高中化学鲁科版（2019）选择性必修1 第1章 单元测试
一、单选题
1．（2021高一下·滨海期末）下列说法不正确的是（ ）
A．化学反应必然伴随发生能量变化
B．能量变化必然伴随发生化学反应
C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关
2．（2021·包头模拟）一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，将太阳能转化为电能
B．X电极为电池的负极
C．Y电极发生的电极反应为 +2e-=3I-
D．当电池工作从开始到结束时，电解质溶液中I-和 的浓度分别会发生很大变化
3．（2021·包头模拟）某种含二价铜微粒[CuII(OH)(NH3)]+的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2.下列说法错误的是（ ）
A．总反应焓变 H<0
B．状态③到状态④的变化过程中有O-H键的形成
C．反应过程中只发生了两次氧化还原反应
D．该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+4NO+O2=6H2O+4N2
4．（2021·南昌模拟）COOH燃料电池的装置如下图，两电极间用允许K+和H+通过的半透膜隔开。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，电子由a电极经外电路流向b电极
B．负极的电极反应式为HCOO-+2OH-_2e-=HCO +H2O
C．理论上每消耗标准状况下22.4LO2，有2molK+通过半透膜
D．通入O2发生的反应为4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O
5．（2021高一下·江川期中）原电池产生电流的本质原因是（ ）
A．电解质溶液中有电离出的自由移动的离子
B．有导线将两个活动性不同的电极连接
C．在不同金属的两极间存在电势差
D．在原电池中发生了氧化还原反应
6．（2021·昆明模拟）某兴趣小组利用电化学原理降解酸性废水中的NO ，装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．Pt电极可用Cu电极代替
B．负极反应式为：2NO +10e-+12H+=N2+6H2O
C．溶液中电子通过质子交换膜由Ag电极向Pt电极移动
D．若外电路转移1mol电子，则膜两侧电解液质量共减少38.3g
7．（2021高一下·温州期中）银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为 和 ，电解质溶液为 溶液，总反应式为： .下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时， 是正极
B．负极的电极反应是
C．电池工作时，电子从锌极经过 溶液流向
D．工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强
8．（2021高一下·隆阳期中）下列装置能形成原电池的是（ ）
A B C D
A．A B．B C．C D．D
9．（2021·昆明模拟）一种新型锂离子电池的工作原理如图所示，电池总反应为：LiMn2O4+VO2 Li1-xMn2O4+LixVO2，下列说法错误的是（ ）
A．放电时，LiMn2O4电极的电势低于VO2电极的电势
B．放电时，负极的电极反应为LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+
C．充电时，Li+移向VO2电极
D．充电时，VO2电极质量减轻
10．（2021·泸县模拟）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
11．（2021·黄浦模拟）用如图装置完成电解实验，对实验现象的解释或推测合理的是（ ）
A．a处的试纸变红
B．b电极是正极
C．a处发生的电极反应：
D．b处发生的电极反应：
12．（2021·嘉定模拟）关于下图甲乙两个装置，以下说法正确的是（ ）
A．铜是阳极，铜片上有气泡逸出
B． 离子在铁的表面被还原
C．金属的腐蚀速率由慢到快的顺序是：
D．一段时间后，两烧杯中溶液的 均增大
13．（2021·黄山模拟）镍镉电池是二次电池，其工作原理如图(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法错误的是（ ）
A．断开K2、合上K1，电极A的电势低于电极B
B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生氧化反应
C．电极B发生还原反应过程中，溶液中的KOH浓度有变化
D．镍镉二次电池的总反应式： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiOOH+2H2O
14．（2021·重庆模拟）下列事实能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．铜与浓硫酸反应需要加热
B．加热蒸干FeCl3溶液最终得到Fe(OH)3
C．使用催化剂提高合成氨的生产效率
D．钢管与铜管堆放一处，钢管更易腐蚀
15．（2021·闵行模拟）港珠澳大桥桥体的钢构件采用了多种防腐方法。有关其分析正确的是（ ）
A．越靠近海底的钢构件，腐蚀越严重
B．钢构件上镶嵌铝块，属牺牲阳极阴极保护法
C．钢构件若腐蚀，正极反应式为：Fe-2e-=Fe2＋
D．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，防止形成电解池
16．（2021高二上·蚌埠月考）下列叙述正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+
17．（2020高二上·蚌埠期中）关于下列各装置图的叙述错误的是（ ）
A．用图①装置实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液
B．图②装置盐桥中KCl的Cl－移向左烧杯
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D．图④两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量相同
18．（2020高二上·丰台期中）四块相同的锌片分别放置在下列四个装置中(烧杯中均盛有0.1 mol·L-1 NaCl溶液)，则锌片腐蚀最快的是（ ）
A． B． C． D．
19．（2020高二下·北京期末）下列金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法的是( )
A．地下钢管连接镁块 B．金属护栏表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．水中的钢闸门连接电源的负极
20．（2020·虹口模拟）下列有关电化学装置不能达到相应实验目的的是（ ）
A． 模拟吸氧腐蚀
B． 电解法制氯气
C． 铁的防护
D． 外加电流的阴极保护法
21．（2020高一下·辽源月考）图中烧杯中盛的是天然水，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是（ ）
A．③>②>①>⑤>④ B．⑤>②>①>③>④
C．⑤>②>③>④>① D．③>④>⑤>②>①
二、综合题
22．（2021·漳州模拟）科学家利用Li4SiO4吸附CO2，对于实现废气资源的再利用及碳循环经济技术的发展都具有重要意义。回答下列问题：
（1）可用Li2CO3与SiO2反应制取吸附剂Li4SiO4。
已知：2Li2O(s)+SiO2(s)=Li4SiO4(s) ΔH1=akJ mol-1
Li2CO3(s)+SiO2(s)=Li2SiO3(s)+CO2(g) ΔH2=bkJ mol-1
Li2SiO3(s)=Li2O(s)+SiO2(s) ΔH3=ckJ mol-1
则2Li2CO3(s)+SiO2(s)=Li4SiO4(s)+2CO2(g) ΔH= kJ mol 1(用含a、b、c的式子表示)。
（2）CO2的吸附回收及材料再生的原理如下图所示：
“吸附”过程中主要反应的化学方程式为 。
（3）为了探究Li4SiO4的吸附效果，在刚性容器中放入1000g的Li4SiO4吸附剂，通入10.0mol不同比例的N2和CO2混合气体，控制反应时间均为2小时，得到Li4SiO4吸附CO2后固体样品质量百分数与温度的关系如下图所示。
①该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
②A点的v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)，理由是 。
③不同CO2的体积分数对于吸附速率的影响是 。
④保持B点的温度不变，若所用刚性容器体积为原来的一半，则平衡时理论上c(CO2)较原平衡 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑤B点CO2的吸收率为 (保留3位有效数字)。
23．（2021·门头沟模拟）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： 。
24．（2020高二下·房山期末）电化学原理被广泛地应用于生产、生活的许多方面。
（1）I．制备氯气
工业中用电解饱和食盐水的方法制备氯气，其原理如下图所示。
此过程中能量转化形式为 转化为 (填“化学能”或“电能”)
（2）电极乙为 (填“阴极”或“阳极”)，A 口生成的气体是
（3）电解饱和食盐水的离子方程式是
（4）下列有关氯气的说法中正确的是
a．实验室常用排饱和食盐水法收集
b．可使碘化钾溶液变蓝
c．转化为 NaClO、ClO2 等含氯化合物可用于杀菌消毒
（5）II．金属防护
某小组同学为探究电极对金属腐蚀与防护的影响，设计如下实验：将饱和食盐水与琼脂(凝固剂，不参与反应)的混合液置于两个培养皿中，向其中滴入少量酚酞溶液和K3Fe(CN)6溶液，混合均匀。分别将包裹锌片和铜片的铁钉放入两个培养皿中，观察现象如下。
被腐蚀的是包裹 的铁钉(填“锌片”或“铜片”)
（6）结合电极反应式解释 i 中现象产生的原因
（7）结合以上实验，请对铁制零件的使用提出建议
25．（2020高一下·太和期末）某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。
资料显示：原电池装置中，负极反应物的还原性越强，或正极反应物的氧化性越强，原电池的电压越大。
（1）同学们利用下表中装置进行实验并记录。
装置 编号 电极A 溶液B 操作及现象
