第四章化学反应与电能检测题2023---2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能检测题 一、单选题 1．利用光能源可以将转化为重要的化工原料(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸()提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．极电势比极电势高 B．电解一段时间后室降低，室升高 C．、、为阳离子交换膜，为阴离子交换膜 D．极的电极反应式为 2．下列说法正确的是 A．“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均是将化学能转变成电能 B．农村推广风力发电、光伏发电有利于“碳达峰、碳中和” C．天然气、水煤气、沼气等不可再生能源，完全燃烧主要产物均为和 D．钢铁制品和铜制品既能发生吸氧腐蚀又能发生析氢腐蚀 3．一种可充电锂硫电池装置示意图如图。电池放电时，S8与Li+在硫碳复合电极处生成Li2Sx(x=1、2、4、6或8)。大量Li2Sx沉积在硫碳复合电极上，少量Li2Sx溶于非水性电解质并电离出Li+和S。Li+、S2-和S能通过离子筛，S、S和S不能通过离子筛。下列说法不正确的是 A．放电时，外电路电流从硫碳复合电极流向锂电极 B．S、S和S不能通过离子筛的原因是它们的直径较大 C．充电时，硫碳复合电极中Li2Sx转化为S8的电极合电极反应式为：8Li2Sx-16xe-= xS8+16Li+ D．充电时，当有0.1molLi2S2转化成S8时，锂电极质量增加1.4g 4．下列离子方程式能用于解释相应实验且书写正确的是 A．向K2MnO4溶液(墨绿色)中加入适量乙酸，溶液变为紫色且有黑色沉淀生成：3MnO+4H+=2MnO+MnO2↓+2H2O B．硫酸铜溶液使FeS转变为更难溶的CuS：Cu2++SO+FeS=CuS+FeSO4 C．铅酸蓄电池充电时的阳极反应式：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO D．NaOH溶液与过量H2C2O4溶液反应：H2C2O4+2OH-=C2O+2H2O 5．某同学欲在铜钥匙上镀锌，下列有关说法正确的是 A．用铜钥匙作阳极，碳棒作阴极，溶液作电解质溶液 B．Zn与铜钥匙用导线相连插入溶液中 C．Zn作阳极，铜钥匙作阴极，溶液作电镀液 D．在电镀过程中，溶液中的浓度减小，浓度增大 6．氢气是一种清洁能源。“分步法电解制氢气”的装置如图。该方法制氢气分两步，第一步在惰性电极产生H2，NiOOH/Ni(OH)2电极发生氧化反应；第二步在另一个惰性电极产生O2.下列说法中错误的是 A．第一步反应时，开关K应该连接K1， B．第二步反应时，NiOOH/Ni(OH)2发生的电极反应方程式：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O C．当电路中转移6.25 mol电子时，产生67.2LH2(标准状况)，则电能的利用率为96.0% D．此方法的总反应为2H2O2H2↑+O2↑，可实现将电能转化为化学能 7．利用如图装置，其中不能实现铁的电化学防护的一组是    A．X为锌，开关K置于M处 B．X为锌，开关K置于N处 C．X为铜，开关K置于M处 D．X为碳棒，开关K置于N处 8．某兴趣小组利用电化学原理降解酸性废水中的NO，装置如图所示。下列说法正确的是 A．Pt 电极可用Cu电极代替 B．负极反应式为： 2NO+10e- +12H+=N2+6H2O C．溶液中电子通过质子交换膜由Ag电极向Pt电极移动 D．若外电路转移lmol电子，则膜两侧电解液质量共减少38.3g 9．某模拟“人工树叶”的电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料异丙醇(CH3)2CHOH。下列说法正确的是 A．该装置将光能转化为电能 B．阴极反应为3CO2+18H++18e-= (CH3)2CHOH+5H2O C．该装置工作时，H+穿过质子交换膜由a极区移向b极区 D．异丙醇在一定条件下可发生氧化反应、消去反应、聚合反应 10．我国科研团队提出一种新型阴离子电极材料-Cu3(PO4)2的水系双离子电池，该电池以Na0.44MnO2和Cu3(PO4)2为电极，其工作原理如图所示。下列有关叙述错误的是 A．放电时，电流从Na0.44MnO2电极经电解质溶液流向Cu3(PO4)2电极 B．放电时，若电极a得到6.4gCu和1.44gCu2O，则电路中转移0.22mole- C．充电时，电极b的电极反应式为Na0.44-xMnO2+xNa++xe-=Na0.44MnO2 D．