第四章 化学反应与电能 课时练习（含解析） 2023-2024学年高二上学期人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 课时练习
一、单选题
1．对下列实验操作和现象的解释正确的是（　　）
A．操作：在密闭容器中高温加热CuO至1000℃；现象：黑色固体变成红色固体；解释：CuO受热分解得到单质Cu
B．操作：将SO2通入品红溶液中；现象：溶液褪色；解释：SO2具有漂白性
C．操作：将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池；现象：Al电极溶解；解释：Al比Mg金属活动性强
D．操作：向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液；现象：有白色沉淀生成；解释：该溶液中一定含有SO42-
2．关于化工生产，下列说法错误的是（　　）
A．工业常用电解饱和食盐水的方法来制取氯气
B．硫酸工业在常压下用SO2与O2反应制取SO3
C．联合制碱法、氨碱法所需的CO2都来自石灰石的分解
D．通常以海带、紫菜等为原料提取碘
3．铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（　　）
A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极
4．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：
pH 2 4 6 6.5 8 13.5 14
腐蚀快慢 较快 慢 较快
主要产物 Fe2+ Fe3O4 Fe2O3 FeO
下列说法错误的是（　　）
A．在pH<4的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为Fe-2e-=Fe2+
B．在pH>6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀
C．在pH>14的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O2+4OH-+4e-=2H2O
D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢
5．下图1所示的原电池中，随着放电的进行，下列选项(作纵坐标)中满足图2中曲线关系的是（　　）
A．正极质量 B．负极质量
C．溶液质量 D．转移的电子数
6．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置．通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液．下列实验现象中错误的是（　　）
A．电子的流向：负极→a电极→b电极→正极
B．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
C．逸出气体的体积，a电极的大于b电极的
D．Na+向a极移动
7．下列关于充电电池的叙述，错误的是（　　）
A．充电电池的化学反应原理是氧化还原反应
B．充电电池可以无限制地反复放电、充电
C．充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
D．较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电池，并妥善存放
8．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．氢氧燃料电池在酸性介质中的正极反应式：O2+4H++4e﹣═2H2O
B．用铁棒作阳极、碳棒作阴极电解饱和氯化钠溶液的离子方程式为：2Cl﹣+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH﹣
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu一2e﹣=Cu2+
D．反应HCl（aq）+NaOH（aq）═NaCl（aq）+H2O（l）△H＜0，在理论上能用于设计原电池
9．下列事实与电化学原理无关的是（　　）
A．金属钠与氧气反应生成过氧化钠
B．铁制器件在潮湿空气中生锈
C．镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀
D．远洋海轮的外壳连接锌块可保护轮般不受腐蚀
10．金属燃料电池是一类重要的电池，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．向上述装置中注入海水就可使LED灯发光
B．若有反应，流经电解质的电子为
C．该燃料电池电流从金属电极流向空气电极
D．金属电极得电子发生还原反应
11．如图为某原电池的结构示意图。下列说法正确的是（　　）
A．锌片为负极，锌片发生还原反应
B．电子的流动方向：锌→导线→铜→稀硫酸→锌
C．在铜电极上氢离子失去电子放出氢气
D．若有锌被溶解，电路中就有电子通过
12．根据反应：M+H2SO4=MSO4+H2↑，可设计成如图所示的原电池，则电极材料M可选用（　　）
A．Zn B．Cu C．Ag D．石墨
