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

第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题（共12题）
1．科研人员发现利用低温固体质子导体作电解质，催化合成NH3，与传统的热催化合成氨相比，催化效率较高。其合成原理如图甲所示，电源电压改变与生成NH3速率的关系如图乙所示。下列说法正确的是
A．Pt-C是该合成氨装置的阴极
B．Pt-C3N4电极上发生的反应为
C．当电压高于1.2V时，混合气体中N2和NH3的体积分数之和小于100%
D．若H2的进出口流量差为22.4 L/min，则固体质子导体中H+的流速为2 mol/min
2．复旦大学科研人员采用金属碳酸盐和独特的固-固转换反应，设计出@石墨烯(ZZG)电极的概念电池，表现出91.3%的高锌利用率，且寿命长达2000次，其充电时的工作原理如图所示：

下列说法正确的是
A．放电时的电极电势：ZZG电极>镍基电极
B．充电时阴极附近电解液中增大
C．放电时移向镍基电极
D．放电时当外电路中有2mol电子转移时，ZZG电极就会析出1mol固体
3．钢铁是用量最大的合金，防止钢铁的腐蚀有利用于节约资源。下列防止钢铁腐蚀的方法不正确的是
A．轮船表面焊接锌块
B．家用铁锅用完及时将水擦干
C．铁质栏杆外面涂刷一层油漆
D．水里的铁闸与直流电源的正极相连
4．某新型甲醚( CH3OCH3)燃料电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．H+由b电极向a电极迁移，b极周围的pH变大
B．多孔碳a能增大气固接触面积，该电极为电池负极
C．甲醚直接燃烧的能量效率比燃料电池高
D．电极b上发生的反应为
5．下列有关金属腐蚀与保护的说法正确的是
A．镀锡铁皮的镀层破损后，比不镀锡的铁皮更加容易腐蚀
B．相同条件下，轮船在海水中比在淡水中腐蚀慢
C．水库里钢闸门与电源负极相连的方法称为牺牲阳极的阴极保护法
D．钢铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀，负极反应为Fe—3e—=Fe3+
6．目前发展势头强劲的绿色环保储能电池——钒电池的工作原理如下图所示，放电时电子由B极沿导线向A极移动，电解质溶液含硫酸，下列说法正确的是
A．基态原子钒的价层电子排布式为
B．放电时H+由B极经离子交换膜向A极移动
C．充电时电池被氧化为
D．充电时A极反应为
7．光电池在光照条件下可产生电压，如图所示装置可实现光能的充分利用。双极膜复合层间的H2O能解离为H+和OH－，且双极膜能实现H+和OH－的定向通过。下列说法的不合理的是
A．该装置工作时涉及光能、化学能及电能的转化
B．光照过程中阳极区溶液中的n(OH－)基本不变
C．再生池中的反应为2V2++2H+2V3++H2↑
D．阳极生成1molO2时，理论上双极膜共解离出离子数4NA个
8．下列说法错误的是
A．反应CaC2(s) + N2(g) = CaCN2(s) + C(s) 的H＜0
B．海上石油钢铁钻井平台可用外加电流的阴极保护法以防腐
C．H2O2催化分解每产生1molO2，转移电子的数目为2×6.02×1023
D．25℃时，加水稀释0.1mol·L－1NH4Cl，溶液中不断增大
9．下列叙述中不正确的是
A．用石墨作电极电解CuSO4溶液，通电一段时间后，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的CuO
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-
D．电解池中的阳极和原电池中的负极上都发生还原反应
10．碱性锌锰电池的总反应为：。下列关于该电池的说法中正确的是
A．Zn为负极，MnO2为正极
B．工作时KOH没有发挥作用
C．工作时电子由MnO2经外电路流向Zn
D．Zn发生还原反应，MnO2发生氧化反应
11．化学是一门以实验为基础的科学，下列有关实验操作不正确的是
A B C D
测定中和热 探究温度对化学平衡的影响 用盐酸滴定氢氧化钠溶液 组装铜锌原电池
A．A B．B C．C D．D
12．利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨气，其简易装置如图所示。下列有关说法正确的是
A．a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜
B．混合气体为氨气和氢气
C．惰性电极A连接电源的负极
D．每生成转移
二、填空题（共9题）
13．如图为原电池装置示意图。请回答下列问题：
(1)将铜片和锌片用导线相连，插入稀硫酸中，则
正极反应为： ；负极反应为： ；
(2)若A为Pb，B为PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，工作时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O。写出B电极反应式： ；该电池在工作时，A电极的质量将 (填“增加”“减小”或“不变”)；若该电池反应消耗了0.1molH2SO4，则转移电子的数目为 NA。
(3)若A、B均为铂片，电解质溶液为30%的KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，写出A电极反应式： ；该电池在工作一段时间后，溶液的碱性将 (填“增强”“减弱”或“不变”)。
(4)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成，其中负极反应式为：CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，则正极的电极反应式为： 。
14．已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减少11.2g。请回答下列问题:
(1)A是铅蓄电池的 极,铅蓄电池正极反应式为 ,放电过程中电解液的密度 　(填“减小”“增大”或“不变”)。
(2)Ag电极的电极反应式是 ,该电极的电极产物共 g。
(3)Cu电极的电极反应式是 ，CuSO4溶液的浓度 (填“减小”“增大”或“不变”)。
15．Ⅰ.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(g)+2B(g)3C(g)+xD(g)，开始时A为4mol，B为6mol；5min末时测得C的物质的量为3mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol/(L·min)。计算
(1)5min末A的物质的量浓度为 mol/L。
(2)前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为 mol/(L·min)。
(3)化学方程式中x值为 。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)=5mol/(L·min)；②v(B)=6mol/(L·min)；③v(C)=4.5mol/(L·min)；④v(D)=8mol/(L·min)。
其中反应速率最快的是 (填编号)。
II.将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸一段时间，回答下列问题：
(5)下列说法正确的是 (填字母代号)。
A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D．两烧杯中溶液的酸性均减弱
(6)在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲 乙(填“>”、“<”或“=”)。原因是 。
16．可逆的氧化还原反应也可设计成原电池，改变物质的浓度，电极反应式会发生变化。如
类型 原理图及信息 电极反应式
利用可逆氧化还原反应设计的原电池 总反应： ①反应开始时，负极为 (填“甲”或“乙”)中的石墨，电极反应式为 。 ②当达到化学平衡状态时，向甲中加入固体，此时负极为 (填“甲”或“乙”)中的石墨，电极反应式为
17．某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。按照实验步骤依次回答下列问题：
（1）铜为 极，导线中电子流向为 (用a、b表示)。
（2）若装置中铜电极的质量增加3.2g，则导线中转移的电子数目为 ；(用若NA表示阿伏加 德罗常数，“NA”表示)
（3）装置的盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K＋、Cl－的移动方向的表述正确的是 。
A．盐桥中的K＋向右侧烧杯移动、Cl－向左侧烧杯移动
B．盐桥中的K＋向左侧烧杯移动、Cl－向右侧烧杯移动
C．盐桥中的K＋、Cl－几乎都不移动
（4）若将反应2Fe3+ +Cu=2Fe2+ +Cu2+设计成原电池，其正极反应是 。
