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 | 1.1MB | ||
| 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 15:58:25 | ||
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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14题）
1．NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。常温下存在：2NO2(g) N2O4(g)。N2H4可作还原剂，火箭推进剂。下列说法正确的是
A．Cl2和SO2都具有漂白性，是因为它们都有强氧化性
B．铜锌原电池中，盐桥中的K+和NO分别移向正极和负极
C．合成氨生产中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高H2的转化率
D．常温下，pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中，水的电离程度相同
2．图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2，氮元素显-3价)的化学能直接转化为电能，生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜(图乙)，下列说法中不正确的是
A．H+透过质子交换膜由左向右移动
B．M电极反应式：H2NCONH2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+
C．当N电极消耗0.5 mol气体时，则铁电极增重32g
D．N极发生还原反应，图乙中铜电极应与Y相连接
3．在常温常压下用氮气和水生成氨，原理如图所示：
下列说法正确的是
A．图中能量转化方式只有2种
B．氮气和水生成氨气的反应是一个自发的氧化还原反应
C．b极发生的电极反应为
D．a极上每产生，流过的电子数为
4．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应：CO(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO(aq)
B．向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，至溶液恰好呈中性：H++SO+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
C．KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应：3ClO-+2 Fe(OH)3=2FeO+3Cl-+4H++H2O
D．电解饱和食盐水：2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
5．用石墨电极完成下列电解实验。
实验一 实验二
装置
现象 a 、d 处试纸变蓝； b 处变红，局部褪色； c 处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产 生；n 处有气泡产生； ……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A．a、d 处： 2H2O+ 2e-= H2↑+2OH-
B．b 处：2Cl- -2e- = Cl2 ↑ ，Cl2 +H2O H+ +Cl-+HClO
C．c 处发生了反应： Fe-2e-= Fe2+
D．根据实验一的原理， 实验二中 m 处不可能析出铜
6．我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和MnO2，相应的产物为和Mn2+。下列说法错误的是
A．双极膜中的OH-通过膜a移向M极
B．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH不变
C．N电极的反应式为MnO2 +4H+ +2e- =Mn2+ +2H2O
D．若电路中通过2 mol e-，则稀硫酸溶液质量增加89 g
7．镍—镉可充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是KOH，电极反应是：Cd + 2OH- -2e= Cd(OH)2，2NiO(OH) + 2H2O + 2e = 2Ni(OH)2 + 2OH-。下列说法不正确的是（ ）
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大；
B．电池的总反应式是：Cd + 2NiO(OH) + 2H2O = Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
C．电池充电时，镉元素被还原；
D．电池充电时，电池正极和电源的正极连接。
8．某新型可连续工作的锂液流电池，其工作原理如图。下列说法正确的是
A．放电时，左侧浓度持续增大
B．充电时，电极B发生的电极反应：
C．当外电路电流为零时，再向储液罐中注入电池可快速充电，重新工作
D．充电时，电极A质量增加ag时，右侧共有转移至左侧
9．钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法不正确的是
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大
B．电解总反应：2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应会发生变化
D．生成2molCo，Ⅰ室溶液质量理论上减少36g
10．2019年诺贝尔化学奖授予在锂离子电池研究方面做出了贡献的三位科学家。高能电池的反应原理：xLiFePO4+nCxFePO4+LixCn
下列说法不正确的是
A．放电时，电子由电极b经导线、用电器、导线到电极a
B．充电时，向右移动，电极b的电势大于电极a的电势
C．充电时，电极b的电极反应式：
D．放电时，电极a的电极反应式：
11．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）
A．负极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
D．电池总反应为C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O
12．采用(NH4)2SO4和混合溶液作为电解液，平行放置的两块不锈钢板分别作为阴极和阳极，将废铅膏(主要成分为PbO2)平铺在阴极板上，可得到铅单质。这是一种成本较低的铅回收工艺，示意图如图下列说法错误的是
A．阴极板的电极反应为
B．电子由阳极板沿阳极导杆移向外接电源正极
C．电解过程中，OH-向阴极板迁移
D．标准状况下，外电路中每转移4mol电子，阳极板产生22.4LO2
13．研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2—CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法不正确的是
A．由TiO2制得1mol金属Ti，理论上外电路转移4mol电子
B．阳极的电极反应式为2O2－－4e－=O2↑
C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量不会减少
D．装置中石墨电极材料需要定期更换
14．某锂碘电池以固体为电解质传递离子，其基本结构示意图如图，电池总反应可表示为。下列说法正确的是
A．放电时a极上发生还原反应
B．放电时由a极通过固体电解质传递到b极
C．b极上的电极反应式为
D．放电时电池将电能转化为化学能
二、填空题（共8题）
15．请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，当线路中转移0.2 mol电子时，则被腐蚀铜的质量为 g。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为 。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
(3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①此氢氧燃料电池的正极反应式是： 。
②电子的流动方向 (用a与b表示电子流向)。
16．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择 (填字母序号)
a．碳棒 b．锌板 c．铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因 。
(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图2为镁—次氯酸盐燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的 极(填正或负)。F电极上的电极反应式为 。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因 。
(3)乙醛酸(HOOC-CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用双极室成对电解法生产乙醛酸，原理如图3所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
①N电极上的电极反应式为 。
