第一章 化学反应与能量转化（含解析） 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13题）
1．下图是一种高效低能耗制备的装置，下列有关说法错误的是
A．a为电源的正极
B．装置中的离子交换膜是让阴离子自由通过
C．阳极区反应为—2e—+2H2O=+2H+
D．理论上，当糠醛完全反应时，同时有生成
2．中科院院士董绍俊开辟了电解法分离稀土的新途径，而后她所在的科研小组采用电聚合过程中的掺杂反应研制成电化学传感器，获得同行承认并列入国际上有代表性的“4个研究小组之一”。近日该课题组将二氧化锰和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池(如图所示)，该电池可将可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是
A．a极为正极
B．随着反应不断进行，负极区的pH不断增大
C．b极的电极反应为MnO2+2H2O+2e-=Mn2++4OH-
D．若能量转换效率为90%，则消耗200g葡萄糖，电路中将转移2 mol电子
3．下列说法错误的是
A．燃料的燃烧反应都是放热反应
B．一定量的燃料完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量大
C．放热反应的逆反应一定是吸热反应
D．加热能发生的反应是吸热反应
4．生活污水中的氮元素和磷元素主要以铵盐和磷酸盐的形式存在，可用电解法 (铁、石墨作电极)去除。电解时，用如图1所示原理可进行“除氮”，翻转电源正负极可进行“除磷”，原理是利用Fe2+将PO转化为Fe3(PO4)2沉淀。下列说法正确的是
A．图2中0～20 min内去除的是氮元素，此时石墨作阴极
B．溶液pH越小，有效氯浓度越大，氮元素的去除率越高
C．图2中20～40 min内去除的是磷元素，此时阴极的电极反应式为2Cl-- 2e-= Cl2
D．电解法“除氮”过程中ClO-氧化NH3的离子方程式为3ClO-+ 2NH3=3Cl-+N2+3H2O
5．已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A．0.31g基态P原子中，含p能级电子的数目为0.09NA
B．1min内NaOH吸收0.1NA个Cl2，则Cl2的反应速率为0.1mol·L-1·min-1
C．室温下，100mLpH=3的柠檬水中H+的数目为10-4NA
D．氢氧燃烧电池中每消耗4.48LH2(标准状况下)，则外电路通过电子0.4NA
6．下列有关说法正确的是
A．若电工操作中将铝线与铜线直接相连，会导致铜线更快被氧化
B．工业上用石墨电极电解食盐水，边电解边搅拌，可生产含有的漂白液
C．铅蓄电池放电时，正负极极板质量均减小
D．加入硫酸铜可使锌与稀硫酸的反应速率加快，说明具有催化作用
7．铜锌原电池(如图)工作时，以下说法正确的是
①电子流动方向从Zn—灯泡—Cu—盐桥；②Zn电极的质量减轻Cu电极的质量增重；③盐桥中的K+移向CuSO4溶液；④将锌片浸入硫酸铜溶液发生的化学反应与该电池反应相同为：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu；⑤Zn电极失电子发生还原反应
A．①②③ B．②④⑤ C．②③④ D．③④⑤
8．与地震、海啸等自然灾害相比，腐蚀同样具备极强的破坏力。研究发现，每1.5分钟，全世界就有2吨的钢铁被腐蚀成铁锈，某学习小组探究金属电化学腐蚀与防护原理的示意图如下，下列说法错误的是
A．若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点表面铁锈最多
B．若X为食盐水，K与M连接，石墨处溶液pH增大
C．若X为稀盐酸，K分别与N、M连接，前者Fe腐蚀得更快
D．K与M连接，石墨电极上的反应式为，则X可能为稀盐酸
9．MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg)：
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法错误的是
A．△H1(MgCO3)>△H1(CaCO3)>0
B．△H2(MgCO3)=△H2(CaCO3)>0
C．对于MgCO3和CaCO3，△H1+△H3的值相等
D．对于MgCO3和CaCO3，△H1+△H2>△H3
10．关于下列电化学装置说法正确的是
A．装置①中，构成电解池时极质量既可增也可减
B．装置②工作一段时间后，a极附近溶液的减小
