第四章 化学反应与电能（含解析） 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 第四章 化学反应与电能（含解析） 测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 865.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-17 00:10:53 | ||
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文档简介
第四章 化学反应与电能测试题
一、选择题
1．化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．冶炼铝是电能转化为化学能的过程
B．水垢中的，可直接加盐酸除去
C．汽车尾气系统中使用催化转化器可减少有害气体的排放
D．盐碱地(含较多的NaCl、)不利于农作物生长，可施加适量石膏降低土壤碱性
2．2022年11月，我国“天舟五号”货运飞船搭载的燃料电池成功完成在轨试验。下列关于氢氧燃料电池的说法不正确的是
A．电池工作时将电能转化为化学能 B．H2在电池的负极放电
C．O2反应中得到电子 D．氢气、氧气可通过电解水产生
3．下列说法中不正确的是
A．硅酸钠水溶液可用作胶粘剂和木材防火剂
B．速滑馆使用CO2制冰，比用氟利昂制冰更环保
C．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层能对铁制品起保护作用
D．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量最初来源于太阳能
4．室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项 探究方案 探究目的
A 向盛有少量酸性溶液的试管中滴加足量乙醇，充分振荡，观察溶液颜色变化 乙醇具有还原性
B 用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，观察火焰颜色 溶液中存在
C 向盛有3 mL 0.1 mol·L 溶液的试管中滴加2滴0.1 mol·L NaCl溶液，振荡试管，再向试管中滴加2滴0.1 mol·L KI溶液，观察生成沉淀的颜色
D 将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中，一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化 铁钉能发生吸氧腐蚀
A．A B．B C．C D．D
5．我们在课堂上学习和接触过许多有趣的电池，关于下列电池的说法不正确的是
A．苹果中含有苹果酸，图1中铁片是负极
B．图2是“纸电池”，当电解液为氯化钠溶液时，空气中的氧气在铜片表面得电子
C．图3酸性锌锰干电池中锌筒做负极被不断消耗，用久有漏液风险
D．图4电池电子从镁电极流向铝电极
6．“双吸剂”含铁粉、活性炭和氯化钠等，可延长食品保质期。有关叙述正确的是
A．主要发生吸氧腐蚀 B．电能转变为化学能
C．吸收的气体是O2和CO2 D．正极反应为Fe-2e-=Fe2+
7．用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是
A．析氢反应发生在电极上
B．从电极迁移到电极
C．阴极发生的反应有：
D．每转移电子，阳极生成气体(标准状况)
8．NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．电解精炼铜时，当外电路通过NA个电子时，阳极一定减轻32g
B．2.3g Na被完全氧化为Na2O2，失去电子的数目为0.2NA
C．向1L 0.1mol/LNH4Cl溶液中滴入适量氨水至中性，此时溶液中所含的数目为0.1NA
D．标准状况下，22.4L CCl4中含有的共价键数目为0.4 NA
9．电解饱和食盐水时，阳极生成的气体是
A．H2 B．Cl2 C．HCl D．O2
10．某小组设计如图装置(盐桥中盛有浸泡了KNO3溶液的琼胶)研究电化学原理。下列叙述正确的是
A．银片为负极，发生的反应为：Ag++e-=Ag
B．用稀硫酸代替AgNO3溶液，也可形成原电池
C．进行实验时，琼胶中K+移向Mg(NO3)2溶液
D．取出盐桥，电流表指针依然偏转
11．将电催化转化成燃料和化学品具有重要意义。甲酸可以作为氢载体直接用于甲酸燃料电池。某科学家在常温下用S-In催化剂电催化还原制甲酸的机理如图甲所示，反应历程如图乙所示，其中吸附在催化剂表面的原子用*标注。下列说法错误的是
A．使用S-In催化剂，可以降低反应的活化能
B．在催化剂表面的催化作用下转化为和
C．电催化还原制甲酸的总反应式为
D．电催化还原制备甲酸时，阳极电势比阴极低
12．市场上某种一次性保暖贴是利用金属电化学腐蚀原理制作的，主要成分为铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石等，其中，活性炭是电极材料之一，食盐水为电解质溶液。下列有关保暖贴的说法错误的是
A．该保暖贴中铁作负极，发生的电极反应是
B．活性炭作正极，发生的电极反应是
C．该一次性保暖贴放出的热量是氧气与铁粉发生氧化反应时产生的
D．保暖贴使用前要密封保存，使之与空气隔绝
二、非选择题
13．日常生产、生活中用到许多金属制品，从实用美观角度考虑选择下列合适的金属材料或保护(防腐蚀)方法，将序号填入下表相应空格中。
①不锈钢 ②白铁(镀锌铁皮) ③铝合金 ④镀铬铁管 ⑤涂漆 ⑥镶嵌锌块 ⑦与直流电源负极相连(阴极保护法)
用途 选用材料或保护方法
菜刀 _______________
楼梯扶手或阳台护栏 _______________
水桶 _______________
航海轮船 _______________
水闸 _______________
吊车塔架 _______________
房门窗框 _______________
14．某课外活动小组进行电解饱和食盐水的实验(如图)。请回答下列问题。
(1)通电一段时间后，可观察到___________电极(填“阴极”或“阳极”)附近溶液颜色先变红，该电极上的电极反应式为___________。
(2)该溶液电解反应的化学方程式为___________。
(3)若开始时改用铁棒做阳极，阳极的电极反应式为___________。
(4)若用H2和O2为反应物，以KOH为电解质溶液，可构成新型燃料电池(如图)，两个电极均由多孔性炭制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。其中a是___极(填“正”或“负”)，b极的电极反应式为___________。
15．用氧化还原反应的观点分析判断下列各组微粒的性质，填写下表。
组别 微粒 性质 强弱顺序
第1组 、、、、 ___________ ___________
第2组 Cu、Fe、、、、 ___________ ___________
16．已知化学反应：①AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3②FeCl2+Zn=Fe+ZnCl2
(1)上述两个化学反应中有一个不可用于设计原电池，它是_(填序号)，理由是__。
(2)另一个可用于设计原电池，若利用该反应设计如图所示的原电池(图中“e”表示 电子)。
该电池 a 极是的电极材料是_______极(正或负)，其电极材料是_______，发生的电极反应式是_______，电极 b上发生_______反应(填“氧化”或“还原”)。
17．A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素，有关位置及信息如下：A的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；C单质在实验室一般保存在煤油中；F的最高价氧化物对应水化物既能和酸反应又能和强碱反应，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀。请回答下列问题：
（1）A元素在周期表中的位置是____________。
（2）A与B可组成质量比为7:16的三原子分子，该分子释放在空气中可能引起的环境问题有：（任写一种）。__________________；
（3）同温同压下，将a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中，若a=b，则所得溶液的pH__7(填 “>"或“<”或“=”），若使所得溶液pH=7，则a_________b(填“>"或“<”或“=”）。
（4）写出F的单质与NaOH溶液反应的离子方程式：____________________。
（5）已知一定量的E单质能在B2(g）中燃烧，其可能的产物及能量关系如下左图所示：请写出一定条件下EB2(g） 与E（s）反应生成EB(g）的热化学方程式__________________。
（6）若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中，加入铜片，溶液会慢慢变为蓝色，依据产生该现象的反应原理，所设计的原电池如上右图所示，其反应中正极反应式为______________。某同学假设正极产物是Fe2+，请你设计实验证明该假设___________________。
18．I.已知K、L、M、P、Q、R是原子序数依次增大的短周期主族元素。K和Q同主族，L是可以形成化合物种类最多的元素，M与K形成的化合物常作制冷剂，P元素原子的最外层电子数是电子层数的3倍，R是地壳中含量最丰富的金属元素。回答下列问题：
