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、选择题 1．“三酸二碱”在化工生产中有着重要的应用。下列说法正确的是 A．用过量的高压空气，以提高硫铁矿的燃烧利用率和SO2的催化氧化转化率 B．氯碱工业是中国现代化工之母，其主要反应是电解海水，得到烧碱和氯气，因此称为氯碱工业 C．合成氨工业为硝酸工业和纯碱工业提供了多种原料 D．如图是工业制盐酸的设备及其简易图 2．双极膜在电场作用下可以提供OH-和H+。科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO2，其原理如图所示。下列说法正确的是 A．与电源正极相连一极为电极X B．隔膜1、隔膜2均为阳离子交换膜 C．循环液1和循环液2中的成分相同 D．该方法可以同时将海水进行淡化 3．一种酸性生物燃料电池应用的原理如图所示，下列说法错误的是 A．Ca2+、Mg2+透过离子交换膜X移向a极 B．负极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+ C．1molC6H12O6转化为CO2，迁移到正极区的离子总数为12NA D．该装置可用于硬水软化，同时还可产生电能 4．1971年Tekkosha公司利用金属钠可溶于水银形成液态的合金“钠汞齐”这一性质，通过电解饱和食盐水得到金属钠，制取钠汞齐的实验装置如图所示。下列说法错误的是 A．b电极是阴极 B．若没有玻璃套管，b电极反应式为2H2O +2e-= H2 ↑+2OH- C．电解过程中玻璃套管下端的银白色液面上升 D．水银层的质量每增加0.23 g， 理论上c口会逸出112 mL气体 5．下列离子方程式与所给事实不相符的是 A．通入氢氧化钠溶液： B．盐酸去除水垢中的： C．利用覆铜板制作印刷电路板： D．用两个铜电极电解溶液： 6．铝—石墨双离子电池是一种全新的高效、低成本储能电池，电池反应为，电池装置如图所示。下列说法正确的是 A．AlLi合金作原电池的正极 B．放电时移向正极 C．充电时，电路中转移1 mol电子，阴极质量增加9 g D．充电时，阳极反应为 7．一块铆有铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中的示意图如图，下列说法正确的是 A．铜板表面有气泡生成 B．在干燥空气中该铜板也容易腐蚀 C．铁铆钉表面的电极反应： D．一段时间后，向水膜滴加一滴酚酞溶液，出现浅红色 8．和都是比较稳定的分子，科学家利用下图电化学装置实现两种分子的耦合转化。下列说法不正确的是 A．阴极发生还原反应 B．电极A与电源负极相连 C．电极B包含反应： D．生成的乙烯和乙烷的体积比为1：2，则消耗的和体积比为2：3 9．化学与生活息息相关。下列叙述错误的是 A．热的碳酸钠溶液可用于去除餐具的油污 B．明矾作净水剂，可用于自来水的杀菌消毒 C．农村推广风力发电、光伏发电有利于“碳达峰、碳中和” D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，采用的是牺牲阳极保护法 10．NOx是主要大气污染物，利用反应NO2 + NH3 → N2 + H2O消除NO2污染的电化学装置如图所示。下列说法错误的是 A．外电路的电流方向为b → a B．b极的电极反应为：4H2O + 2NO2 + 8e− = N2 + 8OH− C．若离子交换膜为阴离子交换膜，则左池NaOH溶液浓度将增大 D．电路中转移4 mol电子时理论上可消除标准状况下1 mol NO2的污染 11．探究铜及其化合物的性质，下列实验方案设计、现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 铁片与铜片用导线相连，放入盛有浓硝酸的烧杯中 铜片不断溶解，而铁片表面无明显变化 该情况下，铜单质的还原性强于铁单质 B 向铜丝与浓硫酸反应后的溶液中加蒸馏水稀释 溶液变为蓝色 该反应的产物中有产生 C 在试管中加入2mL 10% NaOH溶液，再加入5滴5% 溶液，振荡后加入0.5mL乙醛溶液，加热 有砖红色沉淀产生 乙醛能将新制氢氧化铜悬浊液还原为 D 向10mL 0.1mol/L 溶液中滴入2mL 0.1mol/L 溶液，再加入2mL 0.1mol/L 溶液 开始有白色沉淀产生，后产生黑色沉淀 Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS) A．A B．B C．C D．D 12．某原电池的总反应离子方程式为：，不能实现该反应的原电池为 A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液 B．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 C．正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D．正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 13．