C．用装置③精炼铜时，d极为精铜
D．装置④中电子由经溶液流向
11．熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池，具有效率高、燃料多样化、余热利用价值高等诸多优点。图示熔融碳酸盐燃料电池以、为电解质，以为燃料。下列说法正确的是
A．a为，b为 B．向正极移动
C．此电池在常温下也能工作 D．正极的电极反应式为
12．金属铝的生产以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，下列有关此工艺的说法合理的是
A．冰晶石(Na3AlF6)的作用是降低Al2O3的熔化温度
B．电解生成的金属铝在熔融液的上层
C．电解过程中的电极材料可以为金属材料
D．铝是高耗能产品，废旧铝材回收后制成氧化铝比较合理
13．下列实验操作能达到实验目的的是（ ）
选项 实验操作 实验目的
A 向溶液中缓慢滴加溶液 证明非金属性：
B 在盛有溶液的烧杯中，滴加滴酚酞，然后插入一支温度计，逐滴加入溶液 证明中和反应是放热反应
C 铝片、镁片在溶液中构成原电池，观察电流计偏转方向 证明镁比铝活泼
D 比较足量的盐酸和盐酸分别与等量、大小相同的锌粒反应产生体积（相同状况下测定）的大小 证明浓度对反应速率的影响
A．A B．B C．C D．D
二、填空题（共10题）
14．(1)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c上产生气泡；b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为： 。
(2)碱性锌锰干电池比普通锌锰电池的使用寿命长且性能高，其构造如图所示，电池反应为：，其中作 极，发生 反应，电极反应式为 。
(3)甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。其工作原理的示意图如下，请回答下列问题：
①电极是电池的 极，电极反应式为 。
②电解质溶液中的向 (填“a”或“b”)极移动，电子流入的电极是 (填“a”或“b”)极。
③该电池工作时消耗(标准状况下)，则电路中通过 mol电子。
15．电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液c；M、N是两块电极板，通过导线与直流电源相连。
请回答以下问题：
（1）若M、N都是惰性电极，c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U形管两边各滴入几滴酚酞试液，则： 极（填“M”或“N”）附近先呈红色；电解饱和NaCl溶液的总反应方程式： 。
（2）若要进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，电解液c选用CuSO4溶液，则：
①N电极反应式是 。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
②下列说法正确的是 。
A．电能全部转化为化学能
B．在电解精炼中，电解液中有Al3+、Zn2+产生
C．溶液中Cu2+向阳极移动
D．阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属
（3）用惰性电极电解CuSO4溶液。若阴极析出Cu的质量为16g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为 L 。
16．2020年东京奥运会火炬传递的火炬样式将采用樱花形状。奥运会火炬常用的燃料为丙烷、丁烷等。已知：丙烷的燃烧热ΔH1=-2220kJ·mol-1；正丁烷的燃烧热ΔH2=-2878kJ·mol-1；异丁烷的燃烧热ΔH3=-2869.6kJ·mol-1。
(1)写出丙烷燃烧的热化学方程式： 。
(2)下列有关说法不正确的是 (填字母)。
A．奥运火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
C．正丁烷比异丁烷稳定
(3)已知1molH2燃烧生成液态水放出的热量是285.8kJ，现有6mol由氢气和丙烷组成的混合气体，完全燃烧时放出的热量是3649kJ，则该混合气体中氢气和丙烷的体积比为 。
(4)已知单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值，则丙烷、正丁烷、异丁烷、氢气的热值由大到小的顺序为 。