(1)L元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)Q元素的最高价氧化物对应的水化物与R单质反应的离子方程式为___________；向反应后的溶液中持续滴加稀盐酸，能看到的现象是___________。
(3)K与P形成的原子个数比为1∶1的物质的电子式为___________。
II．氮及其化合物在生产、生活与环境中有着重要的研究和应用价值。
(4)是制碱工业中不可缺少的物质，写出实验室制备的化学反应方程式___________；验证已经集满的方法是___________。
(5)是一种强氧化剂，常与肼组成双组元液体推进剂，用于火箭发射，二者反应生成无毒无污染的物质，则该反应的化学方程式为___________。
(6)一种电解处理含氮废水的方法如图所示，写出阴极的电极反应式___________。
19．2019年是元素周期表诞生150周年，元素周期表在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。已知、、、是中学常见的四种元素.原子序数依次增大。的原子最外层电子数是次外层的2倍。的氧化物属于两性氧化物，、位于同周期，、、的原子最外层电子数之和为14，是人体必需的微量元素，缺乏会导致贫血症状。
(1)硒是人体必需的微量元素。人体内产生的活性氧能加速人体衰老，被称为“生命杀手”。化学家尝试用及其他富硒物质清除人体内的活性氧，此时表现出_______性。
(2)下列事实能用元素周期律解释的是_______(填序号)。
a. 的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于
b. 的气态氢化物的稳定性小于
c. 的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板
(3)的单质可用于处理酸性废水中的，使其转换为，同时生成有磁性的的氧化物，再进行后续处理。
①上述反应的离子方程式为_______。
②的单质与在高温下反应的化学方程式为_______。
(4)铅和元素同主族，可发生反应。请写出草酸的电子式：_______。与性质相似，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是_______。
(5)金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，它与同主族，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业上通常用电解精炼法提纯镓。某待提纯的粗镓内含、、杂质，以水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液，通过某种离子迁移技术到达阴极，并在阴极放电析出高纯镓。(离子氧化性顺序为：)下列有关电解精炼镓的说法正确的是_______(填序号)。
A．阳极发生氧化反应，其主要电极反应式：
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．在阴极除了析出高纯度的镓之外，还可能有产生
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有和
20．可用作净水剂、还原剂等。回答下列问题：
Ⅰ．制备。装置如图所示(夹持装置省略)。已知极易水解。
(1)仪器a的名称是___________。
(2)装置Ⅱ中制备的化学方程式为___________，装置Ⅲ的作用：①吸收尾气；②___________。
(3)该装置存在的缺陷是___________。
Ⅱ．利用惰性电极电解溶液，探究外界条件对电极反应产物的影响。
(4)实验数据如下表所示：
实验编号 电压 阳极现象 阴极现象
1 1.5 5.52 无气泡，滴加显红色 无气泡，银白色金属析出
2 3.0 5.52 少量气泡，滴加显红色 无气泡，银白色金属析出
3 4.5 5.52 大量气泡，滴加显红色 较多气泡，极少量金属析出
4 1.5 无气泡，滴加显红色 较多气泡，极少量金属析出
①实验2、3中阳极产生的气体是___________(填化学式)。
②实验中，调节溶液的宜选用___________(填“盐酸”、“硝酸”或“硫酸”)。
③由实验1、2现象可以得出结论___________；由实验1、4现象可以得出结论___________。
21．阿伏加德罗常数是一座“桥梁”，连接了宏观世界和微观世界的数量关系。通过电解法可测得的数值。
已知：i．1个电子所带电量为库仑。
ii．(乙二胺四乙酸二钠)能形成可溶含铜配离子。
iii．，。
【实验一】用铜片和铂丝为电极，电解硫酸酸化的溶液。测得通过电路的电量为x库仑。电解完成后，取出铜片，洗净晾干，铜片质量增加了。
(1)铜片应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)。铂丝尖端产生气泡，其电极反应式为___________。理论上，产生气体与析出铜的物质的量之比为___________。
(2)本实验测得___________(列出计算式)。
【实验二】为减少含重金属电解液的使用，更换电解液，同时更换电极与电源的连接方式。电解完成后，取出铜片，洗净晾干，铜片质量减小。
实验 电解液 实验现象
① 溶液 铜片表面为灰蓝色
② 和混合液 铜片表面仍为红色
(3)实验①和②中各配制电解液，使用的主要仪器有天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和___________。
(4)经检验，实验①中的灰蓝色成分主要是。从平衡移动角度解释在测定的数值中的作用：___________。
(5)电解过程中，若观察到铜片上有小气泡产生，利用铜片质量减小计算的数值___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(6)实验结束后处理电解液：将取出的电解液加入过量硫酸，过滤，得到白色固体和滤液a；向滤液a中先加入调，再加入，解释不直接加入的原因及的作用：___________。
22．为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列的实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
A B C D E F
4mol/LH2SO4溶液(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
(1)请完成此实验设计，其中V7=______，V9=______。
(2)在D组实验中，按照反应发生的先后顺序写出发生反应的离子方程式：①______、②_____。
(3)该同学最后得出的结论为：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：___。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．工业上冶炼金属铝的反应为，电解时，电能转化为化学能，故A正确；
B．不溶于盐酸，可用碳酸钠溶液浸泡后，加稀盐酸洗涤，故B错误；
C．汽车尾气含有NO和CO等有害气体，使用催化转化器可以将有害气体转化为无害气体氮气和二氧化碳，减少有害气体的排放，故C正确；
D．石膏为，可以与反应生成难溶的碳酸钙和硫酸钠，降低土壤的碱性，故D正确；
故选B。
2．A
【分析】氢氧燃料电池中氢气失去电子，在负极发生反应，氧气得到电子，在正极发生反应。
解析：A．电池是将化学能转化为电能，故A错误；
B．根据分析可知，H2失电子，在电池的负极放电，故B正确；
C．O2反应中得到电子，故C正确；
D．电解水发生反应2H2O2H2↑+O2↑，故D正确；
故选A。
3．C
解析：A．硅酸钠(Na2SiO3)的水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业经常使用的一种黏胶剂，也称为泡花碱，可用作肥皂填料，硅酸钠也可作木材和纺织品的防火剂，A正确；
B．二氧化碳跨临界制冰技术，与传统制冷剂氟利昂相比更加环保，减少了氟利昂对臭氧层的破坏作用，B正确；
C．锡的金属性大于铁的金属，当镀锡铁制品的镀层破损时，铁会先腐蚀，故镀层不能对铁制品起保护作用，C不正确；
D．植物在光合作用中的物质转化和能量转化，植物的光合作用是将光能(太阳能)转化为化学能，将无机物转化为有机物，D正确；
故选C。
4．A
解析：A．酸性溶液的试管中滴加足量乙醇，若溶液褪色说明被还原为无色离子，则乙醇表现还原性，否则则无还原性，故A正确；
B．焰色试验只能确定金属元素是否存在，不能确定具体物质，故B错误；
C．所用硝酸银溶液过量，滴入的碘化钾直接与硝酸银反应生成AgI沉淀，不能说明是AgCl转化为AgI，因此不能验证Ksp大小，故C错误；
D．锌比铁活泼，形成原电池时Zn作负极，Fe作正极，铁钉不被腐蚀，故D错误；
故选：A。
5．D
解析：A．苹果中含有苹果酸，苹果酸属于电解质，Fe、Cu两种金属性不同的金属，铁比铜活泼，图1构成原电池，铁作负极，故A说法正确；
B．铁比铜活泼，当电解液为氯化钠溶液时，发生吸氧腐蚀，铁作负极，铜作正极，氧气在铜片表面得电子，故B说法正确；
C．锌为活泼金属，锌锰干电池中锌作负极，锌发生氧化反应，被消耗，锌铜会变薄，有漏液风险，故C说法正确；
D．Mg虽然比Al活泼，但Mg不与氢氧化钠溶液反应，而Al能与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，则Al作负极，Mg作正极，根据原电池工作原理，电子从Al经外电路流向Mg电极，故D说法错误；
答案为D。
6．A
解析：A．铁为金属，活泼性大于碳，氯化钠为电解质，潮湿环境中形成原电池，为中性环境，发生铁的吸氧腐蚀，A正确；