（5）设计一个电化学装置，实现这个反应：Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑，请在下面方框内画出这个电化学装置图。
18．阅读下列科普短文并回答下列问题：
燃料电池是一种化学电池，具有能量转化率高、对环境友好等优点。例如氢氧燃料电池在工作时，从负极连续通入，从正极连续通入，二者在电池内部(含或等物质的溶液)发生反应生成，同时产生电能。除外，、等也可以作为燃料电池的燃料，发生反应生成和。目前已研制成功—燃料电池，它可以代替汽油为汽车提供动力，反应原理是。
(1)在上述短文标有序号的物质中，属于单质的是 (填序号，下同)；属于有机物的是 ；属于电解质的是 ；溶于水能导电的物质是 。
(2)写出物质③的电离方程式： 。
(3)燃料电池所使用的氢燃料可以来自于水的电解，该反应的化学方程式为 。若电解18kg水，可分解得到 L(标准状况下)。
(4)反应中，得电子的物质是 。在反应中，每转移1mol电子，消耗Al mol。
19．电化学方法是化工生产中常用的一种方法。利用该装置可以得到不同的产物：
Ⅰ．氯碱工业中，用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制备氯气。
(1)b电极的电极反应式：
(2)该电解池的总方程式：
(3)若有产生0.4mol电子，产生气体的总体积是 (标准状况下)
Ⅱ．二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2工艺。
(4)a电极附近pH (填“增大”“减小”或“不变”)。电极反应式为 。
(5)b电极作电解池的 极，电极反应式为 。
(6)该工艺应使用 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
20．从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－五种离子中选择并恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：
(1)以石墨为电极，使电解质质量减少，水质量不变，进行电解，则可采用的电解质是 。
(2)以石墨为电极，使电解质质量不变，水质量减少，进行电解，则可采用的电解质是 。
(3)以石墨为阳极，铁棒为阴极，使电解质和水的质量都减少，进行电解，则电解质是 。
(4)以石墨为电极进行电解，若阴极析出金属，阳极放出O2时，电解质的化学式可能是 。
(5)以石墨为电极进行电解，两极分别放出气体，且体积比为1∶1时，电解质的化学式可能是 。
21．烟气中的主要污染物为SO2、NOx，随意排放会导致酸雨等，汽车尾气的氮氧化物是大气污染物的主要来源，研究汽车尾气处理是环境保护的重要课题。试回答下列问题：
(1)有关汽车尾气的生成
已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.50kJ mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-144.14kJ mol-1
③2N2O(g) 2N2(g)+O2(g) ΔH3=-244.10kJ mol-1
则N2(g)+2NO(g)=2N2O(g) ΔH= 。
(2)NOx的排放主要来自于汽车尾气，可采用NSR(NOx储存还原)进行处理，NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图所示。

NOx储存转化为Ba(NO3)2过程中，参加反应的NO和O2的物质的量之比为 。
(3)NaOH溶液可用于吸收工业尾气(含NO、NO2)，获得副产品NaNO2.等物质的量的NO与NO2被NaOH溶液吸收，反应的离子方程式为 。
(4)用NH3消除汽车尾气
I.研究发现NH3脱硝的过程如图所示。写出脱硝过程的总反应化学方程式 。

II.新型催化剂b在含有少量O2条件下，能催化NH3和NOx，反应生成N2，且高温下活性很强。在盛有催化剂b的管式反应容器[图甲]中按一定比例匀速通入NH3、NOx、O2发生反应。NOx的除去率随反应温度变化曲线如图乙所示。

①在50℃之前，NOx的除去率随温度升高而缓慢上升的原因是 。
②当温度高于300℃时，NOx除去率迅速下降的原因是 。
(5)烟气中的NO、SO2可通过电解法除去并获得氨水和硫酸，其原理如图所示。

