精品解析：北京市八一学校2024-2025学年高二上学期10月月考 化学试卷

北京市八一学校2024~2025学年度第一学期10月月考 高二化学 考试时长90分钟 可能用到的相对原子质量：H-1、Li-7C-12、O-16、S-32、Na-23、Cl-35.5 一、选择题(本题包括14小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共42分)。 1. 下列设备或过程能实现化学能转化为电能的是 A．锂离子电池 B．手机充电 C．太阳能集热器 D．燃气灶 A. A B. B C. C D. D 2. 下图所示为和反应生成过程中能量的变化情况，下列说法错误的是 A. 根据所给信息可知，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量 B. 断裂1分子中的化学键，需要吸收632能量 C. 1气态氧原子结合生成时，能放出498能量 D. 1和1反应生成2的反应热 3. 工厂的氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理，其中在电极表面被氧化过程的微观示意图如下： 下列说法中，正确的是 A. 过程①②③均有键断裂 B. 过程③的电极反应式为： C. 过程④吸收能量 D. 使用催化剂是为了降低该反应的焓变 4. 氢气是人类最理想的能源。已知在25℃、101下，1g氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量为142.9，则下列热化学方程式书写正确的是 A. B. C. D. 5. 近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： 反应Ⅰ：　 反应Ⅲ：　 下列说法正确的是 A. 反应Ⅰ中化学能转化为热能 B. 反应Ⅱ是氧化还原且只有硫元素发生了化合价变化 C. 反应Ⅱ的热化学方程式为 D. 1molS(g)与氧气反应生成1mol(g)放出的热量小于297kJ 6. 关于下列各图中装置设计及描述都正确的是 ① ② ③ ④ A. 用装置①精炼铜，a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液，过程中CuSO4浓度变小 B. 用装置②可实现给铁制品镀铜，电镀过程中CuSO4浓度始终不变 C. 装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连，辅助电极上可能会有气泡产生 D. 用装置④测定中和反应的反应热，迅速混合溶液后，待温度计示数稳定后读数 7. 铅蓄电池是典型的可充电池，在现代生活中有着广泛的应用，其充电、放电按下式进行：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O，有关该电池的说法正确的是 A. 放电时，蓄电池内电路中H+向负极移动 B. 放电时，每通过1mol电子，蓄电池就要消耗2molH2SO4 C. 充电时，阳极反应：PbSO4 +2e-=Pb+SO D. 充电时，铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连 8. 氨作为一种无碳富氢化合物，其具有价廉、不易燃、易储存等特点，被认为是可替代氢用于燃料电池的理想材料。燃料电池如图所示，下列说法错误的是 A. 电极a为负极，工作过程中电极a附近溶液降低 B. 电极b上的电极反应： C. 电池工作时，向电极b迁移 D. 电池工作时两电极上理论消耗的 9. 用下图所示装置，当改变电极材料和电解质溶液时，下列说法不正确的是 序号 a电极 b电极 电解质溶液 ① 石墨 石墨 溶液(含酚酞) ② 石墨 石墨 溶液 ③ 石墨 石墨 (含酚酞) ④ 石墨 Cu 溶液 A. 实验①中两极均有气泡产生，a电极附近溶液先出现红色 B. 实验②中a电极有红色固体析出，b电极附近溶液值降低 C. 实验③中现象与实验①的现象相同 D. 实验④可实现反应： 10. 锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点。一种锂离子电池的结构如图所示，电池反应式为，下列说法正确的是 A. 放电时在电解质中由极向极迁移 B. 充电时极接外电源的正极 C. 放电时，极电极反应式： D. 充电时若转移电子，石墨电极将减重 11. 甲、乙同学分别用下图所示装置验证铁的电化学防腐原理。 相同时间后进行如下实验 实验①：甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加溶液，Ⅰ中产生蓝色沉淀，Ⅱ中无沉淀。 实验②：乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液，滴加溶液，Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。 下列说法正确的是 A. Ⅰ是牺牲阳极保护法，负极反应式为 B. Ⅱ为外加电流阴极保护法，Fe电极与外接电源的正极相连 C. 由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异，推测在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ D. 由实验可知，两种保护法均能保护Fe，且Ⅱ保护得更好 12. 高铁酸盐在能源、环保等领域有着广泛的应用。某研究小组用电解法制取，装置示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 电极与外接直流电源的负极相连 B. 电极上的电极反应为 C. X溶液是较浓溶液 D. A膜是阴离子交换膜，外电路中转移1，有1通过A膜 13. 微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中离子浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是 A. M为电源负极，有机物被氧化 B. 