B．形成原电池，将化学能转化为电能，B错误；
C．该过程发生铁的吸氧腐蚀，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，吸收的气体是O2和水，C错误；
D．Fe-2e-=Fe2+为负极反应，正极反应是O2+4e-+2H2O=4OH-，D错误；
综上所述答案为A。
7．C
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2+12H++12e =C2H4+4H2O、2CO2+12H++12e =C2H5OH+3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
解析：A．析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；
B．离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B错误；
C．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2+12H++12e =C2H4+4H2O，故C正确；
D．水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，每转移1mol电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D错误；
答案选C。
8．C
解析：A．电解精炼铜时，当外电路通过NA个电子时，由于阳极含锌、铁等杂质也会失去电子，因此阳极减轻的质量无法计算，故A错误；
B．2.3g Na(物质的量为0.1mol)被完全氧化为Na2O2，因此失去电子的数目为0.1NA，故B错误；
C．向1L 0.1 mol L 1NH4Cl溶液中滴入适量氨水至中性，根据电荷守恒，铵根离子浓度氯离子浓度，因此铵根离子浓度为0.1 mol L 1，则此时溶液中所含的数目为0.1NA，故C正确；
D．标准状况下，CCl4是非气态物质，无法利用所给条件计算其内部共价键数目，故D错误。
综上所述，答案为C。
9．B
解析：电解饱和食盐水时，阳极氯离子放电生成氯气，阴极氢离子放电生成氢气；
故选B。
10．B
解析：A．该装置为MgAg原电池，镁的活泼性大于银，镁作负极，失电子形成镁离子，故A错误；
B．若把硝酸银换成稀硫酸，H+同样在银电极处得到电子析出氢气，可以构成原电池，故B正确；
C．MgAg原电池，镁的活泼性大于银，镁作负极、银为正极，原电池中阳离子移向正极，所以盐桥中的阳离子往右侧硝酸银溶液迁移，故C错误；
D．取出盐桥，由于无法构成闭合回路，不能形成原电池，所以电流表不发生偏转，D错误；
选B。
11．D
解析：A．催化剂的催化原理是降低反应的活化能，提高反应速率，故A正确；
B．根据图甲可知，催化剂活性位点在催化过程中的作用是活化水分子，将转化为和，故B正确；
C．结合图乙反应历程图的起始物质和最终物质，可以得出电催化二氧化碳转化为甲酸的总反应式为，故C正确；
D．电解池中，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连，电源正极电势高于负极，所以电解池的阳极电势高于阴极，故D错误；
故答案选D。
【点睛】本题主要考查催化机理分析、根据催化机理图能判断微粒的转化及作用、根据反应历程图书写转化反应、综合应用信息书写总的反应方程式、判断电解池中阳极、阴极电势高低，注意对题干中信息的提取和应用。
12．C
解析：A．该保暖贴中，发生的是铁的吸氧腐蚀，铁作负极，电极反应是，A项正确；
B．活性炭作正极，氧气得电子，发生还原反应，电极反应为，B项正确；
C．铁粉与氧气通过无数个微小的电池发生氧化还原反应，放出大量的热，C项错误；
D．铁粉、活性炭、水、食盐等可以构成一个原电池，发生的是铁的吸氧腐蚀，要延长其保质期，应在使用前隔绝空气，密封保存，D项正确；
答案选C。
二、非选择题
13． ① ④ ② ⑥ ⑦ ⑤ ③
解析：（1）菜刀接触潮湿较多，且要求机械强度大，清洁卫生等，故选不锈钢；选①；
（2）楼梯扶手、护栏等要求安全美观，经济实惠，故选镀铬铁管；选④
（3）水桶处于潮湿环境，且摩擦碰撞较多，故选镀锌铁皮；选②
（4）航海轮船则采用镶嵌锌块法保护，效果良好，故选镶嵌锌块；选⑥
（5）水闸位置固定宜采用外加电流的阴极保护法，故选与直流电源负极相连(阴极保护法)；选⑦
（6）吊车塔架只求坚固防锈且经济，故涂漆保护就可以了，故选涂漆；选⑤
（7）门窗框要轻便美观，故选用铝合金材料。选③
14． 阴极 2H++2e-=H2↑ 2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH Fe-2e-═Fe2+ 负 O2+2H2O+4e-→4OH-
解析：(1)阴极氢离子放电产生氢氧根离子使附近溶液颜色先变红，电极反应方程式为：2H++2e-=H2↑，故答案为阴极；2H++2e-=H2↑；
(2)阳极是还原性强的氯离子放电生成氯气，阴极是氢离子放电生成氢气，所以电解反应的化学方程式为2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH；
(3)金属作阳极，阳极是活泼金属铁本身放电，电极反应方程式为：Fe-2e-═Fe2+；
(4)通氢气的一极发生氧化反应是负极；b极氧气发生还原反应是正极，故答案为负；O2+2H2O+4e-═4OH-。
15． 氧化性 还原性
解析：略
16． ① ①为非氧化还原反应，没有电子转移 负 Zn Zn-2e-=Zn2+ 还原
解析：(1)原电池是基于氧化还原反应的原理，上述反应中①没有价态变化，是非氧化还原反应，②有价态变化属于氧化还原反应，故①可设计成原电池，故答案为：①；①为非氧化还原反应，没有电子转移；
(2)FeCl2+Zn=Fe+ZnCl2用于设计原电池，Zn失电子作负极，FeCl2得电子在正极发生反应，由图电子由a流向b，则a为负极发生氧化反应，b为正极，发生还原反应，a极上发生的反应为：Zn-2e-=Zn2+，故答案为：负；Zn；Zn-2e-=Zn2+；还原；
17． 第二周期第VA族 酸雨（或光化学烟雾） ＜ ＞ 2Al + 2OH- + 2H2O＝2AlO2- + 3H2↑ CO2(g） + C(s）＝2CO(g） △H＝+172.5kJ/mol或1/2CO2(g） + 1/2 C(s）＝ CO(g） △H＝+86.25kJ/mol Fe3++ e－＝Fe2+ 滴加酸性高锰酸钾溶液（或铁氰化钾溶液），若溶液紫色褪去（或产生蓝色沉淀），则产品中含有Fe2+
解析：A的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则A是N元素；C单质在实验室一般保存在煤油中，所以C是Na元素；F的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应，F是Al元素，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀，则G是Fe元素。其余E是C元素，B是O元素，D是Cl元素。
（1）N元素在周期表中的位置是第二周期第VA族；
（2）N与O可组成质量比为7:16的三原子分子，该分子的化学式是NO2，该分子释放在空气中可能引起的酸雨问题；
（3）a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中，若a=b，则二者恰好反应生成氯化铵，溶液呈酸性，pH＜7。如果使溶液的pH=7，呈中性，所以氨气稍过量，a＞b；
（4）Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑；
（5）由图可知，1mol C(s）与氧气反应生成1molCO气体放出的热量是393.5kJ-283kJ=110.5kJ，1mol C(s）与氧气完全燃烧生成二氧化碳气体放出393.5kJ的热量，根据盖斯定律，所以EB2(g） 与E（s）反应生成EB(g）的热化学方程式为CO2(g） +C(s）＝2CO(g） △H=（-110.5kJ/mol）×2-(-393.5kJ/mol）＝+172.5kJ/mol；
（6）Cu与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜，溶液逐渐变为蓝色，Cu作负极，发生氧化反应，则正极反应是铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3++e－= Fe2+。亚铁离子具有还原性，所以检验亚铁离子的实验方法是滴加酸性高锰酸钾溶液（或铁氰化钾溶液），若溶液紫色褪去（或产生蓝色沉淀），则产品中含有Fe2+。
18．(1)第二周期第IVA族
(2) (或) 先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解消失
(3)
(4) (或) 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生
(5)
(6)
解析：L是可以形成化合物种类最多的元素，则L是C元素，M与K形成的化合物常作制冷剂，则M为N元素，K为H元素，K和Q同主族，则Q为Na元素，P元素原子的最外层电子数是电子层数的3倍，则P为O元素，R是地壳中含量最丰富的金属元素，则R为Al元素。
（1）C元素的原子序数为6，在元素周期表中的位置是第二周期第IVA族。
（2）Na的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，与Al反应的离子方程式为(或)，向反应后的溶液中持续滴加稀盐酸，先生成Al(OH)3，然后Al(OH)3逐渐溶解为，故能看到的现象是先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解消失。
