专题1化学反应与能量变化单元检测题（含解析）高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

专题1《化学反应与能量变化》单元检测题
一、单选题
1．白磷与氧气在一定条件下可以发生如下反应：P4+3O2=P4O6。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P 198kJ/mol，P—O 360kJ/mol，O=O 498kJ/mol。
根据上图所示的分子结构和有关数据，计算该反应的能量变化，正确的是
A．释放1638kJ的能量 B．吸收1638kJ的能量
C．释放126kJ的能量 D．吸收126kJ的能量
2．利用下列装置(夹持装置略)进行实验，能达到实验目的的是
①②③④
A．图①装置可制备无水 MgCl2
B．图②装置可证明氧化性：Cl2＞Br2＞I2
C．图③装置可制乙烯并验证其还原性
D．图④装置可观察铁的析氢腐蚀
3．根据所示的能量图，下列说法正确的是
A．断裂和的化学键所吸收的能量之和小于断裂的化学键所吸收的能量
B．的总能量大于和的能量之和
C．和的能量之和为
D．
4．图为卤素单质()和反应的转化过程，相关说法不正确的是
A．
B．生成的反应热与途径无关，
C．过程中： 则
D．化学键的断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
5．某公司推出一款铁—空气燃料电池，成本仅为锂电池的，其装置放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，M为正极
B．放电一段时间，KOH溶液浓度不变
C．充电时，N极的电极反应式中包括：
D．放电时，从M移向N
6．用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测得具支锥形瓶中压强、溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列分析错误是
A．压强增大主要是因为产生了H2
B．pH=4时正极只发生：O2+ 4e+ 4H+→2H2O
C．负极的反应都为：Fe-2e-→ Fe2+
D．都发生了吸氧腐蚀
7．下列关于热化学反应的描述正确的是
A．25℃ 101kPa下，稀盐酸和稀NaOH溶液反应的中和反应反应热ΔH=-57.3kJ mol-1，则含1mol H2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为114.6kJ
B．H2(g)的燃烧热为285.8kJ/mol，则反应2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)的ΔH=+571.6kJ mol-1
C．放热反应比吸热反应容易发生
D．1mol丙烷燃烧生成水蒸气和二氧化碳所放出的热量是丙烷的燃烧热
8．中国文化源远流长，三星堆出土了大量文物，下列有关说法正确的是。
A．测定文物年代的与互为同素异形体
B．三星堆出土的青铜器上有大量铜锈，可用明矾溶液除去
C．青铜是铜中加入铅，锡制得的合金，其成分会加快铜的腐蚀
D．文物中做面具的金箔由热还原法制得
9．下列反应方程式书写正确的是
A．过氧化钠与水反应：2O+2H2O=O2↑+4OH-
B．用白醋除水垢：CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+
C．电解熔融MgCl2制镁：2Cl-+Mg2+Mg+Cl2↑
D．Al2(SO4)3溶液中加入足量Ba(OH)2溶液：Al3++SO+Ba2++3OH-=Al(OH)3↓+BaSO4↓
10．常温常压下，充分燃烧一定量的乙醇放出的热量为Q kJ，用400mL 5mol·L-1 KOH溶液吸收生成的CO2，恰好完全转变成正盐，则充分燃烧1mol C2H5OH所放出的热量为
A．Q kJ B．2Q kJ C．3Q kJ D．4Q kJ
二、填空题
11．相同金属在其不同浓度的盐溶液中可形成浓差电池。现用此浓差电池电解Na2SO4溶液(电极a和b均为石墨电极)可以制得O2、H2、H2SO4、NaOH。
(1)当电路中转移1mol电子时，电解池理论上能产生标况下的气体___L。
(2)电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得NaOH___g。
12．物质中的化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)将锌片、铜片按照图装置所示连接，该装置叫做_______。
(2)锌片作：_______极，实验现象是：_______。铜片作：_______极，电极反应式：_______。总反应式：_______。
(3)下列反应通过原电池装置，可实现化学能直接转化为电能的是_______(填序号)。
① ② ③
13．回答下列问题:
(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b作___________极，发生的电极反应式为___________。
(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。
①X为___________极，Y电极反应式为___________。