13．比亚迪纯电动汽车采用一种具有高效率输出、可快速充电、对环境无污染等优点新型电池，其工作原理如图。M电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料，聚合物交换膜只允许Li+通过，而e-不能通过。电池反应式为LixC6+Li1-xFePO4 LiFePO4+6C。下列说法错误的是（　　）
A．放电时，N极是正极，电极反应式为Li(1-x)FePO4+xLi++xe-=LiFePO4
B．充电时，Li+通过聚合物交换膜向M极迁移
C．用该电池电解精炼铜，阴极质量增重19.2g时，通过聚合物交换膜的Li+数目为0.6NA
D．充电时电路中通过0.5mol e-，消耗36gC
14．根据反应：，设计如图所示原电池，下列说法正确的是（　　）
A．该装置可以实现电能转化为化学能
B．可以是银或石墨
C．是硫酸铜溶液
D．溶液中阳离子向铜移动
15．可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(　　)
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e－=Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
16．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2=2AgCl。 下列说法正确的是（　　）
A．正极反应为AgCl＋e－=Ag＋Cl－
B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变
D．当电路中转移0.02 mol e－ 时，交换膜左侧溶液中约减少0.04 mol离子
二、综合题
17．氢气是非常重要的化学能源，利用氢气可以实现化学能向热能、电能的直接转化。
（1）已知断开、、需要的能量依次是、、，则在中完全燃烧生成放出的热量为　 　kJ。能正确表示反应中能量变化的是图　 　(填“甲”或“乙”)。
（2）和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如下图：
①电极d是　 　(填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为　 　。
②若电路中转移电子，则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为　 　L。
（3）某温度下，向容积固定的密闭容器中充入和，在催化剂作用下发生反应。已知反应进行到时，的物质的量不再发生变化，此时测得的物质的量为。
①反应进行到时，用浓度变化表示的平均反应速率为　 　，此时的物质的量为　 　。
②不能判断该反应达到平衡状态的是　 　(填字母)。
A． B．容器内气体压强不再变化
C．容器内气体密度不再变化 D．和的物质的量浓度之比为
18．在由铜片、锌片和200mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片中发生电化腐蚀，当铜片上共放出3.36L（标准状况）的气体时，H2SO4恰好用完，试计算：
（1）消耗锌的质量
（2）通过导线的电子的物质的量
（3）原硫酸的物质的量浓度．
19．电镀废水、废渣的处理和综合利用体现了绿色化学的思想。
（1）Ⅰ．含铬电镀废水的处理可采用以下方法：
电解法。往废水中加入适量氯化钠，以铁为电极进行电解，电解过程中，阳极的电极反应式为　 　。
（2）沉淀法。含铬废水中存在平衡：Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+．往废水中加入BaCl2，铬元素转化为铬酸钡（BaCrO4）沉淀，此过程中，还应加入NaOH，理由是　 　。
（3）Ⅱ．某工厂利用富含镍（Ni）的电镀废渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）制备NiSO4·6H2O．其生产流程如图所示
步骤①中加入H2SO4酸浸，Ni的浸取率随温度的升高如图所示，请你解释浸取率先上升后下降的原因：　 　。
（4）溶液C中溶质的主要成分是　 　 。
（5）步骤②所用的Na2S的浓溶液有臭鸡蛋气味，配制该溶液的方法是　 　。
（6）请写出步骤⑤主要反应的离子方程式：　 　。
20．钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题。
（1）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式是　 　。
（2）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________。
A． B．
C． D．
（3）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下：
①A电极对应的金属是　 　(写元素名称)，B电极的电极反应式是　 　。
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为　 　 mol。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因　 　。
21．下图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：
（1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于　 　腐蚀。
