第四章化学反应与电能（含解析）同步习题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（含解析）同步习题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 | 943.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-11 13:55:09 | ||
图片预览
文档简介
第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题（共15题）
1．一种新型燃料电池，用两根金属Pt作电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入甲烷和氧气，其电极反应式为X极：CH4＋10OH--8e-= CO＋7H2O；Y极：4H2O＋2O2＋8e-= 8OH-。下列关于此燃料电池的说法中，错误的是
A．通入甲烷的电极X极为负极，Y为正极
B．该电池工作时，X极附近溶液的碱性增强
C．在标准状况下，通入5.6 LO2完全反应后，有1mol电子发生转移
D．工作一段时间后，KOH的物质的量减少
2．某固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2为固体电解质传递H+，基本结构如图，下列说法不正确的是
A．b电极是正极，发生还原反应
B．b电极发生的反应是
C．电池总反应为：
D．每转移0.2mol电子，消耗2.24L的H2
3．由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰 石墨为两极，其电池反应为Al＋3MnO2＋3H2O=3MnO(OH)＋Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是( )
A．二氧化锰 石墨为电池正极
B．负极反应式为Al－3e－＋3NH3·H2O=Al(OH)3＋3
C．OH－不断由负极向正极移动
D．每生成1 mol MnO(OH)转移1 mol电子
4．如图所示实验操作不能达到实验目的的是
A．用装置甲将氨气通入FeSO4和H2SO4的混合溶液制备少量摩尔盐[(NH4)2Fe2(SO4)2 6H2O]
B．用图乙装置探究硫酸浓度对化学反应速率的影响
C．用图丙装置探究KCl浓度是否对FeCl3+3KSCN3KCl+Fe(SCN)3平衡移动有影响
D．用图丁装置制备Fe(OH)2沉淀
5．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．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-═4OH-
B．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e-═Fe2+
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-═Cu2+
D．铅蓄电池充电时，标示“+”的接线柱连电源的正极，电极反应式为：PbSO4(s) - 2e-+2H2O(l)═PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)
6．某商用锂离子电池以石墨为负极材料，以LiCoO2为正极材料，电解质为LiPF6与乙烯碳酸酯。电池充电时，锂离子从正极材料中出来而进入负极，放电时则反过来。那么，下列说法中不正确的是
A．充电时发生的正极反应为LiCoO2 →Li1-xCoO2 +xLi+ + xe-
B．负极反应为xLi++xe- +6C→LixC6
C．正极材料Li1-xCoO2中的Co充电时被氧化，从Co3+变为Co4+，放电时被还原，从Co4+变为Co3+
D．LiAlO2 和LiMn2O4等也可做正极材料
7．锌—空气燃料电池有比能量高、容量大、使用寿命长等优点，可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液，放电时发生反应：2Zn + O2+4OH-+2H2O= 2[Zn(OH)4]2-。下列说法正确的是：
A．放电时，负极反应为 Zn-2e- = Zn2+
B．该隔膜为阳离子交换膜，允许K+通过
C．充电时，当 0.1 molO2 生成时，流经电解质溶液的电子个数约为 1.204×1022
D．采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
8．下列实验中，能够正确描述其反应离子方程式的是
A．用白醋除水垢：2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O
B．常温下，硫化钾溶液的pH>7：S2-+H3O+HS-+H2O
C．用铜电极电解饱和食盐水：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
D．向FeSO4溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液：3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓
9．一种新型水介质电池示意图如图所示，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体被转化为储氢物质甲酸(HCOOH)。下列说法正确的是
A．放电时，负极反应为
B．放电时，转化为HCOOH，转移的电子数为4mol
C．充电时，Zn电极连接电源正极
D．充电时，电解质溶液2中浓度降低
10．一种新型可充、放电水系锌离子全电池的工作原理如图所示，该电池利用蒽醌(AQ)类有机化合物材料替代金属锌，可以避免锌枝晶(金属锌结晶时，由于金属的扩散速度跟不上冷却速度，导致金属锌局部结晶出来的现象)的形成，同时也能解决锌负极面临的腐蚀和钝化等问题，提高了电池的安全性能。下列说法正确的是
A．从尖晶石锰酸锌结构中嵌入和脱出时，Mn元素的化合价不变
B．放电时，电子流向：电极A→负载→电极B→电解液→电极A
C．充电时，阴极的电极反应式为
D．该电池可避免在电极A表面形成锌枝晶
11．用下列装置进行相应实验，不能达到实验目的的是
A B C D
制备并长期观察其颜色 比较和的热稳定性 用溶液制无水 实验室制备氨气
A．A B．B C．C D．D
12．在如图所示的装置中，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是
选项 a极板 b极板 x电极 z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
A．A B．B C．C D．D
13．下列指定化学用语正确的是
A．Ba(OH)2的电离方程式：
B．钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应：
C．Na2S水解的离子方程式：
D．电解NaCl溶液的离子方程式：
14．下列措施不能防止或减缓钢铁腐蚀的是（ ）
A．在钢铁制品表面镀一层金属锌
B．将钢铁制品放置在潮湿处
C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构
D．将钢铁制品与直流电源负极相连
15．CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。下列说法错误的是
A．电池左侧为正极，电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=+H2O
B．放电过程中需补充的物质A为H2SO4
C．放电时K+通过半透膜移向右侧
D．HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能
二、填空题（共10题）
16．某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：
(1)若开关K与a连接，则A极的电极反应式为 ，总方程式为： ；B极的Fe发生 腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）
(2)若开关K与b连接，则A极的电极反应式为 ，B极产生的气体与氧气反应生成1 mol液态化合物时放热285.8 kJ，请写出该反应燃烧热的热化学方程式 。
17．如图X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。
(1)电源上b为 极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。Z池中e为 极。
(2)①写出c极上反应的电极反应式： 。
②写出Y池中总反应的化学方程式： 。
③写出Z池中e极上反应的电极反应式： 。
18．按要求书写电极反应式
(1)用惰性电极电解NaCl溶液：
阳极： 。
阴极： 。
(2)用惰性电极电解CuSO4溶液：
阳极： 。
阴极： 。
(3)铁作阳极，石墨作阴极电解NaOH溶液：
阳极： 。
阴极： 。
(4)用惰性电极电解熔融MgCl2：
阳极： 。
阴极： 。
19．某同学设计一个电池(如下图所示)，探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
(1)通入氢气的电极为 （填正极或负极），该电极反应式为 。
(2)石墨电极为 （填阳极或阴极），乙中总反应离子方程式为 。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
(4)若甲中消耗0.01molO2，丙中精铜增重 g。
20．图中所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除A、B外，其余电极均为石墨电板。甲为铅蓄电池，其工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，其两个电极的电极材料分别为PbO2和Pb。闭合S，发现H电极附近的溶液先变红，20min后，将S断开，此时C、D两极上产生的气体体积相同；据此回答：
(1)B电极的电极材料是 (填“PbO2”或“Pb”)。
(2)丙装置中E电极上发生的电极反应式为 。
(3)电解20min时，停止电解，此时要使乙中溶液灰复到原来的状态，只需要加入的一种物质及其物质的量是 。
(4)20min后将乙装置与其他装置断开，然后在C、D两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时乙装置中发生的总反应化学方程式为 。
21．电解原理在化学领域应用广泛
如图1表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请完成以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液：
