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．自2016年1月1日起，无线电动工具中使用的镍镉电池将在欧盟全面退市。镍镉电池放电时的总反应为Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2，(镉的原子量112)下列说法正确的是
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为2NiO(OH)、负极为Cd
B．放电时，每通过2mol电子，负极质量减轻112g
C．放电时，电子从正极流向电源的负极
D．放电时，电流从负极流向电源的正极
2．下列热化学方程式的描述正确的是(注：的绝对值均正确)
A．(燃烧热)
B．(中和热)
C．(燃烧热)
D．(反应热)
3．已知：①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1；
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH2；
③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH3。
室温取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已换算成标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，放出的热量为
A．-(0.4mol×ΔH1+0.05mol×ΔH3) B．-(0.4mol×ΔH1+0.05mol×ΔH2)
C．-(0.4mol×ΔH1+0.1mol×ΔH3) D．-(0.4mol×ΔH1+0.1mol×ΔH2)
4．为探究海水对钢铁的腐蚀，某兴趣小组设计了如下五种装置，铁片在这五种装置中的腐蚀速率由慢到快的顺序为
A．①⑤④③② B．③①②④⑤
C．④③①⑤② D．④⑤②①③
5．某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性：Cr2O＞Fe3+，设计了盐桥式的原电池，如图所示。盐桥中装有琼脂与饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是
A．甲烧杯的溶液中发生氧化反应
B．乙烧杯中发生的电极反应为2Cr3++7H2O-6e-=Cr2O+14H+
C．外电路的电流方向为从a到b
D．电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯
6．常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备NCl3。下列说法正确的是
A．每生成1molNCl3，理论上有6molH+经质子交换膜由左侧向右侧迁移
B．可用湿润的淀粉KI试纸检验气体M
C．石墨极的电极反应式为NH+3Cl--6e-=NCl+4H+
D．电解结束后，质子交换膜左侧溶液的pH会增大
7．如图所示实验装置，下列说法不正确的是
A．装置为铁的吸氧腐蚀实验
B．一段时间后，向插入石墨棒的玻璃筒内滴入石蕊试液，可观察到石墨附近的溶液变红
C．一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀出现
D．若将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，装置为析氢腐蚀
8．已知：① ；
②
现有与的混合气体224L(标准状况)，使其完全燃烧生成和，若实验测得反应放热5879kJ，则原混合气体中与的物质的量之比是
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3
9．已知①
②
③
若使92g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量(单位kJ)为
A． B． C． D．
10．在研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量的变化，据此判断以下叙述中错误的是(　　)
A．金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低
B．物质的燃烧过程可看成“贮存”在物质内部的部分化学能转化为热能释放出来的过程
C．氮分子内部存在着很强的共价键，故通常状况下氮气的化学性质很活泼
D．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
11．如图为N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法中正确的是

A．1 mol N2(g)与1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ
B．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C．常温下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
12．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是
A．在碱性介质中，氢氧燃料电池的负极反应式：
B．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：
D．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：
