2.2化学反应与能量转化课堂同步练（含解析）-鲁科版高中化学必修第二册
文档属性
| 名称 | 2.2化学反应与能量转化课堂同步练（含解析）-鲁科版高中化学必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 855.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-28 19:34:51 | ||
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文档简介
2.2化学反应与能量转化课堂同步练-鲁科版高中化学必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列变化属于吸热反应的是
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A．②④ B．①②④ C．② D．①④⑤
2．在如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，其中P为电解质溶液。由此判断M、N、P所代表的物质可能是
选项 M N P
A 锌 铜 稀硫酸
B 铜 锌 稀盐酸
C 银 锌 AgNO3溶液
D 铜 铁 Fe(NO3)3溶液
A．A B．B C．C D．D
3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A．钠在氯气中燃烧 B．氢氧化钡与氯化铵固体的反应
C．铁与稀盐酸的反应 D．氨水与稀硫酸的反应
4．由U形管、铁棒、碳棒和溶液组成的原电池装置如图所示，下列说法错误的是
A．电池工作时，碳棒上始终无气泡产生
B．电池工作时，溶液中的往铁棒移动
C．电池工作一段时间后，溶液中的溶质质量逐渐减轻
D．电池工作时，外电路中的电流方向为碳棒→灯泡→铁棒
5．X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解、Z极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+离子共存的溶液时，Y先析出；又知M、Y相连时电子由Y到M。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．X＞Z＞Y＞M B．X＞Y＞Z＞M C．M＞Z＞X＞Y D．X＞Z＞M＞Y
6．把X、Y、Z、W四种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连，均可形成原电池。相连时X为负极，相连时W上有气泡逸出，相连时X质量减少，相连时Y为正极。则四种金属的活动性顺序由小到大的排列为
A． B． C． D．
7．下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是
A．断开化学键会释放能量
B．化学反应过程中一定伴有能量变化
C．常温下进行的一定是放热反应
D．氧化还原反应均为放热反应
8．在如图所示装置中，观察到电流表指针偏转，M棒（左）变粗，N棒（右）变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（ ）
M N P
A． 锌 铜 硫酸铜溶液
B． 铜 铁 稀盐酸
C． 银 锌 硝酸银溶液
D． 铜 铁 硝酸铁溶液
A．A B．B C．C D．D
9．利用太阳能分解水制氢气，若光解0.02 mol H2O，下列说法正确的是
A．该反应中，生成物的总能量比反应物的总能量低
B．反应中转移的电子数为2.408×1023
C．可生成H2的体积为0.224 L (标准状况)
D．生成 H2的量理论上等于0.04 molNa与水反应产生H2的量
10．对于Zn(s) +H2SO4 (aq) =ZnSO4 (aq) +H2(g)的化学反应，下列叙述不正确的
A．反应过程中的能量关系可用如图表示
B．lmol 锌的能量一定高于1molH2所含的能量
C．若将该反应设计成原电池，锌为负极
D．若将其设计为原电池，当有16. 25g锌溶解时，正极放出气体在标况下为5. 6L
二、填空题
11．近期科学家正在研究以高铁酸钾（K2FeO4）为电极的能质比较高的高铁电池。如图甲是高铁电池的实验装置：（已知放电后，两极均有红褐色物质生成。）
（1）盐桥中含有饱和KCl溶液，放电时，盐桥中阳离子将移向 烧杯，负极发生的电极反应是 。
（2）若该电池属于二次电池，则充电时阳极发生的电极反应式为 。
（3）高铁酸钾（K2FeO4）还是一种理想的水处理剂，既能杀菌、消毒、又能絮凝净水。工业制备高铁酸钾的反应离子方程式为Fe(OH)3 +ClO-+OH-=FeO42-+Cl-+H2O（未配平），则该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
（4）有效氯含量是衡量杀菌消毒剂能力的指标，有效氯是指每克消毒剂氧化能力相当于多少克氯气。已知高铁酸钾消毒时还原产物为Fe3+，请计算高铁酸钾的有效氯为 （保留两位小数），请用离子方程式解释高铁酸钾消毒后絮凝净水的原理 。
12．下图是将转化为重要的化工原料的原理示意图。
请回答下列问题：
(1)该装置将 能转化为 能，电流方向为 (填“b→a”或“a→b”)。
(2)催化剂b表面发生 反应，其附近酸性 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
(3)若得到的硫酸浓度为49%，则理论上参加反应的与加入的的质量比为 。
13．下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：
周期 族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA VA ⅥA ⅦA 0
2 ① ②
3 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
4 ⑩
（1）①- 中，属于长周期的元素是 填序号。
（2）①- 中，最活泼的金属元素是 填元素符号，在空气中燃烧的产物是 写出电子式。
（3）①- 中，最不活泼的元素其原子结构示意图为 。
（4）③④⑤三种元素对应的简单阳离子中，半径最大的离子结构示意图为 。
（5）在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，呈两性的氢氧化物是 写化学式。
（6）若将④⑤的单质用导线相连插入稀硫酸溶液中形成原电池，则该原电池的负极反应式 。
14．化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)图A所示装置中，锌片是 (填“正极”或“负极”)。
(2)图A所示装置可将 (写化学方程式)释放的能量直接转化为电能，证明化学能转化为电能的实验现象是：铜片上有气泡产生、 。
(3)燃料电池已经开始应用于新能源汽车等领域，某氢氧燃料电池的原理如图B所示。下列说法正确的是 (填序号)。
①氧气是负极反应物
②总反应为2H2＋O2=2H2O
③电池工作时，其中H+定向移动
15．目前市场上的电池种类繁多，性能也各不相同。
(1)科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，工作原理如下图1所示。电池工作时，外电路上电子移动的方向应从电极 (填A或B)流向用电器。内电路中阳离子向电极 (填A或B)移动，试写出B电极的电极反应式 。
(2)某种燃料电池的工作原理示意如上图2所示(a、b均为石墨电极)。
①假设使用的“燃料”是氢气，则b极的电极反应式为 。
②假设使用的“燃料”是甲烷，则通入甲烷气体的电极是电池的 (填“正”或“负”)极，电池工作一段时间后，电解液的碱性将 (填“增强”、“减弱”或“不变”)
③若消耗标准状况下的甲烷，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为 (用表示)。
16．某学习小组用如下图所示装置A、B分别探究金属铝与稀氢氧化钠溶液的反应，实验过程中装置A中烧杯内的溶液温度升高，装置B中烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。
（1）装置A烧杯中反应的离子方程式为 。
（2）装置B中Mg上的现象是 ，Al发生的电极反应式是 。
（3）当装置B导线中通过0.3mol电子时，装置B烧杯中溶液的质量变化为 （填增重或减轻多少克）。
（4）该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是 （填字母序号）。
A．原电池反应的过程中一定有电子转移
B．原电池装置需要2个电极
C．电极一定不能参加反应
D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
E．原电池的正负极不仅与金属的活动性有关，而且也与电解质溶液有关
17．（1）如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氢气从 口通入(填“a”或“b”)，Y极为电池的 (填“正”或“负”)极。
（2）微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为：
Zn＋2OH--2e-=ZnO＋H2O
Ag2O＋H2O＋2e-=2Ag＋2OH-
总反应为Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag
①Ag2O是 极，Zn发生 反应。
②电子由 极流向 极(填“Zn”或“Ag2O”)，当电路通过0.1mol电子时，负极消耗物质的质量是 g。
18．下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。
请回答下列问题：
(1)该装置将 能转化为 能，电流方向为 (填“b→a”或“a→b”)。
(2)催化剂b表面O2发生 反应，其附近酸性 (填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(3)催化剂a表面的电极反应式： 。
19．填空
(1)理论上，任何自发的 反应都可以设计成原电池。
(2)外电路： 性较强的物质在负极上失去电子， 性较强的物质在正极上得到电子。
(3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作 移动。
