2021-2022学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1专题1化学反应与能量专题练（含解析）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1专题1化学反应与能量专题练（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 710.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-10-04 07:08:39 | ||
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文档简介
专题1化学反应与能量章节专题练——2021-2022学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1
一、单选题(共16题)
1．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，将装置密封放置一段时间。下列说法不正确的是（
）
A．a处生铁发生吸氧腐蚀，b处生铁发生析氢腐蚀
B．一段时间后，a处液面高于b处液面
C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
D．a、b两处具有相同的负极反应式：
2．直接碳燃料电池(DCFC)是一种以固体碳(煤、石墨、活性炭等)为原料的燃料电池，是一种具有现实意义的节能减排新技术，如图是一种DCFC的结构示意图。下列有关法不正确的是（
）
A．负极的电极反应为：C－4e－+2CO=3CO2
B．若电子由电极a沿导线经负载流向电极b，则入口A加入的物质为固体碳
C．DCFC与煤直接燃烧发电能量的利用率相同
D．放电过程中放出标准状况下CO211.2L时转移2mol电子
3．已知：
Fe2O3(s)+
3CO(g)=
2Fe(s)
+
3CO2(g)
ΔH1
3Fe2O3(S)
+
CO(g)=
2Fe3O4(s)+
CO2(g)
ΔH2
Fe3O4(s)
+
CO(g)
=
3FeO(s)
+
CO2(g)
ΔH3
则反应FeO(s)+
CO(g)=
Fe(s)
+
CO2(g)的ΔH等于
（
）
A．3ΔH1-ΔH2-2ΔH3
B．(3ΔH1
-
ΔH2
–
2ΔH3)/6
C．2ΔH1-
3ΔH2
+△H3
D．(2ΔH1
–
3ΔH2
+△H3)/6
4．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中，如图所示，下面有关说法正确的是（
）
A．Zn是正极，Cu是负极
B．电子从Cu片经导线流向Zn片
C．Zn极有铜析出
D．Cu极上有气泡产生
5．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是（
）
①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
ΔH1=akJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
ΔH2=bkJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH3=ckJ·mol-1
④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH4=dkJ·mol-1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应C(s)+2H2O(l)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH=(a＋b)kJ·mol-1
D．反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol-1
6．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对污染防治比过去要求更高。某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法正确的是（
）
A．盐桥中Cl-向Y极移动
B．电路中流过7.5
mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．电流由X极沿导线流向Y极
D．Y极发生的反应为2NO3-＋10e-＋6H2O=N2↑＋12OH-，周围pH增大
7．硼氢化钠(NaBH4)既是一种重要的储氢材料，又是具有广泛应用的还原剂。NaBH4在水溶液中的稳定性随着溶液pH升高而增大。NaBH4-H2O2燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。下列有关NaBH4-H2O2燃料电池的说法正确的是（
）
A．电池工作时，电能主要转化为化学能
B．a电极上的反应为：+8OH--8e-=+6H2O
C．放电过程中电极b区的溶液pH下降
D．放电过程中1molH2O2参与反应，失去2×6.02×1023个电子
8．25
℃、101
kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3
kJ·mol-1，辛烷的燃烧热为5
518
kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是（
）
A．2H＋(aq)＋(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH-(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH=-57.3
kJ·mol-1
B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)=K2SO4(aq)＋H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ·mol-1
C．C8H18(l)＋O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)
ΔH=-5
518
kJ·mol-1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH=-5
518
kJ·mol-1
9．下列四种装置中，开始时溶液的体积均为250
mL，电解质溶液的浓度均为0.10
mol/L。若忽略溶液体积的变化且电流效率均为100%，当测得导线上均通过0.02
mol电子时，下列判断中，正确的是（
）
A．此时溶液的浓度：①=②=③=④
B．此时溶液的pH：④＞③＞①＞②
C．产生气体的总体积：④＞③＞①＞②
D．电极上析出固体的质量：①＞②＞③＞④
10．高密度储能电池锌溴电池如图所示，放电时总反应为Zn+Br2=ZnBr2。下列说法错误的是（
）
A．放电时，电极M为正极
B．放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
C．充电时，ZnBr2溶液的浓度增大
D．充电时，每转移2mole-，理论上有1molZn2+通过离子交换膜从左向右扩散
11．NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（
）
A．1L0.5mol/L的KMnO4溶液中，氧原子的总数为2NA
B．1mol熔融状态的NH4HSO4中含1NA个H+
C．1L5mol/L的浓盐酸与足量MnO2共热，完全反应可生成1.25NA个Cl2分子
D．NaBH4燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为4NA
12．实验室中利用固体KMnO4进行如图实验，下列说法正确的是（
）
A．本实验中若用稀盐酸代替浓盐酸会减慢反应速率，但不影响单质H的生成量
B．气体H的量小于0.25mol
C．根据盖斯定律，直接用KMnO4和浓盐酸反应的热效应与本实验中的总热效应相等
D．气体H是一种常见的氧化性气体，一般在反应中只表现氧化性
13．2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的反应式为其工作原理如图所示。下列充电电解液说法错误的是（
）
A．充电时，A极接外电源的正极
B．放电时，若转移电子，石墨电极将减重
C．充电时B极电极式为：
D．该废旧电池进行“放电处理”有利于锂在B极回收
14．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（
）
A．与足量的反应，转移的电子数为0.1
B．电解溶液，当阳极产生标准状况下气体时，转移的电子数为0.4
C．标准状况下，中含键数为2
D．和足量的水反应，转移个电子
15．下列叙述正确的是（
）
A．装置Ⅰ：在铁制品上镀铜
B．装置Ⅱ：可以用于收集氯气并吸收多余的尾气
C．装置Ⅲ：能较长时间看到白色沉淀
D．装置Ⅳ：小试管内有晶体析出
16．相同温度和压强下，关于反应的 H，下列判断不正确的是（
）
a.
H1
b.
H2
c.
H3
d.
H4
e.
