第四章 化学反应与电能 单元卷 2024-2025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、单选题（共20题） 1．硼酸为一元弱酸，已知与足量溶液反应的离子方程式为可以通过电解的方法制备。其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是 A．当电路中通过电子时，可得到 B．将电源的正、负极反接，工作原理不变 C．阴极室的电极反应式为 D．穿过阴膜进入阴极室，穿过阳膜进入产品室 2．某科研小组用电化学方法将转化为实现再利用，转化的基本原理如图所示，下列叙述正确的是    A．光能全部转化成电能 B．M上的电极反应方程式为 C．该电池工作时溶液中移向N极 D．若消耗标况下，溶液中转移的电子数目为 3．研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开，下列说法错误的是 A．图中所示需要补充的A物质为K2SO4 B．左侧电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O C．电子的流动方向为：左侧电极→用电器→右侧电极 D．在电池工作时，每生成1molHCO，将会有2molK+通过半透膜移向右侧 4．科教兴国，我国科技发展在多个领域获得突破。下列说法错误的是 A．新能源甲醇燃料电池汽车在行驶时其能量的转化形式：电能→化学能 B．新一代航空发动机陶瓷基复合材料：具有耐高温、耐腐蚀特性 C．X射线衍射实验：深度解析复杂晶体结构的晶胞参数 D．火焰喷雾技术制备纳米材料：在高温火焰喷雾中形成的胶体属于气溶胶 5．把两支惰性电极插入500mL硝酸银溶液中，通电电解，当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上应析出银的质量是 A．27mg B．54mg C．108mg D．216mg 6．研究金属的腐蚀和防护有利于降低国家的经济损失，具有现实意义。下列有关做法与防护原理不相匹配的是 选项 做法 防护原理 A 港珠澳大桥的护栏涂上环氧封闭涂料 隔绝钢铁与腐蚀介质接触 B 用浓硝酸将铁罐车内壁进行酸洗处理 钝化反应，产生致密氧化膜 C 国产大飞机C919采用铝锂合金材料 改变金属本质，形成耐腐蚀合金 D 三峡大坝的钢铁闸门与电源正极连接 采用牺牲阳极的阴极保护法，保护钢铁闸门不被腐蚀 A．A B．B C．C D．D 7．近年来，金属—空气电池的研究和应用取得很大进步，这种新型燃料电池具有比能量高、污染小、应用场合多等多方面优点。铝—空气电池工作原理如图所示。关于金属—空气电池的说法不正确的是（     ）    A．铝—空气电池(如上图)中，铝作负极，电子通过外电路到正极 B．为帮助电子与空气中的氧气反应，可使用活性炭作正极材料 C．碱性溶液中，负极反应为Al(s)＋3OH－(aq)=Al(OH)3(s)＋3e－，每消耗2.7 g Al(s)，需耗氧6.72 L(标准状况) D．金属—空气电池的可持续应用要求是一方面在工作状态下要有足够的氧气供应，另一方面在非工作状态下能够密封防止金属自腐蚀 8．新型锂电池的电极材料LiFePO4可通Li2CO3+H2C2O4+2FePO4=2LiFePO4+H2O+3CO2制得。该电池充电时，LiFePO4变成Li1-xFePO4(0＜x＜1)。(在制备和充电时：H、Li、P、O化合价不变，分别为+1、+1、+5、-2)。下列说法正确的是 A．该制备原理中H2C2O4作氧化剂 B．由LiFePO4变成Li1-xFePO4时，属于还原反应 C．常温常压下生成4.4gCO2时，反应中转移0.1mol电子 D．当Li1-xFePO4中x=0.4时，Li1-xFePO4中的Fe2+和Fe3+的个数值比为3∶2 9．我国科学家在锂氧电池催化剂领域取得重大进展。某锂氧电池的工作原理如图1所示，电池总反应为O2+2LiLi2O2，b电极发生反应的微观过程如图2所示。下列说法错误的是    A．放电时b电极上发生过程I的系列反应 B．过程II中④的电极反应式为Li2-xO2-(2-x)e-=O2↑+(2-x)Li+ C．O2中混入CO2会影响电池充电 D．放电过程中转移1mole-时，b电极增重16g 10．