13．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。已知白磷和的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能（）：P-P键：198，P-O键：360，键：498，则依据反应（白磷），生成1mol时的能量变化为（ ）
A．吸收1638kJ的能量 B．放出1638kJ的能量
C．吸收126kJ的能量 D．放出126kJ的能量
二、填空题（共9题）
14．一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可使氯碱工业节能30%以上。社这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许正离子通过。

(1)图中X、Y分别是 、 (填气体化学式)，图示中a b(填“>”、“<”或“=”)。
(2)请写出燃料电池B中负极上发生的电极反应方程式： 。
(3)这样设计的主要节能之处在于 (任写一点)。
15．电镀与电解精炼
装置 电镀 精炼
阳极材料 镀层金属Cu 粗铜(含 等杂质)
阴极材料 镀件金属Fe 纯铜
阳极反应 Cu－2e－=Cu2＋ Zn－2e－=Zn2＋、Cu－2e－=Cu2＋等
阴极反应
溶液变化 硫酸铜溶液浓度保持不变 Cu2＋浓度减小，金、银等金属沉积形成阳极泥
16．回答下列问题。
(1)①以溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 (填代号)。(已知金属性：Fe>Ni>Cu)
a．电解过程中，化学能转化为电能
b．粗镍作阳极，发生还原反应
c．利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
d．粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
②工业上用硫化镍(NiS)作为电极材料冶炼镍。电解时，硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近，镍元素形态进入电解液中，如图所示：硫化镍与电源的 (填“正极”或“负极”)相接。写出阳极的电极反应式 。

(2)2013年华南理工大学提出利用电解法制并以此处理废氨水，装置如图。

①Ir—Ru惰性电极有吸附作用，该电极的电极反应为 ；
②理论上电路中每转移3 mol电子，最多可以处理的物质的量为 。
(3)铁的重要化合物高铁酸钠()是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为，则电解时阳极的电极反应式是 。
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为 。
(4)合成甲醇工厂的酸性废水中含有甲醇()，常用向废液中加入硫酸钴，再用微生物电池(葡萄糖酸性燃料电池)电解，电解时；被氧化成，把水中的甲醇氧化成，达到除去甲醇的目的。工作原理如下图(c为隔膜，甲醇不能通过，其它离子和水可以自由通过)。

①a电极的名称为 。
②写出除去甲醇的离子方程式 。
③微生物电池是绿色酸性燃料电池，写出该电池负极的电极反应式为 。
17．断开分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为键的键能。下表列出了一些化学键的键能E：
化学键
436 247 x 330 413 463 431
请回答下列问题：
(1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为 (填“吸热”或“放热”)反应，其中 (用含有a、b的关系式表示)。
(2)若图示中表示反应，
①则 ，x= ．
②此热化学方程式的意义是 。
③画出此热化学方程式对应的焓变示意图 。
18．电解饱和食盐水的工作原理
(1)电解过程中，阳极室 离子浓度减小， 离子通过阳离子交换膜进入阴极室，NaCl溶液浓度变小；阴极室 离子浓度增大，形成NaOH浓溶液。
(2)阳极产物为 ，阴极产物为： 。
(3)阳离子交换膜的作用
①防止阴极区的OH-进入阳极区，OH-与Cl2的反应方程式为 。
②防止H2与Cl2混合发生 。
19．近年来科学家研究了一种光照充电电池(工作原理如图所示)。光照时，光催化电极产生电子和空穴驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电。

回答下列问题：
(1)电池放电时，电极b为 极
(2)电池放电时，向 (填“c”或“d”)极移动
(3)电池放电时，a电极的电极反应式为 。d电极的电极反应式为 。
(4)右侧为粗铜的精炼装置，当a电极质量减小1.4g时，d极的质量增加 g，此时溶液的浓度 (填“增大”“减小”或”不变)。
20．H2S有剧毒，在空气中可以燃烧。以硫化氢、氧气为原料，可以设计一种燃料电池。
回答下列问题：
(1)H2S在空气中充分燃烧，能量变化过程如图所示：
①反应过程中反应物的总能量 (填“>”“<”或“=”)生成物的总能量。
②H2S完全燃烧的化学方程式为 。
(2)以 H2S、O2为原料的碱性燃料电池装置的示意图如图，该装置工作时总反应离子方程式为2H2S+3O2+4OH- = 2SO32- +4H2O。
①该装置将 能转化为 能。
②已知正极反应式 O2+2H2O+4e- =4OH-，则负极反应式为 ，右室电解质溶液的pH (填“变大”“减小”或“不变”)。
21．（1）SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料, 装置如图所示。
①若A为CO, B为H2，C为CH3OH,则通入CO一极的电极反应式为 。