20．铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用。
(1)铝属于活泼金属却能在空气中稳定存在，原因是(用化学用语及相关文字说明) 。
(2)铝电池性能优越，在现代生产、生活中有广泛的应用。铝—空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示。
该电池的正极反应方程式为 ，当铝电极质量减少9克，则另一极通入的氧气的体积在标准状况下为 。
(3)AlCl3与NaN3在高温下反应可制得高温结构陶瓷氮化铝(AlN)，且生成N2。写出反应化学方程式为 。
(4)在元素周期表中，砷位于铝的下一周期，与氮元素同主族，写出AsH3分子的电子式为 ，相同压强下，AsH3的沸点 NH3(填“大于”或“小于”)。
三、实验题
21．如图所示，在一个小烧杯里加入研细的20gBa(OH)2·8H2O晶体。将此小烧杯放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向小烧杯中加入10gNH4Cl晶体，并用玻璃棒快速搅拌。
(1)该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有 。该反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(2)该反应为 (填“吸”或“放”)热反应，说明反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
(3)实验中要用玻璃棒搅拌的原因是 。
22．某化学兴趣小组的几位同学探究原电池原理的应用时，做了如下的实验：
Ⅰ.原电池原理判断金属的活泼性
(1)实验前，甲同学认为“构成原电池的负极总是较活泼的金属材料”，根据他的判断，两个装置中的Al是 极；实际实验时发现两个装置中的电流表偏转方向不同，则以下的判断正确的是
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，故应具体问题具体分析
(2)乙同学设计了如图的实验装置，并测量和绘制了原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，则图中0~t1阶段，负极材料是 ，正极的电极反应式是 ，t1后，外电路中电流方向发生改变，其原因是
Ⅱ.原电池原理改变化学反应速率
(3)丙同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是 。
(4)丁同学进一步研究硫酸铜用量的多少对反应速率的具体影响，设计了如下一系列实验，将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。
A B C D E F
4mol/LH2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
则实验中V1＝ ，V6＝ ，V9＝ ；实验中有的需要加入一定体积的水，其作用是 ；实验结果发现：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
23．X、Y、Z均是中学化学中常见的物质，某同学用X、Y两种单质及Z的溶液进行实验，部分实验内容如下表所示：
步骤
现象 X表面产生大量无色气泡 X表面只能产生少量气泡，然后就无明显变化 X、接触后，X表面产生持续气泡
(1)I中反应物与生成物总能量的大小E(反应物) E(生成物）（填“ >”“< ”或“=”），仅仅由I、II中的信息可知，Z可能是 。
(2)若X是铝，在温度不变时向I中分别加入（适量）等物质的量的NaCl、KCl、CsCl后，产生无色气泡的速率明显加快，导致这种变化最可能的原因是 。
(3)若X是铝，II中反应产生的气泡有特殊颜色，则发生反应的离子方程式为 ；单质Y不可能是 (填字母）。
A 铅 B 石墨 C 镁 D 银
(4)若Ⅲ溶液最终变成蓝色，写出负极上电极反应式 ；变化过程中，参与正极上放电的离子是 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】①液态水汽化属于物理变化，不属于化学反应，不符合题意；
②将胆矾加热变为白色粉末发生五水硫酸铜分解产生硫酸铜和水，该反应为吸热反应，符合题意；
③浓硫酸稀释属于物理变化，不属于化学反应，不符合题意；
④氯酸钾分解制氧气为吸热反应，符合题意；
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰为放热反应，不符合题意；
综上所述，②④符合题意；
答案选A。
2．C
【详解】装置为原电池，M棒变粗为原电池正极，正极上金属离子得电子生成金属单质；N棒变细为原电池负极，据此分析判断。
A．锌做负极，溶解变细，即M变细，A错误；
B．锌做负极，失电子溶解变细，M电极生成氢气不会变粗，B错误；
C．锌做负极，溶解N电极变细，银作正极，溶液中银离子得到电子析出铜，M变粗，C正确；
D．Fe做负极，失电子发生氧化反应变细，铜做正极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，N极不变，D错误；
答案选C。
3．B
【分析】生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应，据此分析解题。
【详解】A．钠在氯气中燃烧为放热反应，A错误；
B．氢氧化钡与氯化铵固体的反应为吸热反应，B正确；
C．铁与稀盐酸的反应为放热反应，C错误；
D．氨水与稀硫酸为中和反应为放热反应，D错误；
答案选B。
4．B
【详解】A．铁作负极失电子，碳棒作正极，正极上铜离子得电子生成单质铜，硫酸铜溶液足量，碳棒上始终无气泡产生，A正确；
B．碳棒作正极，正极上铜离子得电子生成单质铜，溶液中的铜离子往碳棒移动，B错误；
C．电池总反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，当溶液中有1molCu2+变成单质铜，则会有1molFe2+进入溶液中，1molCu2+的质量为64g，1molFe2+的质量为56g，电池工作一段时间后，溶液中的溶质质量逐渐减轻，C正确；
D．铁作负极，碳棒作正极，外电路中的电流方向为碳棒→灯泡→铁棒，D正确；
答案选B。
5．A
【详解】金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有H2放出，说明X为负极，Z为正极，则金属活动性X＞Z；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出，说明得到电子的能力：Z2+＜Y2+，所以金属活动性：Z＞Y；又知M、Y相连时电子由Y到M，则金属活动性：Y＞M；则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为X＞Z＞Y＞M，A项正确；
答案选A。
6．D
【详解】把X、Y、Z、W四种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连，均可形成原电池。相连时X为负极，则X比Y活泼；相连时W上有气泡逸出，则W为正极，Z比W活泼；相连时X质量减少，则X为负极，X比Z活泼；相连时Y为正极，则W比Y活泼。综上所述，四种金属的活动性顺序由小到大的排列为 ，故选D。
7．B
【详解】A．断开化学键会吸收能量，A错误；
B．能量变化是化学反应的特征之一，因此化学反应过程中一定伴有能量变化，B正确；
C．常温下进行的反应也可能是吸热反应，如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应为吸热反应，C错误；
D．氧化还原反应也可能为吸热反应，如灼热的C和二氧化碳反应生成CO，D错误；
答案选B。
8．C
【详解】M变粗，为正极，溶液的金属阳离子得到电子被还原成金属单质，N变细，为负极，是金属单质溶解；
A．M为锌，做负极，Zn溶解，M棒变细，N为正极，Cu2+在N极得电子被还原成Cu，N棒变粗，故A不符合题意；
B．N为Fe，铁做负极，Fe溶解，N棒变细，M为正极，H+在M极得电子被还原成氢气，M棒不会变粗，故B不符合题意；
C．N为Zn，锌做负极，Zn溶解，N棒变细，M为正极，Ag+在M极得到电子被还原成银，M棒变粗，故C符合题意；
D．N为Fe，铁做负极，Fe溶解，N棒变细，M为正极，Fe3+在M极得电子被还原成Fe2+，M棒不会变粗，故D不符合题意；
故答案选C。
9．D
【详解】A. 水分解反应是吸热反应，所以生成物的总能量比反应物的总能量高，A错误；
B. 每反应消耗1 mol H2O反应转移2 mol电子，则反应分解0.02 mol H2O，转移的电子数为0.02 mol×2×6.02×1023/mol=2.408×1022，B错误；
C. 光解0.02 mol H2O，可生成H2的物质的量是0.02 mol，其在标准状况下的体积V(H2)=0.02 mol×22.4 L/mol=0.448 L，C错误；
D. 根据反应方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可知：2 mol Na反应会产生1 mol H2，则反应产生0.02 mol H2需要金属Na的物质的量是0.04 mol，D正确；
答案选D。
10．B
【详解】A．Zn(s) +H2SO4 (aq) =ZnSO4 (aq) +H2(g)反应放热，生成物的总能量小于反应物总能量，反应过程中的能量关系可用如图表示，故A正确；
B．Zn(s) +H2SO4 (aq) =ZnSO4 (aq) +H2(g)反应放热，1molZn(s) 和1molH2SO4 (aq)的总能量大于1molZnSO4 (aq)和1molH2(g)的总能量， 故B错误；
C．原电池中负极发生氧化反应，Zn(s) +H2SO4 (aq) =ZnSO4 (aq) +H2(g)反应中Zn发生氧化反应，若将该反应设计成原电池，锌为负极，故C正确；
D．若将其设计为原电池，正极放出氢气，当有16. 25g锌溶解时，正极放出气体在标况下为，故D正确；
选B。
11． A Fe-3e-+3OH-=Fe(OH)3 Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O 3：2 0.54 Fe3++ 3H2O= Fe(OH)3(胶体)+3H+