（2）若试管内液面上升，则原溶液呈　 　性，发生　 　腐蚀，正极反应式为　 　。
（3）若试管内液面下降，则原溶液呈　 　性，正极反应式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A.密闭容器中高温加热CuO至1000℃；现象：黑色固体变成红色固体，可能分解生成氧化亚铜红色固体或铜，故A不符合题意；
B.二氧化硫具有漂白性和品红结合为无色不稳定化合物，故B符合题意；
C.将Mg、Al与NaOH溶液组成原电池，Al电极溶解和氢氧化钠溶液反应，但不能用金属在碱中溶解判断金属活动性强弱；故C不符合题意；
D.向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，可能是生成硫酸钡白色沉淀或氯化银白色沉淀，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.氧化铜受热分解生成的氧化亚铜也是红色固体；
B.二氧化硫具有漂白性和品红结合为无色不稳定化合物；
C.原电池中负极与电解质溶液发生氧化还原反应，不能用金属在碱中溶解判断金属活动性强弱；
D.原溶液中含有银离子也会产生白色沉淀现象。
2．【答案】C
【解析】【解答】A．电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气，工业上常用电解饱和食盐水的方法来制取氯气，A不符合题意；
B．工业上用SO2与O2在催化剂常压下加热反应制得SO3，B不符合题意；
C．联合制碱法的一个优点就是排除了石灰石分解制备CO2这一工序，而是利用合成氨的原料气之一CO转化成CO2，C符合题意；
D．海带、紫菜等植物含有丰富的碘元素，因此通常以海带、紫菜等为原料提取碘，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、氯碱工业中，电解饱和食盐水可以制取氢氧化钠、氯气和氢气；
B、二氧化硫和氧气的反应是高温常压下制取三氧化硫；
C、联氨制碱法不需要用到石灰石分解二氧化碳；
D、海带、紫菜中含有丰富的碘元素。
3．【答案】B
【解析】【解答】锌比铜活泼，铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是负极，故B符合题意。
【分析】原电池中活泼金属易被氧化，做原电池的负极，据此解答即可。
4．【答案】C
【解析】【解答】A. 当pH＜4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，正极上电极反应式为：2H++2e-=H2↑，A不符合题意；
B. 当pH＞6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，B不符合题意；
C. 在pH＞14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2+2H2O+4e-=4OH-，C符合题意；
D. 将碱性溶液煮沸除去氧气后，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.原电池负极放出电子；
B.反应产物为铁的氧化物，为铁的吸氧腐蚀反应；
C.正极反应错误；
D.除氧使正极反应变慢，同时负极反应速率也降低。
5．【答案】A
【解析】【解答】该装置中铁做原电池的负极，铜为原电池的正极，铁溶解，质量减小，铜电极上是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，铜电极质量不变，溶液的质量增大，所以随着放电的进行保持不变的为正极的质量，
故答案为：A。
【分析】电化学装置，先判断电极名称。正负极的判断方法：1、活泼金属作负极，相对不活泼的金属作正极。2、负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应。3、溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。4、一般来说，质量减轻的负极，质量增重的为正极，或有气体产生的为正极。
6．【答案】A
【解析】【解答】解：A．电子不能通过溶液，故A错误；
B．a电极上氢离子放电，则a电极附近氢氧根离子浓度增大，溶液呈碱性，则变蓝色，b电极上氢氧根离子放电，导致b电极附近氢离子浓度增大，溶液呈酸性，则变红色，故B正确；
C．a电极上生成氢气，b电极上生成氧气，且二者的体积之比为2：1，故C正确；
D．电解时，阳离子向阴极a移动，故D正确；
故选A．
【分析】装置有外接电源是电解池，与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极，则b是阳极，a是阴极，电子从电源负极流出经导线流向阴极，在阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，电子沿导线流回电源正极，石蕊遇酸变红，遇碱变蓝，该装置实质是电解水，据此解答．
7．【答案】B
【解析】【解答】A．充放电的化学反应一定有电子转移，所以必须是氧化还原反应，A不符合题意；
B．放电充电电池属于二次电池，但是并不是可以无限次数地反复充电放电，充电电池的使用有一定年限，B符合题意；
C．充电时，阴极、阳极反应式是放电时负极、正极反应式的逆反应，所以充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行，C不符合题意；