17．CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所示：
(1)阴极上的反应式为 。
(2)若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为 。
18．I.装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷。请回答：
(1)B极是电源的 极，C极的电极反应式为 ，甲中溶液的pH (填“变大“变小”或“不变”)。一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐 (填“变深”或“变浅”)。
(2)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 (填“铜”或“银”)。常温下，当乙中溶液的OH-浓度为0.1mol/L(此时乙溶液体积为500mL)，丙中镀件上析出银的质量为 g。
(3)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为 。
(4)若工作一段时间后停止通电，此时，甲中C、D两极上都产生2.24L气体(标准状况)，欲使溶液恢复到起始状态，可向溶液中加入_________(填序号)。
A．CuO B．Cu2(OH)2CO3 C．Cu(OH)2 D．CuCO3
(5)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为 。
II.以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。通电后，在铁电极附近生成紫红色的FeO，若pH过高，铁电极区会产生红褐色物质。
(6)电解时阳极的电极反应式为 ，离子交换膜(b)为 ，(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
19．如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：
（1）当电极a为Al，电极b为Cu，电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为： 。
（2）当电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该装置 （填“能”或“不能”）
形成原电池，若不能，请说明理由；若能，请指出正、负极材料： 。当反应中收集到标准状况下224mL气体时，消耗的电极质量为 g。
（3）燃料电池工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应产生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，甲烷为燃料，采用氢氧化钠溶液为电解液；则甲烷应通入 极（填a或b，下同），电子从 极流出，电解质溶液中OH-向 极移动。
20．含硫和铁的多种化合物可作为原电池材料，按照要求回答下列问题：
I.依据氧化还原反应设计的原电池如图所示。
(1)电解质溶液是 (填化学式)溶液。
(2)Cu电极上发生的电极反应为 。
(3)石墨电极上发生反应的类型为 (填“氧化”或“还原”)反应。
(4)当有1.6g铜溶解时，通过外电路的电子的物质的量为 。
II.目前锡硫电池的研究获得突破，该电池的总反应是，放电时其工作原理如图所示。
(5)充电时，其能量转化方式为 。
(6)放电时，阳离子交换膜中向 (填“M”或“N”)极移动。
(7)放电时，0.2mol 转化为时，流经导线的电子的物质的量为 。
21．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：
(1)氢氧燃料电池的在导线中电流的方向为由 (用a、b表示)。
(2)溶液中OH-移向 电极(填“A”或“B”)。
(3)B电极附近pH 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)该原电池的B极发生 (填“氧化”或“还原”)反应，该电极的反应式为 。
22．用方程式回答下列问题。
(1)用两组化学方程式表示的氧化性大于S：
① 。
② 。
(2)铜在潮湿的空气中生锈： 。
(3)将和浓混合加热： 。
(4)和稀反应的离子方程式： 。
(5)常用溶液腐蚀铜板(用离子方程式表示)： 。
(6)用惰性电极电解溶液(用化学方程式表示)： 。