【分析】本题考查电化学知识，放电时是原电池，充电池是电解池；
（1）判断出铁棒为负极，阴极，碳棒为正极，阳极，盐桥中阳离子移向正极，可以判断出阳离子的移动方向，铁为负极，失去电子，写出电极反应；
（2）根据题目，信息已知放电后，两极均有红褐色物质生成，为Fe(OH)3，它在碳的电极区失电子，生成高铁酸根，完成电极反应；
（3）根据化合价升降法配平化学方程式，找到氧化剂和还原剂的物质的量关系。
【详解】（1）铁棒为原电池时为负极，电解池时为阴极，碳棒原电池时为正极，电解池时阳极，盐桥中阳离子移向正极，阳离子移向A，负极发生的电极反应是Fe-3e-+3OH-=Fe(OH)3，
故答案为：A；Fe-3e-+3OH-=Fe(OH)3；
（2）则充电时是电解池，两极均有红褐色物质生成，充电时碳为阳极，有氢氧化铁存在的条件下，发生电极反应式Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O，
故答案为：Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O；
（3）根据化合价升降总和相等配平化学方程式2Fe(OH)3+3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O氧化剂为ClO-，还原剂为Fe(OH)3，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：2，
故答案为：3：2；
（4）根据题意，有效氯是指每克消毒剂氧化能力相当于多少克氯气，则1g高铁酸钾的物质的量==mol，K2FeO4~Fe3+~3e-，Cl2~2Cl-~2e-，则2K2FeO4~3Cl2~6e-，则氯气的物质的量=×mol=mol，即氯气的质量=mol×71g/mol=0.54g；高铁酸钾絮凝净水的原理是铁离子水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附作用，离子反应为：Fe3++ 3H2O= Fe(OH)3+3H+，
故答案为：0.54；Fe3++ 3H2O= Fe(OH)3(胶体)+3H+。
【点睛】氧化还原反应的配平可以用化合价升降法，可以找到氧化剂和还原剂的物质的量之比。
12． 化学 电 b→a 还原 减弱 8：15
【详解】(1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能，电流方向与电子流向相反，所以电流方向为b→a；
(2)由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此a表面发生氧化反应，b表面发生还原反应，由题意转化为可推知催化剂a表面发生氧化反应，催化剂b表面发生还原反应生成，消耗，其附近酸性减弱；
(3)该电池总反应方程式为，设加入的为，为，则生成硫酸的质量为，反应后水的质量为，根据硫酸的浓度为49%，可以列式求得。
13． ⑩ Na
【分析】根据元素在周期表中的位置可知，①为N，②为F，③为Na，④为Mg，⑤为Al，⑥为Si，⑦为S，⑧为Cl，⑨为Ar，⑩为Se， 为Br，据此解答。
【详解】（1）一、二、三周期为短周期，四、五、六、七周期为长周期，Se和Br位于第四周期，属于长周期，故答案为：⑩ ；
（2）元素中，属于金属元素的为Na、Mg、Al，最活泼的金属元素是Na，在空气中燃烧生成过氧化钠，过氧化钠是离子化合物，由钠离子和过氧根离子构成，电子式为；
（3）元素中，最不活泼的元素是Ar，核内18个质子、核外18个电子，原子结构示意图为；
（4）Na、Mg、Al三种元素对应的简单阳离子的核外电子数相同，则半径最小、半径最大，核外电子数10，核内质子数为11，离子示意图为；
（5）元素中，最高价氧化物对应水化物呈两性的氢氧化铝，化学式为；
（6）金属Mg、Al与稀硫酸溶液形成的原电池中，Mg比Al活泼，易发生失去电子的氧化反应生成，所以Mg是负极，Al是正极，负极反应式为。
14． 负极 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 电流表指针偏转 ②③
【详解】(1)图A所示装置中，Zn失去电子作负极，Cu电极H+得到电子作正极，故锌片是负极；
(2)图A所示装置为原电池，可将反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑释放的能量直接转化为电能，装置中Zn失去电子作负极，锌片溶解，Cu电极上H+得到电子作正极，铜片上有气泡产生，产生电流，电流表指针偏转；
(3)图B为氢氧燃料电池，氧气在正极得到电子，氢气在负极失去电子，总反应为2H2＋O2=2H2O，电池在工作时，阳离子(H+)向正极定向移动，②③均正确，故答案选②③。
15．(1) A B O2＋2CO2＋4e－＝2
(2) O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 负 减弱 1.6
【详解】（1）科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，工作原理如下图1所示。
熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，燃料(CO、H2)作负极，氧化剂(O2)作正极，则电极A为负极，电极B为正极，电池工作时，外电路上电子移动的方向应从电极负极即A流向用电器，根据原电池离子“同性相吸”，则内电路中阳离子向正极即电极B移动，则B电极是氧气得到电子和二氧化碳变为碳酸根，其电极反应式O2＋2CO2＋4e－＝2；故答案为：A；B；O2＋2CO2＋4e－＝2。
（2）①根据燃烧电池中电子移动方向分析，a电极为负极，b电极为正极，假设使用的“燃料”是氢气，则b极为正极，氧气得到电子变为氢氧根，其电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；故答案为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－。
②假设使用的“燃料”是甲烷，燃料作负极，则通入甲烷气体的电极是电池的负极，电池总反应为，电池工作一段时间后，氢氧根不断消耗，因此电解液的碱性将减弱；故答案为：负；减弱。
③根据总反应得到1mol甲烷失去8mol电子变为1mol碳酸根，则消耗标准状况下的甲烷(物质的量为0.2mol)，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为1.6 ；故答案为：1.6。
16． 2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑ 有气泡冒出 Al－3e－+4OH－=AlO2－+2H2O 增重2.4g ABDE
【分析】本题考查Al与NaOH溶液的反应，原电池的组成和工作原理，电极反应式的书写和化学计算。
【详解】（1）装置A烧杯中Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，装置A烧杯中溶液温度升高说明Al与NaOH溶液的反应为放热反应；
（2）由于Mg与NaOH溶液不反应，装置B中Al为负极，Mg为正极，Mg极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Mg上的现象是：有气泡冒出。Al为负极，Al发生的电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；
（3）装置B中电池总反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，可见当导线中通过6mol电子时，有2molAl溶解同时产生3molH2，溶液质量增重（227-32）g=48g；当装置B导线中通过0.3mol电子时，装置B烧杯中溶液增重0.3mol=2.4g；
（4）A. 原电池是将化学能转化为电能的装置，原电池反应的过程中一定有电子转移，A项正确；
B. 原电池装置需要2个电极，B项正确；
C. 电极可以参加反应，如装置B中Al电极参与负极反应，C项错误；
D. 在原电池中，氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，氧化反应和还原反应拆开在两极发生，D项正确；
E. Mg、Al和稀硫酸构成原电池时Mg为负极、Al为正极，Mg、Al和NaOH溶液构成原电池时Mg为正极、Al为负极，原电池的正负极不仅与金属的活动性有关，而且也与电解质溶液有关，E项正确；
答案选ABDE。
17． a 正 正 氧化 Zn Ag2O 3.25
【分析】
原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子从负极流出经导线、负载流入正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极，通入氧气的电极为正极。
【详解】
(1)原电池工作时，电子从电池负极流出，而负极发生氧化反应，故通入氢气的电极为负极，所以由图中电子的运动方向可知，X极为电池的负极，氢气由a口通入，Y为电池的正极，答案为：a；正；
(2)①该原电池中，Zn元素的化合价由0价变成+2价，Ag元素化合价由+1变成0价，所以Zn是负极失电子发生氧化反应，Ag2O是正极得电子发生还原反应，答案为：正；氧化；
②原电池工作时电子从负极流出，流入正极，所以该原电池中，电子由负极Zn流向正极Ag2O，负极消耗物质的质量是x，根据负极的电极反应式进行计算可有：
列出比例式为： ，解得x=3.25g，答案为：Zn；Ag2O；3.25。
18． 化学 电 b→a 还原 减弱 SO2+2H2O 2e ==+4H+
【详解】(1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能,电流方向与电子流向相反，由b→a。
(2) 由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此b表面发生还原反应，催化剂b处的反应为：O2+2H++2e-=H2O， 酸性减弱。
(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸，电极方程式为：SO2+2H2O 2e ==+4H+
19．(1)氧化还原
(2) 还原 氧化
(3)定向
