第一章：化学反应与能量（含解析）转化同步习题2023-2024学年上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

第一章：化学反应与能量转化 同步习题
一、单选题（共12题）
1．已知25℃、101kPa时， ，请结合水的聚集状态变化时的焓变示意图分析，下列说法正确的是
A．液态水变为水蒸气是吸热过程
B．的燃烧热
C．1mol具有的能量比1mol具有的能量高
D．2mol与1mol生成2mol时，断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量
2．一种HCOOH燃料电池装置如图所示。下列说法正确的是
A．物质A是硫酸
B．该半透膜是阴离子交换膜
C．正极的电极反应式为：HCOO--2e-+2OH-=2+H2O
D．电池的总反应为：HCOO- +2Fe3++H2O= +2Fe2++2H+
3．某研究团队利用配位不饱和铜纳米点催化剂实现了乙炔高效稳定生产聚合级乙烯。图1所示膜电极反应器可用于持续制备聚合级乙烯，图2表示产物的选择性与电流强度的关系。

下列叙述错误的是
A．电流宜选择，电流高于时乙烷的选择性增大
B．X极的电极反应式为
C．膜R为阴离子交换膜
D．Y极生成(标准状况)，制备的乙烯小于
4．相同条件下，下列各组热化学方程式(溶液中的反应均是在稀溶液之间进行)中，的是
A．；
B．；
C．闪电时，；高温时，
D．；
5．已知：①lmolH分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量②1 mol C1分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量③由H原子和C1原子形成l mol HCl分子时释放431 kJ的能量下列叙述中正确的是
A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是： H2( g)+Cl2(g)="2HCl(g)"
B．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的
C．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的
D．氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气气体，反应的
6．新型电池的开发与使用在现代社会中已很普遍，一种水煤气燃料电池的能量转化率可达90%以上。下列说法不正确的是
A．总反应中包含有2CO+O2=2CO2
B．负极反应为H2-2e-=2H+、CO-2e-+H2O=CO2+2H+
C．电路中通过0.4 mol电子，电极消耗约4.48 L（标准状况）水煤气（CO：H2=1：1）
D．有机固体中的H+在放电时向正极移动，造成正极pH不断减小
7．金属镁被视为下一代能量存储系统负极材料的极佳选择。镁—溴电池的工作原理如图所示(正、负极区之间的离子选择性膜只允许Mg2+通过：反应前，正、负极区电解质溶液质量相等)。下列说法错误的是
A．Mg作负极，发生氧化反应
B．石墨电极上发生的电极反应为
C．用该电池对铅蓄电池进行充电时，N端与铅蓄电池中的Pb电极相连
D．当外电路通过0.2mol电子时，正、负极区电解质溶液质量差为2.4g
8．在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，实验装置如图所示：
下列有关说法不正确的是
A．阴极上的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+
B．阳极上的电极反应式为2HCl-2e-=Cl2+2H+
C．电路中转移1mol电子，需消耗氧气5.6L
D．该过程的总反应为4HCl+O2=2Cl2+2H2O
9．下图是氢氧燃料电池构造示意图。下列说法不正确的是
A．a极是负极
B．电子由b通过灯泡流向a
C．该电池总反应是2H2+ O2= 2H2O
D．该装置可将化学能转化为电能
10．下列有关热化学方程式及其叙述正确的是（ ）
A．H2的燃烧热为285.8kJ/mol，则H2O电解的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8kJ/mol
B．1molCH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445kJ/mol
C．已知2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221kJ/mol，则C的燃烧热为110.5kJ/mol
D．HF与NaOH溶液反应：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
11．工业上以为原料，用电化学法制备装置如图所示，其中a、b为石墨电极， c为离子交换膜(已知：)。下列说法错误的是
A．M为电源负极
B．b极电极反应式：
C．阴极区c增大
D．阳极区被氧化为
12．下图为处理含苯酚废水的两种方法：方法一是利用电解过程中产生的氧化能力极强的羟基自由基氧化苯酚；方法二是以高效光催化剂降解苯酚。下列说法中错误的是

A．方法一中，氢离子通过离子交换膜向a极移动
B．方法一中，b极电极反应式为：
C．方法二中，过程①的反应为
D．方法二中，1mol氧气参与反应，转移的电子是3mol
二、填空题（共8题）
13．电解原理在化学工业中有广泛应用。
(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：
