2021-2022学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修1第一章化学反应与能量转化 单元测试（含解析）

第一章化学反应与能量转化
章节练习——2021-2022学年高中化学鲁科版（2019）选修一
一、单选题（共16题）
1.电渗析法是海水淡化的方法之一，具有选择性离子交换膜交错排列构成的多层式电渗析槽，其工作原理如图所示（a、b为不同离子交换膜）。下列有关说法错误的是（??
）
A.a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜
B.阴极区电极反应式为
C.X为淡盐水，Y为浓盐水
D.该方法可得到副产品NaOH
2.如图是模拟工业电解饱和食盐水的装置图，下列叙述不正确的是（
??）
A.?a
为电源的负极
B.?Fe电极的电极反应是4OH－-
4e－=2H2O+O2↑
C.?通电一段时间后，铁电极附近溶液先变红
D.?电解饱和食盐水的化学方程式是
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
3.中科院科学家研究开发了一种柔性手机电池，示意图如图所示[其中多硫化锂（
）中x=2、4、6、8]。下列说法不正确的是（???
）
A.?添加碳纳米层可以提高负极的导电性
B.?放电时，
移向
膜
C.?电池工作时，正极可能发生：
D.?电池充电时间越长，电池中
的量越多
4.汽车广泛使用的铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2
，
电解液为硫酸，工作时，电极反应分别是：Pb＋SO
－2e－=PbSO4
，
PbO2＋4H＋＋SO
＋2e－=PbSO4＋2H2O，下面结论正确的是（??
）
A.?Pb为正极，被氧化????????????????????????????????????????
?????B.?Pb为负极，电极质量逐渐减轻
C.?SO
只向PbO2处移动??????????????????????????????????????D.?电解质溶液密度不断减小
5.南京大学开发出一种以太阳能驱动的恒流电解装置，成功实现了从海水中提取金属锂，其工作原理如图。下列说法错误的是（
??）
A.?铜箔为阴极，发生还原反应
B.?阳极区可能有
和
生成
C.?工作时的能量转化形式：太阳能→化学能→电能
D.?固体陶瓷膜可让海水中的
选择性通过
6.火星大气中含有大量
，一种有
参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时（
??）
A.?负极上发生还原反应
B.?
在正极上得电子
C.?阳离子由正极移向负极
D.?将电能转化为化学能
7.2021年3月5日，李克强总理在国务院政府报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。科研工作者通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的CO2转化为CO，实现节能减排的目标。如图所示，下列有关说法正确的是（
??）
A.?N极为阴极
B.?离子交换膜为阴离子交换膜
C.?阳极的电极反应式为CO2+2e-+2H+=CO+H2O
D.?理论上该装置在工作时，H3PO4与KH2PO4缓冲溶液的pH保持不变
8.将氯化氢转化为氯气是科学研究的热点。科学家设计了一种电解氯化氢回收氯气的方案，原理如图所示。下列叙述错误的是（
??）
A.?阴极的电极反应式为
B.?工作时，溶液中
向b极移动
C.?若消耗8g氧气，电路中转移1mol电子
D.?总反应为
9.沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排故并
降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对情性电极（如图所示），通入一定的电流。
下列叙述错误的是（
??）
A.?阳极发生将海水中的
氧化生成
的反应
B.?管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
C.?阴极生成的
应及时通风稀释安全地排入大气
D.?阳极表面形成的Mg
等积垢需要定期清理
10.化纤工业中聚酯生产过程会产生大量的乙醛废水。隔膜电解法是处理高浓度乙醛废水的一种新方法，可让乙醛同时在阴、阳两极发生反应。实验室以一定浓度的CH3CHO-Na2SO4溶液为电解液，模拟乙醛废水处理
过程，工作原理如图所示。下列说法正确的是（
??）
［已知阴极区域反应主要过程可表示为：H2O+e-
=H
+OH-
、CH3CHO+2H
=
CH3CH2OH
(H
为活泼H)］
A.?与b相连的极区发生反应：CH3CHO+H2O-2e-
=CH3COOH+2H+
B.?在处理废水过程中阳极区域pH逐渐增大
C.?图中离子交换膜应该是阴离子交换膜
D.?电解过程中阴极可能发生副反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-
11.中国向世界郑重承诺，努力争取2060年前完成“碳中和”。一种微生物电解池(MEC)既可以处理有机废水，又有助于降低碳排放，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（
??）
A.a电极为MEC的阳极
B.MEC工作时，质子将从a电极室向b电极室迁移
C.b电极的电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
D.a电极室产生的CO2与b电极室消耗的CO2相等
12.已知Fe2+与H2O2溶液混合发生Fenton反应生成氧化性很强的羟基自由基(?OH)，可将CN-氧化为低毒的CNO-
，
实现废水处理的目的。三维电极电解-Fenton反应处理废水的原理如图所示，多孔焦炭电极将整个电解槽变成了许多微电解池。下列说法错误的是（
??）
A.?钛合金电极反应式为2H2O-
2e-
=2H++2?OH????B.?阴极电极反应式为O2+
2H++
2e
-
=
H2O2
C.?焦炭电极表面能产生?OH使废水处理效率提高????D.?Fe(OH)2+能在钛合金电极实现再生循环利用
13.对金属腐蚀及防护的表述正确的是(??