处理1 mol时有6molH+从交换膜左侧向右侧迁移 C. 电池工作时，N极附近溶液pH增大 D. 离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活 14. 研究小组进行如下表所示的原电池实验: 实验编号 ① ② 实验装置 实验现象 连接好装置5分钟后，灵敏电流计指针向左偏转，两侧铜片表面均无明显现象 连接好装置。开始时左侧铁片表面持续产生气泡，5分钟后，灵敏电流计指针向右偏转，右侧铁片表面无明显现象 下列关于该实验的叙述中，正确的是 A. 两装置的盐桥中，阳离子均向右侧移动 B. 实验①中，左侧的铜被腐蚀 C. 实验②中，左侧电极的电极反应式为：2H＋+2e－=H2↑ D. 实验①和实验②中，均有O2得电子的反应发生 二、填空题(共58分)。 15. 为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定，可进行理论推算。 （1）现有如下两个热化学方程式： ； 。 则a_______(填“>”、“<”或“=”)b。 （2）拆开1气态物质中某种共价键需要吸收的能量叫键能，部分化学键键能如下表。 化学键 键能/() 436 C 945 已知反应 ，试根据表中所列键能数据计算_______。 （3）某研究所的科研人员在新型纳米催化剂和的表面将转化为烷烃，其过程如图所示。 图中转化为的反应为 。 已知： ， 则图中转化为的热化学方程式是_______。 （4）甲醇()是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。实验测得16g液态甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出363.25的热量，写出表示甲醇燃烧热(摩尔燃烧焓)的热化学方程式：_______。 （5）某种微生物甲醇燃料电池示意图如图所示，电解质溶液为酸性，电池中的质子交换膜只允许质子()和水分子通过。请回答下列问题： ①A电极附近甲醇发生的电极反应式是_______。 ②电池工作结束后，B电极室溶液中的浓度跟工作前相比_______(填“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积的变化忽略不计)。 16. 氯碱工业是化工产业的重要基础，其装置示意图如下图。生产过程中产生的氯酸盐副产物需要处理。 已知：当升高时，易歧化为和。 （1）①电解饱和溶液的离子方程式为_______。 ②电极a接电源的_______(填“正”或“负”)极，电极反应式为_______。 ③离子交换膜主要允许_______(填离子符号)通过。 ④结合化学用语解释b极区产生较浓的原因：_______。 （2）下列关于产生的说法中，合理的是_______(填序号)。 a．主要在阴极室产生 b．在电极上放电，可能产生 c．阳离子交换膜破损导致向阳极室迁移，可能产生 （3）可用盐酸处理淡盐水中的并回收。 ①反应的离子方程式为_______。 ②处理时，盐酸可能的作用是。 ⅰ．提高，使氧化性提高或还原性提高； ⅱ．提高，_______。 ③用图装置验证ⅰ，请补全操作和现象：闭合K，至指针读数稳定后_______。 17. 电化学原理在生产生活中运用广泛，也常用于物质的制备。 （1）以、、熔融组成的燃料电池电解制备，装置如下图所示，右侧池中隔膜仅允许通过。回答下列问题。 ①甲池内阳离子向石墨_______移动(填“1”或者“2”)。 ②如上图，在石墨1电极放电生成Y，Y可循环使用，甲池工作时，石墨2电极上发生的电极反应式为_______。 ③电极上发生的电极反应式为_______。 ④每制得1，理论上消耗_______。 （2）我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如下图所示： ①生成锂单质的电极反应式是_______。 ②理论分析，阳极电解产物可能有、。 ⅰ．生成的电极反应式是_______。 ⅱ．实验室模拟上述过程，气体中未检测到，推测可能是溶于水。写出与水反应的化学方程式_______。 ⅲ．取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极放电。实验所用的试剂及现象是_______。 可选试剂：溶液、溶液、淀粉溶液、品红溶液 18. 利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-(其中C元素的化合价为+2价)，装置如下图所示。 (1)在该装置中，左侧Pt电极为_______(填“阴极”或“阳极”)。 (2)装置工作时，阴极除有HCOO-生成外，还可能生成副产物降低电解效率。 已知：电解效率。 ①副产物可能是_______(写出一种即可)。 ②标准状况下，当阳极生成氧气体积为224 mL时，测得整个阴极区内的c(HCOO-) = 0.017 mol/L，电解效率为_______(忽略电解前后溶液的体积变化)。 (3)研究表明，溶液pH会影响CO2转化为HCOO-的效率。图2是CO2(以H2CO3计)在水溶液中各种存在形式的物质的量分数δ随pH变化的情况。 ①pH>12时，CO2几乎未转化为HCOO-，此时CO2在溶液中的主要存在形式为_______。 ②pH=8.5时，CO2的转化效率较高，溶液中相应的电极反应式为_______。有人认为，在此条件下装置工作一段时间后，阴极附近溶液的pH几乎不发生变化(忽略电解前后溶液的体积变化)。你是否同意他的观点，并请说明理由：_______。 19. 利用电极反应可探究物质氧化性、还原性的变化规律。 【查阅资料】氧化还原电对的两种微粒中，电极电势越高，氧化型微粒的氧化性越强；电极电势越低，其还原型微粒的还原性越强，几组电极电势如下表： 氧化还原电对(氧化型/还原型) 标准电极电势() +0.77 +0.54 回答下列问题： （1）利用和氯水，设计实验证明还原性，实验如下图所示，向0.1溶液中滴加几滴氯水，溶液变成黄色，再滴加几滴溶液，能证明还原性的现象是______，有关反应的离子方程式为_______。 （2）为进一步验证实验1中的结论，设计双液电池的实验装置如下图所示。 ①电极材料、均是石墨电极；请补充装置中乙烧杯所加试剂_______。 ②能证明还原性的现象除了电流表指针偏转，还有_______。 （3）有同学认为还可以通过电解反应来证明还原性，为此设计了如下实验：利用惰性电极电解0.1的溶液，探究外界条件对电极反应产物的影响，实验数据如下表所示： 序号 电压 阳极现象 阴极现象 实验1 1.5 5.5 滴加淀粉溶液显蓝色，滴加溶液不显红色 无气泡，银白色金属析出 实验2 3.0 5.5 滴加淀粉溶液显蓝色，滴加溶液显浅红色 无气泡，银白色金属析出 实验3 1.5 1.0 滴加淀粉溶液显蓝色，滴加溶液不显红色 较多气泡，极少量金属析 ①实验1中，阴极反应式为_______ ②ⅰ．由实验1、2阳极现象差异可得出有关阳极放电规律的结论为当相同时_______。 ⅱ．由实验1、3阴极现象的差异可得有关阴极放电规律的结论为_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市八一学校2024~2025学年度第一学期10月月考 高二化学 考试时长90分钟 可能用到的相对原子质量：H-1、Li-7C-12、O-16、S-32、Na-23、Cl-35.5 一、选择题(本题包括14小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共42分)。 1. 下列设备或过程能实现化学能转化为电能的是 A．锂离子电池 B．手机充电 C．太阳能集热器 D．燃气灶 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．锂离子电池把化学能转化为电能，故选A； B．手机充电把电能转化为化学能，故不选B； C．太阳能集热器把太阳能转化为热能，故不选C； D．燃气灶把化学能主要转化为热能，故不选D； 选A。 2. 下图所示为和反应生成过程中能量的变化情况，下列说法错误的是 A. 根据所给信息可知，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量 B. 断裂1分子中的化学键，需要吸收632能量 C. 1气态氧原子结合生成时，能放出498能量 D. 1和1反应生成2的反应热 【答案】C 【解析】 【分析】结合图像可得 【详解】A．此反应为吸热反应，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，故A正确； B．由图中可知，生成2molNO放出能量2×632kJ，断裂1molNO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量，故B正确； C．成键放出能量，由图可知2mol气态氧原子结合生成1mol时，能放出498kJ能量，故C错误； D．反应热是指每摩尔反应所吸收或释放的能量，所以1和1反应生成2的反应热也是，故D正确； 故选C。 3. 工厂的氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理，其中在电极表面被氧化过程的微观示意图如下： 下列说法中，正确的是 A. 过程①②③均有键断裂 B. 过程③的电极反应式为： C. 过程④吸收能量 D. 使用催化剂是为了降低该反应的焓变 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据图示，过程①②③各断裂1个键，故A正确； B．过程③失电子，电极反应式为：，故B错误； C．过程④是2个N原子形成氮氮三键，放出能量，故C错误； D．使用催化剂是为了降低该反应的活化能，催化剂不能改变焓变，故D错误； 答案选A。 4. 氢气是人类最理想的能源。已知在25℃、101下，1g氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量为142.9，则下列热化学方程式书写正确的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】25℃、101下，1g氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量为142.9，则2g氢气(1molH2)完全燃烧生成液态水时放出的热量为2×142.9=285.8kJ，2molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量为4×142.9=571.6kJ。 【详解】A．热化学方程式要注明各物质状态，而题给： 化学方程式没有注明各物质状态，故A错误； B．据分析可知，正确的热化学方程式为：，故B错误； C．据分析可知，2molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量为4×142.9=571.6kJ，即 符合题意，故C正确； D．据分析可知，2molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量为4×142.9=571.6kJ，即 ，故D错误； 故答案为：C。 5. 近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： 反应Ⅰ：　 反应Ⅲ：　 下列说法正确的是 A. 反应Ⅰ中化学能转化为热能 B. 反应Ⅱ是氧化还原且只有硫元素发生了化合价变化 C. 反应Ⅱ的热化学方程式为 D. 1molS(g)与氧气反应生成1mol(g)放出的热量小于297kJ 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应Ⅰ为吸热反应，热能转化为化学能，A错误； B．反应Ⅱ方程式为：，反应Ⅱ中硫元素从+4价部分升至+6价（H2SO4），部分降至0价（S），只有硫的化合价变化，B正确； C．