（3）H与O形成的原子个数比为1∶1的物质是，其电子式为。
（4）实验室制备的反应方程式为(或)，验证已经集满常用的方法是用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生。
（5）生成的无毒无污染的物质为氮气，因为是双组元液体推进剂，所以产物N2要写气体符号，依据氧化还原原理，配平方程式为。
（6）根据图中所示信息，阴极反应是转化为N2，电极反应式为。
19．(1)还原性
(2)ab
(3)
(4)
(5)CD
解析：A的原子最外层电子数是次外层的2倍，则A为碳元素，D的氧化物属于两性氧化物，则D为铝元素，A、D、E的原子最外层电子数之和为14，则E的最外层电子数=14-4-3=7，D、E位于同周期，则E为氯元素，W是人体必需的微量元素，缺乏W会导致贫血症状，则W为铁元素。
(1)清除人体内的活性氧需要还原剂，所以此时表现出还原性；
(2)a．同周期从左到右元素金属性依次减弱，铝在镁的右边，金属性弱于镁，所以Al的最高价氧化物对应水化物氢氧化铝的碱性弱于Mg(OH)2，故A符合题意；
b．同主族元素从上至下非金属性逐渐减弱，元素的非金属性越强，气态氢化物越稳定，则氯的气态氢化物(HCl)的稳定性小于HF，故B符合题意；
c．氯化铁溶液与铜发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜，不能说明金属性的强弱，不能用元素周期律解释，故C不合题意；
故选ab；
(3)Fe可用于处理酸性废水中的，使其转换为，同时生成有磁性的铁的氧化物X(Fe3O4)。
①上述反应中氮元素的化合价由+5价降低至-3价，铁元素的化合价由0价升高至价(平均化合价)，由化合价升降守恒、电荷守恒和质量守恒可配平离子方程式；
②Al与Fe3O4在高温下发生铝热反应生成Al2O3和Fe，化学方程式为；
(4)草酸的结构式为HOOC-COOH，所以电子式为，PbO与碱反应类似Al2O3，所以离子方程式为：，
(5)A．由离子氧化性可知，金属活动性Zn >Ga> Fe，阳极发生氧化反应，其主要电极反应除外，还有锌失电子，故A错误；
B．电解过程中，阳极有Zn、Ga失电子，而阴极只析出Ga ，则阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，故B错误；
C．在阴极除了析出高纯度的家之外，还可能有H+放电有H2产生，故C正确；
D．由于Fe、Cu的活动性比Ga差，则电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Fe，故D正确；
故选CD。
20．(1)长颈漏斗
(2) 2FeCl3+H22FeCl2+2HCl 防止空气中的水蒸气进入装置II中，引起FeCl3水解
(3)装置I和装置II之间缺少一个干燥H2的装置
(4) Cl2 盐酸 电压小时，只有Fe2+放电，电压大时，Fe2+和Cl-放电 pH小时，H+放电、Fe2+几乎不放电，pH大时，Fe2+放电，H+不放电
【分析】实验I中装置I为H2的发生装置，反应原理为：Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑，装置II中为H2还原FeCl3制备FeCl2的装置，反应原理为：2FeCl3+H22FeCl2+2HCl，由于装置II中产生了HCl，故装置III为吸收HCl，同时可以防止空气中的水蒸气进入装置II，引起FeCl3和FeCl2水解，实验II中通过实验现象：阳极区加入KSCN溶液显红色，说明阳极区有Fe3+生成，阳极区产生气泡说明产生了Cl2，阴极区上有银白色金属析出，说明有Fe单质生成，阴极区产生气泡，说明有H2生成，对照各组实验条件的不同进行解题，据此分析解题。
解析：（1）由题干实验装置图可知，仪器a的名称是长颈漏斗，故答案为：长颈漏斗；
（2）装置Ⅱ中制备即FeCl3与H2反应制备FeCl2，故其反应的化学方程式为2FeCl3+H22FeCl2+2HCl，由题干信息可知，极易水解，FeCl2也会水解，则装置Ⅲ的作用：①吸收尾气；②防止空气中的水蒸气进入装置II中，引起FeCl3水解，故答案为：2FeCl3+H22FeCl2+2HCl；防止空气中的水蒸气进入装置II中，引起FeCl3水解；
（3）由题干信息可知，极易水解，则该装置存在的缺陷是装置I和装置II之间缺少一个干燥H2的装置，可以用装有浓硫酸的洗气瓶进行干燥H2，故答案为：装置I和装置II之间缺少一个干燥H2的装置；
（4）①电解池中阳极发生氧化反应，根据实验现象可知，实验2、3中阳极电极反应为：Fe2+-e-=Fe3+、2Cl--2e-=Cl2↑，故产生的气体是Cl2，故答案为：Cl2；
②HNO3具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，并引入杂质，H2SO4会引入新的杂质，则实验中，调节溶液的宜选用盐酸，故答案为：盐酸；
③比较实验1、2可知，仅仅是由于电压的不同，阳极上的电极反应分别为：Fe2+-e-=Fe3+和Fe2+-e-=Fe3+、2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应均为：Fe2++2e-=Fe，由实验1、2现象可以得出结论电压小时，只有Fe2+放电，电压大时，Fe2+和Cl-放电；比较实验1,4可知，仅仅是由于溶液的pH值或酸碱性，由实验现象可知，阳极电极反应为：Fe2+-e-=Fe3+，阴极电极反应分别为：Fe2++2e-=Fe，2H++2e-=H2↑和Fe2++2e-=Fe，故由实验1、4现象可以得出结论：pH小时，H+放电、Fe2+几乎不放电，pH大时，Fe2+放电，H+不放电，故答案为：电压小时，只有Fe2+放电，电压大时，Fe2+和Cl-放电；pH小时，H+放电、Fe2+几乎不放电，pH大时，Fe2+放电，H+不放电。
21．(1) 负极 2H2O 4e－＝4H＋＋O2↑ 1:2
(2)
(3)500mL容量瓶
(4)与铜离子形成可溶铜配离子，降低溶液中的铜离子浓度，避免过量铜离子与氢氧根形成氢氧化铜沉淀，阻止铜的电解
(5)偏大
(6)溶液显强酸性，酸与硫化钠反应会生成硫化氢污染性气体，污染环境；硫化钠的作用是将生成的氢氧化铜沉淀转化为更难溶的CuS沉淀来除掉铜离子
【分析】用铜片和铂丝为电极，电解硫酸酸化的溶液。测得通过电路的电量为x库仑，电解完成后，得到铜片质量增加了。为减少含重金属电解液的使用，更换电解液，同时更换电极与电源的连接方式，铜作阳极，利用电解铜消耗的质量来测定。
解析：（1）电解硫酸铜溶液，取出铜片，洗净晾干，铜片质量增加了，则铜片应连接电源的负极，铜离子在阴极出得到电子变为铜单质，铂丝尖端产生气泡，气泡为氧气，其电极反应式为2H2O 4e－＝4H＋＋O2↑。根据4e－～2Cu～O2，理论上，产生气体与析出铜的物质的量之比为1:2；故答案为：负极；2H2O 4e－＝4H＋＋O2↑；1:2。
（2）根据电子转移建立等式，因此本实验测得；故答案为：。
（3）实验①和②中各配制电解液，使用的主要仪器有天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶(需要配制500mL电解液)；故答案为：500mL容量瓶。
（4）从平衡移动角度解释在测定的数值中的作用：根据实验①中的灰蓝色成分主要是和(乙二胺四乙酸二钠)能形成可溶含铜配离子信息得到与铜离子形成可溶铜配离子，降低溶液中的铜离子浓度，避免过量铜离子与氢氧根形成氢氧化铜沉淀，阻止铜的电解；故答案为：与铜离子形成可溶铜配离子，降低溶液中的铜离子浓度，避免过量铜离子与氢氧根形成氢氧化铜沉淀，阻止铜的电解。
（5）电解过程中，若观察到铜片上有小气泡产生，说明还有一部分生成氧气，则铜片质量减小量偏低，根据得到的数值偏大；故答案为：偏大。
（6）实验结束后处理电解液：将取出的电解液加入过量硫酸，过滤，得到白色固体和滤液a；直接加入硫化钠，溶液显强酸性，酸与硫化钠反应会生成硫化氢污染性气体，污染环境，而先向滤液a中先加入调，再加入，根据，分析出CuS溶解度更小，将生成的氢氧化铜沉淀转化为更难溶的CuS沉淀来除掉铜离子；故答案为：溶液显强酸性，酸与硫化钠反应会生成硫化氢污染性气体，污染环境；硫化钠的作用是将生成的氢氧化铜沉淀转化为更难溶的CuS沉淀来除掉铜离子。
22．17.5 Zn+Cu2+=Zn2++Cu Zn+2H+=Zn2++H2↑ 生成的Cu覆盖在Zn的表面，Zn与H2SO4的接触面积减小，反应速率减慢
解析：(1)由实验目的为研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响可知，实验时需要控制硫酸铜的量为唯一变量，则每组实验中硫酸的量要相同，溶液的总体积也应该相同；由A组中硫酸溶液体积为30mL可知，其他组中硫酸溶液的体积也都为30mL；由F组实验数据可知，溶液的总体积为50mL；由题给数据可知，V7=(50—30—0)mL=20mL、V9=(50—30—2.5)mL=17.5mL，故答案为：20；17.5；
(2)铜离子的氧化性强于氢离子，在混合溶液中，铜离子会优于氢离子与锌反应，则在D组实验中，锌会先与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌，直至硫酸铜消耗完才与稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌，反应的离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Zn+2H+=Zn2++H2↑，故答案为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu；Zn+2H+=Zn2++H2↑；
