第1章化学反应与能量转化单元测试（含解析）高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 单元训练卷
一、单选题
1．某些共价键的键能信息如表所示：则反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的△H为
共价键 H-H H-Cl Cl-Cl
键能(kJ·mol-1) 436 431 243
A．183kJ·mol-1 B．381kJ·mol-1 C．-183kJ·mol-1 D．小于-183kJ·mol-1
2．某次发射火箭，用肼)在中燃烧，生成、液态。
已知：①
②
假如都在相同状态下，请计算发射火箭反应的热化学方程式：的ΔH
A． B．
C． D．
3．碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法正确的是
A．Zn为正极，MnO2为负极
B．该电池为二次电池
C．负极的电极反应式为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
D．工作时电子由MnO2经外电路流向
4．下列叙述不正确的是
A．生铁比纯铁更容易生锈
B．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
C．电解精炼铜时，以待精炼的铜作为阳极
D．外加电流法是把被保护的钢铁设备作为阳极，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零
5．某种电催化法以为催化电极合成腈类化合物和偶氮化合物，装置示意图如图。下列说法错误的是
A．左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应
B．阴极发生反应：
C．从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动
D．每当合成得到，同时合成
6．一种电解精炼废钢的工艺原理如图，通过在两极间的定向移动可实现废钢脱碳从而得到超低碳钢，同时还可以回收硅作为副产品。下列说法错误的是
A．电解时，M为电源的负极
B．不能选用稀硫酸作为电解质溶液
C．电解时，阳极发生的电极反应为
D．若有1 mol 移向废钢电极，则炉渣电极所得硅的质量为28 g
7．2019年诺贝尔化学奖授予美国和日本的3位科学家，以表彰他们在锂离子电池领域的研发工作，市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：。下列说法不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式：
B．放电时，向正极移动
C．该电池不能用水溶液作为电解质
D．充电过程中，电池上标注“+”的电极应与外接电源的负极相连
8．通过控制开关可使同一装置发生不同的化学反应。开关K置于a处时，两极均有气泡产生，U形管中的液面上升，一段时间后，再将开关K置于b处，可观察到两极的气体逐渐减少。
据此分析，下列说法正确的是
A．开关K置于a处时，铜电极与直流电源的正极相连
B．开关K置于a处时，产生气体的原因为
C．开关K置于b处时，阳离子通过阳离子交换膜移向石墨电极
D．开关K置于b处时，铜电极上的电极反应式为
9．锂钒氧化物二次电池的工作原理为：，下图是用该电池电解含镍酸性废水制备单质镍的装置示意图，下列说法不正确的是
A．电解过程中Y电极上的电极反应为：
B．电解过程中，b中NaCl溶液的物质的量浓度会增大
C．锂钒氧化物二次电池可以用LiCl水溶液作为电解液
D．锂钒氧化物二次电池充电时A电极的电极反应为：
10．如图所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有生成，逐渐溶解，下列判断不正确的是
A．是电源的负极
B．随着电解的进行，溶液浓度变大
C．当完全溶解时，至少产生气体折合成标准状况下
D．通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色
11．石墨烯基电催化转化为等小分子燃料的装置示意图如图所示。下列叙述正确的是
A．a电极应该连接电源的负极
B．电催化过程溶液中的由Ⅱ室向Ⅰ室迁移
C．Ⅱ室中每消耗气体，Ⅰ室生成
D．转化为的反应为
12．已知中的化学键断裂时需要吸收的能量，中的化学键断裂时需要吸收的能量，中的化学键形成时释放的能量，与反应生成的热化学方程式为
A．
B．
C．
D．
