专题1《化学反应与能量变化》练习题（含解析）2022-2023学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择必修1

专题1《化学反应与能量变化》练习题
一、单选题
1．化学反应中往往伴随着能量的变化，下列反应既属于氧化还原反应，又属于放热反应的是
A．石灰石的分解反应 B．铝与稀盐酸反应
C．Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl反应 D．NaOH与稀硫酸反应
2．已知中和热的数值是57.3kJ mol-1。下列反应物混合时，产生的热量等于57.3kJ的是
A．1mol L-1稀盐酸(aq)和1mol L-1稀NaOH(aq)
B．500mL2.0mol L-1的HCl(aq)和500mL2.0mol L-1的NaOH(aq)
C．500mL2.0mol L-1的CH3COOH(aq)和500mL2.0mol L-1的NaOH(aq)
D．1mol L-1稀醋酸(aq)和1mol L-1稀NaOH(aq)
3．某实验小组用如图所示装置测定50mLImol/L盐酸与50mL1.1mol/LNaOH溶液发生中和反应的反应热。下列说法错误的是
A．该装置还缺少环形玻璃搅拌棒
B．填充碎纸条的主要目的是防止热量散失
C．加入盐酸后，NaOH溶液应缓缓倒入防止反应过于剧烈
D．用等体积，等浓度的醋酸代替盐酸，测得的结果不同
4．Science报道某电合成氨装置及阴极区含锂微粒转化过程如图。下列说法错误的是
A．阳极电极反应式为
B．阴极区生成氨的反应为
C．理论上，若电解液传导，最多生成标准状况下
D．乙醇浓度越高，电流效率越高(电流效率)
5．热激活电池是一种需要达到启动温度才开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4。
已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。
下列说法不正确的是
A．放电时，Li+向b极区移动
B．放电时，a极的电极反应是3Li13Si4-1le-=4Li7Si3+11Li+
C．该电池中火药燃烧产生的热能转化为电能
D．调节混合物中KCl的物质的量分数可以改变电池的启动温度
6．微生物燃料电池(MicrobialFuelCell，MFC)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。某微生物燃料电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是
A．在硫氧化菌作用下参加的反应为：
B．若有机物是甲烷，该电池整个过程的总反应式为：
C．若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电
D．若该电池外电路有0.4mol电子发生转移，则有通过质子交换膜
7．中华传统文化中蕴藏着丰富的化学知识。下列对古文或古诗词蕴藏的原理理解正确的是
选项 古文或古诗词 原理
A 冰，水为之，而寒于水 冰变成水过程中ΔH＜0，ΔS＜0
B 日照香炉生紫烟 紫烟指的是碘的升华
C 蜡炬成灰泪始干 蜡烛燃烧过程中化学能全部转化为光能
D 《天工开物》记载：“凡白土曰垩土，为陶家精美器用” 陶瓷是一种传统硅酸盐材料
A．A B．B C．C D．D
8．铅酸蓄电池、镍镉碱性电池都是重要的二次电池。已知镍镉碱性电池放电时，正极反应为：，负极反应为：。下列有关说法不正确的是
A．铅酸蓄电池放电时，在两个电极上生成
B．若用铅酸蓄电池为镍镉碱性电池充电，则电极与Cd电极相连接且两电极附近的pH值均增大
C．镍镉碱性电池在充电时的反应为
D．放电一段时间后镍镉碱性电池内变大
9．半导体工业用石英砂作原料通过三个重要反应生产单质硅：
(s，石英砂)(s，粗硅)
Si(s，粗硅)
(s，纯硅)
用石英砂生产1.00kg纯硅放出的热量为
A．21.44kJ B．21435.71kJ C．600.20kJ D．1965.10kJ
10．下列说法中正确的是
A．氯碱工业中，烧碱在阴极区生成
B．电解熔融氯化铝冶炼金属铝
C．电镀时，用镀层金属作阴极
D．将钢闸门与外电源正极相连，可防止其腐蚀
11．一种利用电化学方法处理弱酸性溶液中的原理如下图所示。下列说法不正确的是
A．Fe作负极、Fe3O4作正极
B．Fe所发生的电极反应为
C．溶液酸性不能过大，酸性过大可能会导致处理的偏少
D．反应结束后溶液的pH将降低
12．同温同压下，2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH1；2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔH2，则ΔH1和ΔH2的关系是
A．ΔH1<ΔH2 B．ΔH1>ΔH2
C．ΔH1=ΔH2 D．无法判断
13．已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H = -571.6 kJ·mol-1
②2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H= - 1452kJ mol-1
③H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H =-57.3 kJ·mol-1
④Ba2+(aq)+(aq)=BaSO4 (s) △H＜0
下列说法正确的是
A．H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·mol-1
B．H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+H2O(l) △H =-57.3 kJ·mol-1
C．相同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多
