第四章化学反应与电能同步习题（含解析）2023--2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 第四章化学反应与电能同步习题（含解析）2023--2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-18 16:42:47 | ||
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文档简介
第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题（共12题）
1．如图1所示为铅蓄电池，图2所示为用铅蓄电池做电源，石墨做电极，电解溶液，Z为盐桥。下列说法正确的是
A．X连B极，Y连A极
B．铅蓄电池放电时，负极得电子被氧化，电极析出，质量越来越大
C．将Z换成阴离子交换膜，电解一小段时间后，X极区和Y极区溶液浓度均变小。
D．将Z换成铜片，电解一小段时间，Z的质量几乎不变
2．我国研发了一种K-CO2二次电池，其总反应：2K2CO3+C+4Sn4KSn+3CO2，离子导体中仅K+可自由移动。下列说法错误的是
A．充电时，b电极发生氧化反应
B．充电时，电路中每转移1mole-，a电极质量增加39g
C．放电时，电子由b极经过外电路流向a极
D．放电时，b电极发生的电极反应为3CO2+4K++4e-=2K2CO3+C
3．下列有关化学与生产、生活、科技的叙述错误的是
A．Ge的单晶可以用于太阳能电池
B．镀锌铁镀层破损后，更容易被腐蚀的金属是铁
C．冷敷袋俗称冰袋，袋内物质是硝酸铵和水
D．用“84”消毒液消毒时，主要是利用了次氯酸钠的强氧化性
4．下列说法错误的是
A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复
B．用惰性电极电解1mol/LCuSO4溶液，加入1molCuO恢复，电路中转移了2mol电子
C．用惰性电极电解含1molNaOH的水溶液，溶液的pH不变
D．要想实现Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑的反应，需在电解池中进行，且Cu为阳极
5．下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是
A．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀
B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀
C．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程
D．铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应
6．中国工程院院士谢和平团队开发新技术在海水里直接电解制氢，无副反应，工作原理如图所示。
下列叙述错误的是
A．M极为阴极，发生还原反应
B．交换膜为阴离子交换膜
C．N极反应式为
D．电解后海水中盐离子浓度保持不变
7．二次电池“超钠F1”的电极材料分别为Na2Mn[Fe(CN)6](普鲁士白)和Na4Cy(嵌钠硬碳)。该电池充电时Na+的移动方向如图所示。下列说法错误的是
A．该二次电池阳极材料为Na2Mn[Fe(CN)6]
B．充电时，阴极的电极反应式可表示为：NaxCy+e-+Na+=Na(x+1)Cy
C．放电时，电路中每转移1mol电子，嵌钠硬碳电极的质量增加23g
D．“超钠F1”在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌
8．下列说法正确的是
A．摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
B．标况下的体积取决于分子间的距离
C．常温常压下4.8g含有的氧原子的物质的量为0.3mol
D．若气体摩尔体积为，则所处条件为标准状况
9．下列离子方程式正确的是
A．过量H2S气体和FeCl3溶液反应：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
B．向H2O2溶液中滴加少量FeCl3：2Fe3++H2O2=O2↑+2H++2Fe2+
C．少量CO2通入NaClO溶液中：CO2+H2O+2ClO-=CO+2HClO
D．铅酸蓄电池充电时的正极反应：PbSO4+2H2O+2e-=PbO2+4H++SO
10．下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是。
A．向溶液中加入过量氨水：
B．硫酸酸化的淀粉溶液久置后变蓝：
C．用惰性电极电解溶液：
D．水垢上滴加溶液有气泡产生：
11．一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化成电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．Pt2电极的电势高于Pt1电极的电势
B．燃料电池总反应为
C．Pt1电极附近发生的反应为NO+2H2O+3e-=+4H+
D．该电池放电时H+从Pt1电极通过质子交换膜向Pt2电极移动
12．如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是
实验后的记录：
①Zn为正极，Cu为负极。
②H+向负极移动。
③电子流动方向：从Zn经外电路流向Cu。
④Cu极上有H2产生。
⑤若有1mol电子流过导线，则产生H2为0.5mol。
⑥正极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。
A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④
二、填空题（共10题）
13．二氧化氯(ClO2)是一种重要的氧化剂，可用于某些污染物的处理。
(1)ClO2可由图1所示装置制备(电极不反应)。
①电解时阳极附近溶液的pH (填“减小”“增大”或“不变”)。
②阴极上产生ClO2的机理如图2所示(A、B均为含氯微粒，其他微粒未标出)，则B的化学式为 。
(2)ClO2可用于水体中Mn2+的去除。控制其他条件不变，在水体pH分别为7.1、7.6、8.3时，测得Mn2+浓度随反应时间的变化如图3所示。
①pH=8.3时水体中Mn2+转化为MnO2，ClO2转化为，该反应的离子方程式为 。
②反应相同时间，水体中Mn2+浓度随pH增大而降低的原因是 。
(3)ClO2可对烟气中NOx、SO2进行协同脱除，涉及的部分反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ.
保持其他条件不变，分别在不添加NO、添加NO两种情况下，控制模拟烟气中不同且反应相同时间，测得SO2氧化率随变化如图4所示。添加NO时，SO2氧化率比不添加NO时高，其原因可能是 。
14．实验探究：电化学腐蚀
实验操作 实验现象 实验解释
导管中 装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生 腐蚀
①试管中产生气泡的速率 Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成 ，形成 腐蚀，速率更
15．化学电源广泛地应用于现代社会的生产和生活。请回答下列问题：
(1)原电池的设计原理与某类化学反应有关。你认为下列化学反应，可以设计成原电池的是_______(填字母)。
A．CaO+H2O=Ca(OH)2 B．C+CO22CO
C．NaOH+HCl=NaCl+H2O D．2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
(2)化学反应均涉及相应的能量变化，为探究这些能量变化，某同学设计了如图实验。
①该实验过程涉及的能量变化是 。
②Zn棒是 极，电流方向是从 棒流向 棒。
(3)若将两个金属棒用导线相连在一起，总质量为80.00 g的锌片和银片同时浸入稀硫酸中，工作一段时间后，取出金属片，进行洗涤、干燥、称量，得金属片的总质量为63.75 g，则装置工作时锌片上的电极反应式为 ，工作时间内装置所产生氢气的体积为 L(标准状况)。
(4)回答下列问题：
①该燃料电池中正极通入的物质是 ，负极发生的反应式为 。
②电池工作时，OH-移向 电极(填“a”或“b”)。
③当电池放电转移10 mol电子时，至少消耗燃料肼 g。
16．Ⅰ．已知常温下，AgCl的Ksp＝1.8×10-10，AgBr的Ksp＝4.9×10-13。
（1）现向AgCl的悬浊液中：
①加入AgNO3固体，则c(Cl-) （填“变大”、“变小”或“不变”，下同）；
②若改加更多的AgCl固体，则c(Ag+) ；
③若改加更多的KBr固体，则c(Ag+) ，c(Cl-) ；
（2）有关难溶盐的溶度积及溶解度有以下叙述，其中正确的是 ；
A．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，升高温度，Ksp一定增大
B．两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度也一定小
C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关