H5
A． H1= H2- H4
B． H2＞0， H4＞0
C． H1= H2+ H3- H5
D． H3＞ H5
二、综合题（共4题）
17．甲醇是一种基本的有机化工原料，用途十分广泛。
已知：CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)
ΔH=+84kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)
2H2O(g)
ΔH=-484kJ·mol-1
(1)①工业上常以甲醇为原料制取甲醛，请写出CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式：_______。
②若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)，下列表示该反应达到平衡状态的标志有_______(填字母序号)。
A．容器中混合气体的密度不变化
B．有2个H—H键断裂的同时有3个C—H键生成
C．容器中混合气体的压强不变化
D．CH3OH(g)百分含量保持不变
(2)工业上以CO、CO2、H2为原料制备甲醇，其原理如下：
主反应：①CO+2H2 CH3OH
②CO2+3H2 CH3OH+H2O
副反应：2CO CO2+C
2CO+2H2 CH4+CO2
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示。该反应ΔH_____(填“＞”或“＜”)0，实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是_____。由图2知，当温度高于240℃时，CO转化率下降的原因为_____。
(3)电解水蒸气和CO2产生合成气(H2+CO)。较高温度下(700~1000℃)，在SOEC两侧电极上施加一定的直流电压，H2O和CO2在氢电极发生还原反应产生O2-，O2-穿过致密的固体氧化物电解质层到达氧电极，在氧电极发生氧化反应得到纯O2，由图3可知A为直流电源的_____(填“正极”或“负极”)，请写出以H2O为原料生成H2的电极反应式：_____。
18．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。
(1)CH4既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。已知
8.0
g
CH4完全燃烧生成液态水放出445.15
kJ热量，则其热化学方程式为_____。
(2)在一定温度和催化剂作用下，CH4与CO2可直接转化成乙酸，这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示，则该反应的最佳温度应控制在_____左右。
②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜(CuAlO2，难溶物)。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为_____。
③CH4
还原法是处理NOx气体的一种方法。已知一定条件下CH4与NOx反应转化为
N2和O2，若标准状况下8.96
L
CH4可处理22.4
L
NOx，则x值为_____。
(3)美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型电池装置，其构造如下图所示，A、B两个电极均由多孔的炭块组成。该电池的负极反应式为：_____。
若该电池工作时增加了1
mol
H2O，电路中转移电子的物质的量为_________。
19．某工业废料中主要含有Al2O3、Co2O3 CoO、少量Fe3O4等金属氧化物（Co2O3 CoO不与强碱反应）．实验室科技人员欲将之分离并制备相关物质，设计流程如下：
（1）过程Ⅰ中的操作名称是__，写出过程Ⅰ发生反应的化学方程式____________．
（2）溶液a中含有金属离子有
_________________．
（3）溶液a中逸出的黄绿色气体是氯气，下列说法不正确的是_________．
①氯气是有漂白性的酸性气体
②液氯和氯水均为液体，且都含有氯分子
③将氯气通入碱液时，氯气既是氧化剂，又是还原剂
④次氯酸见光易分解，说明次氯酸是弱酸
⑤向氯水中滴硝酸银溶液，有白色沉淀生成，说明氯水中含Cl－
（4）写出过程Ⅱ发生反应的离子方程式：_______________________________．
高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH
则充电时阳极反应式为___________________________________．
（5）Co可以形成CoC2O4 2H2O（M为183g/mol），5.49g该晶体在空气中加热，在不同温度下分别得到一种固体物质，其质量如表：
温度范围（℃）
固体质量（g）
150﹣210
4.41
290﹣320
2.41
890﹣920
2.25
经测定，210℃～290℃过程中，产生的气体只有CO2，则此过程发生的化学反应方程式为：______________________________________．
20．铜及其化合物在工业上有许多用途。回答下列问题：
（1）某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质）为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：
①浸取反应中氧化剂的化学式为________；滤渣I的成分为Mn02、S和_______(写化学式)。
②“除铁”这一步反应在25℃进行，加入试剂A调节溶液pH为4后，溶液中铜离子最大浓度不超过_________mol/L。（已知Ksp[Cu(OH)2]
=2.2×l0-20。）
③“沉锰”（除Mn2+)过程中反应的离子方程式___________。
④滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是________（写化学式）。
（2）某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜，进行了一系列探究活动。
①如下左图为某实验小组设计的原电池装寘，盐桥内装载的是足量用饱和氯ft钾溶液浸泡的琼脂，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差6.00g，则导线中通过了___mol电子，若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动，则甲、乙两池电解质溶液的总质量与实验开始前的电解质溶液的总质量相差________g。
②其他条件不变，若将盐桥换成光亮的U形弯铜丝浸入甲池与乙池，如上右图所示，电流计指针偏转方向与先前一样，但偏转角度明显减小。一段时间后，乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一层紫红色固体，则甲池铜丝附近溶液的pH
___(填“减小”、“增大”或“不变”），乙池中石墨为___极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”）
参考答案
1．C
【详解】
A．a处是中性溶液，所以生铁发生吸氧腐蚀，b处是酸性溶液，生铁发生析氢腐蚀，选项A正确。
B．a处发生吸氧腐蚀，消耗导致气体压强减小，b处发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，装置内形成压强差，所以一段时间后，a处液面高于b处液面，选项B正确。
C．a处发生吸氧腐蚀，铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子生成氢氧根离子，所以a处pH增大；b处发生析氢腐蚀，正极反应式为，反应过程中消耗，溶液的pH增大，选项C错误。
D．a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，因此a、b两处具有相同的负极反应式：，选项D正确。
答案选C。
2．C
【详解】
A．直接碳燃料电池(DCFC)是一种以固体碳(煤、石墨、活性炭等)为原料的燃料电池，碳为还原剂，在负极反应，因此负极的电极反应为：C－4e－+2CO=3CO2，故A正确；
B．若电子由电极a沿导线经负载流向电极b，电极a为负极，根据A分析得到入口A加入的物质为固体碳，故B正确；
C．DCFC与煤直接燃烧发电能量的利用率不相同，DCFC是化学能直接转化为电能，煤直接燃烧发电，有一部分化学能转化为了热能，其能量利用率比DCFC能量利用率低，故C错误；
D．负极的电极反应为：C－4e－+2CO=3CO2，正极电极反应式为O2+4e－+2CO2=2CO，放电过程中放出1mol
CO2转移4mol电子，因此标准状况下CO211.2L即物质的量0.5mol时，转移2mol电子，故D正确。
综上所述，答案为C。
3．B
【详解】
略
4．D
【详解】
A．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中构成原电池，由于金属性Zn＞Cu，则Zn是负极，Cu是正极，A错误；
B．Zn是负极，Cu是正极，电子从Zn片经导线流向Cu片，B错误；
C．Zn是负极，Zn溶解，没有铜析出，C错误；
D．Cu是正极，正极上氢离子放电，则Cu极上有气泡产生，D正确；
答案选D。
5．C
【详解】
A．反应③中的反应物为CO2、H2，由反应可以知道，反应①、②为反应③提供原料气，A项正确；
B．反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，则反应③也是 CO2资源化利用的方法之一，B项正确；
