第1章 化学反应与能量转化 测试题 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 测试题
一、选择题
1．下列叙述正确的是
A．可通过电解氯化镁溶液获得金属镁
B．粗铜精炼中，电解槽中c(Cu2+)不变
C．氯碱工业中，与电源正极相连的是惰性电极，向电解槽中滴加酚酞试液，阴极附近变成红色
D．外加电流的阴极保护法中，被保护的金属与电源正极相连
2．下列实验装置设计正确且能达到目的的是
A．实验Ⅰ：制取氯气
B．实验Ⅱ：瓷坩埚加热熔融NaOH固体
C．实验Ⅲ：分离乙酸乙酯和乙醚的混合物
D．实验Ⅳ：防止钢制管桩被腐蚀
3．新能源的开发和利用是解决气候问题的重要途径，科研人员开发一种新型可充电钾离子电池的正极材料()，可使电池效能更佳，已知放电时正极会生成。下列有关说法正确的是
A．总反应为
B．放电时，正极反应为
C．该电池可用溶液作为电解质溶液
D．用该电池电解溶液，阴极增重24克时，通过交换膜的为
4．电化学合成具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，利用下图所示装置可合成己二腈[NC(CH2)4CN]。充电时生成己二腈，放电时生成O2，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的H2O会解离出H+和OH-向两极移动。下列说法错误的是
A．N极的电势低于M极的电势
B．放电时，双极膜中OH-向N极移动
C．若充电时制得1molNC(CH2)4CN，则放电时需生成1molO2，才能使左室溶液恢复至初始状态
D．充电时，阴极的电极反应式为：2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN
5．已知甲、乙都为单质，丙为化合物，能实现下述转化关系。下列说法正确的是
A．若丙溶于水后得到强碱溶液，则甲可能是
B．若溶液丙遇放出气体，则甲不可能是
C．若溶液丙中滴加溶液有蓝色沉淀生成，则甲一定为
D．若溶液丙中滴加溶液有白色沉淀生成后沉淀溶解，则甲可能为
6．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．离子交换膜有多种类型，如氯碱工业中使用的是阴离子交换膜
B．月饼包装袋中的双吸剂和一次性保暖贴的主要成分都含有铁粉
C．神舟十三号载人飞船中的太阳能电池和储能电池均可将化学能转化为电能
D．“海水淡化”可以解决淡水供应危机，向海水中加入净水剂明矾可实现海水淡化
7．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．氢气燃烧是将热能转化为化学能
B．在船底镶嵌的锌块作负极，以防船底被腐蚀
C．聚乙炔可用于制备导电高分子材料，是由于聚乙炔是电解质
D．煤、石油、天然气和沼气等都是生活中常用的能源，且均为不可再生能源
8．微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法不正确的是
A．电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b
B．电池工作时a电极附近溶液的pH减小
C．利用该电池处理0.1乙二胺，需消耗空气体积约为8.96L(标况下)
D．b电极的电极反应为
9．我国科学家利用Zn-BiOI电池，以水溶液作为锌离子电池的介质，可实现快速可逆的协同转化反应。如图所示，放电时该电池总反应为：。下列说法正确的是
A．放电时，BiOI为正极，发生氧化反应
B．放电时，1molBiOI参与反应，转移
C．充电时，通过阳离子交换膜从Zn极移向BiOI极
D．充电时，阳极发生反应：
10．下列有关化学能和热能的叙述中，正确的是
A．伴有热量放出的变化过程都是放热反应
B．化学反应中能量的变化与反应物的状态无关
C．燃烧热的数值与实际参加反应的可燃物的质量无关
D．反应热△H的单位中“”指的是每摩尔的反应物
11．下列反应中，属于放热反应的是
A．铝和盐酸反应 B．甲烷高温分解为C和
C．与反应 D．高温煅烧石灰石使其分解
12．NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是
A．4.5gSiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3NA
B．电解饱和食盐水时，每得到1molNaOH，在阳极上反应的离子就得到1mol电子
C．78gNa2O2固体含有的阴离子数为2NA
D．标准状况下，0.5NA个CCl4所占的体积约为11.2L
13．下列有关热化学方程式的书写和叙述正确的是
A．已知 ，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5mol (g)和1.5mol (g)充分反应后放出46.1kJ的热量
