第四章 化学反应与电能 单元检测 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能单元检测 一、单选题 1．装置为锂钒氧化物二次电池，其成本较低，且对环境无污染：V2O5 + xLi LixV2O5；在下图中用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍。下列说法正确的是     A．该电池充电时，B电极的电极反应式为LixV2O5-xe-=V2O5+xLi+ B．锂钒氧化物二次电池可以用LiCl水溶液作为电解液 C．电解过程中，b中NaCl溶液的物质的量浓度会增大 D．当锂钒氧化物二次电池中有7gLi参与放电时，一定能得到29.35g镍 2．模拟电渗析法淡化海水的工作原理示意图如下。已知X、Y均为惰性电极，模拟海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO42-等离子。下列叙述不正确的是（   ） A．N是阴离子交换膜 B．Y电极上产生有色气体 C．X电极区域有浑浊产生 D．X电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2 3．如图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2，氮元素显-3价)的化学能直接转化为电能，并生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中不正确的是 A．H+透过质子交换膜由左向右移动 B．铜电极应与Y相连接 C．M电极反应式：H2NCONH2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+ D．当N电极消耗0.25mol气体时，则铁电极增重16g 4．电解原理具有广泛的应用。下列关于图示四个装置的叙述不正确的是 A．装置甲可以在铁钉上镀铜 B．若装置乙可以电解精炼铜，则X电极为纯铜 C．装置丙的a端产生氯气 D．装置丁可以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色 5．硅锰原电池是一种新型电池，因其供电稳定，储存量丰富而备受关注。硅锰原电池工作原理如图所示。下列说法正确的是    A．质子交换膜换成阴离子交换膜，电解液换成溶液，电池的电流更平稳 B．电极上发生的电极反应式为 C．放电过程中负极区溶液pH值减小，正极区溶液pH值增大 D．导线上每通过1 mol，正极区溶液质量增加28.5 g 6．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是 A．实验结束时，装置1左侧的液面会下降 B．实验结束时，左侧液面装置I比装置Ⅱ的低 C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重 D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 7．利用电解法可吸收SO2，装置如图所示，电极均为惰性电极。下列说法不正确的是    A．a为直流电源的负极 B．阳极的电极反应式为SO2+2H2O－2e－=SO+4H+ C．工作时，H+透过离子交换膜移向右侧 D．若阴阳极互换，其它条件不变，则不能吸收SO2 8．下列陈述I与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A 可用K3［Fe(CN)6]溶液检验铁制品是否发生了吸氧腐蚀 K3［Fe（CN）6]能与Fe2+反应生成蓝色沉淀 B 相同温度下，0.1mol·L－1NHCl溶液的pH比同浓度NaCl的小 NH4Cl是弱电解质，NaCl是强电解质 C 向AlCl3溶液中滴加氨水至过量，先产生白色沉淀，之后沉淀溶解 Al（OH）3是两性氢氧化物 D 非金属性：Cl>Br>I 沸点：HCl<HBr<HI A．A B．B C．C D．D 9．氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺，节能超过30%，在此工艺中，物料传输和转化关系如图所示(电极均为石墨电极)，下列说法错误的是    A．A池中通过交换膜向乙电极移动 B．若两池中所用离子膜类型相同，则 C．A池中每生成1mol ，B池中会消耗标准状况下11.2L D．B池中丁电极上的反应为 10．中科院成功研发了一种新型的高性能、低成本的锂铝-石墨双离子电池。该电池放电时的总反应为。关于放电正确的是 A．AILi合金为负极，发生还原反应 B．Li+向负极移动 C．CxPF6发生的电极反应为 D．正极和负极的质量变化相等 11．设为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是 A．0.1的氯化铁溶液中，的数目小于1 B．电解法精炼铜过程中，当电路中转移个电子时，阳极质量减轻32g C．1分子中含有共价键的数目为92 D．室温下，2.8g乙烯与丙烯的混合物中含碳原子的数目为0.2 12．用下列仪器或装置(图中夹持装置略)进行相应实验，能达到实验目的的是： 测定锌与稀硫酸反应速率(计时器未画出) 探究铁钉发生析氢腐蚀 探究溶解度大小 在铁制镀件上镀铜 A B C D A．A B．B C．C D．D 13．乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如图所示的电化学装置合成。图中双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是 A．