高中化学单元测试——第1章化学反应与能量转化（适中版02）

高中化学单元测试 —— 第1章 化学反应与能量转化 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。放电时，下列说法正确的是 A．铂电极上发生还原反应 B．阴离子移向正极 C．电子由铂网经外电路流向铝板 D．一段时间后，正极区附近溶液的pH变小 2．（本题3分）尘埃落在平整的铁制品的表面上，水蒸气在尘粒下形成薄水层，尘粒覆盖的中心部分供氧较少，而在尘粒的边缘有较多的，实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是 A．空气中含有、会加快腐蚀 B．铁制品被腐蚀的最终产物是FeO C．铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部 D．边缘区反应为 3．（本题3分）电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示，两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G．下列叙述错误的是 A．电解得到的钠在熔融混合盐的上层，阴极上可能有少量的钙单质生成 B．电解时阴极的电极反应为，发生氧化反应 C．隔膜D可以防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠 D．氯化钙的作用是降低氯化钠的熔点 4．（本题3分）废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料可实现碳循环内的零排放。下列表示甲醇燃烧热的热化学方程式正确的是(已知1g甲醇完全燃烧时放出22．68kJ热量) A．2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)  △H=-1451.52kJ/mol B．CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  △H=-22.68kJ/mol C．CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  △H=-725.76kJ/mol D．CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)  △H=-725.76kJ/mol 5．（本题3分）用的盐酸与的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热。下列说法错误的是 A．环形玻璃搅拌棒的作用是使盐酸与氢氧化钠溶液充分混合 B．氢氧化钠溶液浓度较大的原因是保证盐酸充分反应 C．为了使反应充分发生，可向酸溶液中分次加入碱溶液 D．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验，所测得的中和反应的反应热偏大 6．（本题3分）还原铁粉、氯化钠、炭粉组成的脱氧剂，可以用于糕点等食品的保存，其脱氧原理与铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是 A．脱氧原理为反应吸热，可以降低温度，从而延长糕点保质期 B．脱氧过程中铁作负极，电极反应式为 C．脱氧过程中炭粉作正极，电极反应式为 D．含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收 224 mL（标准状况） 7．（本题3分）一种利用电解池从盐湖水中富集锂离子的装置如图所示(右侧加入盐湖水)，下列说法正确的是 A．电解过程中，向电极移动，在该电极上放电生成 B．电极的电极反应式为 C．电解一段时间后，左侧溶液中浓度增大 D．该装置工作时，电能全部转化为化学能 8．（本题3分）我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如下图所示(半透膜只允许、通过)，下列说法不正确的是 A．物质A可以是硫酸氢钾 B．左侧为电池负极，发生氧化反应生成 C．右侧池内溶液变大 D．右侧每消耗(标况)，左侧有通过半透膜移向右侧 9．（本题3分）一种基于TEMPO衍生物作为储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图： 下列说法正确的是 A．充电时，电极a发生氧化反应 B．放电时，电子从a极穿过离子交换膜流向b极 C．放电时，b极发生的反应为 D．