【分析】原电池是化学能转化为电能的装置，则理论上任何放热、自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极。
【详解】（1）理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
（2）外电路：还原性较强的物质在负极上失去电子，氧化性较强的物质在正极上得到电子。
（3）内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。
20． 4Al+3O2=2Al2O3，表面能形成致密的氧化膜，能保护内层金属不被氧化 O2+4e-+2H2O=4OH- 5.6L AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN 小于
【详解】(1) 铝属于活泼金属却能在空气中稳定存在，是因为铝在空气中能与氧气发生反应4Al+3O2=2Al2O3，生成的氧化铝是致密的氧化膜，能够有效的阻止内部的铝继续被氧化，故答案为：4Al+3O2=2Al2O3，表面能形成致密的氧化膜，能保护内层金属不被氧化；
(2)铝—空气电池，氯化钠溶液为中性电解质溶液，铝作负极发生反应：，空气中的氧气在正极发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，当铝电极质量减少9克时，由电极反应可知铝失电子物质的量为，根据电子得失守恒可得消耗氧气物质的量为，标准状况下氧气的体积为，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；5.6L；
(3) AlCl3与NaN3在高温下反应得氮化铝(AlN)和N2，根据原子守恒还有氯化钠生成，反应方程式为AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN，故答案为：AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN；
(4) AsH3分子的电子式为 ，相同压强下，NH3分子间存在氢键，氢键作用大于分子间作用力，导致NH3沸点大于AsH3的沸点，
故答案为： ；小于；
21．(1) 玻璃片因结冰而与小烧杯粘在一起 不是
(2) 吸 小于
(3)该反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生反应
【详解】（1）Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应生成氯化钡、氨气和水，观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状外，还可看到玻璃片因结冰而与小烧杯粘在一起。该反应是复分解反应，没有化合价升降，不是氧化还原反应，故答案为：玻璃片因结冰而与小烧杯粘在一起；不是。
（2）玻璃片上因结冰而与小烧杯粘在一起，说明该反应是吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量，故答案为：吸；小于。
（3）Ba(OH)2·8H2O晶体和氯化铵晶体之间的反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生化学反应；故答案为：该反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生反应。
22． 正 AD Al 2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O 开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变 Ag2SO4 30 10 17.5 确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响 当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降
【分析】Ⅰ.(1)实际发生自发性氧化还原反应的物质，前一装置中金属与氢离子反应，而后一装置中是铝与碱溶液反应，两者发生的反应不同；
(2)乙同学设计的实验装置，铝、铜、浓硝酸构成的原电池，根据测量和绘制原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，电流先减小，且电流方向改变，后由小变大，开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变；
(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，锌能将Ag2SO4中的银置换出来，银、锌、硫酸构成原电池加快反应速率；
(4)要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同。A组中硫酸为30mL，那么其它组硫酸量也都为30mL。而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，那么总量为20mL，所以V6=10mL，V9=17.5mL，V1=30mL；当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
【详解】Ⅰ.(1)实验前，甲同学认为“构成原电池的负极总是较活泼的金属材料”，根据他的判断，铝活泼性比镁弱，两个装置中的Al是正极；实际实验时发现两个装置中的电流表偏转方向不同：
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质，注意实际发生自发性氧化还原反应的物质，前一装置中金属与氢离子反应，而后一装置中是铝与碱溶液反应，两者发生的反应不同，故A正确；
B．镁的金属性一定比铝的金属性强，故B错误；
C．两实验的反应实质不同，不能得出：“金属活动性顺序已过时，已没有实用价值”的结论，故C错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，故应具体问题具体分析，故D正确；
故答案为：正；AD；
(2)乙同学设计的实验装置，根据测量和绘制原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，电流先减小，且电流方向改变，后由小变大，则图中0~t1阶段，铝比铜还原性强，铝先与硝酸反应，还原剂是铝，负极材料是Al，正极硝酸根离子得电子发生还原反应，正极的电极反应式是2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，t1后，外电路中电流方向发生改变，其原因是开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变;
故答案为：Al；2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变；
Ⅱ.(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，锌能将Ag2SO4中的银置换出来，银、锌、硫酸构成原电池加快反应速率，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4。故答案为：Ag2SO4；
(4)要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同。A组中硫酸为30mL，那么其它组硫酸量也都为30mL。而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，那么总量为20mL，所以V6=10mL，V9=17.5mL，V1=30mL，各量如表：
A B C D E F
4mol/LH2SO4/mL 30 V130 V230 V330 V430 V530
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V610 20
H2O/mL V720 V819.5 V917.5 V1015 10 0
则实验中V1＝30，V6＝10，V9＝17.5；实验中有的需要加入一定体积的水，其作用是确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响；实验结果发现：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。氢气生成速率下降的主要原因当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
故答案为：30；10；17.5；确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响；当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
【点睛】本题考查了原电池原理、反应速率计算和化学平衡化学反应速率的影响因素等，涉及化学反应速率、化学平衡的计算以及平衡移动等问题，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度中等。
23． ＞ 硝酸或硫酸 Cl－对铝与H＋之间的反应有催化作用 2Al3＋＋6H＋＋6NO3－=Al2O3＋6NO2↑＋3H2O B Cu－2e－=Cu2＋ NO3－
【分析】（1）该反应自发进行，且为放热反应，根据反应热=生成物的总能量-反应物的总能量作答；根据图示信息可知，X在常温下被Z的浓溶液钝化；
（2）根据影响反应速率的外因结合三种盐的结构特点分析；
（3）结合Z可能是硫酸或硝酸，及题意中II中反应产生的气泡有特殊颜色，推测该气泡为二氧化氮，据此分析作答；结合原电池的工作原理分析；
（4）Cu2＋为蓝色溶液；NO3－在正极得电子生成NO2。
【详解】（1）I进行的是自发的氧化还原反应，为放热反应，所以反应物总能量高于生成物总能量；由I、II可知，X在常温下被Z的浓溶液钝化，故Z可能是硫酸或硝酸，故答案为＞；硫酸或硝酸；
（2）由于加入（适量）等物质的量的NaCl、KCl、CsCl后反应速率明显加快，因三种盐均含有Cl－，而Cl－不可能与Al反应，故只能是Cl－起催化作用，故答案为Cl－对铝与H＋之间的反应有催化作用；