13．下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)
A B
电离方程式： 总反应：
C D
负极反应： 总反应：
A．A B．B C．C D．D
14．是一种光催化半导体材料其结构如下左图所示。光照时，光催化材料会产生电子()和空穴 ()，能实现和的资源化转化如下如图所示。下列说法不正确的是
A．该光催化材料实现了太阳能→电能→化学能
B．上述两图中碳原子的杂化方式共有3种
C．转化的反应为
D．理论上每消耗，能产生标况下
二、填空题
15．氨是重要的化工原料，已知在纯氧中燃烧的能量变化如图。
(1)已知： ，则的燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)的燃烧反应可设计成燃料电池，工作原理如图甲所示。电极b为_______(填“正极”或“负极”)；电极a上的电极反应为_______。当共消耗1.568 L(标准状况)气体时，通过负载的电子的物质的量为_______mol。
(3)一种肼()燃料电池的工作原理如图乙所示。
①a极的电极反应式为_______；电池中的离子方程式为_______。
②若利用该电池给铅酸蓄电池充电，当消耗3.2 g 时，电极质量_______(填“增加”或“减少”)_______g。
16．I．某化学活动小组利用如甲装置对原电池进行研究，请回答下列问题：(其中盐桥为含有KCl饱和溶液的琼脂)
(1)在甲图装置中，当检流计中指针发生偏转时，盐桥中的离子移动方向为K＋移向________(填“A”或“B”)烧杯。
(2)在甲图装置中铜电极为电池的________极，发生_________反应(填“氧化”或“还原”)，铜电极上发生的电极反应式为__________ 。
II．该小组同学提出设想，如果该实验中的盐桥换为导线(铜线)，检流计指针是否也发生偏转呢？带着疑问：
该小组利用图乙装置进行了实验，发现检流计指针同样发生偏转，回答下列问题：
(3)对于实验中产生电流的原因，该小组进行了深入探讨，后经老师提醒注意到使用的是铜导线，烧杯C实际为原电池，D成了用电器。对于图乙烧杯C实际是原电池的问题上，该小组成员发生了很大分歧：
①一部分同学认为是由于ZnSO4溶液水解显酸性，此时原电池实际是由Zn、Cu作电极。H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。如果这个观点正确，那么原电池的正极反应式为______________。
②另一部分同学认为是溶液酸性较弱。由于溶解在溶液中的氧气的作用，使得Zn、Cu之间形成原电池。如果这个观点正确，那么原电池的正极反应式为__________________。
17．如图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O。
请回答下列问题：
(1)图中甲是_____装置。(“原电池”或“电解池”)
(2)下列电极的名称：A(石墨)电极的名称是_____。
(3)写出通入O2的电极的电极反应式_____。
(4)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2_____mol；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是_____(填序号)。
A．MgSO4 B．CuSO4 C．NaCl D．AgNO3
(5)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。
①该电解槽的阴极反应式是：_____。
②除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_____(填写“A”或“B”)导出。
18．某同学设计了如图所示装置，可探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题：
(1)甲装置中通入氧气的电极为_______(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式_______。
(2)乙装置中Fe电极为_______(填“阳极”或“阴极”)；C电极上发生_______(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式为_______。
(3)反应一段时间后，乙装置中氢氧化钠主要在_______(填“Fe电极”或“C电极”)区生成。