②若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为 mol。
17．如图X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。
(1)①电源上a为 极
②Z槽中f为 极。
(2)①写出Y槽中反应的化学方程式： 。
②写出Z槽中e极上反应的电极反应式： 。
(3)若在电解过程中Y池c极上产生标准状况下体积为2.24L的气体，则在Z池某极上析出固体物质的质量为 g。
18．CO2的捕捉、封存与再利用是实现温室气体减排的重要途径之一。请回答：
(1)二氧化碳的电子式为 。
(2)一种正在开发的利用二氧化碳制取甲酸(HCOOH)的途径如图所示，图中能量主要转化方式为 ，CO2和H2O转化为甲酸的化学方程式为 。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。
①恒容容器中，能加快该反应速率的是 。
a.升高温度 b.从体系中分离出CH3OH c.加入高效催化剂 d.降低压强
②在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2的物质的量随时间变化如图所示。从反应开始到5min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率 。
t/min 0 2 5 10 15
n(CO2)/mol 1 0.75 0.5 0.25 0.25
③在相同温度、恒容的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是 (填序号)。
a.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再改变化
b.n(CO2):n(H2):n(CH3OH):n(H2O)=1:1:1:1
c.容器中混合气体的密度不变
d.v消耗(H2)=3v消耗(CH3OH)
e.体系压强不变
(4)下列一些共价键的键能如下表所示：
化学键 H-H H-O C=O C-H C-O
键能kJ/mol 436 463 803 414 326
反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)， (填“吸收”或“放出”) 的热量为 kJ
19．回答下列问题
(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图1，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 。
(2)化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图2所示：
回答下列问题：
电池中的负极为 (填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为 ，电池工作时，理论上每净化1 mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为 L。
20．下图对三种不同类型汽车(以序号1、2、3表示)的废气排放情况进行了比较。废气中的有害成分主要是：碳氢化合物、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2)，这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气(主要成分是甲烷)为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为1的是 汽车，序号为3的是 汽车。
21．研究电化学原理与应用有非常重要的意义。
(1)与普通(酸性)锌锰电池相比较，碱性锌锰电池的优点是 (回答一条即可)。
(2)铅蓄电池是最常见的二次电池。
①充电时阴极反应为 。
②用铅蓄电池为电源进行电解饱和食盐水实验(石墨棒为阳极，铁为阴极，食盐水500mL，温度为常温)，当电路中有0.05mol电子转移时，食盐水的pH为 (假设溶液体积不变，产物无损耗)。
(3)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。Pt(II)上的电极反应式 。
(4)高铁酸钠()易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取，离子反应为，工作原理如图所示。
装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生。电解一段时间后，降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)；铁电极发生的反应为 。
22．为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，并用以此为电源进行电解实验，装置如图所示，回答相关问题。
①写出通甲醇一极的电极反应方程式 ；写出乙池中B(C)电极的电极反应式 。
②反应过程中，乙池溶液pH的变化为 (升高、降低或不变)。
③当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2 mL(标准状况下)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】A．SO2具有漂白性，是因为它能和有色物质结合，不是因为具有强氧化性，A项错误；
B．铜锌原电池中，盐桥中的K+移向正极，NO分别移向负极，B项正确；
C．合成氨生产中将NH3液化分离，生成物浓度减小，平衡正向移动，氢气的转化率提高，因为反应物浓度减小，则正反应速率减慢，C项错误；
D．盐酸中溶液中水的电离被抑制，水的电离程度减小，氯化铵溶液中水的电离被促进，水的电离程度增大，D项错误；
答案选B。
2．C
【分析】根据题给信息知，甲装置是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液；在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，加成分析解答。
【详解】A．M是负极，N是正极，H+透过离子交换膜由左M极移向N极，故A正确；
B．H2NCONH2在负极M上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H2NCONH2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+，故B正确；
C．当N电极消耗0.5mol氧气时，则转移0.5×4=2.0mol电子，所以铁电极增重mol×64g/mol=64g，故C错误；
D．N是正极，发生还原反应，铁上镀铜，则铁为阴极，应与负极X相连，铜为阳极，应与正极Y相连，故D正确；
故选C。
3．C
【分析】由图可知，该装置为电解装置，其中风能和太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，a极电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，b极为阴极，酸性条件下，氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2+6e—+6H+=2NH3。
【详解】A．由分析可知，图中由风能转化为电能、太阳能转化为电能、电能转化为化学能，共有3种能量转化方式，故A错误；
B．该电解池工作时，氮气和水才生成氨气，故不能据此判断该反应是氮气和水生成氨气的反应是一个自发的氧化还原反应，要判断一个反应是否自发，应根据ΔG=ΔH-T·ΔS 是否小于0，故B错误；
C．由分析可知，b极为阴极，酸性条件下，氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2+6e—+6H+=2NH3，故C正确；
D．缺标准状况下，无法计算22.4L氧气的物质的量和转移的电子数目，故D错误；
故选C。
4．A
【详解】A．饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应，发生沉淀的转化，离子方程式为CO(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO(aq)，A正确；
B．向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，至溶液恰好呈中性，化学方程式应为2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Na2SO4+2H2O，相应的离子方程式为2H++SO+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O，B错误；
C．溶液显碱性，不会有氢离子生成，正确离子方程式为3ClO-+2 Fe(OH)3+4OH =2FeO+3Cl-+5H2O，C错误；
D．水为弱电解质，不能写成离子，正确离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑，D错误；
综上所述答案为A。
5．D
【分析】实验一a、d处试纸变蓝，说明生成OH-，为电解池的阴极，b处变红，局部褪色，为电解池的阳极，生成氯气，c处无明显变化，铁丝左侧为阳极，右侧为阴极，实验二两个石墨电极附近有气泡产生，左侧生成氢气，右侧生成氧气，两个铜珠的左侧为阳极，右侧为阴极，n处有气泡产生，为阴极，以此解答该题。
【详解】A．d处试纸变蓝，为阴极，生成OH-，电极方程式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，故A正确；
