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．关于化学与生活、化学与生产，下列说法不正确的是 A．燃烧热是评价燃料优劣的唯一标准 B．低温下能自发进行，说明该反应的 C．工业电解精炼铜用粗铜作阳极，纯铜作阴极 D．为了延缓海水中钢闸门的腐蚀，常将钢闸门与直流电源的负极相连 2．海水电池为探索深海提供了能源保障。一种锂-海水电池以金属锂为负极，石墨为正极，下列关于该电池的描述正确的是 A．正极上发生氧化反应 B．电流由Li流向石墨 C．Li+由正极向负极迁移 D．电池的总反应为2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑ 3．某课题组通过以下过程实现了可再生能源和的资源化利用。下列说法错误的是 A．若反应④的离子导体为NaOH溶液，则正极反应为 B．和在整个转化过程中是中间产物 C．反应②和③均存在极性键的断裂和形成 D．整个过程涉及有机物均为烃类物质 4．事物的变化都有两面性。下列关于金属的腐蚀和防护说法错误的是 A．生活中常用的“暖宝宝”是利用吸氧腐蚀原理制造的 B．生铁浸泡在食盐水中易发生析氢腐蚀 C．为保护轮船的外壳，常在外壳上镶入锌块 D．利用阳极氧化法处理铝制品的表面使之形成致密的氧化膜而防腐 5．某同学按图示装置进行实验，大头针固定固体，塑料瓶盛放液体试剂。实验时先打开止水夹，手指压紧小孔并挤压塑料瓶，使液体试剂沿玻璃管上升至完全充满，排尽玻璃管中空气，立即关闭止水夹，一会儿后，手指堵住小孔，打开止水夹。下列所加液体试剂、对应现象及结论均正确的是 选项 固体 液体试剂 现象 结论 A 钠块 水 钠块熔化成小球并浮在水面上；打开止水夹，点燃气体，火焰呈淡蓝色 钠块与水反应产生氢气 B 铝条 NaOH溶液 先有沉淀生成，后沉淀溶解；打开止水夹，点燃气体，火焰呈淡蓝色 铝条与氢氧化钠溶液反应产生氢气 C 铜丝 稀HNO3 产生红棕色气体，溶液呈蓝色 铜丝与稀硝酸反应产生NO2 D 铁丝 食盐水 打开止水夹，并松开小孔片刻，关闭止水夹，发现塑料瓶中液面下降 铁丝发生了吸氧腐蚀 A．A B．B C．C D．D 6．能够将电能转化为化学能的是 ①电离 ②电解 ③原电池 ④导体导电 ⑤电镀 A．①②③④⑤ B．①③⑤ C．①③ D．②⑤ 7．下列有关说法不正确的是 A．某燃料电池用熔融碳酸盐作电解质，两极分别通入CO和O2，则通入CO的一极为负极，电极反应式为 B．在化学反应中，所有自发的放热反应均可设计成原电池 C．根据自发氧化还原反应设计原电池，可在常温下用铜和铁作电极，使用浓硝酸作电解质溶液 D．纽扣电池用KOH作电解质溶液，已知电池的总反应式为：，则正极的电极反应式为： 8．使用石墨电极电解溶液，阴极产物为 A． B．Cu C． D． 9．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．常温常压下，中含有中子数大于 B．晶体中含有的共价键数目为 C．电解精炼铜时，当电路中通过个电子时，阳极消耗32g铜 D．50℃1L0.1mol/L的氯化铵溶液中滴入氨水至，数目大于 10．少量铁粉与100mL0.01mol/L的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的 ①加H2O ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CuO固体 ⑤滴加几滴硫酸铜溶液 ⑥加NaCI溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10mL0.1mol/L的盐酸 A．①⑤⑦ B．③⑦⑧ C．②④⑥ D．③⑥⑦⑧ 11．高铁酸钠()易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取，工作原理如图所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生。下列说法错误的是 A．铁电极与电源正极相连 B．阳极室中发生的电极反应为 C．电解总方程式为 D．电解结束后，阳极室溶液的pH将增大 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．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）丙池为________（填原电池、电解池或电镀池），通入甲醇电极的电极反应式为____________________。 （2）乙池中A电极为________（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”），该池的总反应化学方程式为_________________________。 （3）当乙池中B极质量增重10.8g时，甲池中理论上消耗的体积为________mL（标准状况）。 （4）丙池中，C上的电极反应式为____________________。如果起始时盛有1000mL 的硫酸铜溶液（25℃，足量），一段时间后，若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入4g氧化铜，则加入氧化铜之前溶液的pH变为________。 14．如图为相互串联的甲乙两个电解池，甲池若为用电解精炼铜的装置，请回答： （1）A极材料和B极材料分别是 ( ) a. 