（3）有色气体为NO2，Z是硝酸，铝被浓硝酸氧化后生成致密的Al2O3，故反应的离子方程式为：2Al3＋＋6H＋＋6NO3－=Al2O3＋6NO2↑＋3H2O；由III知，X、Y与浓硝酸构成原电池且Y是负极，故Y的单质在常温下应该与浓硝酸发生反应，铅、镁、银都能与浓硝酸反应，石墨与浓硝酸不反应，答案选B；故答案为2Al3＋＋6H＋＋6NO3－=Al2O3＋6NO2↑＋3H2O；B；
（4）Ⅲ溶液最终变成蓝色，则说明生成铜离子，即铜是负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：Cu－2e－=Cu2＋；NO3－与H＋在正极得电子生成NO2和H2O，故答案为Cu－2e－=Cu2＋；NO3－。
答案第1页，共2页
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列变化属于吸热反应的是
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A．②④ B．①②④ C．② D．①④⑤
2．在如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，其中P为电解质溶液。由此判断M、N、P所代表的物质可能是
选项 M N P
A 锌 铜 稀硫酸
B 铜 锌 稀盐酸
C 银 锌 AgNO3溶液
D 铜 铁 Fe(NO3)3溶液
A．A B．B C．C D．D
3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A．钠在氯气中燃烧 B．氢氧化钡与氯化铵固体的反应
C．铁与稀盐酸的反应 D．氨水与稀硫酸的反应
4．由U形管、铁棒、碳棒和溶液组成的原电池装置如图所示，下列说法错误的是
A．电池工作时，碳棒上始终无气泡产生
B．电池工作时，溶液中的往铁棒移动
C．电池工作一段时间后，溶液中的溶质质量逐渐减轻
D．电池工作时，外电路中的电流方向为碳棒→灯泡→铁棒
5．X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解、Z极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+离子共存的溶液时，Y先析出；又知M、Y相连时电子由Y到M。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．X＞Z＞Y＞M B．X＞Y＞Z＞M C．M＞Z＞X＞Y D．X＞Z＞M＞Y
6．把X、Y、Z、W四种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连，均可形成原电池。相连时X为负极，相连时W上有气泡逸出，相连时X质量减少，相连时Y为正极。则四种金属的活动性顺序由小到大的排列为
A． B． C． D．
7．下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是
A．断开化学键会释放能量
B．化学反应过程中一定伴有能量变化
C．常温下进行的一定是放热反应
D．氧化还原反应均为放热反应
8．在如图所示装置中，观察到电流表指针偏转，M棒（左）变粗，N棒（右）变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（ ）
M N P
A． 锌 铜 硫酸铜溶液
B． 铜 铁 稀盐酸
C． 银 锌 硝酸银溶液
D． 铜 铁 硝酸铁溶液
A．A B．B C．C D．D
9．利用太阳能分解水制氢气，若光解0.02 mol H2O，下列说法正确的是
A．该反应中，生成物的总能量比反应物的总能量低
B．反应中转移的电子数为2.408×1023
C．可生成H2的体积为0.224 L (标准状况)
D．生成 H2的量理论上等于0.04 molNa与水反应产生H2的量
10．对于Zn(s) +H2SO4 (aq) =ZnSO4 (aq) +H2(g)的化学反应，下列叙述不正确的
A．反应过程中的能量关系可用如图表示
B．lmol 锌的能量一定高于1molH2所含的能量
C．若将该反应设计成原电池，锌为负极
D．若将其设计为原电池，当有16. 25g锌溶解时，正极放出气体在标况下为5. 6L
二、填空题
11．近期科学家正在研究以高铁酸钾（K2FeO4）为电极的能质比较高的高铁电池。如图甲是高铁电池的实验装置：（已知放电后，两极均有红褐色物质生成。）
（1）盐桥中含有饱和KCl溶液，放电时，盐桥中阳离子将移向 烧杯，负极发生的电极反应是 。
（2）若该电池属于二次电池，则充电时阳极发生的电极反应式为 。
（3）高铁酸钾（K2FeO4）还是一种理想的水处理剂，既能杀菌、消毒、又能絮凝净水。工业制备高铁酸钾的反应离子方程式为Fe(OH)3 +ClO-+OH-=FeO42-+Cl-+H2O（未配平），则该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
（4）有效氯含量是衡量杀菌消毒剂能力的指标，有效氯是指每克消毒剂氧化能力相当于多少克氯气。已知高铁酸钾消毒时还原产物为Fe3+，请计算高铁酸钾的有效氯为 （保留两位小数），请用离子方程式解释高铁酸钾消毒后絮凝净水的原理 。
12．下图是将转化为重要的化工原料的原理示意图。
请回答下列问题：
(1)该装置将 能转化为 能，电流方向为 (填“b→a”或“a→b”)。
(2)催化剂b表面发生 反应，其附近酸性 (填“增强”“不变”或“减弱”)。
(3)若得到的硫酸浓度为49%，则理论上参加反应的与加入的的质量比为 。
13．下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：
周期 族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA VA ⅥA ⅦA 0
2 ① ②
3 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
4 ⑩
（1）①- 中，属于长周期的元素是 填序号。
（2）①- 中，最活泼的金属元素是 填元素符号，在空气中燃烧的产物是 写出电子式。
（3）①- 中，最不活泼的元素其原子结构示意图为 。
（4）③④⑤三种元素对应的简单阳离子中，半径最大的离子结构示意图为 。
（5）在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，呈两性的氢氧化物是 写化学式。
（6）若将④⑤的单质用导线相连插入稀硫酸溶液中形成原电池，则该原电池的负极反应式 。
14．化学能在一定条件下可转化为电能。
(1)图A所示装置中，锌片是 (填“正极”或“负极”)。
(2)图A所示装置可将 (写化学方程式)释放的能量直接转化为电能，证明化学能转化为电能的实验现象是：铜片上有气泡产生、 。
(3)燃料电池已经开始应用于新能源汽车等领域，某氢氧燃料电池的原理如图B所示。下列说法正确的是 (填序号)。
①氧气是负极反应物
②总反应为2H2＋O2=2H2O
③电池工作时，其中H+定向移动
15．目前市场上的电池种类繁多，性能也各不相同。
(1)科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，工作原理如下图1所示。电池工作时，外电路上电子移动的方向应从电极 (填A或B)流向用电器。内电路中阳离子向电极 (填A或B)移动，试写出B电极的电极反应式 。
(2)某种燃料电池的工作原理示意如上图2所示(a、b均为石墨电极)。
①假设使用的“燃料”是氢气，则b极的电极反应式为 。
②假设使用的“燃料”是甲烷，则通入甲烷气体的电极是电池的 (填“正”或“负”)极，电池工作一段时间后，电解液的碱性将 (填“增强”、“减弱”或“不变”)
③若消耗标准状况下的甲烷，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为 (用表示)。
16．某学习小组用如下图所示装置A、B分别探究金属铝与稀氢氧化钠溶液的反应，实验过程中装置A中烧杯内的溶液温度升高，装置B中烧杯的电流计指针发生偏转，请回答以下问题。
（1）装置A烧杯中反应的离子方程式为 。
（2）装置B中Mg上的现象是 ，Al发生的电极反应式是 。
（3）当装置B导线中通过0.3mol电子时，装置B烧杯中溶液的质量变化为 （填增重或减轻多少克）。
（4）该小组同学反思原电池的原理，其中观点正确的是 （填字母序号）。
A．原电池反应的过程中一定有电子转移
B．原电池装置需要2个电极
C．电极一定不能参加反应
D．氧化反应和还原反应可以拆开在两极发生
E．原电池的正负极不仅与金属的活动性有关，而且也与电解质溶液有关
17．（1）如图为氢氧燃料电池的构造示意图，根据电子运动方向，可知氢气从 口通入(填“a”或“b”)，Y极为电池的 (填“正”或“负”)极。
（2）微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为：
Zn＋2OH--2e-=ZnO＋H2O
Ag2O＋H2O＋2e-=2Ag＋2OH-
总反应为Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag
①Ag2O是 极，Zn发生 反应。
②电子由 极流向 极(填“Zn”或“Ag2O”)，当电路通过0.1mol电子时，负极消耗物质的质量是 g。
18．下图是将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。
请回答下列问题：
(1)该装置将 能转化为 能，电流方向为 (填“b→a”或“a→b”)。
(2)催化剂b表面O2发生 反应，其附近酸性 (填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(3)催化剂a表面的电极反应式： 。
19．填空
(1)理论上，任何自发的 反应都可以设计成原电池。
(2)外电路： 性较强的物质在负极上失去电子， 性较强的物质在正极上得到电子。
(3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作 移动。
20．铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用。
(1)铝属于活泼金属却能在空气中稳定存在，原因是(用化学用语及相关文字说明) 。
(2)铝电池性能优越，在现代生产、生活中有广泛的应用。铝—空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示。