某化学小组为探究电场作用下阴阳离子的迁移情况，设计如图所示电解装置，a、b、c、d均为石墨电极，电极间距为4 cm，将pH试纸分别用不同浓度溶液充分洞湿，进行如下实验，实验现象如表所示。下列说法错误的是    试纸Ⅰ : 0.01 mol·L-1 Na2SO3溶液 试纸Ⅱ: 1 mol·L-1Na2SO4溶液 时间 试纸Ⅰ现象 试纸Ⅱ现象 1 min a极附近试纸变红，b极附近试纸变蓝 c极附近试纸变红，d极附近试纸变蓝 10 min 红色区和蓝色区不断向中间扩展，相遇时红色区长度约2.7 cm，蓝色区长度约1.3 cm 两极颜色范围扩大不明显，试纸大部分仍为黄色 A．溶液中向a极和c极移动 B．a极附近试纸变红的原因是： C．试纸Ⅰ的现象说明，此环境中的迁移速率比的快 D．对比试纸Ⅰ和试纸Ⅱ的现象，说明电解质浓度影响和的迁移速率 11．向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极上反应生成尿素，电解原理如图所示。下列说法不正确的是 A．电极a的电极反应式为： B．电解时，从电解池左侧移向右侧 C．电极b发生氧化反应 D．理论上消耗时生成 12．热激活电池常用作火箭的工作电源，某种热激活电池以和为电极材料，以无水为电解质，电池总反应为。当电解质受热熔融后，电池即可瞬间放电。下列有关说法不正确的是 A．电极发生还原反应 B．负极的电极反应式为 C．放电时，向负极移动 D．每转移1mol电子，正极质量减少48g 13．《本草经集注》记载：“鸡屎矾(碱式硫酸铜或碱式碳酸铜)不入药用，惟堪镀作，以合熟铜；投苦酒(醋)中，涂铁皆作铜色，外虽铜色，内质不变”。下列说法错误的是 A．“不入药用”是因为其在胃中形成重金属 B．“投苦酒中”发生的是复分解反应 C．“涂铁皆作铜色”发生置换反应 D．“惟堪镀作，以合熟铜”是电镀铜 14．化学能与热能、电能等能相互转化。关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是(　　) A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂 B．铝热反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低 C．图I所示的装置能将化学能转变为电能 D．图II所示的反应为放热反应 15．用如图所示装置处理含的酸性工业废水，某电极反应式为，下列说法不正确的是 A．左侧Pt电极为阳极，电解过程中有气体放出 B．电解时，从质子交换膜左侧向右侧移动 C．电解一段时间后，右侧电解液pH保持不变 D．电解池一侧生成时，另一侧溶液质量减少18g 16．沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。下列叙述正确的是 A．阳极发生将海水中的Cl-还原生成Cl2的反应 B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO C．反应过程中电子通过阳极从海水中流向阴极 D．阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理 17．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是 A．饱和 B． C． D． 18．实验中制得的与在高温条件下与煅烧可得，其常用作锂离子电池电极材料，如图为可充电电池的工作原理示意图，锂离子导体膜只允许通过。下列说法不正确的是 A．充电时，锂离子向钙电极方向移动 B．钙电极的电解质不可以替换成硫酸锂溶液 C．理论上，每消耗x mol Ca，可生成1mol D．放电时，电极上发生的嵌入， 19．下列有关化学电源的描述正确的是 ①一次电池也叫干电池，其活性物质被消耗后不能再生 ②二次电池也叫可充电电池，通过充电可使其活性物质再生 ③任何电池都是依据原电池的原理制造的 ④化学电源与其他能源相比，具有携带方便，可制成各种形状等优点 ⑤比能量与比功率，是判断电池优劣的主要标准 A．①②③④⑤ B．①②④⑤ C．③④⑤ D．①②③⑤ 20．下列叙述正确的是 A．对铅酸蓄电池充电时，Pb电极接电源负极 B．用铜作电极电解溶液的阳极反应式为 C．锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液，形成闭合回路，所以有电流产生 D．Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池，正极反应式为 二、非选择题（共5题） 21．氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。已知时 氢氟酸电离的热化学方程式可表示为 ； 氟化氢电离过程“放热”，其主要原因可能是 。 已知的第二级电离常数，HClO的电离常数 与水反应的化学平衡常数表达式为 ； 写出下列条件下所发生反应的离子方程式： 少量通入到过量的溶液中： ； 与按物质的量之比恰好反应： ； 少量通入到过量的NaClO溶液中： 。 22．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21.6g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 L(标准状况下)，丙池中D极析出 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”)。 23．有X、Y、Z三种元素，已知X、Y是元素周期表前20号元素，且X的原子序数比Y大4，元素Z形成的金属单质在日常生活中应用最广泛。请回答： Ⅰ．若X是短周期最活泼的金属元素。 （1）写出Y的单质的结构式 。 （2）写出单质Z与元素Y的最高价氧化物对应的水化物（稀溶液，过量）反应的离子方程式 。 Ⅱ．若X的简单离子半径是第三周期元素简单离子半径最小的。 （3）在定向爆破中，常利用氧化铁和单质X反应放出的热量来切割钢筋。该反应的化学方程式为 。 （4）已知X的阳极氧化是一种常用的金属表面处理技术，它能使X的表面形成致密的氧化膜，该氧化膜不溶于稀硫酸。某化学研究小组在实验室中模拟该处理过程，装置如图所示，该阳极的电极反应式为 。    Ⅲ．含Z的化合物A（化学式为K2ZO4）极易溶于水，但静置一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生O2。 （5）化合物A溶于水后的变化 （用离子方程式表示）。查阅资料发现，加入下列物质中的 可提高A在水中的稳定性。 A．Na2CO3 B．KSCN C．NH4NO3 D．KOH 24．电解原理在生产生活中应用广泛，请回答下列问题： （1）①电解法制备金属铝的化学反应方程式为 。 ②为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜，此时铁器应与电源 极相连；电解精炼铜时，粗铜应与电源 极相连。 ③利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。为减缓铁的腐蚀，开关K应置于 处。 （2）用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，阴、阳两极分别收集到2.24L和3.36L气体（标况下），溶液想恢复至电解前的状态可加入 。 A．0.2molCuO和0.1molH2O B．0.1molCuCO3 C．0.1molCu(OH)2 D．0.1molCu2(OH)2CO3 （3）汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源，NOx也是雾霾天气的主要成因之一。利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。 ①电极a的电极反应式为 。 ②常温下，若用该电池电解0.6L1mol/L的食盐水，当消耗336mLB气体（标况下）时电解池中溶液的pH= （假设电解过程溶液体积不变）。 25．用锌棒、铜和稀硫酸溶液组成的原电池，锌棒为 极，电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)，该电极反应式为 ；铜为 极，电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)，该电极反应式为 。 参考答案： 1．