第四章 化学反应与电能 测试题 2024-2025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、单选题（共20题） 1．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（    ） A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑ B．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+ C．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH- D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+ 2．“定电位”NOx传感器可以用来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．该方法既能实现有效清除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能 B．对电极的材料可能为活泼金属锌 C．工作电极上的电极反应式为NO2+2e-+2H+=NO+H2O，当有4.48LNO2被处理时，转移电子数为0.4NA D．传感器工作时，电子从工作电极经过放大器后流向对电极 3．下列关于金属的腐蚀与防护的说法正确的是 A．Al、 Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物 B．生铁在潮湿的空气中生成红褐色的铁锈，属于化学腐蚀 C．化工厂中盛装酸性溶液的容器或管道一般用外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 D．在铁板上镀锌，镀层破损后，就失去了对铁板的保护作用 4．具有高能量密度的锌—空气蓄电池是锂离子电池的理想替代品。如图是一种新型可充电锌—空气蓄电池放电时的工作原理示意图，下列说法正确的是 A．放电时，锌板为正极 B．放电时，正极的电极反应式为 C．放电时，OH-由过渡金属碳化物通过离子交换膜向锌板移动 D．放电时，每消耗22.4mL，外电路转移电子数约为 5．下列离子方程式书写正确的是 A．向稀硝酸中滴加少量Na2SO3溶液： B．用食醋除去水垢中的CaCO3： C．用铁作电极电解饱和食盐水： D．向NaHCO3溶液中加入过量澄清石灰水： 6．我国科研团队成功研究出高比能量、低成本的钠离子二次电池，其工作原理如图所示。已知电池反应：Na1-xMnO2 + NaxCnNaMnO2 + nC。下列说法错误的是 A．电池放电过程中，NaMnO2/Al上的电势高于石墨烯/Al上的电势 B．电池放电时，正极发生反应Na1-xMnO2 + xNa+ + xe- = NaMnO2 C．电池充电时，外接电源的负极连接NaMnO2/Al电极 D．电池充电时，Na+由NaMnO2/Al电极移向石墨烯/Al电极 7．下列描述中，不符合生产实际的是 A．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 B．用惰性电极电解熔融的氯化镁制取金属镁 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．用铁作阳极电解熔融的氧化铝制取金属铝 8．原电池原理在污染处理方面有重要应用。微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为CO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．工作时，a极发生氧化反应 B．工作时，电流从a极流向b极 C．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，脱盐室最终可得到淡盐水 D．若b极上消耗标准状况下11.2L气体，通过N膜的离子的物质的量为2mol 9．利用下列装置进行实验(夹持仪器已省略)，能达到实验目的的是 A．装置A：验证铁的吸氧腐蚀 B．装置B：制备金属铝 C．装置C：读取气体的体积 D．装置D：浓硫酸与乙醇的混合 10．下列不属于自发进行的变化是（     ） A．红墨水加到清水使整杯水变红 B．冰在室温下融化成水 C．水电解生成氢气和氧气 D．铁器在潮湿的空气中生锈 11．下列离子方程式书写正确的是 A．向溶液中滴入等物质的量的溶液： B．用铜片作电极，电解饱和食盐水： C．用醋酸清洗水垢： D．向溶液中通入 12．一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作支撑材料，以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，相关图示如图1、图2，电池总反应为MnO2+Zn+(1+)Zn+ZnSO4MnOOH+[ZnSO4•3Zn(OH)2•xH2O]，下列说法不正确的是 A．