D．向AgCl的悬浊液中加入适量的水，使AgCl再次达到溶解平衡，AgCl的Ksp不变，其溶解度也不变
Ⅱ．最近有人制造了一种燃料电池使汽油氧化直接产生电流，其中一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-。回答下列问题：
（1）以辛烷为汽油的代表物，则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是 。
（2）这个电池负极的电极反应式为C8H18+ 25O2--50e-==8CO2+ 9H2O,，正极的电极反应式为 。固体电解质里O2-的移动方向是 ，向外电路释放电子的电极是 。
17．基于新材料及3D打印技术，科学家研制出一种微胶囊吸收剂能将工厂排放的CO2以更加安全、廉价和高效的方式处理掉，球形微胶囊内部充入Na2CO3溶液，其原理如图所示。
(1)这种微胶囊吸收CO2的原理是 （用离子方程式解释），此过程是 （填“吸收”或“放出”）能量的过程。
(2)在吸收过程中关于胶囊内溶液下列说法正确的是 。
a. 吸收前溶液中c（Na＋）>c（CO32－）>c（HCO3－）>c（OH－）>c（H＋）
b. 吸收过程中，体系中的含碳微粒只有CO32－、HCO3－、H2CO3
c. 当n（CO2）：n（Na2CO3）＝1：3时，溶液中c（CO32－）d. 溶液中始终有c（Na＋）＋c（H＋）＝2c（CO32－）＋c（HCO3－）＋c（OH－）
(3)下表为元素周期表的一部分,请将Na、C元素填在表中对应的位置上 。
(4)生活中，经常用热的碳酸钠溶液清洗油污，结合化学用语，用必要的文字说明原因 。
(5)太阳能热电化学（STEP）生产水泥法可使二氧化碳排放量完全为零。基本原理如下图所示。利用熔融的碳酸钠为电解质，碳酸钙先分解成为CaO和CO2。最后得到石灰（CaO）、碳和氧气。
石墨电极上的电极反应式是 。
18．下图是一个电化学过程的示意图。请回答下列问题：
(1)图中甲池中OH-移向 极(填“CH3OH”或“O2”)。
(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式：
(3)A电极的名称是 (填“阴极”或“阳极”) ；乙池中反应的化学方程式 。
(4)当乙池中B极质量增加10.8 g，甲池中理论上消耗O2的体积为 L(标况)
19．目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示,根据图示回答下列问题:
铅蓄电池的负极是 ,负极反应式是 ,铅蓄电池的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,则正极反应式为 。放电过程中溶液的密度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
20．(1)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池．请你利用下列反应“Cu + 2Ag+ = 2Ag + Cu2+”设计一个化学电池：
①画出合理的原电池装置图 (标明正负极、电极材料和电解质溶液)
②正极质量 (填“增加”、“减少”或“不变”，下同)，负极质量
(2)甲烷燃料电池的工作原理如图所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为 ，c口通入的物质为 ；
②该电池负极的电极反应式为： ；
③工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO2时，有 个电子转移。
21．(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0kJ·mol-1
Ⅱ：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2+ 氧化成Co3+，然后以Co3+ 作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置模拟上述过程：
①写出阳极电极反应式 。
②写出Co3+除去甲醇的离子方程式 。
22．CuSO4溶液是中学化学及农业生产中常见的一种试剂。
（1）某同学配制CuSO4溶液时，需加入一定量的硫酸溶液，用离子方程式说明其原因是 。
（2）该同学利用制得的CuSO4溶液，进行以下实验探究。
①图一是根据反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4设计成的锌铜原电池。电解质溶液乙是 (填“ZnSO4”或“CuSO4”) 溶液; Cu极的电板反应式是 。
②图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则a 处通入的是 (填“CH4”或“O2” )，a处电极上发生的电极反应式是 。若只把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电解时的化学反应方程式为 。若把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL，当阳极产生的气体为672mL (标准状况下) 时，溶液的pH= (假设电解后溶液体积不变)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【分析】用铅蓄电池做电源，石墨做电极，电解溶液，Z为盐桥，铅蓄电池中铅为负极、氧化铅为正极，正极连接图2的Y极，负极连接X极，X极上氯离子失电子产生氯气，Y极上铜离子得电子产生铜。
【详解】A．A为负极，B为正极，即X连A极，Y连B极，A错误；
B．负极失电子被氧化，B错误；
C．若2是阴离子交换膜，Y为阳极，电极反应式为，同时左边溶液转移相同个数的到右边，X为阴极，电极反应式为，所以左边溶液浓度减小，理论上右边溶液浓度不变，C错误；
D．若将Z换成铜片，相当于两个串联的电解池，X为阴极(电极反应式为)，Z左侧为阳极(电极反应式为)，Z右侧为阴极(电极反应式为)，Y为阳极(电极反应式为)，理论上Z的质量不变，D正确；
答案选D。
2．C
【分析】由图可知充电时钾离子向电极a移动，则a为阴极，b为阳极，放电时，a为负极，b为正极，以此解题。
【详解】A．由分析可知充电时，b为阳极，发生氧化反应，A正确；
B．充电a电极的反应为：K++Sn+e-=KSn，则电路中每转移1mole-，a电极质量1molK的质量，即39g，B正确；
C．由分析可知，放电时a为负极，b为正极，则电子由a极经过外电路流向b极，C错误；
D．由分析可知，放电时b为正极，由总反应可知，此时二氧化碳得到电子，电极方程式为：3CO2+4K++4e-=2K2CO3+C，D正确；
故选C。
3．B
【详解】A．Ge与Si都是金属与非金属交界处的元素，Ge的单晶可以用于太阳能电池，故A正确；
B．锌比铁活泼，镀锌铁镀层破损后，锌作负极，铁不易被腐蚀，故B错误；
C．冰袋内物质是硝酸铵和水，硝酸铵溶于水是吸热过程，故C正确；
D．“84”消毒液中含有NaClO，NaClO有强氧化性，常用于消毒杀菌，故D正确。
综上所述，答案为B。
4．C
【详解】A．用惰性电极电解Na2SO4溶液,由于溶液中阴离子的放电顺序为: OH-> ，放电为OH- ,阳离子放电顺序为：H+>Na+，放电为H+，故实质为电解水： 2H2O 2H2↑+O2，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复，A正确；
B．用惰性电极电解1 L 1 mol/L CuSO4溶液，反应为: 2 CuSO4+ 2H2O 2Cu+O2↑+H2SO4，电解一段时间后,两个电极产物为Cu和氧气，即溶液中减少了等量的铜原子和氧原子，当加入1 mol CuO，CuO可与生成的硫酸生成CuSO4可以恢复电解前浓度时，电路中转移了mole-，B正确；
C．用惰性电极电解含1 mol NaOH的水溶液,实质是电解水，溶剂减少，碱性增大，pH变大，C错误；
D．要实现Cu+H2SO4(稀) =CuSO4+H2↑的反应，需在电解池中进行，由方程可知，Cu失去电子发生氧化，应作为阳极，D正确；
故选C。
5．D
【详解】A．钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，所以钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀，故A正确；
B．中性或弱酸性条件下，金属发生吸氧腐蚀，酸性环境下，金属发生析氢腐蚀，则电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，故B正确；
C．金属腐蚀时失电子生成阳离子，则金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程，故C正确；
D．铝的表面易形成致密的氧化膜，氧化膜能饱和内部金属不被腐蚀，所以铝具有很强的抗腐蚀能力，故D错误；
故选D。
6．D
【详解】A．根据图示工作原理可知，该装置为电解池，M极区逸出，N极区逸出，说明M极为阴极，发生还原反应，N极为阳极，发生氧化反应，A项正确；
B．交换膜允许氢氧根离子通过，它是阴离子交换膜，B项正确；
C．N极为阳极，产生氧气，C项正确；
D．盐的物质的量不变，但是水被消耗，溶液中盐离子浓度增大，D项错误；
故选D。
7．C