反应Ⅱ的正确方程式应为：，由盖斯定律可知，反应，则，C错误； D．反应Ⅲ：，S(g)比S(s)能量高，生成SO2时释放的热量应大于297 kJ，D错误； 故选B。 6. 关于下列各图中装置设计及描述都正确的是 ① ② ③ ④ A. 用装置①精炼铜，a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液，过程中CuSO4浓度变小 B. 用装置②可实现给铁制品镀铜，电镀过程中CuSO4浓度始终不变 C. 装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连，辅助电极上可能会有气泡产生 D. 用装置④测定中和反应的反应热，迅速混合溶液后，待温度计示数稳定后读数 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题干装置图中电子的转移方向可知，电极a为阴极，电极b为阳极，故用装置①精炼铜，a极应为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液，由于阳极上有Fe、Ni、Cu、Zn等放电，而阴极上只有Cu2+放电，故过程中CuSO4浓度变小，A错误； B．电镀中应该将镀件与电源负极相连作阴极，镀层金属与电源正极相连作阳极，故用装置②不可实现给铁制品镀铜，B错误； C．外接电流的阴极保护法应将被保护的金属与电源负极相连作阴极，故装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连，辅助电极为阳极，其电极反应可能为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，即其上可能会有气泡产生，C正确； D．用装置④测定中和反应的反应热，且迅速混合溶液后，应该读取温度计的最高示数，而不是稳定后读数，且题干装置没有保温隔热措施，导致误差很大，D错误； 故答案为：C。 7. 铅蓄电池是典型的可充电池，在现代生活中有着广泛的应用，其充电、放电按下式进行：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O，有关该电池的说法正确的是 A. 放电时，蓄电池内电路中H+向负极移动 B. 放电时，每通过1mol电子，蓄电池就要消耗2molH2SO4 C. 充电时，阳极反应：PbSO4 +2e-=Pb+SO D. 充电时，铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连 【答案】D 【解析】 【分析】由总方程式可知，为原电池时，Pb为负极，发生氧化反应，电极方程式为Pb+SO42--2e-=PbSO4，PbO2为正极，发生还原反应，电极方程式为PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4；在充电时，阴极发生的反应是PbSO4+2e-=Pb+SO42-，阳极反应为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+；放电时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以此解答该题。 【详解】A．放电时，蓄电池内电路中H+向正极移动，故A错误； B．由总方程式及分析可知，放电时，每通过lmol电子，蓄电池就要消耗1molH2SO4，故B错误； C．充电时，阳极发生氧化反应，反应为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+，故C错误； D．充电时，铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连，发生还原反应，故D正确； 答案选D。 8. 氨作为一种无碳富氢化合物，其具有价廉、不易燃、易储存等特点，被认为是可替代氢用于燃料电池的理想材料。燃料电池如图所示，下列说法错误的是 A. 电极a为负极，工作过程中电极a附近溶液降低 B. 电极b上的电极反应： C. 电池工作时，向电极b迁移 D. 电池工作时两电极上理论消耗的 【答案】B 【解析】 【分析】NH3﹣O2燃料电池中，负极上NH3发生失电子的氧化反应生成N2，则a电极是负极，负极反应式为2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=6H2O+N2，b电极是正极，氧气在正极上得电子生成OH﹣，正极反应式为O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，电池工作时，电子从负极流出经过导线流向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。 【详解】A．由上述分析可知，a电极是负极，负极上NH3发生失电子的氧化反应，电极反应式为2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=6H2O+N2，消耗氢氧根，pH降低，A正确； B．由上述分析可知，b电极是正极，正极反应式为O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，B错误； C．由分析可知，电池工作时，阳离子移向正极，即向电极b迁移，C正确； D．负极反应式为2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=6H2O+N2，正极反应式为O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，当电路中转移6mol电子时，负极消耗2molNH3，正极消耗=1.5molO2，电池工作时两电极上理论消耗的，D正确； 故答案为B。 9. 用下图所示装置，当改变电极材料和电解质溶液时，下列说法不正确的是 序号 a电极 b电极 电解质溶液 ① 石墨 石墨 溶液(含酚酞) ② 石墨 石墨 溶液 ③ 石墨 石墨 (含酚酞) ④ 石墨 Cu 溶液 A. 