放电时，外电路转移，理论上负极区溶液质量增加71 g 10．（本题3分）反应 ，可经两步完成，反应进程中能量变化如图所示，反应①为 。下列说法错误的是 A．总反应的焓变 B．反应①中有键的断裂和键、键的形成 C．反应②的热化学方程式为 D．的键能低于与的键能之和 11．（本题3分）由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．和如图中完全反应放出139kJ能量 B．反应物能量之和大于生成物能量之和 C．反应生成时有4mole-转移 D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 12．（本题3分）一种采用双极膜电解硝酸盐制备氨气的方法可以提高产生氨气的法拉第效率【用FE表示，】，其工作原理如图所示。工作时双极膜中间层的解离出和并向两极移动，，。下列说法正确的是 A．双极膜中间层的解离出的向II室移动 B．电解一段时间后，I室电解质溶液pH减小 C．阴极生成的电极反应式为 D．当阳极产生标况下时，阴极产生 13．（本题3分）电化学装置在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是 A．甲：锌作负极，发生氧化反应 B．乙：正极的电极反应式为 C．丙：放电过程中，铅电极质量会增加 D．丁：电解精炼铜，当电路中共有2 mol电子转移时， a电极上一定溶解64 g Cu 14．（本题3分）氟离子电池是一种前景广阔的新型二次电池，工作原理如图所示，充电时从乙电极流向甲电极。已知和均难溶于水。下列有关说法正确的是 A．放电时，甲电极为负极，其电极反应式为 B．充电时，乙电极与外接电源的负极相连 C．放电时，导线上每通过电子，乙电极的质量减少1.9克 D．充电时，电池总反应为 二、填空题 15．（本题14分）随着工业的发展，如何高效处理污水成为人类亟待解决的问题。 (1)利用原电池原理，酸性废水中的在水处理剂（主要成分为铁粉、炭粉）表面的变化如图所示。 ①图中，纳米铁粉作__________（填“正极”或“负极”），多孔炭粉的作用为__________。 ②正极上的电极反应式为__________。 (2)科研人员利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体，装置如图（a、b为离子交换膜）。 ①石墨电极M上的电极反应式为__________。 ②a为__________（填“阴离子”或“阳离子”）交换膜。 ③在放电过程中，由中间室向__________（填“M”或“N”）极室移动。 ④理论上M极每处理，电路中通过的电子数为__________。 16．（本题14分）化学反应中能量的变化通常表现为热量的变化，反应热的研究对于化学学科的发展具有重要意义。 (1)物质、与存在如图所示的能量变化关系。三种物质中最稳定的是______________，反应Ⅲ是______________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，其常用单位为。已知某些燃料的燃烧热如下表所示： 燃料 CO (辛烷，l) 燃烧热 ①写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式：____________________________________。 ②的热值约为______________(保留一位小数)。 ③上表所列燃料的热值最大的是______________(填化学式)，根据燃料的热值及所学知识简要说明此种燃料作为能源的优点：____________________________________________。 (3)黄砷质地较软且呈蜡状，分子结构是由四个原子以单键的方式相互连接所构成的四面体结构，在空气中燃烧产生蓝色火焰，生成六氧化四砷(，结构如图)。已知部分化学键的键能数据如下表所示，则黄砷的燃烧热______________。 化学键 键能/ a b c (4)现有与的混合气体112 L(标准状况下)，使其完全燃烧生成和，若实验测得反应放出的热量，则原混合气体中与的物质的量之比是______________。 17．（本题15分）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。 (1)以溶液为电解质溶液进行粗铜(含、、、、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．电解后溶液中浓度不变    d．