B．b处变红，局部褪色，是因为Cl2+H2O=HCl+HClO，HCl的酸性使溶液变红，HClO的漂白性使局部褪色，故B正确；
C．c处为阳极，发生了反应：Fe-2e-═Fe2+，故C正确；
D．实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解池，一个球两面为不同的两极，左边铜珠的左侧为阳极，发生的电极反应为Cu-2e-=Cu2+，右侧(即位置m处)为阴极，发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu，同样右边铜珠的左侧为阳极，右侧(即位置n处)为阴极，因此m处能析出铜，故D错误；
故选：D。
6．B
【详解】A．由题给信息Zn生成Zn(OH)，MnO2生成Mn2+可知，M极为Zn电极，N电极材料为MnO2，即M极为负极，N极为正极，OH-移向负极，A项正确；
B．负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)，每转移2 mol e-，有2 molOH-移向NaOH溶液，而消耗4molOH-，NaOH溶液的pH变小，B项错误；
C．N电极材料为MnO2，MnO2在正极得到电子生成Mn2+，电极方程式为：MnO2 +4H+ +2e- =Mn2+ +2H2O，故C正确；
D．若电路中通过2 mol e-，双极膜中有2 mol H+移向硫酸溶液，同时溶解1 mol MnO2，稀硫酸溶液质量增加2mol1g/mol+1mol87g/mol=89g，D项正确；
故选B。
7．A
【详解】A．电池放电时，电池负极发生失电子的氧化反应，Cd+2OH--2e-═Cd(OH)2，消耗氢氧根离子，所以负极周围溶液的pH不断减小，故A错误；
B．原电池中，正极反应和负极反应的总和即为总反应，即电池的总反应式是：Cd+2NiO（OH）+2H2O═Cd(OH)2+2Ni(OH)2，故B正确；
C．充电时，在阴极上是铬元素得电子的还原反应，即化合价降低的Cd元素在反应中被还原，故C正确；
D．电池充电时，与直流电源正极相连的电极是阳极，电池正极和电源的正极连接，故D正确；
答案选A。
8．B
【分析】由图可知，放电时，电极A为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li-e—=Li+，电极B为正极，碘在正极得到电子发生还原反应生成碘三离子，电极反应式为3I2+2e—=2I，正极室中阴离子电荷数增大，负极室生成的锂离子通过锂超离子交换膜由左向右移动，维持两边溶液电荷守恒；充电时，电极A与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，电极B与直流电源正极相连做阳极，以此来解析；
【详解】A．由分析可知，放电时，负极室生成的锂离子通过锂超离子导电隔膜由左向右移动，维持两边溶液电荷守恒，则左侧锂离子浓度会基本保持不变，A错误；
B．充电时，电极B做电解池的阳极，碘三离子在阳极失去电子发生氧化反应生成单质碘，电极反应式为2I-2e—=3I2，B正确；
C．当外电路电流为零时说明碘完全反应转化为碘三离子，向储液罐中注入氯化铁和盐酸混合溶液，铁离子能将碘三离子氧化为单质碘，使碘在正极上放电，起到快速充电的作用，使电池重新工作，C错误；
D．锂超离子导电隔膜只允许锂离子通过，不允许钾离子通过，D错误；
故选B。
9．A
【分析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动；钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2++2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+。
【详解】A．由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，A项错误；
B．由分析可知，电解总反应为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+，B项正确；
C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，C项正确；
D．由分析可知，阴极生成2mol钴，阳极有2mol水放电，则Ⅰ室溶液质量减少36g，D项正确；
答案选A。
10．B
【分析】由总电池反应式xLiFePO4+nCxFePO4+LixCn以及电池的装置图可知，放电时，石墨电极b为负极，电极a为正极，充电时，电极b为阴极，电极a为阳极。
【详解】A. 放电时，电极b为负极，电极a为正极，电子由负极经导线、用电器、导线到正极，故A正确；
B. 充电时，电极b为阴极，电极a为阳极，阳离子向阴极移动，则向右移动，电极a为阳极，电势更高，故B错误；
C. 充电时，电极b为阴极，得电子，发生还原反应，电极反应式为，故C正确；
D. 放电时，电极a为正极，电极反应式为：，故D正确；
故选B。
【点睛】锂离子电池是考查的热点，锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
11．C
【分析】根据图知，负极上C6H12O6失电子，正极上O2得电子和H+反应生成水，负极的电极反应式为C6H12O6+6H2O 24e =6CO2+24H+，正极的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。
【详解】A.根据上述分析可知，负极的电极反应式为C6H12O6+6H2O 24e =6CO2+24H+，因此CO2在负极产生，A项正确；
B. 葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能，形成原电池，有电流产生，所以微生物促进了反应中电子的转移，B项正确；
C. 根据上述分析可知，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，C项错误；
D. 该反应属于燃料电池，燃料电池的电池总反应式一般和燃烧反应方程式相同，则电池反应式为C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O，D项正确；
答案选C。
【点睛】准确判断该原电池的正负极及其电极反应式为该题的解题突破口，书写电极反应式要注意电解质溶液的酸碱性，如本题中因是质子交换膜，则正极反应式的书写中不可能出现氢氧根离子，此外，掌握一般情况下，原电池原理中的活泼金属单质在负极反应或燃料电池中的氧气在正极参与反应等典型特点也是解此类题的关键技巧。
12．C
【详解】A．题干交待“将废铅膏(主要成分为PbO2)平铺在阴极板上，可得到铅单质”，则阴极板发生PbO2得电子生成Pb的反应，这也是电解回收铅的目的，电极反应为：，故A正确；
B．电子由阳极流入正极，再由负极流向阴极，故B正确；
C．电解池中阴离子向阳极迁移，故C错误；
D．阳极发生反应，每转移4mol电子，阳极板产生1molO2，即22.4LO2(标准状况)，故D正确；
故选：C。
13．B
【分析】根据图知，阳极上电极反应式为C+2O2--4e-═CO2↑，阴极上电极反应式为：2Ca2++4e-═2Ca，钙还原二氧化钛反应方程式为2Ca+TiO2Ti+2CaO，据此分析解答。
【详解】A. 钙还原二氧化钛反应方程式为：2Ca+TiO2Ti+2CaO，由TiO2制得1 mol金属Ti，理论上外电路转移4 mol电子，故A正确；
B. 阳极上电极反应式为C+2O2--4e-═CO2↑，故B错误；
C. 2Ca+TiO2Ti+2CaO，所以CaO质量不会减少，故C正确；
D. 阳极上电极反应式为C+2O2--4e-═CO2↑，钙还原二氧化钛反应方程式为：2Ca+TiO2Ti+2CaO，C的不断消耗注定装置中石墨电极材料需要定期更换，故D正确；
故选：B。
14．C
【分析】根据总反应方程式：放电时Li失去电子，在负极（a极）反应；PbI2得到电子，在正极（b极）发生反应：。
【详解】A．放电时，a极为负极，发生氧化反应，A错误；
B．放电时，向负极移动，即由b极通过固体电解质传递到a极，B错误；
C．b极上的电极反应式为，C正确；
D．放电时，电池将化学能转化为电能，D错误；
故选C。
15． Cu 6.4g B O2＋4H++4e－＝2H2O 由a到b
【分析】原电池中，负极失电子，化合价升高，正极得电子，化合价降低；电子由负极流向正极；电解质溶液中的阴离子向负极移动；两个电极材料均与电解质反应时，活泼金属作负极，只有一个反应时，反应的作负极。
【详解】(1)负极失电子，根据方程式Cu失电子，作负极；铜由0价变为+2价，当失去0.2mol电子时，消耗0.1mol的铜，即6.4g；
(2) 将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，Al与浓硝酸发生钝化后，不反应，而铜反应失电子，则铜作负极；插入烧碱溶液中时，铜不反应，Al反应失电子，则铝作负极，答案为B；
(3)①氢氧燃料中氧气得电子作正极，与电解质溶液中的氢离子反应生成水，电极反应式为O2＋4H++4e－＝2H2O；
②电子由负极流向正极，则电子流动方向为由a到b。
16．(1) b 锌等做原电池的负极，(Zn -2e- = Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换
(2) 负 ClO-+2e-+H2O = Cl-+2OH- Mg+2H2O= Mg(OH)2+H2↑
(3) HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+ H2O 2
