D．电池工作时，每转移0.1mol电子，铜溶解0.05mol，生成银0.1mol，则两电极的质量差会增加0.05mol×64 g∙mol−1＋0.1×108 g∙mol−1=14g，故D正确；综上所述，答案为：AD。 (3)①乙烯燃料电池的负极是乙烯反应，正极是氧气反应，其正极反应式是；故答案为：。 ②乙烯在酸性条件下反应生成二氧化碳，因此物质B的化学名称为二氧化碳；故答案为：二氧化碳。 ③根据C2H4～2CO2，因此消耗2.8g乙烯即0.1mol时，生成物质B的物质的量为0.2mol，即体积为0.2mol×22.4 L∙mol−1=4.48L；故答案为：4.48。 16． 阴 2H++2e-=H2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ 氧化 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 【分析】电解饱和食盐水时，氯离子在阳极失去电子生成氯气，水电离出的氢离子在阴极得电子生成氢气。 解析：(1)与电源负极相连的电极为电解池的阴极，则a为阴极，氢离子在阴极得电子，电极反应式为2H++2e-=H2↑。 (2)与电源正极相连的电极为电解池的阳极，则b为阳极，氯离子在阳极失电子，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，氯元素化合价升高发生氧化反应。 (3)电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，则化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 17． Fe（s）+2/3 O2（g）＝1/3Fe3O4（s） △H＝－56Q kJ/mol 4OH--4e-＝2H2O+O2↑ 1.12 【分析】电解A溶液生成三种物质，D为金属且常呈红色，则D为Cu，A为含氧酸的铜盐，在阴极生成金属，则阳极应生成O2，其中E可在B中燃烧说明B为O2，C为含氧酸，B与金属E反应得到F是一种黑色晶体，F为氧化物，F与酸反应后生成两种盐，说明金属为变价金属，则E应为Fe，则C为H2SO4，不可能为硝酸，否则四氧化三铁与硝酸反应只生成一种物质，故F为Fe3O4，G为FeSO4，H为Fe2(SO4)3，A应为CuSO4.。 解析：（1）已知1g Fe在氧气中燃烧放出的热量为Q kJ，表示Fe燃烧热的热化学方程式为： Fe(g) + 2/3 O2(g)== 1/3 Fe3O4(s) △H=-56Q kJ/mol； （2）用惰性电极电解一定浓度的CuSO4的水溶液，电解时，在阴极生成金属，则阳极应生成O2，阳极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，通电一段时间后，向所得溶液中加入8.0g CuO后恰好恢复到电解前的浓度和pH，而电解过程相当于析出CuO，故生成氧气为(8g/80g/mol)/2=0.05mol，则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L； 18． 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。 19． N Na H-O-O-H CH3OH（g）+ 3/2O2(g) → CO2(g)+2H2O(g) △H=-676.7kJ·mol-1 CH3OH-6e-+8OH-= CO32-+6H2O 【分析】A元素的原子半径最小，可知A是氢元素；B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，根据短周期元素的原子结构示意图可知，B是碳元素；C元素原子的电子层数为n，最外层电子数为2n+l，符合条件的短周期元素只有氮元素；因五种短周期元素，原子序数依次增大，A、E同主族，故E是钠元素；A、B、C、E每种元素都能与D元素组成两种或两种以上的常见化合物，D是氮元素与钠元素之间的元素，则符合的只有氧元素，据此分析作答。 