②Y极生成1 mol Cl2时，___________mol Li+移向X极。
(3)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH溶液作电解质溶液。负极反应式为___________，正极反应式为___________。
14．某课外小组利用原电池原理驱动某简易小车(用电动机表示)。
(1)初步设计的实验装置示意图如图1所示，CuSO4溶液在图1所示装置中的作用是_______(答两点)。
实验发现：该装置不能驱动小车。
(2)该小组同学提出假设：
可能是氧化反应和还原反应没有完全隔开，降低了能量利用率，为进一步提高能量利用率，该小组同学在原有反应的基础上将氧化反应与还原反应隔开进行，优化的实验装置示意图如图2所示，图2中A溶液和B溶液分别是_______和_______，盐桥属于_______(填“电子导体”或“离子导体”)，盐桥中的Cl-移向_______溶液(填“A”或“B”)。为降低电池自重，该小组用阳离子交换膜代替盐桥，实验装置示意图如图3所示。
(3)利用改进后的实验装置示意图3，仍不能驱动小车，该小组同学再次提出假设：
可能是电压不够；可能是电流不够；可能是电压和电流都不够；
实验发现：1.5V的干电池能驱动小车，其电流为750μA；
实验装置示意图3的最大电压为1.0V，最大电流为200μA
该小组从电极材料、电极反应、离子导体等角度对装置做进一步优化，请补全优化后的实验装置示意图4，并在图中标明阳离子的流向。_______
15．氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：
(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是____________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：__________________。
(2)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为__________________。
三、计算题
16．已知：
①CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H1=+206.4kJ/mol
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H2=-41.0kJ/mol
③CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H3
请回答：
(1)反应①属于 ___________(填“放热、吸热”)反应。
(2)反应①消耗8gCH4(g)时，△H=___________kJ/mol。
(3)反应②生成2mol H2(g)时，△H=___________kJ/mol。
(4)反应③的△H3=___________kJ/mol。
17．2022年2月，第24届冬奥会在中国北京、张家口两地成功举办。中国绿色碳汇基金会发起“我们的冬奥碳汇林”众筹项目。碳汇，是指通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施，利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在植被和土壤中，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。已知利用植物的光合作用每吸收1 mol CO2需要吸收的能量约为470 kJ。请回答下列问题：
(1)碳汇过程中能量的转化形式为_______；有资料表明，某块林木通过光合作用大约吸收了1.88×107 kJ能量，则吸收的CO2为_______kg；葡萄糖完全燃烧生成液态水的热化学方程式为_______。
(2)工业废气中的CO2可用碱液吸收。已知：
①CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l) △H=-a kJ/mol；
②CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) △H =-bkJ/mol。
反应CO2(g)+Na2CO3(aq)+H2O(l)=2NaHCO3(aq)的△H=_______kJ/mol (用含a、b的代数式表示)。
(3)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3和CO2一样，也是一种温室气体，其在大气中能够稳定存在数百年。下表是几种化学键的键能：
化学键 N≡N F-F N-F
键能/kJ/mol 946.0 157.0 283.0
①关于反应，△H=_______。
②NF3对半导体硅进行蚀刻时，在蚀刻物表面不留任何残留物，试写出蚀刻反应方程式_______。
18．下表列出了3种化学键的键能：
化学键 H—H Cl—Cl H—Cl
键能/() 436 243 431
请根据以上信息写出氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的热化学方程式_________。
四、实验题
19．为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性小组分别用如图所示装置进行实验。