B．根据热化学方程式 ，我们可知：1mol (g)所具有的能量小于1mol S(s)与1mol (g)所具有的能量之和
C．CuCl(s)与(g)反应生成(s)和CuO(s)。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗1mol CuCl(s)，放热44.4kJ，则该反应的热化学方程式是：
D． ，表示2个氢分子完全燃烧生成液态水时放出571.6kJ的热量
14．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，工作时的电池反应为：Pb+ PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O，下列结论正确的是
A．Pb为正极，被氧化
B．电池工作时，电解质溶液的pH不断减小
C．向PbO2极移动
D．电池工作时，电解质溶液的pH不断增大
15．原电池是能将化学能转化为电能的装置。根据如图所示的原电池装置，下列判断不正确的是
A．铜片表面有气泡产生
B．电子由铜片通过导线流向锌片
C．Zn为负极，电极反应式为Zn-2e- = Zn2＋
D．该原电池工作一段时间后，溶液的酸性减弱
二、填空题
16．电化学保护法
金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池 (阳极)的金属被腐蚀，作为 (阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为 ，就不易被腐蚀。
（1）牺牲阳极法
原理：原电池原理
要求：被保护的金属作 ，活泼性更强的金属作 。
应用：锅炉内壁、船舶外壳、钢铁闸门安装镁合金或锌块。
实例 实验1：
如图装置反应一段时间后，往Fe电极区滴入2滴 色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察实验现象。
已知Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成带有特征蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。
实验装置 电流表 阳极(负极区) 阴极(正极区)
现象 指针 Zn溶解 有 产生， 蓝色沉淀生成
有关反应 — Zn－2e－=Zn2＋ 2H＋＋2e－=H2↑
结论 溶液中不含 ，铁作正极未被腐蚀
实例 实验2：
培养皿中放入含有NaCl的琼脂，并注入5～6滴酚酞和K3[Fe(CN)6]溶液，取两个2～3 cm的铁钉，用砂纸擦光，将裹有锌皮的铁钉放入a，缠有铜丝的铁钉放入b。
实验装置
现象 铁钉周围 铁钉周围生成 ，铜丝周围
结论 铁作为 时易腐蚀，作为 时未腐蚀
（2）外加电流法
原理：电解池原理
要求：被保护的金属作为 ，与电源的 相连。
应用：钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的 。
17．(1)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。
①制H2时，连接 。产生H2的电极反应式是 。
②改变开关连接方式，可得 O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用： 。
(2)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一。
①Fe 还原水体中 的反应原理如图所示。作负极的物质是 。
正极的电极反应式是 。
②将足量铁粉投入水体中，经 24 小时测定 的去除率和 pH，结果如下：
初始 pH pH＝2.5 pH＝4.5
的去除率3 接近100 % ＜50 %
24 小时 pH 接近中性 接近中性
铁的最终物质形态 FeO(OH) FeO(OH)
pH＝4.5 时，的去除率低。其原因是 。
18．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 。
19．钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程的有关问题。
(1)下列装置中的铁棒被腐蚀由慢到快的顺序是 。
A． B． C． D．
(2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置如图：
①B电极的电极反应式是 。
②镀铜铁和镀锌铁在镀层破损后， 更容易被腐蚀。
(3)如图，其中甲池的总反应式为：，请按要求填空：
①乙、丙池是 装置，乙池中石墨电极的名称是 。
②甲池通入氧气的电极反应式为 。
20．回答下列问题
(1)下列变化过程属于放热反应的是 。