实验①中两极均有气泡产生，a电极附近溶液先出现红色 B. 实验②中a电极有红色固体析出，b电极附近溶液值降低 C. 实验③中现象与实验①的现象相同 D. 实验④可实现反应： 【答案】C 【解析】 【详解】A．实验①用惰性电极电解食盐水，a阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，b是阳极：2Cl--2e-=Cl2↑，a极附近生成NaOH，先变红，A正确； B．实验②室电解硫酸铜溶液，a是阴极：Cu2++2e-=Cu，b是阳极：2H2O-4e-=O2↑+4H+，a电极有红色固体析出，b电极附近溶液值降低，B正确； C．实验③中在阴极附近镁离子与生成的氢氧根结合产生白色沉淀，现象与实验①的现象不相同，C错误； D．实验④中，a阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，b是活性电解Cu作阳极：Cu-2e-=Cu2+，总反应：，D正确； 答案选C。 10. 锂离子电池具有质量小、体积小、储存和输出能量大等特点。一种锂离子电池的结构如图所示，电池反应式为，下列说法正确的是 A. 放电时在电解质中由极向极迁移 B. 充电时极接外电源的正极 C. 放电时，极电极反应式： D. 充电时若转移电子，石墨电极将减重 【答案】C 【解析】 【分析】根据电池反应式为LixC6+Li1−xCoO2C6+LiCoO2(x<1)，放电时LixC6失去电子，故a作负极，b极为正极。 【详解】A．放电时负极Li变为Li+，正极Li1−xCoO2发生Li+嵌入变为LiCoO2，因此放电时Li+在电解质中由b极向a极迁移，A错误； B．放电时b极为负极，充电时b极接外电源的负极，B错误； C．电池反应式为LixC6+Li1−xCoO2C6+LiCoO2(x<1)，放电时LixC6失去电子，故a作负极，发生的电极反应式为Li1−xCoO2+xLi++xe−=LiCoO2，C正确； D．充电时，Li+嵌回石墨电极，石墨电极增重而不是减重，D错误； 故选C。 11. 甲、乙同学分别用下图所示装置验证铁的电化学防腐原理。 相同时间后进行如下实验 实验①：甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加溶液，Ⅰ中产生蓝色沉淀，Ⅱ中无沉淀。 实验②：乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液，滴加溶液，Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。 下列说法正确的是 A. Ⅰ是牺牲阳极保护法，负极反应式为 B. Ⅱ为外加电流阴极保护法，Fe电极与外接电源的正极相连 C. 由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异，推测在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ D. 由实验可知，两种保护法均能保护Fe，且Ⅱ保护得更好 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，Fe电极是正极，Zn电极是负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，由于电解质溶液呈酸性，故正极上氢离子得电子，负极是Zn失去电子，反应为：Zn-2e-═Zn2+，A错误； B．外加电流阴极保护法中要保护的电极应与外接电源的负极相连，即Fe电极与外接电源的负极相连，B错误； C．由于Ⅰ中Fe电极与电解质溶液直接接触，会有少量的Fe直接与酸反应生成Fe2+，与K3[Fe(CN)6]在Ⅰ、Ⅱ中的氧化性无关，C错误； D．对比Ⅰ、Ⅱ现象的差异可知，两种保护法均能保护Fe，且电解法保护的更好，即Ⅱ保护得更好，D正确； 故答案为：D。 12. 高铁酸盐在能源、环保等领域有着广泛的应用。某研究小组用电解法制取，装置示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 电极与外接直流电源的负极相连 B. 电极上的电极反应为 C. X溶液是较浓溶液 D. A膜是阴离子交换膜，外电路中转移1，有1通过A膜 【答案】D 【解析】 【分析】电解法制取时，由装置示意图可知，Fe为阳极，电极反应式为，则Ni为阴极，电极反应式为。 【详解】A．据以上分析可知，电极为阴极，与外接直流电源的负极相连，故A正确； B．据以上分析可知，Fe为阳极，电极反应式为，故B正确； C．Ni为阴极，电极反应式为，阴极生成OH-，据电荷守恒可知，K+通过A膜向阴极定向移动，则阴极溶液浓度增大，所以X溶液是较浓溶液，故C正确； D．Ni为阴极，电极反应式为，阴极生成OH-，据电荷守恒可知，K+通过A膜向阴极定向移动，则A膜是阳离子交换膜，故D错误； 故答案为D。 13. 微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图1为其工作原理，图2为废水中离子浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是 A. M为电源负极，有机物被氧化 B. 处理1 mol时有6molH+从交换膜左侧向右侧迁移 C. 电池工作时，N极附近溶液pH增大 D. 离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活 【答案】B 【解析】 【详解】A.由图可知，该电池中有机物在微生物的作用下发生氧化反应生成CO2，所以. M为电源负极，有机物被氧化，故A正确； B.处理1 molCr2O72－时需要6mol电子，但是同时也会有定量的氧气得到电子，从交换膜左侧向右迁移的氢离子的物质的量大于6mol，故B错误； C.有图可知，电池工作时，N极上氧气得到电子与氢离子结合成水，所以氢离子浓度减小，N附近溶液pH增大，故C正确； D.