①在X极附近观察到的现象是 ；
②电解一段时间后，该反应总离子方程式 ；
(2)若用该装置电解精炼铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：X电极的材料是 电解一段时间后，CuSO4溶液浓度 (填“增大”、减小”或“不变”)。
(3)若X、Y都是惰性电极，a是溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1 mol的混合溶液，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图2所示，则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是 。
22．(1)肼(N2H4)又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O，放出热量624kJ(25℃时)，N2H4完全燃烧的热化学方程式是 。
(2)肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时：
正极的电极反应式： ，
负极的电极反应式： 。
23．我国科学家以H2O和N2为原料，以熔融NaOH—KOH为电解质，悬浮的纳米Fe2O3作催化剂(Fe2O3发生电极反应生成中间体Fe)，该电解装置如图所示。
(1)惰性电极I发生的电极反应式为 。
(2)阴极区发生反应生成NH3的过程可描述为 。
24．（1）地下钢管连接镁块是金属防腐措施中的 法。
（2）铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：
①铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为 ；铅的最高价氧化物对应水化物的酸性比碳酸的 (填“强”或“弱”)。
②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 。
③铅蓄电池放电时的正极反应式为 ，当电路中有2mol电子转移时，理论上两电极质量变化的差为 g。
（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见下图，石墨Ⅰ为电池的 极；该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为 。
25．某条件下，在2 L密闭容器中发生如下反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)
在三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800 ℃，实验Ⅲ在850 ℃，NO、O2的起始浓度都为0，NO2的浓度(mol·L－1)随时间(min)的变化如图所示。请回答下列问题：
（1）实验Ⅱ隐含的反应条件是 。
（2）实验II中，从反应开始至达到平衡，用氧气浓度变化表示的化学反应速率为 。
（3）800 ℃时，该反应的平衡常数K= ，该反应是 (填“吸” 或“ 放”)热反应。
（4）若实验Ⅰ中达到平衡后，再向密闭容器中通入2 mol由物质的量之比为1：1组成的NO2与O2混合气体(保持温度不变)，此时反应将向 进行(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
（5）NO2、NO是重要的大气污染物，近年来人们利用NH3在一定条件下与之反应而将其转化为无害的参与大气循环的物质，
如：8NH3＋6NO27N2＋12H2O。若将此反应设计成原电池，融熔K2CO3为电解质，则正极反应方程式为： 。
（6）向AlCl3溶液中逐滴加入氨水，发生如下反应Al3＋＋3NH3·H2O Al(OH)3↓＋3NH4＋ ，一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀已完全。已知当溶液中Al3＋恰好沉淀完全时溶液的pH="4.7" ，则Al(OH)3的溶度积常数为 (已知：lg2=0.3)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线流向正极，通入助燃物的一极为正极，正极上发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极。
【详解】A．已知X极上发生反应：CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O，是氧化反应，故X为负极，则Y为正极，A正确；
B．X极上反应消耗OH-，故该电池工作时，X极附近溶液的碱性减弱，B错误；
C．从反应4H2O＋2O2＋8e-=8OH-知，在标准状况下，通入5.6LO2即0.25mol氧气完全反应后，有1mol电子发生转移，C正确；
D．X极上反应：CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O；Y极上反应：4H2O＋2O2＋8e-=8OH-。电子数守恒，则负极消耗的OH-比正极生产的OH-多，故工作一段时间后，KOH的物质的量减少，D正确；
答案选B。
2．D
【详解】A．氧化剂(氧气)在正极上发生还原反应，即b电极是正极，发生还原反应，故A正确；
B．固体电解质传递H+，则b电极发生的反应是，故B正确；
C．负极是氢气失去电子变为氢离子，正极氧气得到电子和氢离子结合生成水，其电池总反应为：，故C正确；
D．每转移0.2mol电子，氢气消耗0.1mol，则标准状况下消耗2.24L的H2，由于没有标准状况，故D错误。
综上所述，答案为D。
3．C
【详解】A.根据电池反应可知，铝单质失电子作负极，二氧化锰得电子作正极，故A正确；
B.由总电池反应，负极铝失电子转变成氢氧化铝，结合电解质为氯化钠、氨水溶液，可知其负极反应为：Al－3e－＋3NH3·H2O=Al(OH)3＋3，故B正确；
C.原电池中阴离子向负极移动，则OH－应由正极向负极移动，故C错误；
D.由电池反应可知，1molAl与3molMnO2反应，转移3mol电子，则每生成1 mol MnO(OH)转移1 mol电子，故D正确；
故选：C。
4．A
【详解】A．氨气极易溶于水，容易引发倒吸，应用防倒吸装置，故A错误；
B．两组实验中硫酸浓度不同，实验室产生沉淀所需的时间不同，可以探究硫酸浓度对化学反应速率的影响，故B正确；
C．KCl浓度增大不会引起该平衡移动，通过观察加入前后溶液颜色可判断其对平衡的影响，故C正确；
D．Fe作阳极失电子生成，阴极上放电使溶液pH升高，与结合生成沉淀，故D正确；
故选：A。
5．D
【详解】A项、氢氧燃料电池中负极放电的一定是燃料，即在负极上是氢气放电，故A错误；
B项、钢铁发生电化学腐蚀的正极发生的是氧气得电子的还原反应，故B错误；
C项、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项、铅蓄电池充电时，原电池正极接电源的正极做电解池的阳极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：PbSO4(s) - 2e-+2H2O(l)═PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)，故D正确；
故选D。
【点睛】铅蓄电池充电时，原电池正极接电源的正极做电解池的阳极，失电子发生氧化反应是解答关键。
6．D
【解析】略
7．D
【分析】由放电时总反应2Zn + O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-和装置图可知，金属Zn为负极，放电时发生反应：Zn +4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，多孔碳为正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，充电时总反应为[Zn(OH)4]2-=2Zn + O2↑+4OH-+2H2O，金属Zn为阴极，多孔碳为阳极，以此分析。
【详解】A. 放电时，负极反应为Zn +4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，A项错误；
B. 正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，可知该隔膜为阴离子交换膜，允许OH-通过，B项错误；
C. 不论放电还是充电，电子不会流经电解质溶液，C项错误；
D. 采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，D项正确；
答案选D。
8．D
【详解】A．醋酸为弱酸，书写离子方程式时不可拆，则用白醋除水垢的离子方程式为，故A错误；
B．常温下，硫化钾溶液因S2-水解而呈碱性，S2-水解的离子方程式为，故B错误；
C．用铜电极电解饱和食盐水，阳极Cu放电生成Cu2+，阴极氢离子得电子生成氢气，正确的离子方程式为 ，故C错误；
D．向FeSO4溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液生成Fe3[Fe(CN)6]2沉淀，反应的离子方程式为3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓，故D正确；
答案选D。
9．D
【分析】锌电极为负极，放电时，由图示知负极反应为：Zn-2e-+4OH-═Zn(OH)，正极电极反应：CO2+2e-+2H+=HCOOH，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸为还原反应，充电时阳极生成氧气，电极反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极发生还原反应生成锌，电极反应：Zn(OH)2+2e-=Zn+4OH-。
【详解】A．放电时，负极反应为：Zn-2e-+4OH-═Zn(OH)，正极反应为，故A错误；
B．放电时，正极反应为，转化为HCOOH，转移的电子数为2mol，故B错误；
C．阴极发生还原反应生成锌，充电时，Zn电极连接电源负极，故C错误；
D．充电时阳极生成氧气电极反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电解质溶液2中OH-浓度降低，故D正确；
故选D。
10．D
【详解】A．中Mn元素的化合价为+3价，中Mn元素的化合价为+(3+x)价，A错误；
B．电子不经过电解液，B错误；
C．充电时，阳极发生氧化反应，Mn元素的化合价升高，故阳极的电极反应式为，C错误；
D．由题意可知，该电池利用蒽醌类有机化合物材料替代金属锌，充电时电极A为阴极，AQ发生还原反应，因此可避免在电极A表面形成锌枝晶，D正确；
