第1章 章末体系构建（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修1高中同步学案（鲁科版）

章末体系构建 章末综合检测卷(一)　化学反应与能量转化 (时间：90分钟　满分100分) 一、选择题(共16题，1－10题，每题2分，11－16题，每题4分，共44分) 1．下列关于图所示的四个实验装置的说法正确的是(　　) A．装置甲能防止铁钉生锈 B．装置乙为电镀铜装置 C．装置丙中阳离子交换膜能避免氯气与碱反应，且b端产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 D．装置丁能测定中和反应的反应热 解析：选D　A．装置甲中铁做阳极，失电子，故Fe更容易生锈，A错误； B．装置乙中粗Cu作阳极，纯Cu作阴极，为铜的电解精炼，B错误； C．装置丙中b端电极为阴极，产生的气体为氢气，不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，C错误； D．装置丁为测定中和热的装置，D正确。 答案选D。 2．下列选项正确的是(　　) A．图①可表示Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝＋26.7 kJ·mol-1的能量变化 B．图②中ΔH表示碳的燃烧热 C．实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测得混合液最高温度如图③所示(已知V1＋V2＝60 mL) D．已知稳定性：B＜A＜C，某反应由两步构成A→B→C，反应过程中的能量变化曲线如图④所示 解析：选D　A．图①中反应物的总能量比生成物的总能量高，为放热反应，反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)为放热反应，A项错误； B．C的燃烧热是指 1 mol C完全燃烧生成CO2时的反应热，且反应物的总能量高于生成物的总能量，B项错误； C．H2SO4、NaOH溶液的物质的量浓度相等，当二者体积比为1︰2时，二者恰好完全反应，放出的热量最多，混合液温度最高，此时H2SO4溶液为20 mL、NaOH溶液为40 mL，图像于此不符合，C项错误； D.稳定性：B＜A＜C，根据物质的能量越低越稳定知，物质的能量：B＞A＞C，故A→B为吸热反应，B→C为放热反应，A→C为放热反应，D项正确； 答案选D。 3．有一合金由X、Y、Z、W四种金属组成，若将合金放入盐酸中只有Z、Y能溶解；若将合金置于潮湿空气中，表面只出现Z的化合物；若将该合金做阳极，用X盐溶液作电解液，通电时四种金属都以离子形式进入溶液中，但在阴极上只析出X。这四种金属的活动性顺序是(　　) A．Z＞Y＞W＞X B．Y＞Z＞W＞X C．W＞Z＞Y＞X D．X＞Y＞Z＞W 解析：选A　将合金放入盐酸中，只有Z、Y能溶解，说明Z、Y在氢前，X、W在氢后，故C、D错误；若将合金置于潮湿空气中，表面只出现Z的化合物则说明Z为负极，活泼性是Z＞Y，故B错误，若将该合金做阳极，用X盐溶液作电解液，通电时四种金属都以离子形式进入溶液中，但在阴极上只析出X，说明X离子的氧化性最强，所以X的活泼性最弱，故活泼性顺序是：Z＞Y＞W＞X，故选A。 4．已知部分化学键的键能数据如表所示： 化学键 C—H C—C C===C H—H 键能/(kJ·mol) 413 347 614 436 则下列有关反应CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g)的说法正确的是(　　) A．生成1 mol乙烷气体时放出热量123 kJ B．生成1 mol乙烷气体时吸收热量123 kJ C.该反应的热化学方程式为CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g)　ΔH＝＋123 kJ/mol D．该反应为放热反应，无需加热即可发生该反应 解析：选A　A．根据反应方程式可知，该反应的反应焓变为(614＋413×4＋436－347－413×6)kJ/mol＝－123 kJ/mol，则生成1 mol乙烷气体时放出的热量为123 kJ，A正确； B．根据A选项可知，B错误； C．该反应的热化学方程式CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g)　ΔH＝－123 kJ/mol，C错误； D．该反应需在催化剂且加热条件下才能实现，D错误； 答案选A。 5．我国成功研发出一种新型铝—石墨双离子电池，电池结构如图所示。电池总反应为：AlLi＋Cx(PF6)xC＋Al＋PF＋Li＋，则下列有关说法不正确的是(　　) A．放电时，a极的电极反应式是：AlLi－e－＝Li＋＋Al B．充电时，b极与外接电源的正极相连 C．充电时，PF离子向b极移动 D．电池中电解质溶液可能是LiPF6的水溶液 分析：电池工作时的总反应化学方程式为AlLi＋Cx(PF6)xC＋Al＋PF＋Li＋，则放电时AlLi被氧化，a为原电池的负极，电极反应式为AlLi－e－＝Al＋Li＋，b为正极，CxPF6得电子被还原，电极反应式为CxPF6＋e－＝xC＋PF，充电时，电极反应与放电时的反应相反，据此分析。 解析：选D　A．放电时是原电池，a极是负极，负极上发生氧化反应，电极反应式是：AlLi－e－＝Li＋＋Al，故A正确； B．根据分析，放电时b为正极，充电时，b极与外接电源的正极相连，作阳极，故B正确； C．放电时b为正极，充电时，b为阳极，阴离子向阳极移动，PF离子向b极移动，故C正确； D．电池中电解质溶液若是LiPF6的水溶液，溶液中有水，会与AlLi电极反应，不能构成原电池，故D错误； 答案选D。 6．某高能LiFePO4电池工作原理为： (1－x)LiFePO4＋xFePO4＋LixCnLiFePO4＋nC.下列说法不正确的是(　　) A．该电池是二次电池 B．充电时，阳极附近锂元素被氧化 C．放电时Li＋主要从负极区通过隔膜移向正极区 D．放电时，正极电极反应式：xFePO4＋xLi＋＋xe－＝xLiFePO4 分析：根据电池工作原理：(1－x)LiFePO4＋xFePO4＋LixCnLiFePO4＋nC可知，放电时为原电池，C的化合价升高，发生失电子的氧化反应，电极反应式为LixCn－xe－＝xLi＋＋nC，则LixCn所在电极为负极，FePO4所在电极为正极，发生得电子的还原反应，正极电极反应式为xFePO4＋xLi＋＋xe－＝xLiFePO4；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、作电解池的阳极、阴极，阳、阴极电极反应与原电池正、负极的恰好相反；原电池中阳离子向正极移动，据此分析解答。 解析：选B　A．放电时为原电池，充电时为电解池，所以该电池是二次电池，故A正确； B．充电时，阳极上LiFePO4失电子发生氧化反应，阳极的电极反应为LiFePO4－e－＝FePO4＋Li＋，Li＋没发生氧化反应，故B错误； C．原电池中阳离子向正极移动，所以放电时Li＋主要从负极区通过隔膜移向正极区，故C正确； D．放电时，正极上FePO4发生得电子的还原反应，电极反应为xFePO4＋xLi＋＋xe－＝xLiFePO4，故D正确； 故选B。 7．下列关于能量变化的说法正确的是(　　) A．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，冰的能量高 B．化学反应在物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式只有吸热和放热两种 C．已知C(石墨，s)＝C(金刚石，s)ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定 D．化学反应遵循质量守恒的同时，也遵循能量守恒 解析：选D　A．水和冰相比较，冰的能量低，A错误； B．发生化学反应时能量的变化有多种形式，可以表现为热量的变化，还可以变现为光能，B错误； C．ΔH＞0反应吸热，所以石墨的能量较低，能量越低物质越稳定，故石墨更稳定，C错误； D．化学反应遵循质量守恒的同时，也遵循能量守恒，D正确； 答案选D。 8．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下： 下列说法中正确的是(　　) A．CO和O生成CO2是吸热反应 B．在该过程中，CO断键形成C和O C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2 D．状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 解析：选C　A．根据能量——反应过程的图像知，状态I的能量高于状态Ⅲ的能量，故该过程是放热反应，A错误； B．根据状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，故B错误； C．由图Ⅲ可知，生成物是CO2，具有极性共价键，故C正确； D．状态Ⅰ →状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，故D错误。 故选C。 9．铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为：Fe3+＋Cr2+Fe2+＋Cr3+。下列说法一定正确的是(　　) A．电池充电时，b极的电极反应式为： Cr3+＋e－＝Cr2+ B．电池放电时，b极的电极反应式为： Fe2+－e－＝Fe3+ C．电池放电时，Cl－从b极穿过选择性透过膜移向a极 D．电池放电时，电路中每通过0.1 mol电子，Fe3+浓度降低0.1 mol·L-1 解析：选A　A．充电时是电解池工作原理，阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为Cr3+＋e－＝Cr2+，A正确； B．电池放电时，反应是原电池的工作原理，负极发生失电子的氧化反应，电极反应式为Cr2+－e－＝Cr3+，B错误； C．电池放电时，Cl－从正极室穿过选择性透过膜移向负极室，即从a极穿过选择性透过膜移向b极，C错误； D．放电时，电路中每流过0.1 mol电子，就会有0.1 mol的铁离子得电子，减小浓度与体积有关，因此不能确定Fe3+浓度降低数值，D错误； 故合理选项是A。 10．关于图中装置说法正确的是(　　) A．装置①中，盐桥(含有琼胶的KCl饱和溶液)中的K＋移向ZnSO4溶液 B．装置②工作一段时间后，a极附近溶液的pH减小 C．用装置③精炼铜时，c极为纯铜 D．装置④中电子由Zn流向Fe，装置中有Fe2+生成 解析：选C　A．原电池中阳离子向正极移动，铜是正极，所以K＋移向CuSO4溶液，故A错误； B．装置②工作一段时间后，a极与电源的负极相连是阴极，电极反应式为：水中的氢离子放电，产生氢氧根离子，所以溶液的pH值增大，故B错误； C．精炼铜时，纯铜为阴极，所以c为阴极，c极为纯铜，故C正确； D．活泼金属锌是负极，所以产生锌离子，而不是亚铁离子，故D错误； 故选C。 11．S2Cl2和SCl2均为重要的化工原料，都满足8电子稳定结构。 已知：①S2(l)＋Cl2(g)⥫⥬S2Cl2(g)　ΔH1＝x kJ·mol-1 ②S2Cl2(g)＋Cl2(g)⥫⥬2SCl2(g) 　ΔH2＝y kJ·mol-1 ③断裂1mol相关化学键所吸收的能量如下表所示： 化学键 S—S S—Cl Cl—Cl 能量 a b c 下列说法错误的是(　　) A．SCl2的结构式为Cl—S—Cl B．S2Cl2的电子式： Cl··,··S··,··S··,··Cl··,·· C．y＝2b－a－c D．S2(1)＋2Cl2(g)⥫⥬2SCl2(g) 　ΔH＝(x＋y)kJ·mol-1 解析：选C　A．SCl2中，Cl为－1价，位于第ⅦA族，成键数为1，S为＋2价，为第ⅥA族，成键数为2，故A正确； B.S2Cl2中各原子均满足最外层8电子结构，其电子式为 Cl··,··S··,··S··,··Cl··,··，故B正确； C．从微观角度，反应热等于反应物总键能－生成物总键能，即ΔH＝2b＋a＋c－2×2b＝a＋c－2b mol/L，即y＝a＋c－2b，故C错误； D．根据盖斯定律，由①式＋②式得S2(l)＋2Cl2(g)⥫⥬2SCl2(g)　ΔH＝(x＋y)kJ·mol-1，故D正确； 故选C。 12．一种钉(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的示意图如下： 电池工作时发生的反应为： RuⅡRuⅡ*(激发态)；RuⅡ→RuⅢ＋e－ ；I＋2e－→3I－；2RuⅢ＋3I－→2RuⅡ＋I 下列关于该电池的叙述错误的是(　　) A．电池中镀Pt导电玻璃为正极 B．电池工作时，I在镀Pt导电玻璃上放电 C．电池工作时，电解质中I－和I的浓度均不断减少 D．电池工作时，是将太阳能转化为电能 解析：选C　A．根据电池工作时电子从透明导电玻璃流入镀Pt导电玻璃，可知透明导电玻璃为负极，镀Pt导电玻璃为正极，A正确； B．电池工作时，镀Pt导电玻璃为正极，电极反应为I＋2e－＝3I－，正极上I放电，B正确； C.根据电池工作时发生的反应可知，I在正极上得电子被还原为I－，后I－又被RuⅢ氧化为I，I和I－相互转化，C错误； D．电池工作时，是将太阳能转化为电能，D正确； 答案选C。 13．利用光伏电池提供电能处理废水中的污染物(有机酸阴离子用R－表示)，并回收有机酸HR，装置如图所示。下列说法错误的是(　　) A．在光伏电池中a极为正极 B．石墨(2)极附近溶液的pH降低 C．HR溶液：c2＜c1 D．若两极共收集3 mol气体，则理论上转移4 mol电子 解析：选B　A．根据电子移动的方向，可知在光伏电池中a极为正极，b为负极，故A正确； B．石墨(2)为电解池的阴极，H＋得电子变成氢气，使c(H＋)降低，pH升高，故B错误； C．石墨(1)为电解池的阳极，OH－失电子变成氧气，使得c(H＋)升高，透过阳膜进入浓缩室；石墨(2)为电解池的阴极，H＋得电子变成氢气，R－透过阴膜进入浓缩室，使得浓缩室中HR浓度增大，所以HR溶液：c2＜c1，故C正确； D．根据阳极：4OH－—4e－＝O2↑＋2H2O；阴极：4H＋＋4e－＝2H2↑，所以若两极共收集3 mol气体，则理论上转移4 mol电子，故D正确； 所以本题答案：B。 14．我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na－CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2＋4Na⥫⥬2Na2CO3＋C。下列说法错误的是(　　) A．放电时，ClO向负极移动 B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2 C．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－＝2CO＋C D．充电时，正极反应为：Na＋＋e－＝Na 分析：原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，充电可以看作是放电的逆反应，据此解答。 解析：选D　A．放电时是原电池，阴离子ClO向负极移动，A正确； B．电池的总反应为3CO2＋4Na⥫⥬2Na2CO3＋C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确； C．放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2＋4e－＝2CO＋C，C正确； D．充电时是电解，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO＋C－4e－＝3CO2，D错误。答案选D。 15．断裂1 mol化学键所需的能量如下： 化学键 N—N O＝O N≡N N—H 键能(kJ) 154 500 942 a 火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是(　　) A．N2比O2稳定 B．N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol-1 C．表中的a＝194 D．图中的ΔH3＝＋2218 kJ·mol-1 解析：选C　A．键能越大，化学键越牢固，分子越稳定，N≡N 的键能大于O＝O的键能，N2比O2稳定，故A正确； B．根据图中内容，可以看出N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol-1，故B正确； C．根据图中内容，可以看出N2H4(g)＋O2(g)＝2N(g)＋4H(g)＋2O(g)，ΔH3＝2752 kJ/mol－534 kJ/mol＝2218 kJ/mol，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新键生成释放能量，设断裂1 molN－H键所需的能量为a，旧键断裂吸收的能量：154＋4a＋500＝2218，解得a＝391，故C错误； D．根据图中内容，可以看出N2H4(g)＋O2(g)＝2N(g)＋4H(g)＋2O(g)，ΔH3＝2752 kJ/mol－534 kJ/mol＝2218 kJ/mol，即图中的ΔH3＝＋2218 kJ·mol-1，故D正确； 故选C。 16．工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂。1886年法国化学家H.Moissan通过电解氟氢化钾(KHF2)的氟化氢无水溶液第一次制得氟气。已知：KF＋HF＝KHF2，制备氟气的电解装置如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．钢电极与电源的负极相连 B．氟氢化钾在氟化氢中可以电离 C．阴极室与阳极室必须隔开 D．电解过程需不断补充的X是KF。 分析：根据图示，碳电极上F－失去电子生成F2，发生氧化反应，碳电极为阳极，则钢电极为阴极，电极反应式为2HF＋2e－===H2＋4F－，据此分析解答。 解析：选D　A．根据上述分析，钢电极为阴极，与电源的负极相连，故A正确； B．根据题意“电解氟氢化钾(KHF2)的氟化氢无水溶液制得氟气”，说明氟氢化钾(KHF2)的氟化氢无水溶液能够导电，即氟氢化钾在氟化氢中可以电离，故B正确； C．阴极室生成的氢气与阳极室生成的氟气能够发生剧烈的化合反应，必须隔开，故C正确； D．钢电极为阴极，碳电极为阳极，阳极生成气体为氟气，阴极放出氢气，随着电解的进行，H和F元素不断消耗，电解过程需不断补充的X是HF，故D错误； 答案选D。 二、综合题(共6题，共56分) 17．(9分)根据下列叙述，回答有关问题 (1)如图所示是由SO2生成SO3的反应过程中能量变化示意图，该反应的热化学方程式为__________________________。 图中曲线b表示的是某条件下由SO2生成SO3反应过程中的能量变化，其所代表的热化学方程式与曲线a所代表的热化学方程式是否相同：______(填“是”或“否”)。 (2)已知下列热化学反应方程式： ①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH1＝－25 kJ·mol-1 ②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH2＝－5 kJ·mol-1 ③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH3＝＋19 kJ·mol-1 试写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式：______________________________。 (3)断开1 mol H—H键、1 mol N—N键、1 mol N≡N键需要的能量分别是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则1 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)的反应热为_____，1 mol H2(g)完全反应生成NH3(g)所放出的热量为______(结果保留一位小数)。 解析：(1)反应热＝正反应活化能－逆反应活化能，由题图可知，该反应的热化学方程式为SO2(g)＋O2(g)⥫⥬SO3(g)　ΔH＝－99 kJ·mol-1；根据盖斯定律可知两曲线所代表的热化学方程式相同； (2)根据盖斯定律，由(①×3－②－③×2)可得CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝×＝－18 kJ·mol-1； (3)由N2生成NH3的化学方程式为3H2＋N22NH3，1 mol N2(g)完全反应生成NH3(g)的反应热为3×436 kJ·mol-1＋946 kJ·mol-1－2×3×391 kJ·mol-1＝－92 kJ·mol-1，1 mol H2(g)完全反应生成NH3(g)所放出的热量为≈30.7 kJ。 答案：(1)SO2(g)＋O2(g)⥫⥬SO3(g)　ΔH＝－99 kJ·mol-1(2分)　是(1分)　(2)CO(g)＋FeO(s)＝Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－18 kJ·mol-1(2分)　(3)－92 kJ·mol-1(2分)　30.7 kJ(2分) 18．(9分)如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜、装置Ⅲ实现粗铜的精炼。 (1)a处应通入________(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是________。 (2)电镀结束后，理论上装置Ⅰ中溶液的pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)装置Ⅰ中消耗1.12L(标准状况下)的CH4时，装置Ⅱ中Cu电极质量减少的质量为___________。 (4)粗铜的电解精炼如图所示，在粗铜的电解过程中，d电极上发生的电极反应为________；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是______。 分析：铁棒上镀铜，Ⅱ中首先镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极；Ⅰ中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；Ⅲ发生的是粗铜的精炼，c为阳极，d为阴极，由此分析。 解析：(1)根据分析，Ⅰ中a处电极为负极、a处应通入CH4，b处电极为正极，通入氧气，b处电极上发生的电极反应式是：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－； (2)根据I中电池反应为CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小； (3)Ⅰ中负极反应为CH4＋10OH－－8e－＝CO＋7H2O，装置Ⅰ中消耗标况下1.12LCH4时，CH4的物质的量n＝＝＝0.05 mol，则转移电子的物质的量为：0.05 mol×8＝0.4 mol，装置Ⅱ中Cu电极的电极反应为：Cu－2e－＝Cu2+，串联电路中电子转移的物质的量相等，铜质量减少的物质的量为0.025 mol×8＝0.2 mol，质量为0.2 mol×64 g/mol＝12.8 g； (4)粗铜的电解精炼时，c为阳极，d为阴极，d电极上发生的电极反应为：Cu2+＋2e－＝Cu；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，Au、Ag不如铜活泼，在阳极难以失去电子，当阳极上的铜失去电子变成离子后，Au、Ag则则沉积在电解槽底部，(阳极泥)的杂质是Au、Ag。 答案：(1)CH4(1分) O2＋2H2O＋4e－＝4OH－(2分) (2)变小(1分)　(3)12.8(1分) (4)Cu2+＋2e－＝Cu(1分)　Au、Ag(1分) 19．(11分)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量), 当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题： (1)乙池为________(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”)，B 电极的电极反应式为____________________。 (2)丙池中 E 电极为________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，电极的电极反应式为________。该池总反应的化学方程式为__________________________。 (3)当乙池中C极质量减轻 54 g 时，甲池中B电极理论上消耗O2的为________L(标准状况)。 (4)一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是______(填选项字母)。 A．Cu　　　　　　　B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3 分析：由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池，通甲醇的A为负极、B为正极；乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag－e－＝Ag＋，D为阴极，电极反应为Cu2+＋2e－＝Cu；丙池为电解池，E为阳极，电极反应为：2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋，F电极为阴极，电极反应为：Cu2+＋2e－＝Cu，总反应方程式为：2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，一段时间后，断开电键K，要使丙池恢复到反应前浓度需加入CuO或者CuCO3，据此分析解答。 解析：(1)由图可知乙图为电解池；甲图为原电池，B电极通入氧气，为正极，氧气在碱性条件下得电子产生氢氧根离子，电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－； (2)丙池为电解池，其中E电极连接电源正极，为阳极，电极反应式为：2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋，F电极连接电源负极，为阴极，发生反应：Cu2+＋2e－＝Cu，总反应方程式为：2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑； (3)乙池中C为阳极电极反应为：Ag－e－＝Ag＋，D为阴极，电极反应为Cu2+＋2e－＝Cu；n(Ag)＝＝0.5 mol，由于Ag是＋1价的金属，所以转移电子的物质的量为0.5 mol，由于在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以甲池中反应消耗O2的物质的量n(O2)＝×0.5 mol＝0.125 mol，则消耗氧气在标准状况下的体积V(O2)＝0.125 mol×22.4 L/mol＝2.8 L； (4)一段时间后，断开电键K，根据少什么加什么，丙池一个电极产生Cu单质，另一个电极产生O2，相当于从溶液中出去的物质为Cu与O2反应产生的CuO。 A．Cu与硫酸不能反应，不能达到目的，选项A错误； B．CuO与硫酸反应，产生硫酸铜和水，能达到目的，选项B正确； C．Cu(OH)2比CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，选项C错误； D．Cu2(OH)2CO3与硫酸生成硫酸铜、二氧化碳和水，比等物质的量的CuO多一个水的组成，相当于对溶液进行了稀释，不能使丙池恢复到反应前浓度，选项D错误； 答案选B。 答案：(1)电解池(1分)　O2＋4e－＋2H2O＝4OH－(2分)　(2)阳极(1分)　2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋(2分)　2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4(2分)　(3)2.8(2分)　(4)B(1分) 20．(10分)Ⅰ.高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置： (1)该电池放电时正极的电极反应式为 ____________________。 (2)盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向________(填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向________(填“左”或“右”)移动。 (3)如图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_______________________________。 Ⅱ.二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。 (4)阳极产生ClO2的电极反应式：________________________________________________________________________。 (5)当阴极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为________。 解析：(1)根据电池装置，Zn做负极，C为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3，正极电极反应式为：FeO＋4H2O＋3e－＝Fe(OH)3↓＋5OH－； (2)盐桥中阴离子移向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性，起到平衡电荷，构成闭合回路，放电时盐桥中氯离子向右移动，用某种高分子材料制成阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动； (3)由图可知高铁电池的优点有：使用时间长、工作电压稳定； (4)由题意可知，氯离子放电生成ClO2，根据电子守恒和电荷守恒写出阳极的电极反应式为Cl－－5e－＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋； (5)阴极产生标准状况下112 mL是H2，物质的量为0.005 mol，阴极电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑，所以电路中转移电子0.01 mol，钠离子所带电荷与电子所带电荷数相同，所以通过阳离子交换膜的钠离子的物质的量为0.01 mol。 答案：(1)FeO＋4H2O＋3e－＝Fe(OH)3↓＋5OH－(2分) (2)右(1分)　左(1分)　 (3)使用时间长、工作电压稳定(2分) (4)Cl－－5e－＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋(2分) (5)0.01 mol(2分) 21．(7分)(1)从能量的角度看，形成生成物中的化学键要______(填“吸收”或“放出”，下同)能量；已知石墨比金刚石稳定，所以石墨转化为金刚石的反应要________热量。 (2)现有甲、乙、丙三种金属片：①把甲、乙用导线连接后同时浸入稀硫酸中；乙上有气泡产生，则______(填“甲”或“乙”)发生氧化反应；②将乙、丙用导线连接后局时浸入稀硫酸中，电子的流动方向为乙→导线→丙。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是________________________________________________________________________。 (3)短周期元素X的最高价氧化物的水化物化学式为HXO4，则其气态氢化物的化学式为______________；在周期表中第________周期第______族。 解析：(1)从能量的角度看，形成生成物中的化学键要放出能量；已知石墨比金刚石稳定，能量越低越稳定，所以石墨能量低于金刚石，则石墨转化为金刚石的反应要吸收热量。 (2)现有甲、乙、丙三种金属片：①把甲、乙用导线连接后同时浸入稀硫酸中；乙上有气泡产生，因此乙电极是正极，氢离子放电，甲电极是负极，则甲发生氧化反应；②将乙、丙用导线连接后局时浸入稀硫酸中，电子的流动方向为乙→导线→丙，石墨乙电极是负极，丙电极是正极，则三种金属的活动性由强到弱的顺序是甲＞乙＞丙。 (3)短周期元素X的最高价氧化物的水化物化学式为HXO4，这说明X的最高价是＋7价，所以最低价是－1价，则其气态氢化物的化学式为HX；短周期元素中符合条件的X是Cl，Cl在周期表中位于第三周期第ⅦA族。 答案：(1)放出(1分)　吸收(1分)　(2)甲(1分)　甲＞乙＞丙(2分)　(3)HX(1分)　三(1分)　ⅦA(1分) 22．(10分)某课外小组分别用如图所示装置对原电池和电解池的原理进行实验探究。 请回答： Ⅰ.用图1所示装置进行第一组实验。 (1)实验过程中N极附近变红，左边反应原理为Zn＋CuCl2＝ZnCl2＋Cu。电极M是________极，电极反应式为________。 (2)若实验过程中有0.4 mol电子转移，则有_____mol Cl－通过隔膜。 Ⅱ.用如图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区逐渐产生蓝色沉淀；停止实验，铜电极明显变细，电解液仍然澄清；分别收集两极产生的气体进行实验，发现其中一种气体可在另一种气体中燃烧，据此回答下列问题。 (3)Y极产生的气体为_________(填化学式)，产生该气体的电极反应式为__________________________。 (4)电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大“减小”或“不变”)。 (5)若在X极收集到672 mL气体时，Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况下的气体体积)，则Y电极(Cu电极)质量减少_______g。 解析：Ⅰ.(1)电解滴加酚酞的NaCl溶液，N极附近变红，则N极为阴极，与原电池负极相接，M电极为电解池的阳极，阳极上Cl－放电生成氯气，电极反应式为2Cl－－2e－＝Cl2↑； (2)原电池中锌为负极、铜为正极，放电时，阴离子移向负极，即Cl－从右向左移向锌极，由于Cl－与电子均带1个单位的负电荷，所以电路中转移电子与溶液中转移Cl－的物质的量相等，即0.4 mol电子转移时有0.4 mol Cl－通过隔膜； Ⅱ.(3)实验过程中，两极均有气体产生，Y极区逐渐产生蓝色沉淀，该沉淀是氢氧化铜沉淀；停止实验，铜电极明显变细，电解液仍然澄清；分别收集两极产生的气体进行实验，发现其中一种气体可在另一种气体中燃烧，气体应该是氢气和氧气，这说明Y(Cu)为阳极，阳极上OH－失去电子生成O2，电极反应式为4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O； (4)电解池中X(C)为阴极，阴极上H＋得电子生成H2，电极反应式为2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－，生成OH－，X极区溶液的碱性增强、pH增大； (5)X极生成H2所得电子的物质的量等于Y极上Cu失去电子与OH－生成氧气所失电子的物质的量之和，即2n(H2)＝4n(O2)＋2n(Cu)，n(H2)＝0.672 L÷22.4 L/mol＝0.03 mol，4n(O2)＝0.168 L÷22.4 L/mol＝0.0075 mol，2×0.03 mol＝4×0.0075 mol＋2n(Cu)，n(Cu)＝0.015 mol，Y电极(Cu电极)质量减少64 g/mol×0.015 mol＝0.96 g。 答案：(1)阳(1分)　2Cl－－2e－＝Cl2↑(1分)　(2)0.4(2分)　(3)O2(1分)　4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O(2分) (4)增大(1分)　(5)0.96(2分) 学科网（北京）股份有限公司 $$