由题可知，当Cr2O72－离子浓度较大时，其去除率几乎为0，又因为其有强氧化性和毒性，所以可能会造成还原菌的蛋白质变性而失活，故D正确。 故选B。 14. 研究小组进行如下表所示的原电池实验: 实验编号 ① ② 实验装置 实验现象 连接好装置5分钟后，灵敏电流计指针向左偏转，两侧铜片表面均无明显现象 连接好装置。开始时左侧铁片表面持续产生气泡，5分钟后，灵敏电流计指针向右偏转，右侧铁片表面无明显现象 下列关于该实验的叙述中，正确的是 A. 两装置的盐桥中，阳离子均向右侧移动 B. 实验①中，左侧的铜被腐蚀 C. 实验②中，左侧电极的电极反应式为：2H＋+2e－=H2↑ D. 实验①和实验②中，均有O2得电子的反应发生 【答案】D 【解析】 【详解】A. ①电子移动的方向从负极流向正极，即左侧铜为正极，右侧铜为负极，根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，即向左侧移动，②5min后，灵敏电流计指针向右偏转，说明左侧铁作负极，右侧铁作正极，根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即向右侧移动，A项错误； B. 根据A选项分析，实验①中左侧铜没有被腐蚀，右侧铜被腐蚀，B项错误； C. 实验②中连接好装置，5分钟后，灵敏电流计指针向右偏转，说明左侧铁作负极，右侧铁作正极，即左侧电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，C项错误； D. 实验①左侧电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O，实验②5min后，右侧铁片电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，均是吸氧腐蚀，D项正确； 答案选D。 二、填空题(共58分)。 15. 为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定，可进行理论推算。 （1）现有如下两个热化学方程式： ； 。 则a_______(填“>”、“<”或“=”)b。 （2）拆开1气态物质中某种共价键需要吸收的能量叫键能，部分化学键键能如下表。 化学键 键能/() 436 C 945 已知反应 ，试根据表中所列键能数据计算_______。 （3）某研究所的科研人员在新型纳米催化剂和的表面将转化为烷烃，其过程如图所示。 图中转化为的反应为 。 已知： ， 则图中转化为的热化学方程式是_______。 （4）甲醇()是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。实验测得16g液态甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出363.25的热量，写出表示甲醇燃烧热(摩尔燃烧焓)的热化学方程式：_______。 （5）某种微生物甲醇燃料电池示意图如图所示，电解质溶液为酸性，电池中的质子交换膜只允许质子()和水分子通过。请回答下列问题： ①A电极附近甲醇发生的电极反应式是_______。 ②电池工作结束后，B电极室溶液中的浓度跟工作前相比_______(填“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积的变化忽略不计)。 【答案】（1）< （2）391 （3） （4） （5） ①. ②. 不变 【解析】 【分析】（5）原电池中阳离子向着正极移动，根据装置示意图中氢离子移动方向可判断，B电极为正极，A电极为负极； 【小问1详解】 氢气与氧气反应分别生成水蒸气、液态水，反应物总能量相同，生成的液态水能量低，生成的水蒸气能量高，说明生成液态水放出能量更多，焓变更小，即； 【小问2详解】 根据焓变=反应物总键能-生成物总键能，则，解得：； 【小问3详解】 ①；②；根据盖斯定律：得； 【小问4详解】 16g液态甲醇物质的量为0.5mol，在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出363.25的热量，则甲醇燃烧热的热化学方程式：； 【小问5详解】 ①根据分析可知，A电极为该燃料电池负极，发生氧化反应，电极反应式：； ②根据分析可知，B电极为该燃料电池正极，氧气在电极发生还原反应，电极反应式：，结合A、B电极反应式及得失电子守恒可知，转移一定量电子时，B电极消耗的氢离子与A电极产生的氢离子等量，氢离子透过离子交换膜移向B电极，则氢离子浓度不变。 16. 氯碱工业是化工产业的重要基础，其装置示意图如下图。生产过程中产生的氯酸盐副产物需要处理。 已知：当升高时，易歧化为和。 （1）①电解饱和溶液的离子方程式为_______。 ②电极a接电源的_______(填“正”或“负”)极，电极反应式为_______。 ③离子交换膜主要允许_______(填离子符号)通过。 ④结合化学用语解释b极区产生较浓的原因：_______。 （2）下列关于产生的说法中，合理的是_______(填序号)。 a．主要在阴极室产生 b．在电极上放电，可能产生 c．阳离子交换膜破损导致向阳极室迁移，可能产生 （3）可用盐酸处理淡盐水中的并回收。 ①反应的离子方程式为_______。 ②处理时，盐酸可能的作用是。 ⅰ．提高，使氧化性提高或还原性提高； ⅱ．提高，_______。 ③用图装置验证ⅰ，请补全操作和现象：闭合K，至指针读数稳定后_______。 【答案】（1） ①. ②. 正 ③. ④. (或、) ⑤. b极发生：，浓度增大，同时从阳极区通过阳离子交换膜进入b极区，浓度增大，故浓度增大 （2）bc （3） ①. ②. 使还原性增强 ③. 先向左侧烧杯中加入少量硫酸，观察电压表示数是否变化；再向右侧烧杯中加入等量硫酸，观察电压表示数是否变化 【解析】 【小问1详解】 ①电解饱和溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为。 ②根据图示，a极氯离子失电子生成氯气，a极发生氧化反应，a是阳极；电极a接电源的正极，电极反应式为。 ③为防止氯化钠与氢氧化钠混合，离子交换膜为阳离子交换膜，主要允许Na+通过。 ④b是阴极，阴极发生反应，浓度增大，同时从阳极区通过阳离子交换膜进入b极区，浓度增大，故浓度增大。 【小问2详解】 a．当升高时，易歧化为和，阴极发生还原反应，氯元素化合价不可能升高，不可能在阴极室产生，故a错误； b．在阳极失电子可能产生，故b正确； c．阳离子交换膜破损导致向阳极室迁移，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠，易歧化为和，故c正确； 选bc； 【小问3详解】 ①酸性条件下，氯离子和发生归中反应生成氯气，反应的离子方程式为。 ②处理时盐酸作还原剂。 ⅱ．盐酸作还原剂，盐酸可能的作用是提高，使还原性提高。 ③用图装置验证ⅰ，若增大右侧烧杯中氢离子浓，电流计指针发生偏转，说明提高 还原性提高；若增大左侧烧杯中氢离子浓，电流计指针发生偏转，说明提高 氧化性提高；实验操作和现象为先向左侧烧杯中加入少量硫酸，观察电压表示数是否变化；再向右侧烧杯中加入等量硫酸，观察电压表示数是否变化。 17. 电化学原理在生产生活中运用广泛，也常用于物质的制备。 （1）以、、熔融组成的燃料电池电解制备，装置如下图所示，右侧池中隔膜仅允许通过。回答下列问题。 ①甲池内阳离子向石墨_______移动(填“1”或者“2”)。 ②如上图，在石墨1电极放电生成Y，Y可循环使用，甲池工作时，石墨2电极上发生的电极反应式为_______。 ③电极上发生的电极反应式为_______。 ④每制得1，理论上消耗_______。 （2）我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如下图所示： ①生成锂单质的电极反应式是_______。 ②理论分析，阳极电解产物可能有、。 ⅰ．生成的电极反应式是_______。 ⅱ．实验室模拟上述过程，气体中未检测到，推测可能是溶于水。写出与水反应的化学方程式_______。 ⅲ．取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极放电。实验所用的试剂及现象是_______。 可选试剂：溶液、溶液、淀粉溶液、品红溶液 【答案】（1） ①. 2 ②. ③. ④. 0.125 （2） ①. ②. ③. ④. 溶液和淀粉溶液，溶液变蓝(或品红溶液，溶液褪色) 【解析】 【小问1详解】 由图可知，甲池为燃料电池，通入甲烷的石墨1电极为燃料电池的负极，碳酸根离子作用下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，石墨2电极为正极，二氧化碳作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成碳酸根离子；乙池为电解池，铂电极1为电解池的阳极，硝酸作用下四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮，铂电极2为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气； ①由分析可知，甲池内通入甲烷的石墨1电极为燃料电池的负极，石墨2电极为正极，所以阳离子钠离子向石墨2移动，故答案为：2； ②由分析可知，甲池工作时，石墨2电极为正极，二氧化碳作用下氧气在正极得到电子发生氧化反应生成碳酸根离子，电极反应式为，故答案为：； ③铂电极1为电解池的阳极，无水硝酸作用下四氧化二氮在阳极失去电子发生氧化反应生成五氧化二氮，电极反应式为，故答案为：； ④制得1mol五氧化二氮时，转移1 mol电子，1 mol甲烷转移8 mol电子，由得失电子数目守恒可知，理论上消耗甲烷的物质的量为=0.125 mol，故答案为：0.125； 【小问2详解】 由锂离子移动方向可知，上面电极为电解池的阴极，锂离子在阴极上得到电子发生还原反应生成金属锂，下面电极为阳极，理论上，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，同时水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子； ①由分析可知，上面电极为电解池的阴极，锂离子在阴极上得到电子发生还原反应生成金属锂，电极反应式为，故答案为：； ②ⅰ．由分析可知，生成氧气的电极反应为水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为，故答案为：； ⅱ．氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应的化学方程式为，故答案为：； ⅲ．氯气能与碘化钾溶液反应生成氯化钾和使淀粉溶液变蓝色的单质碘，则证实溶液中碘离子放电的试剂和现象为碘化钾溶液和淀粉溶液，溶液变蓝；氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，具有强氧化性的次氯酸能使品红溶液褪色，则证实溶液中碘离子放电的试剂和现象也可以为品红溶液，溶液褪色，故答案为：溶液和淀粉溶液，溶液变蓝(或品红溶液，溶液褪色)。 18. 利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-(其中C元素的化合价为+2价)，装置如下图所示。 (1)在该装置中，左侧Pt电极为_______(填“阴极”或“阳极”)。 (2)装置工作时，阴极除有HCOO-生成外，还可能生成副产物降低电解效率。 已知：电解效率。 ①副产物可能是_______(写出一种即可)。 ②标准状况下，当阳极生成氧气体积为224 mL时，测得整个阴极区内的c(HCOO-) = 0.017 mol/L，电解效率为_______(忽略电解前后溶液的体积变化)。 (3)研究表明，溶液pH会影响CO2转化为HCOO-的效率。