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间后，CuSO4溶液的浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)已知NA为阿伏加德罗常数的值。若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则丙装置中阴极析出铜的质量为_______。
19．回答下列问题：
(1)指出下列变化能量是怎样转化的：学校燃烧煤煮饭_________，给手机的电池充电_________。
(2)磷元素有多种性质不同的单质，红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。在25 ℃、101 kPa下，31 g白磷完全转化为红磷，放出11 kJ的热量，根据以上事实回答下列问题：
①红磷转化为白磷属于_________反应(填“放热”或“吸热”)。
②二者更稳定的是_________。(填“白磷”或“红磷”)。
(3)拆开1 mol H—H键、1 mol I—I、1 mol H—I键需要吸收的能量为436kJ、151k J、299k J。则氢气和碘生成1 mol HI需要_________(填“放出”或“吸收”)_________k J的热量。
三、实验题
20．将裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和NaCl溶液中，滴入少量酚酞，回答下列问题。
(1)一段时间后a处可能出现的现象是_____，请结合化学用语解释原因______。
(2)某同学为验证选择的铁钉未被腐蚀，取少量溶液于试管，分别进行如表实验，能证明铁钉未被腐蚀的实验是_____(填序号)。
序号 ① ② ③ ④
滴入试剂 AgNO3溶液 淀粉KI溶液 KSCN溶液 K3[Fe(CN)6]溶液
实验现象 产生沉淀 无蓝色出现 无红色出现 无蓝色沉淀
(3)某同学欲将铁棒镀铜设计电镀铜实验，请依据提供实验用品完成如图所示电镀装置_____，并写出电池工作一段时间后的现象。
供选择的实验用品：FeCl2溶液，CuSO4溶液，铜棒，锌棒，铁棒
实验现象：_____。
21．某小组研究和的氧化性，进行如下实验。
已知：是黄色液体，氧化性：。
(1)实验Ⅰ过程Ⅰ中与反应的化学方程式是_________。
(2)实验Ⅰ过程Ⅱ中溶液变红，说明产生了，分析可能原因。
假设①被氧化。过程Ⅱ发生反应的电极反应式：
a.氧化反应：
b.还原反应：_________。
假设②和生成，进而使清液中的氧化为。设计实验Ⅱ证实假设。
i._________。
ⅱ.实验Ⅱ中过程Ⅱ的离子方程式为_________。
(3)设计实验进一步研究能否氧化。
编号 实验Ⅲ 实验Ⅳ
实验及现象
①实验Ⅲ中溶液的作用是_________。
②实验Ⅳ证实能氧化的实验现象除电流表指针偏转外，还有_________(答出2点)。
(4)分析实验Ⅱ中能氧化，实验Ⅲ中未能氧化的原因：_________。
四、工业流程题
22．工业上用电解溶液生成的氯气为原料，生产溴酸钾的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)惰性电极电解溶液产生氯气总反应的离子方程式为______________。
(2)“合成I”中得到，该反应的还原剂是______________；“合成II”中加入的目的是____________。
(3)结合溶解度曲线分析，“合成Ⅲ”为复分解反应，该反应能发生的原因是____________；若向溶液中加入______________粉末，可使溶液中的降为[假设溶液体积不变，已知该温度下]。“合成III”实际中用饱和溶液而不用粉末的优点是______________(写一条)。
(4)为了从过滤II后的滤液中获得氯化镁结晶，依次要经过________、___________操作。
(5)另一种产生溴酸盐的方法是用溶液吸收，同时生成气体。写出相应的化学方程式______________；原子经济性更高的是______________(填“吸收法”或“氯气氧化法”)。
五、原理综合题
23．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：
(1)已知：



反应I的热化学方程式：_______。
(2)反应I所得产物的溶液在碘过量时会自发分成两层。分离两层溶液的实验操作是_______。