Ⅰ Fe pH=2的H2SO4 连接装置后，石墨表面产生无色气泡；电压表指针偏转
Ⅱ Cu pH=2的H2SO4 连接装置后，石墨表面无明显现象；电压表指针偏转，记录读数为a
① 同学们认为实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀，其正极反应式是 。
② 针对实验Ⅱ现象：甲同学认为不可能发生析氢腐蚀，其判断依据是 ；乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式是 。
（2）同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验，探究实验Ⅱ指针偏转原因及影响O2氧化性因素。
编号 溶液B 操作及现象
Ⅲ 经煮沸的pH=2的 H2SO4 溶液表面用煤油覆盖，连接装置后，电压表指针微微偏转，记录读数为b
Ⅳ pH=2的H2SO4 在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓Na2SO4溶液混合后，插入电极，保持O2通入，电压表读数仍为c
Ⅴ pH=12的NaOH 在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为d
① 丙同学比较实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的电压表读数为：c>a>b，请解释原因是 。
②丁同学对Ⅳ、Ⅴ进行比较，其目的是探究 对O2氧化性的影响；实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是 。
26．（2020高二下·成都开学考）按如图所示装置进行下列不同的操作，请回答有关问题：操作：①只接通K1；②只接通K2；③只接通K3；④都断开。
（1）铁棒的腐蚀速率由大到小的顺序是 (填操作序号)。
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、SO42-等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是 （填序号）。
（3）若把U形管中的NaCl溶液换成100mL0.1mol/L的CuSO4溶液，且只进行操作②，则当电路中通过0.01mol电子时：(填“铁”或“石墨”) 电极增重 g，此时溶液的pH= (忽略溶液体积变化)。
（4）若把U形管中的NaCl溶液换成加入了2molAgNO3、1molNa2SO4和1molBaCl2后的溶液，且只进行操作②，则装置中可观察到的现象为： 。通电一段时间后，氧化产物与还原产物的质量比为 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】化学反应中能量的转化
【解析】【解答】A.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键的断裂需要吸收能量，新键的形成需要释放能量，化学变化中涉及能量的变化，故A不符合题意
B.伴随着能量变化，不一定是化学变化，如常见的浓硫酸的稀释等，故B符合题意
C.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键的断裂需要吸收能量，新键的形成需要释放能量，故C不符合题意
D.物质具有的能量与物质本身的质量有关，质量越大能量越大，化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量有关，故D不符合题意
故答案为：B
【分析】单位物质的质量质量具有的能量是一定值，质量越大能量越大，化学变化的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键断裂时需要吸收能量，新键形成时需要放出能量，因此化学变化涉及到能量的变化，有些物理变化也有能量变化，因此有能量变化的不一定是化学变化
2．【答案】D
【知识点】化学反应中能量的转化；电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电池工作时，太阳光使Ru(II)失电子转化为Ru(III)，发生氧化还原反应，将太阳能转化为电能，选项A不符合题意；
B．X电极电子流岀，发生氧化反应，为电池的负极，选项B不符合题意；
C．Y电极电子流入，发生还原反应，电极反应为 +2e-=3I-，选项C不符合题意；
D．电池工作时， +2e-=3I-，生成的I-又可与Ru(III)反应重新生成 ，整个过程电解质溶液中I-和 的浓度基本不变，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据图示电子的转移，说明电极X是负极，Y是正极，因此是将太阳能转化为电能，X是Ru(II)失去电子变为Ru(III)发生氧化反应，Y是由I3-得到电子变为I-，发生还原反应，根据图示所示，产生的碘离子被Ru(III)又氧化为I3-离子，因此离子浓度几乎不变
3．【答案】C
【知识点】氧化还原反应；反应热和焓变；含氮物质的综合应用
【解析】【解答】A．根据图2可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，则总反应焓变ΔH＜0，A项不符合题意；
B．状态③到状态④的变化过程为[CuI(H2NNO)(NH3)2]+→[CuI(NH3)2]++N2+H2O，有O-H键的形成，B项不符合题意；
C．由图1可知，状态②到状态③、状态④到状态⑤，Cu元素的化合价发生改变，而状态③到状态④、状态⑤到状态①，N元素的化合价发生改变，则不只生了两次氧化还原反应，C项符合题意；
D．根据图1，加入2NH3、2NO、 O2，生成2N2、3H2O，该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+4NO+O2=6H2O+4N2，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据起始物和最终产物的能量即可判断焓变的大小
B.根据状态③和状态④ 的变化即可判断键的断裂和形成
C.根据标出过程中元素的化合价即可判断出氧化还原反应
D.根据起始物和最终的产物即可写出方程式
4．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．池工作时，电子由a电极（负极）电极经外电路流向b电极（正极），A项不符合题意；
B．负极是HCOO-转化为 ，电极反应式为：HCOO-+2OH-_2e-=HCO +H2O，B项不符合题意；
C． ，每消耗标准状况下22.4L O2，O2的物质的量为1mol，转移电子4mol，应有4mol K+通过半透膜，C项符合题意；
D．通入O2发生的反应为4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】左侧是HCOO-转化为 ，C元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，a是负极；右侧是Fe3+转化为Fe2+，化合价降低，得到电子，发生还原反应，b是正极。
5．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】原电池产生电流的本质原因是外电路自由移动的电子，而内电路有自由移动的阴阳离子，因此本质原因是发生了氧化还原反应，故D符合题意
故答案为：D
【分析】原电池发生的条件是自发的氧化还原反应以及电极和电解质溶液形成回路，因此氧化还原反应是原电池的本质原因
6．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由于Cu比Ag活泼，故Pt电极不可用Cu电极代替，否则Cu直接与酸性条件下的NO 反应，不构成原电池，A不符合题意；
B.根据原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故负极反应式为：Cl-+Ag-e-=AgCl↓，而2NO +10e-+12H+=N2+6H2O是正极反应式，B不符合题意；
C.由分析可知，Pt电极是正极，Ag为负极，故溶液中H+通过质子交换膜由Ag电极向Pt电极移动，电子只能在导线上定向移动而不能通过溶液，C不符合题意；
D.根据电池的总反应可知，10Ag+10Cl-+12H++2NO =10AgCl↓+N2+6H2O，转移10mol电子两极质量减少：（10×35.5+28）g，故若外电路转移1mol电子，则膜两侧电解液质量共减少38.3g，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由装置示意图中可知Pt电极上NO 转化为N2，发生还原反应，故Pt电极为正极，则Ag电极为负极，发生的电极反应为：Cl-+Ag-e-=AgCl↓，据此分析解题。
7．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．反应中锌失去电子，被氧化，锌是负极，氧化银得到电子，被还原，因此电池工作时， 是正极，A不符合题意；
B．锌是负极，负极的电极反应是 ，B不符合题意；
C．电池工作时，电子从锌极经过导线流向 ，电子不能利用溶液传递，C符合题意；
D．负极的电极反应是 ，正极反应式为 +2e－+H2O＝2OH－+2Ag，所以工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据 总反应式为： 电解质溶液为 溶液， 即可判断出锌做负极材料，锌失去电子结合氢氧根离子变为氢氧化锌，导致pH减小，碱性减弱，氧化银做正极材料，氧化银得到电子变为单质，此时的pH增大
8．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．该装置没有形成闭合回路，无法形成原电池，A不符合题意；
B．酒精不导电，无法形成原电池，B不符合题意；
C．该装置只有一个电极，Fe与稀硫酸直接反应，无法形成原电池，C不符合题意；
D．该装置有两个活泼性不同的电极，稀盐酸可以导电，Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑为自发进行的氧化还原反应，整个装置可以形成闭合回路，则可以形成原电池，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据形成原电池的条件需要电极和电解质溶液以及自发的氧化还原反应以及形成回路 ，结合选项进行判断即可
9．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，LiMn2O4电极为负极，VO2电极为正极，则LiMn2O4电极的电势低于VO2电极的电势，A不符合题意；