D．如果电器较长时间不再使用，最好将电池取出并放置在低温、干燥的地方，否则即使用电器关掉，系统也会使电池有一个低电流输出，会缩短电池的使用寿命，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】充电电池是可以进行充电和放电的过程，但是不能无限制的进行充电和放电过程，有使用寿命。电池的充电放电是利用了氧化还原反应。
8．【答案】A
【解析】【解答】解：A．酸性燃料电池中，正极氧气得到电子与氢离子反应生成水，正极的电极反应为O2+4H++4e﹣═2H2O，故A正确；
B．用铁棒作阳极、碳棒作阴极电解饱和氯化钠溶液，活性电极铁参加反应，阳极反应为Fe﹣2e﹣=Fe2+，阴极反应为2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑，总反应为Fe+2H2O Fe（OH）2+H2，故B错误；
C．粗铜精炼时，阴极（和电源的负极相连）是纯铜，粗铜作阳极（和电源的正极相连），故C错误；
D．HCl与NaOH的中和反应属于复分解反应，不是氧化还原反应，不能用于设计原电池，故D错误；
故选A．
【分析】A．氢氧燃料电池中正极放电的一定是氧气，电解质溶液中的氢离子会参加反应；
B．阳极铁棒是活性电极会参加反应，溶液中的氯离子不会失电子；
C．粗铜精炼时，阴极是纯铜，粗铜作阳极；
D．自发进行的氧化还原反应能设计成原电池．
9．【答案】A
【解析】【解答】解：A、金属钠和氧气之间发生化学反应，和电化学无关，故A错误；
B、铁制器件在潮湿空气中因为形成原电池而生锈，和电化学有关，故B错误；
C、原电池的负极金属易被腐蚀，镀锌铁中金属铁是正极，被保护，镀锡铁中铁是负极，易被腐蚀，所以镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐，和电化学有关，故C错误；
D、远洋海轮的外壳连接锌块，形成的原电池中，金属锌是负极，铁是正极，正极金属铁被保护，海轮的外壳连接锌块可保护轮般不受腐蚀，和电化学有关，故D错误；
故选A．
【分析】A、金属钠和氧气之间发生化学反应；
B、铁制器件在潮湿空气中因为形成原电池而生锈；
C、原电池的负极金属易被腐蚀；
D、远洋海轮的外壳连接锌块，形成的原电池中，金属锌是负极，铁是正极，正极金属被保护．
10．【答案】A
【解析】【解答】A、海水中含有电解质溶液，存在可自由移动的离子，使得装置形成闭合回路，构成原电池，因此可使LED灯发光，A符合题意。
B、若有0.1molO2参与反应，则反应过程中氧元素由0价变为－2价，转移电子数为0.1mol×4×NA=0.4NA，但电子不会流经电解质溶液，B不符合题意。
C、原电池中，电流由正极流向负极，因此该燃料电池电流从空气电极流向金属电极，C不符合题意。
D、金属电极发生失电子的氧化反应，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】该金属燃料电池中，金属电极为负极，发生失电子的氧化反应，生成相应的离子；空气电极为正极，空气中的O2发生得电子的还原反应。
11．【答案】D
【解析】【解答】A.锌做负极，锌发生氧化反应，故A不符合题意；
B.电子的流向是负极到正极，不经过稀硫酸，故B不符合题意；
C.铜极做正极，氢离子得到电子变为氢气，故C不符合题意；
D.13g锌反应转移0.4mol电子，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】根据题意，锌做负极，失去电子发生氧化反应变为锌离子，铜做正极，氢离子得到电子发生还原反应变为氢气，结合选项即可判断。
12．【答案】A
【解析】【解答】反应M+H2SO4=MSO4+H2↑中M失去电子，被氧化，氢离子得到电子，被还原，若设计成原电池，则M是负极，硫酸作电解质溶液，比M不活泼的金属或能导电的非金属作正极。根据已知装置图可知Cu是正极，选项中只有Zn的金属性强于铜，所以负极M是Zn。
故答案为：A。
【分析】由反应M+H2SO4=MSO4+H2↑可知，M为负极，且能与硫酸反应产生H2，且活泼性要比铜强，在选项中符合条件的只有Mg。
13．【答案】D
【解析】【解答】A.反应方程式为：LixC6+Li1-xFePO4 LiFePO4+6C，所以LixC6转化为C，说明其表面是Li失去电子转化为Li+，进行迁移，所以其表面发生失电子的氧化反应，即LixC6为负极（M），所以Li1-xFePO4为正极（N），反应中Li1-xFePO4转化为LiFePO4，所以反应为：Li(1-x)FePO4+xLi++xe-=LiFePO4，选项A不符合题意。
B.充电是电解池，阳离子应该向阴极（负极）移动，所以选项B不符合题意。
C.电解精炼铜的时候，阴极增加的质量是Cu，所以增加的铜为19.2g（0.3mol），转移电子为0.6mol，因为锂离子带一个单位的正电荷，通过交换膜的锂离子一定为0.6mol，选项C不符合题意。
D.该电池的反应是锂单质和锂离子之间的转化，C只是作为金属锂的载体，反应前后没有变化，选项D符合题意。
故答案为：D
【分析】原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应
充电时，原负极变为阴极（得电子），正极变为阳极（失电子），阳离子流向阴极
D项C作为载体，本身不发生变化。