放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维的反应为Zn+H2O+ZnSO4+OH——e—=[ZnSO4•3Zn(OH)2•xH2O] B．充电时，含有MnO2膜的碳纳米管纤维与外电源正极相连 C．合成图2中的有机高聚物分子的反应为缩聚反应 D．有机高聚物中通过氢键的缔合作用，增强了高聚物的稳定性 13．雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗，若选择乙醇(H2SO4)燃料电池将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用，其回收利用装置如图所示。下列有关说法正确的是 A．b电极发生的反应式为： B．通入NO的电极为阴极，发生氧化反应 C．该装置实际工作过程中不通入也能达到相同的效果 D．当消耗46g乙醇时(不计算电解过程中的能量损耗)，则通入的的物质的量为 14．微生物燃料电池可净化废水，同时还能获得能源或有价值的化学品，下图为其工作原理。下列说法不正确的是 A．M极的电极反应式为CH3COOH−8e−+2H2O=2CO2↑+8H+ B．该电池的性能受温度影响较大，不能在高温下工作 C．反应一段时间后，N极附近的溶液pH值上升 D．外电路转移4 mol电子时，N极消耗22.4 LO2(标准状况) 15．下列说法正确的是 A．在电池反应中，化学能可以完全转化为电能 B．氧化还原反应中，氧化剂失电子数目一定等于还原剂得电子数目 C．有些化学反应既属于化合反应，又属于离子反应和氧化还原反应 D．某氧化物既能与酸反应，也能与碱反应，则其属于两性氧化物 16．在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．HCl制备：溶液和 B．金属Mg制备：溶液 C．纯碱工业：溶液 D．硫酸工业： 17．用惰性电极电解氯化铜溶液，反应开始时阴极和阳极上分别析出的物质是 A．H2和Cl2 B．Cu和O2 C．Cu和Cl2 D．H2和O2 18．用酸性氢氧燃料电池为电源电解溶液，实验装置如图所示．下列关于此装置的说法中，正确的是 A．燃料电池工作时，负极反应为 B．a极是石墨，b极是铜时，b极的电极反应为： C．a极是石墨，b极是纯铜时，电解一定时间后两极产生的气体体积都为标准状况，则原溶液的浓度是 D．a、b两极均是石墨时，若a极产生的气体为标准状况，则U形管中溶液的PH为体积变化忽略不计 19．水系可充电电池因其成本低、高离子电导率、高安全性和环境友好性等优势而备受关注。一种 新型无隔膜Zn/MnO2液流电池的工作原理如图所示。电池以锌箔、石墨毡为集流体，ZnSO4和MnSO4的混合液作电解质溶液，下列叙述正确的是 A．过程Ⅱ为放电过程，石墨毡电极的电极反应为MnO2-2e-+4H+=Mn2++2H2O B．放电时，当外电路转移1mole-时，两电极质量变化的差值为22g C．过程I为锌沉积过程，B连电源的正极，电极附近pH增大 D．将电解质溶液换成强酸或强碱性溶液会降低电池的使用寿命 20．次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列叙述不正确的是 A．阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+ B．产品室中发生反应H++H2PO=H3PO2，该法还可得副产品NaOH C．次磷酸H3PO2在水溶液中的电离可表示为：H3PO23H++PO D．阳膜1的主要作用是防止H2PO进入阳极室被氧化并允许H+通过 二、非选择题（共5题） 21．氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。 （1）合成氨工业是最基本的无机化工之一，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。合成氨反应中有关化学键键能数据如下表： 化学键 H—H N≡N N—H E/kJ•mol-1 436 946 391 ①已知：合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea=508kJ•mol-1，则氨分解反应：NH3(g)N2(g)+H2(g)的活化能Ea= 。 ②图1表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据如图中a点数据计算N2的平衡体积分数： （保留3位有效数字）。 ③依据温度对合成氨反应的影响，在如图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，N2物质的量变化的曲线示意图 。 （2）选择性催化还原脱硝技术(SCR)是目前较成熟的烟气脱硝技术，该技术是指在温度300~420℃之间和催化剂条件下，用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应。 ①SCR脱硝技术中发生的主要反应为：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H=-1625.5kJ•mol-1；氨氮比会直接影响该方法的脱硝率。350℃时，只改变氨气的投放量，氨气的转化率与氨氮比的关系如图所示。当＞1.0时，烟气中NO浓度反而增大，主要原因是 。 ②碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法，写出NO2被Na2CO3溶液吸收生成三种盐的化学反应方程式 。 22．以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点． （1）氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol•L﹣1的KOH溶液，电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O．该电池负极的电极反应式为 ；每消耗1.7g NH3转移的电子数目为 ． （2）用氨燃料电池电解CuSO4溶液，如图所示，A、B均为铂电极，通电一段时间后，在A电极上有红色固体析出，则B电极上发生的电极反应式为 ；此时向所得溶液中加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为 L． （3）纳米级氧化亚铜（Cu2O）是一种重要光电材料．现用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质制备纳米级氧化亚铜（Cu2O），电解反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑铜棒上发生的电极反应式为 ． 23．回答下列问题： (1)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：    ①Pt电极上发生的是反应 (填“氧化”或“还原”)电极反应式 。 ②写出NiO电极的电极反应式： 。 (2)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一，Fe还原水体中的反应原理如图所示。    ①作负极的物质是 。 ②正极的电极反应式是 。 (3)电解NO制备，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为，需补充物质A，A是 ，说明理由： 。    (4)爱迪生蓄电池的反应式为：；高铁酸钠()易溶于水，是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式为 。    24．我国神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，为我们更好地掌握空间交会对接技术、开展地球观测活动奠定了基础。我国制造航天飞船的主要材料是铝，因而其也被称为会飞的金属，请根据其性质回答下列问题： (1)现在工业冶炼铝的化学方程式为 。 (2)铝锂形成化合物LiAlH4既是金属储氢材料又是有机合成中的常用试剂，遇水能得到无色溶液并剧烈分解释放出H2，LiAlH4在化学反应中通常作 (填“氧化”或“还原”)剂。 (3)铝电池性能优越，在现代生产、生活中有广泛的应用。 ①Al-Ag2O电池可用作水下动力电源，化学反应为：2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)4]+6Ag，则负极的电极反应式为 ，正极附近溶液的pH (填“变大”“不变”或“变小”)。 ②铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如下图所示。 该电池的正极反应方程式为 ；电池中NaCl溶液的作用是 ；以该电池为电源，用惰性电极电解Na2SO4溶液，当Al电极质量减少1.8g时，电解池阴极生成的气体在标准状况下的体积为 L。 25．如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物。放电时，由 (填“M”或“N”)电极向 (填“M”或“N”)电极移动，M电极反应为 ；充电时，M电极的质量 (填“增大”“减小”或“不变”)，N电极反应为 。 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C C D C D A A C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 C C D D C A C C D C 1．A A. 电解时阳极上阴离子失电子，由于放电能力Cl->OH-，所以Cl-失电子生成Cl2，阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，A正确； B. 电解精炼时粗铜作阳极，粗铜与电源正极相连，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，B错误； C. 