A 由装置图可知，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，阳极氢氧根失电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+，则氢离子穿过阳膜进入产品H3BO3室；阴极氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为4H2O+4e-═2H2↑+4OH-，Na+穿过阳膜进入阴极室，所以阴极室NaOH溶液浓度增大，穿过阴膜进入产品H3BO3室，与氢离子结合生成H3BO3，据此分析解答。 A．阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为，电路中通过电子时有生成，硼酸为一元弱酸，生成硼酸需要，所以电路中通过电子时，可得到，故A正确； B．根据以上分析可知，如果将电源的正、负极反接，工作原理将发生变化，故B错误； C．电解时阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为，故C错误； D．阳极电极反应式为，阴极电极反应式为，阳极室中的氢离子穿过阳膜进入产品室，原料室中的穿过阴膜进入产品室，发生反应：，原料室中的穿过阳膜进入阴极室，故D错误； 答案选A。 2．B 由图可知，该装置为原电池，M电极为负极，紫外光作用下，水在负极失去发生氧化反应生成氧气和氢离子，N电极为正极，酸性条件下二氧化碳做正极得到电子生成一氧化碳和氢离子。 A．由图可知，该装置为光能转化为化学能，化学能转化为电能的装置，原电池工作时，光能不可能完全转化为电能，故A错误； B．由分析可知，M电极为负极，紫外光作用下，水在负极失去发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为，故B正确； C．由分析可知，M电极为负极，N电极为正极，则原电池工作时，阴离子硫酸根离子移向负极M电极，故C错误； D．原电池工作时，溶液只能实现离子的定向运动，不能转移电子，故D错误； 故选B。 3．A 由所给装置图分析可得，为原电池装置，根据物质化合价变化推断可得知，右侧电极为正极，左侧电极为负极。 A．由图可知，与物质A一同通入的物质还有氧气，因此S元素一定是发生变价后，生成K2SO4，故通入的A物质并非K2SO4，A错误； B．由图可得知，反应式中反应物生成物均正确，且左侧电极为负极，失电子，因此该反应式正确，B正确； C．由分析结合原电池原理分析可知，电子流向应为负极经过用电器，最后流向正极，C正确； D．由B选项可知，每生成1molHCO3-，左侧电极便失去两个电子，为保证两侧电荷守恒，因此将会有2molK+移向右侧，D正确； 故选A。 4．A A．燃料电池是将化学能转化为电能的装置，A错误； B．航空发动机陶瓷基复合材料的主要成分是，具有硬度大、耐高温、耐腐蚀等特性，B正确； C．X射线衍射实验可用于测定晶体的结构，包括键长、键角等，C正确； D．空气为分散剂时，属于气溶胶，D正确； 故选：A。 5．B 电解时阴极没有氢气析出，则在电解过程中阴极都是Ag+放电，电解反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，n(Ag)=n(H+)=(10-3-10-6)mol/L×0.5L≈5×10-4mol，m(Ag)= 5×10-4mol×108g/mol×103mg/g=54mg，故选B。 6．D A．在护栏表面涂上环氧封闭涂料，目的是隔绝钢铁与腐蚀介质(空气、水)接触，A项正确； B．用浓硝酸对铁罐车内壁进行酸洗，可使Fe与浓HNO3发生钝化反应，在铁罐车内壁产生致密氧化膜，隔绝金属与酸接触而起到保护作用，B项正确； C．采用铝锂合金，是通过改变金属的本质，使其具有抗腐蚀性，C项正确； D．将钢铁闸门与电源连接，此方法应叫外加电流的阴极保护法，需将钢铁闸门与电源负极连接从而起保护作用，D项错误； 答案选D。 7．C A、铝-空气电池（如图）中，铝作负极，电子是从负极通过外电路到正极，选项A正确； B、铝-空气电池中活性炭作正极材料，可以帮助电子与空气中的氧气反应，选项B正确； C、碱性溶液中，负极反应为4Al(s)－12e－＋16OH－(aq)=4AlO2－(aq)＋8H2O；正极反应式为：3O2＋12e－＋6H2O=12OH－(aq)，所以每消耗2.7 g Al，需耗氧(标准状况)的体积为××3×22.4L＝1.68 L，选项C不正确； D、金属-空气电池的正极上是氧气得电子的还原反应，电池在工作状态下要有足够的氧气，电池在非工作状态下，能够密封防止金属自腐蚀，选项D正确； 答案选C。 【点睛】本题考查新型燃料电池的原理，易错点为选项C，注意在碱性溶液中Al发生氧化反应生成AlO2-，根据电极反应中得失电子守恒进行求算。 8．D A．根据反应方程式可知：在该反应中C元素化合价由反应前H2C2O4中的+3价变为反应后CO2中的+4价，化合价升高，失去电子，被氧化，因此H2C2O4作还原剂，A错误； B．由LiFePO4变成Li1-xFePO4时，Fe元素化合价升高，失去电子被氧化，因此发生的属于氧化反应，B错误； C．4.4g CO2的物质的量是n(CO2)= ，每反应产生3 mol CO2气体，反应过程中会转移2 mol电子，则反应产生了0.1mol CO2气体，转移电子的物质的量n(e-)= mol，C错误； D．当Li1-xFePO4中x=0.4时，Li1-xFePO4可表示为Li3Fe5(PO4)5，Fe元素总化合价为+12，Fe原子个数为5个，假设Fe2+的数目是x，Fe3+的数目是(5-x)，2x+3(5-x)=12，解得x=3，(5-x)=2，故其中的Fe2+和Fe3+的个数值比为3∶2，D正确； 故选D。 9．D 放电时，Li作负极，发生失电子的氧化反应，电极反应：；石墨作正极，氧气在石墨电极发生得电子的还原反应； A．放电时b电极，发生过程I系列反应，故A正确； B．根据分析可知，充电过程中，④的电极反应式为Li2-xO2-(2-x)e-=O2↑+(2-x)Li+，故B正确； C．O2中混入CO2会影响电池充电，故C正确； D．放电过程中，b极电极反应式：，转移1mole-时，b电极增重23g，故D错误； 答案选D。 10．B A．由电解装置可知a，c极均为阳极，阴离子向阳极移动，即溶液中向a极和c极移动，描述正确，不符题意； B．a极为阳极，水在阳极上放电生成氧气，电极反应为，浓度增大，a附近pH试变红，描述错误，符合题意； C．试纸Ⅰ，相遇时红色区长度约2.7 cm，蓝色区长度约1.3 cm，说明的迁移速率比的快，描述正确，不符题意； D．10 min后，试纸Ⅰ和试纸Ⅱ的现象不同，说明电解质浓度越大，和的迁移速率越小，则电解质浓度影响和的迁移速率，描述正确，不符题意； 综上，本题选B。 11．B A．b电极中H2O转化为O2，氧元素失电子，b为电解池阳极，则a是电解池阴极，酸性条件下硝酸根离子和二氧化碳在阴极得到电子生成尿素和水，电极反应式正确，故A正确； B．由电极反应，电极a消耗H+，电解时，H+从电解池右侧移向左侧，B不正确； C． 电极b为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，故C正确； D．44gCO2物质的量为1mol，当电极a区消耗1molCO2时，由电极方程式，转移电子16mol，电极b生成O2是H2O中的O失电子，化合价从-2变为0，故得4molO2，4molO2质量为128g，故D正确； 本题选B。 12．C 根据电池总反应为，Ca失电子，作负极，PbSO4得电子，作正极。 A．Ca为原电池的负极，PbSO4为正极，正极发生还原反应，A项正确； B．负极发生氧化反应，电极反应为，B项正确； C．放电时阳离子K+移向正极，C项错误； D．正极反应式为PbSO4+2e-=Pb+SO，每转移1mol电子，正极消耗0.5molPbSO4产生0.5molPb，故正极减少的质量为0.5mol×(303-207)g/mol=48g，D项正确； 故选C。 13．D A．碱式硫酸铜或碱式碳酸铜在胃中酸性条件下会生成，对人体有害，A项正确； B．碱式硫酸铜和醋酸反应生成醋酸铜、硫酸铜、水，碱式碳酸铜和醋酸反应生成醋酸铜、二氧化碳、水，均属于复分解反应，B项正确； C．“涂铁皆作铜色”是Fe+Cu2+=Fe2++ Cu，是置换反应，C项正确； D．“惟堪镀作，以合熟铜”描述的是活泼金属置换铜的过程，不是电镀，D项错误； 答案选D。 14．D A．化学反应时断键要吸收能量，成键要放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，故A错误； B．铝热反应是放热反应，反应物的总能量应大于生成物的总能量，故B错误； C．没有形成闭合回路，不能形成原电池，不能将化学能转化为电能，故C错误； D．图示中反应物的总能量大于生成物总能量，此反应是放热反应，故D正确； 答案选D。 15．C 由题意可知，与直流电源正极相连的左侧铂电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，左侧电极为阴极，酸性条件下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氮气和水。 A．由分析可知，与直流电源正极相连的左侧铂电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，故A正确； B．由分析可知，与直流电源正极相连的左侧铂电极为电解池的阳极，左侧电极为阴极，则电解时，氢离子从质子交换膜左侧向右侧移动，故B正确； C．由分析可知，与直流电源正极相连的左侧铂电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，左侧电极为阴极，酸性条件下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氮气和水，则由得失电子数目守恒可知，电解一段时间后，右侧电解液pH增大，故C错误； D．由分析可知，与直流电源正极相连的左侧铂电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，左侧电极为阴极，酸性条件下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氮气和水，则由得失电子数目守恒可知，阴极生成5.6g氮气时，阳极消耗水的质量为××18g/mol=18g，故D正确； 故选C。 16．B A．阳极发生氧化反应，故将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应，A错误； B．管道中相当于电解食盐水，阳极可生成氯气，阴极能产生氢氧化钠，氯气和氢氧化钠可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO，B正确； C．电子只能经过导线和电极进行移动，不能经过电解质溶液或熔融的电解质，故反应过程中电子不能通过海水，C错误； D．阳极是产生氯气，阴极是生成氢气和氢氧根，所以阴极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理，D错误； 故答案为：B。 17．C A．饱和食盐水中先通入氨气，使溶液呈碱性，再通入二氧化碳，生成溶解度比较小的NaHCO3，过滤出NaHCO3后加热分解可以得到Na2CO3，故A可以实现转化； B．Ca(ClO)2溶液中通入二氧化碳，由于碳酸的酸性强于HClO，所以反应生成HClO，HClO不稳定，见光能发生分解，生成盐酸和氧气，故B可以实现转化； C．Mg(OH)2可以和盐酸反应生成MgCl2，MgCl2溶液通电不能生成Mg，电解熔融的MgCl2可以得到金属Mg，故C不能实现转化； D．FeS2煅烧生成SO2，SO2可以在催化剂和加热条件下被氧气氧化为SO3，故D可以实现转化； 故选C。 18．C A．充电时，阳极的电极反应为，则锂离子向钙电极方向移动，A项正确； B．钙能与水发生剧烈反应，左室中的电解质为非水电解质，则钙电极的电解质不可以替换成硫酸锂溶液，B项正确； C．放电时，正极反应为，负极反应为，则理论上，每消耗x mol Ca，可生成2mol，C项错误； D．放电时，电极上发生的嵌入，D项正确； 答案选C。 19．B ①一次电池中电解质溶液为胶状，无法流动，故也叫做干电池，干电池中发生氧化还原反应的活性物质被消耗到一定程度时，电池就不能继续使用了，故正确； ②二次电池放电后可以再充电，使活性物质获得再生，故正确； ③有些电池不是依据原电池的原理制造的，如太阳能电池，故错误； ④化学电源可以制成各种形状、大小不同的电池，与其他能源相比，具有携带方便，故正确； ⑤比能量与比功率越大说明电池单位质量或单位体积所能输出的电能越大或者输出功率越大，比能量与比功率是判断电池优劣的主要标准，故正确； ①②④⑤正确，故选B。 20．A A．铅酸蓄电池的总反应为，放电时，Pb作负极，发生氧化反应，充电时，Pb电极发生还原反应，所以对铅酸蓄电池充电时，Pb电极接电源负极，A正确； B．金属铜作阳极，在阳极Cu失电子发生氧化反应，电极反应式为，B错误； C．原电池中，电子由负极流出，经过导线进入正极，电子不能进入电解质溶液，C错误； D．金属镁作负极，发生氧化反应，氯化银是氧化剂，在正极发生还原反应，正极反应式为，D错误； 答案选A。 21． HF(aq) H+ (aq)+F- (aq)△H=-10.4kJ·mol-1 氟离子半径小，生成水合离子时放出的热量高于断裂氢氟键吸收的热量 （1）根据盖斯定律确定； （2）①化学平衡常数等于生成物平衡浓度幂之积比上反应物平衡浓度幂之积； ②少量氯气通入碳酸钠溶液中，二者反应生成碳酸氢钠、氯化钠和次氯酸钠； ③与按物质的量之比1：1恰好反应，反应生成碳酸氢钠、氯化钠和次氯酸； ④根据强酸制取弱酸知，二者反应生成碳酸氢钠和次氯酸。 根据， 由盖斯定律可知氢氟酸电离的热化学方程式可用得到，故氢氟酸电离的热化学方程式可表示为： ，氟离子半径小，生成水合离子时放出的热量高于断裂氢氟键吸收的热量； 答案： ，氟离子半径小，生成水合离子时放出的热量高于断裂氢氟键吸收的热量； 溶于水方程式为：，所以与水反应的化学平衡常数表达式为：； 答案： 少量氯气通入碳酸钠溶液中，二者反应生成碳酸氢钠、氯化钠和次氯酸钠，离子方程式为：； 答案：； 与按物质的量之比1：1恰好反应，反应生成碳酸氢钠、氯化钠和次氯酸，离子方程式为：； 答案：； 酸性强弱，根据强酸制取弱酸知，二者反应生成碳酸氢钠和次氯酸，离子方程式为； 答案：。 22．(1) 原电池 CH3OH−6e－+8OH－=CO+6H2O (2) 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 (3) 1.12 6.4 (4)减小 甲池中通入甲醇氧气燃料电池，甲醇为燃料，化合价升高，失去电子，作原电池负极，氧气是氧化剂，为正极，乙、丙池为电解池，A、C为电解池的阳极，B、D为电解池的阴极。 （1）根据前面分析甲池为原电池，通入CH3OH电极的反应式为CH3OH−6e－+8OH－=CO+6H2O；故答案为：原电池；CH3OH−6e－+8OH－=CO+6H2O。 （2）乙池中A(石墨)与原电池正极相连，因此A电极的名称为阳极，阳极是水中氢氧根失去电子变为氧气和水，阴极是银离子得到电子变为银单质即总反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；故答案为：阳极；4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。 （3）根据关系式4Ag～ O2～2Cu，当乙池中B极质量增加21.6g时(物质的量为0.2mol)，甲池中理论上消耗O2物质的量为0.05mol，则标准状况下体积为11.2L，丙池中D极析出0.1mol铜，其质量为6.4g铜；故答案为：11.2；6.4。 （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，甲中甲醇、氧气、KOH溶液反应生成碳酸钾和水，碱性减弱即甲中溶液的pH将减小；故答案为：减小。 23． N≡N Fe + 4H+ + NO3- ＝Fe3++ NO↑+ 2H2O Fe2O3+2Al2Fe +Al2O3 2Al + 3H2O＝Al2O3＋6H＋＋6e－ 4FeO42－+ 10H2O＝4Fe(OH)3↓+ 3O2↑+ 8OH- AD 已知X、Y是元素周期表前20号元素，且X的原子序数比Y大4，元素Z形成的金属单质在日常生活中应用最广泛，则Z是铁。 Ⅰ．若X是短周期最活泼的金属元素，则X是钠，因此Y是氮元素。 （1）氮气分子中存在三键，则氮气的结构式为N≡N。 （2）元素Y的最高价氧化物对应的水化物（稀溶液，过量）是硝酸，与铁反应生成硝酸铁、NO和水，反应的离子方程式为Fe + 4H+ + NO3- ＝Fe3++ NO↑+ 2H2O。 Ⅱ．若X的简单离子半径是第三周期元素简单离子半径最小的，则X是铝，所以Y是F。 （3）氧化铁和铝发生铝热反应的化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe +Al2O3。 （4）电解池中阳极失去电子，铝与电源的正极相连，作阳极，因此阳极电极反应式为2Al + 3H2O＝Al2O3＋6H＋＋6e－。 （5）化合物A是高铁酸钾，溶于水后后转化为红褐色沉淀，同时产生O2，红褐色沉淀是氢氧化铁，反应的离子方程式为4FeO42－+ 10H2O＝4Fe(OH)3↓+ 3O2↑+ 8OH-。根据方程式可在反应后产生氢氧根离子，因此增大氢氧根离子的浓度可以提高A在水中的稳定性。碳酸钠和氢氧化钾溶于水均显解析，KSCN能与铁离子反应，硝酸铵溶于水显酸性，所以答案选AD。 24． 2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑ 负极 正极 N AD 2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O 13 （1）①电解法制备金属铝，三氧化铝电解生成铝和氧气； ②铁是待镀金属，此时铁器应与电源负极相连；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜应与电源正极相连。 ③模拟铁的电化学防护，用外加电流的阴极保护法，铁在阴极； （2）根据电解池中离子的放电顺序和两极上发生的变化来书写电极反应方程式进行计算，两个电极上转移的电子数目是相等的，据此计算出溶液中减少的物质的物质的量，思考需加入物质． （3）电极a电极发生氧化反应，氨气在碱性条件下氧化为氮气：2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O ； 当消耗336mLNO2气体（标况下）时，由反应2NO2+8e－+4H2O=N2+8OH－计算生成的OH-。 （1）①电解法制备金属铝，三氧化铝电解生成铝和氧气，化学反应方程式为2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑。 故答案为：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑； ②为了防止铁器被腐蚀常用电解法在其表面镀铜，铁是待镀金属，此时铁器应与电源负极相连；电解精炼铜时，粗铜作阳极，粗铜应与电源正极相连。 故答案为：负极 ； 正极； ③模拟铁的电化学防护，为减缓铁的腐蚀，用外加电流的阴极保护法，开关K应置于N处。故答案为：N； （2）电解H2SO4和CuSO4的混合溶液，阳极发生的反应为：4OH－→2H2O+O2↑+4e－，阴极上发生的电极反应为：Cu2＋+2e－→Cu，2H＋+2e－→H2↑， 阳极生成3.36L氧气，即0.15mol，由阳极电极反应式可知，转移电子为0.6mol，阴极收集到2.24L（标况）气体，即生成0.1mol的氢气， 由阴极电极反应式可知，阴极上生成的0.1molH2只得到了0.2mol电子，所以剩余0.4mol电子由铜离子获得，生成铜0.2mol，综上分析，电解H2SO4和CuSO4的混合溶液时，生成了0.2molCu，0.1mol氢气，0.15mol氧气，溶液要想恢复电解前的状态，需加入0.2molCuO（或碳酸铜）和0.1mol水， 故选AD。 （3）电极a电极发生氧化反应，氨气在碱性条件下氧化为氮气：2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O ；电极b的电极发生还原反应，二氧化氮转化生成氮气，电极方程式为2NO2+8e－+4H2O=N2+8OH－，总反应：6NO2＋8NH3→7N2＋12H2O，消耗标准状况下336mL NO2时，电路中转移0.06mol电子，电解池中生成0.06mol OH－，c（OH－）=0.06mol÷0.6L=0.1mol·L－1，c（H＋）= mol·L－1=10-13mol·L－1，故pH=13， 故答案为：2NH3－6e-+6OH-=2N2+6H2O ；13。 25． 负 氧化 Zn-2e-=Zn2+ 正 还原 2H++2e-=H2↑ 用锌棒、铜和稀硫酸溶液组成的原电池，电池总反应为，但是氧化反应和还原反应是分别进行的，锌作为还原剂失去电子，锌棒作负极，电极上发生的是氧化反应，该电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；电子从锌流出，沿着导线流向铜，铜为正极，溶液中的氢离子在正极上得到电子，发生还原反应而产生氢气，该电极反应式为2H++2e-=H2。　　　　　　　　　。 学科网（北京）股份有限公司 $$