D．3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+ H2O(l) △H＝+ 131 kJ·mol-1
14．下列实验操作或装置(略去部分夹持仪器)正确的是
A．熔融Na2CO3 B．制备NaHCO3
C．中和热测定实验 D．制硝酸铜
二、填空题
15．工业上制取氢气时涉及到的一个重要反应是：，已知：
①

③
请写出一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式___________。
16．某宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池，其电极反应为：；。在负极发生反应的物质是_______，负极发生的是_______(填“氧化”或“还原”)反应，电池反应是_______。
17．碳的单质及化合物在人类生产生活中起着非常重要的作用。请回答下列问题：
(1)已知CH3OH(l)的燃烧热，，则______(填“>”、“<”或“=”)。
(2)Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl(g)和CO2(g)，当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式：___________。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。下列反应可制得耐高温材料，热化学方程式为。该反应过程中每转移1mol电子放出的热量为_________kJ。
(4)工业上乙烯催化氧化制乙醛的反应原理为：，该反应原理可以拆解为如下三步反应：
I．
II．……
III．
若第II步反应的反应热为，且，则第II步反应的热化学方程式为__。
(5)山西是全国最大的炼焦用煤资源基地，炼焦过程的副产品之一焦炉煤气富含H2、CH4和CO，因此可通过甲烷化反应来提高热值，使绝大部分CO、CO2转化成CH4.甲烷化反应的主要化学原理为，已知CO分子中的C与O之间为共价三键。下表所列为常见化学键的键能数据(键能指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量)：
化学键
键能/() 347.7 413.4 436 351 1065 462.8
该反应的__________。
18．原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。
(1)现有如下两个反应：A．NaOH+HCl=NaCl+H2O；B．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
判断能否设计成原电池A．_____，B．_____。（填“能”或“不能”）
(2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
①下列说法正确的是___________。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D．两烧杯中溶液的pH均增大
②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲_______乙（填“＞”、“＜“或“＝” ）
③请写出图中构成原电池的负极电极反应式________________________。
④当乙中产生1．12L（标准状况）气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H＋)＝0．1 mol·L－1（设反应前后溶液体积不变）。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为________________。
(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出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，氢气为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液；则氢气应通入____________极(填a或b，下同)，电子从 __________极流出。
19．下图是一个电化学过程的示意图：
请回答下列问题：
（1）图中甲池是__________（填“原电池”、“原解池”、“原镀池”），乙池中A电极的名称是__________（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”）
（2）写出甲池中甲醇发生反应的电极反应式：______________________________________________
（3）当乙池中B极质量增加10.8克，理论上甲池中消耗O2的体积为：_______ L(标准状况)，此时丙池中D极析出3.2g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是__________（填字母，下同）
a．MgSO4溶液 b．CuSO4溶液 c．NaCl溶液 d．AgNO3溶液
（4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，一段时间后，丙中溶液的pH将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）；甲中溶液的pH将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
20．I.某研究性学习小组根据反应设计如图原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为，溶液的体积均为，盐桥中装有饱和溶液。
回答下列问题：
(1)此原电池的负极是石墨___________(填“a”或“b”)，电池工作时，盐桥中的移向___________(填“甲”或“乙”)烧杯。
(2)正极反应式为：___________。
II.