故选D。
11．C
【详解】A．电解池中Fe作阳极，阳极上电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，煤油的作用是隔绝空气，防止Fe(OH)2被空气中氧气氧化，故A不选；
B．NaHCO3放于小试管中，该处温度低于大试管底部，若Na2CO3不分解，而NaHCO3分解，则可说明稳定性：Na2CO3>NaHCO3，故B不选；
C．加热AlCl3溶液时，Al3+水解程度增大，生成的HCl挥发使水解平衡进一步正向移动，最终得到固体为Al(OH)3，故C选；
D．NH4Cl与Ca(OH)2在加热条件下反应生成NH3，NH3密度小于空气，用向下排空气法收集，试管口放置棉花的作用是防止气流对流，故D不选；
综上所述，答案为C。
12．A
【分析】通电后发现a极板质量增加，所以金属阳离子在a极上得电子，a极是阴极；b极板处有无色无臭气体放出，即溶液中氢氧根离子放电生成氧气，b极是阳极，所以X电极是负极，Y电极是正极。
【详解】A．电解硫酸铜溶液，溶液中铜离子在阴极得电子生成铜单质，a极质量增加，b极是溶液中的氢氧根离子放电生成氧气，A正确；
B．电解氢氧化钠溶液，在两电极上分别得到氧气和氢气，得不到金属单质，B错误；
C．电解硝酸银溶液，铁是活泼金属，作阳极失电子，所以在b极得不到气体，C错误；
D．电解氯化铜溶液，在b极处溶液中的氯离子失电子得到有刺激性气味的气体，D错误；
故选A。
13．B
【详解】A．Ba(OH)2为强电解质，完全电离，电离方程式：，故A错误；
B．钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应是空气中的氧气得电子，在弱酸性、中性或碱性介质中产生氢氧根离子，反应正确，故B正确；
C．多元弱酸盐水解分步进行，Na2S水解的离子方程式：，故C错误；
D．电解NaCl溶液，因钠离子的放电能力弱于氢离子的，因此水中的氢离子在阴极放电，正确的离子方程式：，故D错误；
故选：B。
14．B
【详解】A．钢铁表面镀锌，钢铁作正极，被保护，A与题意不符；
B．钢铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀，B符合题意；
C．钢铁中加入锰、铬等金属，制成不锈钢，能有效防止钢铁被腐蚀，C与题意不符；
D．将钢铁与直流电源负极相连，钢铁作阴极，被保护，D与题意不符。
答案为B。
15．A
【详解】A. 电池左侧甲酸根离子失去电子转化为碳酸氢根离子，为负极，电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=+H2O，A错误；
B. 右侧为正极，铁离子得到电子转化为亚铁离子，通入的氧气再把亚铁离子氧化为铁离子，而阳离子钾离子向正极移动，由于右侧硫酸钾从溶液中流出，所以放电过程中需补充的物质A为H2SO4，B正确；
C. 原电池中阳离子向正极移动，则放电时K+通过半透膜移向右侧，C正确；
D. 根据以上分析可知HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，D正确；答案选A。
16． O2+H2O+4e-=4OH- 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2 吸氧 2Cl -+2e-=Cl2↑ H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=-285.8 kJ /mol
【分析】(1)若开关K与a连接，构成原电池，则A为正极，溶解在溶液中的O2得电子；B极，Fe失电子生成Fe2+。
(2)若开关K与b连接，构成电解池，则A极为阳极，Cl-失电子生成Cl2，B极为阴极，H2O得电子生成H2等。
【详解】(1)若开关K与a连接，构成原电池，则A为正极，溶解在溶液中的O2得电子，A极的电极反应式为O2+H2O+4e-=4OH-；B极，Fe失电子生成Fe2+。总方程式为：2Fe+O2+2H2O
=2Fe(OH)2，B极的Fe发生吸氧腐蚀。答案为：O2+H2O+4e-=4OH-；2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；吸氧；
(2)若开关K与b连接，构成电解池，则A极为阳极，Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为2Cl -+2e-=Cl2↑，B极为阴极，H2O得电子生成H2等，该反应燃烧热的热化学方程式为H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=-285.8 kJ /mol。答案为：H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=-285.8 kJ /mol。
【点睛】在书写燃烧热的热化学方程式时，燃烧物必须为1mol，反产物必须处于稳定状态，即C元素必须生成CO2，H元素必须转化为水，而且必须为液态水。
17． 负 阳 2Cl--2e-=Cl2↑ 2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH Cu-2e-=Cu2+
【分析】由题意可知，接通电路后发现d附近显红色，d附近生成氢氧根，则d电极为电解池的阴极，d电极氢离子得到电子生成氢气；c为阳极，c电极上氯离子失去电子被氧化成成氯气，则a为直流电源的正极，b为负极。Z烧杯中，e为阳极，铜失去电子发生氧化反应；f为阴极，铜离子得到电子发生还原反应；根据电解池的相关知识分析可得：
【详解】(1)接通电路后发现d附近显红色，则d附近生成氢氧根，则d为电解池的阴极，所以b为电源的负极；Z烧杯中e与d相连，d电极为电解池的阴极，则e为阳极，故答案为：负极；阳；
(2)①c电极与电源正极相连，则c电极为阳极，氯离子在c电极失去电子被氧化成氯气，故其反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；
②Y池中的电解质溶液为氯化钠，所以Y池为电解氯化钠制取氢气和氯气，则其反应为：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH，故答案为：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH；
③由图示可知Z池中e电极与电源正极相连，则e电极为阳极；Cu失去电子被氧化为铜离子，即Cu-2e-=Cu2+，故答案为：Cu-2e-=Cu2+。
18．(1) 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H2O+2e-=2OH-+H2↑
(2) 2H2O-4e-=O2↑+4H+ Cu2++2e-=Cu
(3) Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2 2H2O+2e-=2OH-+H2↑
(4) 2Cl--2e-=Cl2↑ Mg2++2e-=Mg
【详解】（1）用惰性电极电解NaCl溶液，在阳极上Cl-失去电子被氧化产生Cl2，故阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上H2O电离产生的H+得到电子被还原产生H2，故阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；
（2）用惰性电极电解CuSO4溶液，在阳极上H2O电离产生的OH-失去电子被氧化产生O2，故阳极的电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；在阴极上Cu2+得到电子被还原产生Cu单质，则阴极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；
（3）用铁作阳极，用石墨作阴极电解NaOH溶液，由于Fe电极为活性电极，故在阳极上Fe失去电子被氧化产生Fe2+，Fe2+与溶液中的OH-结合生成Fe(OH)2，故阳极的电极反应式为：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2；在阴极上水电离产生的H+得到电子被还原产生H2，故阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；
（4）用惰性电极电解熔融MgCl2，在阳极上Cl-失去电子被氧化产生Cl2，故阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上Mg2+得到电子被还原产生金属Mg，故阴极的电极反应式为：Mg2++2e-=Mg。
19． 负极 H2-2e-+2OH-=2H2O 阳极 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 减小 1.28
【分析】(1)燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
(2)铁电极连接原电池的负极，为电解池的阴极，石墨为阳极，所以乙中相当于惰性电极电解饱和食盐水，电解反应方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
(3)活泼性Zn>Cu>Ag，阳极上锌、铜被氧化，根据转移电子数相等判断；
(4)串联电池中转移电子数相等，根据转移电子数相等计算丙装置中阴极析出铜的质量。
【详解】(1)燃料电池中，通入燃料H2的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，负极上H2失电子发生氧化反应，电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O；
(2)乙池有外接电源属于电解池，铁电极连接原电池的负极，所以Fe电极是阴极，发生的电极反应：2H++2e-=H2↑，则石墨电极是阳极，阳极上Cl-失去电子反应生成Cl2，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，电解反应方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上不仅铜，还有锌失电子进入溶液，阴极上Cu2+获得电子变为单质Cu析出，阳极电极方程式为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小；
(4)若甲中消耗0.01mol O2，转移电子的物质的量n(e-)=4n(O2)=0.04mol，根据转移电子守恒得，丙装置中阴极上铜离子得电子生成铜单质，析出铜的质量m(Cu)=0.04mol××64g/mol=1.28g。