解析：根据上述分析可知， （1）C为N；E为Na； （2）A和C形成的最简单氢化物为氨气，其电子式为：；H与O形成的原子个数比为1:1的物质为H2O2，其结构式为：H-O-O-H； （3）A为H，B为C，C为N，D为O，E为Na，则上述热化学方程式可改写为： CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H= +49.0kJ/mol ① CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) △H = 一192.9kJ/mol ②，则 ②3-①2得CH3OH（g）+ 3/2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) △H=-676.7kJ·mol-1，故答案为：CH3OH（g）+ 3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H= -676.7kJ·mol-1； 燃料电池负极为甲醇失电子发生的氧化反应，其电极反应式为CH3OH-6e-+8OH- = CO32-+6H2O。 20．(1) 负极 2H2O−4e－＝4H＋＋O2↑ 1:2 (2) (3)500mL容量瓶 (4)与铜离子形成可溶铜配离子，降低溶液中的铜离子浓度，避免过量铜离子与氢氧根形成氢氧化铜沉淀，阻止铜的电解 (5)偏大 (6)溶液显强酸性，酸与硫化钠反应会生成硫化氢污染性气体，污染环境；硫化钠的作用是将生成的氢氧化铜沉淀转化为更难溶的CuS沉淀来除掉铜离子 【分析】用铜片和铂丝为电极，电解硫酸酸化的溶液。测得通过电路的电量为x库仑，电解完成后，得到铜片质量增加了。为减少含重金属电解液的使用，更换电解液，同时更换电极与电源的连接方式，铜作阳极，利用电解铜消耗的质量来测定。 解析：（1）电解硫酸铜溶液，取出铜片，洗净晾干，铜片质量增加了，则铜片应连接电源的负极，铜离子在阴极出得到电子变为铜单质，铂丝尖端产生气泡，气泡为氧气，其电极反应式为2H2O−4e－＝4H＋＋O2↑。根据4e－～2Cu～O2，理论上，产生气体与析出铜的物质的量之比为1:2；故答案为：负极；2H2O−4e－＝4H＋＋O2↑；1:2。 （2）根据电子转移建立等式，因此本实验测得；故答案为：。 （3）实验①和②中各配制电解液，使用的主要仪器有天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶(需要配制500mL电解液)；故答案为：500mL容量瓶。 （4）从平衡移动角度解释在测定的数值中的作用：根据实验①中的灰蓝色成分主要是和(乙二胺四乙酸二钠)能形成可溶含铜配离子信息得到与铜离子形成可溶铜配离子，降低溶液中的铜离子浓度，避免过量铜离子与氢氧根形成氢氧化铜沉淀，阻止铜的电解；故答案为：与铜离子形成可溶铜配离子，降低溶液中的铜离子浓度，避免过量铜离子与氢氧根形成氢氧化铜沉淀，阻止铜的电解。 （5）电解过程中，若观察到铜片上有小气泡产生，说明还有一部分生成氧气，则铜片质量减小量偏低，根据得到的数值偏大；故答案为：偏大。 （6）实验结束后处理电解液：将取出的电解液加入过量硫酸，过滤，得到白色固体和滤液a；直接加入硫化钠，溶液显强酸性，酸与硫化钠反应会生成硫化氢污染性气体，污染环境，而先向滤液a中先加入调，再加入，根据，分析出CuS溶解度更小，将生成的氢氧化铜沉淀转化为更难溶的CuS沉淀来除掉铜离子；故答案为：溶液显强酸性，酸与硫化钠反应会生成硫化氢污染性气体，污染环境；硫化钠的作用是将生成的氢氧化铜沉淀转化为更难溶的CuS沉淀来除掉铜离子。 21．(1)物质a (2) (3) (4) (5)⽣成的继续氧化未反应完的导致绿色消失，产生棕黑色沉淀， (6)向2mL 0.01 溶液滴加4滴6 NaOH溶液，再滴加2滴(约0.1mL)0.1 溶液 (7) 【分析】本实验探究不同条件下KMnO4与Na2SO3溶液的反应，利用高锰酸钾溶液的强氧化性，将SO氧化成SO，根据Mn元素被还原成不同物质，发生颜色变化或有无沉淀生成，判断不同条件的反应，据此分析； 