①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是 。
②精制饱和食盐水在b口加入的物质为 (写化学式)
(2)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图：
离子种类 VO VO2+ V3+ V2+
颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色
①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，该电池放电时总反应式是 。
②当完成储能时，阴极溶液的颜色是
(3)将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为
③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向 极室(填“阴”或者“阳”)加入 (填化学式)。
14．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，负极电极反应式为： 。
(2) FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3+Cu =2FeCl2+CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为： 。当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的质量为： g。
(3)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为 。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①氢氧燃料电池的总反应化学方程式是： 。
②电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
15．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)阳极的电极反应式为 。
(2)阴极产生的气体为 。
(3)左侧的离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜，阴极区a% b%(填“＞”“＝”或“＜”)。
(4)Na2FeO4作为高效净水剂的工作原理是： 。
(5)能循环利用的物质是 。
16．钢铁工业是国家工业的支柱，每年钢铁生锈让国家损失大量资金，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图为：
(1)A电极对应的金属是 (写元素名称)，B电极的电极反应式是 ；
(2)若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为 ；
(3)镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因
17．新型固体燃料电池的电解质是固体氧化锆和氧化钇，高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。如图所示，其中多孔电极不参与电极反应。
(1)该电池的负极反应式为 。
(2)如果用该电池作为电解装置，当有16 g甲醇发生反应时，则理论上提供的电量表达式为 (1个电子的电量为1.6×10-19C)。
18．金属及其化合物在国民经济发展中起着重要作用。
（1）工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O+ Cu2S=6Cu+SO2
该反应的氧化剂是 ,当生成19.2gCu时，反应中转移的电子为 mol。铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生成（碱式碳酸同）。该过程负极的电极反应式 。
（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠分别作为两个电极的反应物，固体陶瓷（可传导）为电解质，其原理如图所示：
①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 。
物质
熔点/ ℃ 97.8 115 2050
沸点/ ℃ 892 444.6 2980
a.100 ℃以下 b.100 ℃~300 ℃ c.300 ℃~350 ℃ d.350 ℃~2050 ℃
②放电时，电极A为 极，S发生 反应。
③放电时，内电路中的的移动方向为 （填“从A到B”或“从B到A”）。
④充电时，总反应为所在电极与直流电源 极相连，阳极的电极反应式为 .
19．下图是一个电化学过程的示意图：
(1)图中乙池是 装置(填“电解池”或“原电池”)，写出通入一极的电极反应式 。
(2)反应一段时间后，乙池中溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)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)。
初步设计的实验装置示意图如图1所示，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。
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 ，盐桥中的移向 溶液。
20．根据所学知识回答问题：
(1)写出下列反应的热化学方程式：