【点睛】本题考查原电池和电解池知识，注意把握电极方程式的书写，为解答该题的关键。要结合串联电路的特点——电子转移数目相等解答该题。当多个池串联时，若有电源为电解池；若无电源，则电极活动性差异大的为原电池，相当于电源，其余各池为电解池。原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应，原电池的正极和电解池的阴极发生还原反应，侧重考查学生的分析能力和计算能力。
20． PbO2 2H2O-4e-=O2↑+4H+(4OH--4e-=O2↑+2H2O) 0.1mol Cu(OH)2 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O
【详解】(1)闭合S，发现H电极附近的溶液先变红，说明H电极上氢离子反应生成氢气，为阴极，则与之连接的A为负极，B为正极，则B电极的电极材料是PbO2；
(2)丙装置中E电极为阳极，溶液中氢氧根离子反应生成氧气，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+(4OH--4e-=O2↑+2H2O) ；
(3)C、D两极上产生的气体体积相同，C电极上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；2H++2e- =H2↑，D电极上发生的电极反应为∶4OH--4e-=2H2O+O2↑，设生成的氧气为xmol，则氢气也为xmol，生成的Cu为0.1L×1mol/L=0.1mol，由得失电子可得:2x+0.1×2=4x，解得x=0.1mol，则电解时生成0.1mol氢气、0.1mol氧气和0.1molCu，若要恢复到原来的状态，需要加入0.1mol Cu(OH)2；
(4)20min后将乙装置与其他装置断开，然后在C、D两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，说明形成原电池，铜失去电子，氧气得到电子，则此时乙装置中发生的总反应化学方程式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。
21．(1) 放出气体，溶液变红 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
(2) 纯铜 减小
(3)Cu2+>H+>X3+
【详解】（1）①由题中图示可知，与电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红；答案为放出气体，溶液变红。
②②电解饱和食盐水得到的产物是氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；答案为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。
（2）电解方法电解精炼铜，电解池的阴极X材料是纯铜，电极反应为Cu2++2e-=Cu，阳极Y是粗铜，电极反应为Cu-2e -=Cu2+，其中粗铜中比金属铜活泼的金属(Zn、Fe、Ni)优先放电，电解一段时间后，CuSO4溶液浓度会降低；答案为纯铜；减小。
（3）X、Y都是惰性电极，a是溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1 mol的混合溶液，通电一段时间后，由图2可知，通电后就有固体生成，当通过电子为0.2mol时，析出固体质量达最大，证明此时析出的固体是铜，如果是X3+析出，电子数应该是0.3mol，则氧化能力为Cu2+＞X3+，当电子超过0.2mol时，固体质量没变，说明这时阴极H+放电，阳极仍然是OH-放电，即电解水，说明氧化能力H+＞X3+，所以氧化能力为Cu2+＞H+＞X3+；答案为Cu2+＞H+＞X3+。
22． N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)ΔH=－624kJ·mol－1 O2＋4e－＋2H2O=4OH－ N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑
【详解】(1)在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O，放出热量624kJ(25℃时)，N2H4的相对分子质量为32，则N2H4完全燃烧的热化学方程式是N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)ΔH=－624kJ·mol－1；
(2)肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，该电池正极氧气放电，溶液为碱性环境，则正极电极反应式：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；负极为肼放电，反应生成水和氮气，其电极反应式为：N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑。
23．(1)4OH--4e- =O2↑+2H2O
(2)Fe2O3在阴极上得电子生成Fe(Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-)，Fe将N2还原为NH3(2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3)
【分析】由电解装置图可以看出，在隋性电极Ⅰ，OH-失电子转化为O2，则此电极为阳极；由此得出惰性电极Ⅱ为阴极。
【详解】（1）由分析可知，惰性电极I为阳极，OH-失电子转化为O2，发生的电极反应式为4OH--4e- =O2↑+2H2O。答案为：4OH--4e- =O2↑+2H2O；
（2）从图中可以看出，惰性电极Ⅱ产生的OH-向惰性电极I移动，由H2O转化为OH-，需要Fe2O3提供O元素，从而说明惰性电极I先生成Fe，然后Fe再还原N2并生成NH3。从而得出阴极区发生反应生成NH3的过程可描述为：Fe2O3在阴极上得电子生成Fe(Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-)，Fe将N2还原为NH3(2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3)。答案为：Fe2O3在阴极上得电子生成Fe(Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-)，Fe将N2还原为NH3(2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3)。
24． 牺牲阳极的阴极保护法 第六周期第IVA 族 弱 PbO2 + 4HCl(浓)= PbCl2 + Cl2 ↑+ 2H2O PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O 32 负 NO2 – e- + NO3- = N2O5
【详解】（1）地下钢管连接镁块，镁的活泼性大于铁的活泼性，在钢管中接入镁块可形成原电池，镁作负极，失去电子，首先被腐蚀，从而保护正极的铁不被腐蚀，此法称为牺牲阳极的阴极保护法；
（2）①铅是碳的同族元素，因此铅最外层有四个电子，位于元素周期表第ⅣA族；铅比碳多4个电子层，因此铅共有六个电子层，位于元素周期表的六周期，所以铅位于元素周期表第六周期第IVA 族；同一主族元素由上到下还原性在增强，氧化性在减弱，氧化性对应于非金属性，所以铅的最高价氧化物对应水化物的酸性比碳的最高价氧化物对应水化物的酸性弱；②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，黄绿色气体应为氯气，反应方程式为：PbO2 + 4HCl(浓)= PbCl2 + Cl2 ↑+ 2H2O；③铅蓄电池放电时的正极得到电子，发生还原反应，电极反应为：PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O，当有2mol电子转移时，正极质量增加64g；铅蓄电池放电时的负极失去电子，发生氧化反应，电极反应为：Pb - 2e- +SO42- = PbSO4，当有2mol电子转移时，负极质量增加96g，则两电极质量变化的差为96g-
64g=32g；
（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，石墨Ⅰ通入NO2，失去电子，发生氧化反应，因此为负极，电极反应为：NO2-e-+ NO3-=N2O5。石墨Ⅱ为正极，得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2+2 N2O5+4e-=4NO3-。
点睛：本题主要考查原电池的工作原理。在原电池中，活泼电极作负极，失去电子，发生氧化反应，被氧化；不活泼电极作正极，得到电子，发生还原反应，被还原。电子从负极经外接导线流向正极。电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
25． 使用了催化剂 0.0125 mol·L－1·min－1 0.25 mol·L－1 吸 向正反应方向 2NO2＋4CO2＋8e－=N2＋4CO32－或6NO2＋12CO2＋24e－=3N2＋12CO32－ 1.25×10－33mol4·L－4
【详解】试题分析：（1）实验Ⅰ和实验Ⅱ平衡时NO2的浓度相同，但实验Ⅱ反应速率大，则实验Ⅱ使用了催化剂。
（2）由反应 2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)
开始(mol/L)：1 0 0
变化(mol/L)：0.5 0.5 0.25
平衡(mol/L)：0.5 0.5 0.25
用氧气浓度变化表示的化学反应速率=0.25/20=0.0125 mol·L－1·min－1
（3）根据实验Ⅱ，平衡常数k=(0.25×0.5×0.5)÷(0.5×0.5)=0.25；根据图象可知，温度越高，平衡时NO2的浓度越小，说明正反应为吸热反应。
（4）通入2 mol由物质的量之比为1：1组成的NO2与O2混合气体(保持温度不变)，此时为c(NO2)=0.5 mol/L＋0.5 mol/L=1 mol/L，c(NO)=0.5 mol/L，c(O2)=0.25 mol/L＋0.5 mol/L=0.75mol/L，
浓度商为Qc=(0.52×0.75)÷12=0.1825＜0.25，平衡向正反应方向移动，
（5）将8NH3＋6NO27N2＋12H2O设计成原电池，NO2得电子生成N2做正极，电解质溶液为融熔K2CO3，所以CO2参与反应生成CO32－，则正极反应方程式为2NO2＋4CO2＋8e－=N2＋4CO32－。
（6）pH=4.7，POH=14-4.7=9.3，c(OH－)=10－9.3，则Al(OH)3的溶度积常数Ksp[Al(OH)3 ]=c(Al3＋)×c(OH－)3=1×10－5×(10－9.3)3=1.25×10－33mol4·L－4。