【详解】（1）形成原电池时，Fe作正极被保护，则要选择活泼性比Fe强的金属作负极，所以选锌；锌的活泼性比Fe强，作负极，不断遭受腐蚀，需定期拆换；故答案为：b；锌等做原电池的负极，( Zn-2e-=Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换；
（2）①镁-次氯酸盐燃料电池中失电子的为负极，则Mg为负极；正极上ClO-得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；故答案为：负；ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；
②Mg的活泼性较强，能与水反应生成氢气，反应的化学方程式为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，故答案为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；
（3）①N电极上HOOC-COOH得电子生成HOOC-CHO，则电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+H2O，故答案为：HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O；
②N电极附近发生反应：HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+H2O，M电极附近发生反应：Cl2+OHC-CHO+H2O=HOOC-CHO+2HCl，所以若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为2mol，故答案为：2。
17． 正 阴 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ Cu－2e－=Cu2＋ 12.8
【分析】X为直流电源，Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒，接通电路后发现d附近显红色，则d附近生成氢氧根离子，则d极为电解池阴极，d电极上氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，c为阳极，c电极上氯离子放电，则a是直流电源正极，b是直流电源负极；电子从原电池的负极流向电解池的阴极，再到阳极，最后流入原电池的正极；结合电解池中两极上的反应分析解答。
【详解】(1)①由以上分析可知a为正极，故答案为：正；
②Z槽中f与原电池负极相连为阴极；故答案为：阴；
(2)①Y槽中为惰性电极电解氯化钠溶液，其总反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故答案为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
②Z槽中e极与电源正极相连为阳极，其电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，故答案为：Cu－2e－=Cu2＋；
(3)电解过程中Y池c极为阳极，电极方程式为：4OH--4e-=O2+2H2O，产生标准状况下体积为2.24L的氧气，物质的量为=0.1mol，共转移0.4mol电子，Z池f是阴极，电极方程式为：Cu2++2e-=Cu，析出固体物质Cu的物质的量为0.02mol，质量为0.02mol64g/mol=12.8g，故答案为：12.8。
18． 光能转化为化学能 2CO2+2H2O2HCOOH+O2 ac 0.15mol·L-1·min-1 ade 放出 43
【详解】(1)二氧化碳为共价化合物，分子中C原子和O原子形成共价键，电子式为，故答案为：；
(2)由二氧化碳制取甲酸(HCOOH)的转化途径可知，该过程主要是将光能转化为化学能，CO2和H2O在光照的条件下转化为甲酸，同时生成O2，其化学反应方程式为2CO2+2H2O2HCOOH+O2，故答案为：光能转化为化学能；2CO2+2H2O2HCOOH+O2；
(3)①恒容容器中，对于反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
a．升高温度，活化分子数增多，化学反应速率加快，a符合题意；
b．从体系中分离出CH3OH，浓度降低，化学反应速率减慢，b不符合题意；
c．加入高效催化剂，可降低反应活化能，化学反应速率加快，c符合题意；
d．压强减小，由于容器体积保持不变，所以各组分浓度不变，化学反应速率不变，d不符合题意；
故答案为：ac；
②根据图表信息可知，反应开始到5min末，共消耗1-0.5=0.5molCO2，由化学方程式CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)可知，消耗的H2的物质的量为3×0.5mol=1.5mol，则用H2浓度变化表示的平均反应速率为，故答案为：0.15mol·L-1·min-1；
③相同温度、恒容的条件下，对于反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
a．CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再改变化，说明反应达到限度，即达到平衡状态，a满足题意；
b．当n(CO2):n(H2):n(CH3OH):n(H2O)=1:1:1:1时，不能说明化学反应达到平衡，b不满足题意；
c．容器体积不变，则容器中混合气体的密度始终是一个不变量，不能作为达到平衡的标志，c不满足题意；
d．当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，化学反应速率与化学计量数成正比，因此v消耗(H2)=3v生成(CH3OH)，即v消耗(H2)=3v消耗(CH3OH)时，v生成(CH3OH)=v消耗(CH3OH)，说明反应达到平衡，d满足题意；
e．根据阿伏伽德罗定律PV=nRT可知，恒温恒压时，体系压强不变，则物质的量不变，反应为前后物质量不等的反应，故体系压强不变，即物质的量不变时，反应达到平衡，e满足题意；
故答案为：ade；
(4)根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能可知，反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
中，共断裂2molC=O键、3molH—H键，生成3molC—H键、1molC—O键和3molO—H，则ΔH=(2×803+3×436)-(3×414+326+3×463)=-43kJ/mol，即放出热量43kJ，故答案为：放出；43。
【点睛】第(3)题第③问为易错点，在解答时，抓住该条件是否属于变量来判断反应是否达到平衡是解答的关键。
19．(1) 负 NO2＋NO-e-=N2O5
(2) 甲 CO(NH2)2＋H2O-6e-=CO2↑＋N2↑＋6H＋ 33.6
【分析】（1）
该燃料电池中，正极上通入O2，石墨Ⅱ为正极，电极反应式为O2＋2N2O5＋4e-=4NO，负极上通入NO2，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO2＋NO-e-=N2O5。
（2）
根据图示可知，甲电极上CO(NH2)2反应生成二氧化碳和氮气，N元素化合价升高，失电子，为电源的负极，电解质溶液为酸性，则其电极反应式为CO(NH2)2＋H2O-6e-=CO2↑＋N2↑＋6H＋，该反应的总方程式为2CO(NH2)2＋3O2=2CO2＋2N2＋4H2O，根据关系式2CO(NH2)2～3O2可知，电池工作时，理论上每净化1 mol尿素，消耗O2的体积为1.5 mol×22.4 L·mol-1=33.6 L。
20． 电动 以汽油为燃料的
【详解】电动汽车对环境的污染较轻，因此序号为1的是电动汽车；汽油汽车对环境的污染较重，所以序号为3的是以汽油为燃料的汽车。
21．(1)碱性锌锰电池的优点是比能量高、可存储时间长、不易发生电解质的泄漏等；
(2) 13
(3)
(4) 阳极室
【详解】（1）碱性锌锰电池的优点是比能量高、可存储时间长、不易发生电解质的泄漏等；
（2）①电解质溶液为硫酸，根据总反应式可知，在阴极区，硫酸铅得电子转化为铅，其电极反应式为：，
故答案为：；
②电解饱和食盐水发生的总反应为：，2NaOH~H2~2e-,则0.05mol电子转移时，n(OH-) = 0.05 mol，故，，
故答案为13。
（3）二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池中，Pt(II)电极为电源的正极，结合质子交换膜可知，发生的电极反应式为：；
（4）用铁做阳极电解氢氧化钠制备高铁酸钠，阳极室铁失去电子，发生氧化反应，结合氢氧根离子生成高铁酸根离子和水，则电解一段时间后，c（OH ）降低的区域在阳极室，电极反应式为：；
故答案为：阳极室；；
22． CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 降低 280mL
【详解】①燃料电池中通甲醇一极为负极，通甲醇一极的电极反应方程式CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O，乙池中B极为电解池的阳极，发生氧化反应，乙池中B(C)电极的电极反应式4OH--4e-=2H2O+O2↑，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O，4OH--4e-=2H2O+O2↑；
②反应过程中，乙池电解AgNO3溶液，析出Ag，同时生成HNO3，所得溶液pH的变化降低，故答案为：降低；