如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气的工艺流程。该方法对H2S的吸收率达99%以上，并可制取H2和S。下列说法不正确的是 A．实验室可用充分燃烧的方法消除H2S污染 B．吸收H2S的离子方程式为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ C．电解过程中的阴极反应主要为：2H+ +2e- =H2↑ D．该工艺流程体现绿色化学思想 14．利用反应：6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示。下列说法不正确的是 A．电流方向从B电极→负载→A电极→电解质溶液→B电极 B．为使电池放电时间更长，离子交换膜应选择阴离子交换膜 C．电极B极反应式为2NO2+8e-＋4H2O=N2＋8OH- D．当有2.24LNH3(标准状况)被处理时，转移电子为0.6mol 15．锌-空气燃料电池具有比能量高、容量大、使用寿命长等优点，其工作原理为，装置如图所示。 下列说法错误的是 A．电池工作时移向电极 B．每消耗标准状况下，电路中通过电子 C．负极反应式为 D．多孔石墨可增大氧气与电解质溶液的接触面积，加快电池反应速率 二、填空题 16．能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。 Ⅰ.依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_____（填序号)。 A．C(s)＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH＞0 B．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＜0 C．2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g) ΔH＞0 D．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＜0 若以稀硫酸为电解质溶液，则该原电池的正极反应式为______________________。 Ⅱ．如图所示的装置，X、Y都是惰性电极。将电路接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色。试回答下列问题： (1)(甲)装置是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，则a处通入的是_______（填“CH4”或“O2”），电极上发生的电极反应式是__________________； (2)在（乙）装置中，（乙）装置中总反应的离子方程式是：______________. (3)如果（丙）装置中精铜电极的质量增加了6.4g，则（甲）装置中消耗的 CH4的质量为____。 (4)(丁)装置中在通电一段时间后，Y电极上发生的电极反应式是_______。 17．依据氧化还原反应：2Ag +(aq)＋Cu(s)=Cu 2+(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。 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，发生的电极反应为 _______； (3)外电路中的电子是从 _______电极流向 _______电极。外电路中每通过0.1 mol电子，银电极的质量理论上增加 _______g。 (4)原电池工作时，盐桥(装有琼脂-KCl的U型管)里的Cl -移向 _______电极。 18．海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。 (1)N极为该电池的___________极。该电池的总反应为：___________ (2)N极上发生的电极反应为：___________、___________ (3)玻璃陶瓷的作用是___________ 19．原电池是化学对人类的一项重大贡献。 某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。 (1)a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是_______。 (2)a和b用导线连接，Cu极为原电池_______极(填“正”或“负”)，该电极反应式是_______，溶液中的移向_______(填“Cu”或“Zn”)极。 (3)无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀，若转移了0.2 mol电子，则理论上Zn片质量减轻_______g。 20．海水资源可以有效利用，有时也会给生产、生活带来困扰，阅读如图，回答问题： (1)氯碱工业能耗大，通过如图Ⅰ改进的设计，可大幅度降低能耗，下列说法正确的是：___________。 A．电极A接电源负极，发生还原反应 B．