②A为SO2, B为O2, C为H2SO4, 则负极反应式为 。
③若A为NO2, B为O2, C为HNO3，负极的电极反应式为 。
（2）下图所示的原电池装置中,负极材料是 。正极上能够观察到的现象是 。 负极的电极反应式是 。原电池工作一段时间后,若消耗负极5.4g ,则放出气体 mol。
（3）利用反应Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4设计一个原电池。
①在下面方格内画出实验装置图 。
②指出正极材料可以为 ，该电极上发生的电极反应为 。
22．从海水中获取化工原料
资源 名称 原理(主要的离子方程式、化学方程式) 说明
海水 1.海水晒盐及粗盐(主要含有、和等)提纯 粗盐提纯时，所加的沉淀剂要 ，且要在后续的操作中除去， 一定要在 后加入，待 调溶液的
2.氯碱工业 (1)次氯酸钠的制备 (2)氯化氢的制备
3.侯氏制碱法 向 溶液中先通入 再通入 ，通入气体的顺序
4.电解熔融的氯化钠制钠 为 ， 为 ；电解 不是
5.提取溴 ① ③ ④ 要用 把生成的溴 ；用吸收后再用氧化的目的是 溴
6.海水制镁 (来源于贝壳) (制石灰乳) 工业上用 作沉淀剂，不是用 作沉淀剂；结晶析出，要在气流中加热氯化镁晶体得到
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【分析】镍镉电池放电时的总反应为Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2，反应中Cd失电子，作负极，NiO(OH)得电子作正极，放电时电子从负极流向正极，电流从正极流向负极，结合电极反应分析解答。
【详解】A．电池反应生成物为碱性物质，电解质溶液不能是酸性，只能是碱性溶液，反应中Cd失电子，作负极，NiO(OH)得电子作正极，故A正确；
B．放电时，负极上Cd失电子生成Cd(OH)2，Cd(OH)2是难溶物质，所以负极的质量会增大，故B错误；
C．放电时，负极失电子，则电子从负极流向正极，故C错误；
D．放电时，电流从正极流向负极，故D错误；
故选A。
2．B
【详解】A．乙醇的燃烧热是1mol乙醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量，不表示乙醇的燃烧热，故不选A；
B．中和热是稀强酸、强碱反应生成1mol水放出的能量，表示中和热，故选B；
C．硫燃烧放热，硫燃烧的焓变为负值 ，故不选C；
D．分解反应吸热，，故不选D；
选B。
3．A
【详解】甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况)，所以甲烷和氢气的混合气体的总的物质的量为11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，甲烷和氢气的体积比为4：1，所以甲烷的物质的量为0.4mol，氢气的物质的量为0.1mol，由CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1可知，0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×ΔH1；由2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH3可知，0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol××ΔH3，所以放出的热量为-(0.4mol×ΔH1+0.05mol×ΔH3)，故选项A正确；
答案为A。
4．D
【详解】图①构成原电池，铁为负极，发生铁的吸氧腐蚀；图②为铁的化学腐蚀；图③构成电解池，铁为阳极，发生反应；图④构成电解池，铁为阴极，属于外接电流阴极保护法；图⑤构成原电池，铁为正极，属于牺牲阳极的阴极保护法；铁片在这五种装置中的腐蚀速率由慢到快的顺序为④⑤②①③，选D。
5．A
【解析】氧化性：Cr2O＞Fe3+，所以Cr2O在b极得电子发生还原反应，b是正极；Fe2+在a极失电子发生氧化反应生成Fe3+，a是负极。
【详解】A．氧化性Cr2O＞Fe3+，甲烧杯中Fe2+在a极失电子发生氧化反应生成Fe3+，a是负极，故A正确；
B．乙烧杯中Cr2O在b极得电子发生还原反应生成Cr3+，b电极反应为Cr2O+14H++6 e-=2Cr3++7H2O，故B错误；
C．a是负极、b是正极，外电路的电流方向为从b到a，故C错误；
D．a是负极、b是正极，电池工作时，盐桥中的SO移向甲烧杯，故D错误；
选A。
6．C
【详解】A．根据装置图知，铂电极为阴极，石墨电极为阳极，根据同性相斥，异性相吸原则，质子应右侧通过质子交换膜向左侧迁移，A错误；
B．氢离子在阴极得到电子生成氢气，所以不能用湿润的淀粉KI试纸检验氢气，B错误；
C．石墨极的电极反应式为NH+3Cl--6e-=NCl+4H+，C正确；
D．在阴极氢离子得到电子生成氢气，但氢离子通过质子交换膜从右侧进入左侧，溶液中的氢离子浓度不变，电解结束后，质子交换膜左侧溶液的pH不变，D错误；
故选C。
7．B
【详解】A．钢铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀，故A正确；
B．钢铁的吸氧腐蚀，石墨电极为正极，电极反应为，石墨附近的溶液不变红，故B错误；
C．铁电极反应是 ，一段时间后，向插入铁钉的玻璃筒内滴入NaOH溶液，生成氢氧化亚铁，即可观察到铁钉附近的溶液有沉淀出现，故C正确；
D．钢铁在酸性溶液中发生析氢腐蚀，所以若将装置中饱和食盐水换成稀硫酸，石墨表面有氢气放出，故D正确；
故选B。