(3)研究发现，通过电解方法实现反应I，既可减少碘的加入量，也可减少溶液后续纯化过程的能耗。写出通过电解法实现反应I时，阳极的电极反应式：_______。
(4)碘硫循环过程中反应I所制备出的HI浓度较低，必须对HI溶液进行浓缩。电解电渗析浓缩HI溶液的原理如下图所示，初始时阳极液和阴极液相同，溶液组成均为n(HI)：n(H2O)：n(I2)=1：6.8：2。
①电渗析过程中，阳极液中I2的浓度会_______(填“增大”或“减小”)。
②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理_______。
(5)某科研小组采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，工作原理如下图所示。
已知：双极膜在直流电场作用下可将水解离，在双极膜的两侧分别得到H+和OH-。
①X极是_______(填“阳极”或“阴极”)。
②电解后，_______室获得较浓的氢碘酸(填“a”、“b”或“c”)。
参考答案：
1．C
【详解】焓变=反应物总键能-生成物总键能，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=(436+243-431×2) kJ·mol-1= -183kJ·mol-1，故选C。
2．D
【详解】已知：① ；② ，由盖斯定律可知，②×2-①可得 ΔH=ΔH2×2-ΔH1=×2-=，故选D。
3．C
【详解】A．碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，Zn的化合价升高，失去电子，被氧化，则Zn为负极，Mn元素的化合价降低，得到电子，被还原，MnO2为正极，故A错误；
B．碱性锌锰电池为一次电池，故B错误；
C．Zn为负极，Zn失去电子转化为Zn(OH)2，负极的电极反应式为：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2，故C正确；
D．Zn为负极，MnO2为正极，原电池中电子从负极经导线流向正极，则工作时电子由经外电路流向MnO2，故D错误；
故选C。
4．D
【详解】A．生铁中杂质比较多，易构成原电池加快腐蚀速率，所以比纯铁更容易生锈，A正确；
B．铁管上镶嵌锌块，锌比铁活泼，构成原电池时锌做负极，铁管不易被腐蚀　，B正确；
C．电解精炼铜时，以待精炼的铜作为阳极，精铜做阴极，C正确；
D．外加电流法是把被保护的钢铁设备作为阴极，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零，D错误；
故选D。
5．D
【详解】A．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极、左侧为阳极，所以左侧电极的电势比右侧的高，且发生氧化反应，故A正确；
B．右侧电极硝基苯发生还原反应，右侧为阴极，阴极发生反应为 ，故B正确；
C．右侧为阴极、左侧为阳极，从右侧经过阴离子交换膜向左侧移动，故C正确；
D．阳极反应式为，R-CH2NH2-4e-+4OH-=R-CN+4H2O，根据得失电子守恒，每当合成得到，同时合成，故D错误；
选D。
6．D
【分析】根据题意可知，该装置可回收硅，因而产生硅单质的炉渣一极为得电子的阴极，连接的M极为负极，而连接废钢为阳极，N为正极。
【详解】A．根据分析可知，M为电源负极，选项A正确；
B．该实验是废钢脱碳故其中含有大量Fe，用稀H2SO4会与之反应，不能选用稀硫酸作为电解质溶液，选项B正确；
C．电解时，阳极上C失电子产生CO，发生的电极反应为，选项C正确；
D．若有1 mol 移向废钢电极，由反应可知转移电子为2mole-，阴极的电极反应式为，则炉渣电极所得硅的质量为，选项D；
答案选D。
7．D
【分析】据锂离子电池的电池反应式为：，可知放电时，Li的化合价升高，被氧化，为原电池的负极，负极的电极反应式：Li-e-=Li+；充电时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应；由于Li可以与水反应，故电解质材料应为非水材料；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
【详解】A．放电时，负极反应：Li－e-＝Li+，故A正确；
B．放电过程中，阳离子向正极移动，Li+向正极移动，故B正确；
C．Li很活泼，会与水反应，不能用水溶液作为电解质，故C正确；
D．充电过程中，电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连，故D错误；