为消除第一次放电的不可逆，可将Cu3(PO4)2彻底放电转化为Cu2O后再充电 11．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A．Al(OH)3具有两性，可用作塑料制品的阻燃剂 B．H2O2具有强氧化性，可用于杀菌消毒 C．炭黑硬度大，可用于电极材料 D．铜的金属活动性比铁弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀速率 12．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 A．图①中，为防止钢闸门腐蚀应与电源的正极相连 B．图②中，形成了原电池，铁锅、铁铲作负极，发生析氢腐蚀 C．图③中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极 D．图④中，实验现象说明Zn保护了Fe不被腐蚀 13．美国纽约州的工科大学——伦斯勒理工学院(RPI)宣布开发出了由纤维素和碳纳米管组成的双层电容器。这些元件的厚度仅为数十微米，相当于人头发的粗细，能够和纸一样弯曲。RPI的研究人员认为，“未来能够利用卷对卷印刷技术制造电池”。一种碳纳米管(里面储存有H2)二次电池的装置如图所示。该电池的电解质溶液为6 mol·L-1的KOH溶液，下列有关说法不正确的是 A．储存H2的碳纳米管作电池的负极 B．电池的负极反应式为H2＋2OH－－2e-=2H2O C．电池的正极反应式为NiOOH＋H2O＋e-=Ni(OH)2＋OH- D．放电时，电池总反应为2H2＋O2=2H2O 14．微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是 A．好氧微生物反应器中反应为： B．电子从B极经外电路流向A极 C．A极的电极反应式 D．当电路中通过1 mol电子时，理论上总共生成2.24 L 15．我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象。在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是 A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应 B．通电时，阴极上的电极反应为 C．断电时，锌环上的电极反应为 D．断电和通电时，防止铁帽被腐蚀的化学原理不完全相同 二、填空题 16．X、Y、Z、W、K、L、M为原子序数依次增大的七种短周期主族元素。Y原子的最外层电子数是其所在周期序数的2倍，K原子在短周期中半径最大。由X、Z、W、L四种元素组成的常见物质间转化关系如下图所示，其中m是单质，Q是由三种元素组成的盐。 回答下列问题： (1)M在元素周期表中的位置为 ，Q中含有的化学键类型为 。 (2)W、K、L简单离子的半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。 (3)由X、Y两种元素形成的10电子分子的空间结构为 。由X、Y两种元素组成的分子中只含有22个共价单键的链状化合物的分子式为 ，其主链含有五个碳原子的同分异构体有 种。 (4)常温下，以K的最高价氧化物对应的水化物为电解质溶液，与为电极反应物构成的燃料电池，具有能量利用效率高、产物无污染等优点。 ①的电子式为 ；负极电极反应式为 。 ②以此燃料电池电解溶液，若电解后需加入才能使电解液复原，则燃料电池理论上消耗标准状况下的体积为 L。 17．回答下列问题 (1)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知： 2Cu(s)＋O2(g)=Cu2O(s)    ΔH=-169 kJ·mol-1； C(s)＋O2(g)=CO(g)    ΔH=-110.5 kJ·mol-1； 2Cu(s)＋O2(g)=2CuO(s)    ΔH=-314 kJ·mol-1。 工业上用木炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为 。 (2)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(甲、乙、丙三池中电解质足量)，当闭合该装置的电键K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”)，A极的电极反应式为 。 ②丙池中F极为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，该池的总反应式为 。 ③当乙池中C极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标准状况)。 18．