解析：（1）因为探究不同条件下高锰酸钾溶液与亚硫酸钠反应，因此先让高锰酸钾溶液处于不同环境，然后再滴加亚硫酸钠，根据表中数据，应先加物质a；故答案为物质a； （2）根据实验Ⅰ现象紫色溶液变浅至几乎无色，根据题中含Mn元素微粒的颜色，判断出实验Ⅰ中MnO的还原产物为Mn2+；故答案为Mn2+； （3）根据实验Ⅱ实验现象：紫色褪去，产生棕黑色沉淀，即高锰酸钾被还原成MnO2，根据化合价升降法和电荷守恒，实验Ⅱ反应离子方程式为2MnO+3SO+H2O=2MnO2↓+3SO+2OH-；故答案为2MnO+3SO+H2O=2MnO2↓+3SO+2OH-； （4）实验Ⅲ溶液变绿，说明生成MnO，Mn的化合价降低，发生还原反应，发生氧化反应应是硫元素化合价升高，即电极反应式为SO-2e-+2OH-= SO；故答案为SO-2e-+2OH-= SO； （5）变绿说明生成MnO，棕黑色沉淀为MnO2，Mn元素化合价继续降低，说明生成MnO继续氧化未反应完的SO，使绿色消失产生棕黑色沉淀，其离子方程式为MnO+SO+H2O=MnO2↓+SO+2OH-；故答案为生成MnO继续氧化未反应完的SO，使绿色消失产生棕黑色沉淀， MnO+SO+H2O=MnO2↓+SO+2OH-； （6）根据实验Ⅲ，要想观察到持续的绿色，说明KMnO4与Na2SO3恰好完全反应生成MnO，KMnO4与Na2SO3物质的量之比为2∶1，设计方案为向2mL0.01mol/LKMnO4溶液滴加4滴6mol/LNaOH溶液，再滴加2mL(约0.1mL)0.1mol/LNa2SO3溶液；故答案为向2mL0.01mol/LKMnO4溶液滴加4滴6mol/LNaOH溶液，再滴加2mL(约0.1mL)0.1mol/LNa2SO3溶液； （7）改用0.1mol/LKMnO4溶液重复实验Ⅰ，高锰酸钾溶液浓度增大，高锰酸钾溶液过量，有棕黑色沉淀产生，说明过量的高锰酸钾溶液与Mn2+发生反应生成MnO2，其离子方程式为2MnO+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+，故答案为2MnO+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+。 22．(1) (环形)玻璃搅拌器 b (2) 检查是否漏水 当滴入最后半滴标准盐酸溶液，锥形瓶中溶液颜色由粉红色变为无色，且内不变色 (3) 水电离产生的放电，促进了水的电离，产生的使酚酞溶液变红色 电流表的指针发生偏转(U形管的右边的溶液中红色消失) 解析：（1）①仪器a为玻璃搅拌器；故答案为玻璃搅拌器； ②利用Q=，a．隔热效果差，造成热量损失，使得Δt偏小，即所求中和热的测量值减小，故a不符合题意； b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，NaOH的体积增多，放出热量增加，使得Δt偏大，即所求中和热的测量值减大，故b符合题意； c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸烧杯中，导致热量损失，使得Δt偏小，即所求中和热的测量值减小，故c不符合题意； d．NaOH与硫酸反应，使硫酸的初始温度升高，即混合溶液初始平均温度增大，使得Δt偏小，即所求中和热的测量值减小，故d不符合题意； 答案为b； （2）①滴定管使用前需要检查是否漏水；故答案为检查是否漏水； ②用盐酸滴定NaOH，用酚酞作指示剂，滴定终点的现象是当滴入最后半滴标准盐酸溶液，锥形瓶中溶液颜色由粉红色变为无色，且30s内不变色；故答案为当滴入最后半滴标准盐酸溶液，锥形瓶中溶液颜色由粉红色变为无色，且30s内不变色； （3）①闭合K1，该装置为电解池，右侧石墨为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，使溶液显碱性，酚酞变红；故答案为水电离产生的H＋放电，促进了水的电离，产生的OH－使酚酞溶液变红色； ②闭合K1后，左侧石墨为阳极，电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，闭合K2，构成氢氧燃料电池，电流表的指针发生偏转，左侧石墨为正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，右侧石墨为负极，电极反应式为H2－2e－＋2OH－=2H2O，U形管的右边溶液红色消失；故答案为电流表的指针发生偏转(U形管的右边的溶液中红色消失)。 学科网（北京）股份有限公司 $$