③当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40 g时，析出Ag的物质的量=，转移电子数为0. 05 mol，则甲池中理论上消耗O2的物质的量=，标准状况下的体积=0.012 5 mol×22.4 L/mol =0.28 L=280 mL，故答案为：280 mL。
答案第1页，共2页
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一、单选题（共14题）
1．NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。常温下存在：2NO2(g) N2O4(g)。N2H4可作还原剂，火箭推进剂。下列说法正确的是
A．Cl2和SO2都具有漂白性，是因为它们都有强氧化性
B．铜锌原电池中，盐桥中的K+和NO分别移向正极和负极
C．合成氨生产中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高H2的转化率
D．常温下，pH均为5的盐酸与氯化铵溶液中，水的电离程度相同
2．图甲是一种利用微生物将废水中的尿素(H2NCONH2，氮元素显-3价)的化学能直接转化为电能，生成对环境无害物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜(图乙)，下列说法中不正确的是
A．H+透过质子交换膜由左向右移动
B．M电极反应式：H2NCONH2+H2O-6e-=CO2↑+N2↑+6H+
C．当N电极消耗0.5 mol气体时，则铁电极增重32g
D．N极发生还原反应，图乙中铜电极应与Y相连接
3．在常温常压下用氮气和水生成氨，原理如图所示：
下列说法正确的是
A．图中能量转化方式只有2种
B．氮气和水生成氨气的反应是一个自发的氧化还原反应
C．b极发生的电极反应为
D．a极上每产生，流过的电子数为
4．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应：CO(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO(aq)
B．向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，至溶液恰好呈中性：H++SO+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
C．KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应：3ClO-+2 Fe(OH)3=2FeO+3Cl-+4H++H2O
D．电解饱和食盐水：2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
5．用石墨电极完成下列电解实验。
实验一 实验二
装置
现象 a 、d 处试纸变蓝； b 处变红，局部褪色； c 处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产 生；n 处有气泡产生； ……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是
A．a、d 处： 2H2O+ 2e-= H2↑+2OH-
B．b 处：2Cl- -2e- = Cl2 ↑ ，Cl2 +H2O H+ +Cl-+HClO
C．c 处发生了反应： Fe-2e-= Fe2+
D．根据实验一的原理， 实验二中 m 处不可能析出铜
6．我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和MnO2，相应的产物为和Mn2+。下列说法错误的是
A．双极膜中的OH-通过膜a移向M极
B．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH不变
C．N电极的反应式为MnO2 +4H+ +2e- =Mn2+ +2H2O
D．若电路中通过2 mol e-，则稀硫酸溶液质量增加89 g
7．镍—镉可充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH)，电解质是KOH，电极反应是：Cd + 2OH- -2e= Cd(OH)2，2NiO(OH) + 2H2O + 2e = 2Ni(OH)2 + 2OH-。下列说法不正确的是（ ）
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大；
B．电池的总反应式是：Cd + 2NiO(OH) + 2H2O = Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
C．电池充电时，镉元素被还原；
D．电池充电时，电池正极和电源的正极连接。
8．某新型可连续工作的锂液流电池，其工作原理如图。下列说法正确的是
A．放电时，左侧浓度持续增大
B．充电时，电极B发生的电极反应：
C．当外电路电流为零时，再向储液罐中注入电池可快速充电，重新工作
D．充电时，电极A质量增加ag时，右侧共有转移至左侧
9．钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法不正确的是
A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大
B．电解总反应：2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+
C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应会发生变化
D．生成2molCo，Ⅰ室溶液质量理论上减少36g
10．2019年诺贝尔化学奖授予在锂离子电池研究方面做出了贡献的三位科学家。高能电池的反应原理：xLiFePO4+nCxFePO4+LixCn
下列说法不正确的是
A．放电时，电子由电极b经导线、用电器、导线到电极a
B．充电时，向右移动，电极b的电势大于电极a的电势
C．充电时，电极b的电极反应式：
D．放电时，电极a的电极反应式：
11．微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）
A．负极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
D．电池总反应为C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O
12．采用(NH4)2SO4和混合溶液作为电解液，平行放置的两块不锈钢板分别作为阴极和阳极，将废铅膏(主要成分为PbO2)平铺在阴极板上，可得到铅单质。这是一种成本较低的铅回收工艺，示意图如图下列说法错误的是
A．阴极板的电极反应为
B．电子由阳极板沿阳极导杆移向外接电源正极
C．电解过程中，OH-向阴极板迁移
D．标准状况下，外电路中每转移4mol电子，阳极板产生22.4LO2
13．研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2—CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法不正确的是
A．由TiO2制得1mol金属Ti，理论上外电路转移4mol电子
B．阳极的电极反应式为2O2－－4e－=O2↑
C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量不会减少
D．装置中石墨电极材料需要定期更换
14．某锂碘电池以固体为电解质传递离子，其基本结构示意图如图，电池总反应可表示为。下列说法正确的是
A．放电时a极上发生还原反应
B．放电时由a极通过固体电解质传递到b极
C．b极上的电极反应式为
D．放电时电池将电能转化为化学能
二、填空题（共8题）
15．请根据题中提供的信息，填写空格。
(1)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，当线路中转移0.2 mol电子时，则被腐蚀铜的质量为 g。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为 。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
(3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①此氢氧燃料电池的正极反应式是： 。
②电子的流动方向 (用a与b表示电子流向)。
16．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择 (填字母序号)
a．碳棒 b．锌板 c．铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因 。
(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图2为镁—次氯酸盐燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的 极(填正或负)。F电极上的电极反应式为 。
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因 。
(3)乙醛酸(HOOC-CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用双极室成对电解法生产乙醛酸，原理如图3所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
①N电极上的电极反应式为 。
②若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为 mol。