故选D。
8．C
【分析】开关K置于a处时，构成电解池，两极均有气泡产生，说明石墨电极与直流电源正极相连，铜电极与直流电源负极相连，因为如果铜电极与直流电源正极相连，则铜电极作阳极，铜失电子生成铜离子，没有气体产生；阳极的电极反应式为，阴极的电极反应式为，U形管中的液面上升，则左侧收集的气体为Cl2，右侧为H2；一段时间后，再将开关K置于b处，构成原电池，可观察到两极的气体逐渐减少，则左侧石墨电极为正极，电极反应式为，右侧铜电极为负极，电极反应式为，据此分析解答。
【详解】A．根据分析，开关K置于a处时，铜电极与直流电源负极相连，A错误；
B．开关K置于a处时，产生气体的原因为，B错误；
C．开关K置于b处时，构成原电池，左侧石墨电极为正极，右侧铜电极为负极，阳离子通过阳离子交换膜移向石墨电极，C正确；
D．根据分析，开关K置于b处时，铜电极上的电极反应式为，D错误；
故选C。
9．C
【分析】电解含镍酸性废水制备单质镍，镀镍铁棒为阴极，发生反应Ni2++2e-=Ni，B是锂钒氧化物二次电池的负极，A是正极，碳棒是电解池的阳极。
【详解】A．电解含镍酸性废水制备单质镍，镀镍铁棒为阴极，电解过程中Y电极上的电极反应为：，故A正确；
B．电解过程中，c中氯离子通过阴离子交换膜进入b、a中钠离子通过阳离子交换膜进入b，b中NaCl溶液的物质的量浓度会增大，故B正确；
C．锂能与水反应，锂钒氧化物二次电池不能用LiCl水溶液作为电解液，故C错误；
D．A是锂钒氧化物二次电池的正极，充电时，正极发生氧化反应，锂钒氧化物二次电池充电时A电极的电极反应为， 故D正确；
选C。
10．B
【分析】通电后石墨电极Ⅱ上有生成，氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为，石墨电极Ⅱ为阳极，电极为电源正极，为负极，石墨电极I为阴极，得电子发生还原，据此分析解答。
【详解】A．通电后石墨电极Ⅱ上有生成，石墨电极Ⅱ为阳极，电极为电源正极，为负极，故A正确；
B．石墨电极Ⅰ为阴极，得电子发生还原，氯离子向阳极移动，随着电解的进行，溶液浓度减小，故B错误；
C．当0.01molFe2O3完全溶解时，消耗氢离子，根据，生成O20.015mol，标准状况下至少产生气体336mL，故C正确；
D．通电后石墨电极Ⅱ电极反应式为，该极酸性增强，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色，故D正确；
故答案为B。
11．D
【详解】A．a电极上转化为，O元素失电子化合价升高，则a为阳极，正极连接阳极，则a电极应该连接电源的正极，故A错误；
B．电解池中阳离子由阳极移向阴极，则溶液中的由Ⅰ室向Ⅱ室迁移，故B错误；
C．Ⅱ室中转化为、、等，不是只生成，则每消耗气体，转移电子不等于，则无法确定生成的物质的量，故C错误；
D．b极转化为，C元素化合价降低，电极反应式为，故D正确；
故答案为：D。
12．D
【详解】断裂1 molN2(g)和1 molO2(g)中化学键吸收能量分别为946kJ、498kJ，形成1 mol NO(g)中化学键释放出632kJ能量。反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)中，断裂反应物中化学键吸收总能量为946kJ+498kJ=1444kJ，形成反应物中化学键释放的总能量为632kJ×2=1264kJ，则该反应是吸热反应，二者的能量差为1444kJ-1264kJ=180kJ，故△H=+180 kJ/mol，与反应生成的热化学方程式为，故选D。
13．D
【详解】A．NaCl溶于水，在水分子作用下电离出Na+、Cl-，其电离方程式为，A项正确；
B．该原电池装置，锌为负极，其电极反应为Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，其电极反应为Cu2++2e-=Cu，故总反应为Zn+ Cu2+= Zn2++ Cu，B项正确；
C．此装置为氢氧燃料电池，在碱性条件下负极反应为，C项正确；
D．电解饱和食盐水总反应为，D项错误；
答案选D。
14．D
【详解】A．光照时，光催化材料会产生电子(e )和空穴(h+)，能实现CO2和H2O的资源化转化，实现了太阳能→电能→化学能的转化，A正确；
B．图1和图2物质中碳原子的杂化方式共有3种，甲烷中的碳采用sp3杂化，二氧化碳中是sp杂化，g C3N4中碳采用sp2杂化，B正确；
C．空穴(h+)可得电子，可视为氧化剂，H2O转化的反应为，C正确；