【分析】该电池负极材料为NaxCy，放电时发生反应NaxCy-xe-=Cy+xNa+，正极材料为Na2Mn[Fe(CN)6]，放电时正极反应为Mn[Fe(CN)6]+xe-+xNa+=Na2Mn[Fe(CN)6]。充电时极Na2Mn[Fe(CN)6]为阳极，电极反应为Na2Mn[Fe(CN)6]-xe-=Mn[Fe(CN)6]+xNa+，嵌钠硬碳为阴极，电极反应为Cy+xNa++xe-=NaxCy。
【详解】A．放电时Na2Mn[Fe(CN)6]为正极材料，充电时电池阳极材料为Na2Mn[Fe(CN)6]，A正确；
B．放电时负极发生反应NaxCy-xe-=Cy+xNa+，充电时，阴极的电极反应式可表示为：NaxCy+e-+Na+=Na(x+1)Cy，B正确；
C．放电时，电路中每转移1mol电子，嵌钠硬碳电极的质量减少23g，C错误；
D．根据题意，“超钠F1”在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，D正确；
答案选C。
8．C
【解析】略
9．A
【详解】A．H2S具有较强还原性，氯化铁具有强的氧化性，两者发生氧化还原反应生成氯化亚铁和S单质，离子方程式正确，故A正确；
B．H2O2溶液中滴加少量FeCl3，氯化铁起催化作用加速过氧化氢的分解，反应方程式为：，故B错误；
C．CO2通入NaClO溶液中只能得到碳酸氢钠，正确的方程式为：CO2+H2O+ClO-=HCO+HClO，故C错误；
D．铅酸蓄电池充电时的正极反应：PbSO4+2e-=Pb+SO，故D错误；
故选：A。
10．B
【详解】A．向溶液中加入过量氨水，AlCl3和NH3·H2O反应生成氢氧化铝和NH4Cl，反应的离子方程式为，A错误；
B．酸性环境下，氧气能够氧化碘离子生成碘单质，反应的离子方程式为，B正确；
C．用惰性电极电解溶液生成铜和氯气：，C错误；
D．醋酸为弱酸不拆分：，D错误；
答案选B。
11．C
【详解】A．根据NO和水变为硝酸，化合价升高，说明Pt1电极为负极，因此Pt2电极的电势高于Pt1电极的电势，故A正确；
B．根据正极反应式和负极反应式得到燃料电池总反应为，故B正确；
C．Pt1电极NO变为硝酸，则负极附近发生的反应为NO+2H2O 3e－=+4H+，故C错误；
D．原电池“同性相吸”，则该电池放电时H+从Pt1电极通过质子交换膜向Pt2电极移动，故D正确。
综上所述，答案为C。
12．B
【详解】①Zn可与硫酸发生氧化还原反应，而Cu不行，则Zn为负极，Cu为正极，①描述错误。
②H+向正极移动，②描述错误。
③电子流动方向为由负极流向正极：从Zn经外电路流向Cu，③描述正确。
④Cu极上氢离子得电子生成氢气，则有H2产生，④描述正确。
⑤若有1mol电子流过导线，则2mol氢离子得电子产生0.5mol H2，⑤描述正确。
⑥负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，⑥描述错误。
综上所述，答案为B。
13．(1) 减小
(2) pH增大，OH-浓度增大，ClO2氧化Mn2+的速率加快
(3)添加NO后，ClO2通过反应Ⅰ快速生成ClO，ClO通过反应Ⅳ又快速将SO2氧化为SO3
【分析】(1)
①电解时阳极上，溶液中的水电离产生的OH-失去电子发生氧化反应，变为O2逸出，导致附近溶液中水电离产生的H+浓度增大，因此附近溶液pH减小；
②根据图示物质转化关系可知B是；
(2)
①在溶液pH=8.3时，Mn2+失去电子被ClO2氧化产生MnO2，则根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒，可得该反应的离子方程式为；
②反应相同时间，水体中Mn2+浓度随pH增大而降低是由于随着溶液的pH增大，溶液中OH-浓度增大，导致ClO2氧化Mn2+的速率加快；
(3)
添加NO时，SO2氧化率比不添加NO时高，原因可能是添加NO后，ClO2通过反应Ⅰ快速生成ClO，ClO通过反应Ⅳ又快速将SO2氧化为SO3。
14． 液面上升 吸氧 快 原电池 电化学 快
【详解】铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，铁失去电子做负极，碳做正极，氧气在正极得到电子发生还原反应，食盐水为电解质溶液，装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，由于消耗了氧气，一段时间后装置中压强减小，导管中液面上升；
Zn与CuSO4反应置换Cu单质，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，锌做负极、铜做正极、盐酸做电解质溶液，形成电化学腐蚀，导致锌和氢离子的反应速率更快，观察到试管中产生气泡的速率加快。
15．(1)D
(2) 将化学能转化为电能 负极 铜棒 锌棒
(3) Zn-2e-=Zn2+ 5.6
(4) 空气 N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O a 80
【详解】（1）A．CaO+H2O=Ca(OH)2是非氧化还原反应，不能设计为原电池，A不符合题意；
B．C+CO22CO是吸热的氧化还原反应，反应不能自发进行，因此不能设计为原电池，B不符合题意；
C．NaOH+HCl=NaCl+H2O是非氧化还原反应，不能设计为原电池，C不符合题意；
D．2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2是放热的氧化还原反应，反应能够自发进行，因此可以设计为原电池，D符合题意；
故选D。
（2）该实验装置构成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，所以在构成的原电池反应中，Zn为负极，Cu为正极。负极上Zn失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，在正极Cu上溶液中的H+得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑。
①则该实验过程涉及的主要的能量变化是将化学能转化为电能。
②Zn棒是负极，电流方向是从铜棒流向锌棒。
（3）由于金属活动性Zn＞Ag，所以在构成的原电池反应中，Zn为负极，Ag为正极。负极上Zn失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，在正极Ag上溶液中的H+得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑。总反应方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑，反应消耗Zn的质量为m(Zn)=80.00 g-63.75 g=16.25 g，n(Zn)=，根据方程式中物质反应转化关系可知：产生H2的物质的量是0.25 mol，其在标准状况下的体积V(H2)=0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L。
（4）①燃料电池的正极是氧气发生还原反应，故正极通入的物质是空气，负极是肼发生氧化反应，碱性电池中，其负极反应式应为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O；
②原电池中阴离子移向负极，a为负极，所以电池工作时，OH-移向a电极；
③负极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，转移4 mol电子时消耗肼32 g，则转移10 mol电子消耗肼：32 g×=80 g。
16． 变小 不变 变小 变大 CD 2C8H18 + 25O2→16CO2 + 18H2O O2 + 4e-==2O2- 向负极移动 负极
【详解】Ⅰ(1)①加入AgNO3固体，银离子浓度增大，平衡向逆方向移动，则c(Cl-)变小，故答案为变小；
②若改加更多的AgCl固体，溶液达到饱和，浓度不变，c(Ag+)不变，故答案为不变；
③若改加更多的KBr固体，生成AgBr沉淀，则c(Ag+)变小，促进AgCl溶解，c(Cl-) 变大，故答案为变小，变大；
(2)A．升高温度，电解质溶于水是吸热还是放热未知，则Ksp 不一定增大，故A错误；B．Ksp小的溶解度不一定小，取决于物质的构成是否相似，如AgCl和AgBr，组成相似，溶度积越小，则溶解度越小，故B错误；C．Ksp与温度有关，属于温度的函数，故C正确；D．Ksp与温度有关，温度不变，溶度积不变，溶解度也不变，故D正确；故答案为CD；
Ⅱ．(1)燃料电池的总反应和燃料燃烧的化学方程式一致，电池总反应为2C8H18+25O2→16CO2+18H2O，故答案为2C8H18+25O2→16CO2+18H2O；
(2)正极发生还原反应，根据电解质可知应为O2+4e-=2O2-；原电池工作时，阴离子向负极移动，电子从负极经外电路流向正极，故答案为O2+4e-=2O2-；向负极移动；负极。
17． CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－ 放出 cd CO32— +H2OHCO3—+OH—,水解吸热，加热可使平衡正移，c(OH—)增大，碱性增强，油脂更易水解 3CO2+4e-═C+2CO32-
【分析】(1)根据CO2与碳酸钠溶液反应分析；
(2)根据盐类水解反应原理结合物料守恒和电荷守恒关系判断；
(3)根据Na、C元素的原子结构分析在元素周期表中的位置；