C．反应①+②得C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)，反应物中的H2O为气态，气态水变为液态水为放热过程，则C(s)+2H2O(l)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH＞(a＋b)kJ·mol-1，C项错误；
D．由盖斯定律可以知道,②×2+③×2+④得到，则，D项正确；
答案选C。
6．D
【分析】
由图示可知，X极氨气失电子发生氧化反应生成氮气，X是负极；Y电极NO3-得电子发生还原反应生成氮气，Y是正极。
【详解】
A．处理垃圾渗滤液的装置属于原电池装置，溶液中的阴离子移向负极，所以氯离子向X
极移动，故A错误；
B．电池总反应为：5NH3+3
NO=4N2+6H2O+3OH-，该反应转移了15个电子，即转移15个电子生成4个氮气，故电路中流过7.5
mol电子时，产生2mol氮气，标准状况下N2的体积为44.8L，故B错误；
C．电流由正极流向负极，即电流由Y极沿导线流向X
极，故C错误；
D．Y是正极，NO3-得电子发生还原反应生成氮气，2NO＋10e-＋6H2O=N2↑＋12OH-，周围pH
增大，故D正确；
选D。
7．B
【详解】
A．NaBH4-H2O2燃料电池工作时，化学能主要转化为电能，A错误；
B．燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，则a电极为负极，电极反应为：+8OH--8e-=+6H2O，B正确；
C．b为正极，正极上H2O2发生还原反应电极反应为：H2O2+2e-=2OH-，放电过程中电极b区的溶液pH增大，C错误；
D．
放电过程中H2O2参与反应，为氧化剂，1molH2O2得到2×6.02×1023个电子，D错误；
答案选B。
8．B
【详解】
A．25
℃、101
kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3
kJ·mol-1，表示H+与OH-反应产生1
mol
H2O放出热量是57.3
kJ，反应放出热量与反应的物质多少呈正比。则H+与OH-反应产生2
mol
H2O放出热量是57.3
kJ×2=114.6
kJ，且与Ba2+形成BaSO4沉淀时也会放出热量。反应过程放出热量越多，则反应热就越小，故2H＋(aq)＋(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH-(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＜-57.3
kJ·mol-1，A错误；
B．KOH与H2SO4反应产生K2SO4是可溶性盐，反应的实质是H+与OH-生成H2O，故KOH(aq)＋H2SO4(aq)=K2SO4(aq)＋H2O(l)能够表示中和热，ΔH=-57.3
kJ·mol-1，B正确；
C．该反应中生成物H2O呈气态，其含有的热量比同质量液态水高，故反应放出热量小于5
518
kJ，不能表示辛烷的燃烧热，C错误；
D．燃烧热是1
mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时所放出的热量。选项热化学方程式中给出的物质是2
mol，反应的物质与放出的热量不呈比例，D错误；
故合理选项是B。
9．B
【详解】
略
10．C
【详解】
略
11．D
【详解】
A．KMnO4溶液的溶剂水中含有氧原子，所以氧原子数无法计算，A错误；
B．NH4HSO4在熔融的时候不会电离出氢离子，所以1mol熔融状态的NH4HSO4中没有氢离子，B错误；
C．随着反应进行浓盐酸变成稀盐酸，反应停止，无法计算生成氯气的量，C错误；
D．正极消耗22.4L(标准状况)气体时，是消耗1mol氧气，得到4mol电子，故电路中通过的电子数目为4NA，D正确；
故选D。
12．B
【详解】
A．稀盐酸与MnO2不反应，氯气的生成量减小，故A错误；
B．分析反应整个过程可知化合价降低的元素是锰，化合价升高的元素是氧和氯，反应中转移总电子数为0.1×5=0.5mol，则生成氧气和氯气时转移电子数之和为0.5mol，故氯气的量少于0.25mol，故B正确
；
C．直接用KMnO4和浓盐酸反应与本实验的产物不同，不符合盖斯定律，故C错误；
D．氯气是一种常见的氧化性气体，在与水或碱等反应中都既表现氧化性又表现还原性，故D错误；
选B。
13．A
【分析】
根据电池总反应式可知，C的化合价升高、发生失去电子的氧化反应，则A电极为负极，负极反应式为LixC6-xe-=C6+xLi+，Co的化合价降低、发生得电子的还原反应，B电极为正极，正极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，放电时，阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时，阴极、阳极分别与外电源的负极、正极相接，电极反应式正好相反，据此分析解答。
【详解】
根据工作原理可判断出，A为负极，B为正极，充电A为阴极，B为阳极。
A．充电时，原来的负极作阴极，与外接电源的负极相连，故A错误；
B．放电时，阳离子由负极移向正极，Li+和电子的电荷数相等，所以转移0.3mol电子，则有0.3molLi+发生移动，负极减重为0.3mol×7g/mol=2.1g，故B正确；
C．充电时B极为阳极，电极式为：，故C正确；
D．放电处理时，Li+在正极参与反应，生成LiCoO2，故该废旧电池进行放电处理有利于锂在B极回收，故D正确；
故选A。
14．B
【详解】
A．和反应生成盐酸和次氯酸，该反应为可逆反应，则与足量的反应，转移的电子数小于0.1，A项错误；
B．电解溶液，阳极生成氧气，其物质的量为，电极反应式为，转移电子数为0.4，B项正确；
C．标准状况下，为液体，不能使用气体摩尔体积计算其物质的量，C项错误；
D．，过氧化钠既做氧化剂又做还原剂，和足量的水反应，转移个电子，D项错误；
答案选B。
15．D
【详解】
A．在铁制品上镀铜时，待镀金属Fe作阴极，镀层金属Cu作阳极，图示不符，A错误；
B．氯气密度比空气大，可用向上排空气法收集，图示不符，B错误；
C．NaOH与FeSO4反应产生的Fe(OH)2可被溶解氧氧化为Fe(OH)3，不能较长时间看到白色沉淀，C错误；
D．浓硫酸具有吸水性，饱和硝酸钾溶液中的少量水被浓硫酸吸收，导致硝酸钾溶液过饱和，析出白色的硝酸钾晶体，D正确；
选D。
16．B
【详解】
A．方程式a可由方程式b-方程式d得到，根据盖斯定律， H1= H2- H4，A正确；
B．反应CO2+C2CO为吸热反应，故反应d为放热反应， H4＜0，B错误；
C．方程式a可以由方程式b+方程式c-方程式e得到，根据盖斯定律， H1= H2+ H3- H5，C正确；
D．方程式c-方程式e可得方程式CO2+C2CO，该反应为吸热反应，根据盖斯定律， H3- H5＞0，故 H3＞ H5，D正确；
故选B。
17．2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g)
ΔH=-316kJ·mol-1
CD
＜
1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果再增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加
该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，CO转化率降低
负极
H2O+2e-=H2↑+O2-
【分析】
根据盖斯定律分析确定CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式；根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等分析判断；利用化学平衡的影响因素和工业生产的关系来分析解答；由图3可知氢电极上水、二氧化碳转化为氢气、CO，发生还原反应，氧电极上O2-转化为O2，发生氧化反应，据此分析解答。
【详解】
(1)①i.CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)
△H=+84kJ/mol；ii.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
△H=-484kJ/mol，根据盖斯定律，将2×i+ii得到CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式为2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g)△H=-316 kJ mol-1，故答案为：2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g)△H=-316 kJ mol-1；
②A．混合气体质量守恒，容器的体积恒定，所以容器中混合气体的密度始终不会发生变化，密度不变化不能说明达到平衡状态，故A错误；B．有2个H-H键断裂的同时有3个C-H键生成，都表示正反应速率，不能说明达到平衡状态，故B错误；C．该反应是一个反应前后气体物质的量变化的反应，容器中混合气体的压强为变量，因此压强不变化，说明达到了平衡状态，故C正确；D．CH3OH(g)百分含量保持不变，说明达到了化学平衡状态，故D正确；故答案为：CD；
(2)由图1可知，温度升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，△H＜0；压强大，有利于加快反应速率，有利于使平衡正向移动，但压强过大，需要的动力大，对设备的要求也高，故选择250℃、1.3×104kPa左右的条件。因为在250℃、压强为1.3×104kPa时，CO的转化率已较大，再增大压强，CO的转化率变化不大，没有必要再增大压强；该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，CO转化率降低，因此图2中温度高于240℃时，CO转化率下降，在温度较低，由于反应速率较慢，还还没有达到平衡状态，不能根据图象的前段分析判断反应的热效应，故答案为：＜；在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，若再增大压强，CO的转化率提高不大，且生产成本增加；该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，CO转化率降低；