电极B的电极反应式为： C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的溶液 D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗 (2)图Ⅱ中铁棒浸入一段时间之后发现，越靠近烧杯底部发生电化学腐蚀就越轻微，则发生该腐蚀时，正极的电极反应式为： 。 (3)图Ⅲ所示的方案可以降低铁闸门的腐蚀速率。下列判断正确的是：___________。 A．若为导线，可以是铜 B．若为导线，铁闸门上的电极反应式为 C．若为直流电源，铁闸门做负极 D．若为直流电源，极上发生氧化反应 21．甲、乙、丙为常见单质。A、B、C、D、E、F、G、H均为中学化学中常见的化合物，其中B、G的焰色反应均为黄色，C能使品红溶液褪色。在一定条件下，各物质相互转化关系如图所示。 请回答下列问题： (1)用化学式表示：丙为__________，H为__________。 (2)A的电子式为___________________________________________________。 (3)电解E的水溶液时，E起到的作用是_______________________________。 (4)写出B＋C—→D的化学方程式：__________________________________； 写出E＋G—→F的离子方程式：____________________________________。 22．冰晶石又名六氟铝酸钠()，白色固体，微溶于水，常用作电解铝工业的助熔剂。工业上用萤石(主要成分是)、浓硫酸、氢氧化铝和碳酸钠溶液通过湿法制备冰晶石，某化学实验小组模拟工业上制取的装置图如图(该装置均由聚四氟乙烯仪器组装而成)。已知： 回答下列问题： (1)实验仪器不能使用玻璃仪器的原因是_______(用化学方程式表示)。 (2)装置Ⅲ的作用为_______。 (3)在实验过程中，装置Ⅱ中有气体逸出，同时观察到有白色固体析出，请写出该反应的离子方程式：_______。 (4)装置Ⅱ反应后的混合液经过过滤可得到晶体，在过滤操作中确定沉淀已经洗涤干净的方法是_______。 (5)在电解制铝的工业生产中，阳极的电极反应式为_______。 (6)萤石中含有少量的杂质，可用装置Ⅰ反应后的溶液来测定氟化钙的含量。具体操作如下：取8.0g萤石加入装置Ⅰ中，完全反应后，将混合液加水稀释，然后加入足量的KI固体，再以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，当出现_______现象时，到达滴定终点，消耗标准溶液40.00mL，则萤石中氟化钙的百分含量为_______。(已知：) 23．用如下装置进行实验： (1)关闭上端止水夹，接通K1，一段时间后用压强传感器测得装置上部压强减小，铁棒表面出现锈迹。则铁棒主要发生，_______腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)；此时碳棒上的电极反应式为：_______。 (2)Na2FeO4是一种新型净水剂，可以通过以下反应制备：Fe(OH)2+2Cl2+6NaOH=Na2FeO4+4NaCl+4H2O，为制得Na2FeO4，用一支倒扣的漏斗罩住碳极，如图，首先打开止水夹，断开K1、K2，接通K3。几分钟后，漏斗中产生的气体是_______；此时发生的总反应化学方程式为：_______。 (3)断开K1、K3，接通K2。阳极的电极反应式为_______。打开漏斗上口软塞，发生(2)中反应生成Na2FeO4。 (4)Na2FeO4有强氧化性可用于杀菌消毒，还可净水，其净水的原理是_______。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．制备硫酸的过程中，接触室中常压下二氧化硫的转化率已很高，不需要高压空气，采用过量常压空气即可，故A错误； B．海水含杂质，应首先净化，工业用电解饱和食盐水制备氯气和氢氧化钠，故B错误； C．合成氨工业是工业制硝酸的基础，产生的氨气通入饱和NaCl溶液中，再向其中通入过量的CO2生成NaHCO3，合成氨工业为硝酸工业和纯碱工业提供了多种原料，故C正确； D．上图是工业上氯气与氢气化合产生HCl的设备，HCl被水吸收才得到盐酸，故D错误； 故选C。 2．B 解析：A．电极X上发生反应：，电极X上发生得电子的还原反应，X作阴极，应与电源负极相连，故A错误； B．由电极X反应可知，循环液1中负电荷数增加，为平衡溶液中电荷，则海水中的钠离子应通过隔膜1；电极Y反应为：，循环液2中负电荷数减少，为平衡溶液中电荷，则循环液中钾离子应通过隔膜2进入左室，这样才能保持循环液中的离子不出现交换，故B正确； C．由图中信息可知循环液1中最终含、循环液2中最终含，两者成分不同，故C错误； D．由上述分析可知海水中钠离子最终移向阴极区，但氯离子不能通过双极膜进入阳极区，同时钠离子最终仍在处理后的海水中，因此不能实现海水淡化，故D错误； 故选：B。 3．A 【分析】根据电子流向可知，a为负极、b为正极； 解析：A．原电池中阳离子向正极移动，则Ca2+、Mg2+透过离子交换膜Y移向b极，A错误； B．