23．硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2 (g)SO3(g)，ΔH=-98kJ·mol-1，钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为： 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极a相连的泡沫镍电极为电解池的正极，碱性条件下在阳极失去电子发生氧化反应生成和水，电极反应式为—2e—+2OH—=+2H2O，与负极b相连的催化吸附电极为阴极，水分子作用下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2e—+2H2O = H2O2+2OH—，氢氧根离子通过阴离子交换膜由右侧向左侧移动。
【详解】A．由分析可知，a为电源的正极，故A正确；
B．由分析可知，装置中氢氧根离子通过阴离子交换膜由右侧向左侧移动，故B正确；
C．由分析可知，与直流电源正极a相连的泡沫镍电极为电解池的正极，碱性条件下在阳极失去电子发生氧化反应生成和水，电极反应式为—2e—+2OH—=+2H2O，故C错误；
D．由得失电子数目守恒可知，理论上，当0.2mol糠醛完全反应时，同时有0.2mol过氧化氢生成，故D正确；
故选C。
2．D
【分析】该装置为原电池，电池工作时，可乐(pH=2.5)中的葡萄糖作为燃料发生氧化反应，则a为原电池的负极，b为原电池的正极，溶液的pH=2.5<7，为酸性条件，据此分析解答。
【详解】A．根据以上分析，a极上葡萄糖失电子发生氧化反应，则a为负极，故A错误；
B．负极上葡萄糖失电子发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6-2e-= C6H10O6+2H+，随着反应不断进行，负极区的H+浓度不断增大，pH不断减小，故B错误；
C．b极为正极，MnO2发生还原反应生成Mn2+，电极反应为MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O，故C错误；
D．根据负极反应式C6H12O6-2e-= C6H10O6+2H+，若能量转换效率为90%，消耗200g葡萄糖时，电路中将转移电子的物质的量为290%=2mol，故D正确；
答案选D。
3．D
【分析】
【详解】A、所有的燃烧都是放热反应，故A说法正确；
B、根据盖斯定律，一个化学反应不管经过几步，最终反应热是相同的，因此一定量的燃料完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量大，故B说法正确；
C、正反应是放热反应，逆反应一定是吸热反应，故C说法正确；
D、加热能发生的反应不一定是吸热反应，还可能是放热反应，如碳的燃烧，需要点燃或加热，故D说法错误；
故选择D。
4．D
【详解】A．因0~20min脱除的元素是氮元素，所以需要将铵根、氨气氧化成氮气，若铁为阳极，则被氧化的是铁，所以此时石墨为阳极，Cl-在阳极失去电子生成氯气，氯气溶于水生成的次氯酸将铵根离子、氨气氧化成氮气，故A错误；
B．随溶液pH降低，c(H+)增大，Cl2+H2O H++Cl-+HClO平衡逆向移动，溶液中c(HClO)减小，使的氧化率下降，则氮元素的去除率随pH的降低而下降，故B错误；
C．除磷时，Fe作阳极，在阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和转化为Fe3(PO4)2沉淀，所以石墨作阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故C正确；
D．ClO-氧化NH3的反应生成氮气，次氯酸根被还原为氯离子，结合电子守恒和电荷守恒、元素守恒可得离子反应方程式为：3ClO-+2NH3=3Cl-+N2↑+3H2O，故D正确；
故答案为D。
【点睛】本题的关键点在于理解除氮和除磷时阴阳极分别是什么，除氮时需要将氨气、铵根离子氧化，所以不能用铁做阳极，此时石墨应为阳极；除磷时，需要将铁氧化成亚铁离子，则此时铁做阳极，石墨做阴极。
5．B
【详解】A．基态P的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p3，0.31g磷即0.01molP含p能级电子的数目为0.09NA，A正确；
B．0.1NA个Cl2即0.1molCl2，v=△c/△t，但溶液体积未知，无法计算反应速率，B错误；
C．pH=3，氢离子浓度为10-3mol/L，物质的量为10-3mol/L10-1L=10-4mol，氢离子数目为10-4NA，C正确；