D．得到×8e-=4e-变成CH4，得失电子守恒可知H2O中的-2价氧元素失去4mol电子生成1molO2，标况下体积，D错误；
故选：D。
15．(1)
(2) 正极 0.12
(3) 减少 12.8
【详解】（1）根据图像可知
①
②
根据盖斯定律可知①－②×6即得到 ，则燃烧热的热化学方程式为 。
（2）电极b通入氧气，发生得到电子的还原反应，为正极；电极a是负极，氨气失去电子被氧化为氮气，电极反应为；当共消耗1.568 L(标准状况)气体时，气体的物质的量是1.568L÷22.4L/mol=0.07mol，根据反应可知氨气是0.04mol，氧气是0.03mol，所以通过负载的电子的物质的量为0.04mol×3=0.12mol。
（3）①a极通入的是肼，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为；电池中氧气把亚铁离子氧化为铁离子，则的离子方程式为。
②若利用该电池给铅酸蓄电池充电，当消耗3.2 g 时，转移电子的物质的量是，电极理解原电池的正极，作阳极，电极反应式为PbSO4-2e－+2H2O=PbO2+SO+4H+，所以该电极质量减少，减少的质量为0.2mol×64g/mol=12.8g。
16．(1)B
(2) 正 还原 Cu2++2e- =Cu
(3) 2H++2e-=H2； O2+4e-+2H2O=4OH-
【详解】（1）在甲图装置中，锌的活泼性大于铜，锌是负极、铜是正极，当检流计中指针发生偏转时，盐桥中的离子移动方向为K＋移向B烧杯。
（2）在甲图装置中，锌的活泼性大于铜，锌是负极、铜是正极，正极铜离子得电子发生还原反应，铜电极上发生的电极反应式为Cu2++2e- =Cu。
（3）①Zn、Cu作电极，H2SO4溶液作为电解质溶液，正极氢离子得电子生成氢气，正极反应式为2H++2e-=H2；
②由于溶解在溶液中的氧气的作用，使得Zn、Cu之间形成原电池，正极氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
17．(1)原电池
(2)阳极
(3)O2+4e-+2H2O=4OH-
(4) 0.0125 BD
(5) 2H++2e-=H2↑##2H2O+2e-=H2↑+2OH- B
【分析】甲装置为燃料电池，通燃料的一极是负极，该极甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，通氧气的一极为正极；乙池、丙池均是电解池，A电极与原电池正极相连，为阳极，则B电极为阴极，D电极与原电池负极相连，为阴极，则C电极为阳极，据此分析。
【详解】（1）据分析，甲装置为燃料电池，是原电池，故答案为：原电池。
（2）据分析，A(石墨)电极的名称是阳极，故答案为：阳极。
（3）通入O2的电极是正极，电极反应式：，故答案为：。
（4）乙池中B(Ag)极的电极反应为，当B(Ag)极的质量增加5.40g时即n(Ag)=0.05mol，则转移电子为0.05mol，甲中正极反应为：，则转移0.05mol电子时消耗的氧气为0.0125mol；丙池是电解池，阴极上金属离子放电析出金属单质，则金属元素在氢元素之后，D电极连接甲醇电极，所以D是阴极，根据转移电子相等知，当析出一价金属时，其摩尔质量为1.6÷0.05 = 32g/mol，无符合题意的选项，当析出的是二价金属，则其摩尔质量为(1.6÷0.05)2=64g/mol，所以该金属是铜，则溶液是硫酸铜溶液，也可能是硝酸银放电结束后水放电，所以也可能是硝酸银，故选BD。故答案为：0.0125；BD。
（5）①该电解槽的右侧电极和电源负极相连，为阴极，用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，所以该极的反应式是：；
②结合以上分析可知在阴极区聚集大量的K+和OH-，从而产生纯的氢氧化钾溶液，除杂后的氢氧化钾溶液从出口B导出；
故答案为：；B。
18．(1) 正极
(2) 阴极 氧化
(3)Fe电极
(4)减小
(5)12.8g
【分析】分析三个装置，甲装置是氢氧燃料电池，通氧气的一极是正极，通氢气的一极是负极；乙是电解氯化钠溶液，探究氯碱工业，铁电极接负极，是阴极，碳棒极是正极；丙池是精炼铜。
【详解】（1）甲装置是氢氧燃料电池，通入氧气的电极为正极，负极是通入氢气的一极，介质是KOH溶液，所以电极反应式是；故答案是正极；；
（2）乙是电解氯化钠溶液，探究氯碱工业，铁电极接甲池通氢气的一极，故铁电极为阴极；碳棒极是正极，电极上发生氧化反应；电极方程式为；
（3）阴极中氢离子放电生成氢气，氢氧根逐渐增多，故乙电极中氢氧化钠主要在阴极生成，即Fe电极；