考点：考查化学图象的分析与影响化学平衡的因素
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题（共15题）
1．一种新型燃料电池，用两根金属Pt作电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入甲烷和氧气，其电极反应式为X极：CH4＋10OH--8e-= CO＋7H2O；Y极：4H2O＋2O2＋8e-= 8OH-。下列关于此燃料电池的说法中，错误的是
A．通入甲烷的电极X极为负极，Y为正极
B．该电池工作时，X极附近溶液的碱性增强
C．在标准状况下，通入5.6 LO2完全反应后，有1mol电子发生转移
D．工作一段时间后，KOH的物质的量减少
2．某固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2为固体电解质传递H+，基本结构如图，下列说法不正确的是
A．b电极是正极，发生还原反应
B．b电极发生的反应是
C．电池总反应为：
D．每转移0.2mol电子，消耗2.24L的H2
3．由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰 石墨为两极，其电池反应为Al＋3MnO2＋3H2O=3MnO(OH)＋Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是( )
A．二氧化锰 石墨为电池正极
B．负极反应式为Al－3e－＋3NH3·H2O=Al(OH)3＋3
C．OH－不断由负极向正极移动
D．每生成1 mol MnO(OH)转移1 mol电子
4．如图所示实验操作不能达到实验目的的是
A．用装置甲将氨气通入FeSO4和H2SO4的混合溶液制备少量摩尔盐[(NH4)2Fe2(SO4)2 6H2O]
B．用图乙装置探究硫酸浓度对化学反应速率的影响
C．用图丙装置探究KCl浓度是否对FeCl3+3KSCN3KCl+Fe(SCN)3平衡移动有影响
D．用图丁装置制备Fe(OH)2沉淀
5．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．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-═4OH-
B．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e-═Fe2+
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-═Cu2+
D．铅蓄电池充电时，标示“+”的接线柱连电源的正极，电极反应式为：PbSO4(s) - 2e-+2H2O(l)═PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)
6．某商用锂离子电池以石墨为负极材料，以LiCoO2为正极材料，电解质为LiPF6与乙烯碳酸酯。电池充电时，锂离子从正极材料中出来而进入负极，放电时则反过来。那么，下列说法中不正确的是
A．充电时发生的正极反应为LiCoO2 →Li1-xCoO2 +xLi+ + xe-
B．负极反应为xLi++xe- +6C→LixC6
C．正极材料Li1-xCoO2中的Co充电时被氧化，从Co3+变为Co4+，放电时被还原，从Co4+变为Co3+
D．LiAlO2 和LiMn2O4等也可做正极材料
7．锌—空气燃料电池有比能量高、容量大、使用寿命长等优点，可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液，放电时发生反应：2Zn + O2+4OH-+2H2O= 2[Zn(OH)4]2-。下列说法正确的是：
A．放电时，负极反应为 Zn-2e- = Zn2+
B．该隔膜为阳离子交换膜，允许K+通过
C．充电时，当 0.1 molO2 生成时，流经电解质溶液的电子个数约为 1.204×1022
D．采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
8．下列实验中，能够正确描述其反应离子方程式的是
A．用白醋除水垢：2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O
B．常温下，硫化钾溶液的pH>7：S2-+H3O+HS-+H2O
C．用铜电极电解饱和食盐水：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
D．向FeSO4溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液：3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓
9．一种新型水介质电池示意图如图所示，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体被转化为储氢物质甲酸(HCOOH)。下列说法正确的是
A．放电时，负极反应为
B．放电时，转化为HCOOH，转移的电子数为4mol
C．充电时，Zn电极连接电源正极
D．充电时，电解质溶液2中浓度降低
10．一种新型可充、放电水系锌离子全电池的工作原理如图所示，该电池利用蒽醌(AQ)类有机化合物材料替代金属锌，可以避免锌枝晶(金属锌结晶时，由于金属的扩散速度跟不上冷却速度，导致金属锌局部结晶出来的现象)的形成，同时也能解决锌负极面临的腐蚀和钝化等问题，提高了电池的安全性能。下列说法正确的是
A．从尖晶石锰酸锌结构中嵌入和脱出时，Mn元素的化合价不变
B．放电时，电子流向：电极A→负载→电极B→电解液→电极A
C．充电时，阴极的电极反应式为
D．该电池可避免在电极A表面形成锌枝晶
11．用下列装置进行相应实验，不能达到实验目的的是
A B C D
制备并长期观察其颜色 比较和的热稳定性 用溶液制无水 实验室制备氨气
A．A B．B C．C D．D
12．在如图所示的装置中，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是
选项 a极板 b极板 x电极 z溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
A．A B．B C．C D．D
13．下列指定化学用语正确的是
A．Ba(OH)2的电离方程式：
B．钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应：
C．Na2S水解的离子方程式：
D．电解NaCl溶液的离子方程式：
14．下列措施不能防止或减缓钢铁腐蚀的是（ ）
A．在钢铁制品表面镀一层金属锌
B．将钢铁制品放置在潮湿处
C．在钢铁中加入锰、铬等金属，以改变钢铁结构
D．将钢铁制品与直流电源负极相连
15．CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。下列说法错误的是
A．电池左侧为正极，电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=+H2O
B．放电过程中需补充的物质A为H2SO4
C．放电时K+通过半透膜移向右侧
D．HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能
二、填空题（共10题）
16．某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：
(1)若开关K与a连接，则A极的电极反应式为 ，总方程式为： ；B极的Fe发生 腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）
(2)若开关K与b连接，则A极的电极反应式为 ，B极产生的气体与氧气反应生成1 mol液态化合物时放热285.8 kJ，请写出该反应燃烧热的热化学方程式 。
17．如图X是直流电源。Y池中c、d为石墨棒，Z池中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。
(1)电源上b为 极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。Z池中e为 极。
(2)①写出c极上反应的电极反应式： 。
②写出Y池中总反应的化学方程式： 。
③写出Z池中e极上反应的电极反应式： 。
18．按要求书写电极反应式
(1)用惰性电极电解NaCl溶液：
阳极： 。
阴极： 。
(2)用惰性电极电解CuSO4溶液：
阳极： 。
阴极： 。
(3)铁作阳极，石墨作阴极电解NaOH溶液：
阳极： 。
阴极： 。
(4)用惰性电极电解熔融MgCl2：
阳极： 。
阴极： 。
19．某同学设计一个电池(如下图所示)，探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
(1)通入氢气的电极为 （填正极或负极），该电极反应式为 。
(2)石墨电极为 （填阳极或阴极），乙中总反应离子方程式为 。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
(4)若甲中消耗0.01molO2，丙中精铜增重 g。
20．图中所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除A、B外，其余电极均为石墨电板。甲为铅蓄电池，其工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，其两个电极的电极材料分别为PbO2和Pb。闭合S，发现H电极附近的溶液先变红，20min后，将S断开，此时C、D两极上产生的气体体积相同；据此回答：
(1)B电极的电极材料是 (填“PbO2”或“Pb”)。
(2)丙装置中E电极上发生的电极反应式为 。
(3)电解20min时，停止电解，此时要使乙中溶液灰复到原来的状态，只需要加入的一种物质及其物质的量是 。
(4)20min后将乙装置与其他装置断开，然后在C、D两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时乙装置中发生的总反应化学方程式为 。
21．电解原理在化学领域应用广泛
如图1表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请完成以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液：
①在X极附近观察到的现象是 ；
②电解一段时间后，该反应总离子方程式 ；
(2)若用该装置电解精炼铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：X电极的材料是 电解一段时间后，CuSO4溶液浓度 (填“增大”、减小”或“不变”)。