该电解池阴极的电极反应式为 ，离子交换膜a是 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．Pt-C极发生氧化反应，H2-2e-=2H+，故为阳极，A错误；
B．Pt-C3N4为阴极，发生还原反应，N2+6H++6e-=2NH3，B错误；
C．当电压高于1.2V时，氨气反应速率变慢，原因是H+ +2e-= H2，混合气体中有N2、NH3和H2，混合气体中N2和NH3的体积分数之和小于100%，故C正确；
D．若H2的进出口流量差为22.4 L/min，未知是否为标况，氢气的物质的量不一定为1mol，故质子导体中H+的流速不一定为2 mol/min，D错误；
故答案为：C。
2．B
【分析】该装置有外接电源，属于电解装置，根据电解原理进行分析，镍基电极为阳极，另外一极为阴极，据此分析；
【详解】A．由充电时电极连接方式可知ZZG电极在放电时是负极，负极的电势低于正极，故A错误；
B．放电时负极电极反应式为5Zn+2CO+6OH--10e-=2ZnCO3·3Zn(OH)2，充电时阴极反应式为2ZnCO3·3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2CO+6OH-，n(OH-)增大，故B正确；
C．放电时，阴离子移向负极，故C错误；
D．放电时，ZZG电极的电极反应式为5Zn+2CO+6OH--10e-=2ZnCO3·3Zn(OH)2，当电路中有2mol电子转移时，ZZG电极会产生0.2mol[2ZnCO3·3Zn(OH)2]，故D错误；
答案为B。
3．D
【详解】A． 轮船表面焊接锌块，锌-铁-海水构成原电池，锌活泼作负极、铁作正极，采用牺牲阳极的阴极保护法，A正确；
B． 家用铁锅用完及时将水擦干，缺少电解质溶液，可防止发生吸氧腐蚀，B正确；
C． 铁质栏杆外面涂刷一层油漆，隔绝空气和水分，可防止铁腐蚀，C正确；
D． 水里的铁闸与直流电源的正极相连，铁作电解池中的阳极、被腐蚀，D不正确；
答案选D。
4．D
【分析】新型甲醚(CH3OCH3)燃料电池中，通入甲醚的电极为负极，即b电极为负极，电极反应式为CH3OCH3+3H2O-12e-═2CO2+12H+，通入O2的电极为正极，即a电极为正极，电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，结合原电池原理分析解答。
【详解】A．该原电池中，a电极为正极、b电极为负极，H+由b电极向a电极迁移，负极的电极反应式为CH3OCH3+3H2O-12e-═2CO2+12H+，b极周围的pH变小，故A错误；
B．多孔碳a能增大气固接触面积，提高工作效率，但a电极为该原电池的正极，故B错误；
C．甲醚直接燃烧的能量损耗大，利用率大约30%，燃料电池可将80%以上的能量转化为电能，能耗小，所以甲醚直接燃烧的能量效率比燃料电池低，故C错误；
D．负极上甲醚(CH3OCH3)失去电子生成CO2，电极反应式为C2H6O-12e-+3H2O═2CO2+12H+，故D正确；
故选D。
5．A
【详解】A．镀锡铁皮的镀层破损后，锡、铁和水膜构成原电池，活泼性强的铁做原电池的负极，锡作正极，所以铁皮更加容易腐蚀，故A正确；
B．相同条件下，轮船在海水中更易发生电化学腐蚀，比在淡水中腐蚀快，故B错误；
C．水库里钢闸门与直流电源的负极相连的方法称为外加直流电源的阴极保护法，故C错误；
D．钢铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀，铁为原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，故D错误；
故选A。
6．B
【分析】放电时电子由B极沿导线移向A极，则放电时B极为原电池的负极，该极发生氧化反应为V2+-e-=V3+；放电时，A为正极，该极发生还原反应为。
【详解】A．V为23号元素，其电子排布为[Ar]3d34s2，其价电子排布式为3d34s2，A项错误；
B．原电池（放电时）中，离子的移动方向：带正电的离子移向正极，带负电的离子移向负极，所以H+移向A极，B正确；
C．放电时为V2+-e-=V3+，充电为其逆过程为V3+被还原为V2+，C项错误；
D．放电时A极反应为，充电时为其逆过程为，D项错误；
故选B。
7．D
【详解】A．在光照条件下光电池将光能转化为电能，电解池中电能又转化为化学能，因此该装置工作时涉及光能、化学能及电能的转化，故A正确；
B．光照过程中，阳极反应消耗氢氧根，双极性膜可将水解离为氢离子和氢氧根，氢氧根移向阳极发生放电，则阳极区溶液中的n(OH－)基本不变，故B正确；