B．放电时，负极的电极反应为LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+，B不符合题意；
C．充电时，阳离子移动向阴极，Li+移向LiMn2O4电极，C符合题意；
D．充电时，VO2电极的电极反应式为LixVO2-xe- VO2+xe-
+xLi+，故VO2电极质量减轻，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由图可知，电池正处于放电状态，为原电池原理，LiMn2O4电极为负极，VO2电极为正极，负极反应式为LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+，正极反应式为VO2+xe-+xLi+ LixVO2；当充电时，LiMn2O4电极为阴极，VO2电极为阳极，阴极、阳极的电极反应式分别为负极、正极反应式反过来写。
10．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【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。
11．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．实验相当于电解饱和氯化钠溶液，a作为阴极，氢离子放电后浓度降低，使氢氧根浓度增大，碱性增强，故使pH试纸变蓝，故A不符合题意；
B．b处与电源正极相连，b为阳极，故B不符合题意；
C．a与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，发生的电极反应： ，故C不符合题意；
D．b处与电源正极相连，b为阳极，氯离子放电生成氯气，发生的电极反应： ，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，b处与电源正极相连，b为阳极，a与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，以此来解答。
12．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．甲图中，氢离子在铜电极发生还原反应，被还原成氢气，为原电池的负极，而不是阳极，故A不符合题意
B．由乙图可知，石墨电极为阳极，发生氧化反应，所以 离子应在石墨的表面被还原，而不是在铁电极表面，故B不符合题意
C．甲乙量装置分别原电池和电解池，甲装置中Cu为正极被保护，Zn为负极被腐蚀；乙装置中Fe为阴极被保护，所以金属腐蚀最快的为Zn，故C不符合题意
D．原电池中氢离子被还原为氢气，电解池中电解NaCl生成NaOH，所以两烧杯中红pH均增大，故D符合题意
故答案为：D
【分析】甲是硫酸做电解质的原电池，锌做的是负极，锌失去电子变为锌离子，铜做正极，氢离子得到电子变为氢气，乙是电解池，阳极是氯离子失去电子变为氯气，阴极是氢离子得到电子变为氢气，通过对比，锌的腐蚀速率最快，而铜不会腐蚀，铁不会腐蚀，甲中的氢离子不断的消耗，pH变大，而乙中的氢离子被放电，因此pH变大
13．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．断开K2、合上K1，为原电池，电极A为负极，则其电势低于电极B，A不符合题意；
B．断开K1、合上K2，为充电过程，电极A为阴极，发生还原反应，电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B符合题意；
C．放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，溶液中的氢氧根浓度增大，C不符合题意；
D．根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，则镍镉二次电池总反应式： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiOOH+2H2O，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据图示，电极A与直流电源的负极相连，电极A充电时为阴极，则放电时电极A为负极，负极上Cd失电子发生氧化反应生成Cd(OH)2，负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，电极B充电时为阳极，则放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，据此分析作答。
14．【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；浓硫酸的性质；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．铜与浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，不涉及化学平衡，不能用勒夏特列原理解释，A与题意不符；
B．FeCl3为强酸弱碱盐，铁离子水解生成Fe(OH)3和H+，反应是吸热反应，加热促进水解，能用勒夏特列原理解释，B符合题意；
C．使用催化剂能加快反应速率，不能使化学平衡移动，能用勒夏特列原理解释，C与题意不符；
D．钢管与铜管堆放一处，铁、铜及金属表面的水膜形成原电池，能加快铁的腐蚀，则钢管更易腐蚀，属于电化学腐蚀，能用勒夏特列原理解释，D与题意不符；
故答案为B。
【分析】 勒夏特列原理是解释可逆反应，而氯化铁制取氢氧化铁胶体就是利用铁离子的水解得到，而水解是可逆反应符合题意即可判断
15．【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】A．海面的海水中溶解的氧气比海底溶解的氧气多，则越靠近海面的钢构件，腐蚀越严重，故A不符合题意；
B．钢构件上镶嵌铝块，比铁活泼的铝在海水中构成的铁铝原电池中做负极被损耗，钢构件做正极被保护，该方法为牺牲阳极阴极保护法，故B符合题意；
C．钢构件若腐蚀，铁做原电池的负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2＋，故C不符合题意；
D．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，防止钢构件在海水中形成原电池，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.海水溶解氧的含量越多，金属的腐蚀速度越快，腐蚀越严重
B.铝块做负极，失去电子变为铝离子，铁做正极，被保护因此是牺牲阳极的阴极保护法
C.钢件被腐蚀，铁做负极，其他做正极，负极是铁失去电子变为亚铁离子，正极是氧气得到电子与水结合变为氢氧根离子
D.主要是防止形成原电池不是形成电解池，电解池需要外界接电路
16．【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护；化学电源新型电池；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电解饱和食盐水时，阳极Cl-失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，A符合题意；
B．氢氧燃料电池的负极应为H2失电子，B不符合题意；
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu2+ +2e-= Cu，C不符合题意；
D．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe-2e-=Fe2+，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.阳极吸引大量的阴离子，主要是氯离子和氢氧根离子，但氯离子比氢氧根先放电
B.负极是可燃性气体放电
C.粗铜精炼时，阳极发生的是还原反应
D.电化学腐蚀正极发生的还原反应，负极发生的氧化反应
17．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 根据装置图中电流方向可知，a电极为阳极、b电极为阴极，铁上镀铜时，Cu为阳极、Fe作阴极，电解质溶液可以是CuSO4溶液，即a电极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液，故A不符合题意；
B. 双液铜锌原电池中，Zn为负极、Cu为正极，原电池工作时：阳离子移向正极、阴离子移向负极，即盐桥中KCl的Cl－移向负极，移向左烧杯，故B不符合题意；
C. 图③装置是利用电解原理防止钢闸门生锈，即外加电流的阴极保护法，其中钢闸门接外加电源的负极、作阴极，发生得电子的还原反应，故C不符合题意；
D. 图④中两装置均为原电池，左侧Al电极为负极，电极反应式为 ，左侧Zn电极为负极，电极反应式为 ，装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的关系式为 ，消耗负极材料的物质的量不同，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.由电流方向判断电极的阴阳，电镀铜中阳极为铜，电镀液为硫酸铜溶液；
B.原电池中，盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；
C.金属防腐中的阴极保护法；
D.两者均为原电池，根据电极反应式中转移电子数计算即可。
18．【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】金属处于原电池负极或电解池正极时，腐蚀速度加快，处于原电池正极或电解池阴极时，电池被保护起来，基本不会生锈。根据金属活动性顺序，镁的金属性大于锌，锌金属性大于铜，故形成原电池时，B中锌为正极，C中锌为负极，故锌片腐蚀C>A>B(D)。
故答案为：C。
【分析】考查的是金属的锈蚀问题，电解池做阳极的腐蚀最快，原电池做负极的其次，一般的腐蚀最慢
19．【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】A．地下钢管连接镁块，Fe、Mg、电解质溶液构成原电池，Fe失电子能力小于Mg而作正极被保护，所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法，故A符合题意；
B．金属护拦表面涂漆，阻止Fe与空气、水接触，从而防止金属被腐蚀，属于物理方法，故B不符合题意；
C．汽车底盘喷涂高分子膜，阻止Fe与空气、水接触，从而防止金属被腐蚀，属于物理方法，故C不符合题意；