（4）丙装置中，阳极中的粗铜中活泼金属成分如锌、铜先反应，阴极是溶液中的Cu2+放电，根据两极电子转移相等，故阴极中铜得到的数目比阳极中的铜失去的电子数目大，即溶液中由阳极产生的Cu→Cu2+的含量比阴极Cu2+→Cu的含量少，溶液中铜离子浓度减少，故如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间后，CuSO4溶液的浓度减小；
（5）标准状况下，有2.24L氧气即0.1mol氧气参与反应，就转移电子数目是0.4mol电子，根据串联装置中，电子转移数目相等，丙装置阴极发生Cu2++2e-=Cu↓，反应析出铜的质量是12.8g。
19．(1) 化学能转化为热能 电能转化为化学能
(2) 吸热 红磷
(3) 放出 5.5kJ
【详解】（1）学校燃烧煤煮饭，燃烧放热，将化学能转化为热能；给手机的电池充电利用的是电解池原理，能量变化为电能转化为化学能；
（2）在25℃、101 kPa下，31 g白磷完全转化为红磷，放出11 kJ的热量，说明同一条件下白磷比红磷能量高，则
①红磷转化为白磷属于吸热反应；
②能量越低越稳定，则上述二者更稳定的是红磷；
（3）根据=断键吸收的能量-成键放出的能量，因为拆开1 mol H—H键、1 mol I—I、1 mol H—I键需要吸收的能量为436kJ、151k J、299kJ，所以氢气和碘生成1 mol HI对应的反应焓变==-5.5 kJ/mol，故答案为：放出；5.5kJ。
20．(1) 溶液变红色 铁做正极，空气氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，使得a处溶液显碱性
(2)④
(3) 铁表面生成红色固体，铜棒溶解
【分析】裹有锌片的铁钉放入溶有琼脂的饱和NaCl溶液中，锌比铁活泼，锌做负极发生氧化反应生成锌离子，铁做正极被保护；
电镀实验中镀层金属做阳极、镀件做阴极，含有镀层金属阳离子的溶液做电解液；
【详解】（1）锌比铁活泼，锌做负极发生氧化反应，铁做正极，空气氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，使得a处溶液显碱性，酚酞溶液变红色；
（2）若铁被腐蚀，则会生成亚铁离子；
①溶液中含有氯化钠，氯离子和银离子生成氯化银白色沉淀，不能说明铁未被腐蚀，不符合题意；
②亚铁离子和碘离子不反应，无蓝色沉淀不能说明铁未被腐蚀，不符合题意；
③亚铁离子和KSCN溶液不反应，无红色出现不能说明铁未被腐蚀，不符合题意；
④K3[Fe(CN)6]溶液和亚铁离子生成蓝色沉淀，物蓝色沉淀，说明铁未被腐蚀，符合题意；
故选④；
（3）将铁棒镀铜设计电镀铜实验，则镀件铁棒做阴极，铜离子发生还原在铁表面生成铜，硫酸铜溶液做电解液，铜棒做阳极发生氧化反应生成铜离子，图示为 ；
现象为：铁表面生成红色固体，铜棒溶解。
21．(1)Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
(2) Cu2++e-+SCN-=CuSCN↓ 0.1 2Fe2++(SCN)2=2Fe(SCN)2+
(3) 检验实验中是否有Fe2+生成 正极区FeCl3溶液颜色变浅，负极区KSCN溶液由无色变为黄色
(4)实验Ⅱ中能氧化由于生成CuSCN白色沉淀，促进反应正向进行，而实验Ⅲ中能与形成Fe(SCN)2+络离子，从而减弱了Fe3+的氧化性
【详解】（1）实验Ⅰ过程Ⅰ中Cu与FeCl3反应生成FeCl2和CuCl2，故该反应的化学方程式是Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，故答案为：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2；
（2）b.由题干实验信息可知，生成白色沉淀CuSCN，则还原反应为：Cu2++e-+SCN-=CuSCN↓，故答案为：Cu2++e-+SCN-=CuSCN↓；
i.根据对照实验I中，FeCl3的浓度为0.1mol/L，根据反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2可知，足量的Cu与FeCl3反应后生成的CuCl2的物质的量浓度为0.1mol/L，为了实验中控制变量，故0.1，故答案为：0.1；
ⅱ.实验Ⅱ中过程I的方程式为：2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2，则过程Ⅱ的离子方程式为2Fe2++(SCN)2=2Fe(SCN)2+，故答案为：2Fe2++(SCN)2=2Fe(SCN)2+；