C．根据图中信息得到再生池中的反应为2V2++2H+2V3++H2↑，故C正确；
D．阳极生成1mol O2时，则转移4mol电子和消耗4mol OH－，由于阳极区溶液中的n(OH－)基本不变，理论上双极膜共解离出4mol OH－和4mol H+即离子数8NA个，故D错误。
综上所述，答案为D。
8．D
【详解】A．根据该反应方程式，该反应为熵减，即△S<0，根据复合判据，该反应能够发生，即△G<0，推出△H<0，故A说法正确；
B．外加电流的阴极保护法，根据电解原理，钢铁被保护，可以防止腐蚀，故B说法正确；
C．H2O2中O为－1价，H2O2分解生成1molO2，转移电子物质的量为1mol×2=2mol，故C说法正确；
D．Kb、Kw只受温度的影响，加水稀释NH4Cl，温度不变，则该比值保持不变，故D说法错误；
故选D。
9．D
【详解】A．依据2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的CuO，A正确；
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，比铁活泼，优先失去电子，可以防船体被腐蚀，为牺牲阳极的阴极保护法，B正确；
C．钢铁吸氧腐蚀的正极O2得到电子发生还原反应生成OH-，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，C正确；
D．电解池的阳极和原电池的负极均失去电子，都发生氧化反应，D错误；
答案选D。
10．A
【详解】A．反应中锌失去电子化合价升高，做负极，锰元素化合价降低，为正极，A项正确；
B．氢氧化钾是电解质，起导电作用，B项错误；
C．工作时电子从锌流向二氧化锰，C项错误；
D．锌发生氧化反应，二氧化锰发生还原反应，D项错误；
故选A。
11．C
【详解】A．测定中和热时，使用温度计测量反应溶液的温度，使用环形玻璃搅拌棒搅拌，且有隔热保温，A正确；
B．二氧化氮为红棕色气体，改变反应体系的温度，通过气体的颜色验证温度对化学平衡的影响，B正确；
C．盐酸应该放置于酸式滴定管，图中为碱式滴定管，C错误；
D．组装铜锌原电池时，锌极的电解液为硫酸锌溶液，铜极的电解液为硫酸铜溶液，D正确；
答案为C。
12．B
【分析】电解池左侧生成和，故左侧为电解池的阳极室，右侧为电解池的阴极室。
【详解】A．电解池左侧生成和，故左侧为电解池的阳极室，a为阴离子交换膜，A项错误；
B．右侧为电解池的阴极室，发生的反应为，，B项正确；
C．惰性电极A应连接电源的正极，C项错误；
D．由B项中所列反应知。生成时，只转移，D项错误。
故选B。
13． 2H++2e-=H2↑ Zn-2e-=Zn2+ PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O 增加 0.1 H2+2OH--2e-=2H2O 减弱 O2+4e-+2H2O=4OH-
【详解】(1)将铜片和锌片用导线相连，插入稀硫酸中，构成原电池，其中锌的金属性强于铜，锌是负极，发生失去电子的氧化反应，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，铜是正极，溶液中的氢离子放电，正极反应为2H++2e-=H2↑；
(2)反应中二氧化铅得到电子，作正极，则B电极反应式为PbO2++4H++2e-=PbSO4+2H2O；铅是负极，失去电子转化为硫酸铅，则该电池在工作时，A电极的质量将增加；工作时的总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O，即消耗2mol硫酸，转移2mol电子，若该电池反应消耗了0.1molH2SO4，则转移电子的数目为0.1NA；
(3)通入氢气的A电极是负极，负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O；总反应是氢气和氧气反应生成水，因此该电池在工作一段时间后，溶剂水增加，氢氧化钾的浓度减小，则溶液的碱性将减弱。
(4)通入空气(氧气)的电极是正极，氧气得到电子，溶液显碱性，则正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
14． 负 PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O 减小 2H++2e-=H2↑ 0.4 Cu-2e-=Cu2+ 不变