石墨、精铜 b. 石墨、粗铜 c.粗铜、精铜 d.精铜、粗铜 （2）若甲槽阴极增重12.8g，则乙槽阴极放出气体在标准状况下的体积为_________L。 （3）若乙槽剩余液体为400mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为__________ mol/L。 15．(1)二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动，其装置示意图如图： ①质子的流动方向为________________（“从A到B”或“从B到A”）。 ②负极的电极反应式为________________。 (2)工业上吸收和转化SO2的电解装置示意图如下（A．B均为惰性电极）： ①B极接电源的________________极（“负”或“正”）。 ②A极的电极反应式是_________________。 16．回答下列问题： Ⅰ．以原油为原料生产聚烯烃的几个步骤如图所示，请回答下列问题： (1)含有12个氢原子的烷烃的分子式是_____________，其同分异构体有_____种。 (2)乙烯与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为____________________________。 (3)步骤③的反应类型是__________________，聚丙烯的结构简式是_______________。 Ⅱ．电化学原理在化学工业中有广泛应用。如图所示，M、N均为石墨电极，请回答下列问题： (4)甲池中通入O2一极为_______极(填“正、负”)。 (5)甲池中通入甲烷一极的电极反应式为_______________________________。 (6)乙池中总的离子方程式是________________________________________。 (7)电解一段时间后，向乙池中加入0．02 mol Ag2O能使溶液恢复到原来状态。若电解后乙池中剩余溶液体积为400mL，则溶液的pH为____________________。 17．短周期元素X、Y、M、N是同周期主族元素，M元素形成的某种单质具有强氧化性，可用于杀菌消毒。四种元素与锂组成的盐是一种新型的锂离子电池的电解质，结构如图所示(“→”表示配位键，指共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应)。 回答下列问题： (1)Y元素在元素周期表中的位置___，该元素形成的一元弱酸H3YO3能促进水的电离，原因是___(用离子方程式表示)。 (2)X、M形成的简单离子半径大小关系为__(用离子符号表示)；X、M形成的某种气态化合物MX2具有强氧化性，能与水缓慢反应，写出该反应的化学方程式__。 (3)M、N能形成某种无色无味的有毒气体A，当其浓度达到一定数值将对人体产生致命伤害。如图所示装置能测定该物质的浓度，电解质为氧化钇—氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动，传感器中的电流越大，则该有毒气体A的浓度越大，则a电极的电极反应式为___。 18．A、B、C、D、E、F六种短周期元素,它们的原子序数依次增大,A与D同主族；C与E同主族；B、C同周期；B原子最外层电子数比其次外层电子数多2；A是周期表中半径最小的元素,C的最外层电子数是内层电子的3倍；F元素是同周期元素中原子半径最小的主族元素。A、B、C、D、E形成的化合物甲、乙、丙、丁的组成如表所示： 化合物 甲 乙 丙 丁 化学式 A2C A2C2 D2C2 D2E 回答下列问题: (1)指出元素F在周期表中的位置___________。 (2)化合物丙的电子式为__________,用电子式表示形成化合物丁的过程_______。 (3) 向丁的溶液中加入硫酸酸化的乙溶液，写出相应的离子方程式:_______。 (4)固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆一氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许02-在其间通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔Pt电极a、b分别是气体C2、A2的载体。该电池的正极为______ (填a或b)；02-流向______极（填“正”或“负”）；该电池的负极反应为 _________ 。 19．短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，A与C可形成A2C2和A2C两种化合物；B的最高价氧化物对应的水化物甲与其气态氢化物乙反应可生成盐丙；D与A位于同一主族；在同周期元素形成的简单离子中，E的离子半径最小。 （1）实验室中可用A2C2制取C单质，其化学方程式是 。 （2）由A、C、D三种元素组成的化合物的电子式是 ；B、C、E三种元素组成的常见盐的水溶液呈酸性，原因是 （用离子方程式表示）。 （3）常温下，若甲、丙两溶液的pH均等于5，则由水电离出的c(H+)甲:c(H+)丙= ；丙溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序是 。 （4）0.1molD单质和0.2molE单质组成的混合物投入到足量的A2C中，产生气体的体积（标准状况）是 。 （5）反应乙+C2→B2+A2C（未配平）可设计为燃料电池，则通入乙的电极是 （填“正”或“负”）极，在碱性条件下其电极反应是 。 20．铁的腐蚀与防护与生产生活密切相关。 Ⅰ.研究铁的腐蚀 实验步骤如下： 步骤1：将铁粉放置于溶液中浸泡，过滤后用水洗涤。 步骤2：向溶液(用盐酸调)中加入浸泡过的粉。 步骤3：采集溶液随时间变化的数据。 (1)第一阶段，主要发生析氢腐蚀，上发生的电极反应为___________。 (2)第二、三阶段主要发生吸氧腐蚀。 ①选取b点进行分析，经检验溶液中含有，检验并与生成蓝色沉淀的试剂是___________(填化学式)。 ②取b点溶液向其中滴加溶液无明显现象，加入稀盐酸后立即变红。写出b点被氧化的离子方程式：___________。 ③第一阶段和第二阶段发生不同种类腐蚀的主要影响因素是___________。 Ⅱ.研究铁的防护 (3)在铁表面镀锌可有效防止铁被腐蚀 已知：放电的速率缓慢且平稳时有利于得到致密、细腻的镀层。 ①镀件应与电源的___________相连。 ②向电解液中加入溶液，将转化为，电解得到的镀层更加致密、细腻，原因是___________。 (4)电镀后的废水中含有，一种测定其含量的方法是：取废水，再加溶液，用溶液滴定，达到滴定终点时，消耗溶液。已知：(无色) ；。 ①滴定终点的现象是___________。 ②废水中的含量是___________(用含c、V的代数式表示)。 21．Ⅰ.装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答： (1)若AB电源是甲醇在酸性环境的燃料电池，则甲中C极的电极反应式为___________。 (2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为___________。 (3)丙是一个给铜件镀银的装置，当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol/L时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 ___________g。 Ⅱ.某同学用稀硝酸和铜反应制NO，发现化学反应速率较慢，因此改用浓硝酸按下图所示装置制取NO。 (1)浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，原因是___________。 (2)B中反应的化学方程式是___________。 22．氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。 I.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物。现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹、酒精灯已省略)。按要求回答下列问题: （1）按气流方向连接各仪器接口顺序是：a ______________________________。 （2）写出加热时硬质试管中发生化学反应的方程式是______________________________。 （3）反应后,盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中正极反应式是_______________________________。 II.将上述实验制得的固体产物按如下流程操作,试回答下列问题: （1）检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是__________________。 （2）某同学用实验制得的CuCl2·2H2O晶体配制500mL0.1 mol·L-1的CuCl2溶液,在称量出CuCl2·2H2O晶体后,溶解该晶体的具体操作为_________________________________ ，分析以下操作对配制的溶液浓度造成的影响，影响偏高的是___________________________。 ①蒸馏水洗完容量瓶后没有烘干 ②转移溶液过程中出现漏液 ③砝码生锈 ④定容时俯视 （3）溶液l可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号)_________。 a.NaOH b.NH3·H2O c.CuO d.CuSO4 e.Cu2(OH)2CO3 （4）反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式:_________________________________________________________。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．燃烧热不是评价燃料优劣的唯一标准，还要考虑对环境是否有污染，故A错误； B．根据ΔG=ΔH−TΔS＜0，低温下能自发进行，该反应ΔS＜0，说明该反应的，故B正确； C．工业电解精炼铜用粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解液为含铜离子的盐溶液，故C正确； D．