D．水中的钢闸门连接电源的负极，充当电解池的阴极，属于外加电流的阴极保护法，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法，说明该装置构成原电池，被保护的金属作正极，据此分析判断。
20．【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A.在海水弱碱的环境中，铁和碳电极组成原电池，发生吸氧腐蚀，可以观察到铁生锈，A项能达到实验目的；
B.电解池中Fe连接在电源的正极，铁做阳极，失去电子发生氧化，不会考虑阴离子放电，故不会产生氯气，B项达不到实验目的；
C.可以构成Zn-Fe原电池，活泼性较强的Zn做负极，发生氧化，Fe做正极，被保护，故C项能达到实验目的；
D.电解池中，铁连接电源的负极，做阴极材料，Fe不反应，Fe附近的阳离子发生还原反应，属于外加电流的阴极保护法，D项能达到实验目的；
故答案为：B。
【分析】电解池中，首先观察阳极，若阳极为活泼金属（包括Ag以及之前的金属），则阳极金属失去电子发生氧化，不考虑阳极附近阴离子放电；若阳极为惰性电极，考虑阴离子的放电顺序，放电顺序要记牢。
21．【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】如果作为原电池负极、电解池阳极的金属，腐蚀速度加快，且作负极的金属腐蚀速率小于作阳极的金属腐蚀速率，作为原电池正极、电解池阴极的金属被保护，①中只有铁一种金属，不能构成原电池；②构成原电池，铁易失电子而作负极，加速被腐蚀；③是电解池，铁连接原电池正极而作阳极，加速被腐蚀，且腐蚀速率大于铁作负极；④是电解池，铁连接原电池负极而作阴极，被保护；⑤构成原电池，锌易失电子而作负极，铁作正极，铁被保护；则铁被腐蚀快慢顺序是③＞②＞①＞⑤＞④，
故答案为：A。
【分析】考查金属得腐蚀情况，构成原电池时，铁做负极，腐蚀得快，当构成电解池时，铁做阳极腐蚀快，并且比原电池负极快
22．【答案】（1）a+2b+2c
（2）
（3）放热；>；A点尚未达到平衡状态，反应仍正向进行中，因此v正>v逆；CO2的体积分数越大吸附速率越大；不变；66.7%
【知识点】吸热反应和放热反应；盖斯定律及其应用；化学反应速率；化学平衡移动原理
【解析】【解答】(1)已知：①
②
③
根据盖斯定律知，①+2②+2③得 ，故答案为：a+2b+2c；
(2)根据图示知，吸附过程发生的反应为 ，故答案为： ；
(3)①图中各曲线后半部分，固体样品质量百分数随温度升高而降低，说明温度升高平衡逆向移动，因此正反应为放热反应，故答案为：放热；
②如图所示，A点尚未达到平衡状态，反应仍正向进行中，因此v正>v逆，故答案为：>；A点尚未达到平衡状态，反应仍正向进行中，因此v正>v逆；
③ 的体积分数越大，则 浓度越大，化学反应速率越大，吸附速率越大；故答案为：CO2的体积分数越大吸附速率越大；
④ ，虽然改变了体积，但温度不变 不变，因此 不变，故答案为：不变；
⑤由反应 可知，固体增重的质量等于吸收的 的质量。因B点固体增重 ，故被吸收的 ，由图中 和 的比例可知， 混合气体中含 的物质的量为 ，吸收率为 ，故答案为：66.7%。
【分析】（1）利用盖斯定律即可计算出焓变
（2）根据反应物和生成物即可写出方程式
（3）①根据图示即可判断，温度升高后，质量降低因此是放热 ② A点还未达到最大值，因此是未达到平衡，因此正速率增大③根据图示二氧化碳的含量越大，吸附越强 ④ 温度不变，平衡常数不变即可判断⑤根据固体质量的增强即可计算出吸收二氧化碳的物质的量，再根据总的二氧化碳的物质的量即可计算出吸收率
23．【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
【知识点】盖斯定律及其应用；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【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
24．【答案】（1）电能；化学能
（2）阴极；Cl2
（3）2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑
（4）ac
（5）铜片
（6）锌为负极，发生电极反应Zn-2e-=Zn2+，铁为正极，发生电极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，生成的氢氧根离子能使酚酞变红色，没有生成Fe2+，K3Fe(CN)6溶液不能变蓝
（7）在铁表面镀上一层比铁活泼的金属
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)此过程为电解饱和食盐水的方法制备氯气，能量转化形式为电能转化为化学能；(2) 电解池中阳离子向阴极移动，根据图中Na+的流向可知，电极乙为阴极；电极甲为阳极，Cl-在阳极失去电子生成Cl2，所以A生成的气体是Cl2；(3)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，离子方程式是2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑；(4) a．氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，所以实验室常用排饱和食盐水法收集，a正确；
b．氯气能与碘化钾溶液反应生成碘单质，但是没有加淀粉，溶液不能变蓝，b不正确；
c．氯气能转化为 NaClO、ClO2 等含氯化合物，NaClO和ClO2具有强氧化性，可用于杀菌消毒，c正确。
故答案为：ac。(5)根据图ii中K3Fe(CN)6溶液变蓝，说明ii中生成了Fe2+，铁被腐蚀，所以被腐蚀的是包裹铜片的铁钉；(6) i 中现象只变红产生的原因：锌和铁形成原电池时，锌比铁活泼，锌为负极，发生电极反应Zn-2e-=Zn2+，铁为正极，发生电极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，生成的氢氧根离子能使酚酞变红色，没有生成Fe2+，K3Fe(CN)6溶液不能变蓝；(7)结合以上实验，活泼金属作原电池负极被氧化，铁作正极被保护，所以铁制零件的使用提出建议在铁表面镀上一层比铁活泼的金属。
【分析】本题考查原电池和电解池的原理，结合原电池和电解池的知识点进行解题，要学会分析题目，结合原理，做出正确的判断。
25．【答案】（1）2H+ + 2e-=H2↑；在金属活动性顺序中，Cu在H后，Cu不能置换出H2；O2 + 4H+ + 4e-=2H2O
（2）O2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大；溶液的酸碱性；排除溶液中的Na+（或 ）对实验的可能干扰
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】（1）①实验Ⅰ中电解质溶液为稀硫酸，显酸性，同时电极材料为Fe和石墨，因此正极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；
②实验Ⅱ中所用电极为铜电极和石墨电极，由于金属活动性中Cu排在H之后，因此Cu不与稀硫酸反映过，故不可能发生析氢腐蚀；实验Ⅱ中石墨电极表面无明显变化，电压表指针发生偏转，说明实验过程中产生电流，金属铜发生吸氧腐蚀，因此正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－。
（2）①实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中所用硫酸浓度相同，O2的浓度不同，产生的电压不同，因此说明O2的浓度越大，其氧化性越强，使电压增值越大；
②实验Ⅳ、Ⅴ中所用O2浓度相同，电解质溶液的酸碱性不同，因此实验过程是为了探究溶液的酸碱性对O2氧化性的影响；实验Ⅳ中加入Na2SO4是为了排除Na+（或SO42-）对实验的干扰。
【分析】（1）根据实验现象确定实验过程中发生的反应，进而解答；
（2）①根据实验过程中O2浓度分析；
②根据实验Ⅳ、Ⅴ的所用电解质以及溶液的酸碱性进行分析；
26．【答案】（1）①＞③＞④＞②
（2）③①②
（3）铁；0.32；1
（4）两个电极上都产生气泡，U型管左右两边液面下降，产生的气体体积比约为2：1，漏斗中液面上升（或两个电极上都产生气泡，U型管左右两边液面下降，漏斗中液面上升）；8：1
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)只接通K1时，该装置是电解池，铁作阳极，腐蚀最快，只闭合K3时，该装置构成原电池，铁作负极发生吸氧腐蚀，腐蚀较快，只闭合K2时，该装置构成电解池，铁作阴极而被保护，所以铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：只接通K1＞只闭合K3＞都断开＞只闭合K2，即铁棒的腐蚀速率由大到小的顺序是①＞③＞④＞②；(2)应先加入过量BaCl2，除去SO42-，然后加过量Na2CO3，可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，过滤后加入盐酸可除去Na2CO3，故试剂添加的合理顺序是③①②；(3)若把U形管中的NaCl溶液换成100mL0.1mol/L的CuSO4溶液，且只进行操作②，得到电解池，Fe作阴极，铜离子得电子的还原反应Cu2++2e-=Cu，则当电路中通过0.01mol电子时，产生金属铜质量0.005mol×64g/mol=0.32g，石墨碳棒作阳极，氢氧根离子失电子的氧化反应4OH--4e-=O2↑+2H2O，则当电路中通过0.01mol电子时，消耗氢氧根离子是0.01mol，溶液氢离子是0.01mol，氢离子浓度为 =0.1mol/L，pH=1；(4)把U形管中的NaCl溶液换成加入了2molAgNO3、1molNa2SO4和1molBaCl2后的溶液，硫酸根离子和钡离子、氯离子和银离子之间反应得到沉淀，实际得到硝酸钠溶液，只进行操作②，相当于电解硝酸钠，实质是电解水，金属铁是阴极，氢离子得到电子产生氢气(还原产物)，石墨电极是阳极，氢氧根失电子产生氧气(氧化产物)，阴阳两极产生的气体体积比约为2：1，通电一段时间后，氧化产物与还原产物的质量比为8：1。
【分析】(1)铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：作电解池阳极＞原电池负极＞不形成电池＞电解池阴极；(2)抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系；(3)若把 U 形管中的 NaCl 溶液换成100mL0.1 mol/L 的 CuSO4溶液，且只进行操作②，得到电解池，Fe作阴极，氢离子得电子的还原反应，石墨碳棒作阳极，氢氧根离子失电子的氧化反应4OH--4e-=O2↑+2H2O，据电子守恒进行计算即可；(4)把 U 形管中的 NaCl 溶液换成加入了2mol AgNO3、1mol Na2SO4 和 1mol BaCl2后的溶液，硫酸根离子和钡离子、氯离子和银离子之间反应得到沉淀，实际得到硝酸钠溶液，只进行操作②，相当于电解硝酸钠，实质是电解水，据电子守恒进行计算即可。
