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
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| 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 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-17 10:04:12 | ||
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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．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．电解熔融NaCl：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑
B．用氨水溶解AgCl沉淀：Ag+＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+＋2H2O
C．Na2CO3溶液吸收溴蒸气：3CO＋Br2=Br－＋BrO＋3CO2
D．金属钠与水反应：2Na＋2H2O=2Na+＋2OH－＋H2↑
2．亚氯酸钠()是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织，印染和食品工业，生产的主要流程如图1所示。下列有关说法错误的是
A．Ⅰ中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1
B．Ⅱ中反应的离子方程式：
C．图2中右侧区域溶液pH降低，电极反应式为：
D．A溶液为溶液可循环利用
3．现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．NaB(OH)4中B的化合价为+3价
B．N室发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响H3BO3的纯度
D．a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜
4．空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．H＋由右室进入左室
B．Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用
C．若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗33.6L甲烷时，理论上可转化2molHNO2
D．阴极的电极反应式：2HNO2＋6H＋＋6e-=N2↑＋4H2O
5．中科院科学家们研究开发了一种柔性手机电池,示意图如图所示[其中多硫化锂(Li2Sx)中x=2、4、6、8]。下列说法错误的是
A．碳纳米层具有导电性,可用作电极材料
B．放电时,Li+移向Li2Sx膜
C．电池工作时,正极可能发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
D．电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多
6．二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备，其原理如图所示：下列说法不正确的是
A．b电极接电源的负极，在b极区流出的Y溶液是稀盐酸
B．二氧化氯发生器中排出的X溶液中溶质主要为NaCl和NaOH
C．电解过程中二氧化氯发生器中产生2.24L(标准状况)NH3，则b极产生0.2gH2
D．电解池a极的电极反应式为-6e-+3Cl-=NCl3+4H+
7．如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是( )
A．从D口逸出的气体是H2
B．从B口加入稀NaOH(增强导电性)的水溶液
C．每生成22.4 L Cl2，同时产生2 mol NaOH
D．从A口加入精制的浓食盐水
8．某学生欲完成反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑而设计了下列四个实验，你认为可行的是（ ）
A． B．
C． D．
9．原油中的硫化氢可采用电化学法处理，并制取氢气，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．电解池中电极a为阳极
B．H+由电解池的左池移向右池
C．从反应池进入电解池的溶液溶质为FeCl2和HCl
D．生成11.2LH2(标准状况)，理论上在反应池中生成0.25molS沉淀
10．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是
A．肼（N2H4）的电子式为
B．负极发生的电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O
C．电流从右侧电极经过负载流向左侧电极
D．该燃料电池持续放电时，电解质溶液碱性增强
11．工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如图。