（1）甲装置中，a电极的反应式为_____。
（2）乙装置中，阴极区产物为_____。
（3）丙装置是一种家用84消毒液（NaClO）发生器。外接电源a为_____ (填“正”或“负”)极，该装置内发生反应的化学方程式为_____、_____。
（4）若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为_____ (不考虑气体的溶解)。
（5）某工厂采用电解法处理含Cr2O72-的废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽内盛放含铬废水，Cr2O72-被还原成为Cr3+，Cr3在阴极区生成Cr(OH)3沉淀除去，工作原理如图。
①写出电解时阴极的电极反应式____。
②写出Cr2O72-被还原为Cr3+的离子方程式____。
20．某实验小组用溶液和硫酸溶液进行中和热聚合物电解质膜的测定。
(1)测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示，其中仪器a的名称为_______；
(2)写出该反应中和热的热化学方程式(中和热为)_______；
(3)取溶液和硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：
温度 实验次数 起始温度 终止温度 温度差平均值
平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1 _______
2 27.0 27.4 26.2 31.2
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
②近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是，中和后生成溶液的比热容。则中和热_______(取小数点后一位)；
③上述实验数据结果与相比较偏小，产生偏差的原因不可能是(填字母)_______。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取溶液的体积时仰视读数
c．分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度
参考答案：
1．A
【解析】拆开反应物的化学键需要吸热能量为198×6+498×3=2682 kJ，形成生成物的化学键释放的能量为360×12=4320kJ，二者之差为释放能量4320kJ-2682 kJ=1638 kJ。
综上所述答案为A。
2．A
【解析】A．由于镁离子水解，因此得到MgCl2，需要在HCl气流中加热，因此图①装置可制备无水 MgCl2，故A符合题意；
B．图②装置不能证明氧化性：Cl2＞Br2＞I2，可能氯气过量，将KI氧化为I2，从而使淀粉变蓝，故B不符合题意；
C．由于乙醇易挥发，图③装置可制乙烯，但乙醇和乙烯都能使酸性高锰酸钾褪色，因此不能证明酸性高锰酸钾褪色是乙烯的还原性，故C不符合题意；
D．NaCl溶液是中性环境，因此图④装置可观察铁的吸氧腐蚀，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
3．B
【解析】A．右图示可知，该反应为吸热反应，故断裂和的化学键所吸收的能量之和大于断裂的化学键所吸收的能量，A错误；
B．右图示可知，该反应为吸热反应，故生成物的总能量高于反应物的总能量，即的总能量大于和的能量之和，B正确；
C．由图示可知，和的键能之和为，C错误；
D．反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，故该反应的热化学方程式为：，D错误；
故答案为：B。
4．C
【解析】A．化学键的断裂要吸收能量，即 ，A项正确；
B．依据盖斯定律进行分析，反应的焓变与始态和终态有关，与途径无关，△H1=△H2+△H3，B项正确；
C．非金属性：Cl＞Br，非金属性越强，和氢气化合放热越大，而在热化学方程式中，放热反应的焓变为负值，则，C项错误；
D．化学键的断裂要吸收能量，形成时要放出能量，即能量变化是化学反应中能量变化的主要原因，D项正确；
答案选C。
5．D
【解析】由图可知，放电时，N极Fe失去电子作为负极，则M极为正极，充电时，N极为阴极，M极为阳极，据此分析作答。
【解析】A．Fe为活泼金属，放电时被氧化，所以N为负极，O2被还原，所以M为正极，选项A正确；
B．放电过程中的总反应为Fe与O2反应得到Fe的氧化物，所以KOH溶液的浓度不变，选项B正确；
C．充电时，N极为阴极，铁的氧化物被还原，包括，选项C正确；
D．原电池中阳离子移向正极，则放电时，从N移向M，选项D错误；
答案选D。
6．B
【解析】A．pH=2.0的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，A正确；
B．若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降；而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，B错误；
C．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，C正确；
D．由题干溶解氧随时间变化曲线图可知，三种pH环境下溶解氧的浓度都有减小，则都发生了吸氧腐蚀，D正确；