①2Al + Fe2O32Fe + Al2O3 ②酸碱中和反应 ③浓H2SO4稀释 ④醋酸电离 ⑤NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌
(2)CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) ΔH1 CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH2
则ΔH1 ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)已知1g苯燃烧生成二氧化碳和气态水时放出a kJ热量，1mol液态水气化需要吸收b kJ热量，请写出苯的燃烧热的热化学方程 。
(4)让生态环境更秀美、人民生活更幸福！为此，天津冬季取暖许多家庭用上了清洁能源天然气。实际生产中天然气需要脱硫，在1200℃时，工艺中会发生下列反应：
①H2S(g) + O2(g)= SO2(g) + H2O(g) ΔH1 ②2H2S(g) + SO2(g)= S2(g) + 2H2O(g) ΔH2
③H2S(g) + O2(g)= S(g) + H2O(g) ΔH3 ④2S(g) = S2(g) ΔH4
则ΔH4的表达式为 。
(5)CO(g)和CH3OH(l)的摩尔燃烧焓ΔH分别为a kJ·mol－1和b kJ·mol－1，则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和1mol液态水的ΔH= 。
(6)对温室气体CO2进行减排和综合治理具有十分重要的意义。CH4—CO2催化重整不仅对温室气体的减排具有重要意义，还可以得到合成气(CO和H2)。
已知：①
②
写出该催化重整反应的热化学方程式： 。
21．(1)碳氧化物的转化有重大用途，请回答下列关于和的问题。
已知：①
②
③
则的 (用表示)。
(2)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排以及高效利用能源能够减少二氧化碳的排放。有一种用生产甲醇燃料的方法：
已知：①
②
③
④
则表示摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。
(3)实现反应对减少温室气体排放和减缓燃料危机具有重要意义。
已知：
则 。
22．C、D、G、I均为短周期元素形成的单质，D、G、I为常见非金属气态单质。D元素的原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，C、G同周期，且原子最外层电子数相差4，它们的简单离子电子层结构不同。相互间有如下转化关系：
请填空：
(1) D与I能形成原子个数比为1：1的共价化合物，请写出其分子式： ；
（2）L是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，L作阴极，写出电解E水溶液的化学式： 。
（3）化合物K 中含有组成单质L的元素，且该元素的质量分数为70%。反应①的化学方程式是 ，引发该反应的操作是
（4）写出A+F → J的离子方程式： 。
23．Fe(OH)2的制备实验是实验研究的热点，某化学学习小组设计了下列方法制备氢氧化亚铁。
方法一：用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。
实验步骤如下：
I.检查装置气密性后，关闭K2、K5，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中空气。
II.待B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将A中溶液压入B中并观察现象。
III.关闭K1、K2，打开K5，使C中气体通入B中并观察现象。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是 ，B中长玻璃管的作用 。
(2)H2O2的电子式 。
(3)装置A中金属离子的检验方法 。
(4)步骤III装置B中的现象是 ，其发生反应的化学方程式为 。
方法二：用铁和石墨作电极材料，通过电解法制备氢氧化亚铁，装置如图所示。
(5)铁与电源的 (填“正”或“负”)极相连。
(6)阴极发生的电极反应方程式 。
(7)在标准状况下，当阴极产生 11.2L 气体时，理论上生成 g Fe(OH)2。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．电解氯化镁溶液，阴极水中的氢离子得电子生成氢气，不能获得金属镁，故A错误；
B．粗铜精炼中，阳极铜、锌、铁、镍失去电子，阴极溶液中的铜离子得电子生成铜，则电解槽中c(Cu2+ )不断减小，故B错误；
C．氯碱工业中，阴极水中的氢离子得电子生成氢气，生成氢氧根离子，阳极氯离子失电子生成氯气，与电源正极相连的是惰性电极，向电解槽中滴加酚酞试液，阴极附近变成红色，故C正确；