14．【答案】B
【解析】【解答】A．由题意可知该装置为原电池装置，故该装置可以实现化学能转化为电能，A不符合题意；
B．总反应为，Cu化合价升高，为原电池负极，则X为正极，X电极不参与电池反应，可以是没有Cu活泼的Ag或者石墨，B符合题意；
C．由总反应可知正极为银离子得电子，溶液应该含银离子，不能是硫酸铜溶液，C不符合题意；
D．Cu为负极，X电极为正极，原电池中阳离子向正极移动，因此阳离子向X电极移动，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据总反应可知，Cu失去电子发生氧化反应生成Cu2+，则铜为负极，正极为活泼性比铜差的金属银或者石墨，电解质溶液为含有银离子的溶液，原电池是将化学能转化为电能的装置，原电池中阳离子向正极移动。
15．【答案】A
【解析】【解答】B.以NaOH为电解液时，不应生成Al(OH)3沉淀，而应生成AlO2-。
C.电解液的pH应减小。
D.电子通过外电路从负极流向正极。
【分析】通过氧化还原反应而产生电流的装置称为原电池，也可以说是把化学能转变成电能的装置。有的原电池可以构成可逆电池，有的原电池则不属于可逆电池。原电池放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
16．【答案】D
【解析】【解答】根据电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知，Ag失电子作负极失电子，氯气在正极上得电子生成氯离子，
A.正极上氯气得电子生成氯离子，其电极反应为：Cl2+2e-═2Cl-，故A不符合题意；
B.放电时，交换膜左侧溶液中生成银离子，银离子与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以交换膜左侧溶液中有大量白色沉淀生成，故B不符合题意；
C.根据电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知，用NaCl溶液代替盐酸，电池的总反应不变，故C不符合题意；
D.放电时，当电路中转移0.01mole-时，交换膜左则会有0.01mol氢离子通过阳离子交换膜向正极移动，同时会有0.01molAg失去0.01mol电子生成银离子，银离子会与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以氯离子会减少0.01mol，则交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.正极上发生氯气的还原反应生成氯离子；
B.负极上银被氧化物构成的银离子与盐酸中的氯离子反应生成氯化银白色沉淀；
C.电解质溶液为氯化钠，总反应方程式不变。
17．【答案】（1）242；乙
（2）正极；H2-2e-=2H+；22.4
（3）0.16mol/(L min)；0.6mol；CD
【解析】【解答】（1）1mol氢气(g)与0.5mol氧气(g)中完全燃烧生成1mol水(g)，断开 、、需要的能量依次是、、，断开1mol氢气(g)与0.5mol氧气(g)需要的键能为436KJ+0.5x496KJ=684KJ，放出的键能为2x463KJ=926KJ.放出的能量为926KJ-684KJ=242KJ，氢气和氧气反应是放热反应，生成物的能量低于反应物的能量，因此图乙符合要求。
（2）氢气和氧气做燃料电池，氢气被氧化，因此氢气在负极，氧气被还原做正极，因此负极H2-2e=2H+，失去电子作为负极，电极c为正极，氧气得电子，O2+4e+4H+=2H2O，根据计算转移4mol电子可以消耗1mol氧气，体积22.4L。
①d极为正极，电极c为负极，为H2-2e=2H+
②根据电极c为正极，氧气得电子，O2+4e+4H+=2H2O，根据计算转移4mol电子可以消耗1mol氧气，体积22.4L。
（3）根据题意， 某温度下，向容积固定的密闭容器中充入和，在催化剂作用下发生反应。已知反应进行到时，的物质的量不再发生变化， 此反应得到平衡， 此时测得的物质的量为。 利用三段式计算
起始 1mol 3mol 0
变化 0.4mol 1.2mol 0.8mol
平衡 0.6mol 1.8mol 0.8mol
①进行到5min时，用氨气的浓度变化表述平均反应速率为0.8mol/5minx1L=0.16mol/(L.min)，此时氮气的物质的量为0.6mol
②化学反应达到平衡的条件是正逆反应速率相等，各组分的物质得量以及浓度不在变化即可
A. 表示的正逆反应速率相等，可以判断平衡，故A不符合题意；
B.该反应系数不相等，气体压强不在变化说明达到平衡，故B不符合题意；
C.根据ρ=m/V，质量不变，体积不变，密度始终不变，不能说明是否达到平衡，故C符合题意；
D.根据反应物投料比与化学计量系数之比始终相等，因此无论是否平衡物质的量浓度之比始终为1；3，故D符合题意；
【分析】（1）根据键能计算即可
（2）根据原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应结合转移电子数即可计算出氧气的量
（3）根据三段式结合平衡时的数据即可计算，利用平衡时浓度不变判断即可
18．【答案】（1）答：消耗锌的质量9.75g
（2）答：通过电子的物质的量为0.30mol
（3）答：原理硫酸的浓度为0.75 mol L﹣1