D．负极电极反应式：H2-2e-=2H+，每消耗4.48LH2(标准状况下)即0.2molH2，外电路通过电子0.4NA，D正确；
答案选B。
6．B
【详解】A．若电工操作中将铝线与铜线直接相连，会形成Al-Cu原电池，铜做正极得到保护，故A错误；
B．工业上用石墨电极电解食盐水，阳极为氯离子失电子生成氯气，阴极为氢离子得电子生成氢气，氢氧根离子增多，搅拌时生成的氯气和氢氧根离子反应，可生产含有的漂白液，故B正确；
C．铅蓄电池放电时，正负极均生成硫酸铅，正负极极板质量均增加，故C错误；
D．加入硫酸铜可使锌与稀硫酸的反应速率加快，是由于锌与硫酸铜反应生成的铜附着在锌表面形成Cu-Zn原电池，加快反应速率，故D错误。
故答案为B。
7．C
【详解】①Zn的金属性强于铜，锌是负极，铜是正极，但电子不能通过盐桥传递，①错误；
②锌是负极，锌电极质量减轻，正极铜离子放电析出铜，电极质量增加，②正确；
③铜电极是正极，在溶液中，阳离子往正极移动，K+移向CuSO4溶液，③正确；
④电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，Zn+Cu2+=Zn2++Cu，④正确；
⑤锌失去电子，发生氧化反应，⑤错误；
答案选C。
【点晴】答题时转移盐桥的作用，盐桥在原电池中的作用是代替了单一溶液体系，注意电子的流向，原电池中负极为较活泼金属，发生氧化反应，在外电路中，电子从负极移向正极，溶液中，阳离子向正极移动，反应的总方程式为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu。需要注意的是溶液是通过离子导电的，电子不能经过溶液，这是此类试题的易错点。
8．C
【分析】铁丝易被腐蚀的条件是有氧气和水；若X为NaCl溶液，K与M链接，构成原电池，铁做负极；X为稀盐酸，K与N、M连接，前者做正极被保护；若X为稀盐酸，K与M链接，构成原电池，铁做负极，石墨做正极；据此分析解题。
【详解】A．铁丝易被腐蚀的条件是：有氧气和水，C点没有氧气，所以腐蚀较慢，B中含有氧气和水，所以腐蚀较快，A中没有水所以腐蚀较慢，则B点腐蚀最快，铁锈最多，故A正确；
B．若X为NaCl溶液，K与M链接，构成原电池，铁做负极，Fe上电极发生为Fe 2e ＝Fe2＋，Fe2＋水解显酸性，正极上生成氢氧根离子，正极上pH增大，故B正确；
C．若X为稀盐酸，K与N链接铁做正极被保护，与M相连接，铁做负极，加快腐蚀，所以Fe腐蚀情况前者更慢，故C错误；
D．K与M链接，构成原电池，铁做负极，石墨做正极，若电极反应为，则X可能为稀盐酸，故D正确；
故答案选C。
【点睛】本题考查金属的腐蚀与防护，特别是电化学防护，属于原电池原理的应用，考查内容基础，题目难度不大，注意理论联系实际。
9．C
【详解】A．碳酸盐分解为吸热反应，且镁离子半径小，离子键强，则△H1(MgCO3)＞△H1(CaCO3)＞0，A正确；
B．图中△H2均为C、O之间化学键的断裂，断裂化学键吸收能量，则△H2(MgCO3)=△H2(CaCO3)＞0，B正确；
C．由盖斯定律可知CaCO3(s)=Ca2+(g)+(g)加上Ca2+(g)+O2-(g)=CaO(s)得到CaCO3(s)+O2-(g)=(g)+CaO(s)，MgCO3(s)=Mg2+(g)+(g)加上MgO(s)=Mg2+(g)+O2-(g)得到MgCO3(s)+O2-(g)=(g)+MgO(s) ，CaCO3(s)+O2-(g)=(g)+CaO(s)减去MgCO3(s)+O2-(g)=(g)+MgO(s)得到CaCO3(s)+ MgO(s)= MgCO3(s)+ CaO(s)，该反应的不为0，即对于MgCO3和CaCO3，△H1+△H3的值不相等，C错误；
D．分解为吸热反应，结合盖斯定律可知，△H1+△H2-△H3=△H＞0，即△H1+△H2＞△H3，D正确；
故答案为：C。
10．A
【详解】A．装置①构成电解池，如果a连接电源的正极，则Fe作阳极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铁极的质量减少，如果a连接电源的负极，则Fe为阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，铁极质量增大，故A正确；
B．该装置为电解装置，a极阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，溶液的pH增大，故B错误；