)
A.?金属腐蚀的本质：金属失电子发生还原反应
B.?牺牲阳极的阴极保护法：被保护的金属应做负极
C.?外加电流阴极保护法：被保护的金属应与电源正极相连
D.?钢铁表面烤蓝生成一层致密的
，能起到防腐蚀作用
14.《自然科学》杂志上关于Li—空气电池如图所示。对该电池的分析正确的是（
??）
A.?多孔碳材料是负极
B.?Li发生氧化反应
C.?电子由多孔碳材料沿导线流向Li
D.?
发生
15.有机物电化学合成是化学研究的重要方向。下图所示电解装置可以生成葡萄糖酸C6H12O7)和山梨醇(C6H14O6)。葡萄糖酸再与CaCO3反应可以生产补钙剂葡萄糖酸钙。
下列说法错误的是（
??）
A.?a为电源正极，a连接的惰性电极发生反应为：2Br--2e-=Br2
B.?在电解质溶液1中，葡萄糖被HBrO还原成葡萄糖酸
C.?阳极区的H+通过阳离子交换膜向阴极区移动
D.?阴极反应为：C6H12O6+2H++2e-=C6H14O6
16.NCl3是一种黄色黏稠状液体，可用于制备新型消毒剂ClO2
，
其制备装置如图所示。下列说法正确的是(??
)
A.?Pt极发生氧化反应，可用淀粉-KI试纸检验M??????B.?石墨极的反应式为
C.?电解过程中，质子交换膜右侧溶液pH会增大?????
?D.?每生成1mol
NCl3
，
会生成67.2L气体M
二、综合题（共4题）
17.如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：
（1）当电极a为Zn，电极b为Cu，且两极板质量相等。电解质溶液为CuSO4溶液时，正极的电极反应式为________。当电路中有1moL
e-
通过时，两极板的质量差为________g
（2）当电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该电池的负极反应式为________。当反应中收集到标准状况下336mL气体时，消耗的电极的物质的量为________moL。
（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂如O2)反应所产生的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，CO为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液，则CO应通入________极填“a”或“b”，该电极反应式为________，电解质溶液中OH-向________极移动（填“a”或“b”）。
（4）理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Fe
+
2Fe3+=3Fe2+”设计一个原电池，并在下面方框内画出简单原电池实验装置图，注明电极材料和电解质溶液。
18.全球大气
浓度升高对人类生活产生了影响，
的捕集和资源化利用成为硏究热点。
（1）
能引起海水酸化，原理为________，因此
过量排放对海洋生态系统会造成严重影响。
（2）捕碳技术(主要指捕获
)在降低温室气体排放中具有重要的作用。下列物质中能作为捕碳剂的是___________。
A.
B.CaO
C.
D.