(3)若X、Y都是惰性电极，a是溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1 mol的混合溶液，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图2所示，则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是 。
22．(1)肼(N2H4)又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O，放出热量624kJ(25℃时)，N2H4完全燃烧的热化学方程式是 。
(2)肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空气燃料电池放电时：
正极的电极反应式： ，
负极的电极反应式： 。
23．我国科学家以H2O和N2为原料，以熔融NaOH—KOH为电解质，悬浮的纳米Fe2O3作催化剂(Fe2O3发生电极反应生成中间体Fe)，该电解装置如图所示。
(1)惰性电极I发生的电极反应式为 。
(2)阴极区发生反应生成NH3的过程可描述为 。
24．（1）地下钢管连接镁块是金属防腐措施中的 法。
（2）铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：
①铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为 ；铅的最高价氧化物对应水化物的酸性比碳酸的 (填“强”或“弱”)。
②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 。
③铅蓄电池放电时的正极反应式为 ，当电路中有2mol电子转移时，理论上两电极质量变化的差为 g。
（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见下图，石墨Ⅰ为电池的 极；该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为 。
25．某条件下，在2 L密闭容器中发生如下反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)
在三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800 ℃，实验Ⅲ在850 ℃，NO、O2的起始浓度都为0，NO2的浓度(mol·L－1)随时间(min)的变化如图所示。请回答下列问题：
（1）实验Ⅱ隐含的反应条件是 。
（2）实验II中，从反应开始至达到平衡，用氧气浓度变化表示的化学反应速率为 。
（3）800 ℃时，该反应的平衡常数K= ，该反应是 (填“吸” 或“ 放”)热反应。
（4）若实验Ⅰ中达到平衡后，再向密闭容器中通入2 mol由物质的量之比为1：1组成的NO2与O2混合气体(保持温度不变)，此时反应将向 进行(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
（5）NO2、NO是重要的大气污染物，近年来人们利用NH3在一定条件下与之反应而将其转化为无害的参与大气循环的物质，
如：8NH3＋6NO27N2＋12H2O。若将此反应设计成原电池，融熔K2CO3为电解质，则正极反应方程式为： 。
（6）向AlCl3溶液中逐滴加入氨水，发生如下反应Al3＋＋3NH3·H2O Al(OH)3↓＋3NH4＋ ，一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀已完全。已知当溶液中Al3＋恰好沉淀完全时溶液的pH="4.7" ，则Al(OH)3的溶度积常数为 (已知：lg2=0.3)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线流向正极，通入助燃物的一极为正极，正极上发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极。
【详解】A．已知X极上发生反应：CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O，是氧化反应，故X为负极，则Y为正极，A正确；
B．X极上反应消耗OH-，故该电池工作时，X极附近溶液的碱性减弱，B错误；
C．从反应4H2O＋2O2＋8e-=8OH-知，在标准状况下，通入5.6LO2即0.25mol氧气完全反应后，有1mol电子发生转移，C正确；
D．X极上反应：CH4＋10OH--8e-=CO＋7H2O；Y极上反应：4H2O＋2O2＋8e-=8OH-。电子数守恒，则负极消耗的OH-比正极生产的OH-多，故工作一段时间后，KOH的物质的量减少，D正确；
答案选B。
2．D
【详解】A．氧化剂(氧气)在正极上发生还原反应，即b电极是正极，发生还原反应，故A正确；
B．固体电解质传递H+，则b电极发生的反应是，故B正确；
C．负极是氢气失去电子变为氢离子，正极氧气得到电子和氢离子结合生成水，其电池总反应为：，故C正确；
D．每转移0.2mol电子，氢气消耗0.1mol，则标准状况下消耗2.24L的H2，由于没有标准状况，故D错误。
综上所述，答案为D。
3．C
【详解】A.根据电池反应可知，铝单质失电子作负极，二氧化锰得电子作正极，故A正确；
B.由总电池反应，负极铝失电子转变成氢氧化铝，结合电解质为氯化钠、氨水溶液，可知其负极反应为：Al－3e－＋3NH3·H2O=Al(OH)3＋3，故B正确；
C.原电池中阴离子向负极移动，则OH－应由正极向负极移动，故C错误；
D.由电池反应可知，1molAl与3molMnO2反应，转移3mol电子，则每生成1 mol MnO(OH)转移1 mol电子，故D正确；
故选：C。
4．A
【详解】A．氨气极易溶于水，容易引发倒吸，应用防倒吸装置，故A错误；
B．两组实验中硫酸浓度不同，实验室产生沉淀所需的时间不同，可以探究硫酸浓度对化学反应速率的影响，故B正确；
C．KCl浓度增大不会引起该平衡移动，通过观察加入前后溶液颜色可判断其对平衡的影响，故C正确；
D．Fe作阳极失电子生成，阴极上放电使溶液pH升高，与结合生成沉淀，故D正确；
故选：A。
5．D
【详解】A项、氢氧燃料电池中负极放电的一定是燃料，即在负极上是氢气放电，故A错误；
B项、钢铁发生电化学腐蚀的正极发生的是氧气得电子的还原反应，故B错误；
C项、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项、铅蓄电池充电时，原电池正极接电源的正极做电解池的阳极，失电子发生氧化反应，电极反应式为：PbSO4(s) - 2e-+2H2O(l)═PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)，故D正确；
故选D。
【点睛】铅蓄电池充电时，原电池正极接电源的正极做电解池的阳极，失电子发生氧化反应是解答关键。
6．D
【解析】略
7．D
【分析】由放电时总反应2Zn + O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-和装置图可知，金属Zn为负极，放电时发生反应：Zn +4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，多孔碳为正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，充电时总反应为[Zn(OH)4]2-=2Zn + O2↑+4OH-+2H2O，金属Zn为阴极，多孔碳为阳极，以此分析。
【详解】A. 放电时，负极反应为Zn +4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，A项错误；
B. 正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，可知该隔膜为阴离子交换膜，允许OH-通过，B项错误；
C. 不论放电还是充电，电子不会流经电解质溶液，C项错误；
D. 采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，D项正确；
答案选D。
8．D
【详解】A．醋酸为弱酸，书写离子方程式时不可拆，则用白醋除水垢的离子方程式为，故A错误；
B．常温下，硫化钾溶液因S2-水解而呈碱性，S2-水解的离子方程式为，故B错误；
C．用铜电极电解饱和食盐水，阳极Cu放电生成Cu2+，阴极氢离子得电子生成氢气，正确的离子方程式为 ，故C错误；
D．向FeSO4溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液生成Fe3[Fe(CN)6]2沉淀，反应的离子方程式为3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓，故D正确；
答案选D。
9．D
【分析】锌电极为负极，放电时，由图示知负极反应为：Zn-2e-+4OH-═Zn(OH)，正极电极反应：CO2+2e-+2H+=HCOOH，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸为还原反应，充电时阳极生成氧气，电极反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极发生还原反应生成锌，电极反应：Zn(OH)2+2e-=Zn+4OH-。
【详解】A．放电时，负极反应为：Zn-2e-+4OH-═Zn(OH)，正极反应为，故A错误；
B．放电时，正极反应为，转化为HCOOH，转移的电子数为2mol，故B错误；
C．阴极发生还原反应生成锌，充电时，Zn电极连接电源负极，故C错误；
D．充电时阳极生成氧气电极反应：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电解质溶液2中OH-浓度降低，故D正确；
故选D。
10．D
【详解】A．中Mn元素的化合价为+3价，中Mn元素的化合价为+(3+x)价，A错误；
B．电子不经过电解液，B错误；
C．充电时，阳极发生氧化反应，Mn元素的化合价升高，故阳极的电极反应式为，C错误；
D．由题意可知，该电池利用蒽醌类有机化合物材料替代金属锌，充电时电极A为阴极，AQ发生还原反应，因此可避免在电极A表面形成锌枝晶，D正确；
故选D。
11．C
【详解】A．电解池中Fe作阳极，阳极上电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2，煤油的作用是隔绝空气，防止Fe(OH)2被空气中氧气氧化，故A不选；
B．NaHCO3放于小试管中，该处温度低于大试管底部，若Na2CO3不分解，而NaHCO3分解，则可说明稳定性：Na2CO3>NaHCO3，故B不选；