①NH3(气态)在高温高压催化剂下分解生成1mol N2(气态)与H2(气态)，吸收92.2kJ的热量 。
②1mol H2(气态)与适量O2(气态)起反应，生成H2O(液态)能放出285.8kJ的热量 。
(2)工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0 MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应：
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1=-90.7 kJ·mol-1①
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5 kJ·mol-1②
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2 kJ·mol-1③
反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)，计算该反应的ΔH= 。
(3)一定温度下，反应H2+Cl2═2HCl中的某一基元反应H2+Cl·→HCl+H·，其能量变化如图所示。表示反应物分子中旧化学键没有完全断裂、新化学键没有完全形成的过渡态。
该基元反应的活化能为 kJ mol-1，△H为 kJ mol-1。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．1g液态水的能量比1g水蒸气的能量低，所以液态水变为水蒸气时需要吸收热量，选项A正确；
B．燃烧热是在常温常压下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，氢气燃烧的指定产物为液态水，选项B错误；
C．氢气与氧气反应生成气态水是放热反应，反应物的总能量比生成物的总能量高，但不能判断1mol与1mol具有的能量的高低，选项C错误；
D．氢气燃烧生成气态水为放热反应，断键吸收的总能量小于成键放出的总能量，选项D错误；
答案选A。
2．A
【分析】HCOOH燃料电池中，HCOOH发生失去电子的反应生成，所在电极为负极，电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-═+H2O，正极O2得电子生成H2O，O2+4e-+4H+=2H2O（需消耗H+），从装置中分离出的物质为K2SO4，所以放电过程中需补充的物质A是H2SO4，HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应将化学能转化为电能，总反应为2HCOOH+2OH-+O2=2+2H2O，原电池工作时K+通过半透膜移向正极。
【详解】A．根据分析，物质A是H2SO4，A正确；
B．根据分析，原电池工作时K+通过半透膜移向正极，因此该半透膜是阳离子交换膜，B错误；
C．根据分析，正极O2得电子生成H2O，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，C错误；
D．根据分析，总反应为2HCOOH+2OH-+O2=2+2H2O，D错误；
故选A。
3．B
【分析】由X极通乙炔然后生成乙烯可知X极得电子，发生还原反应，故为阴极；Y电极氢氧根离子放电生成氧气，Y为阳极，据此作答。
【详解】A．由图2可看出，电流选择时乙烯的选择性最大，大于时乙烷的选择性增大，A正确；
B．体系是氢氧化钾溶液呈碱性，故X极的电极反应式为，B错误；
C．Y极发生的电极反应是，膜R为阴离子交换膜可让X极产生的氢氧根移向Y极，弥补Y极氢氧根离子浓度的减小，C正确；
D．Y极生成(标准状况)，转移的电子为4mol，由乙炔生成乙烯需要转移的电子也为4mol，但由于此反应乙烯的选择性小于100%，故制备的乙烯小于，D正确；
故选B。
4．D
【详解】A．与碳的反应是吸热反应，与的反应是放热反应，，A不符合；
B．一水合氨电离吸热，，B不符合；
C．与反应的条件无关，与反应的始态和终态有关，，C不符合；
D．完全燃烧生成气态水时释放的能量比生成液态水时释放的能量少，因该反应的，故，D正确；
故选D。
5．C
【详解】
6．D
【分析】水煤气燃料电池的负极上通入的是燃料：一氧化碳和氢气，发生失电子的氧化反应，在正极上是氧气发生得电子的还原反应，阳离子移向正极，根据电极反应式确定电子转移的数目并进行计算即可。
【详解】A. 水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，因此，该燃料电池的总反应为：2CO+O2=2CO2、2H2+O2=2H2O或CO+H2+O2=CO2+H2O，A项正确；
B. 负极反应物是H2和CO，介质是有机固体超强酸，因此，负极反应为：H2-2e-=2H+、CO-2e-+H2O=CO2+2H+，B项正确；
C. 正极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，电路中通过0.4mol电子，正极消耗0.1mol O2，根据总反应式CO+H2+O2=CO2+H2O可知消耗氢气和一氧化碳均是0.1mol，因此标准状况下水煤气的体积为4.48L，C项正确；
D. 原电池工作时，阳离子向正极迁移，因此，该燃料电池工作时，氢离子向正极迁移，迁移到正极的氢离子数等于正极反应消耗的氢离子数，但反应中还有水生成，因此正极的氢离子浓度减小，pH增大，D项错误；答案选D。
7．C
【详解】A．根据电池放电时Mg2+的移动方向可推知，Mg作负极，发生氧化反应，A项正确；
B．石墨电极作正极，发生还原反应，电极反应为，B项正确；
C．铅蓄电池充电时的总反应为，Pb电极为负极，故要与M端相连(正接正，负接负)，C项错误；
D．当外电路通过0.2 mol电子时，负极发生反应：Mg-2e-=Mg2+，根据溶液的电中性，有0.1 mol Mg2+从负极区到正极区，故正极区溶液质量增加0.1mol24g/mol=2.4g，故正、负极区电解质溶液质量差为2.4g，D项正确；
答案选C。
8．C
【分析】根据电解质溶液中氢离子的移动方向或两电极化合价的变化，可判断左侧电极为阴极，右侧电极为阳极。
【详解】A．左侧电极为阴极，阴极上铁离子得电子，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，A说法正确；
B．阳极上通入的为HCl气体，则电极反应式为2HCl-2e-=Cl2+2H+，B说法正确；
C．电路中转移1mol电子，需消耗氧气0.25mol，即标况下的体积为5.6L，C说法错误；
D．该过程中，铁离子为催化剂，则总反应为4HCl+O2=2Cl2+2H2O，D说法正确；
答案为C。
9．B
【分析】氢氧燃料电池的H2通入负极，失去电子生成H+，O2通入正极得到电子生成H2O。
【详解】A．H2通入a极，H2失去电子生成H+，所以a极为负极，A正确；
B．电子在外电路中由负极移向正极，即由a通过灯泡流向b，B错误；
C．氢氧燃料电池的总反应为2H2+ O2= 2H2O，C正确；
D．原电池是把化学能转化为电能的装置，D正确。
故选B。
10．B
【详解】A．H2的燃烧热为285.8kJ/mol，则H2O电解的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8×2 kJ/mol，A不正确；
B．1molCH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890kJ的热量，若化学计量数变为原来的二分之一，则ΔH也变为原来的二分之一，所以热化学方程式为CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445kJ/mol，B正确；
C．已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ/mol，因为C(s)燃烧不完全，所以C的燃烧热大于110.5kJ/mol，C不正确；
D．HF的水溶液为弱酸，不能用H+表示，另外，HF在水溶液中电离放热，所以HF与NaOH溶液反应：HF (aq)+OH-(aq)=F-+H2O(l) ΔH＜-57.3kJ/mol，D不正确；
故选B。
11．D
【分析】右侧应产生氢离子，所以是溶液中的氢氧根离子反应生成氧气，剩余氢离子，则B为阳极，N为正极，M为负极。据此回答。
【详解】A．右侧应产生氢离子，所以是溶液中的氢氧根离子反应生成氧气，剩余氢离子，则B为阳极，N为正极，M为负极，A正确，不符合题意；
B．b极为阳极，溶液中的氢氧根离子反应，电极反应为：，B正确，不符合题意；
C．a极为阴极，溶液中的氢离子反应生成氢气，右侧的钾离子通过离子交换膜进入左侧溶液中，所以阴极区钾离子浓度增大，C正确，不符合题意；
D．，无元素化合价的升降， 不是氧化还原反应，D错误，符合题意；
故选D。
12．D
【分析】从图中可知，b电极附近H2O失电子生成·OH和H+，因此b电极为阳极，a电极为阴极。光催化剂BMO降解苯酚的实质为O2和苯酚在催化剂作用下反应生成CO2和H2O。
【详解】A．方法一中，b电极为阳极，a电极为阴极，电解质溶液中的阳离子向阴极移动，则氢离子通过离子交换膜向a极移动，A正确；
B．b电极为阳极，b电极上H2O失电子生成·OH和H+，电极反应式为，B正确；
C．方法二中，过程①与苯酚反应生成CO2和H2O，化学方程式为 ，C正确；
D．反应二中氧气与苯酚反应生成CO2和H2O，O2中氧的化合价从0价降低到-2价，则1mol氧气参与反应，转移4mol电子，D错误；
故答案选D。
13．(1) 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ NaOH
(2) V2++VO+2H+=V3++VO2++H2O 紫色
(3) PbCl+2e =Pb+4Cl H+ 阴 PbO
【分析】由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，右边电极为阴极，据此分析解答；全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应生成V3+，则 VO离子发生还原反应生成VO2+，据此书写反应的总方程式，电池储能时为电解池，电解的总反应为放电总反应的逆反应，据此分析解答；将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，据此分析解答。
【详解】（1）①电解饱和食盐水总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-，故答案为：2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-；
②由电解食盐水的装置图可知，钠离子移向右边，则左边电极为阳极，A连接电源正极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，所以精制饱和食盐水从图中a位置补充，右边电极为阴极，B连接电源负极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- 或2H++2e-=H2↑，生成氢氧化钠从图中d位置流出，b口加入的物质是稀氢氧化钠溶液，故答案为：NaOH；