【点睛】钢铁在中性溶液中发生吸氧腐蚀，铁作负极失电子发生氧化反应，正极是氧气得电子发生还原反应；钢铁在酸性溶液中发生析氢腐蚀，铁作负极失电子发生氧化反应，正极是氢离子得电子发生还原反应生成氢气。
8．A
【详解】H2与CH4的混合气体224L（标准状况），其物质的量为n(混)= =10mol，设原混合气体中H2与CH4的物质的量分别是x mol和y mol，则有x+y＝10，285.5x+890y＝5879，解得x︰y＝1︰1；
答案选A。
9．B
【详解】酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，生成物水为液体，根据盖斯定律，①-②+3③可得C2H5OH(l) +3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-akJ/mol+ bkJ/mol-3ckJ/mol=-(a-b+3c) kJ/mol，92g酒精物质的量为2mol，释放的热量为2(a-b+3c) kJ，答案为B。
10．C
【详解】A、钠原子最外层只有1个电子,氯原子最外层有7个电子,两者通过得失电子能生成具有8电子稳定结构的Na+和Cl-,其结构的稳定性增强，体系的能量降低，A正确；
B、物质燃烧把化学能转化成热能，即物质的燃烧过程可看成“贮存”在物质内部的部分化学能转化为热能释放出来的过程，B正确；
C、氮分子内部存在很强的共价键，很难被破坏，所以化学性质很稳定，C错误；
D、需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，例如碳燃烧等，D正确。
答案选C。
11．B
【详解】A．断裂旧化学键吸收的总能量和形成新化学键所放出的总能量的差值=946 kJ·mol-1＋498 kJ·mol-1-2×632 kJ·mol-1=180 kJ·mol-1，故该反应是吸热反应，故A错误；
B．吸热反应的生成物能量高于反应物的能量，故1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量，故B正确；
C．氮气和氧气反应需要放电，故C错误；
D．NO不是酸性氧化物，NO和氢氧化钠溶液不反应，故D错误；
故选B。
12．D
【详解】A．氢氧燃料电池的负极反应物是H2，在碱性介质中负极的电极反应式为：，A错误；
B．钢铁发生电化学腐蚀时，Fe为负极，是负极的电极反应式，B错误；
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是阳极，阳极用粗铜作电极材料，电极反应式为：，比铜活泼的金属（如锌）也失去电子，C错误；
D．电解饱和食盐水时，阳极上发生反应的物质是，电极反应式是：，D正确；
故选D。
13．B
【详解】由题意可知，生成1mol时，断裂1mol（白磷）中P-P键和3mol中键共吸收能量，形成1mol中P-O键放出能量，故生成lmol时总共放出能量，故选B。
14．(1) Cl2 H2 ＜
(2)H2－2e－+2OH－＝2H2O
(3)燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度（降低能耗）
【详解】（1）在燃料电池中，氧气作正极，所以通入空气的极是正极，通入燃料的极是负极，即产生Y的极是阴极，所产生的是氢气，在X处产生的是氯气，氢氧燃料的正极氧气得到电子转化为氢氧根，碱性增强，所以a%小于b%，故答案为：Cl2；H2；＜；
（2）燃料电池的工作原理：负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应，即H2－2e－+2OH－＝2H2O，故答案为：H2－2e－+2OH－＝2H2O；
（3）燃料电池能将化学能转化为电能，所以燃料电池可以补充电解池消耗的电能，此外还可以提高产出碱液的浓度，降低能耗，故答案为：燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度（降低能耗）。
15． 锌、银、金 Cu2＋＋2e－=Cu Cu2＋＋2e－=Cu
【详解】电镀装置中镀层金属做阳极、镀件做阴极，阴极上铜离子得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu；
精炼铜杂装置中粗铜做阳极，粗铜含锌、银、金等杂质，活泼的锌放电生成锌离子、铜放电生成铜离子，银、金等不活泼的不反应成为阳极泥；纯铜做阴极，铜离子放电在阴极生成铜，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu。
16．(1) cd 正极
(2) 1 mol
(3)
(4) 阳极
【详解】（1）①a．电解精炼Ni为电解池，将电能转化为化学能，故a错误；
b．粗镍作阳极，金属失电子发生氧化反应，故b错误；
c．Cu、Pt、Au金属活动性比镍弱，不放电，沉降在阳极区形成阳极泥，利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属，故c正确；
d．阴极反应式Ni2++2e-=Ni，每通过2mol电子时析出1molNi，则粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比，故d正确；
故答案为：cd；
②工业上用硫化镍(NiS)作为电极材料冶炼镍。电解时，硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近，镍元素形态进入电解液中，如图所示：硫化镍与电源的正极相接，NiS失电子发生氧化反应， 阳极的电极反应式，故答案为：正极；；
（2）①Ir—Ru惰性电极有吸附作用，氧气得电子生成双氧水，该电极的电极反应为；故答案为：；