(3) 铜离子的氧化性强于氢离子，在混合溶液中，铜离子会优于氢离子与锌反应，当加入少量硫酸铜溶液时，反应生成的铜和锌在稀硫酸溶液中构成锌铜原电池，原电池反应使生成氢气的速率大大提高；当加入的硫酸铜溶液超过一定量时，生成的铜会沉积在锌粒表面，阻碍锌粒与稀硫酸反应，导致氢气的生成速率下降，故答案为：生成的Cu覆盖在Zn的表面，Zn与H2SO4的接触面积减小，反应速率减慢
一、选择题
1．化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A．冶炼铝是电能转化为化学能的过程
B．水垢中的，可直接加盐酸除去
C．汽车尾气系统中使用催化转化器可减少有害气体的排放
D．盐碱地(含较多的NaCl、)不利于农作物生长，可施加适量石膏降低土壤碱性
2．2022年11月，我国“天舟五号”货运飞船搭载的燃料电池成功完成在轨试验。下列关于氢氧燃料电池的说法不正确的是
A．电池工作时将电能转化为化学能 B．H2在电池的负极放电
C．O2反应中得到电子 D．氢气、氧气可通过电解水产生
3．下列说法中不正确的是
A．硅酸钠水溶液可用作胶粘剂和木材防火剂
B．速滑馆使用CO2制冰，比用氟利昂制冰更环保
C．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层能对铁制品起保护作用
D．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量最初来源于太阳能
4．室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项 探究方案 探究目的
A 向盛有少量酸性溶液的试管中滴加足量乙醇，充分振荡，观察溶液颜色变化 乙醇具有还原性
B 用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，观察火焰颜色 溶液中存在
C 向盛有3 mL 0.1 mol·L 溶液的试管中滴加2滴0.1 mol·L NaCl溶液，振荡试管，再向试管中滴加2滴0.1 mol·L KI溶液，观察生成沉淀的颜色
D 将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中，一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化 铁钉能发生吸氧腐蚀
A．A B．B C．C D．D
5．我们在课堂上学习和接触过许多有趣的电池，关于下列电池的说法不正确的是
A．苹果中含有苹果酸，图1中铁片是负极
B．图2是“纸电池”，当电解液为氯化钠溶液时，空气中的氧气在铜片表面得电子
C．图3酸性锌锰干电池中锌筒做负极被不断消耗，用久有漏液风险
D．图4电池电子从镁电极流向铝电极
6．“双吸剂”含铁粉、活性炭和氯化钠等，可延长食品保质期。有关叙述正确的是
A．主要发生吸氧腐蚀 B．电能转变为化学能
C．吸收的气体是O2和CO2 D．正极反应为Fe-2e-=Fe2+
7．用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是
A．析氢反应发生在电极上
B．从电极迁移到电极
C．阴极发生的反应有：
D．每转移电子，阳极生成气体(标准状况)
8．NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．电解精炼铜时，当外电路通过NA个电子时，阳极一定减轻32g
B．2.3g Na被完全氧化为Na2O2，失去电子的数目为0.2NA
C．向1L 0.1mol/LNH4Cl溶液中滴入适量氨水至中性，此时溶液中所含的数目为0.1NA
D．标准状况下，22.4L CCl4中含有的共价键数目为0.4 NA
9．电解饱和食盐水时，阳极生成的气体是
A．H2 B．Cl2 C．HCl D．O2
10．某小组设计如图装置(盐桥中盛有浸泡了KNO3溶液的琼胶)研究电化学原理。下列叙述正确的是
A．银片为负极，发生的反应为：Ag++e-=Ag
B．用稀硫酸代替AgNO3溶液，也可形成原电池
C．进行实验时，琼胶中K+移向Mg(NO3)2溶液
D．取出盐桥，电流表指针依然偏转
11．将电催化转化成燃料和化学品具有重要意义。甲酸可以作为氢载体直接用于甲酸燃料电池。某科学家在常温下用S-In催化剂电催化还原制甲酸的机理如图甲所示，反应历程如图乙所示，其中吸附在催化剂表面的原子用*标注。下列说法错误的是
A．使用S-In催化剂，可以降低反应的活化能
B．在催化剂表面的催化作用下转化为和
C．电催化还原制甲酸的总反应式为
D．电催化还原制备甲酸时，阳极电势比阴极低
12．市场上某种一次性保暖贴是利用金属电化学腐蚀原理制作的，主要成分为铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石等，其中，活性炭是电极材料之一，食盐水为电解质溶液。下列有关保暖贴的说法错误的是
A．该保暖贴中铁作负极，发生的电极反应是
B．活性炭作正极，发生的电极反应是
C．该一次性保暖贴放出的热量是氧气与铁粉发生氧化反应时产生的
D．保暖贴使用前要密封保存，使之与空气隔绝
二、非选择题
13．日常生产、生活中用到许多金属制品，从实用美观角度考虑选择下列合适的金属材料或保护(防腐蚀)方法，将序号填入下表相应空格中。
①不锈钢 ②白铁(镀锌铁皮) ③铝合金 ④镀铬铁管 ⑤涂漆 ⑥镶嵌锌块 ⑦与直流电源负极相连(阴极保护法)
用途 选用材料或保护方法
菜刀 _______________
楼梯扶手或阳台护栏 _______________
水桶 _______________
航海轮船 _______________
水闸 _______________
吊车塔架 _______________
房门窗框 _______________
14．某课外活动小组进行电解饱和食盐水的实验(如图)。请回答下列问题。
(1)通电一段时间后，可观察到___________电极(填“阴极”或“阳极”)附近溶液颜色先变红，该电极上的电极反应式为___________。
(2)该溶液电解反应的化学方程式为___________。
(3)若开始时改用铁棒做阳极，阳极的电极反应式为___________。
(4)若用H2和O2为反应物，以KOH为电解质溶液，可构成新型燃料电池(如图)，两个电极均由多孔性炭制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。其中a是___极(填“正”或“负”)，b极的电极反应式为___________。
15．用氧化还原反应的观点分析判断下列各组微粒的性质，填写下表。
组别 微粒 性质 强弱顺序
第1组 、、、、 ___________ ___________
第2组 Cu、Fe、、、、 ___________ ___________
16．已知化学反应：①AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3②FeCl2+Zn=Fe+ZnCl2
(1)上述两个化学反应中有一个不可用于设计原电池，它是_(填序号)，理由是__。
(2)另一个可用于设计原电池，若利用该反应设计如图所示的原电池(图中“e”表示 电子)。
该电池 a 极是的电极材料是_______极(正或负)，其电极材料是_______，发生的电极反应式是_______，电极 b上发生_______反应(填“氧化”或“还原”)。
17．A、B、C、D、E、F是中学化学中常见的六种短周期元素，有关位置及信息如下：A的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；C单质在实验室一般保存在煤油中；F的最高价氧化物对应水化物既能和酸反应又能和强碱反应，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀。请回答下列问题：
（1）A元素在周期表中的位置是____________。
（2）A与B可组成质量比为7:16的三原子分子，该分子释放在空气中可能引起的环境问题有：（任写一种）。__________________；
（3）同温同压下，将a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中，若a=b，则所得溶液的pH__7(填 “>"或“<”或“=”），若使所得溶液pH=7，则a_________b(填“>"或“<”或“=”）。
（4）写出F的单质与NaOH溶液反应的离子方程式：____________________。
（5）已知一定量的E单质能在B2(g）中燃烧，其可能的产物及能量关系如下左图所示：请写出一定条件下EB2(g） 与E（s）反应生成EB(g）的热化学方程式__________________。
（6）若在D与G组成的某种化合物的溶液甲中，加入铜片，溶液会慢慢变为蓝色，依据产生该现象的反应原理，所设计的原电池如上右图所示，其反应中正极反应式为______________。某同学假设正极产物是Fe2+，请你设计实验证明该假设___________________。
18．I.已知K、L、M、P、Q、R是原子序数依次增大的短周期主族元素。K和Q同主族，L是可以形成化合物种类最多的元素，M与K形成的化合物常作制冷剂，P元素原子的最外层电子数是电子层数的3倍，R是地壳中含量最丰富的金属元素。回答下列问题：
(1)L元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)Q元素的最高价氧化物对应的水化物与R单质反应的离子方程式为___________；向反应后的溶液中持续滴加稀盐酸，能看到的现象是___________。
(3)K与P形成的原子个数比为1∶1的物质的电子式为___________。