1 / 1高中化学鲁科版（2019）选择性必修1 第1章 单元测试
一、单选题
1．（2021高一下·滨海期末）下列说法不正确的是（ ）
A．化学反应必然伴随发生能量变化
B．能量变化必然伴随发生化学反应
C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关
【答案】B
【知识点】化学反应中能量的转化
【解析】【解答】A.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键的断裂需要吸收能量，新键的形成需要释放能量，化学变化中涉及能量的变化，故A不符合题意
B.伴随着能量变化，不一定是化学变化，如常见的浓硫酸的稀释等，故B符合题意
C.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键的断裂需要吸收能量，新键的形成需要释放能量，故C不符合题意
D.物质具有的能量与物质本身的质量有关，质量越大能量越大，化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量有关，故D不符合题意
故答案为：B
【分析】单位物质的质量质量具有的能量是一定值，质量越大能量越大，化学变化的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键断裂时需要吸收能量，新键形成时需要放出能量，因此化学变化涉及到能量的变化，有些物理变化也有能量变化，因此有能量变化的不一定是化学变化
2．（2021·包头模拟）一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，将太阳能转化为电能
B．X电极为电池的负极
C．Y电极发生的电极反应为 +2e-=3I-
D．当电池工作从开始到结束时，电解质溶液中I-和 的浓度分别会发生很大变化
【答案】D
【知识点】化学反应中能量的转化；电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电池工作时，太阳光使Ru(II)失电子转化为Ru(III)，发生氧化还原反应，将太阳能转化为电能，选项A不符合题意；
B．X电极电子流岀，发生氧化反应，为电池的负极，选项B不符合题意；
C．Y电极电子流入，发生还原反应，电极反应为 +2e-=3I-，选项C不符合题意；
D．电池工作时， +2e-=3I-，生成的I-又可与Ru(III)反应重新生成 ，整个过程电解质溶液中I-和 的浓度基本不变，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据图示电子的转移，说明电极X是负极，Y是正极，因此是将太阳能转化为电能，X是Ru(II)失去电子变为Ru(III)发生氧化反应，Y是由I3-得到电子变为I-，发生还原反应，根据图示所示，产生的碘离子被Ru(III)又氧化为I3-离子，因此离子浓度几乎不变
3．（2021·包头模拟）某种含二价铜微粒[CuII(OH)(NH3)]+的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2.下列说法错误的是（ ）
A．总反应焓变 H<0
B．状态③到状态④的变化过程中有O-H键的形成
C．反应过程中只发生了两次氧化还原反应
D．该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+4NO+O2=6H2O+4N2
【答案】C
【知识点】氧化还原反应；反应热和焓变；含氮物质的综合应用
【解析】【解答】A．根据图2可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，则总反应焓变ΔH＜0，A项不符合题意；
B．状态③到状态④的变化过程为[CuI(H2NNO)(NH3)2]+→[CuI(NH3)2]++N2+H2O，有O-H键的形成，B项不符合题意；
C．由图1可知，状态②到状态③、状态④到状态⑤，Cu元素的化合价发生改变，而状态③到状态④、状态⑤到状态①，N元素的化合价发生改变，则不只生了两次氧化还原反应，C项符合题意；
D．根据图1，加入2NH3、2NO、 O2，生成2N2、3H2O，该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+4NO+O2=6H2O+4N2，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据起始物和最终产物的能量即可判断焓变的大小
B.根据状态③和状态④ 的变化即可判断键的断裂和形成
C.根据标出过程中元素的化合价即可判断出氧化还原反应
D.根据起始物和最终的产物即可写出方程式
4．（2021·南昌模拟）COOH燃料电池的装置如下图，两电极间用允许K+和H+通过的半透膜隔开。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，电子由a电极经外电路流向b电极
B．负极的电极反应式为HCOO-+2OH-_2e-=HCO +H2O
C．理论上每消耗标准状况下22.4LO2，有2molK+通过半透膜
D．通入O2发生的反应为4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．池工作时，电子由a电极（负极）电极经外电路流向b电极（正极），A项不符合题意；
B．负极是HCOO-转化为 ，电极反应式为：HCOO-+2OH-_2e-=HCO +H2O，B项不符合题意；
C． ，每消耗标准状况下22.4L O2，O2的物质的量为1mol，转移电子4mol，应有4mol K+通过半透膜，C项符合题意；
D．通入O2发生的反应为4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】左侧是HCOO-转化为 ，C元素化合价升高，失去电子，发生氧化反应，a是负极；右侧是Fe3+转化为Fe2+，化合价降低，得到电子，发生还原反应，b是正极。
5．（2021高一下·江川期中）原电池产生电流的本质原因是（ ）
A．电解质溶液中有电离出的自由移动的离子
B．有导线将两个活动性不同的电极连接
C．在不同金属的两极间存在电势差
D．在原电池中发生了氧化还原反应
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】原电池产生电流的本质原因是外电路自由移动的电子，而内电路有自由移动的阴阳离子，因此本质原因是发生了氧化还原反应，故D符合题意
故答案为：D
【分析】原电池发生的条件是自发的氧化还原反应以及电极和电解质溶液形成回路，因此氧化还原反应是原电池的本质原因
6．（2021·昆明模拟）某兴趣小组利用电化学原理降解酸性废水中的NO ，装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．Pt电极可用Cu电极代替
B．负极反应式为：2NO +10e-+12H+=N2+6H2O
C．溶液中电子通过质子交换膜由Ag电极向Pt电极移动
D．若外电路转移1mol电子，则膜两侧电解液质量共减少38.3g
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由于Cu比Ag活泼，故Pt电极不可用Cu电极代替，否则Cu直接与酸性条件下的NO 反应，不构成原电池，A不符合题意；
B.根据原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故负极反应式为：Cl-+Ag-e-=AgCl↓，而2NO +10e-+12H+=N2+6H2O是正极反应式，B不符合题意；
C.由分析可知，Pt电极是正极，Ag为负极，故溶液中H+通过质子交换膜由Ag电极向Pt电极移动，电子只能在导线上定向移动而不能通过溶液，C不符合题意；
D.根据电池的总反应可知，10Ag+10Cl-+12H++2NO =10AgCl↓+N2+6H2O，转移10mol电子两极质量减少：（10×35.5+28）g，故若外电路转移1mol电子，则膜两侧电解液质量共减少38.3g，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由装置示意图中可知Pt电极上NO 转化为N2，发生还原反应，故Pt电极为正极，则Ag电极为负极，发生的电极反应为：Cl-+Ag-e-=AgCl↓，据此分析解题。
7．（2021高一下·温州期中）银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为 和 ，电解质溶液为 溶液，总反应式为： .下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时， 是正极
B．负极的电极反应是
C．电池工作时，电子从锌极经过 溶液流向
D．工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．反应中锌失去电子，被氧化，锌是负极，氧化银得到电子，被还原，因此电池工作时， 是正极，A不符合题意；
B．锌是负极，负极的电极反应是 ，B不符合题意；
C．电池工作时，电子从锌极经过导线流向 ，电子不能利用溶液传递，C符合题意；
D．负极的电极反应是 ，正极反应式为 +2e－+H2O＝2OH－+2Ag，所以工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据 总反应式为： 电解质溶液为 溶液， 即可判断出锌做负极材料，锌失去电子结合氢氧根离子变为氢氧化锌，导致pH减小，碱性减弱，氧化银做正极材料，氧化银得到电子变为单质，此时的pH增大
8．（2021高一下·隆阳期中）下列装置能形成原电池的是（ ）
A B C D
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．该装置没有形成闭合回路，无法形成原电池，A不符合题意；
B．酒精不导电，无法形成原电池，B不符合题意；
C．该装置只有一个电极，Fe与稀硫酸直接反应，无法形成原电池，C不符合题意；
D．该装置有两个活泼性不同的电极，稀盐酸可以导电，Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑为自发进行的氧化还原反应，整个装置可以形成闭合回路，则可以形成原电池，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据形成原电池的条件需要电极和电解质溶液以及自发的氧化还原反应以及形成回路 ，结合选项进行判断即可