(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)。
A．2H2+O22H2O B．CaO+H2O=Ca(OH)2 C．Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
(4)双液原电池的作用___________。
A、能量转化率高 B、能提供持续稳定的电流 C、形成闭合回路
21．Ⅰ.电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。Na2FeO4是制造高铁电池的重要原料，同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产Na2FeO4。
(1)阳极的电极反应为_______。
(2)阴极产生的气体为_______(填物质名称)。
(3)左侧的离子交换膜为_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜， a%_______(填“>”“<”或“=”) b% 。
Ⅱ.氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。氨电解法制氢气，利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(4)电解过程中OH-的移动方向为_______(填“从左往右”或“从右往左”)；
(5)阳极的电极反应式为_______。
Ⅲ.H2O2是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。电化学制备方法：已知反应 2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H2O 和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。
(6)a 极的电极反应式是_______。
(7)下列说法正确的是_______。
A．该装置可以实现电能转化为化学能
B．电极b 连接电源负极
C．该方法相较于早期剂备方法具有原料廉价，对环境友好等优点
22．Zn-MnO2干电池应用广泛，其示意图如下，电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是_______。电池工作时，电子流向_______(填“正极”或“负极”)。
(2)如果该电池的工作原理为Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3↑+H2↑，其正极反应式为_______。
(3)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_______。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的_______(填字母)。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O
(4)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式：2H++2e-=H2↑；若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为_______。
23．回答下列问题
(1)用惰性电极电解足量硫酸铜溶液，其阴极反应式为___________；
(2)铅蓄电池是可充放电的二次电池，其放电时正极反应式为___________；
(3)碱性条件下甲醇燃料电池的负极反应式为___________；
(4)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉，是一种强还原剂。工业常用惰性电极电解酸性亚硫酸氢钠溶液制备连二亚硫酸钠，原理及装置如图1所示，a电极反应为___________
(5)微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图2装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。a电极反应式为___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【分析】凡是有元素化合价升降的反应均是氧化还原反应，结合反应中的能量变化解答。
【详解】A．石灰石高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，属于吸热的非氧化还原反应，A不符合题意；
B．铝与稀盐酸反应生成氢气和氯化铝，既属于氧化还原反应，又属于放热反应，B符合题意；
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属于吸热的非氧化还原反应，C不符合题意；
D．NaOH与稀硫酸反应生成硫酸钠和水，属于放热反应，但不是氧化还原反应，D不符合题意。
答案选B。
2．B