【详解】（1）当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，阴极连接原电池负极，所以A是负极，B是正极，铜为阳极，锌极为阴极；铅蓄电池的正极上二氧化铅得电子发生还原反应，电极反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，依据电解方程式判断，放电过程中电解液消耗，所以密度减小；
（2）银电极作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑，生成氢气的物质的量是0.4mol÷2＝0.2mol，质量=0.2mol×2g/mol=0.4g；
（3）铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池，因此电解质溶液中硫酸铜浓度不变。
15． 1.5mol/L 0.2mol/(L min) 2 ① BD > 甲池锌铜可形成原电池，能加快Zn与硫酸的反应速率
【详解】（1）
由三段式可得：5min末，故答案为：1.5mol/L；
（2），故答案为：0.2mol/(L min)；
（3）根据同一反应中、同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比，
所以即x=2，故答案为：2；
（4）把所有速率都换算成A的反应速率：
①；
②由知，；
③由知，；
④由知，。
故选①。
(5)A.甲形成原电池、乙不具备形成原电池的条件，故A错误；
B.乙中没有形成原电池，铜片不与硫酸反应，铜片没有明显变化，故B正确；
C.甲中铜片做正极，氢离子在铜片上放电转化为氢气，铜片的质量不变，故C错误；
D.两烧杯中溶液中硫酸均消耗，酸的浓度降低，酸性均减弱，故D正确；
故答案为：BD；
(6)甲中形成原电池，可以加快化学反应速率，故答案为：>；甲池锌铜可形成原电池，能加快Zn与硫酸的反应速率
16． 乙 甲
【详解】失去电子，则乙中石墨电极是负极，发生氧化反应，电极反应式为。甲中石墨电极上发生还原反应，电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+。当达到化学平衡状态时，灵敏电流计读数为0，此时向甲中加入固体，平衡向逆反应方向移动，则甲中的石墨电极作负极，电极反应式为。
17． 正 a→b 0.1NA A Fe3+ +e— ＝Fe2+
【详解】（1）锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极；原电池中，电子由负极流向正极，故电子的流向为a→b；
（2）3.2g铜物质的量为0.05mol，由电极反应式Cu2++2e-=Cu可知，生成1mol铜，转移2mol电子，故生成0.05mol铜，导线中转移0.1mol电子，电子数目为0.1NA；
（3）左侧烧杯中锌失电子变成锌离子，使得锌电极附近带正电荷，吸引阴离子向左侧烧杯移动，右侧烧杯中铜离子得到电子变成铜，使得铜电极附近带负电荷，吸引阳离子向右侧烧杯移动，故盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动；
故答案为A；
（4）根据方程式2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+可知氧化剂是铁离子，还原剂是铜，所以如果设计成原电池，负极应该是铜，正极是石墨或金属性弱于铜的金属，铁离子在正极放电，则正极反应为Fe3+ +e-＝Fe2+；
（5）Cu+H2SO4（稀）=CuSO4+H2↑不能自发发生，应设计为电解池，Cu失去电子，为阳极，阴极材料任意，而电解质为硫酸，若阴极为C棒，则电解装置为 。
【点睛】本题主要是考查原电池原理的应用、判断以及电极反应式的书写。掌握原电池原理是解答的关键，难点是正负极判断和电极反应式的书写。原电池中负极上失电子，正极上得电子，阴离子一般向负极移动，阳离子向正极移动，电极反应式书写，先写化合价变化的物质以及得失电子数，然后根据所给条件配平其他，也可以用总电极反应式减去简单的电极反应式，但要注意还原剂不出现在正极上，氧化剂不出现在负极上，尤其要注意电解质溶液的性质以及是否是熔融态。
18． ①②⑨ ⑥⑦ ③④⑤ ③④⑧
【分析】(1)电解质和非电解质均属于纯净物，化合物；单质和混合物既不属于电解质，也不属于非电解质；
(2)硫酸是强酸，完全电离；
(3)电解水可以生成氢气和氧气，根方程式进行有关计算；
(4)根据所给反应知，铝是还原剂，氧气是氧化剂，根据方程式进行计算。