负极中C6H12O6得到电子发生氧化反应生成二氧化碳，反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+，B正确； C．由B电极式可知，1molC6H12O6转化为CO2，则会有24mol氯离子迁移到负极区；钙离子、镁离子均带2个单位正电荷，根据电荷守恒可知，迁移到正极区的离子总数为12NA，C正确； D．该装置为化学能转化为电能的装置，且得到软水，故可用于硬水软化，同时还可产生电能，D正确； 故选A。 4．D 【分析】金属钠可与水银形成钠汞齐，说明在水银处有Na生成，发生还原反应，则水银为阴极，Na++e-+nHg=Na·nHg，石墨为阳极，2Cl--2e-=Cl2↑； 解析：A．b电极处与水银相连，为阴极，选项A正确； B．若没有玻璃套管，b电极反应式为2H2O +2e-= H2 ↑+2OH-，选项B正确； C．因形成钠汞齐，故电解过程中玻璃套管下端的银白色液面上升，选项C正确； D．没有注明标准状况下，故无法计算气体体积，选项D错误； 答案选D。 5．D 解析：A．氯气通入氢氧化钠溶液，反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，该反应的离子方程式为：Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O，故A正确； B．用盐酸溶液除去水垢中的CaCO3的离子方程式为：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，故B正确； C．覆铜板制作印刷电路板的离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，故C正确； D．用两个铜电极电解MgCl2溶液，Cu会参与氧化还原反应，阳极上Cu失去电子生成Cu2+，阳极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则总反应的离子方程式为：Cu+2H2OH2↑+Cu(OH)2，故D错误； 故选D。 6．D 【分析】根据电池反应为，Li化合价升高，因此AlLi作负极，中P化合价降低，作正极。 解析：A．根据前面分析AlLi合金作原电池的负极，故A错误； B．原电池“同性相吸”，因此放电时移向负极，故B错误； C．充电时，阴极反应式为，电路中转移1 mol电子，阴极生成1mol AlLi，其质量增加7 g，故C错误； D．放电时正极反应为，则充电时，阳极反应为，故D正确。 综上所述，答案为D。 7．D 【分析】铁铆钉的铜板暴露在潮湿空气中形成一个铁铜原电池，铁为负极，发生Fe-2e-=Fe2+，铜为正极，又因为是中性环境，发生吸氧腐蚀，发生O2+4e-十2H2O=4OH-。 解析：A．Cu表面发生O2+4e-十2H2O=4OH-，没有气泡产生，故A错误； B．在干燥的空气中不能形成原电池，不易腐蚀，故B错误； C．Fe表面发生腐蚀，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，故C错误； D．铜为正极，发生O2+4e-十2H2O=4OH-碱性增强，加入酚酞后，出现浅红色，故D正确； 答案选D。 8．D 【分析】由图可知，电极B上甲烷反应生成乙烯、乙烷和水，故O2-迁移至电极B，电极B为阳极，电极A为阴极，CO2在其表面被还原为CO。 解析：A．电极A为阴极，阴极发生还原反应，A正确； B．电极A为阴极，与电源负极相连，B正确； C．电极B上甲烷反应生成乙烯、乙烷和水，故电极B包含反应：，C正确； D．生成的乙烯和乙烷的体积比为1：2，设生成的乙烯和乙烷的物质的量为1mol、2mol，根据碳原子守恒，消耗甲烷的物质的量为6mol，转移电子的物质的量为：4mol+4mol=8mol，CO2被还原为CO，根据得失电子守恒，消耗CO2的物质的量为4mol，故消耗的和体积比为：6：4=3：2，D错误； 故选D。 9．B 解析：A．碳酸钠溶液中碳酸根离子水解显碱性，能使油脂水解，水解是吸热反应，加热促进水解，溶液的碱性增强，可用于去除餐具的油污，故A正确； B．明矾水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮物形成沉淀而净水，但没有强氧化性，不能用于杀菌消毒，故B错误； C．风力发电、光伏发电不会产生二氧化碳，有利于“碳达峰、碳中和”，故C正确； D．镁比铁活泼作负极，铁作正极被保护，电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，采用的是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确。 答案选B。 10．C 【分析】利用反应NO2 + NH3 → N2 + H2O消除NO2污染，a极氨气失去电子发生氧化反应，为负极；b极二氧化氮得到电子发生还原反应，为正极； 解析：A．电流由正极流向负极，故外电路的电流方向为b → a，A正确； B．b极二氧化氮得到电子发生还原反应生成氮气和氢氧根离子，b极的电极反应为：4H2O + 2NO2 + 8e− = N2 + 8OH−，B正确； C．