(3)由图示可知氢电极上水、二氧化碳转化为氢气、CO，发生还原反应，为阴极反应，氧电极上O2-转化为O2，发生氧化反应，为阳极反应，则A为电源的负极，B为电源的正极，以H2O为原料生成氢气的反应为H2O+2e-=H2↑+O2-，故答案为：负极；H2O+2e-=H2↑+O2-。
18．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3
kJ/mol
250℃
3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++NO↑+8H2O
1.6
H2-2e-+2OH-=2H2O
2
mol
【分析】
(1)先计算8.0
g
CH4的物质的量，然后利用物质反应放出的热量与反应的物质成正比，计算1
mol
甲烷燃烧反应放出的热量，据此书写反应方程式；
(2)①催化剂的催化效率越高，该温度越适合反应的进行；
②偏铝酸亚铜(CuAlO2)与硝酸反应产生硝酸铜、硝酸铝、NO和水，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒书写反应方程式；
③先根据V=n·Vm计算CH4、NOx的物质的量，然后根据反应前后各种元素的原子守恒、电子守恒可得x的数值；
(3)通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极上氢气失去电子产生H+与溶液中OH-结合形成水；根据同一闭合回路中电子转移数目相等根据H2O的物质的量计算转移电子的物质的量。
【详解】
(1)8.0
g
CH4的物质的量是n(CH4)==0.5
mol，0.5
mol完全燃烧生成液态水放出445.15
kJ热量，则1
mol
CH4完全燃烧产生液态水，放出热量为Q=445.15
kJ×=890.3
kJ，则表示甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=
-890.3
kJ/mol；
(2)①根据图示可知：反应温度在250℃时，催化剂的催化效率最高，则反应最合适的温度为250℃；
②偏铝酸亚铜(CuAlO2)是难溶性的固体，在该反应中Cu为+1价，Al为+3价，该化合物与硝酸反应产生硝酸铜、硝酸铝、NO和水，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒书写反应方程式为：3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++NO↑+8H2O；
③标准状况下8.96
L
CH4的物质的量n(CH4)==0.4
mol，其处理22.4
L
NOx的物质的量是n(NOx)==1mol，n(CH4)：n(NOx)=0.4：1=2：5，二者反应后产生N2和CO2，2×[4-(-4)]=5(2x-0)，解得x=1.6；
(3)在碱性氢氧燃料电池中，通入H2的电极为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，通入O2的电极为正极，发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，总反应方程式为：2H2+O2=2H2O，根据方程式可知：反应每产生2
mol
H2O就转移4
mol电子，则反应产生1
mol
H2O时，转移电子的物质的量为2
mol。
【点睛】
本题考查了化学反应中的能量变化、原电池反应原理、氧化还原反应原理等知识。掌握盖斯定律及氧化还原反应规律，清楚原电池反应中负极发生氧化反应，正极发生还原反应等是解题关键。本题考查了学生对知识的掌握与应用能力。
19．过滤
Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O
Co2+、Fe3+
①、④
2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣═2FeO42﹣+5H2O+3Cl﹣
Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣═FeO42﹣+4H2O
3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2
【解析】
试题分析：本题以含有Al2O3、Co2O3 CoO、少量Fe3O4等金属氧化物的工业废料为原料进行物质的分离和制备为载体，考查工业流程的分析、Cl2的性质、二次电池电极反应式的书写、热重分析的计算。废料样品中加入足量的NaOH溶液，其中Al2O3发生反应而溶解，Co2O3 CoO、Fe3O4不溶，过程I为过滤操作，得到的滤渣中主要含Co2O3 CoO、Fe3O4；滤渣中加入足量HCl，由流程知，Co2O3 CoO与HCl反应生成CoCl2和Cl2（黄绿色气体），反应的方程式为Co2O3 CoO+8HCl=3CoCl2+Cl2↑+4H2O，通过此反应说明Co2O3 CoO具有强氧化性（氧化性比Cl2强），在此过程中Fe3O4也发生反应转化成FeCl3，溶液a中的溶质为CoCl2、FeCl3和HCl；将溶液a的pH调至3.7~8产生红褐色沉淀，FeCl3转化成Fe（OH）3沉淀而分离出来，此时得到的滤液的主要成分为CoCl2；过程II用Fe（OH）3与KClO、KOH反应制备K2FeO4，此反应中Fe（OH）3被氧化成FeO42-，ClO-被还原成Cl-，反应的化学方程式为3KClO+2Fe（OH）3+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O；滤液中加入Na2CO3产生CoCO3沉淀，CoCO3在高温下分解产生CoO。
（1）过程I的操作是过滤。过程I中Al2O3与NaOH反应的方程式为Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O。
（2）根据上述分析，溶液a中的金属离子有Co2+、Fe3+。
（3）①Cl2没有漂白性，错误；②液氯为纯净物，只有氯气分子，氯水为混合物，其中含Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、少量OH-，正确；③将氯气通入碱液时，发生反应：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，氯气既是氧化剂又是还原剂，正确；④次氯酸见光易分解，说明次氯酸具有不稳定性，不是弱酸性，错误；⑤向氯水中滴硝酸银溶液，有白色沉淀生成，说明氯水中含Cl－，正确；答案选①、④。
（4）过程II反应的化学方程式为3KClO+2Fe（OH）3+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O，离子方程式为2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣═2FeO42﹣+5H2O+3Cl﹣。充电时的反应方程式为3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH
=3Zn+2K2FeO4+8H2O，充电时阳极发生失电子的氧化反应，则充电时阳极反应式为Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣═FeO42﹣+4H2O。
（5）n（CoC2O4 2H2O）=5.49g183g/mol=0.03mol，其中含有结晶水的质量为0.06mol18g/mol=1.08g；210℃时固体的质量为4.41g，固体质量减少5.49g-4.41g=1.08g，则210℃时固体为CoC2O4；210℃～290℃过程中产生的气体只有CO2，则290℃固体为Co的氧化物，290℃时固体的质量为2.41g，根据Co守恒，其中n（Co）=0.03mol，m（Co）=0.03mol59g/mol=1.77g，n（O）==0.04mol，n（Co）：n（O）=3:4，则290℃时固体为Co3O4，210℃～290℃反应过程中Co的化合价升高，所以有O2参与反应，则210℃～290℃过程中反应的化学方程式为3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。
【点睛】热重分析的计算思路：一般是先逐步失去结晶水→物质分解→最后通常变成金属的氧化物，计算时抓固体中金属元素的守恒列式。
20．MnO2
SiO2
2.2
Mn2+
+HCO3-+NH3＝MnCO3↓+
NH4+
(NH4)2SO4（
0.1
0.4
增大
阴
【详解】
（1）①由滤渣1的成份可知反应的化学方程式是：2MnO2+Cu2S+4H2SO4＝S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O，反应中Mn元素化合价降低，被还原，MnO2为氧化剂，因二氧化硅与酸不反应，则滤渣Ⅰ的成分为MnO2、S和SiO2；②加入的试剂A应用于调节溶液pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等，溶液pH=4，c（OH-）＝10-10mol/L，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，则溶液中铜离子浓度：mol/L＝2.2mol/L；③“沉锰”（除Mn2+）过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为Mn2+
+HCO3-+NH3
＝MnCO3↓+