利用阳极泥可回收、、、等 (2)利用反应可以制备，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为___________。 (3)如图为电解精炼银的示意图，___________(填a或b)极为纯银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为___________。 (4)如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题。 ①若两池中均为溶液，理论上有大量生成的是甲池中的___________棒，乙池中的___________棒。 ②若两池中均为饱和溶液：写出乙池中总反应的离子方程式：___________。 ③若将乙池中电解质溶液更换为饱和NaCl溶液，将湿润的淀粉KI试纸放在乙池中碳极附近，发现试纸变蓝，过一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的又将生成的氧化。若反应的和物质的量之比为5：1，且生成两种酸，该试纸变蓝及褪色的2个化学方程式为：___________，___________。 18．（本题15分）根据要求回答以下问题： Ⅰ．如图所示是某兴趣小组利用甲烷燃料电池进行电解原理(图中E、F为惰性电极)应用的探究实验设计。 (1)乙为Fe上镀Cr装置，则Fe应为___________(填“A”或“B”)电极材料。若反应一段时间后，Fe棒质量增加5.2 g，则理论上消耗甲烷的体积为___________mL(标准状况下)。 (2)丙为粗铜的精炼装置，电解后硫酸铜溶液的浓度___________(填“增大”，“减小”或“不变”)。 (3)丁为探究氯碱工业原理的实验装置，使用阳离子交换膜的优点(任写一条)：___________________________________________________。 Ⅱ．煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要成分是FeS2)氧化为Fe3+和，即。 已知：两电极为完全相同的惰性电极。 (4)P电极上的电极反应式为__________________________。 (5)电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，当转移电子的物质的量为0.4 mol时，则生成的无色气体在标准状况下的体积为___________L。 (6)电解池工作时，往___________(填“P”或“R”)极移动。 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 2 / 2 $ 高中化学单元测试 —— 第1章 化学反应与能量转化 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）我国首创的海洋电池以铝板、铂网作电极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。放电时，下列说法正确的是 A．铂电极上发生还原反应 B．阴离子移向正极 C．电子由铂网经外电路流向铝板 D．一段时间后，正极区附近溶液的pH变小 【答案】A 【分析】空气中的氧气与铝反应产生电流可知Al为负极，铂网为正极。 【详解】A．铂电极为正极，氧气在此被还原，发生还原反应，A正确； B．放电时阴离子应移向负极（铝板）以中和电荷，而非正极，B错误； C．电子从负极（铝板）经外电路流向正极（铂网），C错误； D．正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH⁻，pH增大，D错误； 故选A。 2．（本题3分）尘埃落在平整的铁制品的表面上，水蒸气在尘粒下形成薄水层，尘粒覆盖的中心部分供氧较少，而在尘粒的边缘有较多的，实际腐蚀情况如图。下列说法不正确的是 A．空气中含有、会加快腐蚀 B．铁制品被腐蚀的最终产物是FeO C．铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部 D．边缘区反应为 【答案】B 【详解】A．、会与空气中的水分子反应生成碳酸和亚硫酸，会加快铁的腐蚀，A正确； B．铁制品被腐蚀的最终产物是，B错误； C．根据题目所给图可知，铁制品的溶解主要发生在尘粒的中部，C正确； D．根据题目所给图分析，边缘区氧气得到电子，方程式为，D正确； 故选B。 3．（本题3分）电解熔融氯化钠和氯化钙混合物制备金属钠的装置如图所示，两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G．