II．氮及其化合物在生产、生活与环境中有着重要的研究和应用价值。
(4)是制碱工业中不可缺少的物质，写出实验室制备的化学反应方程式___________；验证已经集满的方法是___________。
(5)是一种强氧化剂，常与肼组成双组元液体推进剂，用于火箭发射，二者反应生成无毒无污染的物质，则该反应的化学方程式为___________。
(6)一种电解处理含氮废水的方法如图所示，写出阴极的电极反应式___________。
19．2019年是元素周期表诞生150周年，元素周期表在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。已知、、、是中学常见的四种元素.原子序数依次增大。的原子最外层电子数是次外层的2倍。的氧化物属于两性氧化物，、位于同周期，、、的原子最外层电子数之和为14，是人体必需的微量元素，缺乏会导致贫血症状。
(1)硒是人体必需的微量元素。人体内产生的活性氧能加速人体衰老，被称为“生命杀手”。化学家尝试用及其他富硒物质清除人体内的活性氧，此时表现出_______性。
(2)下列事实能用元素周期律解释的是_______(填序号)。
a. 的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于
b. 的气态氢化物的稳定性小于
c. 的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板
(3)的单质可用于处理酸性废水中的，使其转换为，同时生成有磁性的的氧化物，再进行后续处理。
①上述反应的离子方程式为_______。
②的单质与在高温下反应的化学方程式为_______。
(4)铅和元素同主族，可发生反应。请写出草酸的电子式：_______。与性质相似，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是_______。
(5)金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，它与同主族，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业上通常用电解精炼法提纯镓。某待提纯的粗镓内含、、杂质，以水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液，通过某种离子迁移技术到达阴极，并在阴极放电析出高纯镓。(离子氧化性顺序为：)下列有关电解精炼镓的说法正确的是_______(填序号)。
A．阳极发生氧化反应，其主要电极反应式：
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．在阴极除了析出高纯度的镓之外，还可能有产生
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有和
20．可用作净水剂、还原剂等。回答下列问题：
Ⅰ．制备。装置如图所示(夹持装置省略)。已知极易水解。
(1)仪器a的名称是___________。
(2)装置Ⅱ中制备的化学方程式为___________，装置Ⅲ的作用：①吸收尾气；②___________。
(3)该装置存在的缺陷是___________。
Ⅱ．利用惰性电极电解溶液，探究外界条件对电极反应产物的影响。
(4)实验数据如下表所示：
实验编号 电压 阳极现象 阴极现象
1 1.5 5.52 无气泡，滴加显红色 无气泡，银白色金属析出
2 3.0 5.52 少量气泡，滴加显红色 无气泡，银白色金属析出
3 4.5 5.52 大量气泡，滴加显红色 较多气泡，极少量金属析出
4 1.5 无气泡，滴加显红色 较多气泡，极少量金属析出
①实验2、3中阳极产生的气体是___________(填化学式)。
②实验中，调节溶液的宜选用___________(填“盐酸”、“硝酸”或“硫酸”)。
③由实验1、2现象可以得出结论___________；由实验1、4现象可以得出结论___________。
21．阿伏加德罗常数是一座“桥梁”，连接了宏观世界和微观世界的数量关系。通过电解法可测得的数值。
已知：i．1个电子所带电量为库仑。
ii．(乙二胺四乙酸二钠)能形成可溶含铜配离子。
iii．，。
【实验一】用铜片和铂丝为电极，电解硫酸酸化的溶液。测得通过电路的电量为x库仑。电解完成后，取出铜片，洗净晾干，铜片质量增加了。
(1)铜片应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)。铂丝尖端产生气泡，其电极反应式为___________。理论上，产生气体与析出铜的物质的量之比为___________。
(2)本实验测得___________(列出计算式)。
【实验二】为减少含重金属电解液的使用，更换电解液，同时更换电极与电源的连接方式。电解完成后，取出铜片，洗净晾干，铜片质量减小。
实验 电解液 实验现象
① 溶液 铜片表面为灰蓝色
② 和混合液 铜片表面仍为红色
(3)实验①和②中各配制电解液，使用的主要仪器有天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和___________。
(4)经检验，实验①中的灰蓝色成分主要是。从平衡移动角度解释在测定的数值中的作用：___________。
(5)电解过程中，若观察到铜片上有小气泡产生，利用铜片质量减小计算的数值___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(6)实验结束后处理电解液：将取出的电解液加入过量硫酸，过滤，得到白色固体和滤液a；向滤液a中先加入调，再加入，解释不直接加入的原因及的作用：___________。
22．为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列的实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
A B C D E F
4mol/LH2SO4溶液(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
(1)请完成此实验设计，其中V7=______，V9=______。
(2)在D组实验中，按照反应发生的先后顺序写出发生反应的离子方程式：①______、②_____。
(3)该同学最后得出的结论为：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：___。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．工业上冶炼金属铝的反应为，电解时，电能转化为化学能，故A正确；
B．不溶于盐酸，可用碳酸钠溶液浸泡后，加稀盐酸洗涤，故B错误；
C．汽车尾气含有NO和CO等有害气体，使用催化转化器可以将有害气体转化为无害气体氮气和二氧化碳，减少有害气体的排放，故C正确；
D．石膏为，可以与反应生成难溶的碳酸钙和硫酸钠，降低土壤的碱性，故D正确；
故选B。
2．A
【分析】氢氧燃料电池中氢气失去电子，在负极发生反应，氧气得到电子，在正极发生反应。
解析：A．电池是将化学能转化为电能，故A错误；
B．根据分析可知，H2失电子，在电池的负极放电，故B正确；
C．O2反应中得到电子，故C正确；
D．电解水发生反应2H2O2H2↑+O2↑，故D正确；
故选A。
3．C
解析：A．硅酸钠(Na2SiO3)的水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业经常使用的一种黏胶剂，也称为泡花碱，可用作肥皂填料，硅酸钠也可作木材和纺织品的防火剂，A正确；
B．二氧化碳跨临界制冰技术，与传统制冷剂氟利昂相比更加环保，减少了氟利昂对臭氧层的破坏作用，B正确；
C．锡的金属性大于铁的金属，当镀锡铁制品的镀层破损时，铁会先腐蚀，故镀层不能对铁制品起保护作用，C不正确；
D．植物在光合作用中的物质转化和能量转化，植物的光合作用是将光能(太阳能)转化为化学能，将无机物转化为有机物，D正确；
故选C。
4．A
解析：A．酸性溶液的试管中滴加足量乙醇，若溶液褪色说明被还原为无色离子，则乙醇表现还原性，否则则无还原性，故A正确；
B．焰色试验只能确定金属元素是否存在，不能确定具体物质，故B错误；
C．所用硝酸银溶液过量，滴入的碘化钾直接与硝酸银反应生成AgI沉淀，不能说明是AgCl转化为AgI，因此不能验证Ksp大小，故C错误；
D．锌比铁活泼，形成原电池时Zn作负极，Fe作正极，铁钉不被腐蚀，故D错误；
故选：A。
5．D
解析：A．苹果中含有苹果酸，苹果酸属于电解质，Fe、Cu两种金属性不同的金属，铁比铜活泼，图1构成原电池，铁作负极，故A说法正确；
B．铁比铜活泼，当电解液为氯化钠溶液时，发生吸氧腐蚀，铁作负极，铜作正极，氧气在铜片表面得电子，故B说法正确；
C．锌为活泼金属，锌锰干电池中锌作负极，锌发生氧化反应，被消耗，锌铜会变薄，有漏液风险，故C说法正确；
D．Mg虽然比Al活泼，但Mg不与氢氧化钠溶液反应，而Al能与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，则Al作负极，Mg作正极，根据原电池工作原理，电子从Al经外电路流向Mg电极，故D说法错误；
答案为D。
6．A
解析：A．铁为金属，活泼性大于碳，氯化钠为电解质，潮湿环境中形成原电池，为中性环境，发生铁的吸氧腐蚀，A正确；
B．形成原电池，将化学能转化为电能，B错误；
C．该过程发生铁的吸氧腐蚀，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，吸收的气体是O2和水，C错误；
D．Fe-2e-=Fe2+为负极反应，正极反应是O2+4e-+2H2O=4OH-，D错误；