C．精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，根据装置图，d极为阳极，材料为粗铜，故C错误；
D．该装置为原电池装置，锌比铁活泼，锌作负极，电子从Zn经外电路流向Fe，故D错误；
答案为A。
11．D
【详解】电极反应式：负极：CH4-8e-＋4CO=5CO2＋2H2O
正极：2O2＋8e-＋4CO2=4CO。根据图示中电子的移向，可以判断a处通入甲烷，b处通入空气。
A．a为 CH4 ，b为 空气，A错误；
B．应移向负极，B错误；
C．电解质是熔融盐，因此此电池在常温下不能工作，C错误；
D．正极的电极反应式为 O2+2CO2+4e-=2，D正确；
故选D。
12．A
【详解】A．Al2O3的熔点很高，熔化需要较多能量，加入冰晶石可以降低Al2O3的熔化温度，故A正确；
B．因为冰晶石与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层，故B错误；
C．电解过程中如果金属做阳极，将参与电极反应，故C错误；
D．电解产生的铝是要尽量以单质形式存在，所以要将回收铝做成铝锭最好，故D错误；
答案选A。
13．B
【详解】A. 硝酸的物质的量与碳酸钠的物质的量相等，发生反应： ，没有明显现象，A项不能达到实验目的；
B. 在盛有溶液的烧杯中，滴加滴酚酞，然后插入一支温度计，逐滴加入溶液，随着红色越来越浅，温度计读数上升，证明中和反应是放热反应，B正确；
C. 在氢氧化钠溶液中铝可失去电子而镁不能，C项不能达到实验目的；
D. 等量的锌完全反应时产生的体积相等（同温同压），应该观察产生的快慢，D项不能达到实验目的；
答案选B。
14． 正极 还原 负极 b b 4
【详解】(1)把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。一般负极是活泼金属，失去电子，质量减小，正极为不活泼金属，溶液中的H+得到电子生成氢气。若a、b相连，a为正极，则b比a活泼；c、d相连，c为负极，则c比d活泼；a、c相连，c上产生气泡，则c为正极，a比c活泼；b、d相连，b质量减小，则b为负极，b比d活泼，则四种金属的活动性由强到弱顺序为。
(2)碱性锌锰干电池的电池反应为：，MnO2中Mn的化合价从+4价降低到MnOOH中的+3价，化合价降低，被还原，作正极，在碱性溶液中的电极反应式为：。
(3)甲烷燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子(H+)和水分子通过。该电池是将甲烷和氧气的燃烧反应的化学能转化为电能。通入甲烷的电极为负极，通入空气的电极为正极。
①由以上分析可知，电极是电池的负极，甲烷失去电子生成二氧化碳，电极反应式为：。
②在原电池中，阳离子移向正极，所以电解质溶液中的向b极移动，电子从负极出发，流入正极，则电子流入的电极是b极。
③该电池工作时消耗标准状况下即0.5molCH4，甲烷中碳元素的化合价从-4价升高到二氧化碳中的+4价，1molCH4失去8mol电子，则0.5mol甲烷失去4mol电子，即电路中通过4mol电子。
15． N 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ Cu2++2e-=Cu BD 2.8
【详解】（1）根据电流方向可以判断a为正极，b为负极，和电源正极相连的是阳极，则M是阳极，和电源负极相连的是阴极，则N是阴极，N极在反应过程中消耗了H2O电离出的H+，溶液呈碱性，加入酚酞试液变成红色，则N极附近呈红色；电解饱和NaCl溶液的总反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；
（2）电解精炼Cu时，用含杂质的Cu为阳极，纯Cu为阴极；
①根据装置图，N为阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
②A、电解池中电能不能全部转化为化学能，A错误；
B、反应过程中阳极上比Cu活泼的金属优先失去电子，成为离子进入溶液，故Al、Zn会比Cu先放电形成Al3+、Zn2+，B正确；
C、阳离子的移动方向与电流相同，则Cu2+向阴极移动，C错误；
D、活泼性比Cu差的金属在阳极不会放电，从而形成阳极泥，故可以Ag、Pt、Au等活泼性比Cu弱的金属，D正确；
故选BD；
（3）
解得：V=2.8L。
16． C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220kJ·mol-1 BC 5：1 氢气>丙烷>正丁烷>异丁烷