碱性条件下的氢氧燃料电池中，负极上H2失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，C错误； D．钢铁发生电化学腐蚀，Fe在负极失电子，负极反应式：Fe-2e-=Fe2+，D错误； 故合理选项是A。 2．B 根据装置图，该装置为原电池装置，工作电极中NO2→NO，N的化合价降低，工作电极为正极，对电极为负极，据此分析； A．根据装置图，NO2转化成NO，NO2、NO对环境都有污染，因此该方法不能消除氮氧化物和减轻环境污染，故A错误； B．根据上述分析，对电极为负极，金属锌为活泼金属，可以作负极，故B正确； C．题中没有指明是否是标准状况，因此无法判断转移电子物质的量，故C错误； D．根据原电池工作原理，电子从负极经负载流向正极，即电子从对电极经放大器流向工作电极，故D错误； 答案为B。 3．C A.Cu在潮湿的空气中腐蚀产物是Cu2(OH)2CO3，属于碱式盐，而非氧化物，故A错误； B.生铁在潮湿的空气中生成红褐色的铁锈，发生吸氧腐蚀过程，属于电化学腐蚀，故B错误； C.酸性溶液容易腐蚀金属容器或金属材质的管道，可采用外加电流的阴极保护法，即将容器或管道连接电源负极做阴极，防止其腐蚀，故C正确； D.铁板上镀锌，镀层破损后，因锌比铁活泼，若形成原电池，锌作负极，铁作正极，锌能继续保护铁板不被腐蚀，故D错误； 故选：C。 4．C 锌—空气蓄电池中锌失电子，为负极；过渡金属碳化物作正极，氧气发生得电子的反应，据此解题。 A．据图可知放电时，锌板上Zn被氧化，为负极，A错误； B．放电时，正极上是氧气得电子的还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，B错误； C．此电池中阴离子移向负极，故OH-由过渡金属碳化物通过离子交换膜向锌板移动，C正确； D．由正极的电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-可知，每消耗标准状况下22.4mLO2，外电路中转移电子数约为2.408×1021，但由于未指明是否在标准状况下，故不能计算外电路中转移的电子数，D错误； 综上所述答案为C。 5．D A．向稀硝酸中滴加少量Na2SO3溶液，反应生成硫酸钠、NO和水，反应的离子方程式为：，选项A错误； B．用食醋除去水垢中的CaCO3，反应生成醋酸钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：，选项B错误； C．用铁作电极电解饱和食盐水，生成氢氧化亚铁和氢气，反应的离子方程式为：，选项C错误； D．向NaHCO3溶液中加入过量澄清石灰水，反应生成碳酸钙、氢氧化钠和水，反应的离子方程式为：，选项D正确； 答案选D。 6．C 放电过程总反应式为：Na1-xMnO2+NaxCn=nC+NaMnO2，由图示信息知，负极反应为NaxCn- - xe-=nC+ xNa+、正极反应为Na1-xMnO2 + xNa+ + xe- = NaMnO2，则负极是石墨烯/Al，正极为NaMnO2/Al，则充电时石墨烯/Al发生还原反应为阴极，NaMnO2/Al发生氧化反应为阳极。 A． 电池放电过程中，负极是石墨烯/Al，正极为NaMnO2/Al，则NaMnO2/Al上的电势高于石墨烯/Al上的电势，A正确； B． 电池放电时，正极上钠离子得电子发生还原反应，电极方程式为：Na1-xMnO2 + xNa+ + xe- = NaMnO2，B正确； C．电池充电时，外接电源的负极连接阴极即石墨烯/Al电解，而外接电源的正极连接阳极即NaMnO2/Al电极，C错误； D．电池充电时，Na+由阳极移向阴极，即由NaMnO2/Al电极移向石墨烯/Al电极，D正确； 答案选C。 7．D A. 在镀件上电镀锌，用锌作阳极，镀件作阴极，A符合； B. 用惰性电极电解熔融的氯化镁，生成镁和氯气，在工业上用于制取金属镁，B符合； C. 电解饱和食盐水制烧碱，石墨作阳极，用涂镍碳钢网作阴极，C符合； D. 用石墨作阳极电解熔融的氧化铝制取金属铝，D不符合； 答案选D。 8．A a极有机污染物转化为二氧化碳，失去电子为负极，b极为正极，因此工作时，a极发生氧化反应，电流从b极流向a极，据此分析解题。 A．a极有机污染物转化为二氧化碳，失去电子为负极，发生氧化反应，故A正确； B．a极为负极，b极为正极，因此工作时，电流从b极流向a极，故B错误； C．阴离子向a极迁移，阳离子向b极迁移，因此N为阳离子交换膜，M为阴离子交换膜，故C错误；； D．若b极上消耗标准状况下11.2LO2，则外电路中通过2mole−，此时通过阳离子交换膜的电荷数为2mol，经过N膜的离子为Na＋和Ca2＋，其所带电荷数不同，故此离子数目无法确定，故D错误； 故答案选A。 9．A A．装置A中有食盐水的铁丝网，呈中性，可发生铁的吸氧腐蚀，A正确； B．铝热反应应是氧化铁和铝粉制备铁，B错误； C．由于量筒内的液面高于水槽的液面，读取气体的体积时应向下压量筒使量筒内外液面相平，C错误； D．浓硫酸与乙醇混合时，应将浓硫酸加入乙醇中，D错误； 故选A。 10．C A．红墨水浓度大于水，微粒向浓度低的方向扩散，是自发进行的物理过程，A不符合题意； B．