D．外加电流的阴极保护法中，被保护的金属与电源负极相连被保护，故D错误；
故选C。
2．C
解析：A．实验Ⅰ：制取氯气，应该把长颈漏斗改为分液漏斗或将长颈漏斗下端伸入页面以下形成液封，故A错误；
B．实验Ⅱ：二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠，不能用瓷坩埚加热熔融NaOH固体，故B错误；
C．实验Ⅲ：乙酸乙酯、乙醚是互溶液体，根据沸点不同，用分馏法分离分离乙酸乙酯和乙醚的混合物，故C正确；
D．实验Ⅳ：防止钢制管桩被腐蚀，钢制管桩应与电源负极相连，故D错误；
选C。
3．D
解析：A．由图可知，放电时，正极得到电子发生还原生成、负极失去电子发生氧化反应生成钾离子，总反应为，A错误；
B．放电时，正极得到电子发生还原生成，反应为，B错误；
C．负极会和溶液中水反应，故该电池不可用溶液作为电解质溶液，C错误；
D．用该电池电解溶液，阴极反应为，增重24克时生成铜0.375mol，更加电子守恒可知，转移电子0.75mol，则通过交换膜的为，D正确；
故选D。
4．C
【分析】放电时生成O2，结合图可知，N极的水失去电子发生氧化反应生成氧气，N为负极，M为正极；充电时N为阴极、M为阳极；
解析：A．由分析可知，放电时N为负极、M为正极，充电时N为阴极、M为阳极，N极的电势低于M极的电势，A正确；
B．原电池中阴离子向负极迁移，故放电时，双极膜中OH-向N极移动，B正确；
C．充电时生成己二腈，则阴极反应为CH2=CHCN得到电子发生还原反应生成己二腈：2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN，放电时水失去电子发生氧化反应生成氧气，；根据电子守恒可知，，若充电时制得1molNC(CH2)4CN，则放电时需生成0.5molO2，才能使左室溶液恢复至初始状态，C错误；
D．由C分析可知，D正确；
故选C。
5．A
解析：A．若甲是，乙为金属钠，二者化合得，溶于水后得到强碱溶液(NaOH溶液)，电解时可生成，A正确；
B．若丙的溶液遇，产生气体，丙可以为，电解盐酸生成氢气与氯气，氢气在氯气中燃烧生成，符合转化关系，即甲可能为，B错误；
C．若溶液丙中滴加溶液有蓝色沉淀生成，则说明丙为铜盐，甲、乙应为氯气和铜，则甲可能为氯气，也可能为，C错误；
D．若溶液丙中滴加溶液有白色沉淀生成后沉淀溶解，证明丙中含有，氢离子放电能力强于，电解丙溶液得不到Al，甲不可能为Al，D错误；
故选：A。
6．B
解析：A．氯碱工业中氯离子放电，则需要阳离子交换膜使阳离子移动到阴极，故A错误；
B．用铁粉做月饼包装袋中的双吸剂，是利用铁生锈的原理，铁与氧气、水共同作用，生成铁锈，该反应是放热反应，铁粉是一次性保暖的主要成分，故B正确；
C．储能电池在放电时将化学能转化为电能，太阳能电池将太阳能转化为电能，故C错误；
D．向海水中加入净水剂明矾，只能使海水净化，不能使海水淡化，故D错误；
故选：B。
7．B
解析：A．燃烧是将化学能转化为热能和光能，所以 ，A错误；
B． 在船底镶嵌的锌块，锌做负极，此方法为牺牲阳极法，B正确；
C． 聚乙炔结构中存在共轭结构，电子可以自由移动，所以可以导电，但由于它是混合物，所以并不是电解质，C错误；
D． 沼气通过秸秆等发酵可再生，D错误；
故选B。
8．C
【分析】由题干信息可知，H2NCH2CH2NH2在负极a上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和氢离子，电极反应式为H2NCH2CH2NH2+4H2O-16e-═2CO2↑+N2↑+16H+，在b电极上通入O2，电极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，据此分析解题。
解析：A．由分析可知，该燃料电池中电极a为负极，电极b为正极，故电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b，A正确；
B．由分析可知，a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2+4H2O-16e-═2CO2↑+N2↑+16H+，故电池工作时a电极附近溶液的H+浓度增大，溶液pH减小，B正确；
C．根据电子手恒可知，利用该电池处理0.1乙二胺，将失去1.6mol电子，故需消耗氧气的体积为：=8.96L，则消耗空气体积约为=42.67L，C错误；
D．由分析可知，b电极的电极反应为，D正确；
故答案为：C。
9．D
【分析】该电池为二次电池，放电时锌作负极，BiOI作正极，放电时电池的总反应为：；充电时，Bi作阳极，锌电极作阴极，电池的总反应为：2Bi+2Bi2O3+3ZnI2＝6BiOI+3Zn，据此解答。
解析：A．由总反应可知，放电时，Zn为负极，发生氧化反应，故A错误；