17．如图X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。
(1)①电源上a为 极
②Z槽中f为 极。
(2)①写出Y槽中反应的化学方程式： 。
②写出Z槽中e极上反应的电极反应式： 。
(3)若在电解过程中Y池c极上产生标准状况下体积为2.24L的气体，则在Z池某极上析出固体物质的质量为 g。
18．CO2的捕捉、封存与再利用是实现温室气体减排的重要途径之一。请回答：
(1)二氧化碳的电子式为 。
(2)一种正在开发的利用二氧化碳制取甲酸(HCOOH)的途径如图所示，图中能量主要转化方式为 ，CO2和H2O转化为甲酸的化学方程式为 。
(3)目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。
①恒容容器中，能加快该反应速率的是 。
a.升高温度 b.从体系中分离出CH3OH c.加入高效催化剂 d.降低压强
②在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2的物质的量随时间变化如图所示。从反应开始到5min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率 。
t/min 0 2 5 10 15
n(CO2)/mol 1 0.75 0.5 0.25 0.25
③在相同温度、恒容的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是 (填序号)。
a.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再改变化
b.n(CO2):n(H2):n(CH3OH):n(H2O)=1:1:1:1
c.容器中混合气体的密度不变
d.v消耗(H2)=3v消耗(CH3OH)
e.体系压强不变
(4)下列一些共价键的键能如下表所示：
化学键 H-H H-O C=O C-H C-O
键能kJ/mol 436 463 803 414 326
反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)， (填“吸收”或“放出”) 的热量为 kJ
19．回答下列问题
(1)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图1，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 。
(2)化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图2所示：
回答下列问题：
电池中的负极为 (填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为 ，电池工作时，理论上每净化1 mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为 L。
20．下图对三种不同类型汽车(以序号1、2、3表示)的废气排放情况进行了比较。废气中的有害成分主要是：碳氢化合物、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2)，这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气(主要成分是甲烷)为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为1的是 汽车，序号为3的是 汽车。
21．研究电化学原理与应用有非常重要的意义。
(1)与普通(酸性)锌锰电池相比较，碱性锌锰电池的优点是 (回答一条即可)。
(2)铅蓄电池是最常见的二次电池。
①充电时阴极反应为 。
②用铅蓄电池为电源进行电解饱和食盐水实验(石墨棒为阳极，铁为阴极，食盐水500mL，温度为常温)，当电路中有0.05mol电子转移时，食盐水的pH为 (假设溶液体积不变，产物无损耗)。
(3)二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。Pt(II)上的电极反应式 。
(4)高铁酸钠()易溶于水，是一种新型多功能水处理剂，可以用电解法制取，离子反应为，工作原理如图所示。
装置通电后，铁电极附近生成紫红色的，镍电极有气泡产生。电解一段时间后，降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)；铁电极发生的反应为 。
22．为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池，并用以此为电源进行电解实验，装置如图所示，回答相关问题。
①写出通甲醇一极的电极反应方程式 ；写出乙池中B(C)电极的电极反应式 。
②反应过程中，乙池溶液pH的变化为 (升高、降低或不变)。
③当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2 mL(标准状况下)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．SO2具有漂白性，是因为它能和有色物质结合，不是因为具有强氧化性，A项错误；
B．铜锌原电池中，盐桥中的K+移向正极，NO分别移向负极，B项正确；
C．合成氨生产中将NH3液化分离，生成物浓度减小，平衡正向移动，氢气的转化率提高，因为反应物浓度减小，则正反应速率减慢，C项错误；
D．盐酸中溶液中水的电离被抑制，水的电离程度减小，氯化铵溶液中水的电离被促进，水的电离程度增大，D项错误；
答案选B。
2．C
【分析】根据题给信息知，甲装置是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液；在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，加成分析解答。
【详解】A．M是负极，N是正极，H+透过离子交换膜由左M极移向N极，故A正确；
B．H2NCONH2在负极M上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H2NCONH2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+，故B正确；
C．当N电极消耗0.5mol氧气时，则转移0.5×4=2.0mol电子，所以铁电极增重mol×64g/mol=64g，故C错误；
D．N是正极，发生还原反应，铁上镀铜，则铁为阴极，应与负极X相连，铜为阳极，应与正极Y相连，故D正确；
故选C。
3．C
【分析】由图可知，该装置为电解装置，其中风能和太阳能转化为电能，电能又转化为化学能，a极电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，b极为阴极，酸性条件下，氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2+6e—+6H+=2NH3。
【详解】A．由分析可知，图中由风能转化为电能、太阳能转化为电能、电能转化为化学能，共有3种能量转化方式，故A错误；
B．该电解池工作时，氮气和水才生成氨气，故不能据此判断该反应是氮气和水生成氨气的反应是一个自发的氧化还原反应，要判断一个反应是否自发，应根据ΔG=ΔH-T·ΔS 是否小于0，故B错误；
C．由分析可知，b极为阴极，酸性条件下，氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气，电极反应式为N2+6e—+6H+=2NH3，故C正确；
D．缺标准状况下，无法计算22.4L氧气的物质的量和转移的电子数目，故D错误；
故选C。
4．A
【详解】A．饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应，发生沉淀的转化，离子方程式为CO(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO(aq)，A正确；
B．向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，至溶液恰好呈中性，化学方程式应为2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Na2SO4+2H2O，相应的离子方程式为2H++SO+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O，B错误；
C．溶液显碱性，不会有氢离子生成，正确离子方程式为3ClO-+2 Fe(OH)3+4OH =2FeO+3Cl-+5H2O，C错误；
D．水为弱电解质，不能写成离子，正确离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑，D错误；
综上所述答案为A。
5．D
【分析】实验一a、d处试纸变蓝，说明生成OH-，为电解池的阴极，b处变红，局部褪色，为电解池的阳极，生成氯气，c处无明显变化，铁丝左侧为阳极，右侧为阴极，实验二两个石墨电极附近有气泡产生，左侧生成氢气，右侧生成氧气，两个铜珠的左侧为阳极，右侧为阴极，n处有气泡产生，为阴极，以此解答该题。
【详解】A．d处试纸变蓝，为阴极，生成OH-，电极方程式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，故A正确；
B．b处变红，局部褪色，是因为Cl2+H2O=HCl+HClO，HCl的酸性使溶液变红，HClO的漂白性使局部褪色，故B正确；
C．c处为阳极，发生了反应：Fe-2e-═Fe2+，故C正确；