【分析】中和热是指强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态H2O时所放出的热量。
【详解】A．只知道酸、碱的浓度，体积未知，无法确定生成水的物质的量，无法确定放热多少，A错误；
B．500mL2.0mol L-1的HCl(aq)和500mL2.0mol L-1的NaOH(aq)，反应生成1molH2O，放出的热量为57.3kJ，B正确；
C．500mL2.0mol L-1的CH3COOH(aq)和500mL2.0mol L-1的NaOH(aq)，反应生成1molH2O，但醋酸是弱酸，弱酸电离吸热，放出热量小于57.3kJ，C错误；
D．只知道酸、碱的浓度，体积未知，无法确定生成水的物质的量，无法确定放热多少，且醋酸是弱酸，弱酸电离吸热，D错误；
答案选B。
3．C
【详解】A．测定中和热实验需用环形玻璃搅拌棒搅拌，故选用该装置还缺少环形玻璃搅拌棒，A正确；
B．填充碎纸条起保温的作用，其主要目的是防止热量散失，B正确；
C．加入盐酸后，NaOH溶液应快速倒入，防止热量散失，C错误；
D．用等体积，等浓度的醋酸代替盐酸，因醋酸是弱酸，其电离需吸收一部分热量，导致测得的结果与盐酸不同，D正确；
故答案为C。
4．D
【分析】由图可知，通入氢气的一极为阳极，阳极电极反应式为：，通入氮气的一极为阴极，阴极的电极反应式为：。
【详解】A．阳极发生失电子的氧化反应，由图可知，阳极电极反应式为：，A项正确；
B．由图可知，阴极区氮气得电子，并结合锂离子先转化为，后与反应生成了氨气，即生成氨的反应为，B项正确；
C．和羟基中的H均来自电解液传导的氢离子，理论上，若电解液传导，根据生成氨的反应：可知，最多生成1mol，标准状况下为，C项正确；
D．由电池总反应：可知，乙醇属于中间产物，乙醇浓度增大，电流效率无明显变化，D项错误；
答案选D。
5．C
【详解】A． 放电时，Li+向正极移动，即向b极区移动，故A正确；
B． 放电时，a极的Li13Si4失电子发生氧化反应，电极反应是3Li13Si4-1le-=4Li7Si3+11Li+，故B正确；
C． 该电池中火药反应产生的化学能转化为电能，故C错误；
D． LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系图，调节混合物中KCl的物质的量分数为0.6时，400℃时就可以启动电池，故D正确；
故选C。
6．D
【分析】根据H+移动方向可知b电极为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；a电极为负极，电极反应式为。
【详解】A．结合图可知在硫氧化菌作用下参加负极反应，电极反应式为，A正确；
B．若有机物是甲烷，则反应物为甲烷和氧气，产物为二氧化碳和水，总反应为，B正确；
C．若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则负极区HS-持续失电子转化为，持续得电子转化为HS-，正极氧气持续得电子，则电池可以持续供电，C正确；
D．若该电池外电路有0.4mol电子发生转移，则电解质溶液中有0.4mol正电荷转移，因此有通过质子交换膜，D错误；
选D。
7．D
【详解】A．冰融化为水的过程需要吸收热量，ΔH>0；固体变为液体的过程是熵增大的过程；ΔS>0；A项错误；
B．紫烟是指在阳光的照射下，因水汽蒸腾而呈现出紫色烟霞，不是碘的升华，B项错误；
C．蜡烛燃烧过程中化学能转化为光能和热能，C项错误；
D．陶瓷是以黏土为原料，经过高温烧制而成，属于传统硅酸盐材料。D项正确；
答案选D。
8．B
【详解】A．铅酸蓄电池负极电极反应为：Pb+SO-2e-=PbSO4，正极电极反应为：PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，由此可知，硫酸铅在两个电极上产生，A正确；
B．若用铅酸蓄电池为镍镉碱性电池充电，则铅酸蓄电池的电极为正极，应与镍镉碱性电池的正极相连，而不是Cd电极，B错误；
C．由题意可知，镍镉碱性电池在放电时的反应为：，则充电时的反应为：，C正确；
D．镍镉碱性电池在放电时的反应为：，反应过程中消耗水，使得电解液浓度增大，氢氧根离子浓度变大，D正确；
答案选B。
9．B
【详解】由三个热化学方程式可知，生成1mol纯硅，需要热量：682.44kJ+(-657.01kJ)+(-625.63kJ)=-600.2kJ，n(Si)=1000g÷28g/mol=35.71mol，则生产1.00kg纯硅的总反应热为35.71mol×(-600.2kJ/mol)=-21435.71 kJ；故答案选B。
10．A
【详解】A．氯碱工业中，阴极发生反应，烧碱在阴极区生成，故A正确；
B．电解熔融氧化铝冶炼金属铝，故B错误；
C．电镀时，用镀层金属作阳极，故C错误；
D．将钢闸门与外电源负极相连，可防止其腐蚀，故D错误；
选A。
11．D
【详解】A．据图可知Fe将溶液中转化为以消除污染，N元素的化合价有+5价转化为-3价，被还原，则Fe被氧化，Fe作负极、Fe3O4作正极，故A正确；
B．根据以上分析，Fe作还原剂，失去电子发生氧化反应生成Fe3O4，负极反应为：，故B正确；