②4NH3+3O2 2N2+6H2O中，氨气中的氮元素从-3价变为氮气中的0价，4mol氨气转移12mol电子，理论上电路中每转移3 mol电子，最多可以处理的物质的量为1 mol。故答案为：1 mol；
（3）①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为，Fe作阳极，Fe失电子生成FeO，则电解时阳极的电极反应式是。故答案为：；
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为。故答案为：；
（4）①电极a上Co2+发生氧化反应生成Co3+，发生失电子的反应，a电极的名称为阳极。故答案为：阳极；
②甲醇被Co3+氧化生成CO2，Co3+被还原生成Co2+，溶液呈酸性，除去甲醇的离子方程式。故答案为：；
③微生物电池是绿色酸性燃料电池，葡萄糖失电子发生氧化反应生成二氧化碳，该电池负极的电极反应式为。
故答案为：。
17．(1) 放热 (a-b)kJ/mol
(2) 926 496.4 1mol氢气充分燃烧生成气态氧化物水放出热量241.8kJ的热量
【详解】（1）根据图示，反应物总能量大于生成物总能量，则此反应为放热反应，放热反应焓变为负值，ΔH=(a-b)kJ/mol；
（2）①若图示中表示反应H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1，b表示形成2molH-O键放出的能量，则b=463kJ·mol-1×2=926 kJ·mol-1；焓变=反应物总键能-生成物总键能，即-241.8kJ·mol-1=436 kJ·mol-1+0.5x kJ·mol-1-926 kJ·mol-1，x=496.4；
②此热化学方程式的意义是1mol氢气充分燃烧生成气态氧化物水放出热量241.8kJ的热量；
③。
18．(1) Cl- Na+ OH-
(2) Cl2 NaOH、H2
(3) Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 爆炸
【详解】（1）电解饱和食盐水中阳极为氯离子失电子生成氯气，阳极室Cl-离子浓度减小，电解池中阳离子移向阴极，Na+离子通过阳离子交换膜进入阴极室，NaCl溶液浓度变小；阴极为水中氢离子得电子生成氢气，阴极室OH-离子浓度增大，形成NaOH浓溶液；
（2）阳极为氯离子失电子生成氯气，阳极产物为Cl2，阴极为水中氢离子得电子生成氢气，氢氧根离子移向阴极与钠离子结合生成NaOH，阴极产物为：NaOH、H2；
（3）①NaOH与Cl2反应生成NaCl和NaClO和水，反应方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；②阳离子交换膜的作用还有防止H2与Cl2混合发生爆炸。
19．(1)正
(2)c
(3)
(4) 6.4g 减小
【分析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴，驱动阴极反应（Li++e-=Li+）和阳极反应（Li2O2+2h+=2Li++O2），则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2，结合图示，充电时金属Li电极为阴极，光催化电极为阳极；则放电时金属Li电极为负极，光催化电极为正极；据此作答。
【详解】（1）由分析可知，电池放电时，电极b为正极；
（2）右侧装置为电解硫酸铜溶液的装置，c为阳极，d为阴极，电解时阴离子向阳极移动，故向c极移动；
（3）由分析可知，a电极为负极，电极反应为：，d电极为阴极，铜离子得到电子，电极反应为：；
（4）a电极反应为：，则当a电极质量减小1.4g时，转移0.2mol电子，d电极反应为：，此时产生铜0.1mol，故其质量增加，0.1mol×64g/mol=6.4g；此装置为铜的精炼装置，在阴极析出铜的时候，阳极产生的可能是铁离子，铜离子，锌离子，故此时溶液的浓度减小。
20． > 2H2S+3O22SO2+2H2O 化学 电 H2S+8OH- —6e- =SO+5H2O 减小
【详解】(1) ①根据图示，反应物总能量>生成物总能量；
②H2S完全燃烧生成二氧化硫和水，反应方程式是2H2S+3O22SO2+2H2O；
(2) ①该装置为燃料电池，将化学能转化为电能；
②总反应为2H2S+3O2+4OH- = 2SO32-+4H2O；正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；负极反应=总反应-正极反应，负极反应式是H2S+8OH--6e- =SO+5H2O；右室通入燃料，右室是负极，根据负极反应式H2S+8OH--6e- =SO+5H2O，负极消耗OH-，电解质溶液的pH减小；
【点睛】本题考查化学反应中的能量变化，明确原电池原理是解题关键，注意原电池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-正极反应可得负极反应。
21． CO+4e-+4H+==CH3OH SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ Al 有气体生成 Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O 0.3 C（Ag等） Fe3++e-=Fe2+
【分析】（1）①燃料电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极，该反应中C元素化合价由+2价变为-2价、H元素化合价由0价变为+1价，所以CO是氧化剂，发生还原反应；
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子；