该电池的正极反应方程式为 ，当铝电极质量减少9克，则另一极通入的氧气的体积在标准状况下为 。
(3)AlCl3与NaN3在高温下反应可制得高温结构陶瓷氮化铝(AlN)，且生成N2。写出反应化学方程式为 。
(4)在元素周期表中，砷位于铝的下一周期，与氮元素同主族，写出AsH3分子的电子式为 ，相同压强下，AsH3的沸点 NH3(填“大于”或“小于”)。
三、实验题
21．如图所示，在一个小烧杯里加入研细的20gBa(OH)2·8H2O晶体。将此小烧杯放在事先滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向小烧杯中加入10gNH4Cl晶体，并用玻璃棒快速搅拌。
(1)该实验中观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状以外，还有 。该反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(2)该反应为 (填“吸”或“放”)热反应，说明反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
(3)实验中要用玻璃棒搅拌的原因是 。
22．某化学兴趣小组的几位同学探究原电池原理的应用时，做了如下的实验：
Ⅰ.原电池原理判断金属的活泼性
(1)实验前，甲同学认为“构成原电池的负极总是较活泼的金属材料”，根据他的判断，两个装置中的Al是 极；实际实验时发现两个装置中的电流表偏转方向不同，则以下的判断正确的是
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，故应具体问题具体分析
(2)乙同学设计了如图的实验装置，并测量和绘制了原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，则图中0~t1阶段，负极材料是 ，正极的电极反应式是 ，t1后，外电路中电流方向发生改变，其原因是
Ⅱ.原电池原理改变化学反应速率
(3)丙同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是 。
(4)丁同学进一步研究硫酸铜用量的多少对反应速率的具体影响，设计了如下一系列实验，将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。
A B C D E F
4mol/LH2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
则实验中V1＝ ，V6＝ ，V9＝ ；实验中有的需要加入一定体积的水，其作用是 ；实验结果发现：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
23．X、Y、Z均是中学化学中常见的物质，某同学用X、Y两种单质及Z的溶液进行实验，部分实验内容如下表所示：
步骤
现象 X表面产生大量无色气泡 X表面只能产生少量气泡，然后就无明显变化 X、接触后，X表面产生持续气泡
(1)I中反应物与生成物总能量的大小E(反应物) E(生成物）（填“ >”“< ”或“=”），仅仅由I、II中的信息可知，Z可能是 。
(2)若X是铝，在温度不变时向I中分别加入（适量）等物质的量的NaCl、KCl、CsCl后，产生无色气泡的速率明显加快，导致这种变化最可能的原因是 。
(3)若X是铝，II中反应产生的气泡有特殊颜色，则发生反应的离子方程式为 ；单质Y不可能是 (填字母）。
A 铅 B 石墨 C 镁 D 银
(4)若Ⅲ溶液最终变成蓝色，写出负极上电极反应式 ；变化过程中，参与正极上放电的离子是 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】①液态水汽化属于物理变化，不属于化学反应，不符合题意；
②将胆矾加热变为白色粉末发生五水硫酸铜分解产生硫酸铜和水，该反应为吸热反应，符合题意；
③浓硫酸稀释属于物理变化，不属于化学反应，不符合题意；
④氯酸钾分解制氧气为吸热反应，符合题意；
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰为放热反应，不符合题意；
综上所述，②④符合题意；
答案选A。
2．C
【详解】装置为原电池，M棒变粗为原电池正极，正极上金属离子得电子生成金属单质；N棒变细为原电池负极，据此分析判断。
A．锌做负极，溶解变细，即M变细，A错误；
B．锌做负极，失电子溶解变细，M电极生成氢气不会变粗，B错误；
C．锌做负极，溶解N电极变细，银作正极，溶液中银离子得到电子析出铜，M变粗，C正确；
D．Fe做负极，失电子发生氧化反应变细，铜做正极，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，N极不变，D错误；
答案选C。
3．B
【分析】生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应，据此分析解题。
【详解】A．钠在氯气中燃烧为放热反应，A错误；
B．氢氧化钡与氯化铵固体的反应为吸热反应，B正确；
C．铁与稀盐酸的反应为放热反应，C错误；
D．氨水与稀硫酸为中和反应为放热反应，D错误；
答案选B。
4．B
【详解】A．铁作负极失电子，碳棒作正极，正极上铜离子得电子生成单质铜，硫酸铜溶液足量，碳棒上始终无气泡产生，A正确；
B．碳棒作正极，正极上铜离子得电子生成单质铜，溶液中的铜离子往碳棒移动，B错误；
C．电池总反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，当溶液中有1molCu2+变成单质铜，则会有1molFe2+进入溶液中，1molCu2+的质量为64g，1molFe2+的质量为56g，电池工作一段时间后，溶液中的溶质质量逐渐减轻，C正确；
D．铁作负极，碳棒作正极，外电路中的电流方向为碳棒→灯泡→铁棒，D正确；
答案选B。
5．A
【详解】金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有H2放出，说明X为负极，Z为正极，则金属活动性X＞Z；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出，说明得到电子的能力：Z2+＜Y2+，所以金属活动性：Z＞Y；又知M、Y相连时电子由Y到M，则金属活动性：Y＞M；则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为X＞Z＞Y＞M，A项正确；
答案选A。
6．D
【详解】把X、Y、Z、W四种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连，均可形成原电池。相连时X为负极，则X比Y活泼；相连时W上有气泡逸出，则W为正极，Z比W活泼；相连时X质量减少，则X为负极，X比Z活泼；相连时Y为正极，则W比Y活泼。综上所述，四种金属的活动性顺序由小到大的排列为 ，故选D。
7．B
【详解】A．断开化学键会吸收能量，A错误；
B．能量变化是化学反应的特征之一，因此化学反应过程中一定伴有能量变化，B正确；
C．常温下进行的反应也可能是吸热反应，如NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应为吸热反应，C错误；
D．氧化还原反应也可能为吸热反应，如灼热的C和二氧化碳反应生成CO，D错误；
答案选B。
8．C
【详解】M变粗，为正极，溶液的金属阳离子得到电子被还原成金属单质，N变细，为负极，是金属单质溶解；
A．M为锌，做负极，Zn溶解，M棒变细，N为正极，Cu2+在N极得电子被还原成Cu，N棒变粗，故A不符合题意；
B．N为Fe，铁做负极，Fe溶解，N棒变细，M为正极，H+在M极得电子被还原成氢气，M棒不会变粗，故B不符合题意；
C．N为Zn，锌做负极，Zn溶解，N棒变细，M为正极，Ag+在M极得到电子被还原成银，M棒变粗，故C符合题意；
D．N为Fe，铁做负极，Fe溶解，N棒变细，M为正极，Fe3+在M极得电子被还原成Fe2+，M棒不会变粗，故D不符合题意；
故答案选C。
9．D
【详解】A. 水分解反应是吸热反应，所以生成物的总能量比反应物的总能量高，A错误；
B. 每反应消耗1 mol H2O反应转移2 mol电子，则反应分解0.02 mol H2O，转移的电子数为0.02 mol×2×6.02×1023/mol=2.408×1022，B错误；
C. 光解0.02 mol H2O，可生成H2的物质的量是0.02 mol，其在标准状况下的体积V(H2)=0.02 mol×22.4 L/mol=0.448 L，C错误；
D. 根据反应方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可知：2 mol Na反应会产生1 mol H2，则反应产生0.02 mol H2需要金属Na的物质的量是0.04 mol，D正确；
答案选D。
10．B
【详解】A．Zn(s) +H2SO4 (aq) =ZnSO4 (aq) +H2(g)反应放热，生成物的总能量小于反应物总能量，反应过程中的能量关系可用如图表示，故A正确；
B．Zn(s) +H2SO4 (aq) =ZnSO4 (aq) +H2(g)反应放热，1molZn(s) 和1molH2SO4 (aq)的总能量大于1molZnSO4 (aq)和1molH2(g)的总能量， 故B错误；
C．原电池中负极发生氧化反应，Zn(s) +H2SO4 (aq) =ZnSO4 (aq) +H2(g)反应中Zn发生氧化反应，若将该反应设计成原电池，锌为负极，故C正确；
D．若将其设计为原电池，正极放出氢气，当有16. 25g锌溶解时，正极放出气体在标况下为，故D正确；
选B。
11． A Fe-3e-+3OH-=Fe(OH)3 Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O 3：2 0.54 Fe3++ 3H2O= Fe(OH)3(胶体)+3H+
【分析】本题考查电化学知识，放电时是原电池，充电池是电解池；
（1）判断出铁棒为负极，阴极，碳棒为正极，阳极，盐桥中阳离子移向正极，可以判断出阳离子的移动方向，铁为负极，失去电子，写出电极反应；
（2）根据题目，信息已知放电后，两极均有红褐色物质生成，为Fe(OH)3，它在碳的电极区失电子，生成高铁酸根，完成电极反应；
（3）根据化合价升降法配平化学方程式，找到氧化剂和还原剂的物质的量关系。
【详解】（1）铁棒为原电池时为负极，电解池时为阴极，碳棒原电池时为正极，电解池时阳极，盐桥中阳离子移向正极，阳离子移向A，负极发生的电极反应是Fe-3e-+3OH-=Fe(OH)3，
故答案为：A；Fe-3e-+3OH-=Fe(OH)3；
（2）则充电时是电解池，两极均有红褐色物质生成，充电时碳为阳极，有氢氧化铁存在的条件下，发生电极反应式Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O，
故答案为：Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O；
（3）根据化合价升降总和相等配平化学方程式2Fe(OH)3+3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O氧化剂为ClO-，还原剂为Fe(OH)3，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：2，
故答案为：3：2；
（4）根据题意，有效氯是指每克消毒剂氧化能力相当于多少克氯气，则1g高铁酸钾的物质的量==mol，K2FeO4~Fe3+~3e-，Cl2~2Cl-~2e-，则2K2FeO4~3Cl2~6e-，则氯气的物质的量=×mol=mol，即氯气的质量=mol×71g/mol=0.54g；高铁酸钾絮凝净水的原理是铁离子水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附作用，离子反应为：Fe3++ 3H2O= Fe(OH)3+3H+，
故答案为：0.54；Fe3++ 3H2O= Fe(OH)3(胶体)+3H+。
【点睛】氧化还原反应的配平可以用化合价升降法，可以找到氧化剂和还原剂的物质的量之比。
12． 化学 电 b→a 还原 减弱 8：15
【详解】(1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能，电流方向与电子流向相反，所以电流方向为b→a；
(2)由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此a表面发生氧化反应，b表面发生还原反应，由题意转化为可推知催化剂a表面发生氧化反应，催化剂b表面发生还原反应生成，消耗，其附近酸性减弱；
(3)该电池总反应方程式为，设加入的为，为，则生成硫酸的质量为，反应后水的质量为，根据硫酸的浓度为49%，可以列式求得。
13． ⑩ Na
【分析】根据元素在周期表中的位置可知，①为N，②为F，③为Na，④为Mg，⑤为Al，⑥为Si，⑦为S，⑧为Cl，⑨为Ar，⑩为Se， 为Br，据此解答。
【详解】（1）一、二、三周期为短周期，四、五、六、七周期为长周期，Se和Br位于第四周期，属于长周期，故答案为：⑩ ；
（2）元素中，属于金属元素的为Na、Mg、Al，最活泼的金属元素是Na，在空气中燃烧生成过氧化钠，过氧化钠是离子化合物，由钠离子和过氧根离子构成，电子式为；
（3）元素中，最不活泼的元素是Ar，核内18个质子、核外18个电子，原子结构示意图为；
（4）Na、Mg、Al三种元素对应的简单阳离子的核外电子数相同，则半径最小、半径最大，核外电子数10，核内质子数为11，离子示意图为；
（5）元素中，最高价氧化物对应水化物呈两性的氢氧化铝，化学式为；
（6）金属Mg、Al与稀硫酸溶液形成的原电池中，Mg比Al活泼，易发生失去电子的氧化反应生成，所以Mg是负极，Al是正极，负极反应式为。
14． 负极 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 电流表指针偏转 ②③
【详解】(1)图A所示装置中，Zn失去电子作负极，Cu电极H+得到电子作正极，故锌片是负极；
(2)图A所示装置为原电池，可将反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑释放的能量直接转化为电能，装置中Zn失去电子作负极，锌片溶解，Cu电极上H+得到电子作正极，铜片上有气泡产生，产生电流，电流表指针偏转；
(3)图B为氢氧燃料电池，氧气在正极得到电子，氢气在负极失去电子，总反应为2H2＋O2=2H2O，电池在工作时，阳离子(H+)向正极定向移动，②③均正确，故答案选②③。
15．(1) A B O2＋2CO2＋4e－＝2
(2) O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 负 减弱 1.6
【详解】（1）科学家发明了一种以熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，工作原理如下图1所示。
熔融碳酸盐为离子导体的新型燃料电池，燃料(CO、H2)作负极，氧化剂(O2)作正极，则电极A为负极，电极B为正极，电池工作时，外电路上电子移动的方向应从电极负极即A流向用电器，根据原电池离子“同性相吸”，则内电路中阳离子向正极即电极B移动，则B电极是氧气得到电子和二氧化碳变为碳酸根，其电极反应式O2＋2CO2＋4e－＝2；故答案为：A；B；O2＋2CO2＋4e－＝2。
（2）①根据燃烧电池中电子移动方向分析，a电极为负极，b电极为正极，假设使用的“燃料”是氢气，则b极为正极，氧气得到电子变为氢氧根，其电极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；故答案为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－。
②假设使用的“燃料”是甲烷，燃料作负极，则通入甲烷气体的电极是电池的负极，电池总反应为，电池工作一段时间后，氢氧根不断消耗，因此电解液的碱性将减弱；故答案为：负；减弱。
③根据总反应得到1mol甲烷失去8mol电子变为1mol碳酸根，则消耗标准状况下的甲烷(物质的量为0.2mol)，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为1.6 ；故答案为：1.6。
16． 2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑ 有气泡冒出 Al－3e－+4OH－=AlO2－+2H2O 增重2.4g ABDE
【分析】本题考查Al与NaOH溶液的反应，原电池的组成和工作原理，电极反应式的书写和化学计算。
【详解】（1）装置A烧杯中Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，装置A烧杯中溶液温度升高说明Al与NaOH溶液的反应为放热反应；
（2）由于Mg与NaOH溶液不反应，装置B中Al为负极，Mg为正极，Mg极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Mg上的现象是：有气泡冒出。Al为负极，Al发生的电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；
（3）装置B中电池总反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，可见当导线中通过6mol电子时，有2molAl溶解同时产生3molH2，溶液质量增重（227-32）g=48g；当装置B导线中通过0.3mol电子时，装置B烧杯中溶液增重0.3mol=2.4g；
（4）A. 原电池是将化学能转化为电能的装置，原电池反应的过程中一定有电子转移，A项正确；
B. 原电池装置需要2个电极，B项正确；
C. 电极可以参加反应，如装置B中Al电极参与负极反应，C项错误；
D. 在原电池中，氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，氧化反应和还原反应拆开在两极发生，D项正确；
E. Mg、Al和稀硫酸构成原电池时Mg为负极、Al为正极，Mg、Al和NaOH溶液构成原电池时Mg为正极、Al为负极，原电池的正负极不仅与金属的活动性有关，而且也与电解质溶液有关，E项正确；
答案选ABDE。
17． a 正 正 氧化 Zn Ag2O 3.25
【分析】
原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电子从负极流出经导线、负载流入正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极，通入氧气的电极为正极。
【详解】
(1)原电池工作时，电子从电池负极流出，而负极发生氧化反应，故通入氢气的电极为负极，所以由图中电子的运动方向可知，X极为电池的负极，氢气由a口通入，Y为电池的正极，答案为：a；正；
(2)①该原电池中，Zn元素的化合价由0价变成+2价，Ag元素化合价由+1变成0价，所以Zn是负极失电子发生氧化反应，Ag2O是正极得电子发生还原反应，答案为：正；氧化；
②原电池工作时电子从负极流出，流入正极，所以该原电池中，电子由负极Zn流向正极Ag2O，负极消耗物质的质量是x，根据负极的电极反应式进行计算可有：
列出比例式为： ，解得x=3.25g，答案为：Zn；Ag2O；3.25。
18． 化学 电 b→a 还原 减弱 SO2+2H2O 2e ==+4H+
【详解】(1)该装置没有外加电源，是一个原电池，把化学能转化为电能,电流方向与电子流向相反，由b→a。
(2) 由图示可看出，电子由a表面转移到b表面，因此b表面发生还原反应，催化剂b处的反应为：O2+2H++2e-=H2O， 酸性减弱。
(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸，电极方程式为：SO2+2H2O 2e ==+4H+
19．(1)氧化还原
(2) 还原 氧化
(3)定向
【分析】原电池是化学能转化为电能的装置，则理论上任何放热、自发的氧化还原反应都可以设计成原电池，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极。
【详解】（1）理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
（2）外电路：还原性较强的物质在负极上失去电子，氧化性较强的物质在正极上得到电子。
（3）内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。