【详解】(1)根据题中提供的物质进行分析：氢气、氧气、铝是单质，甲烷、乙醇是有机物，硫酸、氢氧化钾、水是电解质，溶于水能导电的物质有硫酸、氢氧化钾、二氧化碳；
故答案为： ①②⑨ ⑥⑦ ③④⑤ ③④⑧
(2)硫酸的电离方程式： 故答案为
(3)电解水的化学方程式为， 1molH2O分解可生成1molH2, 若电解18kg水，水的物质的量为1000mol,得到(标准状况下)。故答案为
(4)反应中，氧气为氧化剂，铝为还原剂，得电子的物质是O2,在反应中，每转移1mol电子，消耗Almol.故答案为O2,
19．(1)
(2)
(3)4.48L
(4) 增大
(5) 阳
(6)阳
【详解】（1）右边加入氯化钠饱和溶液，则b电极是氯离子失去电子，其电极反应式：；故答案为：。
（2）该电解池的总方程式：；故答案为：。
（3）根据，转移2mol电子得到2mol气体，若有产生0.4mol电子，产生气体物质的量为0.2mol，其总体积是4.48L(标准状况下)；故答案为：4.48L。
（4）电解饱和食盐水制取ClO2工艺，b极氯离子失去电子，a电极是得到电子，即a电极为水中氢离子得到电子，剩余氢氧根，因此附近pH增大。电极反应式为；故答案为：增大；。
（5）b极氯离子失去电子变为ClO2，则b电极作电解池的阳极，电极反应式为；故答案为：阳；。
（6）右边阳离子电荷多即该工艺中阳离子向左边移动，说明是应使用阳离子交换膜；故答案为：阳。
20．(1)HCl、CuCl2
(2)H2SO4、Na2SO4、NaHSO4
(3)CuSO4、NaCl
(4)CuSO4
(5)HCl、NaCl
【分析】(1)
石墨是惰性电极，惰性电极电解CuCl2溶液或者HCl溶液时，电解质质量减小，水量不变；
(2)
惰性电极电解Na2SO4溶液、H2SO4溶液或NaHSO4溶液时，氢离子、氢氧根离子放电，则电解质质量不变，水量减少；
(3)
石墨棒为阳极，铁棒为阴极，电解CuSO4、NaCI溶液时，则铜离子、氢氧根离子、氯离子、氢离子放电，所以电解质和水量都减少；
(4)
以石墨为电极进行电解，惰性电极电解CuSO4溶液，则阴极铜离子放电析出铜，阳极水中氢氧根离子放电生成O2；
(5)
以石墨为电极进行电解，惰性电极电解HCl溶液或者NaCl溶液，阴极是氢离子放电产生氢气，阳极是氯离子放电产生氯气，两极分别放出气体，且体积比为1:1。
21．(1)63.6kJ mol-1
(2)4：3
(3)NO+NO2+2OH-=2+H2O
(4) 4NH3+4NO+O24N2+6H2O 催化剂的活性较小，温度升高速率增加缓慢 O2与NH3反应生成NOx
(5) NO+5e-+5H2O+5=6NH3 H2O 阳
【详解】（1）由盖斯定律，反应①+③可得2N2O(g) = N2(g)+2NO(g) ΔH=180.50-244.10= -63.6kJ mol-1，则N2(g)+2NO(g)=2N2O(g) ΔH= 63.6kJ mol-1；
（2）NOx储存转化为Ba(NO3)2过程中，根据转化图分析，NO和O2反应转化为NO2，NO2和BaO反应转化为Ba(NO3)2，取1molNO，转化为NO2需消耗O2的物质的量为0.5mol,生成1molNO2，NO2转化为，则需要消耗O2的物质的量为0.25mol,整个转化过程中，消耗NO和O2的物质的量之比为1：0.75=4：3；
（3）等物质的量NO与NO2被NaOH溶液吸收，发生归中反应，生成NaNO2，反应的离子方程式为：NO+NO2+2OH-=2+H2O；
（4）题目所给的示意图，可以得出NH3、NO、O2参加反应生成N2和H2O，故脱硝过程的总反应为4NH3+4NO+O24N2+6H2O；
①已知新型催化剂b在高温下活性很强，随温度的升高，催化剂b活性增强，但由于温度仍然较低，活性提高程度不大，反应速率加快但不明显，故50℃之前NOx的除去率缓慢增大；
②已知新型催化剂b在高温下活性很强，当温度高于300℃时NOx的除去率迅速下降与催化剂活性无关，所通气体为NOx、NH3和O2的混合物，当温度高于300℃时，NH3与O2可能发生副反应：，氨的浓度减小，导致NOx除去率迅速下降，答案为O2与NH3反应生成NOx；
（5）NO、SO2可通过电解法分别生成氨水和硫酸，氮元素化合价降低，硫元素化合价升高，该电解池阴极的电极反应式为NO+5e-+5H2O+5=6NH3 H2O，透过离子交换膜a与硫酸根离子结合生成硫酸铵，则a为阳离子交换膜。
答案第1页，共2页
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