C．加热AlCl3溶液时，Al3+水解程度增大，生成的HCl挥发使水解平衡进一步正向移动，最终得到固体为Al(OH)3，故C选；
D．NH4Cl与Ca(OH)2在加热条件下反应生成NH3，NH3密度小于空气，用向下排空气法收集，试管口放置棉花的作用是防止气流对流，故D不选；
综上所述，答案为C。
12．A
【分析】通电后发现a极板质量增加，所以金属阳离子在a极上得电子，a极是阴极；b极板处有无色无臭气体放出，即溶液中氢氧根离子放电生成氧气，b极是阳极，所以X电极是负极，Y电极是正极。
【详解】A．电解硫酸铜溶液，溶液中铜离子在阴极得电子生成铜单质，a极质量增加，b极是溶液中的氢氧根离子放电生成氧气，A正确；
B．电解氢氧化钠溶液，在两电极上分别得到氧气和氢气，得不到金属单质，B错误；
C．电解硝酸银溶液，铁是活泼金属，作阳极失电子，所以在b极得不到气体，C错误；
D．电解氯化铜溶液，在b极处溶液中的氯离子失电子得到有刺激性气味的气体，D错误；
故选A。
13．B
【详解】A．Ba(OH)2为强电解质，完全电离，电离方程式：，故A错误；
B．钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应是空气中的氧气得电子，在弱酸性、中性或碱性介质中产生氢氧根离子，反应正确，故B正确；
C．多元弱酸盐水解分步进行，Na2S水解的离子方程式：，故C错误；
D．电解NaCl溶液，因钠离子的放电能力弱于氢离子的，因此水中的氢离子在阴极放电，正确的离子方程式：，故D错误；
故选：B。
14．B
【详解】A．钢铁表面镀锌，钢铁作正极，被保护，A与题意不符；
B．钢铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀，B符合题意；
C．钢铁中加入锰、铬等金属，制成不锈钢，能有效防止钢铁被腐蚀，C与题意不符；
D．将钢铁与直流电源负极相连，钢铁作阴极，被保护，D与题意不符。
答案为B。
15．A
【详解】A. 电池左侧甲酸根离子失去电子转化为碳酸氢根离子，为负极，电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=+H2O，A错误；
B. 右侧为正极，铁离子得到电子转化为亚铁离子，通入的氧气再把亚铁离子氧化为铁离子，而阳离子钾离子向正极移动，由于右侧硫酸钾从溶液中流出，所以放电过程中需补充的物质A为H2SO4，B正确；
C. 原电池中阳离子向正极移动，则放电时K+通过半透膜移向右侧，C正确；
D. 根据以上分析可知HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，D正确；答案选A。
16． O2+H2O+4e-=4OH- 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2 吸氧 2Cl -+2e-=Cl2↑ H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=-285.8 kJ /mol
【分析】(1)若开关K与a连接，构成原电池，则A为正极，溶解在溶液中的O2得电子；B极，Fe失电子生成Fe2+。
(2)若开关K与b连接，构成电解池，则A极为阳极，Cl-失电子生成Cl2，B极为阴极，H2O得电子生成H2等。
【详解】(1)若开关K与a连接，构成原电池，则A为正极，溶解在溶液中的O2得电子，A极的电极反应式为O2+H2O+4e-=4OH-；B极，Fe失电子生成Fe2+。总方程式为：2Fe+O2+2H2O
=2Fe(OH)2，B极的Fe发生吸氧腐蚀。答案为：O2+H2O+4e-=4OH-；2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；吸氧；
(2)若开关K与b连接，构成电解池，则A极为阳极，Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为2Cl -+2e-=Cl2↑，B极为阴极，H2O得电子生成H2等，该反应燃烧热的热化学方程式为H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=-285.8 kJ /mol。答案为：H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=-285.8 kJ /mol。
【点睛】在书写燃烧热的热化学方程式时，燃烧物必须为1mol，反产物必须处于稳定状态，即C元素必须生成CO2，H元素必须转化为水，而且必须为液态水。
17． 负 阳 2Cl--2e-=Cl2↑ 2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH Cu-2e-=Cu2+
【分析】由题意可知，接通电路后发现d附近显红色，d附近生成氢氧根，则d电极为电解池的阴极，d电极氢离子得到电子生成氢气；c为阳极，c电极上氯离子失去电子被氧化成成氯气，则a为直流电源的正极，b为负极。Z烧杯中，e为阳极，铜失去电子发生氧化反应；f为阴极，铜离子得到电子发生还原反应；根据电解池的相关知识分析可得：
【详解】(1)接通电路后发现d附近显红色，则d附近生成氢氧根，则d为电解池的阴极，所以b为电源的负极；Z烧杯中e与d相连，d电极为电解池的阴极，则e为阳极，故答案为：负极；阳；
(2)①c电极与电源正极相连，则c电极为阳极，氯离子在c电极失去电子被氧化成氯气，故其反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；
②Y池中的电解质溶液为氯化钠，所以Y池为电解氯化钠制取氢气和氯气，则其反应为：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH，故答案为：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH；
③由图示可知Z池中e电极与电源正极相连，则e电极为阳极；Cu失去电子被氧化为铜离子，即Cu-2e-=Cu2+，故答案为：Cu-2e-=Cu2+。
18．(1) 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H2O+2e-=2OH-+H2↑
(2) 2H2O-4e-=O2↑+4H+ Cu2++2e-=Cu
(3) Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2 2H2O+2e-=2OH-+H2↑
(4) 2Cl--2e-=Cl2↑ Mg2++2e-=Mg
【详解】（1）用惰性电极电解NaCl溶液，在阳极上Cl-失去电子被氧化产生Cl2，故阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上H2O电离产生的H+得到电子被还原产生H2，故阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；
（2）用惰性电极电解CuSO4溶液，在阳极上H2O电离产生的OH-失去电子被氧化产生O2，故阳极的电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；在阴极上Cu2+得到电子被还原产生Cu单质，则阴极的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；
（3）用铁作阳极，用石墨作阴极电解NaOH溶液，由于Fe电极为活性电极，故在阳极上Fe失去电子被氧化产生Fe2+，Fe2+与溶液中的OH-结合生成Fe(OH)2，故阳极的电极反应式为：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2；在阴极上水电离产生的H+得到电子被还原产生H2，故阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；
（4）用惰性电极电解熔融MgCl2，在阳极上Cl-失去电子被氧化产生Cl2，故阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；在阴极上Mg2+得到电子被还原产生金属Mg，故阴极的电极反应式为：Mg2++2e-=Mg。
19． 负极 H2-2e-+2OH-=2H2O 阳极 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 减小 1.28
【分析】(1)燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
(2)铁电极连接原电池的负极，为电解池的阴极，石墨为阳极，所以乙中相当于惰性电极电解饱和食盐水，电解反应方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
(3)活泼性Zn>Cu>Ag，阳极上锌、铜被氧化，根据转移电子数相等判断；
(4)串联电池中转移电子数相等，根据转移电子数相等计算丙装置中阴极析出铜的质量。
【详解】(1)燃料电池中，通入燃料H2的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，负极上H2失电子发生氧化反应，电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O；
(2)乙池有外接电源属于电解池，铁电极连接原电池的负极，所以Fe电极是阴极，发生的电极反应：2H++2e-=H2↑，则石墨电极是阳极，阳极上Cl-失去电子反应生成Cl2，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，电解反应方程式为：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，阳极上不仅铜，还有锌失电子进入溶液，阴极上Cu2+获得电子变为单质Cu析出，阳极电极方程式为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，根据转移电子数相等知，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小；
(4)若甲中消耗0.01mol O2，转移电子的物质的量n(e-)=4n(O2)=0.04mol，根据转移电子守恒得，丙装置中阴极上铜离子得电子生成铜单质，析出铜的质量m(Cu)=0.04mol××64g/mol=1.28g。
【点睛】本题考查原电池和电解池知识，注意把握电极方程式的书写，为解答该题的关键。要结合串联电路的特点——电子转移数目相等解答该题。当多个池串联时，若有电源为电解池；若无电源，则电极活动性差异大的为原电池，相当于电源，其余各池为电解池。原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应，原电池的正极和电解池的阴极发生还原反应，侧重考查学生的分析能力和计算能力。