故答案为：B。
7．B
【解析】A．钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡时放热，并且含1molH2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡反应生成2molH2O（1），所以含1molH2SO4的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量大于114.6kJ，故A错误；
B．H2(g)的燃烧热为285.8kJ/mol，则H2(g)+O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol，所以2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)的ΔH=+571.6kJ mol-1，故B正确；
C．反应是否容易发生，与放热、吸热无关，有些吸热反应常温下也很容易发生，如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应，故C错误；
D．1mol丙烷完全燃烧生成液体水和二氧化碳时所放出的热量是丙烷的燃烧热，而不是水蒸气，故D错误；
故选B。
8．B
【解析】A．与是质子数相同，中子数不同的两种核素互为同位素，A错误；
B．铜锈为碱式碳酸铜，明矾溶于水，铝离子水解，溶液显酸性可与碱式碳酸铜反应而除去，B正确；
C．铅、锡比铜活泼，腐蚀反应中铜做正极，会减缓铜的腐蚀，C错误；
D．古代得到金的方法是淘漉法，D错误；
故选B。
9．C
【解析】A．过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，离子方程式为：，A错误；
B．白醋可除去水壶中的水垢，白醋为弱酸，不可拆成离子形式，离子方程式为：，B错误；
C．工业上电解熔融的氯化镁制金属镁，发生反应的离子方程式为：2Cl-+Mg2+Mg+Cl2↑，C正确；
D．Ba(OH)2足量，最终会得到偏铝酸根，D错误；
故选C。
10．B
【解析】氢氧化钾的物质的量为2mol，与二氧化碳反应转化为正盐，需要二氧化碳的物质的量为1mol，则根据乙醇燃烧方程式分析，乙醇的物质的量为0.5mol，则1mol乙醇完全燃烧放出的热量为2Q kJ。
故选B。
11．(1)16.8
(2)160
【解析】浓差电池中左侧溶液中Cu2+浓度大，离子的氧化性强，所以Cu(1)电极为正极、电极上发生得电子的还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，则Cu (2 )电极为负极，电极反应式为Cu+2e-=Cu2+；电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为2H2O-4e- =O2↑+4H+，阴极上水发生得电子的还原反应生成氢气，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则钠离子通过离子交换膜c生成NaOH、为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜d生成硫酸、为阴离子交换膜，以此来解析；
(1)
电解槽中a电极为阴极、b电极为阳极，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为2H2O-4e- =O2↑+4H+，阴极上水发生得电子的还原反应生成氢气，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电子守恒有O2~e~H2可知1mold电子，生成0.25molO2和0.5molH2；总共0.75mol，V=0.75mol×22.4L/mol=16.8L；
(2)
电池从开始工作到停止放电，溶液中Cu2+浓度变为1.5mol/L，正极析出Cu:( 2.5-1.5 ) mol/L×2L=2mol，正极反应为Cu2++2e-=Cu，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电子守恒有Cu~2e~2NaOH，电解池理论上生成NaOH的物质的量n(NaOH)=2n(Cu)=4mol，则m(NaOH) =nM=4mol×40g/mol=160g。
12．(1)原电池
(2) 负 不断溶解 正 2H++2e-=H2↑ Zn+2H+= Zn2++ H2↑
(3)②③
【解析】（1）
将锌片、铜片按照图装置所示连接，电流表显示有电流通过，将化学能转化为电能，该装置叫做原电池；
（2）
反应中Zn不断溶解，失去电子变成Zn2+，是负极，铜片上H+得到电子生成H2，为正极，电极反应式为2H++2e-=H2 ，总反应式为Zn+2H+= Zn2++ H2；
（3）
自发进行的氧化还原反应，才能将化学能直接转化为电能，①不是氧化还原反应，②③都是氧化还原反应能实现化学能直接转化为电能，故为②③。
13．(1) 正极 CO2+2H++2e-=HCOOH
(2) 正极 2Cl--2e-=Cl2↑ 2
(3) N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O O2+2H2O+4e-=4OH-
【解析】（1）
图中装置没有外加电源，属于原电池装置，CO2在电极b附近转化为HCOOH，发生还原反应，因此电极b作正极；结合得失电子守恒可知发生的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH；
（2）
①由图可知原电池装置电极X附近H+转化为H2，发生还原反应，则X为正极；Y电极为负极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；
②由电极反应式2Cl--2e-=Cl2↑可知Y极生成1 mol Cl2时，转移电荷数为2mol，则有2mol Li+移向X极；
（3）
燃料在负极失电子，即负极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O；氧气在正极得电子，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
14． 传导离子、作正极反应物 硫酸锌溶液 硫酸铜溶液 离子导体 A
【解析】(1)由可知，CuSO4是电解质，可传导离子，该原电池的负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故CuSO4可作正极反应物；答案为传导离子、作正极反应物。
(2)由可知，A溶液中电极为Zn，故A溶液中应为Zn2+，同理，B溶液中为Cu2+，由(1)知阴离子为；盐桥是由琼脂和饱和的KCl或KNO3组成，属于离子导体；根据在原电池中阴离子向负极移动，则Zn为负极，故Cl-向A溶液中移动；答案为硫酸锌溶液，硫酸铜溶液，离子导体，A。
(3)由可知，电子由左边移向右边，左边为负极，右边为正极，根据题中信息，要增大电压和电流，故选取电极材料Mg和石墨，阳离子向正极移动，优化后的实验装置示意图4为；答案为。
15． 污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高 光能（或太阳能）转化为化学能
【解析】(1)与汽油相比，氢气作为燃料具有很多优点，如污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等（至少答出两点）；碱性氢氧燃料电池中H2在负极失电子结合生成H2O，其电极反应式为：，故答案为：污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高；；
(2)利用太阳能直接分解水产生氢气和氧气，其能量转化形式为光能（或太阳能）转化为化学能。
16． 吸热 +103.2 -41.0 +165.4
【解析】(1)反应①△H1=+206.4kJ/mol，则属于吸热反应；
(2) 焓变只与反应物和生成物的状态和化学计量数有关，则反应①消耗8gCH4(g)时，△H=+103.2kJ/mol；
(3) 焓变只与反应物和生成物的状态和化学计量数有关，反应②生成2mol H2(g)时，△H=-41.0kJ/mol。
(4)有盖斯定律①+②=③，则反应③的△H3=△H1+ △H2=206.4 kJ/mol +（-41.0）kJ/mol=+165.4 kJ/mol。
17．(1) 太阳能转化为化学能 1760 C6H12O6(s)+6CO2(g)=6CO2(g) +6H2O(l) △H= - 2820 kJ/ mol
(2)-(2b-a)
(3) -281.0 kJ/mol 4NF3+3Si=2N2↑+3SiF4↑
【解析】（1）碳汇过程中，利用植物的光合作用每吸收l mol CO2需要吸收的能量约为470 kJ，能量的转化形式为太阳能转化为化学能；每吸收l mol CO2需要吸收的能量约为470 kJ，某块林木通过光合作用大约吸收了1.88×107 kJ能量，则其吸收的CO2物质的量为n(CO2)=，其吸收CO2气体的质量为m(CO2)=4×104 mol×44g/ mol=1.76×106 g=1760 kg；
碳汇过程中，利用植物的光合作用每吸收l mol CO2需要吸收的能量约为470 kJ，则吸收6 mol CO2反应产生1 mol葡萄糖C6H12O6时吸收能量Q=6 mol×470 kJ/mol=2820 kJ，因此1 mol葡萄糖完全燃烧生成液态水放出热量为2820 kJ，因此葡萄糖完全燃烧生成液态水的热化学方程式为：C6H12O6(s)+6CO2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) △H= - 2820 kJ/ mol；
（2）①CO2(g)+2NaOH(aq) =Na2CO3(aq)+H2O(l) △H=-a kJ/mol；②CO2(g)+NaOH(aq) =NaHCO3(aq) △H =-bkJ/mol，根据盖斯定律②×2-①得CO2(g)+Na2CO3(aq)+H2O(l)=2NaHCO3(aq) △H=-(2b-a) kJ/mol；
（3）①反应热等于反应物总键能与生成物总键能的差，则N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)的反应热△H=(946.0+3×157.0)kJ/mol-(6×283.0)kJ/mol=-281.0 kJ/mol；
②NF3对半导体硅进行蚀刻时，生成N2和SiF4，根据原子守恒、电子守恒，可得其反应的化学方程式为：4NF3+3Si=2N2↑+3SiF4↑。