综上所述答案为A。
7．C
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOx-Ti电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2+12H++12e =C2H4+4H2O、2CO2+12H++12e =C2H5OH+3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
解析：A．析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；
B．离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl-不能通过，故B错误；
C．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2+12H++12e =C2H4+4H2O，故C正确；
D．水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e—=O2↑+4H+，每转移1mol电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D错误；
答案选C。
8．C
解析：A．电解精炼铜时，当外电路通过NA个电子时，由于阳极含锌、铁等杂质也会失去电子，因此阳极减轻的质量无法计算，故A错误；
B．2.3g Na(物质的量为0.1mol)被完全氧化为Na2O2，因此失去电子的数目为0.1NA，故B错误；
C．向1L 0.1 mol L 1NH4Cl溶液中滴入适量氨水至中性，根据电荷守恒，铵根离子浓度氯离子浓度，因此铵根离子浓度为0.1 mol L 1，则此时溶液中所含的数目为0.1NA，故C正确；
D．标准状况下，CCl4是非气态物质，无法利用所给条件计算其内部共价键数目，故D错误。
综上所述，答案为C。
9．B
解析：电解饱和食盐水时，阳极氯离子放电生成氯气，阴极氢离子放电生成氢气；
故选B。
10．B
解析：A．该装置为MgAg原电池，镁的活泼性大于银，镁作负极，失电子形成镁离子，故A错误；
B．若把硝酸银换成稀硫酸，H+同样在银电极处得到电子析出氢气，可以构成原电池，故B正确；
C．MgAg原电池，镁的活泼性大于银，镁作负极、银为正极，原电池中阳离子移向正极，所以盐桥中的阳离子往右侧硝酸银溶液迁移，故C错误；
D．取出盐桥，由于无法构成闭合回路，不能形成原电池，所以电流表不发生偏转，D错误；
选B。
11．D
解析：A．催化剂的催化原理是降低反应的活化能，提高反应速率，故A正确；
B．根据图甲可知，催化剂活性位点在催化过程中的作用是活化水分子，将转化为和，故B正确；
C．结合图乙反应历程图的起始物质和最终物质，可以得出电催化二氧化碳转化为甲酸的总反应式为，故C正确；
D．电解池中，阳极与电源正极相连，阴极与电源负极相连，电源正极电势高于负极，所以电解池的阳极电势高于阴极，故D错误；
故答案选D。
【点睛】本题主要考查催化机理分析、根据催化机理图能判断微粒的转化及作用、根据反应历程图书写转化反应、综合应用信息书写总的反应方程式、判断电解池中阳极、阴极电势高低，注意对题干中信息的提取和应用。
12．C
解析：A．该保暖贴中，发生的是铁的吸氧腐蚀，铁作负极，电极反应是，A项正确；
B．活性炭作正极，氧气得电子，发生还原反应，电极反应为，B项正确；
C．铁粉与氧气通过无数个微小的电池发生氧化还原反应，放出大量的热，C项错误；
D．铁粉、活性炭、水、食盐等可以构成一个原电池，发生的是铁的吸氧腐蚀，要延长其保质期，应在使用前隔绝空气，密封保存，D项正确；
答案选C。
二、非选择题
13． ① ④ ② ⑥ ⑦ ⑤ ③
解析：（1）菜刀接触潮湿较多，且要求机械强度大，清洁卫生等，故选不锈钢；选①；
（2）楼梯扶手、护栏等要求安全美观，经济实惠，故选镀铬铁管；选④
（3）水桶处于潮湿环境，且摩擦碰撞较多，故选镀锌铁皮；选②
（4）航海轮船则采用镶嵌锌块法保护，效果良好，故选镶嵌锌块；选⑥
（5）水闸位置固定宜采用外加电流的阴极保护法，故选与直流电源负极相连(阴极保护法)；选⑦
（6）吊车塔架只求坚固防锈且经济，故涂漆保护就可以了，故选涂漆；选⑤
（7）门窗框要轻便美观，故选用铝合金材料。选③
14． 阴极 2H++2e-=H2↑ 2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH Fe-2e-═Fe2+ 负 O2+2H2O+4e-→4OH-
解析：(1)阴极氢离子放电产生氢氧根离子使附近溶液颜色先变红，电极反应方程式为：2H++2e-=H2↑，故答案为阴极；2H++2e-=H2↑；
(2)阳极是还原性强的氯离子放电生成氯气，阴极是氢离子放电生成氢气，所以电解反应的化学方程式为2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH；
(3)金属作阳极，阳极是活泼金属铁本身放电，电极反应方程式为：Fe-2e-═Fe2+；
(4)通氢气的一极发生氧化反应是负极；b极氧气发生还原反应是正极，故答案为负；O2+2H2O+4e-═4OH-。
15． 氧化性 还原性
解析：略
16． ① ①为非氧化还原反应，没有电子转移 负 Zn Zn-2e-=Zn2+ 还原
解析：(1)原电池是基于氧化还原反应的原理，上述反应中①没有价态变化，是非氧化还原反应，②有价态变化属于氧化还原反应，故①可设计成原电池，故答案为：①；①为非氧化还原反应，没有电子转移；
(2)FeCl2+Zn=Fe+ZnCl2用于设计原电池，Zn失电子作负极，FeCl2得电子在正极发生反应，由图电子由a流向b，则a为负极发生氧化反应，b为正极，发生还原反应，a极上发生的反应为：Zn-2e-=Zn2+，故答案为：负；Zn；Zn-2e-=Zn2+；还原；
17． 第二周期第VA族 酸雨（或光化学烟雾） ＜ ＞ 2Al + 2OH- + 2H2O＝2AlO2- + 3H2↑ CO2(g） + C(s）＝2CO(g） △H＝+172.5kJ/mol或1/2CO2(g） + 1/2 C(s）＝ CO(g） △H＝+86.25kJ/mol Fe3++ e－＝Fe2+ 滴加酸性高锰酸钾溶液（或铁氰化钾溶液），若溶液紫色褪去（或产生蓝色沉淀），则产品中含有Fe2+
解析：A的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则A是N元素；C单质在实验室一般保存在煤油中，所以C是Na元素；F的最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应，F是Al元素，G单质是日常生活中用量最大的金属，易被腐蚀，则G是Fe元素。其余E是C元素，B是O元素，D是Cl元素。
（1）N元素在周期表中的位置是第二周期第VA族；
（2）N与O可组成质量比为7:16的三原子分子，该分子的化学式是NO2，该分子释放在空气中可能引起的酸雨问题；
（3）a L A氢化物的气体和b L D的氢化物气体通入水中，若a=b，则二者恰好反应生成氯化铵，溶液呈酸性，pH＜7。如果使溶液的pH=7，呈中性，所以氨气稍过量，a＞b；
（4）Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑；
（5）由图可知，1mol C(s）与氧气反应生成1molCO气体放出的热量是393.5kJ-283kJ=110.5kJ，1mol C(s）与氧气完全燃烧生成二氧化碳气体放出393.5kJ的热量，根据盖斯定律，所以EB2(g） 与E（s）反应生成EB(g）的热化学方程式为CO2(g） +C(s）＝2CO(g） △H=（-110.5kJ/mol）×2-(-393.5kJ/mol）＝+172.5kJ/mol；
（6）Cu与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜，溶液逐渐变为蓝色，Cu作负极，发生氧化反应，则正极反应是铁离子得电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe3++e－= Fe2+。亚铁离子具有还原性，所以检验亚铁离子的实验方法是滴加酸性高锰酸钾溶液（或铁氰化钾溶液），若溶液紫色褪去（或产生蓝色沉淀），则产品中含有Fe2+。
18．(1)第二周期第IVA族
(2) (或) 先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解消失
(3)
(4) (或) 用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生
(5)
(6)
解析：L是可以形成化合物种类最多的元素，则L是C元素，M与K形成的化合物常作制冷剂，则M为N元素，K为H元素，K和Q同主族，则Q为Na元素，P元素原子的最外层电子数是电子层数的3倍，则P为O元素，R是地壳中含量最丰富的金属元素，则R为Al元素。
（1）C元素的原子序数为6，在元素周期表中的位置是第二周期第IVA族。
（2）Na的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，与Al反应的离子方程式为(或)，向反应后的溶液中持续滴加稀盐酸，先生成Al(OH)3，然后Al(OH)3逐渐溶解为，故能看到的现象是先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解消失。
（3）H与O形成的原子个数比为1∶1的物质是，其电子式为。
（4）实验室制备的反应方程式为(或)，验证已经集满常用的方法是用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，现象是有白烟产生。