【详解】（1）由燃烧热的定义可知，1mol丙烷与5mol氧气完全燃烧生成液态水和二氧化碳所释放的热量为2220kJ，则丙烷燃烧的热化学方程式：；
（2）A．奥运火炬燃烧时要释放大量的热量和光，所以奥运火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能，故A不选；
B．异丁烷与正丁烷的互为同分异构体，相同物质的量的正丁烷和异丁烷分子中碳氢键的数目一样，故选B；
C．正丁烷的燃烧热ΔH2=-2878kJ·mol-1；异丁烷的燃烧热ΔH3=-2869.6kJ·mol-1，由此可知正丁烷的能量高于异丁烷，而物质的能量越低越稳定，故异丁烷比正丁烷稳定，故选C；
答案选BC
（3）设氢气的物质的量为x，丙烷的物质的量为y，由题意得，解得x=5mol、y=1mol，则该混合气体中氢气和丙烷的体积比为5：1，故答案为：5:1；
（4）由题意有氢气的热值为：，丙烷的热值为：，正丁烷的热值为：，异丁烷的热值为：，故答案为：氢气>丙烷>正丁烷>异丁烷。
17．(1)CO2+2e-=CO+O2-
(2)6∶5
【详解】（1）由装置图知为电解装置，电极A为阴极，由球棍模型可知反应物为CO2，产物为CO，固体电解质传递O2-，则电极反应式为CO2+2e-＝CO+O2-。
（2）由球棍模型知，阳极的反应物为甲烷，生成物为乙烷、乙烯和水。生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，即物质的量之比为2∶1，设物质的量分别为2mol、1mol，由原子守恒知消耗的CH4的物质的量为(2mol+1mol)×2=6mol，转移电子的物质的量为2mol×2×2+1mol×2×1=10mol，则消耗的CO2的物质的量为10mol÷2=5mol，则消耗的CH4和CO2的物质的量之比为6∶5，即体积比为6∶5。
18．(1) 负 变小 变浅
(2) 铜 5.4
(3)1：2：2：2
(4)C
(5)
(6) 阴
【分析】F极附近呈红色，说明F极发生反应2H2O+2e-=H2↑+OH-，发生还原反应，为阴极，则B为电源负极，A为电源正极。
【详解】（1）根据分析可知B为电源负极；C与电源正极相连，为阳极，电极反应为2H2O 4e =4H++O2↑；甲池中D极反应为Cu2++2e =Cu，结合阳极反应可知溶液中氢离子浓度会增大，pH变小；氢氧化铁胶体的胶粒带正电荷，所以胶粒会向阴极移动，即Y电极移动，所以X电极附近颜色逐渐变浅；
（2）电镀时，镀层金属在阳极，镀件在阴极，H与电源负极相连，为阴极，所以应该是铜；乙中总反应为2H2O+2Cl H2↑+Cl2↑+2OH ，当n(OH )=0.1mol/L×0.5L=0.05mol时，生成0.025mol氯气，转移0.05mol电子，根据反应Ag++e-=Ag可知，析出0.05mol银，质量为0.05mol×108g/mol=5.4g；
（3）C电极反应为2H2O 4e =4H++O2↑，D电极反应为Cu2++2e =Cu，E电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，F电极反应为2H2O+2e-=H2↑+OH-，根据电子守恒可知，对应单质的物质的量之比为1：2：2：2；
（4）甲中C、D两极上都产生2.24L气体，即C电极产生2.24LO2，即0.1mol氧气，电解过程中C电极反应不变，所以转移0.4mol电子，D电极生成0.1molH2，转移0.2mol电子，所以发生反应Cu2++2e =Cu时也转移0.2mol电子，生成0.1mol铜，综上所述从溶液出来了0.1molO2、0.1molH2和0.1molCu，刚好为0.1molCu(OH)2，故选C；
（5）C为阳极，若换成铁则电极反应为Fe-2e-=Fe2+，阴极反应不变，则总反应为Fe+Cu2+ Cu+Fe2+；
（6）据图可知阳极为Fe，根据题意可知被氧化为FeO，根据电子守恒、元素守恒可得电极反应为Fe 6e +8OH =FeO+4H2O；根据电极反应可知，制备过程中需要消耗氢氧根，则需要Ⅱ室中的氢氧根可以迁移至Ⅲ室，所以离子交换膜(b)为阴离子交换膜。
19． 2H++2e﹣=H2↑ 能 Al为负极， Mg为正极 0.18 b b b