（2）①全钒液流电池放电时V2+发生氧化反应，则 VO离子发生还原反应，反应的总方程式为V2++VO═V3++VO2++H2O，故答案为：V2++VO+2H+=V3++VO2++H2O；
②电池储能时为电解池，电解的总反应为V3++VO2++H2O= V2++VO+2H+，阴极发生还原反应，阴极反应式为V3++e-═V2+，阴极溶液颜色变为紫色，故答案为：紫色；
（3）①阴极发生还原反应，Na2PbC14被还原生成Pb，阴极反应式为PbCl+2e-=Pb+4Cl-，故答案为：PbCl+2e-=Pb↓+4Cl-；
②电解时阳离子向阴极移动，通过阳离子交换膜的离子主要为氢离子，故答案为：H+；
③电解过程中，Na2PbCl4在阴极发生还原反应，阴极发生还原反应生成Pb，阳极发生氧化反应生成氧气，Na2PbCl4浓度不断减小，为恢复浓度，则应在阴极加入PbO，溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，故答案为：阴；PbO。
14． Pb-2e-+=PbSO4 Cu 6.4 B 2H2+O2=2H2O 减小
【详解】(1)铅蓄电池的正极为PbO2，负极为Pb，负极失电子发生氧化反应，电极反应为Pb-2e-+=PbSO4；
(2)由方程式2FeCl3+Cu = 2FeCl2+CuCl2可知，该反应中Cu失电子被氧化，做原电池的负极；负极的电极反应为Cu-2e-=Cu2+，当线路中转移0.2mol电子时，则被腐蚀铜的物质的量为0.1mol，质量为0.1mol×64g/mol=6.4g；
(3)铝片和铜片插入浓HNO3溶液中，金属铝会钝化，金属铜和浓硝酸之间会发生自发的氧化还原反应，4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，此时金属铜时负极，金属铝是正极；铝片和铜片插入稀NaOH溶液中，金属铜不反应，金属铝能和氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，2Al +2NaOH+2H2O=2NaAlO2 +3H2↑，此时金属铝是负极，金属铜是正极，故选B；
(4) ①氢氧燃料电池的总反应即是氢气与氧气反应生成水，反应的总方程式为2H2+O2=2H2O；
②由于氢氧燃料电池的总反应是2H2+O2=2H2O，电池工作一段时间后，生成的水稀释了硫酸，故硫酸的浓度减小。
15． Fe+8OH--6e-=FeO+4H2O H2 阳 ＜ 强氧化性，可杀菌消毒；FeO被还原为Fe3+，Fe3+水解生成的氢氧化铁胶体吸附了水中悬浮的颗粒，起到净水的作用 NaOH溶液
【分析】电解时，右侧阳极铁电极反应为：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；左侧阴极的反应式为：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NaOH溶液变稀，可以将左侧流出的NaOH浓溶液补充到该装置中部，以保证装置连续工作，以此解答该题。
【详解】(1)在阳极上Fe失去电子，与溶液中的OH-结合形成FeO和H2O，所以阳极的电极反应式为：Fe+8OH--6e-=FeO+4H2O；
(2)在阴极上水电离产生的H+得到电子变为H2逸出，因此阴极上产生的气体是H2；
(3)根据上述分析可知：左侧的离子交换膜为阳离子交换膜，进入的NaOH溶液浓度较小，流出的NaOH溶液浓度比原来大，故阴极区NaOH溶液的浓度：a%＜b%；
(4)Na2FeO4作为高效净水剂的工作原理是因为Na2FeO4具有强氧化性，具有杀菌消毒作用；FeO得到电子被还原为Fe3+，Fe3+水解生成的氢氧化铁胶体吸附了水中悬浮的颗粒，使之形成沉淀，因此又同时起到净水的作用；
(5)加入NaOH溶液为电解质溶液，在电解过程中，NaOH溶液有从阴极流出，可以补充到电解池中进一步使用，因此能够循环利用的物质是NaOH溶液。
16． 铜 Cu2++2e﹣═Cu 0.08 铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀
【分析】（1）电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，阴极上得电子发生还原反应；
（2）阳极上铜失电子发生氧化反应， 阴极上铜离子得电子发生还原反应，若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后二者质量差为5.12g，二者质量差的一半为阴极析出的铜，根据铜和转移电子之间的关系式计算；
（3）作原电池负极的铁易被腐蚀，作原电池正极的铁易被保护。
【详解】（1）电镀时，镀层铜作阳极，镀件铁作阴极，所以A是铜，B是铁，阴极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e﹣═Cu ,故答案为:铜; Cu2++2e﹣═Cu ；
（2）阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应，若电镀前铁、铜两片金属质量相同， 电镀完成后二者质量差为5.12g，二者质量差的一半为阴极析出的铜，则转移电子的物质的量： = 0.08mol；故答案为：0.08 ；
（3）锌、铁和电解质溶液构成原电池时，锌易失电子作负极，铁作正极被保护 ；铜、铁和电解质溶液构成原电池时，铁易失电子作负极被腐蚀，所以镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀。故答案为:铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀。