B．由总反应可知，6molBiOI参与反应反应时生成2molBi，转移6mol电子，1molBiOI参与反应，转移1mole-，故B错误；
C．充电时，Zn电极作阴极，BiOI极作阳极，溶液中阳离子向阴极移动，则Zn2+通过阳离子交换膜从BiOI极移向Zn极，故C错误；
D．充电时阳极发生反应：，故D正确；
故选D。
10．C
解析：A．伴有热量放出的变化过程不一定都是放热反应，如气体液化放热，但是该过程为物理变化，不是放热反应，A错误；
B．物质的状态不同，具有的能量不同，根据ΔH=生成物总能量-反应物总能量，化学反应中的能量变化与反应物的状态有关，B错误；
C．燃烧热为在25℃、101kPa下，1mol物质在氧气中完全燃烧生成稳定的产物时所放出的热量，故燃烧热为定值，与实际参与反应的可燃物质量无关，C正确；
D．反应热ΔH的单位中“mol-1”指的是每摩尔该反应，即把该方程式看作一个整体，为“每摩尔反应”，而不是每摩尔的反应物或生成物，D错误；
故答案选C。
11．A
解析：A．铝和盐酸反应为金属和酸反应，反应放出热量，A正确；
B．甲烷高温分解为C和为分解反应，吸收热量，B错误；
C．与反应为吸热反应，温度降低，C错误；
D．高温煅烧石灰石使其分解为分解吸热反应，D错误；
故选A。
12．A
解析：A．4.5g二氧化硅的物质的量为0.075mol，每摩尔SiO2含4mol硅氧键，故4.5gSiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3NA，A正确；
B．在电解池中，阳极上参加反应的离子是失去电子，发生氧化反应，B错误；
C．78gNa2O2固体(物质的量为1mol)的阴离子是，其数目为NA，C错误；
D．标准状况下， CCl4不是气体，不能用气体摩尔体积计算，D错误；
答案选A。
13．B
解析：A．该反应为可逆反应，和反应不能全部转化为，所以在一定条件下向密闭容器中充入0.5mol (g)和1.5mol (g)充分反应消耗的氮气物质的量小于0.5mol，因此放出的热量小于46.1kJ，选项A错误；
B．根据热化学方程式 ，反应为放热反应，故我们可知：1mol (g)所具有的能量小于1mol S(s)与1mol (g)所具有的能量之和，选项B正确；
C．该反应为放热反应，△H表示为，选项C错误；
D．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，不表示分子数，选项D错误；
答案选B。
14．D
【分析】根据题意，该电池的电极反应式为：
正极(PbO2)：PbO2+4H+++2e-= PbSO4 +2H2O
负极(Pb)：Pb+–2e-=PbSO4
可在此基础上对各选项作出判断。
解析：A．Pb为负极被氧化，A错误；
B．根据题给反应可知，反应消耗了酸，溶液的pH不断增大，B错误；
C．原电池中阴离子向负极移动，则向Pb电极移动，C错误；
D．由电极反应可知，放电过程中消耗硫酸，导致氢离子浓度减小，pH值增大，D正确；
故选：D。
15．B
解析：A．原电池活泼金属作负极，不活泼金属作正极，则Cu为正极，在正极，H+得到电子生成H2，A正确；
B．原电池电子由负极流向正极，所以电子由锌片通过导线流向铜片，B错误；
C．Zn比Cu活泼，Zn为负极，电极反应式为Zn-2e- = Zn2+，C正确；
D．由于正极铜表面H+得到电子生成H2，使溶液中c(H+)减小，溶液的酸性减弱，D正确；
故合理选项是B。
二、填空题
16．负极 正极 阴极 正极 负极 黄 偏转 气泡 无 Fe2＋ 变红 蓝色沉淀 变红 负极 正极 阴极 负极 负极
解析：金属在发生电化学腐蚀时，总是作为原电池负极(阳极)的金属被腐蚀，作为正极(阴极)的金属不被腐蚀，如果能使被保护的金属成为阴极，就不易被腐蚀。
(1)牺牲阳极法，利用的是原电池原理，被保护的金属作正极，活泼性更强的金属作负极。在实验1中，按如图装置反应一段时间后，往Fe电极区滴入2滴黄色K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，观察实验现象。可以看到指针发生偏转，Zn溶解，有气泡产生，无蓝色沉淀生成，说明溶液中不含Fe2+，铁作正极未被腐蚀。在实验2中，实验装置a中观察到铁钉周围变红，实验装置b中观察到铁钉周围生成蓝色沉淀，铜丝周围变红，实验a和b说明铁作为负极时易腐蚀，作为正极时未腐蚀。
(2)外加电流法，利用的电解池原理，被保护的金属作为阴极，与电源的负极相连。利用该原理，可将钢铁闸门，高压线铁架，地下管道连接直流电源的负极，将其保护起来防止腐蚀。
17． K1 2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ 制氢气时，电极3为阳极，其反应式为Ni(OH)2－e－＋2OH－＝H2O＋NiOOH，制氧气时，电极3为阴极，其反应式为H2O＋NiOOH＋e－＝Ni(OH)2＋2OH－，使电极3循环使用 Fe 10H＋＋＋8e－＝＋3H2O pH较高，Fe3+易水解生成FeO(OH)，而FeO(OH)不导电，阻碍电子转移