冰的熔点为0℃，水常温下是液体，冰在室温下融化成水，是自发进行的物理过程，B不符合题意； C．水电解生成氢气和氧气，是强制发生的氧化还原反应，不能自发进行，C符合题意； D．铁在潮湿的空气中生锈是发生了电化腐蚀，是自发进行的化学过程，D不符合题意； 故选C。 11．C A．向溶液中滴入等物质的量的溶液，氢离子优先与氢氧根离子发生反应：，A错误； B．用铜片作电极，电解饱和食盐水：，B错误； C．用醋酸清洗水垢：，C正确； D．向溶液中通入不会发生反应，D错误； 故选C。 12．C 由总反应可知，放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维为原电池的负极，含有二氧化锰膜的碳纳米管纤维为正极，充电时，与直流电源负极相连的含有锌膜的碳纳米管纤维为电解池的阴极，与直流电源正极相连的含有二氧化锰膜的碳纳米管纤维为阳极。 A．由分析可知，放电时，含有锌膜的碳纳米管纤维为原电池的负极，电极反应式为Zn+H2O+ZnSO4+OH——e—=[ZnSO4•3Zn(OH)2•xH2O]，故A正确； B．由分析可知，充电时，与直流电源正极相连的含有二氧化锰膜的碳纳米管纤维为阳极，故B正确； C．由结构片段可知，一定条件下CH2=CHCONH2发生加聚反应生成有机高聚物分子，故C错误； D．由结构片段可知，有机高聚物中含有氢键，通过氢键的缔合作用能增强了高聚物的稳定性，故D正确； 故选C。 13．D c极二氧化硫被氧化，是阳极，a极是正极，d极NO得电子被还原，是阴极，b极是负极。 A． b电极发生的反应式为： ,故A错误； B．通入NO的电极为阴极，发生还原反应，故B错误； C．电池的总反应为,产生硫酸铵需要通入，故C错误； D．由C 得，又因为，由电子守恒可得，所以当消耗46g乙醇时，则通入的的物质的量为，故D正确； 故答案为：D 14．D 由图中信息可知，CH3COOH被氧化生成CO2，失去电子，则M电极为负极，N电极为正极，O2得到电子生成H2O，Cr2得到电子转化为Cr(OH)3，据此分析解答。 A．根据分析，M电极为负极，CH3COOH失电子，发生氧化反应生成CO2，电极反应式为CH3COOH−8e−+2H2O=2CO2↑+8H+，故A正确； B．在低温下，会使微生物活性降低，在高温下，会使微生物失去活性，不再有催化作用，故B正确； C．在N极，O2得到电子和H+结合生成H2O，反应一段时间后，N极附近的溶液pH值升高，故C正确； D．在N电极上，O2得到电子生成H2O，Cr2得到电子转化为Cr(OH)3，当外电路转移4 mol电子时，消耗O2在标准状况下的体积应小于22.4L，故D错误； 答案选D。 15．C A．原电池反应可以实现化学能转化成电能，但转化过程中仍然会伴随热能产生，不能完全转化，故A错误； B．氧化还原反应中，氧化剂得电子，还原剂失电子，得电子数等于失电子数，故B错误； C．如，该反应属于化合反应，同时属于离子反应，存在化合价变化属于氧化还原反应，故C正确； D．两性氧化物是既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应产生盐和水的氧化物，产物必须只有盐和水，不是能与酸反应，也能与碱反应的氧化物就是两性氧化物，如SiO2，能与HF和NaOH反应，但为酸性氧化物，故D错误； 故选：C。 16．A A．电解氯化钠溶液可以得到H2和Cl2，H2和Cl2点燃反应生成HCl，故A的转化可以实现； B．氢氧化镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液，但是电解氯化镁溶液不能得到Mg，电解熔融MgCl2才能得到金属镁单质，故B的转化不能实现； C．纯碱工业是在饱和食盐水中通入NH3和CO2先得到NaHCO3，然后NaHCO3受热分解为Na2CO3，故C的转化不能实现； D．工业制备硫酸，首先黄铁矿和氧气反应生成SO2，但是SO2和水反应生成H2SO3，不能得到H2SO4，故D的转化不能实现； 故选A。 17．C 用惰性电极电解氯化铜溶液时，铜离子在阴极上得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2++2e—═Cu，氯离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl——2e—═Cl2↑，则在阴极和阳极上分别析出的物质为Cu和Cl2，故选C。 18．C 燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应、正极上氧化剂得电子发生还原反应，正极电极反应式为、负极反应为，故A错误； B. 通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，则a是阳极、b是阴极，阴极上铜离子放电，电极反应为，故B错误； C. a极是石墨，b极是纯铜时，电解一定时间后两极产生的气体体积都为标准状况，即氢气和氧气的物质的量都是，根据转移电子守恒得，硫酸铜浓度，故C正确； D. a、b两极均是石墨时，若a极产生的气体为标准状况，a极产生氧气的物质的量，硫酸铜的物质的量未知无法确定氢离子是否放电，所以无法计算溶液的pH，故D错误。 19．D 由图可知，过程I中Zn2+离子得电子生成锌沉积沉积在锌箔上，Mn2+离子失电子生成二氧化锰沉积在石墨上，故过程I为充电过程，充电时，锌箔作阴极，电极反应式为Zn2++2e-=Zn,石墨为阳极，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O═MnO2+4H+，水系可充电电池放电时，锌箔作负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，石墨为正极，电极反应式为MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，据此作答。 A．由分析可知，过程Ⅱ为放电过程，放电时，石墨毡电极为正极，得到电子，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，A错误； B．放电负极反应为Zn-2e-=Zn2+，正极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，每当电路中通中1mol电子时，负极质量减少g=32.5g，正极质量减少g=43.5g，两极质量差为11g，B错误； C．过程I为锌沉积过程，即A电极反应为：Zn2++2e-=Zn，即A连接电源的负极，故B连电源的正极，电极反应为：Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，故电极附近pH减小，C错误； D．已知Zn既能与强酸反应又能强碱反应，故将电解质溶液换成强酸或强碱性溶液，由于电池不工作时Zn都能与电解质溶液反应，因而会降低电池的使用寿命，D正确； 故答案为：D。 20．C 由图可知，阳极室中水放电生成氧气和氢离子，氢离子进入产品室；阴极室中水放电生成氢气，原料室中钠离子进入阴极室、H2PO进入产品室； A．阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故A正确； B．阳极室H+的通过阳膜1移向产品室，原料室的H2PO过阴膜移向产品室，所以产品室中发生反应H++ H2PO=H3PO2，阴极产生OH-，原料室的Na+通过阳膜移向阴极室，所以该法还可得副产品NaOH，故B正确； C．次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，在水溶液中部分电离：H3PO2H++ H2PO，故C错误； D．阳膜1的主要作用是防止H2PO进入阳极室被氧化并允许H+通过，故D正确。 故选C。 21． 300kJ•mol-1 14.5%或0.145 过量氨气与氧气反应生成NO 2NO2+2Na2CO3+H2O=NaNO3+NaNO2+2NaHCO3 ⑴①先根据化学键能计算焓变，焓变又等于正反应活化能减去逆反应活化能，注意可逆反应方程式变化；②图1表示500℃、60.0MPa条件下，假设放入1mol N2，3mol H2，建立三段式进行计算；③依据温度对合成氨反应的影响，从通入原料气开始，随温度不断升高，N2物质的量先不变，当温度达到反应温度时，开始反应，不断减小，建立平衡，温度继续增加，平衡逆向移动，氮气物质的量增加。 ⑵①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)，反应中有氧气参与反应，当＞1.0时，烟气中NO浓度反而增大，剩余氨气，氨气可能与氧气反应生成NO；②NO2被Na2CO3溶液吸收生成三种盐，NO2中氮化合价既升高又降低，形成两种盐NaNO3和NaNO2，则另一种盐则为碳酸氢钠。 ⑴①已知：合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea=508kJ•mol-1， ΔH = 946 kJ‧mol−1＋ 3×436kJ‧mol−1− 6×391 kJ‧mol−1 = − 92 kJ‧mol−1，ΔH = Ea – E(逆) = − 92 kJ‧mol−1，E(逆) =− Ea − 92 kJ‧mol−1= − 600 kJ‧mol−1，则氨分解反应：NH3(g)N2(g)+H2(g)的活化能Ea = 300 kJ‧mol−1；故答案为：300 kJ‧mol−1。 ②图1表示500℃、60.0MPa条件下，假设放入1mol N2，3mol H2， ，解得x = 0.592，a点数据计算N2的平衡体积分数，故答案为14.5%。 ③依据温度对合成氨反应的影响，从通入原料气开始，随温度不断升高，N2物质的量先不变，当温度达到反应温度时，开始反应，不断减小，建立平衡，温度继续增加，平衡逆向移动，氮气物质的量增加，其变化的曲线示意图为；故答案为：。 ⑵①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)，氧气参与了反应，当＞1.0时，烟气中NO浓度反而增大，剩余氨气，氨气可能与氧气反应生成NO，故答案为：过量氨气与氧气反应生成NO。 ②NO2被Na2CO3溶液吸收生成三种盐，NO2中氮化合价既升高又降低，形成两种盐NaNO3和NaNO2，则另一种盐则为碳酸氢钠，因此化学反应方程式2NO2+2Na2CO3+H2O = NaNO3+NaNO2+2NaHCO3；故答案为：2NO2+2Na2CO3+H2O=NaNO3+NaNO2+2NaHCO3。 22． 2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O 0.3NA； 4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O 1.12 2Cu﹣2e﹣+H2O=Cu2O+2H+ (1)氨燃料电池电解质溶液为KOH，正极：氧气得电子与水反应生成氢氧根离子；负极：氨失电子与氢氧根离子反应生成氮气和水； (2) 电解CuSO4溶液，A、B均为铂电极，则阴极：铜离子得电子生成单质铜；阳极水失电子生成氧气和氢离子；已知A电极上有红色固体析出，则A电极为阳极，B电极为阴极； (3)根据方程式及电极产物，Cu失电子，与水反应生成氧化亚铜和氢离子，另一电极为氢离子得电子生成氢气。 (1)氨燃料电池电解质溶液为KOH，负极的电极反应为2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O；根据电解反应式，每消耗1.7g氨，即0.1mol转移0.3mol电子，即0.3NA； (2)已知A电极上有红色固体析出，铜离子得电子，作阴极，则A电极为阳极，B电极为阴极，电极反应式为4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O；加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度，即加入CuO的物质的量为0.1mol，生成的单质铜的物质的量为0.1mol，转移0.2mol电子，则生成0.05mol氧气，其标况下的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L； (3)根据方程式及电极产物，Cu失电子，与水反应生成氧化亚铜和氢离子，电极反应式为2Cu﹣2e﹣+H2O=Cu2O+2H+。 23．(1) 还原 (2) 铁 (3) 氨气 根据得失电子守恒得到总反应式为，硝酸要变为硝酸铵，则需要氨气 (4) （1）①根据图中信息NO化合价升高变为NO2，则NiO电极为负极，Pt为正极，Pt电极上发生的是还原反应，电池中传导，正极电极反应式；故答案为：。 ②NiO电极为负极，其电极反应式：；故答案为：。 （2）①根据图中分析铁失去电子，因此作负极的物质是铁；故答案为：铁。 ②正极是硝酸根得到电子和氢离子结合生成铵根离子和水，其电极反应式是；故答案为：。 （3）根据图中信息得到阴极电极反应式为，阳极电极反应式为，根据得失电子守恒得到总反应式为，要变为硝酸铵，需补充物质A为氨气；其理由：根据得失电子守恒得到总反应式为，硝酸要变为硝酸铵，则需要氨气；故答案为：氨气；根据得失电子守恒得到总反应式为，硝酸要变为硝酸铵，则需要氨气。 （4）用电解法制取高铁酸钠时，阳极是发生氧化反应，失去电子，其电极反应式为；故答案为：。 24． 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 还原 Al+4OH－-3e－=[Al(OH)4]－ 变大 O2+4e－+ 2H2O=4OH－ 增强溶液的导电能力 2.24 (1)工业冶炼铝的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。 (2)铝锂形成化合物LiAlH4中氢为-1价，遇水能得到无色溶液并剧烈分解释放出H2，化合价升高，因此LiAlH4在化学反应中通常作还原剂。 (3)①根据反应2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)4]+6Ag可知Al化合价升高，发生氧化反应，作负极，因此负极的电极反应式为Al+4OH－－3e－=[Al(OH)4]－，正极反应式为Ag2O + H2O + 2e－＝Ag + 2OH－，因此正极附近溶液的pH变大。 ②该电池正极为氧气，得到电子变为氢氧根，其反应方程式为O2+4e－+2H2O＝4OH－；电池中NaCl溶液的作用是增强溶液的导电能力，以该电池为电源，用惰性电极电解Na2SO4溶液，当Al电极质量减少1.8g时，阴极产生氢气，根据得失电子关系2Al～3H2可知生成标况下氢气体积为1.8g×3×22.4L/54g＝2.24L。 25． M N 增大 根据题干信息，放电时，M极由于Li比Ni更活泼，也比N极上的金属活泼，故M极作负极。放电时，M极反应为，阳离子移向正极，故由M电极向N电极移动；由二次电池的原理可知，充电时和放电时同一电极发生的反应互为逆过程，故充电时，M电极电极反应为，质量增大；根据信息放电时产生金属化合物可知，充电时N电极失电子生成Bi，反应为。 学科网（北京）股份有限公司 $$