（5）生成的无毒无污染的物质为氮气，因为是双组元液体推进剂，所以产物N2要写气体符号，依据氧化还原原理，配平方程式为。
（6）根据图中所示信息，阴极反应是转化为N2，电极反应式为。
19．(1)还原性
(2)ab
(3)
(4)
(5)CD
解析：A的原子最外层电子数是次外层的2倍，则A为碳元素，D的氧化物属于两性氧化物，则D为铝元素，A、D、E的原子最外层电子数之和为14，则E的最外层电子数=14-4-3=7，D、E位于同周期，则E为氯元素，W是人体必需的微量元素，缺乏W会导致贫血症状，则W为铁元素。
(1)清除人体内的活性氧需要还原剂，所以此时表现出还原性；
(2)a．同周期从左到右元素金属性依次减弱，铝在镁的右边，金属性弱于镁，所以Al的最高价氧化物对应水化物氢氧化铝的碱性弱于Mg(OH)2，故A符合题意；
b．同主族元素从上至下非金属性逐渐减弱，元素的非金属性越强，气态氢化物越稳定，则氯的气态氢化物(HCl)的稳定性小于HF，故B符合题意；
c．氯化铁溶液与铜发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜，不能说明金属性的强弱，不能用元素周期律解释，故C不合题意；
故选ab；
(3)Fe可用于处理酸性废水中的，使其转换为，同时生成有磁性的铁的氧化物X(Fe3O4)。
①上述反应中氮元素的化合价由+5价降低至-3价，铁元素的化合价由0价升高至价(平均化合价)，由化合价升降守恒、电荷守恒和质量守恒可配平离子方程式；
②Al与Fe3O4在高温下发生铝热反应生成Al2O3和Fe，化学方程式为；
(4)草酸的结构式为HOOC-COOH，所以电子式为，PbO与碱反应类似Al2O3，所以离子方程式为：，
(5)A．由离子氧化性可知，金属活动性Zn >Ga> Fe，阳极发生氧化反应，其主要电极反应除外，还有锌失电子，故A错误；
B．电解过程中，阳极有Zn、Ga失电子，而阴极只析出Ga ，则阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，故B错误；
C．在阴极除了析出高纯度的家之外，还可能有H+放电有H2产生，故C正确；
D．由于Fe、Cu的活动性比Ga差，则电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Fe，故D正确；
故选CD。
20．(1)长颈漏斗
(2) 2FeCl3+H22FeCl2+2HCl 防止空气中的水蒸气进入装置II中，引起FeCl3水解
(3)装置I和装置II之间缺少一个干燥H2的装置
(4) Cl2 盐酸 电压小时，只有Fe2+放电，电压大时，Fe2+和Cl-放电 pH小时，H+放电、Fe2+几乎不放电，pH大时，Fe2+放电，H+不放电
【分析】实验I中装置I为H2的发生装置，反应原理为：Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑，装置II中为H2还原FeCl3制备FeCl2的装置，反应原理为：2FeCl3+H22FeCl2+2HCl，由于装置II中产生了HCl，故装置III为吸收HCl，同时可以防止空气中的水蒸气进入装置II，引起FeCl3和FeCl2水解，实验II中通过实验现象：阳极区加入KSCN溶液显红色，说明阳极区有Fe3+生成，阳极区产生气泡说明产生了Cl2，阴极区上有银白色金属析出，说明有Fe单质生成，阴极区产生气泡，说明有H2生成，对照各组实验条件的不同进行解题，据此分析解题。
解析：（1）由题干实验装置图可知，仪器a的名称是长颈漏斗，故答案为：长颈漏斗；
（2）装置Ⅱ中制备即FeCl3与H2反应制备FeCl2，故其反应的化学方程式为2FeCl3+H22FeCl2+2HCl，由题干信息可知，极易水解，FeCl2也会水解，则装置Ⅲ的作用：①吸收尾气；②防止空气中的水蒸气进入装置II中，引起FeCl3水解，故答案为：2FeCl3+H22FeCl2+2HCl；防止空气中的水蒸气进入装置II中，引起FeCl3水解；
（3）由题干信息可知，极易水解，则该装置存在的缺陷是装置I和装置II之间缺少一个干燥H2的装置，可以用装有浓硫酸的洗气瓶进行干燥H2，故答案为：装置I和装置II之间缺少一个干燥H2的装置；
（4）①电解池中阳极发生氧化反应，根据实验现象可知，实验2、3中阳极电极反应为：Fe2+-e-=Fe3+、2Cl--2e-=Cl2↑，故产生的气体是Cl2，故答案为：Cl2；
②HNO3具有强氧化性，能将Fe2+氧化为Fe3+，并引入杂质，H2SO4会引入新的杂质，则实验中，调节溶液的宜选用盐酸，故答案为：盐酸；
③比较实验1、2可知，仅仅是由于电压的不同，阳极上的电极反应分别为：Fe2+-e-=Fe3+和Fe2+-e-=Fe3+、2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应均为：Fe2++2e-=Fe，由实验1、2现象可以得出结论电压小时，只有Fe2+放电，电压大时，Fe2+和Cl-放电；比较实验1,4可知，仅仅是由于溶液的pH值或酸碱性，由实验现象可知，阳极电极反应为：Fe2+-e-=Fe3+，阴极电极反应分别为：Fe2++2e-=Fe，2H++2e-=H2↑和Fe2++2e-=Fe，故由实验1、4现象可以得出结论：pH小时，H+放电、Fe2+几乎不放电，pH大时，Fe2+放电，H+不放电，故答案为：电压小时，只有Fe2+放电，电压大时，Fe2+和Cl-放电；pH小时，H+放电、Fe2+几乎不放电，pH大时，Fe2+放电，H+不放电。
21．(1) 负极 2H2O 4e－＝4H＋＋O2↑ 1:2
(2)
(3)500mL容量瓶
(4)与铜离子形成可溶铜配离子，降低溶液中的铜离子浓度，避免过量铜离子与氢氧根形成氢氧化铜沉淀，阻止铜的电解
(5)偏大
(6)溶液显强酸性，酸与硫化钠反应会生成硫化氢污染性气体，污染环境；硫化钠的作用是将生成的氢氧化铜沉淀转化为更难溶的CuS沉淀来除掉铜离子
【分析】用铜片和铂丝为电极，电解硫酸酸化的溶液。测得通过电路的电量为x库仑，电解完成后，得到铜片质量增加了。为减少含重金属电解液的使用，更换电解液，同时更换电极与电源的连接方式，铜作阳极，利用电解铜消耗的质量来测定。
解析：（1）电解硫酸铜溶液，取出铜片，洗净晾干，铜片质量增加了，则铜片应连接电源的负极，铜离子在阴极出得到电子变为铜单质，铂丝尖端产生气泡，气泡为氧气，其电极反应式为2H2O 4e－＝4H＋＋O2↑。根据4e－～2Cu～O2，理论上，产生气体与析出铜的物质的量之比为1:2；故答案为：负极；2H2O 4e－＝4H＋＋O2↑；1:2。
（2）根据电子转移建立等式，因此本实验测得；故答案为：。
（3）实验①和②中各配制电解液，使用的主要仪器有天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶(需要配制500mL电解液)；故答案为：500mL容量瓶。
（4）从平衡移动角度解释在测定的数值中的作用：根据实验①中的灰蓝色成分主要是和(乙二胺四乙酸二钠)能形成可溶含铜配离子信息得到与铜离子形成可溶铜配离子，降低溶液中的铜离子浓度，避免过量铜离子与氢氧根形成氢氧化铜沉淀，阻止铜的电解；故答案为：与铜离子形成可溶铜配离子，降低溶液中的铜离子浓度，避免过量铜离子与氢氧根形成氢氧化铜沉淀，阻止铜的电解。
（5）电解过程中，若观察到铜片上有小气泡产生，说明还有一部分生成氧气，则铜片质量减小量偏低，根据得到的数值偏大；故答案为：偏大。
（6）实验结束后处理电解液：将取出的电解液加入过量硫酸，过滤，得到白色固体和滤液a；直接加入硫化钠，溶液显强酸性，酸与硫化钠反应会生成硫化氢污染性气体，污染环境，而先向滤液a中先加入调，再加入，根据，分析出CuS溶解度更小，将生成的氢氧化铜沉淀转化为更难溶的CuS沉淀来除掉铜离子；故答案为：溶液显强酸性，酸与硫化钠反应会生成硫化氢污染性气体，污染环境；硫化钠的作用是将生成的氢氧化铜沉淀转化为更难溶的CuS沉淀来除掉铜离子。
22．17.5 Zn+Cu2+=Zn2++Cu Zn+2H+=Zn2++H2↑ 生成的Cu覆盖在Zn的表面，Zn与H2SO4的接触面积减小，反应速率减慢
解析：(1)由实验目的为研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响可知，实验时需要控制硫酸铜的量为唯一变量，则每组实验中硫酸的量要相同，溶液的总体积也应该相同；由A组中硫酸溶液体积为30mL可知，其他组中硫酸溶液的体积也都为30mL；由F组实验数据可知，溶液的总体积为50mL；由题给数据可知，V7=(50—30—0)mL=20mL、V9=(50—30—2.5)mL=17.5mL，故答案为：20；17.5；
(2)铜离子的氧化性强于氢离子，在混合溶液中，铜离子会优于氢离子与锌反应，则在D组实验中，锌会先与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌，直至硫酸铜消耗完才与稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌，反应的离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Zn+2H+=Zn2++H2↑，故答案为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu；Zn+2H+=Zn2++H2↑；
(3) 铜离子的氧化性强于氢离子，在混合溶液中，铜离子会优于氢离子与锌反应，当加入少量硫酸铜溶液时，反应生成的铜和锌在稀硫酸溶液中构成锌铜原电池，原电池反应使生成氢气的速率大大提高；当加入的硫酸铜溶液超过一定量时，生成的铜会沉积在锌粒表面，阻碍锌粒与稀硫酸反应，导致氢气的生成速率下降，故答案为：生成的Cu覆盖在Zn的表面，Zn与H2SO4的接触面积减小，反应速率减慢