(4)加热促进碳酸钠溶液的水解，碱性增强，去污能力增强；
(5)该电解池中石墨阴极发生还原反应，据此解答。
【详解】(1) CO2被碳酸钠溶液吸收发生的反应为Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，离子方程式为CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－；由图可知，解吸过程为吸热过程，则吸收CO2过程为放出能量过程，
因此，本题正确答案为：CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－；放出；
(2) a. 吸收前溶液为Na2CO3溶液，由于水解CO32-+H2OHCO3-+OH-，溶液呈碱性，离子浓度大小顺序为c（Na＋）>c（CO32－）>c（OH－）>c（HCO3－）>c（H＋），故a错误；
b. 吸收过程中生成NaHCO3，体系中的含碳微粒有CO32－、HCO3－、H2CO3以及溶解的CO2分子，故b错误；
c. 当n（CO2）：n（Na2CO3）＝1：3时，由反应式CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－可知，吸收1mol CO2要消耗1mol CO32－，同时生成2mol HCO3－，剩余2mol CO32－，溶液中生成的HCO3－与未反应的CO32－物质的量相等，但由于CO32－水解程度大于HCO3－，故c（CO32－）d. 根据电荷守恒，溶液中始终有c（Na＋）＋c（H＋）＝2c（CO32－）＋c（HCO3－）＋c（OH－），故d正确；
因此，本题正确答案为：cd；
(3)Na元素位于元素周期表第3周期第IA族，C元素位于元素周期表第2周期第IVA族，
因此，本题正确答案为：；
(4) 生活中经常用热的碳酸钠溶液清洗油污，原因是碳酸钠在溶液中水解，使溶液呈碱性，水解反应是吸热反应，加热促进水解平衡正向移动，溶液中c(OH－)增大，碱性强，油脂更易水解。
因此，本题正确答案为：CO32— +H2OHCO3—+OH—，水解吸热，加热可使平衡正移，c(OH—)增大，碱性增强，油脂更易水解；
(5) 由示意图可知，阳极上CO32—放电生成氧气，石墨阴极上二氧化碳得到电子生成C单质和碳酸根离子，电极反应式是3CO2+4e—===C+2CO32—。
因此，本题正确答案为：3CO2+4e—===C+2CO32—。
18．(1)CH3OH
(2)CH3OH 6e ＋8OH =＋6H2O
(3) 阳极 4AgNO3 + 2H2O4HNO3 + 4Ag + O2↑
(4)0.56
【分析】甲池为碱性甲醇燃料电池，是原电池装置，乙池和丙池是电解池。甲醇进入的一侧为原电池的负极连接丙池的D电极为阴极，A、B、C依次是阳极、阴极、阳极，据此回答。
【详解】（1）原电池中阴离子氢氧根向CH3OH（负极）移动；
（2）碱性溶液中，甲醇中-2价碳失电子变成+4价的碳酸根离子：CH3OH 6e ＋8OH =＋6H2O；
（3）A电极连接原电池的正极作阳极，乙池阳极材料是C，故为惰性电极电解硝酸银溶液，总反应为4AgNO3 + 2H2O4HNO3 + 4Ag + O2↑；
（4）根据乙池中的总反应可知当乙池中B极质量增加10.8 g即生成0.1mol银时转移0.1mol电子，串联电路流经各个池子的电子数目相同，故甲池中理论上消耗O2的物质的量为，标况下的体积为。
19． 铅 减小
【详解】从铅蓄电池的总反应式：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，可以看出Pb失电子发生氧化反应，则Pb作负极；负极反应式为：；PbO得电子发生还原反应生成PbSO4，则PbO作正极，正极反应式等于总反应式减去负极反应式，则正极反应式为：；根据电池反应式可知，放电过程中硫酸参加反应，电解质溶液是硫酸，放电过程中消耗了硫酸，氢离子转变成水，所以工作时，电解质溶液的密度减小。
故答案为：铅；；；减小
20． 增加 减少 CH4 O2(空气) CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+ 1.6NA
【分析】(1)根据反应方程式知，Cu失电子，作负极，电解质溶液中含有得电子的Ag+，可用硝酸银溶液作电解质溶液，正极可用C，据此设计实验装置图，并结合原电池原理分析解答；
(2)①根据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，左侧电极为负极；
②负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
③根据甲烷和转移电子之间的关系式计算。
【详解】(1)①原电池中失电子的物质作负极，根据反应方程式Cu + 2Ag+ = 2Ag + Cu2+知，Cu作负极，电解质溶液中含有得电子的Ag+，可用硝酸银溶液作电解质溶液，正极可用C，电子流动方向为负极到正极；则装置图为 ，故答案为 ；
②该电池工作时，正极上Ag+得电子生成金属银，质量增加，负极上铜失去电子变成铜离子，质量减小，故答案为增加；减少；
(2)①根据氢离子的移动方向知，右侧电极为正极，正极上氧气得电子，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲烷，故答案为CH4；O2；
②负极上甲烷失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+，故答案为CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+；
③3.2g甲烷的物质的量==0.2mol，根据CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+知， 3.2g甲烷完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量=0.2mol×8=1.6mol，则转移电子个数为1.6NA，故答案为1.6NA。
【点睛】根据正负极上得失电子及反应物和转移电子之间的关系式是解答本题的关键。本题的难点是(2)②中电极反应式的书写，要结合电解质溶液的酸碱性书写。
21． CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0kJ·mol-1 Co2+- e- =Co3+ 6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
【详解】(1)Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0kJ·mol-1
Ⅱ：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-129.0 kJ·mol-1
根据盖斯定律，I+II得到：CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0kJ·mol-1
故答案为：CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0kJ·mol-1；
(2)①通电后，将Co2+氧化成Co3+，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2+-e-=Co3+，故答案为：Co2+-e-=Co3+。
②以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2+，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H+，配平书写离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，故答案为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。
22． Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+ CuSO4 Cu2++2e-=Cu CH4 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 1
【详解】（1）配制CuSO4溶液时，需加入一定量的硫酸抑制铜离子水解，铜离子水解的离子方程是Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+。
（2）①图一是根据反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4设计成的锌铜原电池，其中锌为负极、铜为正极。电解质溶液乙是CuSO4 溶液; Cu极的电板反应式是Cu2++2e-=Cu。
②图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则作为镀件的铁是阴极、镀层金属铜是阳极，所以a 是负极，此处通入的是CH4，a处电极上发生的电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。若只把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电解时的化学反应方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。若把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL，当阳极产生的气体为672mL (标准状况下) 时，可以计算生成气体的物质的量为0.03mol。由于阳极上离子的放电顺序是氯离子强于氢氧根，0.04molCl-可以生成0.02mol Cl2，所以一定还有0.01mol氧气生成，阳极上共转移0.08mol 电子，.阴极上0.04molCu2+放电正好消耗0.08mol 电子。所以计算溶液的pH时，直接根据生成氧气消耗的氢氧根计算即可，即 n(H+)=n(OH-)=4 n(O2)=0.04mol，所以c(H+)=0.1mol/L，溶液的pH=1。
答案第1页，共2页
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一、单选题（共12题）
1．如图1所示为铅蓄电池，图2所示为用铅蓄电池做电源，石墨做电极，电解溶液，Z为盐桥。下列说法正确的是
A．X连B极，Y连A极
B．铅蓄电池放电时，负极得电子被氧化，电极析出，质量越来越大
C．将Z换成阴离子交换膜，电解一小段时间后，X极区和Y极区溶液浓度均变小。
D．将Z换成铜片，电解一小段时间，Z的质量几乎不变
2．我国研发了一种K-CO2二次电池，其总反应：2K2CO3+C+4Sn4KSn+3CO2，离子导体中仅K+可自由移动。下列说法错误的是
A．充电时，b电极发生氧化反应
B．充电时，电路中每转移1mole-，a电极质量增加39g
C．放电时，电子由b极经过外电路流向a极
D．放电时，b电极发生的电极反应为3CO2+4K++4e-=2K2CO3+C
3．下列有关化学与生产、生活、科技的叙述错误的是
A．Ge的单晶可以用于太阳能电池
B．镀锌铁镀层破损后，更容易被腐蚀的金属是铁
C．冷敷袋俗称冰袋，袋内物质是硝酸铵和水
D．用“84”消毒液消毒时，主要是利用了次氯酸钠的强氧化性
4．下列说法错误的是
A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复
B．用惰性电极电解1mol/LCuSO4溶液，加入1molCuO恢复，电路中转移了2mol电子
C．用惰性电极电解含1molNaOH的水溶液，溶液的pH不变
D．要想实现Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑的反应，需在电解池中进行，且Cu为阳极
5．下列与金属腐蚀有关的说法中，不正确的是
A．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀
B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀
C．金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程
D．铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应
6．中国工程院院士谢和平团队开发新技术在海水里直接电解制氢，无副反应，工作原理如图所示。
下列叙述错误的是
A．M极为阴极，发生还原反应
B．交换膜为阴离子交换膜
C．N极反应式为
D．电解后海水中盐离子浓度保持不变
7．二次电池“超钠F1”的电极材料分别为Na2Mn[Fe(CN)6](普鲁士白)和Na4Cy(嵌钠硬碳)。该电池充电时Na+的移动方向如图所示。下列说法错误的是
A．该二次电池阳极材料为Na2Mn[Fe(CN)6]
B．充电时，阴极的电极反应式可表示为：NaxCy+e-+Na+=Na(x+1)Cy
C．放电时，电路中每转移1mol电子，嵌钠硬碳电极的质量增加23g
D．“超钠F1”在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌
8．下列说法正确的是
A．摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
B．标况下的体积取决于分子间的距离
C．常温常压下4.8g含有的氧原子的物质的量为0.3mol
D．若气体摩尔体积为，则所处条件为标准状况
9．下列离子方程式正确的是
A．过量H2S气体和FeCl3溶液反应：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
B．向H2O2溶液中滴加少量FeCl3：2Fe3++H2O2=O2↑+2H++2Fe2+
C．少量CO2通入NaClO溶液中：CO2+H2O+2ClO-=CO+2HClO
D．铅酸蓄电池充电时的正极反应：PbSO4+2H2O+2e-=PbO2+4H++SO
10．下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是。
A．向溶液中加入过量氨水：
B．硫酸酸化的淀粉溶液久置后变蓝：
C．用惰性电极电解溶液：
D．水垢上滴加溶液有气泡产生：
11．一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化成电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．Pt2电极的电势高于Pt1电极的电势
B．燃料电池总反应为
C．Pt1电极附近发生的反应为NO+2H2O+3e-=+4H+
D．该电池放电时H+从Pt1电极通过质子交换膜向Pt2电极移动
12．如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是
实验后的记录：
①Zn为正极，Cu为负极。
②H+向负极移动。
③电子流动方向：从Zn经外电路流向Cu。
④Cu极上有H2产生。
⑤若有1mol电子流过导线，则产生H2为0.5mol。
⑥正极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。
A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④
二、填空题（共10题）
13．二氧化氯(ClO2)是一种重要的氧化剂，可用于某些污染物的处理。
(1)ClO2可由图1所示装置制备(电极不反应)。
①电解时阳极附近溶液的pH (填“减小”“增大”或“不变”)。
②阴极上产生ClO2的机理如图2所示(A、B均为含氯微粒，其他微粒未标出)，则B的化学式为 。
(2)ClO2可用于水体中Mn2+的去除。控制其他条件不变，在水体pH分别为7.1、7.6、8.3时，测得Mn2+浓度随反应时间的变化如图3所示。
①pH=8.3时水体中Mn2+转化为MnO2，ClO2转化为，该反应的离子方程式为 。
②反应相同时间，水体中Mn2+浓度随pH增大而降低的原因是 。
(3)ClO2可对烟气中NOx、SO2进行协同脱除，涉及的部分反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ.
保持其他条件不变，分别在不添加NO、添加NO两种情况下，控制模拟烟气中不同且反应相同时间，测得SO2氧化率随变化如图4所示。添加NO时，SO2氧化率比不添加NO时高，其原因可能是 。
14．实验探究：电化学腐蚀
实验操作 实验现象 实验解释
导管中 装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，铁钉发生 腐蚀
①试管中产生气泡的速率 Zn与CuSO4反应生成Cu，Zn、Cu和稀盐酸构成 ，形成 腐蚀，速率更
15．化学电源广泛地应用于现代社会的生产和生活。请回答下列问题：
(1)原电池的设计原理与某类化学反应有关。你认为下列化学反应，可以设计成原电池的是_______(填字母)。
A．CaO+H2O=Ca(OH)2 B．C+CO22CO
C．NaOH+HCl=NaCl+H2O D．2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
(2)化学反应均涉及相应的能量变化，为探究这些能量变化，某同学设计了如图实验。
①该实验过程涉及的能量变化是 。
②Zn棒是 极，电流方向是从 棒流向 棒。
(3)若将两个金属棒用导线相连在一起，总质量为80.00 g的锌片和银片同时浸入稀硫酸中，工作一段时间后，取出金属片，进行洗涤、干燥、称量，得金属片的总质量为63.75 g，则装置工作时锌片上的电极反应式为 ，工作时间内装置所产生氢气的体积为 L(标准状况)。
(4)回答下列问题：
①该燃料电池中正极通入的物质是 ，负极发生的反应式为 。
②电池工作时，OH-移向 电极(填“a”或“b”)。
③当电池放电转移10 mol电子时，至少消耗燃料肼 g。
16．Ⅰ．已知常温下，AgCl的Ksp＝1.8×10-10，AgBr的Ksp＝4.9×10-13。
（1）现向AgCl的悬浊液中：
①加入AgNO3固体，则c(Cl-) （填“变大”、“变小”或“不变”，下同）；
②若改加更多的AgCl固体，则c(Ag+) ；
③若改加更多的KBr固体，则c(Ag+) ，c(Cl-) ；
（2）有关难溶盐的溶度积及溶解度有以下叙述，其中正确的是 ；
A．将难溶电解质放入纯水中，溶解达到平衡时，升高温度，Ksp一定增大
B．两种难溶盐电解质，其中Ksp小的溶解度也一定小
C．难溶盐电解质的Ksp与温度有关
D．向AgCl的悬浊液中加入适量的水，使AgCl再次达到溶解平衡，AgCl的Ksp不变，其溶解度也不变
Ⅱ．最近有人制造了一种燃料电池使汽油氧化直接产生电流，其中一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-。回答下列问题：
（1）以辛烷为汽油的代表物，则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是 。
（2）这个电池负极的电极反应式为C8H18+ 25O2--50e-==8CO2+ 9H2O,，正极的电极反应式为 。固体电解质里O2-的移动方向是 ，向外电路释放电子的电极是 。
17．基于新材料及3D打印技术，科学家研制出一种微胶囊吸收剂能将工厂排放的CO2以更加安全、廉价和高效的方式处理掉，球形微胶囊内部充入Na2CO3溶液，其原理如图所示。
(1)这种微胶囊吸收CO2的原理是 （用离子方程式解释），此过程是 （填“吸收”或“放出”）能量的过程。
(2)在吸收过程中关于胶囊内溶液下列说法正确的是 。
a. 吸收前溶液中c（Na＋）>c（CO32－）>c（HCO3－）>c（OH－）>c（H＋）
b. 吸收过程中，体系中的含碳微粒只有CO32－、HCO3－、H2CO3
c. 当n（CO2）：n（Na2CO3）＝1：3时，溶液中c（CO32－）
(3)下表为元素周期表的一部分,请将Na、C元素填在表中对应的位置上 。
(4)生活中，经常用热的碳酸钠溶液清洗油污，结合化学用语，用必要的文字说明原因 。
(5)太阳能热电化学（STEP）生产水泥法可使二氧化碳排放量完全为零。基本原理如下图所示。利用熔融的碳酸钠为电解质，碳酸钙先分解成为CaO和CO2。最后得到石灰（CaO）、碳和氧气。
石墨电极上的电极反应式是 。
18．下图是一个电化学过程的示意图。请回答下列问题：
(1)图中甲池中OH-移向 极(填“CH3OH”或“O2”)。
(2)写出通入CH3OH的电极的电极反应式：
(3)A电极的名称是 (填“阴极”或“阳极”) ；乙池中反应的化学方程式 。
(4)当乙池中B极质量增加10.8 g，甲池中理论上消耗O2的体积为 L(标况)
19．目前汽车上使用的铅蓄电池如图所示,根据图示回答下列问题:
铅蓄电池的负极是 ,负极反应式是 ,铅蓄电池的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,则正极反应式为 。放电过程中溶液的密度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
20．(1)理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池．请你利用下列反应“Cu + 2Ag+ = 2Ag + Cu2+”设计一个化学电池：
①画出合理的原电池装置图 (标明正负极、电极材料和电解质溶液)
②正极质量 (填“增加”、“减少”或“不变”，下同)，负极质量
(2)甲烷燃料电池的工作原理如图所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为 ，c口通入的物质为 ；
②该电池负极的电极反应式为： ；
③工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO2时，有 个电子转移。
21．(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0kJ·mol-1
Ⅱ：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2+ 氧化成Co3+，然后以Co3+ 作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置模拟上述过程：
①写出阳极电极反应式 。
②写出Co3+除去甲醇的离子方程式 。
22．CuSO4溶液是中学化学及农业生产中常见的一种试剂。
（1）某同学配制CuSO4溶液时，需加入一定量的硫酸溶液，用离子方程式说明其原因是 。
（2）该同学利用制得的CuSO4溶液，进行以下实验探究。
①图一是根据反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4设计成的锌铜原电池。电解质溶液乙是 (填“ZnSO4”或“CuSO4”) 溶液; Cu极的电板反应式是 。
②图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则a 处通入的是 (填“CH4”或“O2” )，a处电极上发生的电极反应式是 。若只把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电解时的化学反应方程式为 。若把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL，当阳极产生的气体为672mL (标准状况下) 时，溶液的pH= (假设电解后溶液体积不变)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【分析】用铅蓄电池做电源，石墨做电极，电解溶液，Z为盐桥，铅蓄电池中铅为负极、氧化铅为正极，正极连接图2的Y极，负极连接X极，X极上氯离子失电子产生氯气，Y极上铜离子得电子产生铜。
【详解】A．A为负极，B为正极，即X连A极，Y连B极，A错误；
B．负极失电子被氧化，B错误；
C．若2是阴离子交换膜，Y为阳极，电极反应式为，同时左边溶液转移相同个数的到右边，X为阴极，电极反应式为，所以左边溶液浓度减小，理论上右边溶液浓度不变，C错误；
D．若将Z换成铜片，相当于两个串联的电解池，X为阴极(电极反应式为)，Z左侧为阳极(电极反应式为)，Z右侧为阴极(电极反应式为)，Y为阳极(电极反应式为)，理论上Z的质量不变，D正确；
答案选D。
2．C
【分析】由图可知充电时钾离子向电极a移动，则a为阴极，b为阳极，放电时，a为负极，b为正极，以此解题。
【详解】A．由分析可知充电时，b为阳极，发生氧化反应，A正确；
B．充电a电极的反应为：K++Sn+e-=KSn，则电路中每转移1mole-，a电极质量1molK的质量，即39g，B正确；
C．由分析可知，放电时a为负极，b为正极，则电子由a极经过外电路流向b极，C错误；
D．由分析可知，放电时b为正极，由总反应可知，此时二氧化碳得到电子，电极方程式为：3CO2+4K++4e-=2K2CO3+C，D正确；
故选C。
3．B
【详解】A．Ge与Si都是金属与非金属交界处的元素，Ge的单晶可以用于太阳能电池，故A正确；
B．锌比铁活泼，镀锌铁镀层破损后，锌作负极，铁不易被腐蚀，故B错误；
C．冰袋内物质是硝酸铵和水，硝酸铵溶于水是吸热过程，故C正确；
D．“84”消毒液中含有NaClO，NaClO有强氧化性，常用于消毒杀菌，故D正确。
综上所述，答案为B。
4．C
【详解】A．用惰性电极电解Na2SO4溶液,由于溶液中阴离子的放电顺序为: OH-> ，放电为OH- ,阳离子放电顺序为：H+>Na+，放电为H+，故实质为电解水： 2H2O 2H2↑+O2，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复，A正确；
B．用惰性电极电解1 L 1 mol/L CuSO4溶液，反应为: 2 CuSO4+ 2H2O 2Cu+O2↑+H2SO4，电解一段时间后,两个电极产物为Cu和氧气，即溶液中减少了等量的铜原子和氧原子，当加入1 mol CuO，CuO可与生成的硫酸生成CuSO4可以恢复电解前浓度时，电路中转移了mole-，B正确；
C．用惰性电极电解含1 mol NaOH的水溶液,实质是电解水，溶剂减少，碱性增大，pH变大，C错误；
D．要实现Cu+H2SO4(稀) =CuSO4+H2↑的反应，需在电解池中进行，由方程可知，Cu失去电子发生氧化，应作为阳极，D正确；
故选C。
5．D
【详解】A．钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，所以钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀，故A正确；
B．中性或弱酸性条件下，金属发生吸氧腐蚀，酸性环境下，金属发生析氢腐蚀，则电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，故B正确；
C．金属腐蚀时失电子生成阳离子，则金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程，故C正确；
D．铝的表面易形成致密的氧化膜，氧化膜能饱和内部金属不被腐蚀，所以铝具有很强的抗腐蚀能力，故D错误；
故选D。
6．D
【详解】A．根据图示工作原理可知，该装置为电解池，M极区逸出，N极区逸出，说明M极为阴极，发生还原反应，N极为阳极，发生氧化反应，A项正确；
B．交换膜允许氢氧根离子通过，它是阴离子交换膜，B项正确；
C．N极为阳极，产生氧气，C项正确；
D．盐的物质的量不变，但是水被消耗，溶液中盐离子浓度增大，D项错误；
故选D。
7．C
【分析】该电池负极材料为NaxCy，放电时发生反应NaxCy-xe-=Cy+xNa+，正极材料为Na2Mn[Fe(CN)6]，放电时正极反应为Mn[Fe(CN)6]+xe-+xNa+=Na2Mn[Fe(CN)6]。充电时极Na2Mn[Fe(CN)6]为阳极，电极反应为Na2Mn[Fe(CN)6]-xe-=Mn[Fe(CN)6]+xNa+，嵌钠硬碳为阴极，电极反应为Cy+xNa++xe-=NaxCy。
【详解】A．放电时Na2Mn[Fe(CN)6]为正极材料，充电时电池阳极材料为Na2Mn[Fe(CN)6]，A正确；