图2是CO2(以H2CO3计)在水溶液中各种存在形式的物质的量分数δ随pH变化的情况。 ①pH>12时，CO2几乎未转化为HCOO-，此时CO2在溶液中的主要存在形式为_______。 ②pH=8.5时，CO2的转化效率较高，溶液中相应的电极反应式为_______。有人认为，在此条件下装置工作一段时间后，阴极附近溶液的pH几乎不发生变化(忽略电解前后溶液的体积变化)。你是否同意他的观点，并请说明理由：_______。 【答案】 ①. 阳极 ②. H2 (或CO等其它合理答案) ③. 85% ④. CO ⑤. H2O + HCO+2e-= HCOO- + 2OH- (或3HCO+ 2e- = HCOO- + 2CO+ H2O) ⑥. 同意,阴极发生电极反应H2O + HCO + 2e- = HCOO- + 2OH-的同时，阳极发生电极反应 2H2O – 4e- = O2 + 4H+，当外电路转移2 mol电子时，2 mol H+通过质子交换膜向阴极移动，恰好与阴极生成的2 mol OH-中和。 【解析】 【详解】(1)右侧通入CO2，得电子被还原生成HCOO-，所以右侧Pt电极为阴极，则左侧Pt电极为阳极； (2)①右侧Pt电极即阴极上的副产物会降低电解效率，阴极上CO2被还原，其还原产物还可能为CO或其他低价态的C元素，会降低效率，或者溶液中水电离出的氢离子被还原生成氢气也会降低电解效率； ②阳极水电离出氢氧根放电生成氧气，电解反应式2H2O – 4e- = O2 + 4H+，标况下224mL氧气的物质的量为=0.01mol，转移0.04mol电子，1个CO2转化为HCOO-转移2个电子，所以电解效率为=85%； (3)①据图可知当pH>12时，CO2在溶液中的主要存在形式为CO； ②据图可知当pH=8.5时，CO2在溶液中的主要存在形式为HCO，HCO得电子被还原成HCOO-，电解反应式为H2O + HCO+2e-= HCOO- + 2OH- (或3HCO+ 2e- = HCOO- + 2CO+ H2O)；阴极发生电极反应H2O + HCO + 2e- = HCOO- + 2OH-的同时，阳极发生电极反应 2H2O – 4e- = O2 + 4H+，当外电路转移2 mol电子时，2 mol H+通过质子交换膜向阴极移动，恰好与阴极生成的2 mol OH-中和，所以同意该同学的观点。 19. 利用电极反应可探究物质氧化性、还原性的变化规律。 【查阅资料】氧化还原电对的两种微粒中，电极电势越高，氧化型微粒的氧化性越强；电极电势越低，其还原型微粒的还原性越强，几组电极电势如下表： 氧化还原电对(氧化型/还原型) 标准电极电势() +0.77 +0.54 回答下列问题： （1）利用和氯水，设计实验证明还原性，实验如下图所示，向0.1溶液中滴加几滴氯水，溶液变成黄色，再滴加几滴溶液，能证明还原性的现象是______，有关反应的离子方程式为_______。 （2）为进一步验证实验1中的结论，设计双液电池的实验装置如下图所示。 ①电极材料、均是石墨电极；请补充装置中乙烧杯所加试剂_______。 ②能证明还原性的现象除了电流表指针偏转，还有_______。 （3）有同学认为还可以通过电解反应来证明还原性，为此设计了如下实验：利用惰性电极电解0.1的溶液，探究外界条件对电极反应产物的影响，实验数据如下表所示： 序号 电压 阳极现象 阴极现象 实验1 1.5 5.5 滴加淀粉溶液显蓝色，滴加溶液不显红色 无气泡，银白色金属析出 实验2 3.0 5.5 滴加淀粉溶液显蓝色，滴加溶液显浅红色 无气泡，银白色金属析出 实验3 1.5 1.0 滴加淀粉溶液显蓝色，滴加溶液不显红色 较多气泡，极少量金属析 ①实验1中，阴极反应式为_______ ②ⅰ．由实验1、2阳极现象差异可得出有关阳极放电规律的结论为当相同时_______。 ⅱ．由实验1、3阴极现象的差异可得有关阴极放电规律的结论为_______。 【答案】（1） ①. 加入溶液后溶液无明显变化(溶液仍为黄色，不变红) ②. （2） ①. 0.2溶液(其他合理答案含0.2的溶液) ②. 取左侧烧杯中溶液，滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀(左侧烧杯中溶液由棕黄色变为浅绿色也可) （3） ①. ②. 电压较低时，阳极上只有放电，产物为，电压较高时，阳极上、都放电，产物为和 ③. 小时，放电、几乎不放电，大时，放电，不放电 【解析】 【分析】该实验是需要通过资料信息、设计氧化还原反应的实验及电化学实验，探究微粒的氧化性强弱。需要对信息进行筛选利用。 【小问1详解】 向0.1溶液中滴加几滴氯水，溶液变成黄色，再滴加几滴溶液，能证明还原性的现象是：加入溶液后溶液无明显变化(溶液仍为黄色，不变红)；发生的离子反应方程式为：； 【小问2详解】 ①为进一步验证实验1中的结论，甲烧杯中加入了0.1mol/L的溶液，则乙烧杯中应加入含0.2的溶液，加入0.2溶液； ②除了电流表指针偏转外，设计甲烧杯中生成或乙烧杯中生成的实验都可以证明结论。故答案为：取左侧烧杯中溶液，滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀(左侧烧杯中溶液由棕黄色变为浅绿色也可)； 【小问3详解】 ①根据实验1的阴极现象，无气泡，银白色金属析出，应该是生成了铁单质，阴极的电极反应式为：； ②实验1和实验2的pH相同、电压不同，现象不同，证明发生不同反应的原因是由电压不同导致的。电压较低时，阳极上只有放电，产物为，电压较高时，阳极上、都放电，产物为和； ⅱ．实验1和实验3则是电压相同、pH不同的条件下发生电解，阴极现象不同的原因应由pH角度解释。在电压相同的条件下，溶液pH较高时，阳极反应，2I-－2e-=I2，阴极反应Fe2++2e-=Fe；当pH较低时，阳极反应，2I-－2e-=I2，阴极反应分别为：Fe2++2e-=Fe、2H++2e-=H2↑，由此得出结论： 小时，放电、几乎不放电，大时，放电，不放电。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $