内容正文:
周至六中2025-2026学年度第二学期期末考试
高一化学试题(卷)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
一、单项选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 便携式冷链保鲜盒利用化学反应放热/吸热实现控温,下列储能反应最适合做长效制冷(持续吸热)试剂的是
A. 生石灰与水反应 B. 铝与稀盐酸反应
C. 氯化铵与氢氧化钡反应 D. 氢气燃烧反应
2. 下列关于反应热与焓变的说法正确的是
A. 放热反应不需要加热就能发生,吸热反应必须加热才能发生
B. 化学反应的焓变与反应路径无关,只与反应物和生成物总能量有关
C. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D. 反应物总能量低于生成物总能量的反应为放热反应
3. 下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
4. 将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140.5 kJ∙mol−1
C(s,石墨)+O2(g)=CO(g) ΔH=−110.5 kJ∙mol−1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是
A. +80.5 kJ∙mol−1 B. +30.0 kJ∙mol−1 C. −30.0 kJ∙mol−1 D. −80.5 kJ∙mol−1
5. 碱性锌锰电池的总反应为:。下列关于该电池的说法中正确的是
A. Zn为正极,MnO2为负极
B. 工作时KOH没有发挥作用
C. 工作时电子由Zn经外电路流向MnO2
D. Zn发生还原反应,MnO2发生氧化反应
6. 下列说法正确的是
A. 二次电池充电过程是将化学能转化为电能
B. 燃料电池能量转化率高于普通燃料直接燃烧
C. 钢铁发生吸氧腐蚀时,负极反应:Fe-3e-=Fe3+
D. 牺牲阳极法保护金属时,被保护金属作负极
7. 2018年7月至9月,国家文物局在辽宁发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰一经远舰,其舰体腐蚀严重,为了保护文物,考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对水下舰艇进行了处理,考古队员的做法可能是
A. 在舰体上贴铝锌合金 B. 在舰体上贴铅块
C. 将舰体与直流电源正极相连 D. 将舰体与直流电源相连做阴极
8. 下列有关制作简单燃料电池的叙述不正确的是
A. 电解质溶液可选用NaOH溶液
B. 正负电极材料都可选用2B铅笔芯
C. 电解水制得的氧气可作为负极反应的燃料
D. 可用饱和溶液检验碱性乙醇燃料电池在负极放电的产物
9. 某同学运用电解原理实现在铁棒上镀铜,设计如图装置,下列判断不正确的是
A. a 是铁 B. 液体 c 可用硫酸铜溶液
C. 该实验过程中c Cu2+变小 D. b 上发生反应的方程式为 Cu-2e-= Cu2+
10. 锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。下列说法正确的是( )
A. 充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B. 充电时,电解质溶液中c(OH-) 逐渐减小
C. 放电时,负极反应为:Zn+4OH–-2e–= Zn(OH)42-
D. 放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
11. 餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性,又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是
A. 电路中每通过1mol,阴极析出1mol银 B. 电镀液需要不断更换
C. 阳极反应式为 D. 铁电极应与电源负极相连
12. 一种充电电池放电时的电极反应为;,当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是
A. 的还原
B. 的还原
C. 的氧化
D. 的氧化
13. 研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是
A. 正极反应式:Ag+Cl--e-=AgCl
B. 每生成1mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C. Na+不断向“水”电池的负极移动
D. AgCl是还原产物
14. 某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行电解饱和NaCl溶液的实验,装置如下图所示,下列说法正确的是
A. 甲烷燃料电池工作时,负极的电极反应为:
B. 电极b上得到的是Cl2
C. 标准状况下,每个电池通入且完全反应,理论上最多能得到
D. 若将电极a的石墨棒换成Fe棒,NaCl溶液中发生的总反应式为:
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 回答下列化学反应热效应相关问题:
(1)下列属于放热过程的是______(填序号)。
①酸碱中和反应②氯化铵溶于水③铝热反应④冰雪融化
(2)写出下列反应的热化学方程式。
①1 molC2H2(g)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水,放出1299.6kJ的热量。________________________________。
②液态肼(N2H4)和液态过氧化氢混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成1 molN2,放出642kJ的热量,则该反应的热化学方程式为__________________________________________。
(3)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol
②2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) ΔH2=-1203.4kJ/mol
写出Mg与CO2反应的热化学方程式____________________________________。
(4)已知:H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+241.8kJ/mol,10 gH2完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为________。
(5)中和热测定实验中,不能用浓硫酸代替稀盐酸的原因是:_______________。
16. 依据电化学原理的相关知识,回答下列问题:
(1)为了验证a、b、c三种金属的活动性顺序进行如下实验:①将金属片a、b插入稀硫酸中,用导线将它们与电流表相连,发现a是负极;②用金属片b、c替换a、b后重复上述实验,发现c是正极。则a、b、c三种金属的活动性由强到弱的顺序为_____________。
(2)写出下列电极反应和总反应。
①电解稀的氢氧化钠溶液(电极均为石墨):阳极反应为______________________;阴极反应_____________________;总反应为_______________________________。
②若要在铁制品表面镀镍,电镀液用硫酸镍溶液,则镍应与电源的_____________极相连。阴极和阳极上的电极反应分别为_____________、_____________。电镀过程中硫酸镍溶液中溶质的浓度会_____________(填“增大”“减小”或“不变”)。
17. 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
_____
36.0
③
_____
0.2
2.0
90.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化曲线如图2所示。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了________腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向________;此时,碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是_____________________________________。
(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二。
假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:_________________________________________________________。
(4)某铁件需长期浸于水下,为了减缓腐蚀,采取的下列措施正确的有_____。
A. 给铁件铆上一些锌板
B. 给铁件通入直流电,把铁件与电源正极连接
C. 在制造铁件时,在铁中掺入一定比例的铜制成合金
D. 在铁件表面涂上一层较厚的沥青
18. 知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理,形成如下问题(显示的电极均为石墨)。
(1)图中,电解一段时间后,气球b中的气体是_____ (填化学式),U形管_____ (填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2)利用图制作一种环保型消毒液发生器,可制备“84”消毒液的有效成分,则c为电源的_____极;该发生器中反应的总离子方程式为_____。
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图所示(其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过)。
①燃料电池B中的电极反应式分别为
负极:_____,
正极:_____。
②分析图3可知,氢氧化钠的质量分数为a%、b%、c%,由大到小的顺序为_____。
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周至六中2025-2026学年度第二学期期末考试
高一化学试题(卷)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
一、单项选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 便携式冷链保鲜盒利用化学反应放热/吸热实现控温,下列储能反应最适合做长效制冷(持续吸热)试剂的是
A. 生石灰与水反应 B. 铝与稀盐酸反应
C. 氯化铵与氢氧化钡反应 D. 氢气燃烧反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.生石灰与水反应为放热反应,反应过程释放热量,无法实现制冷,A错误;
B.铝与稀盐酸的反应是活泼金属与酸的置换反应,属于放热反应,不能起到制冷作用,B错误;
C.氯化铵与氢氧化钡的反应为室温下可自发进行的持续吸热反应,反应过程吸收大量热量,可实现制冷效果,C正确;
D.燃烧反应均为放热反应,氢气燃烧释放大量热量,无法用于制冷,D错误;
故选C。
2. 下列关于反应热与焓变的说法正确的是
A. 放热反应不需要加热就能发生,吸热反应必须加热才能发生
B. 化学反应的焓变与反应路径无关,只与反应物和生成物总能量有关
C. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D. 反应物总能量低于生成物总能量的反应为放热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应的吸放热与反应条件无必然关联,部分放热反应(如燃烧)需要加热引发,部分吸热反应常温下即可发生,A错误;
B.焓变是状态函数,根据盖斯定律,化学反应的焓变只与反应始态(反应物总能量)和终态(生成物总能量)有关,与反应路径无关,B正确;
C.该反应,说明石墨总能量低于金刚石,能量越低物质越稳定,因此石墨比金刚石稳定,C错误;
D.反应物总能量低于生成物总能量时,反应需要从外界吸收能量,属于吸热反应,D错误;
故选B。
3. 下列热化学方程式中,能正确表示物质的燃烧热的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.1mol 完全燃烧生成稳定氧化物,放出热量的数值符合燃烧热定义,能正确表示的燃烧热,A正确;
B.反应产物为,不是的稳定氧化物,不符合燃烧热对产物的要求,不能表示的燃烧热,B错误;
C.反应产物为气态,不是的稳定氧化物液态,不符合燃烧热对产物的要求,不能表示的燃烧热,C错误;