下列说法不正确的是
A．X为KHCO3溶液
B．应选用阳离子交换膜
C．阳极区发生的反应为2H2O-4e-=4H++O2↑和H++HCO=CO2↑+H2O
D．当电路中通过1mol电子时，电解装置共产生0.75mol气体
12．氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上且不会因为过热而造成安全风险。如图是氟离子电池工作示意图，其中充电时F-从乙电极流向甲电极，已知BiF3和MgF2均难溶于水，下列关于该电池的说法正确的是
A．放电时，甲电极的电极反应式为Bi-3e-+3F-=BiF3
B．充电时，外加电源的负极与甲电极相连
C．充电时，导线上每通过0.5mole-，乙电极质量增加9.5g
D．放电时，电子由乙电极经外电路流向甲电极，再经电解质溶液流向乙电极
13．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：
14．利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢的同时可获得氧气，其工作情况如图所示，有关说法正确的是
A．连接时，可制得
B．连接时，向电极3迁移
C．制高纯氢时电极3上发生反应：
D．制得时，和发生转化的物质的量为
二、填空题（共9题）
15．如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜、装置Ⅲ实现粗铜的精炼。
(1)a处应通入 (填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是 。
(2)电镀结束后，理论上装置Ⅰ中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)装置I中消耗1.12L(标准状况下)的CH4时，装置II中Cu电极质量减少的质量为 。
(4)粗铜的电解精炼如图所示，在粗铜的电解过程中，d电极上发生的电极反应为 ；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是 。
(5)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO与Cl2在一定条件下合成：2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) △H＜0。保持恒温恒容条件，将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比[]进行反应，平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示：
①图中T1、T2的关系为：T1 T2(填“＞”、“＜”或“=”)。
②图中纵坐标为物质 的转化率。
③图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是 (填“A”、“B”、或“C”)。
16．金属腐蚀在生活中随处可见，常见的有化学腐蚀和电化学腐蚀．
I．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：
编号 实验目的 炭粉质量/g 铁粉质量/g 醋酸质量分数/%
① 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0
② 醋酸浓度的影响 0.5 36.0
③ 0.2 2.0 90.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了 (填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向 ；此时，炭粉表面发生了 (填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是 。
(3)图中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是 。
(4)图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是 (填“a”“b”或“c”)。
②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，其离子方程式为 。
17．用硫酸处理红土镍矿时要消耗大量的硫酸，同时产生大量的硫酸钠及硫酸镁。为再生硫酸，科研人员利用电解食盐水的原理制取硫酸，装置如图。
（1）电解时，阳极的电极反应式为 ，电解过程中阴极周围溶液的PH (“增大”“减小”或“不变”)。
（2）硫酸镁销路不畅，而氢氧化镁较为畅销，获得氢氧化镁的方法是 。
（3）用电解原理也可处理含镍废水，同时还可回收金属镍，下图中①为 （填“阴”或“阳”）离子交换膜。阴极上Ni2+放电时的电极反应式为 。
18．某课外小组利用原电池原理驱动某简易小车(用电动机表示)。
(1)初步设计的实验装置示意图如图1所示，CuSO4溶液在图1所示装置中的作用是 (答两点)。
实验发现：该装置不能驱动小车。
(2)该小组同学提出假设：