【解析】【解答】解：该原电池中，锌电极上电极反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+，铜电极上电极反应式为2H++2e﹣=H2↑，则电池反应式为Zn+2H+=H2↑+Zn2+，（1）设参加反应的Zn的质量为x，
Zn+2H+= H2↑+Zn2+
65g 22.4L
x 3.36L
65g：22.4L=x：3.36L
x= =9.75g
答：消耗锌的质量9.75g；（2）设转移电子的物质的量为y，
Zn+2H+= H2↑+Zn2+ 转移电子
22.4L 2mol
3.36L y
22.4L：2mol=3.36L：y
y= =0.30mol，
答：通过电子的物质的量为0.30mol； （3）根据氢原子守恒得H2SO4﹣﹣﹣﹣H2，则c（H2SO4）= =0.75 mol L﹣1，
答：原理硫酸的浓度为0.75 mol L﹣1．
【分析】该原电池中，锌电极上电极反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+，铜电极上电极反应式为2H++2e﹣=H2↑，则电池反应式为Zn+2H+=H2↑+Zn2+，（1）根据氢气和锌之间的关系式计算锌的质量；（2）根据氢气和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量；（3）根据氢原子守恒计算硫酸的浓度．
19．【答案】（1）Fe-2e-=Fe2+
（2）中和H+，促使上述平衡右移，产生BaCrO4沉淀
（3）温度升高，反应速率加快，浸取率上升；到一定程度后，升高温度，促进Ni2+水解，浸取率反而下降
（4）Na2SO4
（5）将Na2S固体溶于浓NaOH溶液中，加水稀释至所需的浓度
（6）Ni2++ CO32-=NiCO3↓
【解析】【解答】Ⅰ．（1）以铁为电极进行电解氯化钠溶液，阳极是铁失电子生成亚铁离子，阳极反应式为Fe-2e-=Fe2+；（2）加入NaOH可以中和H+，促使上述平衡右移，产生BaCrO4沉淀；Ⅱ．（3）温度升高，反应速率加快，浸取率上升；到一定程度后，升高温度，促进Ni2+水解，浸取率反而会下降；（4）根据流程图可知，溶液C中主要的阳离子是Na+、主要的阴离子是SO42-，所以主要成分是Na2SO4；（5）Na2S易水解，配制该溶液的方法是：将Na2S固体溶于浓NaOH溶液中，加水稀释至所需的浓度；（6）步骤⑤是硫酸镍与碳酸钠反应生成NiCO3沉淀和硫酸钠，反应离子方程式是Ni2++ CO32-=NiCO3↓。
【分析】Ⅰ．（1）以铁为电极进行电解氯化钠溶液，阳极是铁失电子生成亚铁离子；（2）加入NaOH中和氢离子，可以使Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+平衡正向移动；Ⅱ．（3）温度升高，反应速率加快；到一定程度后，升高温度，促进Ni2+水解；（4）根据流程图，溶液C中的阳离子是Na+、阴离子是SO42-；（5）Na2S的浓溶液有臭鸡蛋气味，说明Na2S易水解，配制该溶液时要抑制其水解；（6）步骤⑤是硫酸镍与碳酸钠反应生成NiCO3沉淀和硫酸钠。
20．【答案】（1）2FeCl3＋Fe=3FeCl2
（2）B；D
（3）铜；Cu2＋＋2e－=Cu；0.08；铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀
【解析】【解答】(1)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了三价铁离子，而后铁与三价铁离子会化合生成亚铁离子。
(2)为防止铁棒腐蚀一般采用牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
(3)为在铁表面镀铜需将铁作阴极、铜作阳极，当析出1 mol铜时两电极的质量差为64＋64＝128(g)，转移2 mol电子，当质量差为5.12 g时，电路中通过的电子为0.08 mol；镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，因为镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀。
【分析】（1）铁锈的主要成分是Fe2O3，与盐酸反应后生成FeCl3，FeCl3能与Fe反应生成FeCl2；
（2）可防止铁棒被腐蚀，则铁应做阴极或正极，据此结合选项所给装置分析；
（3）①铁件镀铜，则铁件做阴极，与电源的负极相连，铜做阳极，与电源的正极相连；
②二者的质量差为参与反应的铜的质量，据此结合电极反应式计算转移电子数；
③镀层破损后形成原电池，根据金属的活动性：Zn>Fe>Cu进行分析；
21．【答案】（1）电化学
（2）弱酸性或中；吸氧；O2+2H2O+4e-=4OH-
（3）较强的酸；2H++2e-=H2 ↑
【解析】【解答】（1）铁钉含有杂质，浸泡在水溶液中则可构成原电池，因此发生的腐蚀属于电化学腐蚀。
（2）试管内液面上升，说明试管内压强减小，即气体被消耗，因而发生的是吸氧腐蚀，溶液的酸性较弱或呈中性，正极反应式为：O2+2H2O+4e-＝4OH-。
（3）若试管内液面下降，说明有气体生成，因而是析氢腐蚀，溶液酸性较强，正极反应式为：2H++2e-＝H2↑
【分析】金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀，金属与氧化剂直接接触而发生的腐蚀属于化学腐蚀，而通过原电池原理发生的腐蚀属于电化学腐蚀，据此解答即可。