9．（2021·昆明模拟）一种新型锂离子电池的工作原理如图所示，电池总反应为：LiMn2O4+VO2 Li1-xMn2O4+LixVO2，下列说法错误的是（ ）
A．放电时，LiMn2O4电极的电势低于VO2电极的电势
B．放电时，负极的电极反应为LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+
C．充电时，Li+移向VO2电极
D．充电时，VO2电极质量减轻
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，LiMn2O4电极为负极，VO2电极为正极，则LiMn2O4电极的电势低于VO2电极的电势，A不符合题意；
B．放电时，负极的电极反应为LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+，B不符合题意；
C．充电时，阳离子移动向阴极，Li+移向LiMn2O4电极，C符合题意；
D．充电时，VO2电极的电极反应式为LixVO2-xe- VO2+xe-
+xLi+，故VO2电极质量减轻，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由图可知，电池正处于放电状态，为原电池原理，LiMn2O4电极为负极，VO2电极为正极，负极反应式为LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+，正极反应式为VO2+xe-+xLi+ LixVO2；当充电时，LiMn2O4电极为阴极，VO2电极为阳极，阴极、阳极的电极反应式分别为负极、正极反应式反过来写。
10．（2021·泸县模拟）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
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【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。
11．（2021·黄浦模拟）用如图装置完成电解实验，对实验现象的解释或推测合理的是（ ）
A．a处的试纸变红
B．b电极是正极
C．a处发生的电极反应：
D．b处发生的电极反应：
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．实验相当于电解饱和氯化钠溶液，a作为阴极，氢离子放电后浓度降低，使氢氧根浓度增大，碱性增强，故使pH试纸变蓝，故A不符合题意；
B．b处与电源正极相连，b为阳极，故B不符合题意；
C．a与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，发生的电极反应： ，故C不符合题意；
D．b处与电源正极相连，b为阳极，氯离子放电生成氯气，发生的电极反应： ，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由图可知，b处与电源正极相连，b为阳极，a与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，以此来解答。
12．（2021·嘉定模拟）关于下图甲乙两个装置，以下说法正确的是（ ）
A．铜是阳极，铜片上有气泡逸出
B． 离子在铁的表面被还原
C．金属的腐蚀速率由慢到快的顺序是：
D．一段时间后，两烧杯中溶液的 均增大
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．甲图中，氢离子在铜电极发生还原反应，被还原成氢气，为原电池的负极，而不是阳极，故A不符合题意
B．由乙图可知，石墨电极为阳极，发生氧化反应，所以 离子应在石墨的表面被还原，而不是在铁电极表面，故B不符合题意
C．甲乙量装置分别原电池和电解池，甲装置中Cu为正极被保护，Zn为负极被腐蚀；乙装置中Fe为阴极被保护，所以金属腐蚀最快的为Zn，故C不符合题意
D．原电池中氢离子被还原为氢气，电解池中电解NaCl生成NaOH，所以两烧杯中红pH均增大，故D符合题意
故答案为：D
【分析】甲是硫酸做电解质的原电池，锌做的是负极，锌失去电子变为锌离子，铜做正极，氢离子得到电子变为氢气，乙是电解池，阳极是氯离子失去电子变为氯气，阴极是氢离子得到电子变为氢气，通过对比，锌的腐蚀速率最快，而铜不会腐蚀，铁不会腐蚀，甲中的氢离子不断的消耗，pH变大，而乙中的氢离子被放电，因此pH变大
13．（2021·黄山模拟）镍镉电池是二次电池，其工作原理如图(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法错误的是（ ）
A．断开K2、合上K1，电极A的电势低于电极B
B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生氧化反应
C．电极B发生还原反应过程中，溶液中的KOH浓度有变化
D．镍镉二次电池的总反应式： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiOOH+2H2O
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．断开K2、合上K1，为原电池，电极A为负极，则其电势低于电极B，A不符合题意；
B．断开K1、合上K2，为充电过程，电极A为阴极，发生还原反应，电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B符合题意；
C．放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，溶液中的氢氧根浓度增大，C不符合题意；
D．根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，则镍镉二次电池总反应式： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiOOH+2H2O，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据图示，电极A与直流电源的负极相连，电极A充电时为阴极，则放电时电极A为负极，负极上Cd失电子发生氧化反应生成Cd(OH)2，负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2，电极B充电时为阳极，则放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2，正极反应式为2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，据此分析作答。
14．（2021·重庆模拟）下列事实能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．铜与浓硫酸反应需要加热
B．加热蒸干FeCl3溶液最终得到Fe(OH)3
C．使用催化剂提高合成氨的生产效率
D．钢管与铜管堆放一处，钢管更易腐蚀
【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；浓硫酸的性质；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．铜与浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，不涉及化学平衡，不能用勒夏特列原理解释，A与题意不符；
B．FeCl3为强酸弱碱盐，铁离子水解生成Fe(OH)3和H+，反应是吸热反应，加热促进水解，能用勒夏特列原理解释，B符合题意；
C．使用催化剂能加快反应速率，不能使化学平衡移动，能用勒夏特列原理解释，C与题意不符；
D．钢管与铜管堆放一处，铁、铜及金属表面的水膜形成原电池，能加快铁的腐蚀，则钢管更易腐蚀，属于电化学腐蚀，能用勒夏特列原理解释，D与题意不符；
故答案为B。
【分析】 勒夏特列原理是解释可逆反应，而氯化铁制取氢氧化铁胶体就是利用铁离子的水解得到，而水解是可逆反应符合题意即可判断
15．（2021·闵行模拟）港珠澳大桥桥体的钢构件采用了多种防腐方法。有关其分析正确的是（ ）
A．越靠近海底的钢构件，腐蚀越严重
B．钢构件上镶嵌铝块，属牺牲阳极阴极保护法
C．钢构件若腐蚀，正极反应式为：Fe-2e-=Fe2＋
D．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，防止形成电解池
【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】A．海面的海水中溶解的氧气比海底溶解的氧气多，则越靠近海面的钢构件，腐蚀越严重，故A不符合题意；
B．钢构件上镶嵌铝块，比铁活泼的铝在海水中构成的铁铝原电池中做负极被损耗，钢构件做正极被保护，该方法为牺牲阳极阴极保护法，故B符合题意；
C．钢构件若腐蚀，铁做原电池的负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2＋，故C不符合题意；
D．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，防止钢构件在海水中形成原电池，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.海水溶解氧的含量越多，金属的腐蚀速度越快，腐蚀越严重
B.铝块做负极，失去电子变为铝离子，铁做正极，被保护因此是牺牲阳极的阴极保护法
C.钢件被腐蚀，铁做负极，其他做正极，负极是铁失去电子变为亚铁离子，正极是氧气得到电子与水结合变为氢氧根离子
D.主要是防止形成原电池不是形成电解池，电解池需要外界接电路
16．（2021高二上·蚌埠月考）下列叙述正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护；化学电源新型电池；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．电解饱和食盐水时，阳极Cl-失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，A符合题意；
B．氢氧燃料电池的负极应为H2失电子，B不符合题意；
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu2+ +2e-= Cu，C不符合题意；
D．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe-2e-=Fe2+，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.阳极吸引大量的阴离子，主要是氯离子和氢氧根离子，但氯离子比氢氧根先放电