下列叙述错误的是 A．电解得到的钠在熔融混合盐的上层，阴极上可能有少量的钙单质生成 B．电解时阴极的电极反应为，发生氧化反应 C．隔膜D可以防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠 D．氯化钙的作用是降低氯化钠的熔点 【答案】B 【分析】首先根据装置产物分布判断阳极生成氯气，发生失电子的氧化反应，阴极生成金属钠，发生得电子的还原反应，阴极得电子的阳离子包括钠离子和钙离子，可能生成少量钙单质；钠的密度小于熔融混合盐，因此位于混合盐上层；隔膜D隔开两极产物，避免氯气与钠接触反应；加入氯化钙作为助熔剂，可降低氯化钠的熔点，减少电解能耗。 【详解】A．钠的密度小于熔融混合盐，因此在混合盐上层，阴极上也可能得电子生成钙单质，A正确； B．阴极发生得电子的还原反应，电极反应为，该反应为还原反应，不是氧化反应，B错误； C．隔膜D隔开阳极生成的和阴极生成的，避免二者接触重新反应生成氯化钠，C正确； D．氯化钙属于助熔剂，可降低氯化钠的熔点，降低电解所需温度，减少能耗，D正确； 故选B。 4．（本题3分）废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料可实现碳循环内的零排放。下列表示甲醇燃烧热的热化学方程式正确的是(已知1g甲醇完全燃烧时放出22．68kJ热量) A．2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)  △H=-1451.52kJ/mol B．CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  △H=-22.68kJ/mol C．CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  △H=-725.76kJ/mol D．CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)  △H=-725.76kJ/mol 【答案】C 【分析】1g甲醇完全燃烧时放出22.68kJ热量，则放出热量为22.68kJ，以此分析； 【详解】A．1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量为燃烧热，A错误； B．25℃时液态水为稳定状态，B错误； C．燃烧放出热量为22.68kJ，则，C正确； D．甲醇完全燃烧生成二氧化碳，D错误； 故答案为：C。 5．（本题3分）用的盐酸与的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应的反应热。下列说法错误的是 A．环形玻璃搅拌棒的作用是使盐酸与氢氧化钠溶液充分混合 B．氢氧化钠溶液浓度较大的原因是保证盐酸充分反应 C．为了使反应充分发生，可向酸溶液中分次加入碱溶液 D．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验，所测得的中和反应的反应热偏大 【答案】C 【详解】A．中和热测定装置中，通过上下移动环形玻璃搅拌棒使盐酸和氢氧化钠溶液充分混合，A项正确； B．为了保证的盐酸完全被氢氧化钠溶液中和，采用稍过量的氢氧化钠溶液，B项正确； C．为了使反应充分发生，同时减少热量损失，应向酸溶液中一次性快速加入碱溶液，C项错误； D．醋酸为弱酸，电离时吸收热量，导致最终放出的热量减少，使反应热数值偏低，偏大，D项正确； 答案选C。 6．（本题3分）还原铁粉、氯化钠、炭粉组成的脱氧剂，可以用于糕点等食品的保存，其脱氧原理与铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是 A．脱氧原理为反应吸热，可以降低温度，从而延长糕点保质期 B．脱氧过程中铁作负极，电极反应式为 C．脱氧过程中炭粉作正极，电极反应式为 D．含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收 224 mL（标准状况） 【答案】C 【详解】A．由题意可知，脱氧原理为原电池反应，属于放热反应，A错误； B．由题意可知，脱氧过程中铁是原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为：，B错误， C．由题意可知，脱氧过程中炭粉是原电池的正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为：，C正确； D．由题意可知，脱氧过程中铁转化为铁离子，由得失电子数目守恒可知，含有1.12 g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收标准状况下氧气的体积为：××22.4 L/mol=336 mL，D错误； 故选C。 7．（本题3分）一种利用电解池从盐湖水中富集锂离子的装置如图所示(右侧加入盐湖水)，下列说法正确的是 A．电解过程中，向电极移动，在该电极上放电生成 B．电极的电极反应式为 C．电解一段时间后，左侧溶液中浓度增大 D．该装置工作时，电能全部转化为化学能 【答案】C 【分析】由题给信息可知，LiFePO4与电源的正极相连，是电解池的阳极；FePO4是电解池的阴极。据此分析。 【详解】A．电解过程中，阴离子移向阳极，阳极发生氧化反应，电极反应式为：LiFePO4-e-＝FePO4+Li+，A错误； B．FePO4电极为阴极，发生还原反应为：FePO4+Li++e-＝LiFePO4（Li+嵌入），而非生成金属Li，B错误； C．左侧LiFePO4作阳极时，发生反应LiFePO4-e-＝FePO4+Li+，生成的Li+留在左侧溶液，导致左侧Li+浓度增大，C正确； D．电解池工作时，电能部分转化为热能等产生损耗，不能全部转化为化学能，D错误； 答案选C。 8．（本题3分）我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如下图所示(半透膜只允许、通过)，下列说法不正确的是 A．物质A可以是硫酸氢钾 B．左侧为电池负极，发生氧化反应生成 C．右侧池内溶液变大 D．右侧每消耗(标况)，左侧有通过半透膜移向右侧 【答案】D 【详解】A．硫酸氢钾可电离出，能与迁移到右侧的结合为产物，符合要求，A正确； B．左侧中C元素化合价从+2升高到中的+4，失电子发生氧化反应，因此左侧为电池负极，B正确； C．右侧氧化的反应为，消耗，浓度降低，溶液变大，C正确； D．标况下的物质的量为，反应共转移电子，为平衡正极区负电荷，K+和H+共有2mol阳离子从左侧移向右侧，无法确定迁移K+的物质的量，D错误； 故选D。 9．（本题3分）一种基于TEMPO衍生物作为储能活性材料的水系有机液流电池的工作原理如图： 下列说法正确的是 A．充电时，电极a发生氧化反应 B．放电时，电子从a极穿过离子交换膜流向b极 C．放电时，b极发生的反应为 D．放电时，外电路转移，理论上负极区溶液质量增加71 g 【答案】D 【分析】放电时该装置为原电池，由图中电极连接可知，为原电池负极，为原电池正极；充电时该装置为电解池，为电解池阴极，为电解池阳极，据此分析； 【详解】A．充电时电极a连接电源负极，为阴极，得电子发生还原反应，A错误； B．电子只能在外电路中移动，无法穿过离子交换膜，离子在电解质中迁移，B错误； C．放电时b为正极，发生得电子的还原反应，正确反应为 ，C错误； D．放电时阴离子向负极移动，转移2 mol电子时，有2 mol 进入负极区，负极区溶液质量增加，D正确； 故选D。 10．（本题3分）反应 ，可经两步完成，反应进程中能量变化如图所示，反应①为 。下列说法错误的是 A．总反应的焓变 B．反应①中有键的断裂和键、键的形成 C．反应②的热化学方程式为 D．的键能低于与的键能之和 【答案】D 【详解】A．根据盖斯定律，总反应的焓变，A正确； B．反应①为，丙烷转化为丙烯，过程中会断裂丙烷的键，同时形成丙烯中的双键，以及氢气中的键，B正确； C．由能量图可知，反应②的反应物为，生成物为，反应为吸热反应，，热化学方程式书写正确，C正确； D．反应①是吸热反应，焓变反应物总键能生成物总键能，即的键能大于与的键能之和，D错误； 故选D。 11．（本题3分）由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．和如图中完全反应放出139kJ能量 B．反应物能量之和大于生成物能量之和 C．反应生成时有4mole-转移 D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 【答案】C 【详解】A．根据能量变化图，N2O(g)＋NO(g) =N2(g)＋NO2(g)ΔH=(209－348)kJ·mol−1=－139kJ·mol−1，A正确； B．根据能量变化图，反应物的总能量大于生成物的总能量，此反应属于放热反应，B正确； C．化学方程式：N2O＋NO=N2＋NO2，生成1molN2时转移电子2mol，C错误； D．断键吸收能量，成键释放能量，此反应是放热反应，因此断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确； 故选C。 12．（本题3分）一种采用双极膜电解硝酸盐制备氨气的方法可以提高产生氨气的法拉第效率【用FE表示，】，其工作原理如图所示。工作时双极膜中间层的解离出和并向两极移动，，。下列说法正确的是 A．双极膜中间层的解离出的向II室移动 B．电解一段时间后，I室电解质溶液pH减小 C．阴极生成的电极反应式为 D．当阳极产生标况下时，阴极产生 【答案】D 【分析】该装置目的是电解硝酸盐制备，中N为+5价，生成（N为-3价）发生还原反应，因此承载该反应的电极A为阴极，连接电源负极；电极B为阳极，连接电源正极。 【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动，双极膜解离出的应向阴极所在的I室移动，向阳极所在的II室移动，A错误； B．I室为阴极室，阴极上得电子发生还原反应生成​，同时双极膜解离出的向I室移动参与反应，对应的阴极电极反应式为： ，该反应过程中，根据电荷守恒，每消耗10个有8个H+进入阴极室，故消耗的H+逐渐增多，pH升高，B错误； C．双极膜解离的向阴极室移动，阴极室为酸性环境，会与结合为，正确电极反应式应为，C错误； D．标况下22.4L 为1mol，生成1mol 转移4mol电子，由可知，生成​转移的电子数占总通电电子数的50%，因此电路总通过电子数为；再由，生成​转移的电子为，1mol 生成需要转移8mol电子，因此得到的物质的量为，D正确； 故选D。 13．（本题3分）电化学装置在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是 A．甲：锌作负极，发生氧化反应 B．乙：正极的电极反应式为 C．丙：放电过程中，铅电极质量会增加 D．丁：电解精炼铜，当电路中共有2 mol电子转移时， a电极上一定溶解64 g Cu 【答案】D 【详解】A．甲为碱性锌锰干电池，锌活泼性强，作负极，失去电子发生氧化反应，A正确； B．乙为纽扣式银锌电池，正极Ag2O得电子被还原，电解质为KOH溶液，电极反应式为Ag2O+2e-+H2O = 2Ag+2OH-，B正确； C．丙为铅酸蓄电池，放电时Pb为负极，发生反应：，生成的PbSO4附着在电极上，导致铅电极质量增加，C正确； D．丁为电解精炼铜，a电极为阳极（粗铜），粗铜中含Fe、Zn等活泼杂质，杂质会先于Cu放电，电路中转移2 mol电子时，溶解的Cu质量不等于64 g，D错误； 故选D。 14．（本题3分）氟离子电池是一种前景广阔的新型二次电池，工作原理如图所示，充电时从乙电极流向甲电极。已知和均难溶于水。下列有关说法正确的是 A．放电时，甲电极为负极，其电极反应式为 B．充电时，乙电极与外接电源的负极相连 C．放电时，导线上每通过电子，乙电极的质量减少1.9克 D．充电时，电池总反应为 【答案】B 【分析】充电时，阴离子向阳极移动，已知从乙电极流向甲电极，说明充电时甲为阳极，乙为阴极；对应放电时，甲为正极，乙为负极。据此分析解答。 【详解】A．放电时甲为正极，不是负极，甲的电极反应应为，A错误； B．充电时，阴极接外接电源的负极，乙为阴极，因此乙与外接电源负极相连，B正确； C．放电时乙为负极，电极反应为，每转移电子，乙电极结合，质量增加，不是减少，C错误； D．题干给出的总反应是放电时的总反应，充电是放电的逆过程，总反应应为，D错误； 故选B。 二、填空题 15．（本题14分）随着工业的发展，如何高效处理污水成为人类亟待解决的问题。 (1)利用原电池原理，酸性废水中的在水处理剂（主要成分为铁粉、炭粉）表面的变化如图所示。 ①图中，纳米铁粉作__________（填“正极”或“负极”），多孔炭粉的作用为__________。 ②正极上的电极反应式为__________。 (2)科研人员利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体，装置如图（a、b为离子交换膜）。 ①石墨电极M上的电极反应式为__________。 ②a为__________（填“阴离子”或“阳离子”）交换膜。 ③在放电过程中，由中间室向__________（填“M”或“N”）极室移动。 ④理论上M极每处理，电路中通过的电子数为__________。 【答案】(1) 负极 作原电池的正极 (2) 阴离子 N 2.4 【分析】由图可知，该装置为原电池，发生失电子的氧化反应生成N2，则M电极是负极，负极反应式为2-6e-=N2↑+8H+，N电极是正极，正极上发生得电子的还原反应生成N2，正极反应式为2+10e-+12H+=6H2O+N2↑，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。 【详解】（1）①Fe比C活泼，Fe作负极，C作正极，则纳米铁粉作负极，多孔炭粉的作用为作原电池的正极；②正极上硝酸根离子得电子生成铵根，电极反应式为； （2）①M电极是负极，负极上发生失电子的氧化反应生成N2，负极反应式为2-6e-=N2↑+8H+； ②M电极是负极，N电极是正极，Na+由中间室向N极室移动，Cl-向M极室移动，则a为阴离子交换膜； ③该原电池中M电极是负极，N电极是正极，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即Na+由中间室向N极室移动； ④M极反应式为2-6e-=N2↑+8H+，消耗2mol铵根转移6mol电子，处理转移电子数为2.4。 16．（本题14分）化学反应中能量的变化通常表现为热量的变化，反应热的研究对于化学学科的发展具有重要意义。 (1)物质、与存在如图所示的能量变化关系。三种物质中最稳定的是______________，反应Ⅲ是______________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，其常用单位为。已知某些燃料的燃烧热如下表所示： 燃料 CO (辛烷，l) 燃烧热 ①写出表示辛烷燃烧热的热化学方程式：____________________________________。 ②的热值约为______________(保留一位小数)。 ③上表所列燃料的热值最大的是______________(填化学式)，根据燃料的热值及所学知识简要说明此种燃料作为能源的优点：____________________________________________。 (3)黄砷质地较软且呈蜡状，分子结构是由四个原子以单键的方式相互连接所构成的四面体结构，在空气中燃烧产生蓝色火焰，生成六氧化四砷(，结构如图)。已知部分化学键的键能数据如下表所示，则黄砷的燃烧热______________。 化学键 键能/ a b c (4)现有与的混合气体112 L(标准状况下)，使其完全燃烧生成和，若实验测得反应放出的热量，则原混合气体中与的物质的量之比是______________。 【答案】(1) 放热 (2) ① 热值高、无污染、可再生、原料丰富等 (3) (4)1：4 【详解】（1） 由于能量越低物质越稳定，由图可知，能量最低的物质为，因此最稳定的物质为；反应Ⅲ中反应物的能量大于生成物的能量，因此该反应为放热反应； （2）①燃烧热的定义是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量，辛烷完全燃烧生成气态二氧化碳和液态的水，因此热化学方程式为； ②1 mol完全燃烧放出的热量为890 kJ，热值为单位质量完全燃烧放出的热量，的摩尔质量为16 g/mol，因此热值为； ③同理可以计算的热值为，的热值为，的热值为，热值为，因此热值最大的为；作为燃料具有热值高、无污染、可再生、原料丰富等优点； （3）燃烧的反应为，由结构图可知，正四面体结构的分子中共含有6个键，而1个中含有12个键，根据反应物总键能-生成物总键能可知； （4）标准状况下112L混合气体总物质的量为，设物质的量为，的物质的量为，根据两者的燃烧热以及实验测得反应放出的热量，可以列出，求出，因此物质的量为，的物质的量为，与的物质的量之比是1:4。 17．（本题15分）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。 (1)以溶液为电解质溶液进行粗铜(含、、、、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．电解后溶液中浓度不变    d．利用阳极泥可回收、、、等 (2)利用反应可以制备，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为___________。 (3)如图为电解精炼银的示意图，___________(填a或b)极为纯银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为___________。 (4)如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题。 ①若两池中均为溶液，理论上有大量生成的是甲池中的___________棒，乙池中的___________棒。 ②若两池中均为饱和溶液：写出乙池中总反应的离子方程式：___________。 ③若将乙池中电解质溶液更换为饱和NaCl溶液，将湿润的淀粉KI试纸放在乙池中碳极附近，发现试纸变蓝，过一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的又将生成的氧化。若反应的和物质的量之比为5：1，且生成两种酸，该试纸变蓝及褪色的2个化学方程式为：___________，___________。 【答案】(1)b (2) (3) b (4) C Fe 【详解】（1）a．电能会部分转化为热能，不全部转化为化学能，a错误；     b．粗铜的电解精炼，粗铜为阳极，接电源正极，发生氧化反应，b正确； c．阳极的活泼金属铝、锌等会失去电子进入溶液，导致电解后溶液中浓度改变，c错误；     d．活泼金属铝、锌等会失去电子进入溶液，利用阳极泥可回收金属为、、等，d错误； 故选b； （2）由反应可知，过氧化氢中氧元素化合价降低，发生还原反应，可以为正极反应，故正极电极反应式为； （3）电解精炼银，则粗银为阳极，连接电源正极a，则纯银为阴极，连接电源负极b，若b极有少量红棕色气体生成，则为阴极的硝酸根离子得到电子被还原为二氧化氮气体，生成该气体的电极反应式为； （4）①若两池中均为溶液，甲池为原电池装置，正极碳上氢离子得到电子被还原为氢气；乙池为电解池装置，结合电子流向，铁极为阴极，氢离子得到电子被还原为氢气； ②乙池为电解池装置，若池中为饱和溶液，则阳极水失去电子被氧化为氧气，阴极铜离子得到电子被还原为铜单质，乙池中总反应的离子方程式：。 ③将湿润的淀粉KI试纸放在乙池中碳极附近，发现试纸变蓝，过一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为该试纸变蓝及褪色的2个化学方程式为： 由题意，氯气首先氧化碘离子生成碘单质：，碘单质使得淀粉KI试纸变蓝色；过量的又将生成的氧化，若反应的和物质的量之比为5：1，且生成两种酸，反应中氯元素化合价由0变为-1，结合电子守恒和和物质的量之比为5：1，则碘元素化合价由0变为+5生成，反应为：。 18．（本题15分）根据要求回答以下问题： Ⅰ．如图所示是某兴趣小组利用甲烷燃料电池进行电解原理(图中E、F为惰性电极)应用的探究实验设计。 (1)乙为Fe上镀Cr装置，则Fe应为___________(填“A”或“B”)电极材料。若反应一段时间后，Fe棒质量增加5.2 g，则理论上消耗甲烷的体积为___________mL(标准状况下)。 (2)丙为粗铜的精炼装置，电解后硫酸铜溶液的浓度___________(填“增大”，“减小”或“不变”)。 (3)丁为探究氯碱工业原理的实验装置，使用阳离子交换膜的优点(任写一条)：___________________________________________________。 Ⅱ．煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将Mn2+转化为Mn3+，Mn3+再将煤中的含硫物质(主要成分是FeS2)氧化为Fe3+和，即。 已知：两电极为完全相同的惰性电极。 (4)P电极上的电极反应式为__________________________。 (5)电解池工作时，观察到R电极上有无色气体产生，当转移电子的物质的量为0.4 mol时，则生成的无色气体在标准状况下的体积为___________L。 (6)电解池工作时，往___________(填“P”或“R”)极移动。 【答案】(1) B 840 (2)减小 (3)防止氢气氯气混合爆炸（或得到纯度较高NaOH） (4) (5) (6)P 【分析】Ⅰ．甲为甲烷燃料电池，通电极为负极，通电极为正极，作为电源给各个电解池供电，因此A、C、E为阳极，B、D、F为阴极； 【详解】（1）电镀时待镀金属作阴极，Fe上镀Cr，Fe作阴极，对应B电极；阴极反应，，转移电子。甲烷燃料电池中1mol 参与反应转移8mol电子，若按阴极反应，转移0.3mol电子时，消耗，标况下体积为； （2）粗铜精炼，阳极粗铜中Zn、Fe等活泼杂质先于Cu溶解，阴极只有析出Cu。阳极溶解Cu的量小于阴极析出Cu的量，溶液中被消耗，硫酸铜溶液浓度减小； （3）氯碱工业中阳极，阴极，总反应为，阳离子交换膜可防止、混合爆炸，也可避免与NaOH反应，得到较纯净NaOH； （4）由图可知，P电极失电子被氧化为，因此P为阳极，电极反应：； （5）R为阴极，酸性条件下放电生成，反应。转移电子，生成，标况下体积为； （6）电解池中阴离子向阳极移动，P是阳极，因此向P极移动。 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 2 / 2 $