D.可燃物的物质的量为2mol,燃烧热要求可燃物物质的量为1mol,不能表示的燃烧热,D错误;
故选A。
4. 将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140.5 kJ∙mol−1
C(s,石墨)+O2(g)=CO(g) ΔH=−110.5 kJ∙mol−1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是
A. +80.5 kJ∙mol−1 B. +30.0 kJ∙mol−1 C. −30.0 kJ∙mol−1 D. −80.5 kJ∙mol−1
【答案】D
【解析】
【详解】将第一个方程式加上第二个方程式的2倍得到反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH =+140.5 kJ∙mol−1+(−110.5 kJ∙mol−1)×2=−80.5 kJ∙mol−1,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
5. 碱性锌锰电池的总反应为:。下列关于该电池的说法中正确的是
A. Zn为正极,MnO2为负极
B. 工作时KOH没有发挥作用
C. 工作时电子由Zn经外电路流向MnO2
D. Zn发生还原反应,MnO2发生氧化反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应中化合价从0升高到+2,失去电子作负极;中元素化合价从+4降低到+3,得到电子作正极,A错误;
B.是该电池的电解质,作用是传导离子形成闭合回路,发挥重要作用,B错误;
C.原电池工作时电子由负极经外电路流向正极,即电子由经外电路流向,C正确;
D.失去电子发生氧化反应,得到电子发生还原反应,D错误;
故选C。
6. 下列说法正确的是
A. 二次电池充电过程是将化学能转化为电能
B. 燃料电池能量转化率高于普通燃料直接燃烧
C. 钢铁发生吸氧腐蚀时,负极反应:Fe-3e-=Fe3+
D. 牺牲阳极法保护金属时,被保护金属作负极
【答案】B
【解析】
【详解】A.二次电池充电过程为电解池原理,是将电能转化为化学能,放电过程才是化学能转化为电能,A错误;
B.燃料电池直接将化学能转化为电能,避免了普通燃料直接燃烧时的大量热量损失,能量转化率远高于普通燃料直接燃烧,B正确;
C.钢铁发生吸氧腐蚀时,负极失去电子生成,反应为,不会直接生成,C错误;
D.牺牲阳极法利用原电池原理,被保护金属作正极(阴极),比被保护金属更活泼的金属作负极(阳极)被腐蚀消耗,D错误;
故选B。
7. 2018年7月至9月,国家文物局在辽宁发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰一经远舰,其舰体腐蚀严重,为了保护文物,考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对水下舰艇进行了处理,考古队员的做法可能是
A. 在舰体上贴铝锌合金 B. 在舰体上贴铅块
C. 将舰体与直流电源正极相连 D. 将舰体与直流电源相连做阴极
【答案】A
【解析】
【分析】
“牺牲阳极的阴极保护法”是利用原电池原理来保护水下舰船,所以舰体做正极、活泼的金属做负极。
【详解】A.“牺牲阳极的阴极保护法”是利用原电池原理来保护水下舰船,所以舰体做正极、活泼的金属做负极,则镶嵌金属块做原电池的负极,其活泼性需要大于Fe,可以是铝锌合金,故A 选;
B.铅的活泼性小于铁,故B不符;
C.原电池不需要外接电源,故C不符;
D.原电池不需要外接电源,故D不符;
故选A。
8. 下列有关制作简单燃料电池的叙述不正确的是
A. 电解质溶液可选用NaOH溶液
B. 正负电极材料都可选用2B铅笔芯
C. 电解水制得的氧气可作为负极反应的燃料
D. 可用饱和溶液检验碱性乙醇燃料电池在负极放电的产物
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃料电池可选用碱性电解质,NaOH溶液可作为电解质溶液,A正确;
B.2B铅笔芯主要成分为石墨,具有导电性且化学性质稳定,可作为燃料电池的电极材料,B正确;
C.氧气为氧化剂,在燃料电池正极发生还原反应,不能作为负极反应的燃料,负极需通入还原性燃料(如、乙醇等),C错误;
D.碱性乙醇燃料电池中,乙醇在负极被氧化为,可与饱和溶液反应生成白色沉淀,可用于检验负极放电产物,D正确;
故选C。
9. 某同学运用电解原理实现在铁棒上镀铜,设计如图装置,下列判断不正确的是
A. a 是铁 B. 液体 c 可用硫酸铜溶液
C. 该实验过程中c Cu2+变小 D. b 上发生反应的方程式为 Cu-2e-= Cu2+
【答案】C
【解析】
【分析】要在铁棒上镀铜,则铁电极应发生还原反应生成铜单质,即铁电极为阴极,与负极相连,则b电极为阳极,发生氧化反应,要在铁电极生成铜单质,则溶液应为含铜的盐。
【详解】A. a为铁,发生还原反应生成铜,达到镀铜的目的,故A正确;
B.电解质应含铜离子,可为硫酸铜等,故B正确;
C.电镀时,阳极消耗铜,阴极析出铜,c(Cu2+)基本保持不变,故C不正确;
D. b发生氧化反应,为Cu- 2e-= Cu2+,故D正确;
故选:C。
【点睛】电镀时,阴极为待镀金属,阳极为镀层金属。
10. 锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。下列说法正确的是( )
A. 充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B. 充电时,电解质溶液中c(OH-) 逐渐减小
C. 放电时,负极反应为:Zn+4OH–-2e–= Zn(OH)42-
D. 放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
【答案】C
【解析】
【详解】A.充电时,阳离子向阴极移动,即K+向阴极移动,A项错误;
B.放电时总反应为2Zn+O2+4OH–+ 2H2O=2Zn(OH)42-,则充电时生成氢氧化钾,溶液中的氢氧根离子浓度增大,B项错误;
C.放电时,锌在负极失去电子,电极反应为Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42-,C项正确;
D.标准状况下22.4L氧气的物质的量为1摩尔,电路中转移4摩尔电子,D项错误;
答案选C。