可能是氧化反应和还原反应没有完全隔开，降低了能量利用率，为进一步提高能量利用率，该小组同学在原有反应的基础上将氧化反应与还原反应隔开进行，优化的实验装置示意图如图2所示，图2中A溶液和B溶液分别是 和 ，盐桥属于 (填“电子导体”或“离子导体”)，盐桥中的Cl-移向 溶液(填“A”或“B”)。为降低电池自重，该小组用阳离子交换膜代替盐桥，实验装置示意图如图3所示。
(3)利用改进后的实验装置示意图3，仍不能驱动小车，该小组同学再次提出假设：
可能是电压不够；可能是电流不够；可能是电压和电流都不够；
实验发现：1.5V的干电池能驱动小车，其电流为750μA；
实验装置示意图3的最大电压为1.0V，最大电流为200μA
该小组从电极材料、电极反应、离子导体等角度对装置做进一步优化，请补全优化后的实验装置示意图4，并在图中标明阳离子的流向。
19．
(1)已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：
弱酸化学式 HSCN CH3COOH HCN H2CO3
电离平衡常数 1.3×10-1 1.8×10-5 4.9×10-10 K1=4.3×10-7K2=5.6×10-11
①等物质的量浓度的a．CH3COONa、b．NaCN、c．Na2CO3、d．NaHCO3溶液的pH由大到小的顺序为 （填序号）。
②25℃时，将20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.1 mol·L-1HSCN溶液分别与20 mL 0.1 mol·L-1
NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）的变化如图所示：反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 。反应结束后所得两溶液中，c(CH3COO-) c(SCN-)（填“＞”、“＜”或“＝”）
③若保持温度不变，在醋酸溶液中加入少量盐酸，下列量会变小的是 （填序号）。
a． c(CH3COO－)
b． c(H+)
c． Kw
d． 醋酸电离平衡常数
(2)下图为某温度下，PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，溶液的S2-浓度、金属阳离子浓度变化情况。如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是 （填化学式）。向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2+、Fe2+的溶液，振荡后，ZnS沉淀会转化为 （填化学式）沉淀。
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷
燃料电池电解50 mL 2 mol·L—1的氯化铜溶液的装置示意图：
请回答：
① 甲烷燃料电池的负极反应式是 。
② 当线路中有0.1 mol电子通过时， 极增重 g
20．金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。
已知：铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬(CrSO4)。
(1)铜和铬构成的原电池装置如图1所示，其中盛有稀硫酸的烧杯中出现的现象为 。盐桥中装的是琼脂-饱和KCl溶液，下列关于该原电池的说法正确的是 (填序号)。
A．盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持溶液呈电中性，凡是有盐桥的原电池，盐桥中均可以盛装琼脂-饱和KCl溶液
B．理论上1 mol Cr溶解，盐桥中将有2 mol Cl-进入左烧杯中，2 mol K+进入右烧杯中
C．在原电池反应中H+得电子发生氧化反应
D．电子从铬极通过导线到铜极，又通过盐桥转移到左烧杯中
(2)铜和铬构成的另一原电池装置如图2所示，铜电极上不再有图1装置中铜电极上出现的现象，铬电极上产生大量气泡，且气体遇空气呈红棕色。写出该原电池正极的电极反应式： 。
21．戴口罩是防控新型冠状病毒的重要手段，口罩生产的主要原料聚丙烯由丙烯聚合而来。丙烷脱氢是丙烯工业生产的重要途径。反应的热化学方程式为C3H8（g）C3H6（g）+H2（g） △H＞0。回答下列问题：
（1）从工业生产的角度来看。制备丙烯所用的丙烷可以从下面工业气体中获得的是 。
A．液化石油气 B．炼铁高炉尾气 C．水煤气 D．焦炉气
（2）104Pa、105Pa时由一定量丙烷脱氢制丙烯，反应在不同温度下达到平衡，测得丙烷、丙烯的物质的量分数变化关系如图所示。
①104Pa时丙烷及丙烯的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是 、 。
②丙烷脱氢制丙烯反应在 （选“高温”或“低温”）时更加容易自发进行。
③起始时充入一定量的丙烷发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数KP= （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
（3）一种丙烷脱氢制丙烯工艺生产中增加了氧化脱氢部分，O2被引入到脱氢反应体系中，这样做的好处是 。
（4）利用CO2的弱氧化性，开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。其反应机理如图所示。