选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu （1）画出装置图，并标明各部分材料名称 。 （2）负极材料 ，正极材料 ，电解质溶液是 。 （3）写出电极反应式： 负极： ； 正极： 。 19．回答下列问题： (1)某温度下，在1 L恒容密闭容器中A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化曲线如图所示，t是到达平衡状态的时间。试回答： ①该反应的反应物是 。 ②该反应的化学反应方程式为 。 ③若达到平衡状态的时间是2 min，B物质的平均反应速率为 mol/(L•min)。 (2)观察图，回答问题。 ①该装置叫 装置，可以将化学能转化为电能。 ②负极是 ，总反应的化学方程式为 。 20．回答下列问题： (1)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极 (填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为 。 若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为 。 (2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 。 a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极，发生氧化反应 c.溶液中Cu2+向阳极移动 d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 21．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验，根据实验现象填表： 装置 I II III 现象 （I）金属A逐渐溶解 （Ⅱ）C的质量增加 （Ⅲ）A上有气体产生 填正极反应式 四种金属活动性由强到弱的顺序： 。 若装置（Ⅲ）中A极产生的气体在标准状况下的体积为224mL，则通过导线中的电子的物质的量为 mol。 22．原电池和电解池在生产生活中具有广泛的应用。 Ⅰ．电解溶液 (1)实验室中电解溶液的实验装置如图1所示。 ①某同学用如图1装置模拟工业电解精炼铜实验，则为 (填“精铜”，或“粗铜”)。 ②某同学用图2电解溶液，、均为碳棒，写出的电极反应式： ③某同学一不小心将一段铜棒掉入溶液中，仍用图2完成电解溶液实验，发现铜棒 (选填“A”或“B”)端变粗。 Ⅱ．燃料电池在工业上的应用 (2)利用燃料电池电解，可将雾霾中的NO、分别转化为和，如图3装置所示。充入的一端是 (选填“甲”或“乙”)。通入一端的电极反应式为： ，当电路中转移2.5mol电子时，的浓度为 (电解过程中忽略溶液体积变化)。 Ⅲ．“火星”电池 (3)火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用电池供电，其反应机理如下图4： 电池中的“交换膜”应为 交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。写出CO2电极反应式： 。 23．海洋蕴藏着中极为丰富的化学资源，如海水中就有80多种元素，所含的盐大部分是氯化钠。十九世纪末工业上开始通过电解饱和食盐水的方法制备氯气、氨气和烧碱，并以它们为原料生产一系列含氯、含钠产品(氯碱工业)，请回答下列问题： (1)天原化工厂是我国最早的氯碱企业，其创始人是___________(单选) A．侯德榜 B．吴蕴初 C．荣毅仁 D．戴安邦 (2)电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极叫阳极，阳极产物是氯气，可以用 检验，现象为 ，写出检验氯气的离子方程式 (3)工业上用氯气与消石灰制成漂白粉，漂白粉的有效成分为___________(单选) A． B． C． D． (4)新制氯水呈浅黄绿色，是因为氯水中存在___________(单选) A． B． C． D． (5)有两组学生根据不同的反应原理在实验室制取氯气。    ①请按要求填表。 实验组 实验原理 发生装置(填编号) 第一组 第二组 ②有同学建议第一组使用图所示装置作为氯气的发生装置，请谈谈你的看法 。    氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用如图表示。    24．写出下列二次电池的电极反应式。 类型 放电时负极反应式 充电时阳极反应式 (1)铅蓄电池： (2)镍镉电池： (3)钴酸锂电池： 25．按要求回答下列问题： (1)下列变化中属于吸热反应的是 。 ①铝片与稀盐酸的反应    ②将胆矾加热变为白色粉末    ③干冰汽化    ④氯酸钾分解制氧气 ⑤甲烷在氧气中的燃烧反应    ⑥NaHCO3与盐酸的反应 (2)反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一个密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 。 ①增加C的量     ②将容器的体积缩小一半      ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大 (3)在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图：    从3min到9min，v(CO2)= (结果保留两位有效数字)； (4)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。    ①该电池正极电极反应式为 。 ②当电路中有0.5mol电子发生转移，则有 mol的H+通过质子交换膜。 (5)H2O2在催化下可发生分解反应，为探究一定温度下H2O2溶液的浓度、的浓度对H2O2分解速率的影响情况，某同学设计了如下实验，内容见下表： 实验序号 实验所用试剂 酸性溶液 H2O2溶液 V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL Ⅰ 4 0.1 3 2 3 Ⅱ 4 0.1 2 2 V1 Ⅲ 5 0.1 V2 2 2 ① 。 ②实验Ⅰ、Ⅲ相比，若实验Ⅲ中产生气泡的速率较快，由此可得出的结论是 。 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 【分析】左侧为原电池，Z上发生水中O化合价升高被氧化为0价，W发生C被还原，Z为原电池负极，W为正极；因此X为阳极，Y为阴极。 【详解】A．据分析，W为正极，Z为负极，因此W极的电视比Z极的电势高，故A正确； B．M室在X发生2H2O-4e-=4H++O2↑，产生的氢离子通过阳离子交换膜，进入产品室，氢离子数目不变，水减少，浓度变大，pH降低、N室在Y发生4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，电解一段时间后钠离子进入室，氢氧化钠浓度增大，升高，故B正确； C．氢离子通过b进入产品室，经过c进入产品室，钠离子经过d进入N室，因此bd为阳离子交换膜、c为阴离子交换膜，故C错误； D．W为原电池正极，二氧化碳被还原为乙烯：，故D正确； 故答案为：C。 2．B 【详解】A．“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵，是将太阳能转化为电能，锂离子电池组，是将化学能转变成电能，故A错误； B．农村推广风力发电、光伏发电，可以减少化石燃料的使用，有利于“碳达峰、碳中和”，故B正确； C．由C与水蒸气加热反应生成水煤气、利用植物在沼气池中可制备沼气，则水煤气、沼气为可再生能源，故C错误； D．铜性质稳定，与氢离子不反应，所以铜不能发生析氢腐蚀，故D错误； 故选：B。 3．C 【详解】A．放电时Li为负极，硫碳复合电极为正极，外电路电流由正极流向负极，故电流从硫碳复合电极流向锂电极，故A正确； B．Li+、S2-和S直接小于S、S和S能通过离子筛，S、S和S不能通过离子筛，是因为它们的直径较大，故B正确； C．充电时，硫碳复合电极为阳极，其中Li2Sx转化为S8的电极合电极反应式为：8Li2Sx-16e-= xS8+16Li+，故C错误； D．充电时，当有0.1molLi2S2转化成S8时，电极反应为4Li2S2-8e-= S8+8Li+，锂电极的电极反应式为Li+e-= Li+，当有0.1molLi2S2转化成S8时，锂电极质量增加0.1mol27g/mol=1.4g，故D正确； 故答案为C 4．C 【详解】A．乙酸为弱酸，不能写成离子，离子方程式为，A项错误； B．硫酸铜溶液使转变为更难溶的硫化铜，反应的离子方程式为，B项错误； C．铅酸蓄电池充电时，阳极失电子发生的氧化反应为，C项正确； D．溶液与过量溶液反应生成：，D项错误。 故选C。 5．C 【详解】根据电镀原理知，用镀层金属作阳极，待金属制品作阴极，含镀层金属离子的溶液作电解质溶液，则欲在铜钥匙上镀锌，应用锌作阳极，铜钥匙作阴极，含锌离子的盐溶液作电解质溶液，在电镀的过程中电解质溶液浓度不变，故A、B、D项错误，C项正确。答案选C。 6．B 【详解】A．第一步在惰性电极产生H2，NiOOH/Ni(OH)2电极发生氧化反应，电解池种阳极发生氧化反应，所以开关K应该连接K1，A项正确； B．第二步在另一个惰性电极产生O2，此时开关K应该连接K2，NiOOH/Ni(OH)2发生还原反应，B项错误； C．