【点睛】电极反应式的书写是电化学中必考的一项内容,一般先写出还原剂(氧化剂)和氧化产物(还原产物),然后标出电子转移的数目,最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式,作为原电池,正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,负极电极反应式为:Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42-;充电是电解池,阳离子在阴极上放电,阴离子在阳极上放电,即阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,对可充电池来说,充电时原电池的正极接电源正极,原电池的负极接电源的负极,不能接反,否则发生危险或电极互换,电极反应式是原电池电极反应式的逆过程;涉及到气体体积,首先看一下有没有标准状况,如果有,进行计算,如果没有必然是错误选项。
11. 餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性,又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是
A. 电路中每通过1mol,阴极析出1mol银 B. 电镀液需要不断更换
C. 阳极反应式为 D. 铁电极应与电源负极相连
【答案】B
【解析】
【分析】铁表面镀银时,与直流电源负极相连的铁电极做阴极,银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银,银做阳极,银失去电子发生氧化反应生成银离子,则溶液中的银离子浓度不变。
【详解】A.由分析可知,与直流电源负极相连的铁电极做阴极,银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银,则电路中每通过1mol,阴极析出1mol银,故A正确;
B.由分析可知,电镀过程中溶液中的银离子浓度不变,所以电镀液不需要更换,故B错误;
C.由分析可知,银做阳极,银失去电子发生氧化反应生成银离子,阳极反应式为,故C正确;
D.由分析可知,与直流电源负极相连的铁电极做阴极,故D正确;
故选B。
12. 一种充电电池放电时的电极反应为;,当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是
A. 的还原
B. 的还原
C. 的氧化
D. 的氧化
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】充电电池放电时正极发生反应为:,电池充电时,电池的正极接电源的正极,电池的负极接电源的负极,则电池充电时,电极反应式是电池放电时电极反应式的逆过程,即Ni(OH)2被氧化;
答案选D。
13. 研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是
A. 正极反应式:Ag+Cl--e-=AgCl
B. 每生成1mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C. Na+不断向“水”电池的负极移动
D. AgCl是还原产物
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电池总反应5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl可知,Ag被氧化,作原电池的负极,负极反应式为Ag+Cl--e-=AgCl,故A错误;
B.每生成1mol Na2Mn5O10有2molAg被消耗,故转移2mol电子,故B正确;
C.溶液中阳离子向正极移动,即Na+不断向“水”电池的正极移动,故C错误;
D.反应中,Ag被氧化得到氧化产物AgCl,故D错误;
故选B。
14. 某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行电解饱和NaCl溶液的实验,装置如下图所示,下列说法正确的是
A. 甲烷燃料电池工作时,负极的电极反应为:
B. 电极b上得到的是Cl2
C. 标准状况下,每个电池通入且完全反应,理论上最多能得到
D. 若将电极a的石墨棒换成Fe棒,NaCl溶液中发生的总反应式为:
【答案】A
【解析】
【分析】燃料电池中通入燃料一极为负极,通入O2一极为正极,与负极相连的b为电解池阴极,正极相连的a 为电解池阳极,据此可分析解答。
【详解】A.甲烷燃料电池工作时,负极甲烷失电子被氧化,电极反应为: CH4−8e−+10OH−=7H2O+,A选项正确;
B.b连接通入CH4的燃料电池的负极,b为阴极,H2O中H+在此得电子被还原为H2,B选项错误;
C.根据电子得失守恒可知CH4~~8e-~4H2,所以标准状况下,每个电池通入 1L CH4且完全反应,理论上最多能得到 4LH2,C选项错误;
D.若将a的石墨换成Fe棒,则Fe作为活性电极自身失电子被氧化,发生反应,D选项错误;
答案选A。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 回答下列化学反应热效应相关问题:
(1)下列属于放热过程的是______(填序号)。
①酸碱中和反应②氯化铵溶于水③铝热反应④冰雪融化
(2)写出下列反应的热化学方程式。
①1 molC2H2(g)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水,放出1299.6kJ的热量。________________________________。
②液态肼(N2H4)和液态过氧化氢混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成1 molN2,放出642kJ的热量,则该反应的热化学方程式为__________________________________________。
(3)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol
②2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) ΔH2=-1203.4kJ/mol
写出Mg与CO2反应的热化学方程式____________________________________。
(4)已知:H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+241.8kJ/mol,10 gH2完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为________。
(5)中和热测定实验中,不能用浓硫酸代替稀盐酸的原因是:_______________。
【答案】(1)①③ (2) ①. ②.