反应过程中的反应物KBr不断消耗，需要定期补充 B．双极膜中间层中的OH-在外电场作用下向铅电极方向迁移 C．阳极区发生的总反应为Br2++H2O=+2Br-+2H+ D．制得1mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子 14．我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为和的原电池一电解池组合装置(如图所示，其中是具有强氧化性的羟基自由基)，实现发电、环保二位一体。下列说法正确的是 A．电极的电势比较： B．c电极区有氢气生成，溶液质量减小 C．d电极区发生反应：， D．工作时，Ⅱ室中数目都减小，则M、N分别为阴、阳离子交换膜 15．最近，我国科学家设计了一种高效电解水制氢的系统，实现了在催化剂作用下析氢和析氧反应的分离。该系统的工作原理如图所示，其中电极均为惰性电极，电解液中含NaOH。下列关于该装置工作时的说法错误的是 A．阳极的电极反应为[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3- B．OH-通过离子交换膜由B极室向A极室移动 C．催化析氢室的反应为DHPS-2H+2H++2e-=DHPS+2H2↑ D．理论上，该过程中[Fe(CN)6]4-和DHPS可自补充循环 二、填空题 16．以石墨电极电解200 mL CuSO4溶液，电解过程中电子转移物质的量n(e-)与产生气体体积V(g)(标准状况)的关系如下图所示(忽略溶液体积的变化)。下列说法中正确的是 (1)电解前CuSO4溶液的物质的量浓度为 mol/L (2)当n(e-)=0.4 mol时，c(H+)为 mol/L (3)当n(e-)=0.6 mol时，V(H2)∶V(O2)= 。 17．研究化学能与热能、电能的转化具有重要价值。回答下列问题： (1)下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是 (填序号)。 ①酸碱中和反应②碳酸钙分解③金属钠与水反应④酒精燃烧⑤灼热的碳与二氧化碳反应⑥Ba(OH)2⋅8H2O与反应 (2)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应过程如图所示： 若1molH2(g)和1molCl2(g)充分反应，则反应物中旧键断裂共吸收 能量，生成物中新键形成共放出 能量，该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。 (3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示： 其中负极的电极反应式为 ，正极的电极反应式为 。 18．如图为原电池装置示意图。请回答下列问题： (1)将铜片和锌片用导线相连，插入稀硫酸中，则 正极反应为： ；负极反应为： ； (2)若A为Pb，B为PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，工作时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O。写出B电极反应式：     ；该电池在工作时，A电极的质量将 (填“增加”“减小”或“不变”)；若该电池反应消耗了0.1molH2SO4，则转移电子的数目为 NA。 (3)若A、B均为铂片，电解质溶液为30%的KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式： ；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将 (填“增强”“减弱”或“不变”)。 (4)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成，其中负极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，则正极的电极反应式为： 。 19．回答下列问题。 (1)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式： Fe2O3(s)+3CO(g) ＝2Fe(s)+3CO2(g) △H= -24.8kJ／mol 3Fe2O3(s)+ CO(g) ＝2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= -47.2kJ／mol Fe3O4(s)+CO(g) ＝3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.4kJ／mol 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式： 。 (2)化学在环境保护中起十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染，电化学降解NO3—的原理如图所示。 ①电源正极为 (填“A”或“B”)，阴极的电极反应式为 。 ②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为 g。 20．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁的锈蚀,某同学做了探究实验,如下图所示,铁处于①②③三种不同的环境中    请回答: （1）金属腐蚀主要分为 腐蚀和 腐蚀两种。 （2）铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 (填序号)。 （3）①中正极的电极反应式为 ，②中负极的电极反应式为 。 （4）据资料显示,全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。为防护金属被腐蚀可采取的措施有 (填序号)。 ①健身器材刷油漆                      ②自行车钢圈镀铬 ③将钢管用导线与铜条连接              ④将钢管用导线与碳棒连接 21．Ⅰ、根据氧化还原反应：2Ag+(aq)+ Cu(s) = Cu2+(aq)+ 2Ag(s) 设计的原电池如下图所示，其中盐桥为琼脂–饱和KNO3盐桥。请回答下列问题： (1)电极X的材料是 ；电解质溶液Y是 。 (2)银电极为电池的 极，其电极反应式为： 。 (3)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是 。 A、K+        B、NO3―       C、Ag+         D、SO42― Ⅱ、酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料。回答下列问题： (1)该电池的正极反应式为 ，电池反应的离子方程式为 (2)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过 分离回收。 (3)滤渣的主要成分是MnO2、碳粉和MnOOH，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是 。 22．燃料电池 一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置 特点：清洁、安全、高效；能量转化率可以达到80%以上；反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，供电量易于调节。 燃料电池与一般的电池不同的是，反应物不是储存在 ，而是由外部提供，电池装置起着类似于试管、烧杯等反应容器的作用。 工作原理：利用原电池的工作原理将燃料(如H2)和氧化剂(如O2)分别在两个电极上反应所放出的化学能直接转化为 。(实验装置如下)   23．已知电解NaOH溶液即电解水：2H2O2H2↑+O2↑。现对100g 11.7%的NaCl溶液进行电解，总共通过电子0.4mol。 (1)在阴极产生的氢气的体积(按标准状况计)为 (2)阳极产生的氧气的物质的量为 (3)假定控制条件使Cl2未从电解液中逸出，电解结束后经充分搅拌Cl2与NaOH发生了完全反应，生成NaClO和部分NaClO3。求完全反应后电解池中三种钠盐的总质量 24．下图装置所示，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)A极是电源的 ，一段时间后，甲中溶液颜色 。丁中X极附件的颜色逐渐变浅，Y极附件的颜色逐渐变深，这说明 。在电场作用下向Y极移动。 (2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为 。 (3)现用丙装置给铜件镀银，则G应该是 (填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是 溶液。当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol· L-1(此时乙溶液体积为1000mL)，丙中镀件上析出银的质量为 ，甲中溶液的c(H+)pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。 (4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是 。 25．某实验小组同学进行如下实验，以检验化学反应中的能量变化。 请回答下列问题： （1）实验中发现，反应后①中的温度升高；②中的温度降低．由此判断铝条与盐酸的反应 是 热反应， Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl的反应是 热反应．反应过程 （填“①”或“②”）的能量变化可用图2表示。 （2）现有如下两个反应： （A）NaOH+HCl=NaCl+H2O （B）2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 以上两个反应能设计成原电池的是 ， 负极材料为： ，电解质溶液为： ，正极的电极反应式为： ；负极的电极反应式为： 。 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．C 【详解】A.该电池充电时，A为阳极，阳极上LixV2O5失电子，阳极上电极反应式为：LixV2O5-xe-=V2O5+xLi+，B电极为阴极，电极反应式为Li++e-=Li，A错误； B.Li是活泼金属，能与水反应而自损，所以锂钒氧化物二次电池不能用LiC1水溶液作为电解液，B错误； C.电解过程中，a中Na+透过阳离子膜进入b中，c中Cl-透过阴离子膜进入b中，使b中NaC1溶液的物质的量浓度会增大，C正确； D.当锂钒氧化物二次电池中有7gLi参与放电时，转移电子为1mol，随着电解的进行，c(Ni2+)减小，H+的放电能力大于Ni2+，所以得到Ni的质量小于或等于×1mol×58.7g/mol=29.35g，D错误； 故合理选项是C。 2．D 【分析】由图中信息可知，电极X为阴极、电极Y为阳极。