18．H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g) ΔH＝—183kJ/mol
【解析】反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等，则气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的反应热为ΔH＝(436+243) kJ/mol—431kJ/mol×2=—183kJ/mol，则反应的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g) ΔH＝—183kJ/mol，故答案为：H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g) ΔH＝—183kJ/mol。
19． H2-2e-+2OH-=2H2O 氢氧化钠和氢气 负 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 3:4 2H++2e-=H2↑ Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
【解析】甲装置：该装置为氢氧燃料电池，氢气被氧化作负极，氧气被还原做作正极；
乙装置：该装置为电解池，与正极相连的一极为阳极发生氧化反应，与负极相连的为阴极发生还原反应；
丙装置：该装置为电解池，电解饱和食盐水时阳极产生氯气，阴极产生氢气和氢氧根，要制备次氯酸钠所以需要氯气到阴极与氢氧根反应，所以下端为阳极产生氯气；
(5)B电极生成氢气，说明该电极发生还原反应为阴极，氢离子放电生成氢气，导致阴极区pH变大；A电极为阳极，铁为电极材料，则铁被氧化生成Fe2+，继而将Cr2O72-还原成为Cr3+，然后迁移到阴极与OH-生成沉淀。
【解析】(1)甲装置是氢氧燃料电池，a电极通入氢气为负极，电解质溶液为KOH溶液，所以电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O；
(2)乙装置是电解池，电解饱和食盐水，所以阴极区产物为氢氧化钠和氢气；
(3)根据分析可知该装置中发生电解饱和食盐水的反应，同时阳极产生的氯气与阴极产物发生反应制备次氯酸钠，下端为阳极，上端为阴极，即a电极为电源负极，该装置内发生反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
(4)若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中总反应为：2H2+O2=2H2O；乙中总反应为：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑；各电极转移的电子相等，假如都是4mol，甲池消耗气体2mol+1mol=3mol，乙池产生气体2mol+2mol=4mol，物质的量之比为3：4；
(5)①阴极氢离子放电生成氢气，电极方程式为：2H++2e-=H2↑；
②根据分析可知反应过程中Fe2+将Cr2O72-还原成为Cr3+，方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
【点睛】第(5)题为易错点，虽然Cr2O72-被还原成为Cr3+，但根据图示可知阴极产生的是氢气，说明Cr2O72-被还原并不是电极反应，再结合阳极材料为Fe，可知是阳极产生的Fe2+将Cr2O72-还原。
20．(1)环形搅拌器
(2)
(3) 4.0℃ b
【解析】(1)
如图，根据测定中和热的实验装置可知，仪器a为环形玻璃搅拌棒；答案是：环形玻璃搅拌棒。
(2)
稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3 kJ 的热量，稀硫酸和稀氢氧化钠反应的中和热的热化学方程式: H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6kJ·mol－1；综上所述，答案是：H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)= Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6kJ·mol－1。
(3)
①4次温度差分别为:4.0℃,5.0℃，3.9℃,4.1℃，5.0℃误差太大，舍去，其余三组有效，温度差平均值4.0℃，题答案是：4.0℃。
②50mL0.50 mol·L－1 NaOH氢氧化钠与30mL0.50 mol·L－1 H2SO4硫酸溶液进行中和反应，生成水的物质的量为0.05×0.50=0.025mol,溶液的质量为80×1=80g，温度变化的值为 T=4.0℃,则生成0.025mol水放出的热量Q=m×c× T=80×4.18×4.0=1337.6J=1.3376kJ，所以实验测得的中和热ΔH＝-1.3376/0.025=－53.5 kJ·mol－1；综上所述，答案是：－53.5 kJ·mol－1。
③a．保温效果不好，测得的热量偏小，中和热数值偏小，a有可能；
b．量取NaOH溶液时,仰视NaOH溶液的体积增多，放出的热量偏高，中和热数值偏大，b不可能；
c．分多次加入NaOH溶液也会使热量散失，测得的热量偏小，中和热数值偏小，c有可能；
d．提前中和了一部分酸和碱，硫酸的起始温度偏高，测得的热量偏小，中和热数值偏小，d有可能；
本题选b。