标准状况下，理论上产生67.2LH2，需要转移电子6mol，电能的利用率为：(6÷6.25)×100%=96%，C项正确； D．题中装置是电解池，将电能转化为化学能，发生的总反应是：2H2O2H2↑+O2↑，D项正确； 故答案为B。 7．C 【详解】A.将开关置于M处时，若X为锌，则铁作原电池的正极，被防护，则A不选； B和D.将开关置于N处时，铁为阴极，无论X是什么，铁均不放电，被防护，则BD均不选； C.将开关置于M处时，若X为铜，则铁作原电池的负极，易被腐蚀，则C选。 故选C。 【点睛】将开关置于N处时，铁为阴极，若X为锌，锌为阳极，虽然能起到保护铁的作用，但会消耗锌，不是理想的方法。若采用外接电流的阴极保护法保护金属，做阳极的一般为惰性电极碳。 8．D 【分析】由装置示意图中可知Pt电极上NO转化为N2，发生还原反应，故Pt电极为正极，则Ag电极为负极，发生的电极反应为：Cl-+Ag-e-=AgCl↓，据此分析解题。 【详解】A. 由于Cu比Ag活泼，故Pt电极不可用Cu电极代替，否则Cu直接与酸性条件下的NO反应，不构成原电池，A错误； B. 根据原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故负极反应式为：Cl-+Ag-e-=AgCl↓，而 2NO+10e- +12H+=N2+6H2O是正极反应式，B错误； C. 由分析可知，Pt电极是正极，Ag为负极，故溶液中H+通过质子交换膜由Ag电极向Pt电极移动，电子只能在导线上定向移动而不能通过溶液，C错误； D. 根据电池的总反应可知，10Ag +10Cl-+12H++2NO=10AgCl↓+N2+6H2O，转移10mol电子两极质量减少：（10×35.5+28）g，故若外电路转移lmol电子，则膜两侧电解液质量共减少38.3g，D正确； 故答案为：D。 9．B 【详解】A．该装置为电解池，将H2O和CO2转化为O2和燃料异丙醇(CH3)2CHOH，所以该装置将电能转化为化学能，A错误； B．阴极发生还原反应，二氧化碳生成异丙醇，电极反应式为：3CO2+18H++18e-= (CH3)2CHOH+5H2O，B正确； C．该装置工作时，H+由阳极移向阴极，所以氢离子穿过质子交换膜由b极区移向a极区，C错误； D．异丙醇在一定条件下可发生氧化反应、消去反应，但是不能发生聚合反应，D错误； 答案为：B。 10．B 【分析】由图可知，放电时为原电池，a极上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，发生得电子的还原反应，b极上Na0.44MnO2→Na0.44-xMnO2，发生失电子的氧化反应，则a极为正极，b极为负极，负极反应式为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+，充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接，即a极为阳极，b极为阴极，阴阳极反应与负正极反应相反，据此分析解答。 【详解】A．放电时，电流从正极沿导线流向负极，再经电解质溶液到正极，A正确； B．放电时，电子转移情况为：、，若电极a得到6.4g Cu（为0.1mol）和1.44g Cu2O（为0.01mol），则电路中转移0.1mol×2+0.01mol×2=0.22mol电子，观察原电池的a极，发现a极还发生，因此无法判断转移多少电子，B错误； C．根据分析知，充电时，电极b的电极反应式为Na0.44-xMnO2+xNa++xe-=Na0.44MnO2，C正确； D．若将Cu3(PO4)2彻底放电转化为Cu2O，再充电时Cu2O可单向转化生成Cu3(PO4)2，D正确； 故选B。 11．B 【详解】A．Al(OH)3受热分解吸热，降低温度，生成的氧化铝熔点高，可附在可燃物表面，隔绝氧气，可用作塑料制品的阻燃剂，故A错误； B．H2O2具有强氧化性，可用于杀菌消毒，故B正确； C．炭黑具有导电性，可用于电极材料，故C错误； D．铜的金属活动性比铁弱，在海轮外壳上装若干铜块会加快其腐蚀速率，故D错误； 故选：B。 12．D 【详解】A．与原电池的正极相连作阳极，活泼金属作阳极时，金属失电子易被腐蚀，所以若将钢闸门与电源的正极相连，不能防止钢闸门腐蚀，故A错误； B．形成了原电池，铁锅、铁铲作负极，中性溶液中发生吸氧腐蚀，故B错误； C．Fe、Mg构成原电池时，Mg的活泼性比Fe强，Mg失电子作负极，故C错误； D．构成原电池时，Zn为负极，Fe为正极，由操作和现象可知Zn保护了Fe不被腐蚀，故D正确； 故选：D。 13．D 【详解】A．在该二次电池中当作原电池放电时，H2在负极上失去电子被氧化，所以储存H2的碳纳米管作电池的负极，A正确； B．