【详解】试题分析：（1）当电极a为Al，电极b为Cu，电解质溶液为稀硫酸时，由于活动性Al>Cu.所以Al为负极。Cu为正极。在正极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；（2）当电极a为Al，电极b为Mg，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，由于Al能与NaOH溶液发生氧化还原反应，所以该装置能够形成原电池。Al为负极；Mg为正极。反应的总方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。n(H2)=0.224L÷22.4L/mol=0.01mol，所以根据方程式中Al的质量为2/3×0.01mol×27g/mol="0.18g." （3）该电池为甲烷燃料电池，通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极。由于电极a为正极，电极b为负极，所以b电极通入甲烷，电子从电源的负极流出，经用电器流回到正极。因此电子从负极b流出，在电解质溶液中，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，电解质溶液中OH－向正电荷较多的负极b移动。
考点：考查原电池的构成、电极反应、电子流动、离子移动的知识。
20．(1)或
(2)
(3)还原
(4)0.05mol
(5)电能转化为化学能
(6)N
(7)0.2mol
【分析】，由反应可知，铜发生氧化反应为负极，铁离子发生还原反应处于正极，则石墨电极为正极、金属铜电极为负极；
电池的总反应是，放电时Sn发生氧化反应，则M为负极、右侧电极N为正极；
【详解】（1）根据反应可知，电解质溶液可以是Fe2(SO4)3或溶液。
（2）Cu电极上发生的电极反应为铜失去电子变为铜离子，；
（3）石墨电极为正极，发生反应的类型为还原反应。
（4）有1.6g铜（0.025mol）溶解时，，通过外电路的电子的物质的量为0.05mol；
（5）充电时，其能量转化方式为电能转化为化学能；
（6）放电时，阳离子向正极移动，故阳离子交换膜中向N极移动。
（7）放电时，可发生反应，故0.2mol 转化为时，流经导线的电子的物质的量为0.2mol。
21．(1)b→a
(2)A
(3)增大
(4) 还原 O2+2H2O+4e-=4OH-
【分析】氢氧燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，即A为负极，B为正极，据此分析作答。
（1）
电流从正极沿导线流向负极，由分析可知A为负极，B为正极，电流流动方向为b到a，故答案为：b→a；
（2）
A为负极，B为正极，则溶液中OH-移向A电极，故答案为：A；
（3）
B电极上，氧气得电子，发生还原反应，电极方程式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，可知附近pH增大，故答案为：增大；
（4）
B电极上，氧气得电子，发生还原反应，电极方程式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：还原；O2+2H2O+4e-=4OH-。
22．(1) ， ，
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【详解】（1）用两组化学方程式表示的氧化性大于S：
氯气可将具有变价的金属氧化为高价态，而S只能将具有变价的金属氧化为低价态，如
①，。
②，。
（2）铜在潮湿的空气中生锈生成，化学方程式为。
（3）将和浓混合加热生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为。
（4）和稀反应生成硝酸铜、NO和水，离子方程式为。
（5）常用溶液腐蚀铜板，二者反应生成氯化铜和氯化亚铁，离子方程式为。
（6）用惰性电极电解溶液，阳极上水电离出的氢氧根离子失去电子生成氧气，同时生成氢离子，反应式为，阴极上铜离子得电子生成铜单质，反应式为，总反应的化学方程式为。
23．2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)，ΔH=-351kJ·mol-1
【详解】根据图示可知①V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)ΔH2=-24kJ·mol-1；
②V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s) ΔH1=-399kJ·mol-1；
根据盖斯定律②-①×2得2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)，则ΔH=ΔH1-2ΔH2=(-399kJ·mol-1)-(-24kJ·mol-1)×2=-351kJ·mol-1