③若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则负极上二氧化氮失电子生成硝酸根离子；
（2）根据只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池进行分析；
（3）根据反应“Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4”可知，反应中Cu被氧化，应为原电池负极，失电子而被氧化，正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，电解质溶液为Fe2(SO4)3，以此画出实验装置图并书写有关的电极反应式；
【详解】（1）①燃料电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极，该反应中C元素化合价由+2价变为-2价、H元素化合价由0价变为+1价，所以CO是氧化剂，则通入CO的电极为正极，电极方程式为CO+4 e-+4H+=CH3OH，
答案：CO+4 e-+4H+=CH3OH；
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；
答案：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；
③若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则负极上二氧化氮失电子生成硝酸根离子和氢离子，电极反应式NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；
答案：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+
（2）只有自发进行的氧化还原反应才可以设计成原电池，此装置自发进行的氧化还原反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，因此负极反应为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，正极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑；根据总方程式可知2Al～3H2，消耗负极5.4g ,则放出气体；
答案：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O 0.3
（3）①根据反应“Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4”可知，反应中Cu被氧化，应为原电池负极，失电子而被氧化，正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，电解质溶液为Fe2(SO4)3，以此画出实验装置图；
答案：
（2）正极应为活泼性比Cu弱的金属或非金属材料；根据Cu + Fe2(SO4)3=2FeSO4 + CuSO4可知：电极反应式负极：Cu-2e-=Cu2+，正极2Fe3++2e-=2Fe2+；
答案：C（Ag等） Fe3++e-=Fe2+
【点睛】本题易错点为（2），判定自发进行氧化还原反应的方法：第一步：看电极是否和电解质溶液发生氧化还原反应； 第二步：两个电极均不反应，则是活泼金属与空气中的氧气发生的氧化还原反应（没有明显电流）。
22． 过量 过滤完再加盐酸 饱和氯化钠 氨气 二氧化碳 不能颠倒 石墨 阳极 铁 阴极 熔融的氯化钠 氯化钠溶液 热的空气 吹出 富集 无水氯化镁
【详解】1.粗盐提纯时，加入BaCl2除去、加入NaOH除去Mg2+、加入Na2CO3除去Ca2+，为使杂质离子完全除去，所加沉淀剂要过量，过量的沉淀剂会成为新杂质，在后续的操作中要除去，故Na2CO3一定要在BaCl2后加入，即Na2CO3还用于除去过量的Ba2+；为防止生成的沉淀溶解，故待沉淀完全过滤后再加盐酸调溶液的pH；答案为：过量；Na2CO3；BaCl2；过滤完再加盐酸。
3.由于NH3在水中的溶解度远大于CO2，且NH3的水溶液呈碱性，能吸收更多的CO2，结合侯氏制碱法的反应原理，故向饱和NaCl溶液中先通入NH3再通入CO2，通入气体的顺序不能颠倒；答案为：饱和氯化钠；氨气；二氧化碳；不能颠倒。
4.电解熔融NaCl生成Na和Cl2，阳极电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，阳极不能使用活性电极，故石墨为阳极，Fe为阴极，阴极电极反应为2Na++2e-=2Na，电解熔融的NaCl，不是NaCl溶液（电解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，不能制得Na）；答案为：石墨；阳极；铁；阴极；熔融的氯化钠；氯化钠溶液。
5.由于Br2易挥发，故要用热的空气把生成的溴吹出；用SO2吸收后再用Cl2氧化的目的是富集溴；答案为：热的空气；吹出；富集。
6.因为CaCO3来源于贝壳，取自于海边，方便、价廉，故工业上用CaCO3制得的Ca(OH)2作沉淀剂，不是用NaOH作沉淀剂；直接加热MgCl2 6H2O由于MgCl2水解生成的HCl的挥发，最终水解趋于完全，不能获得无水MgCl2，故要在HCl气流中加热MgCl2 6H2O得到无水氯化镁，HCl气流的作用是抑制MgCl2的水解、并带走结晶水；答案为：Ca(OH)2；NaOH；无水氯化镁。
答案第1页，共2页
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