燃料电池在放电时为原电池，起到电源作用，在碱性介质中H2失去电子产生的H+与溶液中的OH-结合生成水，故电池的负极反应式为：H2＋2OH－－2e-=2H2O，B正确； C．由图示可知，正极上NiOOH得到电子被还原为Ni(OH)2，则电池的正极反应式为：NiOOH＋H2O＋e-=Ni(OH)2＋OH-，C正确； D．该电池放电时，负极反应式为：H2＋2OH－－2e-=2H2O，正极反应式为：NiOOH＋H2O＋e-=Ni(OH)2＋OH-，由于在同一闭合电路中电子转移数目相等，所以将正极反应式的计量数扩大2倍与负极电极反应式相加即得总反应为：2NiOOH＋H2=2Ni(OH)2，D错误； 故合理选项是D。 14．A 【分析】图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，离子在正极得到电子生成氮气发生还原反应，CH3COO－在原电池负极失电子生成二氧化碳气体，发生氧化反应，环境为酸性介质；则A极的电极反应式为：CH3COO－-8e－+2H2O═2CO2+7H＋，B电极反应式为：2+12H＋+10e－═N2+6H2O。 【详解】A．在好氧微生物反应器中转化为，+2O2═+2H＋+H2O，选项A正确； B．图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极，电子从A极经外电路流向B极，选项B错误； C．A极的电极反应式为：CH3COO－-8e－+2H2O═2CO2+7H＋，选项C错误； D．当电路中通过1mol电子时，理论上总共生成标准状况下的2.24LN2，选项D错误； 答案选A。 15．C 【详解】A．通电时，锌环与电源正极相连，锌环作阳极，失去电子，发生氧化反应，A正确； B．通电时，铁帽作阴极，阴极的H+得到电子生成氢气，阴极上的电极反应为，B正确； C．断电时，锌铁形成原电池，锌失去电子生成Zn2+，锌环上的电极反应为，C错误； D．通电时，防护原理为电解池原理；断电时，防护原理为原电池原理。因此，断电和通电时，防止铁帽被腐蚀的化学原理不完全相同，D正确； 故答案选C。 16．(1) 第三周期ⅦA族 离子键、共价键 (2) (3) 正四面体形 4 (4) 11.2 【分析】Y原子的最外层电子数是其所在周期序数的2倍，则Y为C元素或S元素，结合Y的位置可知Y为C元素，K原子在短周期中半径最大，K可以考虑为Na元素，由X、Z、W、L四种元素组成的常见物质间转化关系如下图所示，其中m是单质，Q是由三种元素组成的盐，Q最后可以转化为两种强酸，可以考虑为和 的合成路线，则Q为，则X为H，Y为C，Z为N，W为O，K为Na，L为S，M为Cl元素，据此解题。 【详解】（1）Cl在元素周期表中的位置为第三周期ⅦA族，Q为，其含有的化学键为离子键、共价键，故答案为：第三周期ⅦA族；离子键、共价键； （2）W为O，K为Na，L为S，一般来说电子层数越多，半径越大，电子数相同，核电荷数越大，半径越小，故其顺序为，故答案为：； （3） C、H两种元素形成的10电子分子为甲烷，其空间结构为正四面体形，由C、H两种元素组成的分子中只含有22个共价单键的链状化合物为庚烷，其分子式为，其主链含有五个碳原子的同分异构体采用定一移一的方法一共有4种，分别是、（箭头指另一个甲基的位置），故答案为：正四面体形；；4； （4） ①以NaOH为电解质溶液，与为电极反应物构成的燃料电池，其作为负极，电极反应为，氧气为正极，电极反应为；的电子式为，故答案为：；； ②电解硫酸铜溶液，阳极的反应为，阴极的反应为，若电解后需加入，即1mol才能使电解液复原，则电解过程消耗的也为1mol，转移电子数量为2mol，由正极的反应可知，消耗标况下体积为11.2L，故答案为：11.2。 17．(1)C(s)＋2CuO(s)=Cu2O(s)＋CO(g)  ΔH=＋34.5 kJ·mol-1 (2) 原电池 CH3OH＋8OH--6e-=CO＋6H2O 阴极 2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑ 560 【分析】在第(2)问中，甲池中电极A通入CH3OH，电极B通入O2，电解质为KOH溶液，因此甲池为燃料电池即原电池；乙池为电解池，电极C连接正极，则电极C为阳极，电解D为阴极；丙池为电解池，电极F连接负极，则电极F为阴极，电极E为阳极。 【详解】（1）将题中给的三个方程式依次编码为①②③，根据盖斯定律①-②+③可得还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为C(s)＋2CuO(s)=Cu2O(s)＋CO(g) ΔH=(-169 kJ·mol-1)-110.5 kJ·mol-1-(-314 kJ·mol-1)=＋34.5 kJ·mol-1。 （2）①由分析可知甲池为燃料电池，即原电池；由于电解质溶液是KOH溶液，故A极的电极反应式为CH3OH＋8OH--6e-=CO＋6H2O。 ②在甲池中A极为负极，B极为正极，丙池中F极连接负极，故F极为电解池的阴极，电解总反应式为2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑。 ③C极为阳极，电极反应为Ag-e-=Ag+，甲池中B电极为正极，电极反应为O2+4e-=2H2O=4OH-，当乙池中C极质量减轻10.8 g即0.1mol Ag时，失去电子数为0.1mol，根据得失电子守恒，甲池中B电极O2得到1mol电子，所以O2的物质的量为n= =0.025mol，故V(O2)=0.025 mol×22.4 L·mol-1=0.56 L=560 mL。 【点睛】在电化学计算时，注意电荷守恒，失电子数一定等于得电子数。 18． 锌片 铜片 CuSO4溶液 负极：Zn-2e-= Zn2+ 正极：Cu2+ + 2e- = Cu 【详解】（1）根据反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu可知，Zn失电子，发生氧化反应，Zn为负极，则正极可以是活泼性不如Zn的金属如Cu等，也可以是碳棒，电解质溶液应为CuSO4，装置图为； （2）根据以上分析可知负极材料是锌，正极材料是铜，电解质溶液是CuSO4。 （3）工作时，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极反应式为Cu2++2e-=Cu。 【点睛】本题考查原电池的设计和工作原理，明确原电池的组成和工作原理是解答的关键，注意理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。 19．(1) A 3A(g)B(g)+3C(g) 0.2 mol/(L•min) (2) 原电池 Zn Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 【详解】（1）①由图示可知，反应中A物质减小，为该反应的反应物是； ②该反应中ABC的浓度变化比例为(2.4-1.2):0.4:1.2=3:1:3，故化学反应方程式为3A(g)B(g)+3C(g)； ③若达到平衡状态的时间是2 min，B物质的平均反应速率为； （2）①该装置可以将化学能转化为电能，为原电池装置。 ②锌较活泼，失去电子发生氧化反应，为负极；总反应为锌和稀硫酸生成硫酸锌和氢气，化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。 20．(1) c Cu2++2e-=Cu Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中 (2)bd 【详解】（1）粗铜电解精炼时，粗铜作阳极与电源正极相连，所以粗铜板是图中电极c；d是阴极，发生的反应是，Au、Ag不如铜活泼，以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe比铜活泼，以Fe2+的形式进入电解质溶液中，故答案为：c；；Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中。 （2）a．粗铜的电解精炼时，电能不可能全部转化为化学能，少量转化为热能，a错误； b．粗铜作阳极与电源正极相连，发生氧化反应，b正确； c．溶液中的Cu2+向阴极移动，在阴极上得电子，c错误； d．不活泼金属Ag、Pt、Au等金属在阳极沉积，可以回收，d正确； 故选bd。 21． 2H＋＋2e－＝H2↑ Cu2＋＋2e－＝Cu D＞A＞B＞C 0.02 【详解】第一个原电池中，A金属不断溶解，说明A易失电子而作负极，B作正极，越容易失电子的金属活动性越强，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；第二个原电池中，C的质量增加，说明C上的铜离子得电子发生还原反应而作正极，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，B为负极，B的金属性大于C；第三个原电池中，A上有气体产生，说明A上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，D失电子作负极，所以D的活动性大于A；所以金属性强弱顺序是D＞A＞B＞C；若装置（Ⅲ）中A极电极反应式为：2H++2e-=H2↑，标准状况下体积为224mL的H2物质的量为0.01mol，则转移电子的物质的量为0.02mol。 【点睛】判断正负极是关键，由电极现象判断正负极：一般溶解的为负极，产生气泡或质量增加的为正极。 22．