（3）①Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成普鲁士蓝色沉淀，则实验Ⅲ中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是检验实验中是否有Fe2+生成，故答案为：检验实验中是否有Fe2+生成；
②实验Ⅳ证实能氧化，即该原电池的电极反应分别为：负极反应：2SCN--2e-=(SCN)2，正极反应为：Fe3++e-=Fe2+，故实验现象除电流表指针偏转外，还有正极区FeCl3溶液颜色变浅，负极区KSCN溶液由无色变为黄色，故答案为：正极区FeCl3溶液颜色变浅，负极区KSCN溶液由无色变为黄色；
（4）实验Ⅱ中能氧化由于生成CuSCN白色沉淀，促进反应正向进行，而实验Ⅲ中能与形成Fe(SCN)2+络离子，从而减弱了Fe3+的氧化性，故答案为：实验Ⅱ中能氧化由于生成CuSCN白色沉淀，促进反应正向进行，而实验Ⅲ中能与形成Fe(SCN)2+络离子，从而减弱了Fe3+的氧化性。
22．(1)
(2) 与反应得到溴酸根离子，在合成Ⅲ中更多地生成溴酸钾与氯化镁分离，提高的纯度
(3) 反应体系中溶解度较小，析出沉淀 1.08 用饱和溶液沉淀速率更快或转化率(利用率)更高
(4) 蒸发结晶 趁热过滤
(5) 氯气氧化法
【分析】工业上用电解饱和食盐水生成氯气生产溴酸钾的工艺流程，分析流程可知，饱和食盐水电解生成氯气具有氧化性，在水中和溴单质反应生成溴酸和氯化氢，加入过量氧化镁和盐酸溴酸反应生成氯化镁和溴酸镁，过滤得到滤液中加入饱和氯化钾溶液，溴酸镁在饱和溶液中析出晶体，以此解答。
【详解】（1）用惰性电极电解 MgCl2溶液过程中，阳极2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极2H2O+2e-+Mg2+=H2↑+ Mg(OH)2↓， 总反应的离子方程式为。
（2）“合成I”发生反应是氯气在水溶液中氧化溴单质为溴酸，反应的化学方程式5Cl2+Br2+6H2O=2HBrO3+10HCl，Br元素化合价上升，该反应的还原剂是；依据流程分析可知，加入和溶液中反应得到溴酸根离子，在合成Ⅲ中更多地生成溴酸钾与氯化镁分离，提高的纯度。
（3）过量氧化镁和盐酸溴酸反应生成氯化镁和溴酸镁，加入饱和氯化钾溶液，反应体系中溶解度较小，析出沉淀，发生了复分解反应；降为时，即需要沉淀2×0.15mol/L×2-2×0.1mol/L=0.4mol，需要消耗0.4molKCl，此时溶液中剩余c(K+)=，需要加入KCl的物质的量n(K+)=0.34mol/L×2L+0.4mol=1.08mol；“合成III”实际中用饱和溶液而不用粉末的优点是：用饱和溶液沉淀速率更快或转化率(利用率)更高。
（4）氯化镁的溶解度随温度变化较大，可以通过重结晶的方法从溶液中获得氯化镁结晶，依次要经过蒸发结晶、冷却结晶操作。
（5）和反应生成、和KBr，Br元素化合价由0价上升到+5价，又由0价下降到-1价，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为： ；该方法中部分转化为KBr，氯气氧化法中全部转化为，所以原子经济性更高的是氯气氧化法。
23．(1)
(2)分液
(3)
(4) 增大 阴极： ，H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴极区HI的浓度增大
(5) 阴 c
【详解】（1）反应①
反应②
反应③
按盖斯定律，反应Ⅰ=-×①-②-×③，反应Ⅰ的=---，则反应I的热化学方程式为： 。
（2）反应I所得产物溶液在碘过量时会自发分成两层，则为互不相溶的两层液体，分离两层溶液的实验操作是分液。
（3）反应I为，电解法实现反应I时，阳极二氧化硫失去电子被氧化转变为硫酸根，阳极的电极反应式：。
（4）①通过电解电渗析浓缩HI溶液，电渗析过程中，阳极碘离子失去电子被氧化转变为碘单质，则阳极液中I2的浓度会增大。
②结合化学用语，解释阴极区进行HI浓缩的原理为：阴极电极反应为 ，H+通过质子交换膜由阳极区进入阴极区，阴极区HI的浓度增大。
（5）①采用双极膜电渗析法制备高浓度氢碘酸，X电极上水提供的氢离子转变为氢气，是还原反应，则X极是阴极。
②Y为阳极，进入b中碘离子通过阴离子交换膜进入c室，右侧双极膜在直流电场作用下可将水解离产生的H+在c室、OH-在阳极Y放电产生氧气，则电解后，c室获得较浓的氢碘酸。