C．Fe3O4能与酸反应，酸性过大可能会导致Fe3O4生成率降低，导致转移电子数减少，根据电子守恒得，则可能会导致处理的偏少，故C正确；
D．该装置中的总反应为，消耗氢离子，使氢离子浓度减小，pH增大，故D错误；
故答案选D。
12．B
【详解】已知① 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) ΔH1，② 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) ΔH2，则根据盖斯定律可知①－②得到2H2O(l)＝2H2O(g)的 ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于液态水转化为气态时需要吸热，则ΔH1－ΔH2＞0，因此ΔH1>ΔH2，答案选B。
13．C
【详解】A．燃烧热是1 mol纯净物完全燃烧生成制定产物时放出的热量，由已知热化学方程式可知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ mol-1，A错误；
B．由③可知：强酸与强碱反应产生可溶性盐和1 mol H2O时放出热量是57.3 kJ，硫酸与Ba(OH)2发生反应，除产生水外，Ba2+与反应产生BaSO4时也会放出热量，所以该反应发生，产生1 mol H2O放出热量比57.3 kJ多，即反应热△H＜-57.3 kJ mol-1，B错误；
C．根据①可知1 g H2(g)完全燃烧放出热量为Q1=；根据②可知1 g CH3OH(l)完全燃烧放出热量为Q2=，可见：当两种燃料的质量相等时，H2(g)放出的热量更多，C正确；
D．①2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H=-571.6 kJ mol-1
②2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1 452 kJ mol-1
根据盖斯定律，将×(①×3-②)，整理可得3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(l)+H2O(l) △H=-131.4 kJ mol-1，D错误；
故合理选项是C。
14．D
【详解】A．高温条件下碳酸钠可以和瓷坩埚中的二氧化硅发生反应，故不能用瓷坩埚熔融碳酸钠，A项错误；
B．通入氨气的导管插入液面太深，易发生倒吸，通二氧化碳的导管没有插入溶液中，二氧化碳不易被溶液吸收，影响碳酸氢钠的制备，B项错误；
C．进行中和热测定实验时，为减少热量损失，应在烧杯上方盖上硬纸板或塑料泡沫板，C项错误；
D．铜与浓硝酸反应可以生成硝酸铜、二氧化氮和水，随着反应的进行，硝酸浓度逐渐减小，产物随之变为硝酸铜、一氧化氮和水，故该装置可用于实验室制取硝酸铜，同时氢氧化钠溶液可以吸收挥发出来的硝酸和氮的氧化物，符合绿色化学的要求，D项正确；
综上所述答案为D。
15．CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) =-41.2 kJ/mol
【详解】CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 可以看做由反应③与反应①的逆反应以及反应②的逆反应的叠加。由盖斯定律，则=，带入数据有=[-393.5-(-110.5)-(-241.8)]kJ/mol=-41.2 kJ/mol；所有一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) =-41.2 kJ/mol。
16． H2 氧化 2H2+O2=2H2O
【详解】原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，总反应式为正极反应加负极反应，故答案为：H2、氧化、2H2+O2=2H2O
17．(1)>
(2)
(3)98
(4)
(5)-206.2
【解析】(1)
燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量小于燃烧热，故>；
(2)
有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，反应的热化学方程式为：；
(3)
转移12mol电子放热1176kJ，则反应过程中，每转移1mol电子放热98kJ，故答案为：98kJ。
(4)
根据，则有：，运用盖斯定律，则第II步反应的热化学方程式得到：；
(5)
反应热等于反应物键能和减去产物键能和故。
18．(1) 不能 能
(2) BD ＞ Zn-2e-=Zn2+ 1mol L-1
(3) b b
【详解】（1）A．NaOH+HCl═NaCl+H2O不是氧化还原反应，不能设计成原电池；B．Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑是氧化还原反应，能设计成原电池；
（2）①A．甲构成原电池，将化学能转变为电能，乙中铜锌没有用导线连接，乙没有形成原电池，乙不能将化学能转变为电能，故A错误；