B．放电时负极发生反应NaxCy-xe-=Cy+xNa+，充电时，阴极的电极反应式可表示为：NaxCy+e-+Na+=Na(x+1)Cy，B正确；
C．放电时，电路中每转移1mol电子，嵌钠硬碳电极的质量减少23g，C错误；
D．根据题意，“超钠F1”在充、放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，D正确；
答案选C。
8．C
【解析】略
9．A
【详解】A．H2S具有较强还原性，氯化铁具有强的氧化性，两者发生氧化还原反应生成氯化亚铁和S单质，离子方程式正确，故A正确；
B．H2O2溶液中滴加少量FeCl3，氯化铁起催化作用加速过氧化氢的分解，反应方程式为：，故B错误；
C．CO2通入NaClO溶液中只能得到碳酸氢钠，正确的方程式为：CO2+H2O+ClO-=HCO+HClO，故C错误；
D．铅酸蓄电池充电时的正极反应：PbSO4+2e-=Pb+SO，故D错误；
故选：A。
10．B
【详解】A．向溶液中加入过量氨水，AlCl3和NH3·H2O反应生成氢氧化铝和NH4Cl，反应的离子方程式为，A错误；
B．酸性环境下，氧气能够氧化碘离子生成碘单质，反应的离子方程式为，B正确；
C．用惰性电极电解溶液生成铜和氯气：，C错误；
D．醋酸为弱酸不拆分：，D错误；
答案选B。
11．C
【详解】A．根据NO和水变为硝酸，化合价升高，说明Pt1电极为负极，因此Pt2电极的电势高于Pt1电极的电势，故A正确；
B．根据正极反应式和负极反应式得到燃料电池总反应为，故B正确；
C．Pt1电极NO变为硝酸，则负极附近发生的反应为NO+2H2O 3e－=+4H+，故C错误；
D．原电池“同性相吸”，则该电池放电时H+从Pt1电极通过质子交换膜向Pt2电极移动，故D正确。
综上所述，答案为C。
12．B
【详解】①Zn可与硫酸发生氧化还原反应，而Cu不行，则Zn为负极，Cu为正极，①描述错误。
②H+向正极移动，②描述错误。
③电子流动方向为由负极流向正极：从Zn经外电路流向Cu，③描述正确。
④Cu极上氢离子得电子生成氢气，则有H2产生，④描述正确。
⑤若有1mol电子流过导线，则2mol氢离子得电子产生0.5mol H2，⑤描述正确。
⑥负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，⑥描述错误。
综上所述，答案为B。
13．(1) 减小
(2) pH增大，OH-浓度增大，ClO2氧化Mn2+的速率加快
(3)添加NO后，ClO2通过反应Ⅰ快速生成ClO，ClO通过反应Ⅳ又快速将SO2氧化为SO3
【分析】(1)
①电解时阳极上，溶液中的水电离产生的OH-失去电子发生氧化反应，变为O2逸出，导致附近溶液中水电离产生的H+浓度增大，因此附近溶液pH减小；
②根据图示物质转化关系可知B是；
(2)
①在溶液pH=8.3时，Mn2+失去电子被ClO2氧化产生MnO2，则根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒，可得该反应的离子方程式为；
②反应相同时间，水体中Mn2+浓度随pH增大而降低是由于随着溶液的pH增大，溶液中OH-浓度增大，导致ClO2氧化Mn2+的速率加快；
(3)
添加NO时，SO2氧化率比不添加NO时高，原因可能是添加NO后，ClO2通过反应Ⅰ快速生成ClO，ClO通过反应Ⅳ又快速将SO2氧化为SO3。
14． 液面上升 吸氧 快 原电池 电化学 快
【详解】铁在中性条件下发生吸氧腐蚀，铁失去电子做负极，碳做正极，氧气在正极得到电子发生还原反应，食盐水为电解质溶液，装置中铁、碳和饱和食盐水构成原电池，由于消耗了氧气，一段时间后装置中压强减小，导管中液面上升；
Zn与CuSO4反应置换Cu单质，Zn、Cu和稀盐酸构成原电池，锌做负极、铜做正极、盐酸做电解质溶液，形成电化学腐蚀，导致锌和氢离子的反应速率更快，观察到试管中产生气泡的速率加快。
15．(1)D
(2) 将化学能转化为电能 负极 铜棒 锌棒
(3) Zn-2e-=Zn2+ 5.6
(4) 空气 N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O a 80
【详解】（1）A．CaO+H2O=Ca(OH)2是非氧化还原反应，不能设计为原电池，A不符合题意；
B．C+CO22CO是吸热的氧化还原反应，反应不能自发进行，因此不能设计为原电池，B不符合题意；
C．NaOH+HCl=NaCl+H2O是非氧化还原反应，不能设计为原电池，C不符合题意；
D．2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2是放热的氧化还原反应，反应能够自发进行，因此可以设计为原电池，D符合题意；
故选D。
（2）该实验装置构成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，所以在构成的原电池反应中，Zn为负极，Cu为正极。负极上Zn失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，在正极Cu上溶液中的H+得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑。
①则该实验过程涉及的主要的能量变化是将化学能转化为电能。
②Zn棒是负极，电流方向是从铜棒流向锌棒。
（3）由于金属活动性Zn＞Ag，所以在构成的原电池反应中，Zn为负极，Ag为正极。负极上Zn失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，在正极Ag上溶液中的H+得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑。总反应方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑，反应消耗Zn的质量为m(Zn)=80.00 g-63.75 g=16.25 g，n(Zn)=，根据方程式中物质反应转化关系可知：产生H2的物质的量是0.25 mol，其在标准状况下的体积V(H2)=0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L。
（4）①燃料电池的正极是氧气发生还原反应，故正极通入的物质是空气，负极是肼发生氧化反应，碱性电池中，其负极反应式应为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O；
②原电池中阴离子移向负极，a为负极，所以电池工作时，OH-移向a电极；
③负极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，转移4 mol电子时消耗肼32 g，则转移10 mol电子消耗肼：32 g×=80 g。
16． 变小 不变 变小 变大 CD 2C8H18 + 25O2→16CO2 + 18H2O O2 + 4e-==2O2- 向负极移动 负极
【详解】Ⅰ(1)①加入AgNO3固体，银离子浓度增大，平衡向逆方向移动，则c(Cl-)变小，故答案为变小；
②若改加更多的AgCl固体，溶液达到饱和，浓度不变，c(Ag+)不变，故答案为不变；
③若改加更多的KBr固体，生成AgBr沉淀，则c(Ag+)变小，促进AgCl溶解，c(Cl-) 变大，故答案为变小，变大；
(2)A．升高温度，电解质溶于水是吸热还是放热未知，则Ksp 不一定增大，故A错误；B．Ksp小的溶解度不一定小，取决于物质的构成是否相似，如AgCl和AgBr，组成相似，溶度积越小，则溶解度越小，故B错误；C．Ksp与温度有关，属于温度的函数，故C正确；D．Ksp与温度有关，温度不变，溶度积不变，溶解度也不变，故D正确；故答案为CD；
Ⅱ．(1)燃料电池的总反应和燃料燃烧的化学方程式一致，电池总反应为2C8H18+25O2→16CO2+18H2O，故答案为2C8H18+25O2→16CO2+18H2O；
(2)正极发生还原反应，根据电解质可知应为O2+4e-=2O2-；原电池工作时，阴离子向负极移动，电子从负极经外电路流向正极，故答案为O2+4e-=2O2-；向负极移动；负极。
17． CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－ 放出 cd CO32— +H2OHCO3—+OH—,水解吸热，加热可使平衡正移，c(OH—)增大，碱性增强，油脂更易水解 3CO2+4e-═C+2CO32-
【分析】(1)根据CO2与碳酸钠溶液反应分析；
(2)根据盐类水解反应原理结合物料守恒和电荷守恒关系判断；
(3)根据Na、C元素的原子结构分析在元素周期表中的位置；
(4)加热促进碳酸钠溶液的水解，碱性增强，去污能力增强；
(5)该电解池中石墨阴极发生还原反应，据此解答。
【详解】(1) CO2被碳酸钠溶液吸收发生的反应为Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，离子方程式为CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－；由图可知，解吸过程为吸热过程，则吸收CO2过程为放出能量过程，
因此，本题正确答案为：CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－；放出；