(3)
(4)1209kJ (5)浓硫酸溶于水会额外放出大量热量,导致测得中和热数值偏大
【解析】
【小问1详解】
①酸碱中和反应和③铝热反应均为常见的放热反应,属于放热过程;②氯化铵溶于水和④冰雪融化均需要吸收热量,属于吸热过程,故选①③;
【小问2详解】
① 1 mol 完全燃烧生成 和 放出 1299.6 kJ 热量,则焓变 ,对应的热化学方程式为:;
② 液态肼和液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气,化学方程式为 ,生成 1 mol 放出 642 kJ 热量,则 ,对应的热化学方程式为:;
【小问3详解】
已知:① 、 ② 根据盖斯定律,将 ② - ① 可得目标反应:,其焓变 ,因此热化学方程式为;
【小问4详解】
由已知热化学方程式逆向可知,,即 1 mol 燃烧生成水蒸气放出 241.8 kJ 热量,10 g 的物质的量为 ,故放出的热量为 ;
【小问5详解】
中和热是指在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成 1 mol 水时放出的热量,浓硫酸在稀释过程中会放出大量的热,若用浓硫酸代替稀盐酸进行中和热测定,会使体系温度升高更多,从而导致计算出的中和热数值偏大,产生实验误差。
16. 依据电化学原理的相关知识,回答下列问题:
(1)为了验证a、b、c三种金属的活动性顺序进行如下实验:①将金属片a、b插入稀硫酸中,用导线将它们与电流表相连,发现a是负极;②用金属片b、c替换a、b后重复上述实验,发现c是正极。则a、b、c三种金属的活动性由强到弱的顺序为_____________。
(2)写出下列电极反应和总反应。
①电解稀的氢氧化钠溶液(电极均为石墨):阳极反应为______________________;阴极反应_____________________;总反应为_______________________________。
②若要在铁制品表面镀镍,电镀液用硫酸镍溶液,则镍应与电源的_____________极相连。阴极和阳极上的电极反应分别为_____________、_____________。电镀过程中硫酸镍溶液中溶质的浓度会_____________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)a>b>c
(2) ①. ②. ③. ④. 正 ⑤. ⑥. ⑦. 不变
【解析】
【小问1详解】
在原电池中,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属作正极。将a、b插入稀硫酸中构成原电池,a是负极,说明金属活动性a>b;将b、c插入稀硫酸中构成原电池,c是正极,说明b是负极,金属活动性b>c,综合可得,三种金属的活动性由强到弱的顺序为a>b>c;
【小问2详解】
① 根据盐的电解规律可知,惰性电极电解稀的氢氧化钠溶液相当于电解水,阳极发生氧化反应生成氧气,电极反应为;阴极发生还原反应生成氢气,电极反应为;总反应为;
②电镀时,镀层金属镍作阳极,与电源正极相连,电极反应为;待镀金属铁作阴极,与电源负极相连,电极反应为;电镀过程中阳极溶解生成的的物质的量和阴极消耗的的物质的量相等,因此电镀过程中硫酸镍溶液中溶质的浓度不变。
17. 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
_____
36.0
③
_____
0.2
2.0
90.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化曲线如图2所示。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了________腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向________;此时,碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是_____________________________________。
(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二。
假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:_________________________________________________________。
(4)某铁件需长期浸于水下,为了减缓腐蚀,采取的下列措施正确的有_____。
A. 给铁件铆上一些锌板
B. 给铁件通入直流电,把铁件与电源正极连接