a极氨气失去电子发生氧化反应，反应为，若离子交换膜为阴离子交换膜，消耗氢氧根离子由右侧迁移过来，但是反应生成水导致左池NaOH溶液浓度将减少，C错误； D．根据电子转移可知，2NO2~8e−，电路中转移4 mol电子时理论上可消除标准状况下1 mol NO2的污染，D正确； 故选C。 11．C 解析：A．铁片表面无变化是因为铁发生了钝化，仍是铁的还原性强于铜，故A错误； B．验证铜与浓硫酸反应后的产物，应将反应液倒入盛水的烧杯中，防止浓硫酸稀释时液滴飞溅，故B错误； C．用新制氢氧化铜碱性悬浊液可以检验醛基存在，新制氢氧化铜碱性悬浊液有弱氧化性，在加热下被醛基还原为砖红色的氧化亚铁沉淀，故C正确； D．Na2S与ZnSO4反应中，Na2S过量，可以继续与CuSO4反应产生黑色沉淀，无法证明由硫化锌转化为了硫化铜，故无法得出Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)的结论，故D错误； 答案选C。 12．B 解析：自发的氧化还原反应可以设计成原电池；根据2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋可以判断，铁作负极发生氧化反应生成亚铁离子，比Fe活泼性弱的Cu、Ag或C棒作正极，电解质溶液中含有Fe3＋在正极放电发生还原反应生成亚铁离子；锌做负极，锌会发生氧化反应生成锌离子，故B不符合题意； 故选B。 13．A 【分析】氯化铁与硫化氢发生氧化还原反应生成盐酸、S和氯化亚铁，过滤后滤液中含HCl、FeCl2，电解时发生2HClH2↑+Cl2↑，氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁，氯化铁可循环利用。 解析：A．H2S完全燃烧的产物是SO2和水，SO2是大气污染物，不能用充分燃烧的方法消除H2S污染，故A错误； B．FeCl3吸收H2S发生氧化还原反应，生成FeCl2、S、HCl，反应的离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+，故B正确； C．阳极生成氯气，氯气把FeCl2氧化为FeCl3，阴极放出氢气，阴极反应主要为2H+ +2e- =H2↑，故C正确； D．该工艺流程，FeCl3与H2S反应生成FeCl2、S、HCl，电解滤液又生成氯化铁，则FeCl3在该工艺流程中可循环利用，体现绿色化学思想，故D正确； 选A。 14．D 【分析】由反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O可知，反应中NO2为氧化剂，NH3为还原剂，则A为负极，B为正极。 解析：A．B为正极，A为负极，电流由正极经导线流向负极，故A正确； B．原电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，防止二氧化氮反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致原电池不能正常工作，故B正确； C．电解质溶液呈碱性，则正极电极方程式为2NO2+8e-＋4H2O=N2＋8OH-，故C正确； D．当有2.24L NH3（标准状况）即0.1mol 被处理时，转移电子为0.1mol×(3-0)=0.3mol，故D错误； 故选D。 15．B 【分析】由总反应可知，锌极为负极，发生氧化反应生成，石墨极为正极，氧气发生还原反应生成氢氧根离子。 解析：A．原电池中阴离子向负极移动，故电池工作时OH-移向Zn电极，A正确； B．正极发生的反应为：，氧元素化合价由0变为-2，每消耗标准状况下22.4LO2，即消耗1molO2，根据电子守恒可知，电路中通过4mol电子，B错误； C．锌极为负极发生氧化反应生成，负极反应式为，C正确； D．多孔石墨可提高氧气与电解质溶液的接触面积，可以加快反应速率，增大电流强度，D正确； 故选B。 二、填空题 16． D O2 + 4e－ + 4H+ =2H2O CH4 CH4 +10 OH－ －8e－ = CO32－ + 7H2O 2H2O +2Cl－Cl2↑+ +2OH－ + H2↑ 0.4 Cu2+ + 2e－ = Cu 【分析】Ⅰ.依据原电池的构成原理，在理论上可以设计成原电池的反应是放热的自发的氧化还原反应，据此解答。CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)中，氧气得到电子，在正极发生还原反应。 Ⅱ． X、Y都是惰性电极。将电路接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色，说明Fe极是阴极，水电离产生的H+在铁电极上放电，使铁电极附近溶液中OH-浓度增大，溶液显碱性，从而即可推断出碳是阳极，和碳相连的b是正极，a是负极，Y是阴极，X是阳极，精铜是阴极，粗铜是阳极。根据原电池和电解池的工作原理回答相关问题。 解析：Ⅰ.依据原电池的构成原理，自发进行的放热的氧化还原反应在理论上可以设计成原电池的是，A、C是吸热反应，B是非氧化还原反应，因此D正确，若以稀硫酸为电解质溶液，氧气为正极，再酸性环境最终变为水，因此正极反应式为O2 + 4e－ + 4H+ =2H2O；故为：D；O2 + 4e－ + 4H+ =2H2O。 