为了延缓海水中钢闸门的腐蚀，常将钢闸门与直流电源的负极相连即外加电流的阴极保护法，故D正确。 综上所述，答案为A。 2．D 【分析】锂-海水电池以金属锂为负极，石墨为正极。 解析：A．电池的正极上发生还原反应，故A错误； B．电池中电流由正极流向负极，故电流由石墨流向Li，故B错误； C．电池中阳离子流向正极，故Li+由负极向正极迁移，故C错误； D．负极Li失电子生成Li+，正极水得电子生成氢气，故电池的总反应为2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑，故D正确； 故选D。 3．D 解析：A．反应④为氢氧燃料电池的反应，若电解质溶液为NaOH，则正极反应为，A正确； B．H2和CH3OH都是前面反应的产物，也是后面反应的反应物，在整个转化过程中是中间产物，B正确； C．反应②和③均存在极性键的断裂和生成，如反应②存在C=O键的断裂和H-O键生成，反应③存在H-O键断裂和C=O键生成，C正确； D．该过程中涉及有机物并不全是烃类，如CH3OH不是烃类，D错误； 故答案选D。 4．B 解析：A．“暖宝宝”里面主要用碳粉、铁粉、水和食盐水，再加点添加剂组成一个原电池放电，由于没有正负极，电子无法分正负电子导出，直接形成短路，从而产生热量，可见是利用吸氧腐蚀原理制造的，故A正确； B．生铁在弱酸性或中性条件下发生吸氧腐蚀，在强酸性溶液中发生析氢腐蚀，故B错误； C．金属铁和锌形成的原电池中，锌是负极，铁是正极，铁被保护，所以为保护轮船的外壳，常在外壳上镶入锌块，故C正确； D．利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化，防腐性能更好，故D正确； 答案选B。 5．A 解析：A．若固体是钠块，液体试剂为水，钠块熔化成小球并浮在水面上，说明钠熔点低，且产生了气体，打开止水夹，点燃气体，火焰呈淡蓝色，说明产生了氢气，可以证明钠块与水反应产生氢气，选项A正确； B．若固体是铝条，液体试剂为氢氧化钠溶液,铝单质与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，不会产生沉淀，选项B错误； C．若固体是铜丝，液体试剂为稀硝酸，铜单质与稀硝酸反应生成一氧化氮， 选项C错误； D．若固体是铁丝，液体试剂为食盐水，食盐水呈中性，铁丝发生了吸氧腐蚀，打开止水夹,并松开小孔片刻，关闭止水夹，发现玻璃管中液面.上升，但由于塑料瓶直径较大，较难观察其液面变化，选项D错误； 答案选A。 6．D 解析：①电离是在水分子或加热条件下电离出阴阳离子的过程，不符合； ②电解是把电能转化为化学能的过程，符合； ③原电池是把化学能转化为电能的过程，不符合； ④导体导电是传递电能的过程，不符合； ⑤电镀是电解原理的应用，是把电能转化为化学能的过程，符合； 答案选D。 7．B 解析：A．在熔融碳酸盐作电解质的燃料电池中，参与反应，根据电子守恒及电极反应式书写方法可知，负极的电极反应式为，故A正确； B．所有自发的放热的氧化还原反应才能设计成原电池，故B错误； C．根据设计原电池，铜和铁作电极，由于铁常温下遇浓硝酸钝化，和浓硝酸常温下可以反应，所以作负极，硝酸作电解质溶液可以实现该氧化还原反应，故C正确； D．依据电池总反应式可判断为正极，在碱性电解质溶液中，正极的电极反应式为，故D正确； 故选B。 8．B 解析：使用石墨电极电解溶液，阳极上Cl-发生氧化还原反应生成氯气，电极反应式为，阴极上Cu2+发生还原反应生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu； 故答案选B。 9．D 解析：A．已知，常温常压下气体的摩尔体积大于22.4L/mol，故中含有中子数为小于，A错误； B．NH5是离子化合物，其电子式为： ，故晶体中含有的共价键数目为，B错误； C．由于电解精炼铜时，粗铜作阳极，电极反应有：Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+等，故当电路中通过个电子时，阳极消耗小于32g铜，C错误； D．由于50℃时，水的离子积大于10-14，此时pH=7的溶液为碱性溶液，故1L0.1mol/L的氯化铵溶液中滴入氨水至，根据溶液中电荷守恒可知：c(H+)+c()=c(OH-)+c(Cl-)，c(OH-)大于c(H+)，故c()=c(OH-)-c(H+)+c(Cl-)，则c()大于c(Cl-)，故数目大于1L×0.1mol/L×NAmol-1=，D正确； 故答案为：D。 10．B 解析：①加水，稀释了盐酸的浓度，反应速率变慢，故①不符合题意； ②加NaOH固体会消耗H+，降低H2产量，故②不符合题意； ③滴入几滴浓盐酸，使H+浓度变大，由于Fe少量，不影响H2产量，故③符合题意； ④加CuO固体与盐酸反应生成氯化铜和水，氯化铜再与铁发生置换反应生成铜，构成原电池，反应速率加快，但由于消耗铁影响氢气总量，故④不符合题意； ⑤滴加几滴硫酸铜溶液，铁把铜置换出来，形成原电池，故反应速率加快，但与盐酸反应的铁减少，故减少了产生氢气的量，故⑤不符合题意； ⑥加NaCI溶液相当于加水，稀释了盐酸的浓度，反应速率变慢，故⑥不符合题意； ⑦升高温度，可加快反应速率，不考虑盐酸挥发，不影响H2产量，故⑦符合题意； ⑧改用10mL0.1mol/L的盐酸，增大了盐酸的浓度，反应速率加快，由于Fe少量，不影响H2产量，故⑧符合题意； 综上分析，答案选B。 