（3）
甲烷化是实现其资源化利用的有效方式之一、
Ⅰ．热化学转化法：工业上常用
催化加氢合成
。
已知：①
②
③
反应
的
________kJ/mol。
在该工业生产中，选用了高活性的Ni基催化剂，并且在低温下进行，其目的是：________。
Ⅱ．电化学转化法：多晶Cu可高效催化
甲烷化，电解
制备
的原理示意图如下。
①多晶铜连接电源的________极。(填“正”或“负”)
②阳极氧化产物只有
，电解时实际生成
的总量小于由
理论计算所得
的量，结合电极反应式解释原因：________。
19.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。3月29日，长城汽车氢能战略全球发布会推出氢能技术，并计划今年推出全球首款C级氢燃料电池SUV。关于氢能，根据要求回答问题：
（1）I．制备氢气
制备氢气常采用以下方法：
①电解水法：2H2O
2H2↑+O2↑
②水煤气法：C+H2O（g）
CO+H2
，
CO+H2O
CO2+H2↑
③太阳能光催化分解水法：2H2O
2H2↑+O2↑
三种方法中最节能的是________（填标号）。
（2）已知拆开1
mol
H
-H、1
mol
O=O和
1
mol
H-О分别需要的能量依次为436kJ、498kJ和463kJ，则理论上每3.6
gH2O（g）完全分解，需________（填“放出”或“吸收"）能量________kJ。下列能正确表示该过程的能量变化示意图的是________（填标号）。
（3）II．氢燃料电池
氢燃料电池具有清洁高效等优点，其简易装置如下图所示。
该电池正极反应式为________；反应过程中将________能转化为________能。
20.将镁片和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中，并在中间串联一个电流表，装置如图所示。
（1）镁片是该电池的________极。
（2）电子在该电池中的移动方向是从________片经导线流向________片。
（3）铝片上的电极反应式是________，该电极上发生了________?(填“氧化”或“还原”)反应。
（4）若将此装置中的NaOH溶液换成稀硫酸，则电池的负极材料是________?。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
A
【解析】【解答】A．根据题意，图中左侧是电解池的阳极，阴离子向左侧迁移，相反阳离子向右侧迁移，则a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，A项符合题意；
B．阴极区电极反应式为
，B项不符合题意；
C．X为淡盐水，Y为浓盐水，C项不符合题意；
D．根据电解原理可知，该方法可得到副产品NaOH，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据左侧是阳极，吸引大量的阴离子，右侧是阴极，吸引大量的阳离子，故a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜，阴极区域是水电离出的氢离子放电，因此出来的是X为淡盐水，Y为浓盐水，根据电解原理产物中可能有氢氧化钠，结合选项进行判断即可
2.【答案】
B
【解析】【解答】A.铁做阴极，对应连接的a作为电池的负极，故A不符合题意
B.工业上电解食盐水时以石墨作为阳极，铁作为阴极，阴极的电极式是2H2O+2e=2OH-+H2
，
故B符合题意
C.铁电极负极产生的是氢氧根离子，遇到酚酞变红色，故C不符合题意
D.氯化钠溶液通电生成氢氧化钠和氢气和氯气，总的化学方程式为：
2NaCl+2H2O??2NaOH+H2↑+Cl2↑
故D不符合题意
故答案为：B
【分析】根据电解池即可判断，电解饱和食盐水，铁做阴极，a即是电池的负极，铁极发生的是2H2O+2e=2OH-+H2
，
阴极附近聚集大量的氢氧根离子，因此阴极附近是红色，石墨做阳极，b为电池的正极，发生的是2Cl--2e=Cl2,即可写出总的电池反应为
?2NaCl+2H2O??2NaOH+H2↑+Cl2↑
3.【答案】
D
【解析】【解答】A.碳纳米具有导电性，所以增加碳纳米可以提高导电性，故A不符合题意
B.放电时阳离子向正极移动，故B不符合题意
C.放电时正极反应为3Li2S8+2Li++2e-=4Li2S6、2Li2S6+
2Li++2e-=3Li2S4、Li2S4+2Li++2e-=2Li2S2，
故C不符合题意
D.电池充电时，Li2Sx膜为阳极，失去电子发生氧化反应，x值会增大,电池中LixS2的量减小，并且充电时间越长，Li2S2的量越少，故D符合题意
故答案为：D
【分析】该电池反应为3Li2S8+
2Li=4Li2S6、2Li2S6+2Li=3Li2S4、Li2S4+2Li=2Li2S2?，则Li2Sx为正极，Li/碳纳米膜层为负极，其中正极是3Li2S8+2Li++2e-=4Li2S6、2Li2S6+
2Li++2e-=3Li2S4、Li2S4+2Li++2e-=2Li2S2，
负极电极反应为Li-e-=
Li+?,原电池工作时，阳离子向正极移动，充电时Li2Sx膜为阳极，与放电时的电极反应和顺序相反，根据此过程结合选项进行判断即可
?
4.【答案】
D
【解析】【解答】A．Pb被氧化，应为原电池负极，A不符合题意；
B．Pb被氧化，应为原电池负极，负极生成硫酸铅，质量增大，B不符合题意；
C．阴离子向负极移动，即向Pb移动，C不符合题意；
D．在放电过程中硫酸的浓度逐渐减小，因而密度减小，D符合题意
故答案为：D
【分析】根据电池反应式知:
放电时，铅失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4;
PbO2
得电子作正极，电极反应式为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O;
电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，结合电极方程式分析.
5.【答案】
C
【解析】【解答】A．锂离子在铜箔上得到电子，生成金属锂，则铜箔为阴极，发生还原反应，A项不符合题意；
B．阳极上可以是氯离子或水失电子，就有氯气或氧气生成，B项不符合题意；
C．该装置是先利用太阳能发电，然后电解海水生成锂，所以工作时的能量转化形式：太阳能→电能→化学能，C项符合题意；
D．该装置的目的是为了从海水中提取金属Li，固体陶瓷膜让海水中的锂离子通过，锂离子从海水中到阴极铜箔得电子，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该装置的目的是为了从海水中提取金属Li，是先利用太阳能发电，将电能转化为化学能，是电解池装置，在海水上面的铜箔为阴极，发生还原反应：Li++e-=Li，催化电极为阳极，因海水中有氯离子，阳极上可以是氯离子或水失电子，就有氯气或氧气生成
6.【答案】
B
【解析】【解答】A.在原电池中，负极上发生失电子的氧化反应，A不符合题意；
B.在该原电池中，CO2在正极发生得电子的还原反应，生成碳单质，B符合题意；
C.在原电池中，阳离子移向正极，C不符合题意；
D.原电池是一种将化学能转化为电能的装置，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A.在原电池中，负极发生失电子的氧化反应；
B.结合CO2转化为C的过程分析；
C.在原电池中阳离子移向正极；
D.原电池是将化学能转化为电能的装置；
7.【答案】
D
【解析】【解答】A．由分析知，N极为阳极，A不符合题意；
B．由分析知，离子交换膜为阳离子交换膜，B不符合题意；
C．由分子知，CO2在阴极转化为CO，所写电极反应为阴极电极反应，C不符合题意；
D．根据得失电子守恒和阴阳极电极反应知，缓冲溶液流入阴极的H+和阳极流入缓冲溶液的H+数目相等，故缓冲溶液中c(H+)保持不变，故pH保持不变，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图示知，该装置外电路有光伏电池（将太阳能转化为电能），故为电解池装置，在P极上，CO2得电子转化为CO，故P极为阴极，N极为阳极，阴极电极反应为：CO2+2H++2e-=CO+H2O，需要缓冲溶液提供H+
，
故离子交换膜为阳离子交换膜，阳极电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+。
8.【答案】
B
【解析】【解答】根据电解池a、b电极表面的反应得a为阴极、b为阳极；
A．a极的电极方程式为
，A不符合题意；
B．
为阳离子，在电解池工作时应向阴极a极移动，B符合题意；
C．消耗1mol氧气转移4mol电子，8g氧气为
，故转移0.25mol×4=1mol电子，C不符合题意；
D．根据电解池的工作图知反应物为
和HCl，生成物为
和
，总反应为
，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据电极反应左边化合价降低，得到电子，为电解池的阴极，右边化合价升高，失去电子，为电解池的阳极。
9.【答案】
D
【解析】【解答】A.根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2
，
发生氧化反应，A正确；
B.设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；
C.因为H2是易燃性气体，所以阳极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C正确；
D.阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
，
会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理，D错误；
故答案为：D
【分析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2
，
阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-。
10.【答案】
D
【解析】【解答】A．与b相连的极区为阴极区，根据题目所给信息可知该区域乙醛被还原为乙醇，A不符合题意；
B．阳极区乙醛被氧化为乙酸，电极反应为：CH3CHO+H2O-2e-
=CH3COOH+2H+
，
产生氢离子，pH逐渐减小，B不符合题意；
C．根据B选项可知电解过程中会生成醋酸，根据题意可知阴极区会产生氢氧根，为防止氢氧根中和醋酸，离子交换膜应为阳离子交换膜，C不符合题意；
D．电解过程中阴极上，水电离出的氢离子可能放电生成氢气，发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-
，
D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据钠离子的流向可知b为电源负极，右侧为阴极区，a为电源正极，左侧为阳极区。
11.【答案】
D
【解析】【解答】A．电极a上有机质转化为CO2
，
发生氧化反应，所以a为阳极，A不符合题意；
B．工作时为电解池，电解池中阳离子由阳极向阴极迁移，所以质子将从a电极室向b电极室迁移，B不符合题意；
C．电极b上CO2得电子被还原，结合迁移过来的氢离子生成CH4和H2O，根据电子守恒和元素守恒可得电极反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O，C不符合题意；
D．有机质中C元素的化合价不一定和甲烷中C元素的化合价相同，所以a电极室产生的CO2与b电极室消耗的CO2不一定相等，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电极a上有机质转化为CO2
，
发生氧化反应，所以a为阳极，电极b上CO2转化为CH4
，
发生还原反应，所以b为阴极。
12.【答案】
D
【解析】【解答】A．由分析知，A不符合题意；
B．由分析知，B不符合题意；
C．多孔焦炭电极将整个电解槽变成许多微电解池，其作阳极的部分对应电极反应与钛合金电极相同，也可产生·OH，使废水处理效率提高，C不符合题意；
D．Fe(OH)2+中Fe元素为+3价，变回Fe2+需得电子，故可在石墨电极（阴极）上再生循环，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图示知，钛合金电极连接电源正极，作电解的阳极，H2O在电极表面放电生成·OH和H+
，
电极反应为：2H2O-2e-
=2H++2·OH，石墨电极为电解的阴极，O2在电极表面得电子生成H2O2
，
电极反应为：O2+2e-+2H+=H2O2。
13.【答案】
D
【解析】【解答】A．金属腐蚀的本质：金属失电子发生氧化反应，故A不符合题意；
B．牺牲阳极的阴极保护法，利用原电池原理，被保护的金属应做正极，故B不符合题意；
C．外加电流阴极保护法，利用电解原理，被保护的金属应与电源负极相连，作阴极，故C不符合题意；
D．钢铁表面烤蓝是在钢铁表面生成一层有一定厚度和强度的致密的
Fe3O4
，能起到防腐蚀作用，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.失电子被氧化
B.
牺牲阳极的阴极保护法
被保护的做正极
C.
外加电流阴极保护法?被保护的做阴极
D.烤蓝是形成致密的四氧化三铁防止反应进一步发生
14.【答案】
B
【解析】【解答】A．电池放电时，O2中O的化合价降低，过程为得电子的过程，所以放电时，多孔碳材料电极为正极，故A不符合题意；
B．原电池中锂电极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，故B符合题意；
C．放电时，Li转化为Li+
，
电子经外电路从锂电极流向多孔碳材料，故C不符合题意；
D．当电池工作时，O2与
Li+在多孔碳材料电极处生成
Li2O2
，
正极反应式为2Li++O2+2e-=Li2O2
，
故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据图示即可判断锂是负极材料，而多孔碳层做正极，负极是锂失去电子变为锂离子，正极是氧气得到电子变为氧离子，电子由负极经外电路流向正极
15.【答案】
B
【解析】【解答】A．根据上述分析，a为电源正极，发生氧化反应，a连接的惰性电极发生的反应为：2Br--2e-=Br2
，
故A不符合题意；
B．根据图示，在电解质溶液1中，HBrO被还原为Br-
，
则葡萄糖被HBrO氧化成葡萄糖酸，故B符合题意；
C．在电解池中，阳极区的H+通过阳离子交换膜向阴极区移动，故C不符合题意；
D．阴极上C6H12O6得到电子生成C6H14O6
，
发生还原反应，电极反应为C6H12O6+2H++2e-=C6H14O6
，
故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据图示，在与电源a极相连电极上Br-失去电子生成Br2
，
发生氧化反应，则该电极为阳极，在与电源b极相连电极上C6H12O6得到电子生成C6H14O6
，
发生还原反应，则该电极为阴极，因此a为电源正极，b为电源负极，据此分析解答。
16.【答案】
C
【解析】【解答】A．Pt是阴极，在阴极上是氢离子得电子的还原反应，电极反应式为2H++2e=H2↑，不可用湿润的淀粉KI试纸检验氢气，故A不符合题意；
B．由图可知，石墨电极是阳极，该电极上发生失电子的氧化反应为
，故B不符合题意；
C．电解过程中，质子交换膜右侧电极上发生的电极反应
，每生产1molNCl3同时生成4molH+
，
理论上有6molH+经质子交换膜由右侧向左侧迁移，右侧溶液的c(H+)减小，pH增大，故C符合题意；
D．每生成1molNCl3
，
由于气体所处的状态未知，无法计算氢气的体积，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由装置可知，石墨电极是阳极，该电极上发生失电子的氧化反应
，Pt是阴极，在阴极上是氢离子得电子的还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，气体M为氢气，质子交换膜只让氢离子通过，且向阴极移动，以此分析。
二、综合题
17.【答案】
（1）Cu2+_+2e-_=Cu；64.5
（2）Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；0.01
（3）b；CO-2e-+4OH-=CO32-
+2H2O；b
（4）
【解析】【解答】（1）在该原电池中，总反应为：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu；其中Cu2＋发生得电子的还原反应，为正极，因此正极的电极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu；负极的电极反应式为：Zn－2e－=Zn2＋
，
当电路中有1mole－通过时，负极消耗Zn的质量为0.5mol×64g·mol－1=32g，正极增加Cu的质量为：0.5mol×65g·mol－1=32.5g；因此两电极的质量差为：32g+32.5g=64.5g。
（2）该原电池中，由于Mg不与NaOH反应，Al能与NaOH反应，因此Al作负极，Al与NaOH反应生成NaAlO2和H2
，
因此负极的电极反应式为：Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O；
反应中收集到的气体的物质的量
，
由电池总反应“2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑”可知，参与反应的Al的物质的量为。
（3）在燃料电池中，燃料气体作为负极反应物，因此通入CO的为负极，即为b电极；
由于所用电解质溶液为NaOH溶液，CO失电子形成CO2
，
CO2进一步与NaOH反应生成Na2CO3
，
因此负极的电极反应式为：CO－2e－＋4OH－=CO32－＋2H2O；
在原电池中，阴离子移向负极，因此电解质溶液中的OH－移项b电极。
（4）在该反应中，Fe发生失电子的氧化反应，因此负极为Fe；电解质溶液中的Fe3＋发生得电子的还原反应，为正极反应，因此正极可用石墨电极或铜电极；因此可得该原电池装置如图：
?
【分析】（1）由电池总反应得出正极反应式，结合电极反应式进行计算；
（2）Mg不与NaOH溶液反应，而Al能与NaOH溶液反应，故Al为负极；结合电池总反应计算；
（3）在燃料电池中，燃料CO做负极反应物，发生失电子的氧化反应，生成CO2
，
进一步与NaOH反应生成Na2CO3
，
据此写出电极反应式；在原电池中，阴离子移项负极；
（4）在该反应中Fe发生失电子的氧化反应，为负极，Fe3+发生得电子的还原反应，为正极，据此设计原电池装置；
?
18.【答案】
（1）
（2）A,B,C
（3）-162；高活性催化剂可以加快反应速率，降低温度促进平衡正向移动，提高CO2的转化率；负；阴极除了
得电子外：
，还可能发生
【解析】【解答】(1)二氧化碳溶于水后，与水反应生成碳酸，能引起海水酸化，故原理为：
；
?
(2)A．
溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钾，故A选；
B．CaO与二氧化碳反应生成碳酸钙，故B选；
C．
的水溶液与二氧化碳反应生成碳酸铵或碳酸氢铵，故C选；
D．
与二氧化碳不反应，不能作为捕碳剂，故D不选；故答案为：ABC；
(3)Ⅰ．已知：①
；
②
；
③
；
根据盖斯定律，③+②-①×2得
则
+
-
×2=-162
kJ/mol；
在该工业生产中，选用了高活性的Ni基催化剂，并且在低温下进行，其目的是：高活性催化剂可以加快反应速率，降低温度促进平衡正向移动，提高CO2的转化率；
Ⅱ．①根据电解池原理分析，
甲烷化过程中，C化合价降低，发生还原反应，则多晶铜作为阴极，得电子发生还原反应，则连接电源的负极；
②阳极氧化产物只有
，电解时实际生成
的总量小于由
理论计算所得
的量，结合电极反应式解释原因：阴极除了
得电子外：
，还可能发生
。
【分析】（1）二氧化碳溶于水形成碳酸
（2）捕碳剂主要是与二氧化碳反应，氧化钙以及氨气以及碳酸钾均可与二氧化碳反应
（3）I:
根据盖斯定律即可计算出焓变，主要考虑催化剂可以加快速率且正反应是放热反应?
?
?II①二氧化碳被还原性成甲烷，化合价降低，因此发生还原反应此时多晶铜做阴极，连接的是电池的负极?②
理论上氧气失去的电子和二氧化碳得到的电子相等，但是需要考虑到可能氢离子放电的情况
?
19.【答案】
（1）③
（2）吸收；48.2；C
（3）O2+4e-+4H+=2H2O；化学；电
【解析】【解答】I．（1）①电解水法：2H2O
2H2↑+O2↑，需消耗大量电能；②水煤气法：C+H2O（g）
CO+H2
，
CO+H2O
CO2+H2↑，需要消耗煤电等能量，③太阳能光催化分解水法：2H2O
2H2↑+O2↑，直接利用太阳能，三种方法中最节能的是③（填标号）。故答案为：③；
?
（2）焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，则2mol
H2（g）和1mol
O2（g）转化为2mol
H2O（g）时放出的热量为（2×436kJ+498kJ-4×463kJ）=482kJ，则理论上每3.6
gH2O（g）完全分解，需吸收能量
=48.2kJ。化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，吸热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量大于形成产物的化学键放出的总能量，能正确表示该过程的能量变化示意图的是C。故答案为：吸收；48.2；C；
II．（3）原电池装置中，得电子发生还原反应的是正极，该电池正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；反应过程中将化学能转化为电能。故答案为：O2+4e-+4H+=2H2O；化学；电。
【分析】（1）节能是消耗能源最少的，因此太阳能几乎不消耗能源
（2）根据焓变=反应物的键能-生成物的键能即可计算，即可找出图像
（3）氢氧燃料电池是将化学能转化为电能，氢气是负极，氢气失去电子变为氢离子，氧气是正极，氧气得到电子结合氢离子变为水。
?
20.【答案】
（1）正
（2）铝；镁
（3）Al-3e-+4OH-=AlO
+2H2O；氧化
（4）镁
【解析】【解答】(1)由以上分析可知，镁片是该电池的正极。
?
(2)在原电池中，电子从负极移向正极，所以电子在该电池中的移动方向是从铝片经导线流向镁片。
(3)铝片是负极，电极反应式是Al-3e-+4OH-=AlO
+2H2O，该电极上发生了氧化反应。
(4)若将此装置中的NaOH溶液换成稀硫酸，镁和铝都能和稀硫酸反应，由于镁比铝活泼，所以镁做负极，电池的负极材料是镁。
【分析】将镁片和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中，铝能自发和NaOH溶液发生氧化还原反应：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，所以铝为负极，镁为正极。
?