已知：CO和C3H4、C3H6的燃烧热△H分别为-283 0kJ mol-1、-2217.8kJ mol-1、-2049.0kJ mol-1。
②298K时，该工艺总反应的热化学方程式为 。
②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是 。
22．完成下列填空
(1)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，请回答下列问题：
①高铁电池的负极材料是 。
②放电时，正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应。已知负极电极反应式为：Zn 2e- ＋2OH- = Zn(OH)2，则正极电极反应式为 。
③放电时， (填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
(2)某种燃料电池的工作原理如图所示，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从 口通入(填“A”或“B”)；
②假设使用的“燃料”是甲醇，a极的电极反应式为 。
(3)氧化还原滴定与中和滴定类似，指的是用已知浓度的氧化剂(还原剂)溶液滴定未知浓度的还原剂(氧化剂)溶液。现有酸性溶液和未知浓度的无色溶液，已知二者发生氧化还原反应的离子方程式是，通过滴定实验测定溶液的浓度。完成下列问题：
①该滴定实验 (填“需要”或“不需要”)指示剂，滴定终点的现象为 。
②滴定前平视酸性溶液的液面，读数为amL，滴定后俯视液面，读数为bmL，则比实际消耗的溶液体积 (填“偏大”或“偏小”)。则根据计算得到的待测液浓度比实际浓度 (填“偏大”或“偏小”)。
23．R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。R的最外层电子数是内层电子数的两倍，X2W2可用于呼吸面具，Y的主族序数与周期数相等，Z的氢化物的分子式为H2Z。
(1)Z在周期表中的位置是 。
(2)RZ2的结构式是 ，X2Z2的电子式是 。
(3)H2ZW3在水中电离的方程式为 ，向H2ZW3水溶液滴入少量酸性高锰酸钾溶液，发生反应的离子方程式为 。
(4)某传感器可以检测空气中ZW2的含量，工作原理如图所示。则电流流向为 时针方向(填“顺”或“逆”)，其阴极电极反应式 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．惰性电极电解熔融NaCl，体系中没有水，反应产物为钠和氯气，故A错误；
B．AgCl难溶于水，用氨水溶解AgCl沉淀：AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+＋2H2O+2Cl－，故B错误；
C．3CO＋3Br2=5Br－＋BrO＋3CO2，原反应不遵守得失电子守恒，故C错误；
D．金属钠与水反应，离子方程式：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，故D正确；
故选D。
2．C
【解析】由流程图结合离子隔膜电解池可知，电解硫酸钠溶液本质是电解水，右侧NaOH由稀变为浓，可知A为硫酸，左侧为氧气，右侧为氢气，I中NaClO3、Na2SO3、硫酸反应生成ClO2、Na2SO4溶液，反应离子方程式为2H++SO+2ClO=2C1O2+SO+H2O，Ⅱ中ClO2与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO2和氧气，离子反应为，以此来解答。
【详解】A．由流程图可知反应Ⅰ，反应物为NaClO3、Na2SO3、加入A溶液，产生ClO2、Na2SO4溶液，反应的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O，所以Na2SO3具有还原性，是还原剂，NaClO3是氧化剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:1，故A正确；
B．Ⅱ中反应根据流程信息可知，生成NaClO2，所以一定有ClO2→NaClO2，化合价降低，被还原；则H2O2必定被氧化，有氧气产生，反应中ClO2是氧化剂，发生还原反应，H2O2是还原剂，发生氧化反应，产生氧气，氢氧化钠提供碱性环境，则根据氧化还原的配平原则可知，其离子方程式为：，B正确；
C．图2中右侧区域发生的电极反应式为：，氢离子浓度减少，则溶液pH升高，C错误；
D．根据图Ⅰ和图III可知，A为，可循环利用，D正确；
故选C。
3．C
【详解】A．设B化合价为x，根据化合价为o计算+1+x+(-2+1)×4=0，得x=+3，A项正确；
B．N与电源的负极相连为电解池的阴极，该极为H+发生还原反应：2H++2e-= H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项正确；
C．若撤去a膜，经b膜进入稀硫酸中而形成H3BO3，得到H3BO3混有H2SO4，C项错误；
D．装置中得到H3BO3，需要经b膜进入产品室而H+经a膜进入产品室，所以a、b分别为阳离子和阴离子交换膜。原料室中的Na+需要经c膜进入N室形成NaOH，所以c膜为阳极膜，D项正确；
故选C。
4．D