B.负极是可燃性气体放电
C.粗铜精炼时，阳极发生的是还原反应
D.电化学腐蚀正极发生的还原反应，负极发生的氧化反应
17．（2020高二上·蚌埠期中）关于下列各装置图的叙述错误的是（ ）
A．用图①装置实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液
B．图②装置盐桥中KCl的Cl－移向左烧杯
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D．图④两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量相同
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 根据装置图中电流方向可知，a电极为阳极、b电极为阴极，铁上镀铜时，Cu为阳极、Fe作阴极，电解质溶液可以是CuSO4溶液，即a电极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液，故A不符合题意；
B. 双液铜锌原电池中，Zn为负极、Cu为正极，原电池工作时：阳离子移向正极、阴离子移向负极，即盐桥中KCl的Cl－移向负极，移向左烧杯，故B不符合题意；
C. 图③装置是利用电解原理防止钢闸门生锈，即外加电流的阴极保护法，其中钢闸门接外加电源的负极、作阴极，发生得电子的还原反应，故C不符合题意；
D. 图④中两装置均为原电池，左侧Al电极为负极，电极反应式为 ，左侧Zn电极为负极，电极反应式为 ，装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的关系式为 ，消耗负极材料的物质的量不同，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.由电流方向判断电极的阴阳，电镀铜中阳极为铜，电镀液为硫酸铜溶液；
B.原电池中，盐桥中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；
C.金属防腐中的阴极保护法；
D.两者均为原电池，根据电极反应式中转移电子数计算即可。
18．（2020高二上·丰台期中）四块相同的锌片分别放置在下列四个装置中(烧杯中均盛有0.1 mol·L-1 NaCl溶液)，则锌片腐蚀最快的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】金属处于原电池负极或电解池正极时，腐蚀速度加快，处于原电池正极或电解池阴极时，电池被保护起来，基本不会生锈。根据金属活动性顺序，镁的金属性大于锌，锌金属性大于铜，故形成原电池时，B中锌为正极，C中锌为负极，故锌片腐蚀C>A>B(D)。
故答案为：C。
【分析】考查的是金属的锈蚀问题，电解池做阳极的腐蚀最快，原电池做负极的其次，一般的腐蚀最慢
19．（2020高二下·北京期末）下列金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法的是( )
A．地下钢管连接镁块 B．金属护栏表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．水中的钢闸门连接电源的负极
【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】A．地下钢管连接镁块，Fe、Mg、电解质溶液构成原电池，Fe失电子能力小于Mg而作正极被保护，所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法，故A符合题意；
B．金属护拦表面涂漆，阻止Fe与空气、水接触，从而防止金属被腐蚀，属于物理方法，故B不符合题意；
C．汽车底盘喷涂高分子膜，阻止Fe与空气、水接触，从而防止金属被腐蚀，属于物理方法，故C不符合题意；
D．水中的钢闸门连接电源的负极，充当电解池的阴极，属于外加电流的阴极保护法，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法，说明该装置构成原电池，被保护的金属作正极，据此分析判断。
20．（2020·虹口模拟）下列有关电化学装置不能达到相应实验目的的是（ ）
A． 模拟吸氧腐蚀
B． 电解法制氯气
C． 铁的防护
D． 外加电流的阴极保护法
【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A.在海水弱碱的环境中，铁和碳电极组成原电池，发生吸氧腐蚀，可以观察到铁生锈，A项能达到实验目的；
B.电解池中Fe连接在电源的正极，铁做阳极，失去电子发生氧化，不会考虑阴离子放电，故不会产生氯气，B项达不到实验目的；
C.可以构成Zn-Fe原电池，活泼性较强的Zn做负极，发生氧化，Fe做正极，被保护，故C项能达到实验目的；
D.电解池中，铁连接电源的负极，做阴极材料，Fe不反应，Fe附近的阳离子发生还原反应，属于外加电流的阴极保护法，D项能达到实验目的；
故答案为：B。
【分析】电解池中，首先观察阳极，若阳极为活泼金属（包括Ag以及之前的金属），则阳极金属失去电子发生氧化，不考虑阳极附近阴离子放电；若阳极为惰性电极，考虑阴离子的放电顺序，放电顺序要记牢。
21．（2020高一下·辽源月考）图中烧杯中盛的是天然水，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是（ ）
A．③>②>①>⑤>④ B．⑤>②>①>③>④
C．⑤>②>③>④>① D．③>④>⑤>②>①
【答案】A
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】如果作为原电池负极、电解池阳极的金属，腐蚀速度加快，且作负极的金属腐蚀速率小于作阳极的金属腐蚀速率，作为原电池正极、电解池阴极的金属被保护，①中只有铁一种金属，不能构成原电池；②构成原电池，铁易失电子而作负极，加速被腐蚀；③是电解池，铁连接原电池正极而作阳极，加速被腐蚀，且腐蚀速率大于铁作负极；④是电解池，铁连接原电池负极而作阴极，被保护；⑤构成原电池，锌易失电子而作负极，铁作正极，铁被保护；则铁被腐蚀快慢顺序是③＞②＞①＞⑤＞④，
故答案为：A。
【分析】考查金属得腐蚀情况，构成原电池时，铁做负极，腐蚀得快，当构成电解池时，铁做阳极腐蚀快，并且比原电池负极快
二、综合题
22．（2021·漳州模拟）科学家利用Li4SiO4吸附CO2，对于实现废气资源的再利用及碳循环经济技术的发展都具有重要意义。回答下列问题：
（1）可用Li2CO3与SiO2反应制取吸附剂Li4SiO4。
已知：2Li2O(s)+SiO2(s)=Li4SiO4(s) ΔH1=akJ mol-1
Li2CO3(s)+SiO2(s)=Li2SiO3(s)+CO2(g) ΔH2=bkJ mol-1
Li2SiO3(s)=Li2O(s)+SiO2(s) ΔH3=ckJ mol-1
则2Li2CO3(s)+SiO2(s)=Li4SiO4(s)+2CO2(g) ΔH= kJ mol 1(用含a、b、c的式子表示)。
（2）CO2的吸附回收及材料再生的原理如下图所示：
“吸附”过程中主要反应的化学方程式为 。
（3）为了探究Li4SiO4的吸附效果，在刚性容器中放入1000g的Li4SiO4吸附剂，通入10.0mol不同比例的N2和CO2混合气体，控制反应时间均为2小时，得到Li4SiO4吸附CO2后固体样品质量百分数与温度的关系如下图所示。
①该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
②A点的v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)，理由是 。
③不同CO2的体积分数对于吸附速率的影响是 。
④保持B点的温度不变，若所用刚性容器体积为原来的一半，则平衡时理论上c(CO2)较原平衡 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑤B点CO2的吸收率为 (保留3位有效数字)。
【答案】（1）a+2b+2c
（2）
（3）放热；>；A点尚未达到平衡状态，反应仍正向进行中，因此v正>v逆；CO2的体积分数越大吸附速率越大；不变；66.7%
【知识点】吸热反应和放热反应；盖斯定律及其应用；化学反应速率；化学平衡移动原理
【解析】【解答】(1)已知：①
②
③
根据盖斯定律知，①+2②+2③得 ，故答案为：a+2b+2c；
(2)根据图示知，吸附过程发生的反应为 ，故答案为： ；
(3)①图中各曲线后半部分，固体样品质量百分数随温度升高而降低，说明温度升高平衡逆向移动，因此正反应为放热反应，故答案为：放热；
②如图所示，A点尚未达到平衡状态，反应仍正向进行中，因此v正>v逆，故答案为：>；A点尚未达到平衡状态，反应仍正向进行中，因此v正>v逆；
③ 的体积分数越大，则 浓度越大，化学反应速率越大，吸附速率越大；故答案为：CO2的体积分数越大吸附速率越大；
④ ，虽然改变了体积，但温度不变 不变，因此 不变，故答案为：不变；
⑤由反应 可知，固体增重的质量等于吸收的 的质量。因B点固体增重 ，故被吸收的 ，由图中 和 的比例可知， 混合气体中含 的物质的量为 ，吸收率为 ，故答案为：66.7%。
【分析】（1）利用盖斯定律即可计算出焓变
（2）根据反应物和生成物即可写出方程式
（3）①根据图示即可判断，温度升高后，质量降低因此是放热 ② A点还未达到最大值，因此是未达到平衡，因此正速率增大③根据图示二氧化碳的含量越大，吸附越强 ④ 温度不变，平衡常数不变即可判断⑤根据固体质量的增强即可计算出吸收二氧化碳的物质的量，再根据总的二氧化碳的物质的量即可计算出吸收率
23．（2021·门头沟模拟）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： 。
【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
【知识点】盖斯定律及其应用；电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【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
24．（2020高二下·房山期末）电化学原理被广泛地应用于生产、生活的许多方面。
（1）I．制备氯气
工业中用电解饱和食盐水的方法制备氯气，其原理如下图所示。
此过程中能量转化形式为 转化为 (填“化学能”或“电能”)
（2）电极乙为 (填“阴极”或“阳极”)，A 口生成的气体是
（3）电解饱和食盐水的离子方程式是
（4）下列有关氯气的说法中正确的是
a．实验室常用排饱和食盐水法收集
b．可使碘化钾溶液变蓝