B．乙没有形成原电池，乙装置中铜片不反应，所以铜片上没有明显变化，故B正确；
C．甲、乙中都是锌失电子生成锌离子，铜片不反应，锌片质量都减少、铜片质量不变，故C错误；
D．两个烧杯中都产生氢气，氢离子浓度都降低，所以溶液的pH均增大，故D正确；
选BD；
②甲构成原电池，所以甲的腐蚀速度>乙的腐蚀的速度；
③甲构成原电池，负极是锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；
④稀释后氢离子的物质的量为1L×0.1mol L-1=0.1mol，生成氢气的氢离子的物质的量为×2=0.1mol，所以原溶液中氢离子的物质的量为0.2mol，硫酸的物质的量为0.1mol，原溶液中硫酸的浓度为=1mol/L；
（3）氢氧燃料电池中，燃料氢气发生氧化反应，需通在负极，即b极；原电池中电子从负极b流向正极a。
19． 原电池 阳极 CH3OH + 8OH- －6e- = CO32- + 6H2O 0.56 b 增大 减小
【详解】试题分析：（1）甲池是甲醇燃料电池，通入甲醇的一极是负极、通入氧气的一极是正极；乙池、丙池是电解池，与原电池负极相连的一极是电解池的阴极，与原电池正极相连的一极是电解池的阳极；（2）甲池是原电池，通入甲醇的一极是负极，甲醇失电子发生氧化反应；（3）B极的电极反应是 ，生成10.8克银转移电子的物质的量是 ，根据电子守恒计算甲池中消耗O2的体积；D极析出3.2g某金属，根据金属活泼性，盐溶液不可能是MgSO4、NaCl；根据电子守恒判断丙池中的盐溶液；（4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，总反应为2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH；甲中的总反应为2CH3OH + 4OH- +3O2 = 2CO32- + 6H2O。
解析：根据以上分析，（1）甲池是原电池，通入甲醇的一极是负极、通入氧气的一极是正极；乙池中A电极与原电池正极相连，A极名称是是阳极；
（2）甲池是原电池，通入甲醇的一极是负极，甲醇失电子发生氧化反应，电极反应为CH3OH + 8OH- －6e- = CO32- + 6H2O；
（3）B极的电极反应是 ，生成10.8克银转移电子的物质的量是 ，根据电子守恒，甲池中消耗O2的体积 0.56L；D极析出3.2g金属，根据金属活泼性，盐溶液不可能是MgSO4、NaCl；根据电子守恒，若盐溶液是CuSO4溶液，则生成0.05molCu，铜的质量是3.2g；若盐溶液是AgNO3溶液，则生成0.1molAg，Ag的质量是10.8g，所以该盐溶液是CuSO4溶液，故b正确；（4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，总反应为2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH，丙中生成氢氧化钠，所以丙中溶液的pH将增大；甲中的总反应为2CH3OH + 4OH- +3O2 = 2CO32- + 6H2O，甲中消耗氢氧化钾，甲中溶液的PH减小。
解析：有关电解的计算，一般根据电子守恒，串联电路中各个电极转移电子的物质的量一定相等；燃料电池中通入燃料的一极是负极，失电子发生氧化反应；通入氧气的一极是正极，得电子发生还原反应。
20．(1) b 乙
(2)
(3)AC
(4)ABC
【解析】(1)
由电池的总反应可知，KMnO4为氧化剂，得电子作为正极的反应物，FeSO4为还原剂，失电子作为负极的反应物，因此负极为石墨b；原电池中，阴离子向负极移动，故移向乙烧杯；
(2)
正极得电子生成Mn2+，电极反应为；
(3)
原电池的反应为自发的氧化还原反应。
A．反应2H2+O22H2O中有H、O元素化合价的变化，是自发的氧化还原反应，A符合题意；
B．反应CaO+H2O=Ca(OH)2中没有化合价的变化，不是氧化还原反应，B不符合题意；
C．反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+中有Fe、Cu元素化合价的变化，是自发的氧化还原反应，C符合题意；
故选AC。
(4)
A．双液原电池将正极区和负极区分开，防止两极的物质直接反应，提高能量转化率，A正确；
B．双液原电池中两极反应能持续进行，能提供持续稳定的电流，B正确；
C．双液原电池中通过盐桥形成闭合回路，使电池稳定工作，C正确；
故选ABC。
21．(1)Fe 8OH--6e FeO4H2O
(2)氢气
(3) 阳 <
(4)从右往左
(5)2NH3-6e-+6OH-= N2+6H2O
(6)O2+2H++2e-= H2O2
(7)AC
【分析】I.电解时，阳极铁电极反应为：Fe+8OH--6e-=FeO+4H2O，OH-通过右侧交换膜向右侧移动，则右侧为阴离子交换膜；阴极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+通过左侧离子交换膜向左侧移动，则左侧为阳离子交换膜，一段时间后，装置中部氢氧化钠溶液变稀，可以将左侧流出的氢氧化钠溶液补充到该装置中部，以保证装置连续工作，以此解答。