【分析】连接K1，电极1为阴极，电极3为阳极，连接K2，电极3为阴极，电极2为阳极，根据电极反应分析，铁还原，根据化合价升降分析正负极，根据pH变化，主要是铁离子水解程度生成的FeO(OH)不导电进行分析。
解析：(1)①制H2 时，是阴极得到氢气，因此根据题中信息应该是电极1为阴极，则连接K1。产生H2的电极反应式是2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－；故答案为：K1；2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－。
③结合①和②中电极3的电极反应式，制氢气时，电极3为阳极，其反应式为Ni(OH)2－e－＋2OH－＝H2O＋NiOOH，制氧气时，电极3为阴极，其反应式为H2O＋NiOOH＋e－＝Ni(OH)2＋2OH－，使电极3循环使用；故答案为：制氢气时，电极3为阳极，其反应式为Ni(OH)2－e－＋2OH－＝H2O＋NiOOH，制氧气时，电极3为阴极，其反应式为H2O＋NiOOH＋e－＝Ni(OH)2＋2OH－，使电极3循环使用。
(2)①Fe 还原水体中 ，铁作还原剂，化合价升高，中N化合价降低变为，因此负极物质是Fe，根据题中信息在酸性条件下，正极电极反应式是10H＋＋＋8e－＝＋3H2O；故答案为：10H＋＋＋8e－＝＋3H2O。
②根据题中信息FeO(OH)不导电，pH＝4.5时，pH较高，Fe3+易水解生成FeO(OH)，而FeO(OH)不导电，阻碍电子转移,所以的去除率低；故答案为：pH较高，Fe3+易水解生成FeO(OH)，而FeO(OH)不导电，阻碍电子转移。
18．(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；
解析：（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。
19．(1)DBCA
(2)Cu2++2e-= Cu 镀铜铁
(3)电解池 阳极
【分析】金属原子失去电子被氧化变成离子的过程，就是金属腐蚀，化学腐蚀的速率小于电化学腐蚀、电解池中金属做阳极被腐蚀的速率小于原电池中金属作负极被腐蚀的速率，在原电池中，正极的金属不发生反应、被保护，电解池中金属做阴极时不发生反应被保护。据此回答。
解析：（1）A．是原电池装置，铁做负极被腐蚀；
B．是原电池装置，铁做正极被保护；
C．纯铁与水不构成原电池，可发生化学腐蚀；
D．是电解池装置，铁做阴极被保护；
综上，装置中的铁棒被腐蚀由慢到快的顺序是DBCA。
（2）①B与电源的负极相连、为阴极，B电极上Cu2+得电子被还原为 Cu，电极反应式是Cu2++2e-= Cu。
②镀铜铁和镀锌铁在镀层破损后，与表面的电解液薄膜构成原电池装置，镀铜铁中铁的活泼性大于铜作负极、镀锌铁中铁的活泼性小于锌作正极。因此镀铜铁更容易被腐蚀。
（3）甲池反应为，则甲池为甲醇燃料电池。通入燃料甲醇的一极为负极，通入氧气的一极为正极，则乙、丙池是电解池。电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，则：
①据分析，乙、丙池是电解池装置，乙池中石墨电极的名称是阳极。
②甲池通入氧气在正极得到电子、在水参与下转变为氢氧根离子，电极反应式为。
20．(1)①②
(2)>
(3)C6H6(l)+ O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=—(78a+3b) kJ·mol－1
(4)ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
(5)(b—a) kJ·mol－1
(6)CH4(g) + CO2(g) = 2CO(g) + 2H2(g) ΔH＝+247.4 kJ·mol－1
解析：（1）
①铝与氧化铁高温条件下发生的铝热反应为放热反应；②酸碱中和反应为放热反应；③浓硫酸稀释为放热过程，不是放热反应；④醋酸电离为吸热过程，不是吸热反应；⑤氯化铵晶体与八水氢氧化钡混合搅拌的反应为吸热反应，不是放热反应，则属于放热反应的是①②，故答案为：①②；
（2）
碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳的反应为吸热反应，反应ΔH1大于0，氧化钙与水反应为放热反应，反应ΔH2小于0，则ΔH1大于ΔH2，故答案为：>；
（3）