c．转化为 NaClO、ClO2 等含氯化合物可用于杀菌消毒
（5）II．金属防护
某小组同学为探究电极对金属腐蚀与防护的影响，设计如下实验：将饱和食盐水与琼脂(凝固剂，不参与反应)的混合液置于两个培养皿中，向其中滴入少量酚酞溶液和K3Fe(CN)6溶液，混合均匀。分别将包裹锌片和铜片的铁钉放入两个培养皿中，观察现象如下。
被腐蚀的是包裹 的铁钉(填“锌片”或“铜片”)
（6）结合电极反应式解释 i 中现象产生的原因
（7）结合以上实验，请对铁制零件的使用提出建议
【答案】（1）电能；化学能
（2）阴极；Cl2
（3）2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑
（4）ac
（5）铜片
（6）锌为负极，发生电极反应Zn-2e-=Zn2+，铁为正极，发生电极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，生成的氢氧根离子能使酚酞变红色，没有生成Fe2+，K3Fe(CN)6溶液不能变蓝
（7）在铁表面镀上一层比铁活泼的金属
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)此过程为电解饱和食盐水的方法制备氯气，能量转化形式为电能转化为化学能；(2) 电解池中阳离子向阴极移动，根据图中Na+的流向可知，电极乙为阴极；电极甲为阳极，Cl-在阳极失去电子生成Cl2，所以A生成的气体是Cl2；(3)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，离子方程式是2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑；(4) a．氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，所以实验室常用排饱和食盐水法收集，a正确；
b．氯气能与碘化钾溶液反应生成碘单质，但是没有加淀粉，溶液不能变蓝，b不正确；
c．氯气能转化为 NaClO、ClO2 等含氯化合物，NaClO和ClO2具有强氧化性，可用于杀菌消毒，c正确。
故答案为：ac。(5)根据图ii中K3Fe(CN)6溶液变蓝，说明ii中生成了Fe2+，铁被腐蚀，所以被腐蚀的是包裹铜片的铁钉；(6) i 中现象只变红产生的原因：锌和铁形成原电池时，锌比铁活泼，锌为负极，发生电极反应Zn-2e-=Zn2+，铁为正极，发生电极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，生成的氢氧根离子能使酚酞变红色，没有生成Fe2+，K3Fe(CN)6溶液不能变蓝；(7)结合以上实验，活泼金属作原电池负极被氧化，铁作正极被保护，所以铁制零件的使用提出建议在铁表面镀上一层比铁活泼的金属。
【分析】本题考查原电池和电解池的原理，结合原电池和电解池的知识点进行解题，要学会分析题目，结合原理，做出正确的判断。
25．（2020高一下·太和期末）某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。
资料显示：原电池装置中，负极反应物的还原性越强，或正极反应物的氧化性越强，原电池的电压越大。
（1）同学们利用下表中装置进行实验并记录。
装置 编号 电极A 溶液B 操作及现象
Ⅰ Fe pH=2的H2SO4 连接装置后，石墨表面产生无色气泡；电压表指针偏转
Ⅱ Cu pH=2的H2SO4 连接装置后，石墨表面无明显现象；电压表指针偏转，记录读数为a
① 同学们认为实验Ⅰ中铁主要发生了析氢腐蚀，其正极反应式是 。
② 针对实验Ⅱ现象：甲同学认为不可能发生析氢腐蚀，其判断依据是 ；乙同学认为实验Ⅱ中应发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式是 。
（2）同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验，探究实验Ⅱ指针偏转原因及影响O2氧化性因素。
编号 溶液B 操作及现象
Ⅲ 经煮沸的pH=2的 H2SO4 溶液表面用煤油覆盖，连接装置后，电压表指针微微偏转，记录读数为b
Ⅳ pH=2的H2SO4 在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓Na2SO4溶液混合后，插入电极，保持O2通入，电压表读数仍为c
Ⅴ pH=12的NaOH 在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为d
① 丙同学比较实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的电压表读数为：c>a>b，请解释原因是 。
②丁同学对Ⅳ、Ⅴ进行比较，其目的是探究 对O2氧化性的影响；实验Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是 。
【答案】（1）2H+ + 2e-=H2↑；在金属活动性顺序中，Cu在H后，Cu不能置换出H2；O2 + 4H+ + 4e-=2H2O
（2）O2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大；溶液的酸碱性；排除溶液中的Na+（或 ）对实验的可能干扰
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护
【解析】【解答】（1）①实验Ⅰ中电解质溶液为稀硫酸，显酸性，同时电极材料为Fe和石墨，因此正极的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；
②实验Ⅱ中所用电极为铜电极和石墨电极，由于金属活动性中Cu排在H之后，因此Cu不与稀硫酸反映过，故不可能发生析氢腐蚀；实验Ⅱ中石墨电极表面无明显变化，电压表指针发生偏转，说明实验过程中产生电流，金属铜发生吸氧腐蚀，因此正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－。
（2）①实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中所用硫酸浓度相同，O2的浓度不同，产生的电压不同，因此说明O2的浓度越大，其氧化性越强，使电压增值越大；
②实验Ⅳ、Ⅴ中所用O2浓度相同，电解质溶液的酸碱性不同，因此实验过程是为了探究溶液的酸碱性对O2氧化性的影响；实验Ⅳ中加入Na2SO4是为了排除Na+（或SO42-）对实验的干扰。
【分析】（1）根据实验现象确定实验过程中发生的反应，进而解答；
（2）①根据实验过程中O2浓度分析；
②根据实验Ⅳ、Ⅴ的所用电解质以及溶液的酸碱性进行分析；
26．（2020高二下·成都开学考）按如图所示装置进行下列不同的操作，请回答有关问题：操作：①只接通K1；②只接通K2；③只接通K3；④都断开。
（1）铁棒的腐蚀速率由大到小的顺序是 (填操作序号)。
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、SO42-等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是 （填序号）。
（3）若把U形管中的NaCl溶液换成100mL0.1mol/L的CuSO4溶液，且只进行操作②，则当电路中通过0.01mol电子时：(填“铁”或“石墨”) 电极增重 g，此时溶液的pH= (忽略溶液体积变化)。
（4）若把U形管中的NaCl溶液换成加入了2molAgNO3、1molNa2SO4和1molBaCl2后的溶液，且只进行操作②，则装置中可观察到的现象为： 。通电一段时间后，氧化产物与还原产物的质量比为 。
【答案】（1）①＞③＞④＞②
（2）③①②
（3）铁；0.32；1
（4）两个电极上都产生气泡，U型管左右两边液面下降，产生的气体体积比约为2：1，漏斗中液面上升（或两个电极上都产生气泡，U型管左右两边液面下降，漏斗中液面上升）；8：1
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)只接通K1时，该装置是电解池，铁作阳极，腐蚀最快，只闭合K3时，该装置构成原电池，铁作负极发生吸氧腐蚀，腐蚀较快，只闭合K2时，该装置构成电解池，铁作阴极而被保护，所以铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：只接通K1＞只闭合K3＞都断开＞只闭合K2，即铁棒的腐蚀速率由大到小的顺序是①＞③＞④＞②；(2)应先加入过量BaCl2，除去SO42-，然后加过量Na2CO3，可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，过滤后加入盐酸可除去Na2CO3，故试剂添加的合理顺序是③①②；(3)若把U形管中的NaCl溶液换成100mL0.1mol/L的CuSO4溶液，且只进行操作②，得到电解池，Fe作阴极，铜离子得电子的还原反应Cu2++2e-=Cu，则当电路中通过0.01mol电子时，产生金属铜质量0.005mol×64g/mol=0.32g，石墨碳棒作阳极，氢氧根离子失电子的氧化反应4OH--4e-=O2↑+2H2O，则当电路中通过0.01mol电子时，消耗氢氧根离子是0.01mol，溶液氢离子是0.01mol，氢离子浓度为 =0.1mol/L，pH=1；(4)把U形管中的NaCl溶液换成加入了2molAgNO3、1molNa2SO4和1molBaCl2后的溶液，硫酸根离子和钡离子、氯离子和银离子之间反应得到沉淀，实际得到硝酸钠溶液，只进行操作②，相当于电解硝酸钠，实质是电解水，金属铁是阴极，氢离子得到电子产生氢气(还原产物)，石墨电极是阳极，氢氧根失电子产生氧气(氧化产物)，阴阳两极产生的气体体积比约为2：1，通电一段时间后，氧化产物与还原产物的质量比为8：1。
【分析】(1)铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：作电解池阳极＞原电池负极＞不形成电池＞电解池阴极；(2)抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系；(3)若把 U 形管中的 NaCl 溶液换成100mL0.1 mol/L 的 CuSO4溶液，且只进行操作②，得到电解池，Fe作阴极，氢离子得电子的还原反应，石墨碳棒作阳极，氢氧根离子失电子的氧化反应4OH--4e-=O2↑+2H2O，据电子守恒进行计算即可；(4)把 U 形管中的 NaCl 溶液换成加入了2mol AgNO3、1mol Na2SO4 和 1mol BaCl2后的溶液，硫酸根离子和钡离子、氯离子和银离子之间反应得到沉淀，实际得到硝酸钠溶液，只进行操作②，相当于电解硝酸钠，实质是电解水，据电子守恒进行计算即可。
1 / 1