要实现海水淡化，需要在电解过程中，让海水中的阳离子全部移向阴极，阴离子全部移向阳极，故N为阴离子交换膜、M为阳离子交换膜。 【详解】A.由图示可知，淡水最终在两个离子交换膜之间产生，因此海水中的阳离子Na＋、Ca2＋、Mg2＋移向X电极，海水中的SO42-移向Y电极，故离子交换膜M、N分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，A不符合题意； B.Y电极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2，产生的Cl2为黄绿色气体，B不符合题意； C.X电极的电极反应式为：2H++2e-=H2，H+来自于水电离产生，X电极附近c(OH-)增大，可与溶液中的Mg2+结合成Mg(OH)2沉淀，C不符合题意； D.X电极为阴极，发生得电子的还原反应2H++2e-=H2，D不符合题意； 故答案为D 【点睛】本题解题的关键是通过电源判断阴极、阳极，明确海水淡化要实现的目标，根据电解原理进行分析。 3．D 【分析】该装置是将化学能转化为电能的原电池，由甲图可知，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，据悉分析作答。 【详解】A．M是负极，N是正极，质子透过离子交换膜由左M极移向右N极，故A正确； B．铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极Y相连，故B正确； C．H2NCONH2在负极M上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H2NCONH2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+，故C正确； D．当N电极消耗0.25mol氧气时，则转移0.25×4=1.0mol电子，所以铁电极增重mol×64g/mol=32g，故D错误； 故选D。 【点晴】根据题给信息知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，由甲图可知，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，根据得失电子守恒计算，以此解答该题。 4．D 【详解】A．Cu与电源正极相连，为阳极，失去电子，阴极上铜离子得到电子，可以在铁钉上镀铜，故A正确； B．电解精炼铜，Y为粗铜，与电源正极相连，X电极为精铜，故B正确； C．a为阳极，b为阴极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电，故C正确； D．图中有外接电源，铁为阴极，不溶解，故D错误； 故答案选D。 【点睛】本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握实验装置的作用、电化学为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。 5．C 【分析】由图可知，Si转化为SiO2，Si元素化合价升高，失去电子，为负极，MnO2转化为Mn2+，Mn元素化合价降低，得到电子，为正极，存在质子交换膜，说明是在酸性条件下，则负极反应式为Si-4e-+2H2O=SiO2+4H+，正极反应式为2MnO2+4e-+8H+=2Mn2++4H2O； 【详解】A．硅能与氢氧化钠溶液发生反应，则不能将电解液换成溶液，A错误； B．据分析可知，电极上发生的电极反应式为，B错误； C．正极反应式为2MnO2+4e-+8H+=2Mn2++4H2O，电路中转移4mol电子，负极生成4molH+，正极消耗8molH+，同时有4molH+从负极区迁移到正极区，负极区溶液中n(H+)不变，水的量减少，c(H+)增大，pH减小，正极区溶液中n(H+)减小，水的量增多，c(H+)减小，pH增大，C正确； D．导线上每通过1 mol，正极上溶解了0.5molMnO2，有1molH+从负极区迁移到正极区，溶液增加的质量=(+1)g=44.5g，D错误； 故选C。 6．B 【详解】A．装置Ⅰ中的铁钉处于盐酸蒸气中，发生化学腐蚀而释放出，使左侧液面下降而右侧液面上升，故A正确； B．装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中发生化学腐蚀而释放出，装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，构成构成了原电池，加速了铁钉的腐蚀而放出更多的，使左侧液面下降更多，所以左侧液面装置I比装置Ⅱ的高，故B错误； C．装置Ⅱ中铁钉处于盐酸的蒸气中，悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝，构成构成了原电池，加速了铁钉的腐蚀，所以装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，故C正确； D．装置Ⅲ中虽然挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀，故D正确； 选B。 7．A 【分析】通入二氧化硫的一极生成硫酸，可知a为阳极，发生氧化反应，则b为阴极，阳极发生SO2-2e-+2H2O=SO+4H+，阴极发生2+2e-+2H+═S2O+2H2O，以此解答该题。 【详解】A．由分析可知，a为阳极，则电极a连接的是电源的正极，故A错误； B．由分析可知，阳极发生SO2-2e-+2H2O=SO+4H+，故B正确； C．电解使阳极生成氢离子，阴极消耗氢离子，则氢离子向阴极移动，则图中的离子交换膜是阳离子交换膜，H+透过离子交换膜移向右侧，故C正确； D．若阴阳极互换，其它条件不变，SO2通入阴极，则SO2不能失去电子生成SO，该装置不能吸收SO2，故D正确； 故选A。 8．A 【详解】A．K3[Fe(CN)6]可与Fe2+反应生成蓝色沉淀，能证明铁发生了吸氧腐蚀，A符合题意； B．NH4Cl能完全电离出铵根和氯离子，属于强电解质，氯化铵溶液呈酸性的原因是铵根离子发生水解反应生成一水合氨和氢离子，B不符合题意； C．氢氧化铝不能与弱碱氨水反应，加入过量氨水沉淀不溶解，C不符合题意； D．沸点属于物理性质，应通过比较简单氢化物的稳定性来判断非金属性，根据稳定性：HCl>HBr>HI，证明非金属性：Cl>Br>I，D不符合题意； 故选A。 9．B 【分析】A是电解池，甲电极通入饱和NaCl溶液，出来的是稀NaCl溶液，则甲为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2，乙为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，钠离子通过阳离子交换膜向乙电极移动，阴极生成NaOH，X是氯气、Y是氢气。B是氢氧燃料电池，丙电极通入氢气、丁电极通入空气，则丙作燃料电池负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O；丁作正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。 【详解】A．根据分析，A是电解池，甲为阳极，乙为阴极，Na+通过交换膜向乙电极移动，A正确； B．若两池中所用离子膜类型相同，则燃料电池中与电解池一样，其离子膜为阳离子交换膜，在B中丁作正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，钠离子通过阳离子交换膜向丁电极移动，丁电极生成NaOH，则a%<b%，B错误； C．根据转移电子守恒可得关系式2H2O24e-，则A池中每生成1mol H2，B池中会消耗0.5molO2，其在标准状况下的体积为11.2L，C正确； D．根据分析，B池中丁作正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，D正确； 故选B。 10．C 【详解】A．AILi为合金，元素化合价为零价，在放电总反应中Li转化为，失电子化合价升高，发生氧化反应，A错误； B．在原电池中阳离子向正极移动，Li+应向正极移动，B错误； C．放电总反应中Li转化为，失电子化合价升高，AILi合金为负极，CxPF6为正极，正极发生得电子还原反应，电极反应为，C正确； D．每转移1mol电子，负极Li转化为，进入电解质，负极质量减少7g，正极，进入电解质，正极质量减少145g，正极和负极的质量变化不相等，D错误； 答案选C。 11．D 【分析】粗铜中含有Zn、Fe、Cu等，电解法精炼铜过程中，起初Zn失电子转化为Zn2+进入溶液，后来Fe失电子生成Fe2+进入溶液，最后才是Cu失电子生成Cu2+进入溶液。 【详解】A．0.1的氯化铁溶液的体积未知，无法计算所含的数目，A不正确； B．电解法精炼铜时，由于失电子的Zn、Fe的相对量未知，所以当电路中转移个电子时，阳极质量减轻与32g的关系无法确定(若阳极为纯铜，质量减轻为32g)，B 不正确； C．分子中，含有29个C-C共价键、62个C-H共价键，1mol含有的共价键数目为91，C不正确； D．室温下，乙烯和丙烯的最简式都为CH2，所以2.8g乙烯与丙烯的混合物中含碳原子的数目为=0.2，D正确； 故选D。 12．A 【详解】A．图中针筒可测定生成气体的体积，通过测定反应一定时间生成的气体量即可测定锌与稀硫酸反应速率，A项正确； B．食盐水为中性，Fe发生吸氧腐蚀，B项错误； C．硝酸银过量，能与NaCl、Na2S反应生成AgCl、Ag2S沉淀，该实验不能比较AgCl和Ag2S的溶解度大小，C项错误； D．铁制镀件上镀铜，Cu应与电源正极相连作阳极，Fe与电源负极相连作负极，D项错误； 答案选A。 13．D 【分析】由反应机理图可知，该装置通电后，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池的阴极，石墨电极为电解池的阳极；阳极上溴离子被氧化为溴，溴将乙二醛氧化为乙醛酸；双极膜中间层的氢离子在直流电场的作用下移向阴极，氢氧根离子移向阳极，据此解答。 【详解】A．由以上分析可知，溴离子被氧化为溴，溴把乙二醛氧化为乙醛酸，自身被还原为溴离子，可以循环利用，反应过程中的反应物KBr不断消耗，不需要定期补充，故A错误； B．由以上分析可知，双极膜中间层中的OH-在外电场作用下向石墨电极方向迁移，故B错误； C．结合以上分析可知，石墨电极为阳极，在阳极：2Br--2e-=Br2，H2O+Br2+OHC-CHO=OHC-COOH+2Br-+2H+，阳极区发生的总反应为H2O+OHC-CHO-2e-=OHC-COOH+2H+，故C错误； D．在阴极：2H++HOOC-COOH+2e-= OHC-COOH+H2O；在阳极：H2O+OHC-CHO-2e-=OHC-COOH+2H+；所以结合两极反应分析可知，生成2mol OHC-COOH，转移2mol电子，因此制得1mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子，故D正确； 故选D。 14．C 【分析】a极发生还原反应：，该电极为原电池正极，b极苯酚失电子被氧化为，电极反应式为，该电极为原电池负极，c极为电解池阴极，电极反应为，d极为电解池阳极，电极反应为，可进一步氧化苯酚，化学方程式为，据此答题。 【详解】A．电极的电势比较：a（正极）>d（阳极）>c（阴极）>b（负极），A错误； B．c电极区消耗生成氢气，则有由右室进入左室，所以溶液质量不变，B错误； C．d极为电解池阳极，电极反应为，可进一步氧化苯酚，化学方程式为，故C正确； D．原电池中阳离子向正极移动。由分析可知，a为正极，正极区反应后阳离子浓度减小；b极为负极，负极区反应后生成氢离子，若氢离子浓度过大会导致微生物灭活；综合以上分析可知，M、N均为阳离子交换膜可保证电池正常工作，D错误； 故选：C。 15．C 【分析】据图可知A极室中[Fe(CN)6]4-转化为[Fe(CN)6]3-，Fe元素化合价升高被氧化，所以A极室为阳极，B极室为阴极。 【详解】A．根据分析可知A极室为阳极，电极反应为[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-，A正确； B．电解池中阴离子流向阳极，A极室为阳极，所以OH-通过离子交换膜由B极室向A极室移动，B正确； C．循环的电解液为NaOH碱性溶液，所以催化析氢室中并没有氢离子参与反应，正确反应为DHPS-2H+2e-+2H2O=DHPS+2H2↑+2OH-，C错误； D．据图可知 [Fe(CN)6]4-在A极室中转化为[Fe(CN)6]3-后又再催化析氧室中又转化为[Fe(CN)6]4-，DHPS在B极室中转化为DHPS-2H后又在催化析氢室中转化为DHPS，理论上两种物质没有损耗，可自补充循环，D正确； 综上所述答案为C。 16．(1)1 (2)2 (3)2∶3 【分析】石墨电极电解硫酸铜溶液，阳极只发生反应2H2O-4e-=O2 +4H+，而阴极先发生Cu2++2e-=Cu，可能（铜离子放电完后）后发生2H2O+2e-=H2 +2OH-；结合转移电子物质的量和产生气体体积关系知转移0~0.4mol电子过程阴极发生反应Cu2++2e-=Cu，此时气体全部为氧气；转移0.4~0.8mol电子过程阴极发生反应2H2O+2e-=H2 +2OH-，此时气体为氧气和氢气混合物，据此回答。 【详解】（1）由分析知转移2mol电子消耗1mol Cu2+，所以转移0.4mol电子消耗Cu2+物质的量为0.2mol，所以电解前硫酸铜溶液的物质的量浓度为； （2）上述分析知转移0~0.4mol电子时阴极并没有产生氢气，结合阳极反应2H2O-4e-=O2 +4H+知，转移0.4mol电子，生成0.4molH+，所以H+浓度为； （3）结合阳极反应2H2O-4e-=O2 +4H+，转移0.6 mol电子时，阳极生成0.15mol氧气；而阴极只有转移（0.6-0.4）mol=0.2mol电子时才发生反应2H2O+2e-=H2 +2OH-生成氢气所以阴极产生氢气物质的量为0.1mol；又有恒温恒压时体积和物质的量成正比，所以氢气和氧气体积之比等于2∶3。 17．(1)②⑤⑥ (2) 679 862 放热 (3) 2NH3+6OH——6e—=N2+6H2O O2+4e—+2H2O=4OH— 【详解】（1）由图可知，该反应为反应物总能量高于生成物总能量的吸热反应； ①酸碱中和反应是放出热量的放热反应，故不符合题意； ②碳酸钙分解的反应是吸收热量的吸热反应，故符合题意； ③金属钠与水反应是放出热量的放热反应，故不符合题意； ④酒精燃烧是放出热量的放热反应，故不符合题意； ⑤灼热的碳与二氧化碳反应是吸收热量的吸热反应，故符合题意； ⑥Ba(OH)2⋅8H2O与反应是吸收热量的吸热反应，故符合题意； 故选②⑤⑥； （2）由图可知，1mol氢气和1mol氯气完全反应生成2mol氯化氢时，断裂共价键需要吸收的热量为436kJ/mol×1mol+243kJ/mol×1mol=679kJ，形成共价键放出的热量为431kJ/mol×2mol=862kJ，则反应物旧键断裂吸收的能量小于生成物新键形成放出的能量，故该反应为放热反应，故答案为：679；862；放热； （3）由图可知，通入氨气的电极M为燃料电池的负极，碱性条件下氨气在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和水，电极反应式为2NH3+6OH——6e—=N2+6H2O，通入氧气的电极N为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e—+2H2O=4OH—，故答案为：2NH3+6OH——6e—=N2+6H2O；O2+4e—+2H2O=4OH—。 18． 2H++2e-=H2↑ Zn-2e-=Zn2+ PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O 增加 0.1 H2+2OH--2e-=2H2O 减弱 O2+4e-+2H2O=4OH- 【详解】(1)将铜片和锌片用导线相连，插入稀硫酸中，构成原电池，其中锌的金属性强于铜，锌是负极，发生失去电子的氧化反应，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，铜是正极，溶液中的氢离子放电，正极反应为2H++2e-=H2↑； (2)反应中二氧化铅得到电子，作正极，则B电极反应式为PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O；铅是负极，失去电子转化为硫酸铅，则该电池在工作时，A电极的质量将增加；工作时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，即消耗2mol硫酸，转移2mol电子，若该电池反应消耗了0.1molH2SO4，则转移电子的数目为0.1NA； (3)通入氢气的A电极是负极，负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O；总反应是氢气和氧气反应生成水，因此该电池在工作一段时间后，溶剂水增加，氢氧化钾的浓度减小，则溶液的碱性将减弱。 (4)通入空气(氧气)的电极是正极，氧气得到电子，溶液显碱性，则正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。 19．(1)CO(g) + FeO(s) = Fe(S) + CO2(g) ΔH = - 218kJ/ mol (2) A 2NO + 10e- + 12H+ = N2↑ + 6H2O 14.4 【详解】（1）由盖斯定律可知，得到反应CO(g)+FeO(s)═Fe(s)+CO2(g)△H= =-218 kJ/ mol，故答案为CO(g) + FeO(s) = Fe(S) + CO2(g) ΔH = - 218kJ/ mol； （2）①由题给原理图知，Ag-Pt电极上NO发生还原反应，电极反应式为：2NO＋6H2O＋10e－＝N2↑＋12OH－，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极，Pt电极为电解池的阳极，故答案为A；电极反应式为：2NO＋6H2O＋10e－＝N2↑＋12OH－； ②由阳极电极反应式2H2O－4e－=4H＋＋O2↑知，转移2mol电子时，阳极区消耗1mol水，产生2molH+进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极室中放出0.2molN2(5.6g)，同时有2molH+(2g)进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)＝14.4g，故答案为14.4。 20． 化学 电化学 ①>③>② 2H2O + O2 + 4e－ = 4OH－ Zn － 2e－ = Zn2+ ①② 【详解】试题分析：（1）金属腐蚀主要分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种；（2）①构成原电池，铁是负极；②构成原电池，铁是正极；③是化学腐蚀；（3）①构成原电池，铁是负极碳是正极，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，②构成原电池，铁是正极、锌是负极，负极锌失电子生成锌离子；（4）根据金属防护方法分析。 解析：（1）金属腐蚀主要分为电化学腐蚀和化学腐蚀两种；（2）①构成原电池，铁是负极；②构成原电池，铁是正极；③是化学腐蚀；所以铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是①>③>②；（3）①构成原电池，铁是负极碳是正极，正极是氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为2H2O + O2 + 4e－ = 4OH－；②构成原电池，铁是正极、锌是负极，负极锌失电子生成锌离子，电极反应式为Zn － 2e－ = Zn2+；（4）①健身器材刷油漆，隔绝空气，金属被腐蚀的速率减慢，故①正确； ②自行车钢圈镀铬，隔绝空气，金属被腐蚀的速率减慢，故②正确；③将钢管用导线与铜条连接，构成原电池，铁是负极，腐蚀的速率加快，故③错误； ④将钢管用导线与碳棒连接，构成原电池，铁是负极，腐蚀的速率加快，故④错误。 点睛：构成原电池时，一般活泼性强的金属为负极，负极失电子生成阳离子，负极质量减小，所以负极金属被腐蚀；活泼性弱的金属作正极，正极得电子发生还原反应，质量增大或有气体放出，正极被保护。 21． Cu AgNO3溶液 正极 2Ag＋＋2e－=2Ag B MnO2+H++e-=MnOOH 2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+ 加热浓缩；冷却结晶 在足量的空气或氧气中加热 【分析】Ⅰ、由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为：正极：2Ag++2e-═2Ag，负极：Cu-2e-═Cu2+，所以X极的材料应为Cu，电解质溶液Y应为AgNO3溶液，外电路中的电子从Cu极流向Ag极。盐桥中的K+移向正极（Ag极）；NO3-移向负极（Cu极），以此解答； Ⅱ、（1）该电池的正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH； （2）滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，根据溶解度的差异，可通过加热浓缩溶液； （3）在空气中加热时，碳粉、MnOOH可被氧化，分别生成二氧化碳和二氧化锰。 【详解】Ⅰ、（1）硫酸铜溶液所在的电极是负极，所以电极X的材料是Cu；银电极是正极，则电解质溶液Y是AgNO3溶液； （2）银离子得到电子，银电极为电池的正极，发生的电极反应式为2Ag＋＋2e－=2Ag； （3）原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子应是阴离子，应为NO3-； 故答案为B； Ⅱ、（1）该电池的正极发生还原反应，MnO2被还原生成MnOOH，电极方程式为MnO2+H++e-=MnOOH，负极锌被氧化生成Zn2+，电池总反应式为2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+； （2）滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，根据溶解度的差异，可通过加热浓缩溶液，到一定程度NH4Cl析出，而ZnCl2保留在水中，达到分离的目的； 答案为：加热浓缩；冷却结晶； （3）填充物含有碳粉、二氧化锰，且生成MnOOH等，在空气中加热时，碳粉、MnOOH可被氧化，分别生成二氧化碳和二氧化锰； 答案为：在足量的空气或氧气中加热。 22． 电池内部 电能 【详解】燃料电池中的燃料一般不储存在电池内部，而是由外部提供，例如氢气和氧气从两个电极上通入，在电极上反应，将化学能变成电能。 23． 4.48L 0.05mol 13.3g 【分析】电解NaCl溶液时，阳极上氯离子先放电生成氯气，当氯离子完全析出后，氢氧根离子放电生成氧气；阴极上氢离子放电生成氢气。 【详解】(1)100g11.7%的NaCl溶液中，，阴极上电极反应式为2H++2e-=H2，通过的电子为0.4mol，则生成氢气在标况下体积为 。 (2)阳极上氯离子完全电解转移的电子为0.2mol，因此氢氧根离子电解时转移的电子为0.2mol，4OH--4e-=2H2O+O2，根据氧气和转移电子之间的关系得，生成得氧气的物质的量为。 (3)氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和NaClO3。根据氯元素守恒可知。原来的盐为氯化钠，现在的盐为氯化钠、次氯酸钠和NaClO3，可知完全反应后三种钠盐的质量等于原氯化钠的质量加上氧元素的质量。设反应后n(NaCl)=x，n(NaClO)=y，n(NaClO3)=z，根据氯原子守恒及得失电子守恒得：，解得y+3z=0.1mol。完全反应后电解池中三种钠盐得总质量=原来氯化钠的质量+氧元素的质量为。 24． 正极 逐渐变浅 氢氧化铁胶粒带正电荷 1:2:2:2 镀层金属 AgNO3 10.8g 变大 Fe+Cu2+Cu+Fe2+ 【详解】将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F极显碱性，是氢离子在该电极放电，所以F极是阴极，B为电源负极、A为电源正极，可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极； （1）A电极是电源的正极，在A池中，电解硫酸铜的过程中，铜离子逐渐减少，导致溶液颜色变浅；Y极是阴极，该电极颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体向该电极移动，异性电荷相互吸引，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷； （2）C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH-═O2↑+2H2O+4e-、Cu2++2e-═Cu、2Cl-═Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑，当各电极转移电子均为1mol时，生成单质的量分别为：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为1：2：2：2； （3）电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以G应该是镀层金属，电镀液含有镀层金属阳离子，故电镀液为AgNO3溶液；当乙中溶液的c（OH-）=0.1mol•L-1时（此时乙溶液体积为1000mL），根据电极反应2H2O+2e-═H2↑+2OH-，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/l×1L=0.1mol，当转移0.1mol电子时，丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.1mol=10.8g，电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气，有硫酸生成，所以氢离子浓度增大，所以酸性增强，甲中溶液的pH变小； （4）C电极换为铁，则阳极铁失电子，阴极铜离子得电子，电解池反应为：Fe+Cu2+Cu+Fe2+。 点睛：本题装置图的分析是解题关键，将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F极显碱性，是氢离子在该电极放电，所以F极是阴极，B为电源负极、A为电源正极，可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极。 25． 放 吸 ① B Cu FeCl3溶液 2Fe3++2e－＝2Fe2+ Cu－2e－＝Cu2＋ 【详解】试题分析：（1）实验中发现，反应后①中的温度升高, 由此判断铝条与盐酸的反应是放热热反应；， Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl的反应温度降低，是吸热反应．图2表示放热反应，可表示反应①；（2）现有如下两个反应：氧化还原反应能设计成原电池的是，能设计成原电池的是2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2， 负极发生氧化反应，负极材料为Cu，电解质溶液为FeCl3，负极的电极反应式为：Cu－2e－＝Cu2＋。 考点：本题考查化学反应中的能量变化、原电池原理。 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 $$