17．(1)CH3OH-6e-＋3O2-=CO2＋2H2O
(2)×6×6.02×1023 mol-1×1.6×10-19C
【详解】（1）由图可知，甲醇失去电子发生氧化反应为负极，电极反应为CH3OH-6e-＋3O2-=CO2＋2H2O；
（2）16 g甲醇为，根据CH3OH~6e-可知，转移电子×6，则则理论上提供的电量表达式为×6×6.02×1023 mol-1×1.6×10-19C。
18． Cu2O和Cu2S 0.3 2Cu+4OH－+CO2－4e－= Cu2(OH)2CO3+H2O C 负 还原 从A到B 负 Sx 2—2e- = xS
【详解】试题分析：（1）在2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2反应中，Cu元素的化合价从+1价降低到0价，所以Cu2O和Cu2S都是氧化剂；当生成19.2gCu时，Cu的物质的量是0.3mol，则反应中转移的电子的物质的量是0.3mol；Cu发生吸氧腐蚀生成碱式碳酸铜，则负极是Cu失去电子，与氢氧根离子、二氧化碳结合为碱式碳酸铜，电极反应式是2Cu+4OH－+CO2－4e－= Cu2(OH)2CO3+H2O；
（2）①钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠座反应物，根据钠和硫的熔点判断该电池的温度应大于115 C而小于444.6 C，所以答案C ；
②放电时Na失去电子生成钠离子，所以电极A作电池的负极 ，则S在正极腐蚀还原反应；
③放电时阳离子向电池的正极移动，A是负极，B为正极，则钠离子从A到B 移动；
④充电时，Na元素的化合价降低到0价，发生还原反应，所以A为阴极，则A与电源的负极相连；阳极腐蚀氧化反应Sx 2—失去电子生成S单质，电极反应式是 Sx 2—-2e- = xS。
考点：考查氧化还原反应的分析，电化学反应原理的应用
19．(1) 电解池 CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
(2)减小
(3) 传导离子，正极反应物 硫酸锌溶液 硫酸铜溶液 B
【分析】根据图示可知：甲装置为原电池，起电源作用，其中通入CH3OH的电极为负极，通入O2的电极为正极。装置乙、丙为电解池，其中电极A与电源正极连接，为阳极；电极B为阴极；D电极与电池的负极连接为阴极，则C为阳极，然后根据原电池、电解池反应原理分析解答。
【详解】（1）据上述分析可知乙池为电解池；其中通入CH3OH的电极为负极，通入O2的电极为正极。在负极上，CH3OH失去电子被氧化产生CO2，电极反应为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+；
（2）乙池为电解池，A电极为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+， B电极为阴极，溶液中的Ag+得到电子变为Ag单质，总反应为：4Ag++2H2O4Ag↓+O2↑+4H+，有氢离子生成，pH减小；
（3）图1所示装置形成的是原电池，锌做负极，铜做正极，溶液中硫酸铜溶液中铜离子在正极得到电子析出铜，CuSO4溶液起到传导离子，做正极反应物的作用；图1所示装置形成的是原电池，锌做负极，铜做正极，硫酸铜溶液中铜离子在正极得到电子析出铜，为进一步提高能量利用率，图2中A溶液和B溶液分别是硫酸锌溶液和硫酸铜溶液，锌做负极，铜做正极，盐桥中阴离子移向负极，阳离子移向正极，则盐桥中的Cl-移向A电极，K+移向B电极，从而形成原电池的闭合回路，盐桥属于离子导体。
20．(1) 2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH= +92.2kJ·mol-1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH= -285.8kJ·mol-1
(2)-246.1kJ·mol-1
(3) 21.5 +7.5
【详解】（1）①NH3(g)在高温高压催化剂下分解生成1mol N2(g)与H2(g)，吸收92.2kJ的热量，NH3分解生成1mol N2(g)，则NH3的物质的量为2mol，生成的H2(g)为3mol，该反应为可逆吸热反应，焓变为正数，其热化学方程式为2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH=+92.2kJ·mol-1；
②1mol H2(g)与适量O2(g)起反应，生成H2O(l)需放出285.8kJ的热量，1mol H2(g)完全燃烧会消耗0.5mol O2，该反应为放热非可逆反应，焓变为负数，其热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH= -285.8kJ·mol-1；
（2）根据盖斯定律可知，3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)可由2①+②+③得到，该反应的ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3=2×(-90.7kJ·mol-1)+( -23.5kJ·mol-1)+( -41.2kJ·mol-1)=-246.1kJ/mol；
（3）反应的活化能=过渡态的能量-反应物的能量=E1=21.5kJ/mol；△H=生成物的内能和-反应物的内能和=E2=+7.5kJ/mol。
答案第1页，共2页
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