D．实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解池，一个球两面为不同的两极，左边铜珠的左侧为阳极，发生的电极反应为Cu-2e-=Cu2+，右侧(即位置m处)为阴极，发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu，同样右边铜珠的左侧为阳极，右侧(即位置n处)为阴极，因此m处能析出铜，故D错误；
故选：D。
6．B
【详解】A．由题给信息Zn生成Zn(OH)，MnO2生成Mn2+可知，M极为Zn电极，N电极材料为MnO2，即M极为负极，N极为正极，OH-移向负极，A项正确；
B．负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)，每转移2 mol e-，有2 molOH-移向NaOH溶液，而消耗4molOH-，NaOH溶液的pH变小，B项错误；
C．N电极材料为MnO2，MnO2在正极得到电子生成Mn2+，电极方程式为：MnO2 +4H+ +2e- =Mn2+ +2H2O，故C正确；
D．若电路中通过2 mol e-，双极膜中有2 mol H+移向硫酸溶液，同时溶解1 mol MnO2，稀硫酸溶液质量增加2mol1g/mol+1mol87g/mol=89g，D项正确；
故选B。
7．A
【详解】A．电池放电时，电池负极发生失电子的氧化反应，Cd+2OH--2e-═Cd(OH)2，消耗氢氧根离子，所以负极周围溶液的pH不断减小，故A错误；
B．原电池中，正极反应和负极反应的总和即为总反应，即电池的总反应式是：Cd+2NiO（OH）+2H2O═Cd(OH)2+2Ni(OH)2，故B正确；
C．充电时，在阴极上是铬元素得电子的还原反应，即化合价降低的Cd元素在反应中被还原，故C正确；
D．电池充电时，与直流电源正极相连的电极是阳极，电池正极和电源的正极连接，故D正确；
答案选A。
8．B
【分析】由图可知，放电时，电极A为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li-e—=Li+，电极B为正极，碘在正极得到电子发生还原反应生成碘三离子，电极反应式为3I2+2e—=2I，正极室中阴离子电荷数增大，负极室生成的锂离子通过锂超离子交换膜由左向右移动，维持两边溶液电荷守恒；充电时，电极A与直流电源的负极相连，做电解池的阴极，电极B与直流电源正极相连做阳极，以此来解析；
【详解】A．由分析可知，放电时，负极室生成的锂离子通过锂超离子导电隔膜由左向右移动，维持两边溶液电荷守恒，则左侧锂离子浓度会基本保持不变，A错误；
B．充电时，电极B做电解池的阳极，碘三离子在阳极失去电子发生氧化反应生成单质碘，电极反应式为2I-2e—=3I2，B正确；
C．当外电路电流为零时说明碘完全反应转化为碘三离子，向储液罐中注入氯化铁和盐酸混合溶液，铁离子能将碘三离子氧化为单质碘，使碘在正极上放电，起到快速充电的作用，使电池重新工作，C错误；
D．锂超离子导电隔膜只允许锂离子通过，不允许钾离子通过，D错误；
故选B。
9．A
【分析】由图可知，该装置为电解池，石墨电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动；钴电极为阴极，钴离子在阴极得到电子发生还原反应生成钴，电极反应式为Co2++2e-=Co，Ⅲ室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数，氯离子过阴离子交换膜由Ⅲ室向Ⅱ室移动，电解的总反应的离子方程式为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+。
【详解】A．由分析可知，放电生成的氢离子通过阳离子交换膜由Ⅰ室向Ⅱ室移动，使Ⅱ室中氢离子浓度增大，溶液pH减小，A项错误；
B．由分析可知，电解总反应为2Co2++2H2O2Co+O2↑+4H+，B项正确；
C．若移除离子交换膜，氯离子的放电能力强于水，氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，则移除离子交换膜，石墨电极的电极反应会发生变化，C项正确；
D．由分析可知，阴极生成2mol钴，阳极有2mol水放电，则Ⅰ室溶液质量减少36g，D项正确；
答案选A。
10．B
【分析】由总电池反应式xLiFePO4+nCxFePO4+LixCn以及电池的装置图可知，放电时，石墨电极b为负极，电极a为正极，充电时，电极b为阴极，电极a为阳极。
【详解】A. 放电时，电极b为负极，电极a为正极，电子由负极经导线、用电器、导线到正极，故A正确；
B. 充电时，电极b为阴极，电极a为阳极，阳离子向阴极移动，则向右移动，电极a为阳极，电势更高，故B错误；
C. 充电时，电极b为阴极，得电子，发生还原反应，电极反应式为，故C正确；
D. 放电时，电极a为正极，电极反应式为：，故D正确；
故选B。
【点睛】锂离子电池是考查的热点，锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
11．C
【分析】根据图知，负极上C6H12O6失电子，正极上O2得电子和H+反应生成水，负极的电极反应式为C6H12O6+6H2O 24e =6CO2+24H+，正极的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。
【详解】A.根据上述分析可知，负极的电极反应式为C6H12O6+6H2O 24e =6CO2+24H+，因此CO2在负极产生，A项正确；
B. 葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能，形成原电池，有电流产生，所以微生物促进了反应中电子的转移，B项正确；
C. 根据上述分析可知，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，C项错误；
D. 该反应属于燃料电池，燃料电池的电池总反应式一般和燃烧反应方程式相同，则电池反应式为C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O，D项正确；
答案选C。
【点睛】准确判断该原电池的正负极及其电极反应式为该题的解题突破口，书写电极反应式要注意电解质溶液的酸碱性，如本题中因是质子交换膜，则正极反应式的书写中不可能出现氢氧根离子，此外，掌握一般情况下，原电池原理中的活泼金属单质在负极反应或燃料电池中的氧气在正极参与反应等典型特点也是解此类题的关键技巧。
12．C
【详解】A．题干交待“将废铅膏(主要成分为PbO2)平铺在阴极板上，可得到铅单质”，则阴极板发生PbO2得电子生成Pb的反应，这也是电解回收铅的目的，电极反应为：，故A正确；
B．电子由阳极流入正极，再由负极流向阴极，故B正确；
C．电解池中阴离子向阳极迁移，故C错误；
D．阳极发生反应，每转移4mol电子，阳极板产生1molO2，即22.4LO2(标准状况)，故D正确；
故选：C。
13．B
【分析】根据图知，阳极上电极反应式为C+2O2--4e-═CO2↑，阴极上电极反应式为：2Ca2++4e-═2Ca，钙还原二氧化钛反应方程式为2Ca+TiO2Ti+2CaO，据此分析解答。
【详解】A. 钙还原二氧化钛反应方程式为：2Ca+TiO2Ti+2CaO，由TiO2制得1 mol金属Ti，理论上外电路转移4 mol电子，故A正确；
B. 阳极上电极反应式为C+2O2--4e-═CO2↑，故B错误；
C. 2Ca+TiO2Ti+2CaO，所以CaO质量不会减少，故C正确；
D. 阳极上电极反应式为C+2O2--4e-═CO2↑，钙还原二氧化钛反应方程式为：2Ca+TiO2Ti+2CaO，C的不断消耗注定装置中石墨电极材料需要定期更换，故D正确；
故选：B。
14．C
【分析】根据总反应方程式：放电时Li失去电子，在负极（a极）反应；PbI2得到电子，在正极（b极）发生反应：。
【详解】A．放电时，a极为负极，发生氧化反应，A错误；
B．放电时，向负极移动，即由b极通过固体电解质传递到a极，B错误；
C．b极上的电极反应式为，C正确；
D．放电时，电池将化学能转化为电能，D错误；
故选C。
15． Cu 6.4g B O2＋4H++4e－＝2H2O 由a到b
【分析】原电池中，负极失电子，化合价升高，正极得电子，化合价降低；电子由负极流向正极；电解质溶液中的阴离子向负极移动；两个电极材料均与电解质反应时，活泼金属作负极，只有一个反应时，反应的作负极。
【详解】(1)负极失电子，根据方程式Cu失电子，作负极；铜由0价变为+2价，当失去0.2mol电子时，消耗0.1mol的铜，即6.4g；
(2) 将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，Al与浓硝酸发生钝化后，不反应，而铜反应失电子，则铜作负极；插入烧碱溶液中时，铜不反应，Al反应失电子，则铝作负极，答案为B；
(3)①氢氧燃料中氧气得电子作正极，与电解质溶液中的氢离子反应生成水，电极反应式为O2＋4H++4e－＝2H2O；
②电子由负极流向正极，则电子流动方向为由a到b。
16．(1) b 锌等做原电池的负极，(Zn -2e- = Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换
(2) 负 ClO-+2e-+H2O = Cl-+2OH- Mg+2H2O= Mg(OH)2+H2↑
(3) HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+ H2O 2
【详解】（1）形成原电池时，Fe作正极被保护，则要选择活泼性比Fe强的金属作负极，所以选锌；锌的活泼性比Fe强，作负极，不断遭受腐蚀，需定期拆换；故答案为：b；锌等做原电池的负极，( Zn-2e-=Zn2+)，不断遭受腐蚀，需定期拆换；