Ⅱ．(1)将电路接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色，说明Fe为阴极，C为阳极，甲装置左边为负极，右边为正极，即则a处通入的是CH4，电极上发生的电极反应式是CH4 +10 OH－ －8e－= CO32－ + 7H2O；故答案为：CH4；CH4 +10 OH－ －8e－= CO32－ + 7H2O。 (2)乙为电解饱和食盐水，其总反应的离子方程式是：2H2O +2Cl－ Cl2↑+ +2OH－ + H2↑，故答案为：2H2O +2Cl－ Cl2↑+ +2OH－ + H2↑。 (3) 256g：6.4g = 16g：xg 解得x = 0.4g，故答案为：0.4。 (4)(丁)装置Y为阴极，其电极上发生的电极反应式是Cu2+ + 2e－ = Cu，故答案为：Cu2+ + 2e－ = Cu。 17．(1)铜 AgNO3溶液 (2)正 Ag+＋e-=Ag (3)铜 银 10.8 (4)铜 【分析】该原电池Cu发生氧化反应生成Cu2+，Ag+发生还原反应生成Ag，根据图示可知，X是Cu，作为负极，Y是含Ag+的溶液，可为AgNO3。 解析：（1）根据总的反应式可知，铜失去电子，银离子得到电子。所以在原电池中负极材料是铜，即X是铜电极。Y是含有银离子的电解质溶液，因此是硝酸银； （2）银电极是正极，溶液中的银离子放电，反应的电极方程式是Ag+＋e-=Ag； （3）外电路中电子从负极即铜电极流向正极即银电极。根据反应式Ag+＋e-=Ag可知，每通过0.1mol电子，银电极的质量就增加0.1mol×108g/mol=10.8g； （4）负极是铜失去电子，生成铜离子。所以要满足溶液的电中性，阴离子氯离子应该向负极即向铜电极移动。 18．(1) 正 2Li+2H2O═2LiOH+H2↑或4Li+ O2+2H2O=4LiOH (2) 2H2O+2e-=2OH-+H2↑ O2+4e-+2H2O=4OH- (3)防止水和Li反应，并能传导离子 【分析】锂海水中，电池M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同时氧气也可以在N极得电子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。则电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑或4Li+ O2+2H2O=4LiOH。 解析：（1）据分析，N极为该电池的正极，该电池的总反应为：2Li+2H2O═2LiOH+H2↑或4Li+ O2+2H2O=4LiOH。 （2）由上述分析可知，N为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反应O2+4e-+2H2O=4OH-。 （3）Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子。 19．(1) (2) 正 Cu (3)6.5 【分析】a、b不连接时，为普通的化学反应，根据金属活动性顺序表规律，Zn与稀硫酸直接发生置换反应；a、b用导线连接时，构成原电池，Zn作负极，Cu作正极，据此分析解答。 解析：（1）a、b不连接时，Zn与稀硫酸直接发生置换反应，反应的离子方程式为：。 （2）a、b用导线连接时，Cu极为正极，电极反应式为：。Cu极附近被消耗，正电荷相对减小，根据溶液电中性规律，向Cu极移动，补充Cu极附近的正电荷。 （3）每摩尔反应时，失去2mol电子，生成。设反应时Zn质量减轻为m，则： ，。 理论上片质量减轻6.5g。 20．(1)CD (2) (3)D 解析：（1） A．电极A为Cl-转化为Cl2，失电子，为阳极，故电极A接电源正极，A错误； B．电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：，B错误； C．右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确； D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过提高反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确； 故答案为CD。 （2）为吸氧腐蚀，正极的电极反应式为； （3） A．X为导线，装置为原电池，降低铁闸门的腐蚀速率，Fe应做正极，故Y活动性应强于Fe，A错误； B．X为导线，装置为原电池，降低铁闸门的腐蚀速率，Fe应做正极，电极反应式为：，B错误； C．若X为直流电源，装置为电解池，降低铁闸门的腐蚀速率，Fe应做阴极，C错误； D．若X为直流电源，装置为电解池，降低铁闸门的腐蚀速率，Y极作阳极，发生氧化反应，D正确； 故答案选D。 21．