(1) 粗铜 A (2) 甲 2 (3) 阳离子 【详解】（1）电解精炼铜应以粗铜为阳极，纯铜为阴极，图1中C1为阳极，所以C1为粗铜；图2中C1为惰性阳极，电解溶液时，其电极反应式：；某同学一不小心将一段铜棒掉入溶液中，仍用图2完成电解溶液实验，则此时A端发生反应：，所以铜棒A端变粗； （2）图3中左为燃料电池、右为电解池，NO、SO2分别转化为和时NO发生还原反应，所以通入NO的这极为阴极，另外一极为阳极，即甲为负极通入燃料，所以通入的一端是甲；通入一端的电极为阳极，电极反应式为：；电解池总反应式，即每转移10mol电子生成8molH+，电路中转移2.5mol电子时，的浓度为； （3）根据图示可知左侧锂电极为负极，Li失去电子变成锂离子，进入电解质中，其反应式为Li-e-=Li+，在二氧化碳电极上二氧化碳得到电子变为碳单质，同时产生碳酸根，碳酸根与电解质中的锂离子结合，生成碳酸锂，则正极反应式为，为维持溶液呈电中性，Li+ 要通过离子交换膜由左侧进入右侧，因此离子交换膜为阳离子交换膜。 23．(1)B (2) 湿润的淀粉碘化钾试纸 试纸变蓝 (3)D (4)A (5) ③ ④ 利用恒压滴液漏斗便于液体滴下，解决了使用分液漏斗开始时会有氯气从分液漏斗中逸出的问题等 【详解】（1）天原化工厂的创始人是吴蕴初； （2）电解饱和食盐水时，阳极产物氯气，可以用湿润的淀粉碘化钾试纸，氯气与KI反应生成碘单质，发生反应：Cl2+2I-=I2+2Cl-，碘单质遇淀粉变蓝色； （3）氯气与消石灰反应生成氯化钙、次氯酸钙，其中次氯酸钙具有强的氧化性，是漂白粉的有效成分，故选D； （4）新制氯水呈浅黄绿色，是因溶解了氯气，故选A； （5）①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+↑+2H2O该反应为固液加热制取气体的反应，应选用③装置；该反应为固液常温反应制取气体的反应，应选用④装置； ②该装置该用恒压滴液漏斗，利用恒压滴液漏斗可平衡上下气压，便于液体滴下，解决了使用分液漏斗开始时会有氯气从分液漏斗中逸出的问题等。 24． 【详解】(1)铅蓄电池：中正反应为放电过程，Pb化合价由0价升高到+2价，失电子，发生氧化反应，作负极，故负极反应式为；逆反应为充电过程，阳极发生失电子的氧化反应，故为PbSO4生成PbO2的反应，阳极反应式为； (2) 镍镉电池：中正反应为放电过程，Cd化合价由0价升高到+2价，失电子，发生氧化反应，作负极，故负极反应式为；逆反应为充电过程，阳极发生失电子的氧化反应，故为Ni(OH)2生成NiOOH的反应，阳极反应式为； (3) 钴酸锂电池：中正反应为放电过程，LixC6化合价由0价升高到+1价，失电子，发生氧化反应，作负极，故负极反应式为；逆反应为充电过程，阳极发生失电子的氧化反应，故为LiCoO2生成的反应，阳极反应式为。 25．(1)②④⑥ (2)①③ (3)0.042mol/(L•min) (4) O2+4e-+4H+=2H2O 0.5 (5) 4 其他条件不变时，催化剂浓度大时，催化效果较好 【详解】（1）①铝片与稀盐酸的反应：放热反应 ②将胆矾加热变为白色粉末：需要加热，吸热反应 ③干冰汽化：物理变化不属于化学反应 ④氯酸钾分解制氧气：需要加热，吸热反应 ⑤甲烷在氧气中的燃烧反应：燃烧都是放热反应 ⑥NaHCO3与盐酸的反应：吸热反应 故选②④⑥。 （2）①增加C的量：C是固体，增加C的量对速率没有影响；         ②将容器的体积缩小一半：相当于增加了浓度， 反应速率增大；          ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大：没有影响浓度的变化，反应速率不变； ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大：想当于减小了浓度，反应速率下降。 故对其反应速率几乎无影响的是①③ （3）设3分钟时，二氧化碳和甲醇的浓度为x，根据三段式 可知，1mol/L-x=x，即x=0.5mol/L；到9min时，二氧化碳的浓度为0.25mol/L，则从3min到9min， （4）①原电池内部，阳离子向正极移动，故a是负极，b是正极，氧气在正极放电，其电极反应为 ②根据电极反应，电子数和氢离子数之比为1：1，即当电路中有0.5mol电子发生转移，则有0.5mol氢离子通过质子交换膜。 （5）①探究浓度、催化剂用量对过氧化氢分解速率的影响，应该控制溶液总体积相等，改变反应物以及催化剂用量即可，实验①的总体积为10ml，则实验②中，V1=10ml-4ml-2ml=4ml。 ②实验III中催化剂浓度较大，反应速率快，由此得出的结论是催化剂浓度大，催化效果较好。 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 $$