NH4+；④滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铵晶体；（2）①图2为原电池反应，铁为负极，发生：Fe-2e-＝Fe2＋，石墨为正极，发生Cu2++2e-＝Cu，总反应式为Fe+Cu2+＝Fe2++Cu，一段时间后，两电极质量相差6g，则
Fe+Cu2+═Fe2++Cu
两极质量差△m
转移电子
56g
64g
56g+64g=120g
2mol
6
g
n
解得n＝0.1mol，转移电子的物质的量为0.1mol；
甲池中溶解铁的质量为：0.05mol×56g/mol=2.8g，溶液质量增加2.8g乙池中析出铜的质量为：0.05mol×64g/mol＝3.2g，溶液减少3.2g，则甲、乙两池电解质溶液的总质量与实验开始前的电解质溶液的总质量相差3.2g-2.8g=0.4g；
②其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成U型，则乙装置是电解池，甲装置是原电池，铁为负极，发生：Fe-2e-＝Fe2＋，Cu丝是正极，正极发生
O2+2H2O+4e-＝4OH-，呈碱性，则甲池铜丝附近溶液的pH增大，乙池中与铜线相连石墨电极是阳极，该极上发生的反应式为2Cl--2e-＝Cl2↑，与锌相连石墨电极是阴极，发生反应Cu2++2e-＝Cu。
点睛：该题侧重于物质分离提纯的方法和流程分析应用、原电池、电解池的工作原理以及电极反应式的书写和电子守恒的应用知识，为高频考点，属于综合知识的考查，侧重于学生的分析能力和实验能力、电化学原理应用能力的考查，解答该类题目时注意把握实验、反应原理和操作流程的目的，特别是主要是物质性质的理解。解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。
一、单选题(共16题)
1．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，将装置密封放置一段时间。下列说法不正确的是（
）
A．a处生铁发生吸氧腐蚀，b处生铁发生析氢腐蚀
B．一段时间后，a处液面高于b处液面
C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小
D．a、b两处具有相同的负极反应式：
2．直接碳燃料电池(DCFC)是一种以固体碳(煤、石墨、活性炭等)为原料的燃料电池，是一种具有现实意义的节能减排新技术，如图是一种DCFC的结构示意图。下列有关法不正确的是（
）
A．负极的电极反应为：C－4e－+2CO=3CO2
B．若电子由电极a沿导线经负载流向电极b，则入口A加入的物质为固体碳
C．DCFC与煤直接燃烧发电能量的利用率相同
D．放电过程中放出标准状况下CO211.2L时转移2mol电子
3．已知：
Fe2O3(s)+
3CO(g)=
2Fe(s)
+
3CO2(g)
ΔH1
3Fe2O3(S)
+
CO(g)=
2Fe3O4(s)+
CO2(g)
ΔH2
Fe3O4(s)
+
CO(g)
=
3FeO(s)
+
CO2(g)
ΔH3
则反应FeO(s)+
CO(g)=
Fe(s)
+
CO2(g)的ΔH等于
（
）
A．3ΔH1-ΔH2-2ΔH3
B．(3ΔH1
-
ΔH2
–
2ΔH3)/6
C．2ΔH1-
3ΔH2
+△H3
D．(2ΔH1
–
3ΔH2
+△H3)/6
4．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中，如图所示，下面有关说法正确的是（
）
A．Zn是正极，Cu是负极
B．电子从Cu片经导线流向Zn片
C．Zn极有铜析出
D．Cu极上有气泡产生
5．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是（
）
①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
ΔH1=akJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
ΔH2=bkJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH3=ckJ·mol-1
④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH4=dkJ·mol-1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应C(s)+2H2O(l)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH=(a＋b)kJ·mol-1
D．反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol-1
6．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”，意味着对污染防治比过去要求更高。某种利用垃圾渗透液实现发电、环保二位一体结合的装置示意图如下，当该装置工作时，下列说法正确的是（
）
A．盐桥中Cl-向Y极移动
B．电路中流过7.5
mol电子时，共产生标准状况下N2的体积为16.8L
C．电流由X极沿导线流向Y极
D．Y极发生的反应为2NO3-＋10e-＋6H2O=N2↑＋12OH-，周围pH增大
7．硼氢化钠(NaBH4)既是一种重要的储氢材料，又是具有广泛应用的还原剂。NaBH4在水溶液中的稳定性随着溶液pH升高而增大。NaBH4-H2O2燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如图所示。下列有关NaBH4-H2O2燃料电池的说法正确的是（
）
A．电池工作时，电能主要转化为化学能
B．a电极上的反应为：+8OH--8e-=+6H2O
C．放电过程中电极b区的溶液pH下降
D．放电过程中1molH2O2参与反应，失去2×6.02×1023个电子
8．25
℃、101
kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3
kJ·mol-1，辛烷的燃烧热为5
518
kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是（
）
A．2H＋(aq)＋(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH-(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH=-57.3
kJ·mol-1
B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)=K2SO4(aq)＋H2O(l)
ΔH=-57.3
kJ·mol-1
C．C8H18(l)＋O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)
ΔH=-5
518
kJ·mol-1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH=-5
518
kJ·mol-1
9．下列四种装置中，开始时溶液的体积均为250
mL，电解质溶液的浓度均为0.10
mol/L。若忽略溶液体积的变化且电流效率均为100%，当测得导线上均通过0.02
mol电子时，下列判断中，正确的是（
）
A．此时溶液的浓度：①=②=③=④
B．此时溶液的pH：④＞③＞①＞②
C．产生气体的总体积：④＞③＞①＞②
D．电极上析出固体的质量：①＞②＞③＞④
10．高密度储能电池锌溴电池如图所示，放电时总反应为Zn+Br2=ZnBr2。下列说法错误的是（
）
A．放电时，电极M为正极
B．放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
C．充电时，ZnBr2溶液的浓度增大
D．充电时，每转移2mole-，理论上有1molZn2+通过离子交换膜从左向右扩散
11．NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（
）
A．1L0.5mol/L的KMnO4溶液中，氧原子的总数为2NA
B．1mol熔融状态的NH4HSO4中含1NA个H+
C．1L5mol/L的浓盐酸与足量MnO2共热，完全反应可生成1.25NA个Cl2分子
D．NaBH4燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为4NA
12．实验室中利用固体KMnO4进行如图实验，下列说法正确的是（
）
A．本实验中若用稀盐酸代替浓盐酸会减慢反应速率，但不影响单质H的生成量
B．气体H的量小于0.25mol
C．根据盖斯定律，直接用KMnO4和浓盐酸反应的热效应与本实验中的总热效应相等
D．气体H是一种常见的氧化性气体，一般在反应中只表现氧化性
13．2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的反应式为其工作原理如图所示。下列充电电解液说法错误的是（
）
A．充电时，A极接外电源的正极
B．放电时，若转移电子，石墨电极将减重
C．充电时B极电极式为：
D．该废旧电池进行“放电处理”有利于锂在B极回收
14．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（
）
A．与足量的反应，转移的电子数为0.1
B．电解溶液，当阳极产生标准状况下气体时，转移的电子数为0.4
C．标准状况下，中含键数为2
D．和足量的水反应，转移个电子
15．下列叙述正确的是（
）
A．装置Ⅰ：在铁制品上镀铜
B．装置Ⅱ：可以用于收集氯气并吸收多余的尾气
C．装置Ⅲ：能较长时间看到白色沉淀
D．装置Ⅳ：小试管内有晶体析出
16．相同温度和压强下，关于反应的 H，下列判断不正确的是（
）
a.
H1
b.
H2
c.
H3
d.
H4
e.