(2) a. 吸收前溶液为Na2CO3溶液，由于水解CO32-+H2OHCO3-+OH-，溶液呈碱性，离子浓度大小顺序为c（Na＋）>c（CO32－）>c（OH－）>c（HCO3－）>c（H＋），故a错误；
b. 吸收过程中生成NaHCO3，体系中的含碳微粒有CO32－、HCO3－、H2CO3以及溶解的CO2分子，故b错误；
c. 当n（CO2）：n（Na2CO3）＝1：3时，由反应式CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－可知，吸收1mol CO2要消耗1mol CO32－，同时生成2mol HCO3－，剩余2mol CO32－，溶液中生成的HCO3－与未反应的CO32－物质的量相等，但由于CO32－水解程度大于HCO3－，故c（CO32－）
因此，本题正确答案为：cd；
(3)Na元素位于元素周期表第3周期第IA族，C元素位于元素周期表第2周期第IVA族，
因此，本题正确答案为：；
(4) 生活中经常用热的碳酸钠溶液清洗油污，原因是碳酸钠在溶液中水解，使溶液呈碱性，水解反应是吸热反应，加热促进水解平衡正向移动，溶液中c(OH－)增大，碱性强，油脂更易水解。
因此，本题正确答案为：CO32— +H2OHCO3—+OH—，水解吸热，加热可使平衡正移，c(OH—)增大，碱性增强，油脂更易水解；
(5) 由示意图可知，阳极上CO32—放电生成氧气，石墨阴极上二氧化碳得到电子生成C单质和碳酸根离子，电极反应式是3CO2+4e—===C+2CO32—。
因此，本题正确答案为：3CO2+4e—===C+2CO32—。
18．(1)CH3OH
(2)CH3OH 6e ＋8OH =＋6H2O
(3) 阳极 4AgNO3 + 2H2O4HNO3 + 4Ag + O2↑
(4)0.56
【分析】甲池为碱性甲醇燃料电池，是原电池装置，乙池和丙池是电解池。甲醇进入的一侧为原电池的负极连接丙池的D电极为阴极，A、B、C依次是阳极、阴极、阳极，据此回答。
【详解】（1）原电池中阴离子氢氧根向CH3OH（负极）移动；
（2）碱性溶液中，甲醇中-2价碳失电子变成+4价的碳酸根离子：CH3OH 6e ＋8OH =＋6H2O；
（3）A电极连接原电池的正极作阳极，乙池阳极材料是C，故为惰性电极电解硝酸银溶液，总反应为4AgNO3 + 2H2O4HNO3 + 4Ag + O2↑；
（4）根据乙池中的总反应可知当乙池中B极质量增加10.8 g即生成0.1mol银时转移0.1mol电子，串联电路流经各个池子的电子数目相同，故甲池中理论上消耗O2的物质的量为，标况下的体积为。
19． 铅 减小
【详解】从铅蓄电池的总反应式：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，可以看出Pb失电子发生氧化反应，则Pb作负极；负极反应式为：；PbO得电子发生还原反应生成PbSO4，则PbO作正极，正极反应式等于总反应式减去负极反应式，则正极反应式为：；根据电池反应式可知，放电过程中硫酸参加反应，电解质溶液是硫酸，放电过程中消耗了硫酸，氢离子转变成水，所以工作时，电解质溶液的密度减小。
故答案为：铅；；；减小
20． 增加 减少 CH4 O2(空气) CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+ 1.6NA
【分析】(1)根据反应方程式知，Cu失电子，作负极，电解质溶液中含有得电子的Ag+，可用硝酸银溶液作电解质溶液，正极可用C，据此设计实验装置图，并结合原电池原理分析解答；
(2)①根据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，左侧电极为负极；
②负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
③根据甲烷和转移电子之间的关系式计算。
【详解】(1)①原电池中失电子的物质作负极，根据反应方程式Cu + 2Ag+ = 2Ag + Cu2+知，Cu作负极，电解质溶液中含有得电子的Ag+，可用硝酸银溶液作电解质溶液，正极可用C，电子流动方向为负极到正极；则装置图为 ，故答案为 ；
②该电池工作时，正极上Ag+得电子生成金属银，质量增加，负极上铜失去电子变成铜离子，质量减小，故答案为增加；减少；
(2)①根据氢离子的移动方向知，右侧电极为正极，正极上氧气得电子，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲烷，故答案为CH4；O2；
②负极上甲烷失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+，故答案为CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+；
③3.2g甲烷的物质的量==0.2mol，根据CH4 - 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+知， 3.2g甲烷完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量=0.2mol×8=1.6mol，则转移电子个数为1.6NA，故答案为1.6NA。
【点睛】根据正负极上得失电子及反应物和转移电子之间的关系式是解答本题的关键。本题的难点是(2)②中电极反应式的书写，要结合电解质溶液的酸碱性书写。
21． CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0kJ·mol-1 Co2+- e- =Co3+ 6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
【详解】(1)Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0kJ·mol-1
Ⅱ：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-129.0 kJ·mol-1
根据盖斯定律，I+II得到：CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0kJ·mol-1
故答案为：CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0kJ·mol-1；
(2)①通电后，将Co2+氧化成Co3+，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2+-e-=Co3+，故答案为：Co2+-e-=Co3+。
②以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2+，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H+，配平书写离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，故答案为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。
22． Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+ CuSO4 Cu2++2e-=Cu CH4 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 1
【详解】（1）配制CuSO4溶液时，需加入一定量的硫酸抑制铜离子水解，铜离子水解的离子方程是Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+。
（2）①图一是根据反应Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4设计成的锌铜原电池，其中锌为负极、铜为正极。电解质溶液乙是CuSO4 溶液; Cu极的电板反应式是Cu2++2e-=Cu。
②图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则作为镀件的铁是阴极、镀层金属铜是阳极，所以a 是负极，此处通入的是CH4，a处电极上发生的电极反应式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。若只把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电解时的化学反应方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。若把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400mL，当阳极产生的气体为672mL (标准状况下) 时，可以计算生成气体的物质的量为0.03mol。由于阳极上离子的放电顺序是氯离子强于氢氧根，0.04molCl-可以生成0.02mol Cl2，所以一定还有0.01mol氧气生成，阳极上共转移0.08mol 电子，.阴极上0.04molCu2+放电正好消耗0.08mol 电子。所以计算溶液的pH时，直接根据生成氧气消耗的氢氧根计算即可，即 n(H+)=n(OH-)=4 n(O2)=0.04mol，所以c(H+)=0.1mol/L，溶液的pH=1。
答案第1页，共2页
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