（2）①镁-次氯酸盐燃料电池中失电子的为负极，则Mg为负极；正极上ClO-得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为：ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；故答案为：负；ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；
②Mg的活泼性较强，能与水反应生成氢气，反应的化学方程式为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，故答案为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；
（3）①N电极上HOOC-COOH得电子生成HOOC-CHO，则电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+H2O，故答案为：HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O；
②N电极附近发生反应：HOOC-COOH+2e-+2H+ =HOOC-CHO+H2O，M电极附近发生反应：Cl2+OHC-CHO+H2O=HOOC-CHO+2HCl，所以若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为2mol，故答案为：2。
17． 正 阴 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ Cu－2e－=Cu2＋ 12.8
【分析】X为直流电源，Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒，接通电路后发现d附近显红色，则d附近生成氢氧根离子，则d极为电解池阴极，d电极上氢离子放电生成氢气和氢氧根离子，c为阳极，c电极上氯离子放电，则a是直流电源正极，b是直流电源负极；电子从原电池的负极流向电解池的阴极，再到阳极，最后流入原电池的正极；结合电解池中两极上的反应分析解答。
【详解】(1)①由以上分析可知a为正极，故答案为：正；
②Z槽中f与原电池负极相连为阴极；故答案为：阴；
(2)①Y槽中为惰性电极电解氯化钠溶液，其总反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故答案为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
②Z槽中e极与电源正极相连为阳极，其电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，故答案为：Cu－2e－=Cu2＋；
(3)电解过程中Y池c极为阳极，电极方程式为：4OH--4e-=O2+2H2O，产生标准状况下体积为2.24L的氧气，物质的量为=0.1mol，共转移0.4mol电子，Z池f是阴极，电极方程式为：Cu2++2e-=Cu，析出固体物质Cu的物质的量为0.02mol，质量为0.02mol64g/mol=12.8g，故答案为：12.8。
18． 光能转化为化学能 2CO2+2H2O2HCOOH+O2 ac 0.15mol·L-1·min-1 ade 放出 43
【详解】(1)二氧化碳为共价化合物，分子中C原子和O原子形成共价键，电子式为，故答案为：；
(2)由二氧化碳制取甲酸(HCOOH)的转化途径可知，该过程主要是将光能转化为化学能，CO2和H2O在光照的条件下转化为甲酸，同时生成O2，其化学反应方程式为2CO2+2H2O2HCOOH+O2，故答案为：光能转化为化学能；2CO2+2H2O2HCOOH+O2；
(3)①恒容容器中，对于反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
a．升高温度，活化分子数增多，化学反应速率加快，a符合题意；
b．从体系中分离出CH3OH，浓度降低，化学反应速率减慢，b不符合题意；
c．加入高效催化剂，可降低反应活化能，化学反应速率加快，c符合题意；
d．压强减小，由于容器体积保持不变，所以各组分浓度不变，化学反应速率不变，d不符合题意；
故答案为：ac；
②根据图表信息可知，反应开始到5min末，共消耗1-0.5=0.5molCO2，由化学方程式CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)可知，消耗的H2的物质的量为3×0.5mol=1.5mol，则用H2浓度变化表示的平均反应速率为，故答案为：0.15mol·L-1·min-1；
③相同温度、恒容的条件下，对于反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
a．CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再改变化，说明反应达到限度，即达到平衡状态，a满足题意；
b．当n(CO2):n(H2):n(CH3OH):n(H2O)=1:1:1:1时，不能说明化学反应达到平衡，b不满足题意；
c．容器体积不变，则容器中混合气体的密度始终是一个不变量，不能作为达到平衡的标志，c不满足题意；
d．当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，化学反应速率与化学计量数成正比，因此v消耗(H2)=3v生成(CH3OH)，即v消耗(H2)=3v消耗(CH3OH)时，v生成(CH3OH)=v消耗(CH3OH)，说明反应达到平衡，d满足题意；
e．根据阿伏伽德罗定律PV=nRT可知，恒温恒压时，体系压强不变，则物质的量不变，反应为前后物质量不等的反应，故体系压强不变，即物质的量不变时，反应达到平衡，e满足题意；
故答案为：ade；
(4)根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能可知，反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
中，共断裂2molC=O键、3molH—H键，生成3molC—H键、1molC—O键和3molO—H，则ΔH=(2×803+3×436)-(3×414+326+3×463)=-43kJ/mol，即放出热量43kJ，故答案为：放出；43。
【点睛】第(3)题第③问为易错点，在解答时，抓住该条件是否属于变量来判断反应是否达到平衡是解答的关键。
19．(1) 负 NO2＋NO-e-=N2O5
(2) 甲 CO(NH2)2＋H2O-6e-=CO2↑＋N2↑＋6H＋ 33.6
【分析】（1）
该燃料电池中，正极上通入O2，石墨Ⅱ为正极，电极反应式为O2＋2N2O5＋4e-=4NO，负极上通入NO2，石墨Ⅰ为负极，电极反应式为NO2＋NO-e-=N2O5。
（2）
根据图示可知，甲电极上CO(NH2)2反应生成二氧化碳和氮气，N元素化合价升高，失电子，为电源的负极，电解质溶液为酸性，则其电极反应式为CO(NH2)2＋H2O-6e-=CO2↑＋N2↑＋6H＋，该反应的总方程式为2CO(NH2)2＋3O2=2CO2＋2N2＋4H2O，根据关系式2CO(NH2)2～3O2可知，电池工作时，理论上每净化1 mol尿素，消耗O2的体积为1.5 mol×22.4 L·mol-1=33.6 L。
20． 电动 以汽油为燃料的
【详解】电动汽车对环境的污染较轻，因此序号为1的是电动汽车；汽油汽车对环境的污染较重，所以序号为3的是以汽油为燃料的汽车。
21．(1)碱性锌锰电池的优点是比能量高、可存储时间长、不易发生电解质的泄漏等；
(2) 13
(3)
(4) 阳极室
【详解】（1）碱性锌锰电池的优点是比能量高、可存储时间长、不易发生电解质的泄漏等；
（2）①电解质溶液为硫酸，根据总反应式可知，在阴极区，硫酸铅得电子转化为铅，其电极反应式为：，
故答案为：；
②电解饱和食盐水发生的总反应为：，2NaOH~H2~2e-,则0.05mol电子转移时，n(OH-) = 0.05 mol，故，，
故答案为13。
（3）二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池中，Pt(II)电极为电源的正极，结合质子交换膜可知，发生的电极反应式为：；
（4）用铁做阳极电解氢氧化钠制备高铁酸钠，阳极室铁失去电子，发生氧化反应，结合氢氧根离子生成高铁酸根离子和水，则电解一段时间后，c（OH ）降低的区域在阳极室，电极反应式为：；
故答案为：阳极室；；
22． CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 降低 280mL
【详解】①燃料电池中通甲醇一极为负极，通甲醇一极的电极反应方程式CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O，乙池中B极为电解池的阳极，发生氧化反应，乙池中B(C)电极的电极反应式4OH--4e-=2H2O+O2↑，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O，4OH--4e-=2H2O+O2↑；
②反应过程中，乙池电解AgNO3溶液，析出Ag，同时生成HNO3，所得溶液pH的变化降低，故答案为：降低；
③当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40 g时，析出Ag的物质的量=，转移电子数为0. 05 mol，则甲池中理论上消耗O2的物质的量=，标准状况下的体积=0.012 5 mol×22.4 L/mol =0.28 L=280 mL，故答案为：280 mL。
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