由题意可知，苯燃烧生成气态水的热化学方程式为①C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+3H2O(g)ΔH＝—78a kJ·mol－1，液态水转化为气态水的热化学方程式为②H2O(l)= H2O(g)ΔH=+bkJ·mol－1，由盖斯定律可知，①—②可得苯的燃烧热的化学方程式为C6H6(l)+ O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l)则ΔH=ΔH1—3ΔH2=—(78a+3b) kJ·mol－1，故答案为：C6H6(l)+ O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=—(78a+3b) kJ·mol－1；
（4）
由盖斯定律可知，反应得到反应④，则ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)，故答案为：ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)；
（5）
由题意可知，一氧化碳的燃烧热的化学方程式为①CO(g) +O2(g)= CO2(g)ΔH=—a kJ·mol－1，甲醇的燃烧热的化学方程式为②CH3OH(l) +O2(g)= CO2(g) +2H2O(l)ΔH=—b kJ·mol－1，由盖斯定律可知，②—①可得CH3OH(l) +2O2(g)= CO(g) +2H2O(l)，则ΔH=(b—a) kJ·mol－1，所以甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和1mol液态水的ΔH=(b—a) kJ·mol－1，故答案为：(b—a) kJ·mol－1；
（6）
，由盖斯定律可知，①×2—②可得重整反应的方程式为CH4(g) + CO2(g) = 2CO(g) + 2H2(g)，则ΔH＝(+206.2 kJ·mol－1)×2—(+165.0 kJ·mol－1)=+247.4 kJ·mol－1，反应的热化学方程式为CH4(g) + CO2(g) = 2CO(g) + 2H2(g) ΔH＝+247.4 kJ·mol－1，故答案为：CH4(g) + CO2(g) = 2CO(g) + 2H2(g) ΔH＝+247.4 kJ·mol－1。
21．
解析：(1)根据盖斯定律，可得，故答案为：；
(2)根据盖斯定律，由，整理可得热化学方程式：，故答案为：；
(3)将题给热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由可得所求热化学方程式，则，故答案为：。
22．H2O2 2KCl+2H2O2KOH+Cl2↑+H2↑ Fe2O3+2Al2Fe + Al2O3 在混合物上加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃 Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O
【分析】C、D、G、I均为短周期元素形成的单质，D、G、I为常见非金属气态单质；D的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则D原子有2个电子层，最外层电子数为6，则D原子为氧原子，所以D为氧气；E的水溶液电解生成F、I、G三种物质，电解质与水都发生电解，其中I、G是短周期元素形成的气体单质，说明E的酸根电解生成气体，应生成氯气，所以另一种气体是氢气，F为碱，E为氯化物，即I、G为氢气和氯气，F为碱，E为氯化物；加热B生成氧气与氯化物，故B应为氯酸钾，E应为氯化钾，F应为氢氧化钾；C、G同周期，且最外层电子数相差4，则G应为氯气，I应为氢气，C、G原子的最外层电子数相差4，C的最外层电子数为3，它们的简单离子电子层结构不同，则C应为Al；电解A得铝与氧气，故A应为氧化铝；C与G反应生成H，故H应为氯化铝，H的水溶液与过量F反应生成J，A与过量F溶液反应生成J，J应为偏铝酸钾；C与K高温得到A与L，则K为氧化铁，L为铁．然后再进行验证符合转化关系，据以上分析解答。
解析：根据上述分析可知，
（1）D为氧气、I为氢气，D与I能形成原子个数比为1：1的共价化合物为H2O2；
综上所述，本题正确答案为：H2O2；
（2）用碳棒作阳极，Fe作阴极，电解1L1mol L-1的KCl水溶液，氯离子在阳极放电，生成氯气，水在阴极放电，生成氢气与氢氧根，反应的化学方程式2KCl+2H2O2KOH+Cl2↑+H2↑；
综上所述，本题正确答案为：2KCl+2H2O2KOH+Cl2↑+H2↑；
（3）化合物K中含有组成单质L的元素，化合物中Fe元素的质量分数为70%，则氧元素的质量分数为30%，所以化学式中铁原子与氧原子个数之比为70%/56:30%/16=2：3，所以化合物K为Fe2O3，铝与氧化铁反应生成氧化铝与铁，反应的化学方程式是 Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；把氧化铁和铝粉混合后，在混合物上加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃，反应即可发生；