H5
A． H1= H2- H4
B． H2＞0， H4＞0
C． H1= H2+ H3- H5
D． H3＞ H5
二、综合题（共4题）
17．甲醇是一种基本的有机化工原料，用途十分广泛。
已知：CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)
ΔH=+84kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)
2H2O(g)
ΔH=-484kJ·mol-1
(1)①工业上常以甲醇为原料制取甲醛，请写出CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式：_______。
②若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)，下列表示该反应达到平衡状态的标志有_______(填字母序号)。
A．容器中混合气体的密度不变化
B．有2个H—H键断裂的同时有3个C—H键生成
C．容器中混合气体的压强不变化
D．CH3OH(g)百分含量保持不变
(2)工业上以CO、CO2、H2为原料制备甲醇，其原理如下：
主反应：①CO+2H2 CH3OH
②CO2+3H2 CH3OH+H2O
副反应：2CO CO2+C
2CO+2H2 CH4+CO2
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示。该反应ΔH_____(填“＞”或“＜”)0，实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是_____。由图2知，当温度高于240℃时，CO转化率下降的原因为_____。
(3)电解水蒸气和CO2产生合成气(H2+CO)。较高温度下(700~1000℃)，在SOEC两侧电极上施加一定的直流电压，H2O和CO2在氢电极发生还原反应产生O2-，O2-穿过致密的固体氧化物电解质层到达氧电极，在氧电极发生氧化反应得到纯O2，由图3可知A为直流电源的_____(填“正极”或“负极”)，请写出以H2O为原料生成H2的电极反应式：_____。
18．能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。
(1)CH4既是一种重要的能源，也是一种重要的化工原料。已知
8.0
g
CH4完全燃烧生成液态水放出445.15
kJ热量，则其热化学方程式为_____。
(2)在一定温度和催化剂作用下，CH4与CO2可直接转化成乙酸，这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示，则该反应的最佳温度应控制在_____左右。
②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜(CuAlO2，难溶物)。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为_____。
③CH4
还原法是处理NOx气体的一种方法。已知一定条件下CH4与NOx反应转化为
N2和O2，若标准状况下8.96
L
CH4可处理22.4
L
NOx，则x值为_____。
(3)美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型电池装置，其构造如下图所示，A、B两个电极均由多孔的炭块组成。该电池的负极反应式为：_____。
若该电池工作时增加了1
mol
H2O，电路中转移电子的物质的量为_________。
19．某工业废料中主要含有Al2O3、Co2O3 CoO、少量Fe3O4等金属氧化物（Co2O3 CoO不与强碱反应）．实验室科技人员欲将之分离并制备相关物质，设计流程如下：
（1）过程Ⅰ中的操作名称是__，写出过程Ⅰ发生反应的化学方程式____________．
（2）溶液a中含有金属离子有
_________________．
（3）溶液a中逸出的黄绿色气体是氯气，下列说法不正确的是_________．
①氯气是有漂白性的酸性气体
②液氯和氯水均为液体，且都含有氯分子
③将氯气通入碱液时，氯气既是氧化剂，又是还原剂
④次氯酸见光易分解，说明次氯酸是弱酸
⑤向氯水中滴硝酸银溶液，有白色沉淀生成，说明氯水中含Cl－
（4）写出过程Ⅱ发生反应的离子方程式：_______________________________．
高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH
则充电时阳极反应式为___________________________________．
（5）Co可以形成CoC2O4 2H2O（M为183g/mol），5.49g该晶体在空气中加热，在不同温度下分别得到一种固体物质，其质量如表：
温度范围（℃）
固体质量（g）
150﹣210
4.41
290﹣320
2.41
890﹣920
2.25
经测定，210℃～290℃过程中，产生的气体只有CO2，则此过程发生的化学反应方程式为：______________________________________．
20．铜及其化合物在工业上有许多用途。回答下列问题：
（1）某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质）为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：
①浸取反应中氧化剂的化学式为________；滤渣I的成分为Mn02、S和_______(写化学式)。
②“除铁”这一步反应在25℃进行，加入试剂A调节溶液pH为4后，溶液中铜离子最大浓度不超过_________mol/L。（已知Ksp[Cu(OH)2]
=2.2×l0-20。）
③“沉锰”（除Mn2+)过程中反应的离子方程式___________。
④滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是________（写化学式）。
（2）某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜，进行了一系列探究活动。
①如下左图为某实验小组设计的原电池装寘，盐桥内装载的是足量用饱和氯ft钾溶液浸泡的琼脂，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差6.00g，则导线中通过了___mol电子，若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动，则甲、乙两池电解质溶液的总质量与实验开始前的电解质溶液的总质量相差________g。
②其他条件不变，若将盐桥换成光亮的U形弯铜丝浸入甲池与乙池，如上右图所示，电流计指针偏转方向与先前一样，但偏转角度明显减小。一段时间后，乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一层紫红色固体，则甲池铜丝附近溶液的pH
___(填“减小”、“增大”或“不变”），乙池中石墨为___极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”）
参考答案
1．C
【详解】
A．a处是中性溶液，所以生铁发生吸氧腐蚀，b处是酸性溶液，生铁发生析氢腐蚀，选项A正确。
B．a处发生吸氧腐蚀，消耗导致气体压强减小，b处发生析氢腐蚀，生成氢气导致气体压强增大，装置内形成压强差，所以一段时间后，a处液面高于b处液面，选项B正确。
C．a处发生吸氧腐蚀，铁失电子生成亚铁离子，氧气得电子生成氢氧根离子，所以a处pH增大；b处发生析氢腐蚀，正极反应式为，反应过程中消耗，溶液的pH增大，选项C错误。
D．a、b两处构成的原电池中，铁都作负极，因此a、b两处具有相同的负极反应式：，选项D正确。
答案选C。
2．C
【详解】
A．直接碳燃料电池(DCFC)是一种以固体碳(煤、石墨、活性炭等)为原料的燃料电池，碳为还原剂，在负极反应，因此负极的电极反应为：C－4e－+2CO=3CO2，故A正确；
B．若电子由电极a沿导线经负载流向电极b，电极a为负极，根据A分析得到入口A加入的物质为固体碳，故B正确；
C．DCFC与煤直接燃烧发电能量的利用率不相同，DCFC是化学能直接转化为电能，煤直接燃烧发电，有一部分化学能转化为了热能，其能量利用率比DCFC能量利用率低，故C错误；
D．负极的电极反应为：C－4e－+2CO=3CO2，正极电极反应式为O2+4e－+2CO2=2CO，放电过程中放出1mol
CO2转移4mol电子，因此标准状况下CO211.2L即物质的量0.5mol时，转移2mol电子，故D正确。
综上所述，答案为C。
3．B
【详解】
略
4．D
【详解】
A．将铜片和锌片用导线和电流计连接后，浸入一定浓度的稀硫酸中构成原电池，由于金属性Zn＞Cu，则Zn是负极，Cu是正极，A错误；
B．Zn是负极，Cu是正极，电子从Zn片经导线流向Cu片，B错误；
C．Zn是负极，Zn溶解，没有铜析出，C错误；
D．Cu是正极，正极上氢离子放电，则Cu极上有气泡产生，D正确；
答案选D。
5．C
【详解】
A．反应③中的反应物为CO2、H2，由反应可以知道，反应①、②为反应③提供原料气，A项正确；
B．反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，则反应③也是 CO2资源化利用的方法之一，B项正确；
C．反应①+②得C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)，反应物中的H2O为气态，气态水变为液态水为放热过程，则C(s)+2H2O(l)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH＞(a＋b)kJ·mol-1，C项错误；
D．由盖斯定律可以知道,②×2+③×2+④得到，则，D项正确；
答案选C。
6．D
【分析】
由图示可知，X极氨气失电子发生氧化反应生成氮气，X是负极；Y电极NO3-得电子发生还原反应生成氮气，Y是正极。
【详解】
A．处理垃圾渗滤液的装置属于原电池装置，溶液中的阴离子移向负极，所以氯离子向X
极移动，故A错误；
B．电池总反应为：5NH3+3
NO=4N2+6H2O+3OH-，该反应转移了15个电子，即转移15个电子生成4个氮气，故电路中流过7.5