(1) O2 SO3 (2) (3)增强溶液的导电能力 (4) Na2O2＋SO2==Na2SO4 HCO+OH-=CO+H2O 【分析】甲、乙、丙为常见单质，A、B、C、D、E、F、G、H均为中学化学中常见的化合物，其中B、G的焰色反应均为黄色，均含有Na元素，B能与二氧化碳、水反应生成单质丙，则B为Na2O2，丙为O2，甲为Na，E为NaOH，F为Na2CO3，G的焰色反应为黄色，与氢氧化钠反应得到碳酸钠，判断G为NaHCO3；C能使品红溶液褪色，由单质乙与氧气反应得到，则乙为S，A为Na2S，C为SO2，H为SO3，D为Na2SO4，据此解答。 解析：（1）根据上述分析，甲为Na，乙为S，丙为O2，A为Na2S，B为Na2O2，C为SO2，D为Na2SO4，E为NaOH，F为Na2CO3，G为NaHCO3，H为SO3。 丙为O2，H为SO3，故答案为：O2；SO3； （2）A为Na2S，属于离子化合物，电子式为 ，故答案为：； （3）电解NaOH的水溶液时，实质是电解水，NaOH起到的作用是：增强溶液导电能力，故答案为：增强溶液导电能力； （4）B+C→D是过氧化钠与二氧化硫反应生成硫酸钠，反应化学方程式为：Na2O2+SO2=Na2SO4；E和G是氢氧化钠和碳酸氢钠溶液的反应，反应的离子方程式为：HCO+OH-=CO+H2O，故答案为：Na2O2+SO2=Na2SO4；HCO+OH-=CO+H2O。 22．(1)4HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2O (2)作为安全瓶，防止倒吸 (3)2Al(OH)3＋12HF＋6Na＋＋3=2Na3AlF6↓＋3CO2↑＋9H2O (4)取最后一次洗涤液少许于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀已洗涤干净 (5)2O2-_4e-=O2↑ (6) 溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复 96% 【分析】装置Ⅰ中，用浓硫酸和萤石制备，装置Ⅱ中，、和反应制备冰晶石，装置Ⅲ为防倒吸装置，装置Ⅳ为尾气处理装置。 解析：（1）因为反应中有生成，与反应：，所以装置中的仪器都不能用玻璃仪器； （2）装置Ⅲ的作用为：作为安全瓶，防止倒吸； （3）装置Ⅱ中，、和反应制备冰晶石，反应的方程式为：； （4）晶体表面有，在过滤操作中确定沉淀已经洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液少许于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀已洗涤干净； （5）工业上电解制备铝，阳极的电极反应式为：； （6）和硫酸反应生成，向溶液中加入，发生反应：，再加入标准溶液滴定，用淀粉作指示剂，当滴入最后一滴标准溶液时，溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复，根据，，为0.02moL，质量为，氟化钙的质量为：，质量分数为：。 23．(1) 吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- (2) 氯气 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2 (4)被还原为Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体，利用Fe(OH)3胶体的吸附作用净水 解析：接通K1时，该装置为原电池，Fe为负极，发生吸氧腐蚀，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，碳棒为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-；接通K2时，该装置为电解池，Fe为阳极，电极反应为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，碳棒为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-；接通K3时，该装置为电解池，碳棒为阳极，电极反应为2Cl--2e-= Cl2，Fe为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-。 （1）根据分析，接通K1时，铁棒主要发生吸氧腐蚀；碳棒为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-； （2）根据分析，接通K3时，碳棒为阳极，电极反应为2Cl--2e-= Cl2，因此漏斗中的气体为氯气；此时发生电解饱和NaCl的反应，总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑； （3）根据分析，接通K2时，Fe为阳极，电极反应为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2； （4）Na2FeO4中Fe为+6价，表现强氧化性，在反应后化合价降低，被还原生成Fe3+，Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体，利用Fe(OH)3胶体的吸附作用净水。 学科网（北京）股份有限公司 $$