11．D 【分析】装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，铁电极为阳极，镍电极有气泡产生，镍电极为阴极。 解析：A．铁电极为阳极，与电源正极相连，A正确； B．铁电极上发生的电极反应为，发生氧化反应，B正确； C．Ni电极发生的电极反应为，铁电极发生的电极反应为，电解总方程式为，C正确； D．阳极室消耗，且生成水，降低，pH将减小，D错误； 故选D。 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． 电解池 CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O 阳 2H2O+4AgNO34HNO3+O2↑+4Ag 560mL 2H2O-4e-= O2↑+4H+ 1 【分析】由图可知，甲池为原电池，是甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极，通入氧气的一极为正极，电解质溶液为KOH溶液，则负极反应式为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，正极反应式为： O2+4e-+2H2O=4OH-；乙池为电解池，A极作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，B极作阴极，电极反应式为Ag++e-=Ag，丙池为电解池，C极作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，D极作阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，据此分析解答。 解析：由图可知，甲池为原电池，是甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极，通入氧气的一极为正极，电解质溶液为KOH溶液，则负极反应式为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，正极反应式为： O2+4e-+2H2O=4OH-；乙池为电解池，A极作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，B极作阴极，电极反应式为Ag++e-=Ag，丙池为电解池，C极作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，D极作阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu， (1)丙池为电解池，通入甲醇的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，故答案为：电解池；CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O； (2)乙池为电解池，A极与原电池的正极相连，作阳极，阳极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，B极作阴极，阴极反应式为Ag++e-=Ag，则该池的总反应化学方程式为2H2O+4AgNO34HNO3+O2↑+4Ag，故答案为：阳；2H2O+4AgNO34HNO3+O2↑+4Ag； (3)乙池中，B极作阴极，阴极反应式为Ag++e-=Ag，B极质量增重10.8g，即B极生成0.1molAg，根据串联电路中转移电子数守恒，可得4Ag~，则甲池中理论上生成0.025mol，的体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL，故答案为：560mL； (4)丙池中，C极作阳极，电极反应式为：2H2O-4e-= O2↑+4H+，D极作阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电池总反应式为2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，溶液中相当于析出CuO， 已知一段时间后，若要使溶液恢复到起始浓度，可向溶液中加入4gCuO，CuO物质的量为0.05mol，根据方程式的比例关系可知，生成0.05molH2SO4，则溶液中氢离子浓度变为0.1mol/L，则加入氧化铜之前溶液的pH变为1，故答案为：2H2O-4e-= O2↑+4H+；1。 14． d 4.48 L 1 mol/L 解析：⑴甲池电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，因此A极材料为精铜，B极材料为粗铜，故d正确， 故答案为d； ⑵若甲槽阴极增重12.8g即物质的量为0.2 mol，则乙槽阴极放出氢气 4 mole－ —— 2 Cu —— 2 H2 因此n(H2)=0.2 mol，V(H2)=0.2 mol×22.4L/mol=4.48 L， 故答案为4.48 L； ⑶根据4 mole－ —— 2 Cu —— 4OH－ n(NaOH)=2n(Cu) = 2×0.2 mol = 0.4 mol，则电解后得到碱液的物质的量浓度为， 故答案为1 mol/L。 15． 从A到B SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+ 正 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O 解析：(1)①二氧化硫发生氧化反应，氧气发生还原反应，所以二氧化硫所在电极为负极，氧气所在电极为正极，原电池中阳离子移向正极，所以质子移动方向为：从A到B； ②二氧化硫在负极失去电子发生氧化反应，电极反应式为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+； (2)①依据图示可知，二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源的正极相连，即B极接电源的正极； ②A为阴极，得电子发生还原反应由SO32-生成S2O42-，电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。 16． C5H12 3 加聚反应 正 1 解析：(1) 烷烃的通式是CnH2n+2，含有12个氢原子的烷烃的分子式是C5H12，其同分异构体有正戊烷、异戊烷和新戊烷，共3种。 (2)乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，生成 ，化学方程式为。 (3)步骤③为烯烃转变为聚烯烃，反应类型是加聚反应，聚丙烯的结构简式是。 (4)甲池为甲烷碱式燃料电池，氧气为氧化剂、通入O2一极为正极。 (5) 甲烷为还原剂作负极，甲烷失去电子被氧化，氧化产物为碳酸根离子，电极反应式为。 (6)乙池为电解池，惰性电极电极硝酸银溶液得到银、硝酸和氧气，总的离子方程式是。 (7)电解一段时间后，向乙池中加入0.02 mol Ag2O能使溶液恢复到原来状态。则按可知，电解后乙池中生成氢离子的物质的量为2×0.02 mol=0.04mol，若剩余溶液体积为400mL，则氢离子的物质的量浓度为， 溶液的pH为1。 17．(1) 第二周期第ⅢA族 H3BO3+H2OB(OH)+H+或B(OH)3+H2OB(OH)+H+ (2) O2->F- OF2+H2O=2HF+O2 (3)CO-2e-+O2-=CO2 解析：X、Y、M、N是同周期主族元素，M的最外层电子数是Y次外层电子数的3倍，Y的次外层电子数只能为2，则四种元素都位于第二周期，M的最外层电子数为6，则M为O；四种元素与锂组成的盐是一种新型的锂离子电池的电解质，N可形成4个共价键，Y可形成3个共价键和1个配位键，则N为C、Y为B，X可提供电子对，且易得到1个电子，则X为F，即X、Y、M、N分别为F、B、O、C。 (1)由上述分析可知，Y为B，在元素周期表中的位置是第二周期第ⅢA族，一元弱酸H3BO3发生水解反应，能促进水的电离，离子方程式为：H3BO3+H2OB(OH)+H+； (2)X、M形成的简单离子分别为F-、O2-，电子层数相同核电荷数越大的离子半径越小，所以半径：O2->F-，氧化性F>O，则OF2与水反应生成HF和O2，反应的化学方程式：OF2+H2O=2HF+O2； (3)a极电子流出，则为负极，CO在负极失电子生成二氧化碳，则负极的电极反应式为：CO+O2--2e-=CO2。 18． 第三周期第ⅦA族 S2-+2H++H2O2=S↓+2 H2O a 负 H2 —2e-+O2-=H2O 解析：原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种短周期元素，B原子最外层电子数比其次外层电子数多2，原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，则B为碳元素；A是周期表中半径最小的元素，则A为H元素；C的最外层电子数是内层电子的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故C为O元素；C与E同主族，则E为S元素；A与D同主族，D的原子序数大于氧，故D为Na；F的原子序数最大，且F元素是同周期元素中原子半径最小的主族元素，故F为Cl．可推知甲为H2O、乙为H2O2、丙为Na2O2、丁为Na2S，（1）元素F为Cl，在周期表中的位置：第三周期第ⅦA族；（2）丙为Na2O2，电子式为 ，用电子式表示形成化合物Na2S的过程： ；（3）丁与乙反应的离子方程式为：S2-+2H++H2O2=S↓+2 H2O ；（4）固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆﹣氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O2﹣在其间通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔Pt电极a、b分别是气体O2、H2的载体，负极发生氧化反应，氢气在负极失去电子，该电池的正极为a，O2﹣流向负极，负极发生氧化反应，氢气在负极失去电子与O2﹣生成水，该电池的负极反应式为：H2 —2e-+O2-=H2O。 19．（1） （2） （3）10-4：1；c(NO-3)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-) （4）4.48L （5）负；2NH3+6OH—-6e-=N2+6H2O 【分析】短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大,B的最高价氧化物对应的水化物甲与其气态氢化物乙反应可生成盐丙,则B为氮元素、甲为硝酸、乙为氨气、丙为硝酸铵；A与C可形成A2C2和A2C两种化合物,故A为氢元素、C为氧元素;D与A位于同一主族,D的原子序数大于氧元素,则D为Na元素；在同周期元素形成的简单离子中,E的离子半径最小,E的原子序数大于Na元素,处于第三周期,则E为Al元素,据此解答。 解析：短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大,B的最高价氧化物对应的水化物甲与其气态氢化物乙反应可生成盐丙,则B为氮元素、甲为硝酸、乙为氨气、丙为硝酸铵;A与C可形成A2C2和A2C两种化合物,故A为氢元素、C为氧元素；D与A位于同一主族,D的原子序数大于氧元素,则D为Na元素；在同周期元素形成的简单离子中,E的离子半径最小,E的原子序数大于Na元素,处于第三周期,则E为Al元素, (1)实验室中在二氧化锰作催化剂用H2O2制取氧气C,其化学方程式是:； 综上所述，故为：。 (2)由H、O、Na三种元素组成的化合物是NaOH,其电子式是；硝酸铝水溶液中铝离子水解: Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋,平衡水的电离平衡,溶液呈酸性； 因此，本题正确答案是:，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋。 (3)常温下,硝酸溶液中水电离中氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度为10-14/10-5=10-9mol/L；硝酸铵溶液中氢离子为水电离产生的,氢离子浓度为10-5mol/L,故两溶液中由水电离出的c(H+)甲:c(H+)丙=10-9:10-5=10-4：1；硝酸铵溶液中,铵根离子水解,溶液呈酸性, c(NO-3)>c(NH+4)，c(H+)>c(OH-)，由于水解过程微弱，因此铵根离子浓度远远大于氢离子浓度,所以c(NO-3)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)； 综上所述，故为：10-4：1；c(NO-3)>c(NH+4)>c(H+)>c(OH-)。 (4) 0.1molNa单质和0.2molAl单质组成的混合物投入到足量的H2O中,钠首先反应得到0.1molNaOH与氢气,然后发生反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,只有0.1molAl参加反应,根据电子转移守恒可以知道,生成氢气的物质的量为(0.1×1+0.1×3)/2=0.2mol,故氢气的体积为0.2×22.4=4.48L； 因此，本题正确答案是: 4.48L。 (5)反应NH3+O2→N2+H2O (未配平)设计为燃料电池,负极发生氧化反应,氨气在负极放电,碱性条件下生成氮气与水,负极电极反应式为2NH3+6OH—-6e-=N2+6H2O； 因此，本题正确答案是:负；2NH3+6OH—-6e-=N2+6H2O。 20．(1) (2) 溶液的酸碱性(或溶液的值) (3) 负极 通过反应降低，使得放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用 (4) 加入最后半滴硝酸银溶液，溶液中产生黄色沉淀，且半分钟内沉淀不消失 (或) 【分析】酸性较强时发生吸氢腐蚀，酸性极弱或接近中性时发生吸氧腐蚀，发生吸氧腐蚀时正极上O2得电子被还原生成OH-，此时正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-。析氢腐蚀正极上H2+2e-=H2↑，消耗H+，吸氧腐蚀产生OH-，故做探究实验时可通过采集溶液pH随时间变化的数据展开，而氧化产物可通过来检验。 电镀后的废水中CN−含量的测定，可选用络合滴定，滴定剂为硝酸银，指示剂为KI。 解析：（1）铜为原电池的正极，氢离子在正极得到电子生成氢气，电极反应为 （2）①检验并与生成蓝色沉淀的试剂是。 ②向b点溶液中滴加溶液无明显现象，加入稀盐酸后立即变红可知，亚铁离子在溶液中与空气中的氧气反应生成氢氧化铁胶体，则反应的离子方程式为。 ③由图可知，酸性较强时发生吸氢腐蚀，酸性极弱或接近中性时发生吸氧腐蚀，则第一阶段和第二阶段发生不同种类腐蚀的主要影响因素是溶液的酸碱性(或溶液的pH值)。 （3）①由电镀的工作原理可知，电镀时，与直流电源正极相连的锌作电镀池的阳极，镀件应与电源的负极相连。 ②电镀时，向电解液中加入溶液，通过反应，降低，使得放电速率减缓，同时通过平衡的移动补充放电消耗的，使其浓度保持相对稳定，达到放电速率平稳的作用，结合已知可知，这样电解得到的镀层更加致密、细腻。 （4）电镀后的废水中含有，一种测定其含量的方法是：取废水，再加溶液，用溶液滴定，达到滴定终点时，消耗溶液。 ①已知：(无色) ；，由平衡常数的大小可知，碘化钾为滴定的指示剂，当银离子与氰酸根离子完全反应，滴入最后半滴硝酸银溶液，溶液中产生黄色沉淀，则滴定终点的现象是：加入最后半滴硝酸银溶液，溶液中产生黄色沉淀，且半分钟内沉淀不消失。 ②由终点时滴定消耗氰化钠溶液可知，废水中氰酸根离子的浓度为 (用含c、V的代数式表示)。 21． 2H2O-4e-=O2↑+ 4H+ 1∶2∶2∶2 5.4 硝酸不稳定，见光或受热易分解 【分析】F极附近呈红色，说明该电极附近氢离子放电生成氢气，剩余氢氧根离子，溶液显红色。即F极为阴极。从而推出A为正极，B为负极。 解析：(1)若AB电源是甲醇在酸性环境的燃料电池，则甲中C极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+ 4H+。 (2)若甲、乙装置中的C为阳极，析出氧气，D为阴极，析出铜，E为阳极，析出氯气，F为阴极，析出氢气，根据电子守恒分析，对应单质的物质的量之比为1:2:2:2。 (3)丙是一个给铜件镀银的装置，即G为阳极，为银，H为阴极，材料为铜，当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol/L时即产生0.05mol氢氧根离子，说明转移0.05mol电子，即析出0.05mol银，丙中镀件上析出银的质量为108×0.05=5.4g。 Ⅱ.(1)浓硝酸一般盛放在棕色试剂瓶中，原因是硝酸不稳定，见光或受热易分解。 (2)B中为二氧化氮和水的反应，生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式是。 22． d e j h f g b Cu+Cl2CuCl2, 2Fe+3Cl22FeCl3 ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- KSCN溶液 将称量的晶体置于烧杯中,加入适量的稀盐酸和蒸馏水,用玻璃棒搅拌 ③④ c、e 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42- 【分析】I.（1）实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物，浓盐酸和高锰酸钾发生反应生成氯气，氯气中混有氯化氢和水，可用饱和食盐水除去氯化氢，用浓硫酸干燥，加热时硬质试管中铜和氯气反应生成氯化铜，用氢氧化钠溶液吸收氯气； （2）在硬质试管中铜和铁都与氯气反应； （3）根据题目信息可知，电池反应应该为铁和次氯酸钠反应，故正极为次氯酸根得电子生成氯离子。 Ⅱ.粗铜(含杂质Fe)与氯气反应生成氯化铁和氯化铜，加稀盐酸溶解，形成氯化铁和氯化铜溶液，再加CuO或氢氧化铜等调节pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到的固体2为氢氧化铁，溶液2为氯化铜溶液，通入二氧化硫，二氧化硫与铜离子发生氧化还原反应生成CuCl，氯化铜溶液在HCl氛围中蒸发结晶得到CuCl2·2H2O，以此解答该题。 解析：I.（1）仪器连接顺序：Cl2发生装置→除去HCl气体装置→干燥装置→制备装置→多余Cl2处理装置，所以各仪器接口顺序是：a→d、e→j、h→f、g→b； 因此，本题正确答案是：d e j h f g b ； （2）硬质试管中发生反应有:氯气与Cu反应生成氯化铜,与Fe反应生成氯化铁,反应方程式分别为：Cu+Cl2CuCl2， 2Fe+3Cl22FeCl3； 因此，本题正确答案是Cu+Cl2CuCl2， 2Fe+3Cl22FeCl3； （3）氢氧化钠溶液吸收氯气，生成有次氯酸钠，生铁在次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液中发生电化学腐蚀，碳等杂质为正极，铁为负极。负极的电极反应式为Fe－2e-＝Fe2+，Fe2+＋2OH-＝Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3，正极的电极反应式为ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- ， 因此，本题正确答案是：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- ； Ⅱ.(1)由流程图分析可以知道溶液2中若含有杂质离子则是Fe3+，用KSCN溶液检验Fe3+，若有Fe3+，溶液变红； 因此，本题正确答案是：KSCN溶液； （2）溶解氯化铜时要加入盐酸抑制铜离子的水解，具体操作为将称量的晶体置于烧杯中，加入适量的稀盐酸和蒸馏水，用玻璃棒搅拌； ①蒸馏水洗完容量瓶后没有烘干无影响，定容时需要加入蒸馏水定容； ②转移溶液过程中出现漏液使溶质减少，浓度偏低； ③用生锈的砝码称量固体，根据药品的质量=砝码质量+游码质量，由于砝码质量偏大，导致称量的固体质量偏大，配制的溶液中溶质的物质的量浓度偏高； ④定容时俯视容量瓶刻度线，溶液的液面低于刻度线，体积偏小，浓度偏高。故选③④， 因此，本题正确答案是：将称量的晶体置于烧杯中，加入适量的稀盐酸和蒸馏水，用玻璃棒搅拌；③④； （3）用于调节pH以除去溶液1杂质可加试剂具有与酸反应，且不引入Cu2+之外的离子，故用CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3； 因此，本题正确答案是：c、e； （4）根据信息可以知道：在加热条件下，SO2与铜离子反应生成CuCl白色沉淀和SO42-，其反应的离子方程式为：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-， 因此，本题正确答案是： 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-。 学科网（北京）股份有限公司 $$