mol电子时，产生2mol氮气，标准状况下N2的体积为44.8L，故B错误；
C．电流由正极流向负极，即电流由Y极沿导线流向X
极，故C错误；
D．Y是正极，NO3-得电子发生还原反应生成氮气，2NO＋10e-＋6H2O=N2↑＋12OH-，周围pH
增大，故D正确；
选D。
7．B
【详解】
A．NaBH4-H2O2燃料电池工作时，化学能主要转化为电能，A错误；
B．燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，则a电极为负极，电极反应为：+8OH--8e-=+6H2O，B正确；
C．b为正极，正极上H2O2发生还原反应电极反应为：H2O2+2e-=2OH-，放电过程中电极b区的溶液pH增大，C错误；
D．
放电过程中H2O2参与反应，为氧化剂，1molH2O2得到2×6.02×1023个电子，D错误；
答案选B。
8．B
【详解】
A．25
℃、101
kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3
kJ·mol-1，表示H+与OH-反应产生1
mol
H2O放出热量是57.3
kJ，反应放出热量与反应的物质多少呈正比。则H+与OH-反应产生2
mol
H2O放出热量是57.3
kJ×2=114.6
kJ，且与Ba2+形成BaSO4沉淀时也会放出热量。反应过程放出热量越多，则反应热就越小，故2H＋(aq)＋(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH-(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＜-57.3
kJ·mol-1，A错误；
B．KOH与H2SO4反应产生K2SO4是可溶性盐，反应的实质是H+与OH-生成H2O，故KOH(aq)＋H2SO4(aq)=K2SO4(aq)＋H2O(l)能够表示中和热，ΔH=-57.3
kJ·mol-1，B正确；
C．该反应中生成物H2O呈气态，其含有的热量比同质量液态水高，故反应放出热量小于5
518
kJ，不能表示辛烷的燃烧热，C错误；
D．燃烧热是1
mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时所放出的热量。选项热化学方程式中给出的物质是2
mol，反应的物质与放出的热量不呈比例，D错误；
故合理选项是B。
9．B
【详解】
略
10．C
【详解】
略
11．D
【详解】
A．KMnO4溶液的溶剂水中含有氧原子，所以氧原子数无法计算，A错误；
B．NH4HSO4在熔融的时候不会电离出氢离子，所以1mol熔融状态的NH4HSO4中没有氢离子，B错误；
C．随着反应进行浓盐酸变成稀盐酸，反应停止，无法计算生成氯气的量，C错误；
D．正极消耗22.4L(标准状况)气体时，是消耗1mol氧气，得到4mol电子，故电路中通过的电子数目为4NA，D正确；
故选D。
12．B
【详解】
A．稀盐酸与MnO2不反应，氯气的生成量减小，故A错误；
B．分析反应整个过程可知化合价降低的元素是锰，化合价升高的元素是氧和氯，反应中转移总电子数为0.1×5=0.5mol，则生成氧气和氯气时转移电子数之和为0.5mol，故氯气的量少于0.25mol，故B正确
；
C．直接用KMnO4和浓盐酸反应与本实验的产物不同，不符合盖斯定律，故C错误；
D．氯气是一种常见的氧化性气体，在与水或碱等反应中都既表现氧化性又表现还原性，故D错误；
选B。
13．A
【分析】
根据电池总反应式可知，C的化合价升高、发生失去电子的氧化反应，则A电极为负极，负极反应式为LixC6-xe-=C6+xLi+，Co的化合价降低、发生得电子的还原反应，B电极为正极，正极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，放电时，阳离子移向正极、阴离子移向负极；充电时，阴极、阳极分别与外电源的负极、正极相接，电极反应式正好相反，据此分析解答。
【详解】
根据工作原理可判断出，A为负极，B为正极，充电A为阴极，B为阳极。
A．充电时，原来的负极作阴极，与外接电源的负极相连，故A错误；
B．放电时，阳离子由负极移向正极，Li+和电子的电荷数相等，所以转移0.3mol电子，则有0.3molLi+发生移动，负极减重为0.3mol×7g/mol=2.1g，故B正确；
C．充电时B极为阳极，电极式为：，故C正确；
D．放电处理时，Li+在正极参与反应，生成LiCoO2，故该废旧电池进行放电处理有利于锂在B极回收，故D正确；
故选A。
14．B
【详解】
A．和反应生成盐酸和次氯酸，该反应为可逆反应，则与足量的反应，转移的电子数小于0.1，A项错误；
B．电解溶液，阳极生成氧气，其物质的量为，电极反应式为，转移电子数为0.4，B项正确；
C．标准状况下，为液体，不能使用气体摩尔体积计算其物质的量，C项错误；
D．，过氧化钠既做氧化剂又做还原剂，和足量的水反应，转移个电子，D项错误；
答案选B。
15．D
【详解】
A．在铁制品上镀铜时，待镀金属Fe作阴极，镀层金属Cu作阳极，图示不符，A错误；
B．氯气密度比空气大，可用向上排空气法收集，图示不符，B错误；
C．NaOH与FeSO4反应产生的Fe(OH)2可被溶解氧氧化为Fe(OH)3，不能较长时间看到白色沉淀，C错误；
D．浓硫酸具有吸水性，饱和硝酸钾溶液中的少量水被浓硫酸吸收，导致硝酸钾溶液过饱和，析出白色的硝酸钾晶体，D正确；
选D。
16．B
【详解】
A．方程式a可由方程式b-方程式d得到，根据盖斯定律， H1= H2- H4，A正确；
B．反应CO2+C2CO为吸热反应，故反应d为放热反应， H4＜0，B错误；
C．方程式a可以由方程式b+方程式c-方程式e得到，根据盖斯定律， H1= H2+ H3- H5，C正确；
D．方程式c-方程式e可得方程式CO2+C2CO，该反应为吸热反应，根据盖斯定律， H3- H5＞0，故 H3＞ H5，D正确；
故选B。
17．2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g)
ΔH=-316kJ·mol-1
CD
＜
1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果再增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加
该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，CO转化率降低
负极
H2O+2e-=H2↑+O2-
【分析】
根据盖斯定律分析确定CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式；根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等分析判断；利用化学平衡的影响因素和工业生产的关系来分析解答；由图3可知氢电极上水、二氧化碳转化为氢气、CO，发生还原反应，氧电极上O2-转化为O2，发生氧化反应，据此分析解答。
【详解】
(1)①i.CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)
△H=+84kJ/mol；ii.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
△H=-484kJ/mol，根据盖斯定律，将2×i+ii得到CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式为2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g)△H=-316 kJ mol-1，故答案为：2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g)△H=-316 kJ mol-1；
②A．混合气体质量守恒，容器的体积恒定，所以容器中混合气体的密度始终不会发生变化，密度不变化不能说明达到平衡状态，故A错误；B．有2个H-H键断裂的同时有3个C-H键生成，都表示正反应速率，不能说明达到平衡状态，故B错误；C．该反应是一个反应前后气体物质的量变化的反应，容器中混合气体的压强为变量，因此压强不变化，说明达到了平衡状态，故C正确；D．CH3OH(g)百分含量保持不变，说明达到了化学平衡状态，故D正确；故答案为：CD；
(2)由图1可知，温度升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，△H＜0；压强大，有利于加快反应速率，有利于使平衡正向移动，但压强过大，需要的动力大，对设备的要求也高，故选择250℃、1.3×104kPa左右的条件。因为在250℃、压强为1.3×104kPa时，CO的转化率已较大，再增大压强，CO的转化率变化不大，没有必要再增大压强；该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，CO转化率降低，因此图2中温度高于240℃时，CO转化率下降，在温度较低，由于反应速率较慢，还还没有达到平衡状态，不能根据图象的前段分析判断反应的热效应，故答案为：＜；在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，若再增大压强，CO的转化率提高不大，且生产成本增加；该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，CO转化率降低；
(3)由图示可知氢电极上水、二氧化碳转化为氢气、CO，发生还原反应，为阴极反应，氧电极上O2-转化为O2，发生氧化反应，为阳极反应，则A为电源的负极，B为电源的正极，以H2O为原料生成氢气的反应为H2O+2e-=H2↑+O2-，故答案为：负极；H2O+2e-=H2↑+O2-。
18．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3
kJ/mol
250℃
3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++NO↑+8H2O
1.6
H2-2e-+2OH-=2H2O
2
mol
【分析】
(1)先计算8.0
g
CH4的物质的量，然后利用物质反应放出的热量与反应的物质成正比，计算1
mol