20． 4Al+3O2=2Al2O3，表面能形成致密的氧化膜，能保护内层金属不被氧化 O2+4e-+2H2O=4OH- 5.6L AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN 小于
【详解】(1) 铝属于活泼金属却能在空气中稳定存在，是因为铝在空气中能与氧气发生反应4Al+3O2=2Al2O3，生成的氧化铝是致密的氧化膜，能够有效的阻止内部的铝继续被氧化，故答案为：4Al+3O2=2Al2O3，表面能形成致密的氧化膜，能保护内层金属不被氧化；
(2)铝—空气电池，氯化钠溶液为中性电解质溶液，铝作负极发生反应：，空气中的氧气在正极发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，当铝电极质量减少9克时，由电极反应可知铝失电子物质的量为，根据电子得失守恒可得消耗氧气物质的量为，标准状况下氧气的体积为，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；5.6L；
(3) AlCl3与NaN3在高温下反应得氮化铝(AlN)和N2，根据原子守恒还有氯化钠生成，反应方程式为AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN，故答案为：AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN；
(4) AsH3分子的电子式为 ，相同压强下，NH3分子间存在氢键，氢键作用大于分子间作用力，导致NH3沸点大于AsH3的沸点，
故答案为： ；小于；
21．(1) 玻璃片因结冰而与小烧杯粘在一起 不是
(2) 吸 小于
(3)该反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生反应
【详解】（1）Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应生成氯化钡、氨气和水，观察到的现象除产生刺激性气味的气体及反应混合物呈糊状外，还可看到玻璃片因结冰而与小烧杯粘在一起。该反应是复分解反应，没有化合价升降，不是氧化还原反应，故答案为：玻璃片因结冰而与小烧杯粘在一起；不是。
（2）玻璃片上因结冰而与小烧杯粘在一起，说明该反应是吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量，故答案为：吸；小于。
（3）Ba(OH)2·8H2O晶体和氯化铵晶体之间的反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生化学反应；故答案为：该反应是固体之间的反应，搅拌可使混合物充分接触并发生反应。
22． 正 AD Al 2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O 开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变 Ag2SO4 30 10 17.5 确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响 当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降
【分析】Ⅰ.(1)实际发生自发性氧化还原反应的物质，前一装置中金属与氢离子反应，而后一装置中是铝与碱溶液反应，两者发生的反应不同；
(2)乙同学设计的实验装置，铝、铜、浓硝酸构成的原电池，根据测量和绘制原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，电流先减小，且电流方向改变，后由小变大，开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变；
(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，锌能将Ag2SO4中的银置换出来，银、锌、硫酸构成原电池加快反应速率；
(4)要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同。A组中硫酸为30mL，那么其它组硫酸量也都为30mL。而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，那么总量为20mL，所以V6=10mL，V9=17.5mL，V1=30mL；当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
【详解】Ⅰ.(1)实验前，甲同学认为“构成原电池的负极总是较活泼的金属材料”，根据他的判断，铝活泼性比镁弱，两个装置中的Al是正极；实际实验时发现两个装置中的电流表偏转方向不同：
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质，注意实际发生自发性氧化还原反应的物质，前一装置中金属与氢离子反应，而后一装置中是铝与碱溶液反应，两者发生的反应不同，故A正确；
B．镁的金属性一定比铝的金属性强，故B错误；
C．两实验的反应实质不同，不能得出：“金属活动性顺序已过时，已没有实用价值”的结论，故C错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，故应具体问题具体分析，故D正确；
故答案为：正；AD；
(2)乙同学设计的实验装置，根据测量和绘制原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，电流先减小，且电流方向改变，后由小变大，则图中0~t1阶段，铝比铜还原性强，铝先与硝酸反应，还原剂是铝，负极材料是Al，正极硝酸根离子得电子发生还原反应，正极的电极反应式是2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，t1后，外电路中电流方向发生改变，其原因是开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变;
故答案为：Al；2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变；
Ⅱ.(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，锌能将Ag2SO4中的银置换出来，银、锌、硫酸构成原电池加快反应速率，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4。故答案为：Ag2SO4；
(4)要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同。A组中硫酸为30mL，那么其它组硫酸量也都为30mL。而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，那么总量为20mL，所以V6=10mL，V9=17.5mL，V1=30mL，各量如表：
A B C D E F
4mol/LH2SO4/mL 30 V130 V230 V330 V430 V530
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V610 20
H2O/mL V720 V819.5 V917.5 V1015 10 0
则实验中V1＝30，V6＝10，V9＝17.5；实验中有的需要加入一定体积的水，其作用是确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响；实验结果发现：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。氢气生成速率下降的主要原因当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
故答案为：30；10；17.5；确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响；当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
【点睛】本题考查了原电池原理、反应速率计算和化学平衡化学反应速率的影响因素等，涉及化学反应速率、化学平衡的计算以及平衡移动等问题，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度中等。
23． ＞ 硝酸或硫酸 Cl－对铝与H＋之间的反应有催化作用 2Al3＋＋6H＋＋6NO3－=Al2O3＋6NO2↑＋3H2O B Cu－2e－=Cu2＋ NO3－
【分析】（1）该反应自发进行，且为放热反应，根据反应热=生成物的总能量-反应物的总能量作答；根据图示信息可知，X在常温下被Z的浓溶液钝化；
（2）根据影响反应速率的外因结合三种盐的结构特点分析；
（3）结合Z可能是硫酸或硝酸，及题意中II中反应产生的气泡有特殊颜色，推测该气泡为二氧化氮，据此分析作答；结合原电池的工作原理分析；
（4）Cu2＋为蓝色溶液；NO3－在正极得电子生成NO2。
【详解】（1）I进行的是自发的氧化还原反应，为放热反应，所以反应物总能量高于生成物总能量；由I、II可知，X在常温下被Z的浓溶液钝化，故Z可能是硫酸或硝酸，故答案为＞；硫酸或硝酸；
（2）由于加入（适量）等物质的量的NaCl、KCl、CsCl后反应速率明显加快，因三种盐均含有Cl－，而Cl－不可能与Al反应，故只能是Cl－起催化作用，故答案为Cl－对铝与H＋之间的反应有催化作用；
（3）有色气体为NO2，Z是硝酸，铝被浓硝酸氧化后生成致密的Al2O3，故反应的离子方程式为：2Al3＋＋6H＋＋6NO3－=Al2O3＋6NO2↑＋3H2O；由III知，X、Y与浓硝酸构成原电池且Y是负极，故Y的单质在常温下应该与浓硝酸发生反应，铅、镁、银都能与浓硝酸反应，石墨与浓硝酸不反应，答案选B；故答案为2Al3＋＋6H＋＋6NO3－=Al2O3＋6NO2↑＋3H2O；B；
（4）Ⅲ溶液最终变成蓝色，则说明生成铜离子，即铜是负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：Cu－2e－=Cu2＋；NO3－与H＋在正极得电子生成NO2和H2O，故答案为Cu－2e－=Cu2＋；NO3－。
答案第1页，共2页
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