20． PbO2 2H2O-4e-=O2↑+4H+(4OH--4e-=O2↑+2H2O) 0.1mol Cu(OH)2 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O
【详解】(1)闭合S，发现H电极附近的溶液先变红，说明H电极上氢离子反应生成氢气，为阴极，则与之连接的A为负极，B为正极，则B电极的电极材料是PbO2；
(2)丙装置中E电极为阳极，溶液中氢氧根离子反应生成氧气，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+(4OH--4e-=O2↑+2H2O) ；
(3)C、D两极上产生的气体体积相同，C电极上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；2H++2e- =H2↑，D电极上发生的电极反应为∶4OH--4e-=2H2O+O2↑，设生成的氧气为xmol，则氢气也为xmol，生成的Cu为0.1L×1mol/L=0.1mol，由得失电子可得:2x+0.1×2=4x，解得x=0.1mol，则电解时生成0.1mol氢气、0.1mol氧气和0.1molCu，若要恢复到原来的状态，需要加入0.1mol Cu(OH)2；
(4)20min后将乙装置与其他装置断开，然后在C、D两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，说明形成原电池，铜失去电子，氧气得到电子，则此时乙装置中发生的总反应化学方程式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。
21．(1) 放出气体，溶液变红 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
(2) 纯铜 减小
(3)Cu2+>H+>X3+
【详解】（1）①由题中图示可知，与电源的负极相连的电极X极是阴极，该电极上氢离子发生得电子的还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，所以该电极附近氢氧根浓度增大，碱性增强，滴入几滴酚酞试液会变红；答案为放出气体，溶液变红。
②②电解饱和食盐水得到的产物是氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；答案为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。
（2）电解方法电解精炼铜，电解池的阴极X材料是纯铜，电极反应为Cu2++2e-=Cu，阳极Y是粗铜，电极反应为Cu-2e -=Cu2+，其中粗铜中比金属铜活泼的金属(Zn、Fe、Ni)优先放电，电解一段时间后，CuSO4溶液浓度会降低；答案为纯铜；减小。
（3）X、Y都是惰性电极，a是溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3，且均为0.1 mol的混合溶液，通电一段时间后，由图2可知，通电后就有固体生成，当通过电子为0.2mol时，析出固体质量达最大，证明此时析出的固体是铜，如果是X3+析出，电子数应该是0.3mol，则氧化能力为Cu2+＞X3+，当电子超过0.2mol时，固体质量没变，说明这时阴极H+放电，阳极仍然是OH-放电，即电解水，说明氧化能力H+＞X3+，所以氧化能力为Cu2+＞H+＞X3+；答案为Cu2+＞H+＞X3+。
22． N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)ΔH=－624kJ·mol－1 O2＋4e－＋2H2O=4OH－ N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑
【详解】(1)在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O，放出热量624kJ(25℃时)，N2H4的相对分子质量为32，则N2H4完全燃烧的热化学方程式是N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)ΔH=－624kJ·mol－1；
(2)肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，该电池正极氧气放电，溶液为碱性环境，则正极电极反应式：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；负极为肼放电，反应生成水和氮气，其电极反应式为：N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑。
23．(1)4OH--4e- =O2↑+2H2O
(2)Fe2O3在阴极上得电子生成Fe(Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-)，Fe将N2还原为NH3(2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3)
【分析】由电解装置图可以看出，在隋性电极Ⅰ，OH-失电子转化为O2，则此电极为阳极；由此得出惰性电极Ⅱ为阴极。
【详解】（1）由分析可知，惰性电极I为阳极，OH-失电子转化为O2，发生的电极反应式为4OH--4e- =O2↑+2H2O。答案为：4OH--4e- =O2↑+2H2O；
（2）从图中可以看出，惰性电极Ⅱ产生的OH-向惰性电极I移动，由H2O转化为OH-，需要Fe2O3提供O元素，从而说明惰性电极I先生成Fe，然后Fe再还原N2并生成NH3。从而得出阴极区发生反应生成NH3的过程可描述为：Fe2O3在阴极上得电子生成Fe(Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-)，Fe将N2还原为NH3(2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3)。答案为：Fe2O3在阴极上得电子生成Fe(Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-)，Fe将N2还原为NH3(2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3)。
24． 牺牲阳极的阴极保护法 第六周期第IVA 族 弱 PbO2 + 4HCl(浓)= PbCl2 + Cl2 ↑+ 2H2O PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O 32 负 NO2 – e- + NO3- = N2O5
【详解】（1）地下钢管连接镁块，镁的活泼性大于铁的活泼性，在钢管中接入镁块可形成原电池，镁作负极，失去电子，首先被腐蚀，从而保护正极的铁不被腐蚀，此法称为牺牲阳极的阴极保护法；
（2）①铅是碳的同族元素，因此铅最外层有四个电子，位于元素周期表第ⅣA族；铅比碳多4个电子层，因此铅共有六个电子层，位于元素周期表的六周期，所以铅位于元素周期表第六周期第IVA 族；同一主族元素由上到下还原性在增强，氧化性在减弱，氧化性对应于非金属性，所以铅的最高价氧化物对应水化物的酸性比碳的最高价氧化物对应水化物的酸性弱；②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，黄绿色气体应为氯气，反应方程式为：PbO2 + 4HCl(浓)= PbCl2 + Cl2 ↑+ 2H2O；③铅蓄电池放电时的正极得到电子，发生还原反应，电极反应为：PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O，当有2mol电子转移时，正极质量增加64g；铅蓄电池放电时的负极失去电子，发生氧化反应，电极反应为：Pb - 2e- +SO42- = PbSO4，当有2mol电子转移时，负极质量增加96g，则两电极质量变化的差为96g-
64g=32g；
（3）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，石墨Ⅰ通入NO2，失去电子，发生氧化反应，因此为负极，电极反应为：NO2-e-+ NO3-=N2O5。石墨Ⅱ为正极，得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2+2 N2O5+4e-=4NO3-。
点睛：本题主要考查原电池的工作原理。在原电池中，活泼电极作负极，失去电子，发生氧化反应，被氧化；不活泼电极作正极，得到电子，发生还原反应，被还原。电子从负极经外接导线流向正极。电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
25． 使用了催化剂 0.0125 mol·L－1·min－1 0.25 mol·L－1 吸 向正反应方向 2NO2＋4CO2＋8e－=N2＋4CO32－或6NO2＋12CO2＋24e－=3N2＋12CO32－ 1.25×10－33mol4·L－4
【详解】试题分析：（1）实验Ⅰ和实验Ⅱ平衡时NO2的浓度相同，但实验Ⅱ反应速率大，则实验Ⅱ使用了催化剂。
（2）由反应 2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)
开始(mol/L)：1 0 0
变化(mol/L)：0.5 0.5 0.25
平衡(mol/L)：0.5 0.5 0.25
用氧气浓度变化表示的化学反应速率=0.25/20=0.0125 mol·L－1·min－1
（3）根据实验Ⅱ，平衡常数k=(0.25×0.5×0.5)÷(0.5×0.5)=0.25；根据图象可知，温度越高，平衡时NO2的浓度越小，说明正反应为吸热反应。
（4）通入2 mol由物质的量之比为1：1组成的NO2与O2混合气体(保持温度不变)，此时为c(NO2)=0.5 mol/L＋0.5 mol/L=1 mol/L，c(NO)=0.5 mol/L，c(O2)=0.25 mol/L＋0.5 mol/L=0.75mol/L，
浓度商为Qc=(0.52×0.75)÷12=0.1825＜0.25，平衡向正反应方向移动，
（5）将8NH3＋6NO27N2＋12H2O设计成原电池，NO2得电子生成N2做正极，电解质溶液为融熔K2CO3，所以CO2参与反应生成CO32－，则正极反应方程式为2NO2＋4CO2＋8e－=N2＋4CO32－。
（6）pH=4.7，POH=14-4.7=9.3，c(OH－)=10－9.3，则Al(OH)3的溶度积常数Ksp[Al(OH)3 ]=c(Al3＋)×c(OH－)3=1×10－5×(10－9.3)3=1.25×10－33mol4·L－4。
考点：考查化学图象的分析与影响化学平衡的因素
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页