甲烷燃烧反应放出的热量，据此书写反应方程式；
(2)①催化剂的催化效率越高，该温度越适合反应的进行；
②偏铝酸亚铜(CuAlO2)与硝酸反应产生硝酸铜、硝酸铝、NO和水，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒书写反应方程式；
③先根据V=n·Vm计算CH4、NOx的物质的量，然后根据反应前后各种元素的原子守恒、电子守恒可得x的数值；
(3)通入氢气的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极上氢气失去电子产生H+与溶液中OH-结合形成水；根据同一闭合回路中电子转移数目相等根据H2O的物质的量计算转移电子的物质的量。
【详解】
(1)8.0
g
CH4的物质的量是n(CH4)==0.5
mol，0.5
mol完全燃烧生成液态水放出445.15
kJ热量，则1
mol
CH4完全燃烧产生液态水，放出热量为Q=445.15
kJ×=890.3
kJ，则表示甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=
-890.3
kJ/mol；
(2)①根据图示可知：反应温度在250℃时，催化剂的催化效率最高，则反应最合适的温度为250℃；
②偏铝酸亚铜(CuAlO2)是难溶性的固体，在该反应中Cu为+1价，Al为+3价，该化合物与硝酸反应产生硝酸铜、硝酸铝、NO和水，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒书写反应方程式为：3CuAlO2+16H++NO3-=3Cu2++3Al3++NO↑+8H2O；
③标准状况下8.96
L
CH4的物质的量n(CH4)==0.4
mol，其处理22.4
L
NOx的物质的量是n(NOx)==1mol，n(CH4)：n(NOx)=0.4：1=2：5，二者反应后产生N2和CO2，2×[4-(-4)]=5(2x-0)，解得x=1.6；
(3)在碱性氢氧燃料电池中，通入H2的电极为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，通入O2的电极为正极，发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，总反应方程式为：2H2+O2=2H2O，根据方程式可知：反应每产生2
mol
H2O就转移4
mol电子，则反应产生1
mol
H2O时，转移电子的物质的量为2
mol。
【点睛】
本题考查了化学反应中的能量变化、原电池反应原理、氧化还原反应原理等知识。掌握盖斯定律及氧化还原反应规律，清楚原电池反应中负极发生氧化反应，正极发生还原反应等是解题关键。本题考查了学生对知识的掌握与应用能力。
19．过滤
Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O
Co2+、Fe3+
①、④
2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣═2FeO42﹣+5H2O+3Cl﹣
Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣═FeO42﹣+4H2O
3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2
【解析】
试题分析：本题以含有Al2O3、Co2O3 CoO、少量Fe3O4等金属氧化物的工业废料为原料进行物质的分离和制备为载体，考查工业流程的分析、Cl2的性质、二次电池电极反应式的书写、热重分析的计算。废料样品中加入足量的NaOH溶液，其中Al2O3发生反应而溶解，Co2O3 CoO、Fe3O4不溶，过程I为过滤操作，得到的滤渣中主要含Co2O3 CoO、Fe3O4；滤渣中加入足量HCl，由流程知，Co2O3 CoO与HCl反应生成CoCl2和Cl2（黄绿色气体），反应的方程式为Co2O3 CoO+8HCl=3CoCl2+Cl2↑+4H2O，通过此反应说明Co2O3 CoO具有强氧化性（氧化性比Cl2强），在此过程中Fe3O4也发生反应转化成FeCl3，溶液a中的溶质为CoCl2、FeCl3和HCl；将溶液a的pH调至3.7~8产生红褐色沉淀，FeCl3转化成Fe（OH）3沉淀而分离出来，此时得到的滤液的主要成分为CoCl2；过程II用Fe（OH）3与KClO、KOH反应制备K2FeO4，此反应中Fe（OH）3被氧化成FeO42-，ClO-被还原成Cl-，反应的化学方程式为3KClO+2Fe（OH）3+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O；滤液中加入Na2CO3产生CoCO3沉淀，CoCO3在高温下分解产生CoO。
（1）过程I的操作是过滤。过程I中Al2O3与NaOH反应的方程式为Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O。
（2）根据上述分析，溶液a中的金属离子有Co2+、Fe3+。
（3）①Cl2没有漂白性，错误；②液氯为纯净物，只有氯气分子，氯水为混合物，其中含Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、少量OH-，正确；③将氯气通入碱液时，发生反应：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，氯气既是氧化剂又是还原剂，正确；④次氯酸见光易分解，说明次氯酸具有不稳定性，不是弱酸性，错误；⑤向氯水中滴硝酸银溶液，有白色沉淀生成，说明氯水中含Cl－，正确；答案选①、④。
（4）过程II反应的化学方程式为3KClO+2Fe（OH）3+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O，离子方程式为2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣═2FeO42﹣+5H2O+3Cl﹣。充电时的反应方程式为3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH
=3Zn+2K2FeO4+8H2O，充电时阳极发生失电子的氧化反应，则充电时阳极反应式为Fe（OH）3﹣3e﹣+5OH﹣═FeO42﹣+4H2O。
（5）n（CoC2O4 2H2O）=5.49g183g/mol=0.03mol，其中含有结晶水的质量为0.06mol18g/mol=1.08g；210℃时固体的质量为4.41g，固体质量减少5.49g-4.41g=1.08g，则210℃时固体为CoC2O4；210℃～290℃过程中产生的气体只有CO2，则290℃固体为Co的氧化物，290℃时固体的质量为2.41g，根据Co守恒，其中n（Co）=0.03mol，m（Co）=0.03mol59g/mol=1.77g，n（O）==0.04mol，n（Co）：n（O）=3:4，则290℃时固体为Co3O4，210℃～290℃反应过程中Co的化合价升高，所以有O2参与反应，则210℃～290℃过程中反应的化学方程式为3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。
【点睛】热重分析的计算思路：一般是先逐步失去结晶水→物质分解→最后通常变成金属的氧化物，计算时抓固体中金属元素的守恒列式。
20．MnO2
SiO2
2.2
Mn2+
+HCO3-+NH3＝MnCO3↓+
NH4+
(NH4)2SO4（
0.1
0.4
增大
阴
【详解】
（1）①由滤渣1的成份可知反应的化学方程式是：2MnO2+Cu2S+4H2SO4＝S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O，反应中Mn元素化合价降低，被还原，MnO2为氧化剂，因二氧化硅与酸不反应，则滤渣Ⅰ的成分为MnO2、S和SiO2；②加入的试剂A应用于调节溶液pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等，溶液pH=4，c（OH-）＝10-10mol/L，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，则溶液中铜离子浓度：mol/L＝2.2mol/L；③“沉锰”（除Mn2+）过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为Mn2+
+HCO3-+NH3
＝MnCO3↓+
NH4+；④滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铵晶体；（2）①图2为原电池反应，铁为负极，发生：Fe-2e-＝Fe2＋，石墨为正极，发生Cu2++2e-＝Cu，总反应式为Fe+Cu2+＝Fe2++Cu，一段时间后，两电极质量相差6g，则
Fe+Cu2+═Fe2++Cu
两极质量差△m
转移电子
56g
64g
56g+64g=120g
2mol
6
g
n
解得n＝0.1mol，转移电子的物质的量为0.1mol；
甲池中溶解铁的质量为：0.05mol×56g/mol=2.8g，溶液质量增加2.8g乙池中析出铜的质量为：0.05mol×64g/mol＝3.2g，溶液减少3.2g，则甲、乙两池电解质溶液的总质量与实验开始前的电解质溶液的总质量相差3.2g-2.8g=0.4g；
②其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成U型，则乙装置是电解池，甲装置是原电池，铁为负极，发生：Fe-2e-＝Fe2＋，Cu丝是正极，正极发生
O2+2H2O+4e-＝4OH-，呈碱性，则甲池铜丝附近溶液的pH增大，乙池中与铜线相连石墨电极是阳极，该极上发生的反应式为2Cl--2e-＝Cl2↑，与锌相连石墨电极是阴极，发生反应Cu2++2e-＝Cu。
点睛：该题侧重于物质分离提纯的方法和流程分析应用、原电池、电解池的工作原理以及电极反应式的书写和电子守恒的应用知识，为高频考点，属于综合知识的考查，侧重于学生的分析能力和实验能力、电化学原理应用能力的考查，解答该类题目时注意把握实验、反应原理和操作流程的目的，特别是主要是物质性质的理解。解决本类题目的基本方法和步骤为：（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。