III. 通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，则阳极上水失去电子生成过氧化氢，阴极上氧气得到电子生成过氧化氢，即a电极为阴极，电极反应为O2+2H++2e-=H2O2，b电极为阳极，失电子发生氧化反应，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，以此来解答。
(1)
由分析可知，电解时，阳极铁电极反应为：Fe+8OH--6e-= FeO+4H2O；
(2)
根据以上分析可知，左侧为阳离子交换膜，右侧为阴离子交换膜，阴极Cu电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以生成氢气；
(3)
Na+通过左侧离子交换膜向左侧移动，则左侧为阳离子交换膜，阴极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则阴极区氢氧根浓度增大，阴极区a%＜b%；
(4)
电解池中，左侧消耗NH3生成N2，发生氧化反应是阳极，消耗了OH-，右侧水中H+得电子生成H2，发生还原反应，是阴极，电极反应中生成OH-，故OH-从右向左移动；
(5)
阳极是NH3失电子发生氧化反应生成N2，则电极反应式为6OH-+2NH3-6e-=N2+6H2O；
(6)
a为阴极，a极的电极反应式是O2+2H++2e-=H2O2；
(7)
A．2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，根据图示，该装置有电源，属于电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A正确；
B．根据分析，电极b为阳极，电解池阳极与电源正极连接，故B错误；
C．根据分析，该装置的总反应为2H2O+O2=2H2O2，根据反应可知，制取双氧水的原料为氧气和水，来源广泛，原料廉价，对环境友好等优点，故C正确；
故答案为：AC。
22．(1) Zn(或锌) 正极
(2)+2e-=2NH3↑+H2↑
(3) 电化学腐蚀较化学腐蚀更快，锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池，而加快锌的腐蚀 b
(4)87g
【分析】Zn-MnO2干电池中负极材料为活泼金属Zn，MnO2为正极，电池工作时电子从负极经外电路流向正极，据此分析作答。
(1)
负极上是失电子的，则Zn失电子为负极，电子由负极流向正极，故答案为：Zn(或锌)； 正极；
(2)
该电池的工作原理为Zn+2NH4Cl=ZnCl2+2NH3↑+H2↑，正极得电子，发生还原反应，则其正极反应式为：+2e-=2NH3↑+H2↑，故答案为：+2e-=2NH3↑+H2↑；
(3)
电化学腐蚀较化学腐蚀更快，锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀；题目中a和d项除去杂质离子还会消耗ZnCl2，c项会引入新杂质，所以应选Zn，可以将Cu2+置换为单质而除去，故答案为：电化学腐蚀较化学腐蚀更快、锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池，而加快锌的腐蚀；b；
(4)
MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液，阳极Mn2+失去电子，阴极H+得到电子，阳极的电极反应为：Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，若电路中通过2mol e-，则根据质量守恒和电子守恒，可得生成1mol MnO2，m(MnO2)= =87g，故答案为87g。
23．(1)Cu2＋ +2e- = Cu
(2)PbO2+2e－＋SO+4H＋ =PbSO4+2H2O
(3)CH3OH-6e－+ 8OH－ =CO+ 6H2O
(4)2HSO +2H＋+2e－ =S2O+2H2O
(5)CH3COO－+2H2O－8e－ = 2CO2↑＋7H＋
【解析】（1）
用惰性电极电解硫酸铜溶液，铜离子在阴极得电子被还原，电极反应为：Cu2＋ +2e- = Cu；
（2）
铅蓄电池是可充放电的二次电池，其放电时正极反应式为PbO2+2e－＋SO+4H＋ =PbSO4+2H2O；
（3）
碱性条件下甲醇燃料电池的负极为甲醇，反应生成碳酸根离子，电极反应式为CH3OH-6e－+ 8OH－ =CO+ 6H2O；
（4）
从图分析，a电极上实现了亚硫酸氢根离子生成连二硫酸根离子，电极反应为2HSO +2H＋+2e－ =S2O+2H2O；
（5）
图2中a电极上为乙酸根离子生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3COO－+2H2O－8e－ = 2CO2↑＋7H＋。
答案第1页，共2页
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