综上所述，本题正确答案为：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；在混合物上加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃；
（4）A为氧化铝，F为氢氧化钾；J为偏铝酸钾，氧化铝与氢氧化钾反应生成偏铝酸钾与水，离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；
综上所述，本题正确答案为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。
23． 恒压分液漏斗 平衡气压或辅助排除装置B中的空气 取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无血红色出现，再滴加H2O2溶液变为血红色，则证明存在Fe2＋ 白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 正极 2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ 45
【分析】本实验制备氢氧化亚铁，方法一：因为氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此先用装置A产生的H2排除装置B中的空气，然后关闭K3，打开K2，将A中FeSO4压入装置B中，发生Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，观察现象；方法二：利用电解原理产生氢氧化亚铁，根据电解原理，铁单质应作阳极，阳极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，阴极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，总电极反应式为Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑，据此分析解答。
解析：方法一：(1)根据仪器a的特点，仪器a为恒压分液漏斗；该实验制备氢氧化亚铁，氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开K1、K3、K4，关闭K2和K5，装置A中产生H2，排除装置B中的氧气，让空气沿导管排除，因此长导管作用之一是辅助排除装置B中的空气，同时长导管作用之二是平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险；故答案为恒压分液漏斗；平衡气压或辅助排除装置B中的空气；
(2)过氧化氢为共价化合物，其结构式为H－O－O－H，因此H2O2的电子式为 ；故答案为；
(3)装置A中发生Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，金属离子为Fe2＋，检验Fe2＋操作方法是取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无血红色出现，再滴加H2O2溶液变为血红色，则证明存在Fe2＋；或者取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，加入铁氰化钾溶液，溶液出现蓝色沉淀，说明Fe2＋存在；故答案为：取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无血红色出现，再滴加H2O2溶液变为血红色，则证明存在Fe2＋；
(4)装置C中H2O2在MnO2催化剂下分解成H2O和O2，打开K5，关闭K1、K2，氧气进入B装置，发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，观察到白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色；故答案为白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；
方法二：(1)根据电解原理，活动性金属作阳极，活动性金属先失电子，即铁作阳极，与电源的正极相连；故答案为：正；
(2)阴极上得电子，化合价降低，根据阳离子放电顺序水电离出H＋先放电，即电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；故答案为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；
(3)根据转移电子守恒，建立关系式为H2～2e－～Fe2＋～Fe(OH)2，因此m[Fe(OH)2]=45g；故答案为：45g