C. 在制造铁件时,在铁中掺入一定比例的铜制成合金
D. 在铁件表面涂上一层较厚的沥青
【答案】(1) ①. 2.0 ②. 碳粉含量的影响
(2) ①. 吸氧 ②. ③. 还原 ④. 2H2O+O2+4e-=4OH-
(3)反应放热,温度升高 (4)AD
【解析】
【分析】本实验采用控制变量法研究了在弱酸条件下酸的浓度、碳的含量对铁的电化学腐蚀的影响;还通过测量容器中的压强变化,研究了铁发生电化学腐蚀的类型,由此解答;
【小问1详解】
本实验采用控制变量法探究单一变量对铁腐蚀类型的影响,实验②的目的是探究醋酸浓度的影响,需要保证其他条件和参照实验①一致,因此铁粉的质量应和实验①一致,为2.0g;实验③和实验①对比,只有碳粉的质量不同,其余因素均一致,因此实验③的实验目的是碳粉含量的影响;
【小问2详解】
时,容器中的压强减小,说明容器内气体被消耗,铁发生的吸氧腐蚀;此时铁为负极,碳为正极,电子流向应为负极流向正极,因此电子流动方向示意图为;碳为原电池正极,发生还原反应,电极反应为;
【小问3详解】
0~阶段体系压强增大,除了发生析氢腐蚀产生了氢气使气体量增加的原因外,还存在体系温度升高的影响,铁和醋酸反应为放热反应,反应过程中产生的热量使气体受热膨胀,导致容器内压强增大;
【小问4详解】
A.给铁件铆上一些锌板,锌比铁活泼,形成原电池时锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护,属于牺牲阳极法,可以减缓腐蚀,A正确;
B.将铁件与电源正极相连,铁为阳极,会发生氧化反应加速腐蚀,B错误;
C.在制造铁件时,在铁中掺入一定比例的铜制成合金,铁比铜活泼,形成原电池时铁作负极,会发生氧化反应加速腐蚀,C错误;
D.在铁件表面涂上一层较厚的沥青,可以隔绝铁与水、氧气的接触,避免发生腐蚀,D正确;
故选AD。
18. 知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理,形成如下问题(显示的电极均为石墨)。
(1)图中,电解一段时间后,气球b中的气体是_____ (填化学式),U形管_____ (填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2)利用图制作一种环保型消毒液发生器,可制备“84”消毒液的有效成分,则c为电源的_____极;该发生器中反应的总离子方程式为_____。
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图所示(其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过)。
①燃料电池B中的电极反应式分别为
负极:_____,
正极:_____。
②分析图3可知,氢氧化钠的质量分数为a%、b%、c%,由大到小的顺序为_____。
【答案】(1) ①. H2 ②. 右
(2) ①. 负 ②. Cl- + H2OClO-+ H2↑
(3) ①. 2H2 – 4e¯ + 4OH¯=4H2O ②. O2 + 4e¯ + 2H2O =4OH- ③. b%>a%>c%
【解析】
【小问1详解】
图1中,根据电子流向知,左边电极是电解池阳极、右边电极是电解池阴极,阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气,所以a气球中气体是氯气、b气球中的气体是氢气,同时阴极附近有NaOH生成,溶液呈碱性,无色酚酞遇碱变红色,所以U形管右边溶液变红色;
【小问2详解】
利用图2制作一种环保型消毒液发生器,阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气同时阴极有NaOH生成,氯气和氢氧化钠反应生成NaClO,次氯酸钠具有与漂白性,为了使反应更充分,则下边电极生成氯气、上边电极附近有NaOH生成,上边电极生成氢气,为阴极,则c为负极、d为正极,其电池反应式为:Cl¯ + H2OClO¯+ H2↑;
【小问3详解】
①B是燃料电池,右边电池中通入空气、左边原电池中通入气体Y,则Y是氢气,则电解池中左边电极是阳极、右边电极是阴极,阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电,负极、正极反应式为2H2-4e-+4OH¯-═4H2O、O2+4e-+2H2O═4OH-;
②图3中电解池中加入的NaOH目的是增大溶液导电性,通入电解后生成氢氧化钠,所以加入的NaOH浓度小于出来的NaOH浓度;原电池中,正极上生成氢氧化钠,且其浓度大于加入的氢氧化钠,所以氢氧化钠浓度大小顺序是b%>a%>c%。
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