【分析】空气污染物NO通常用含Ce4+的溶液吸收，生成HNO2、，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4+，电解过程中铈离子在阳极失电子被氧化生成Ce4+，HNO2在阴极得到电子变化为氮气，据此分析解答。
【详解】A．电解池中阳离子移向阴极，质子交换膜是允许氢离子通过，H+由左室进入右室，故A错误；
B．电解过程中铈离子在阳极失电子被氧化生成Ce4+，Ce4+从电解槽的a口流出，且可循环使用，故B错误；
C．甲烷燃料电池中，在碱性溶液中，甲烷燃料电池的负极反应式为CH4-8e-+10OH-═+7H2O，故每有1mol甲烷反应，转移电子8mol，阴极的电极反应式：2HNO2+6H++6e-═N2↑+4H2O，3CH4～8HNO2～24e-，当消耗标准状况下33.6L甲烷时，其物质的量==1.5mol，理论上可转化HNO24mol，故C错误；
D．HNO2在阴极上得到电子还原为氮气，电极反应式为2HNO2+6H++6e-═N2↑+4H2O，故D正确；
故选D。
5．D
【详解】A.作为超级电容器电极材料，碳纳米层具有导电性高和循环稳定性好的特点，故A正确；
B.放电时，阳离子向正极移动，Li2Sx为柔性手机电池的正极，则Li+移向Li2Sx膜，故B正确；
C.电池工作时，Li2Sx做正极，Li2Sx得电子发生还原反应，x值会减小，正极反应式可能为2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，故C正确；
D.电池充电时，Li2Sx做阳极，Li2Sx失电子发生氧化反应，x值会增大，则Li2S2的量减小，故D错误；
故选D。
【点睛】电池工作时，Li2Sx做正极，Li2Sx得电子发生还原反应，x值会减小，电池充电时，Li2Sx做阳极，Li2Sx失电子发生氧化反应，x值会增大是解答关键。
6．C
【分析】b电极产生氢气，电极上氢离子得电子被还原，所以b极为阴极，与电源负极相连，a极为阳极，与电源正极相连，结合电解质溶液的变化可知，a电极上NH4Cl被氧化成NCl3。
【详解】A．电解池右边产生氢气，则b电极接电源的负极，在b极区氢离子得电子产生氢气，氯离子通过阴离子交换膜进入左边，盐酸变稀，则流出的Y溶液是稀盐酸，选项A正确；
B．二氧化氯发生器中反应物有NCl3、NaClO2，产物有ClO2和NH3，说明该过程中+3价的N元素将+3价Cl元素氧化成+4价，结合电子守恒和元素守恒可得发生的反应为：NCl3+6NaClO2+3H2O=3NaCl+3NaOH+6ClO2↑+NH3↑，所以排出的X溶液中溶质主要为NaCl和NaOH，选项B正确；
C．电解过程中二氧化氯发生器中产生2.24L(标准状况)NH3，即0.1molNH3，根据反应NCl3+6NaClO2+3H2O=3NaCl+3NaOH+6ClO2↑+NH3↑可知转移的电子的物质的量为0.6mol，根据电子守恒可知b极产生的氢气为0.3mol为0.6g，选项C错误；
D．电解池a极为阳极，NH4Cl被氧化成NCl3，根据电子守恒可得电极反应式为-6e-+3Cl-=NCl3+4H+，选项D正确；
综上所述答案为C。
7．C
【分析】根据钠离子移动方向知，右边是阴极，左边是阳极，阴极上氢离子放电生成氢气，发生2H++2e-=H2↑，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl─-2e-=Cl2↑，电解时，阳极生成氯气，消耗NaCl，则应在阳极补充NaCl，阴极生成OH-，且Na+向阴极移动，则产品烧碱溶液从阴极区导出。
【详解】A．右边是阴极区，发生2H++2e-=H2↑，所以从D口逸出的气体是H2，故A正确；B．阴极生成OH-，且Na+向阴极移动，阴极区生成NaOH，为增强导电性，则从B口加入稀NaOH（增强导电性）的水溶液，故B正确；C．电池反应式为2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，标准状况下每生成22.4L Cl2，生成1mol氯气时，同时产生2molNaOH，因为温度和压强未知，无法计算氯气的物质的量，故C错误；D．电解时，阳极生成氯气，消耗NaCl，则应在阳极补充NaCl，即浓盐水从A口注入，故D正确；本题选C。
8．C
【详解】完成Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑反应，因Cu与稀硫酸常温下不反应，则应设计为电解池，排除BD，电解池中Cu为阳极，电解质为H2SO4，则C正确，A错误；
答案选C。
9．D
【分析】从图分析，FeCl3溶于经H2S还原为FeCl2进入a极再循环使用，那么a极为Fe2+变为Fe3+发生氧化反应为阳极，而b极产生H2发生还原反应为阴极。
【详解】A．由上分析，a极为阳极，A项正确；
B．H+通过膜移向阴极，即从左池经膜移向右池，C项正确；
C．反应池的反应为2FeCl3+H2S=S↓+2FeCl2+2HCl，所以进入电解池的溶有FeCl2和HCl，C项正确；
D．电子守恒关系：H2~2e-~S，即每产生1molH2可以产生1molS沉淀，那么11.2L即为0.5molH2产生0.5molS，D项错误；
故选D。
10．D
【分析】该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，左侧为负极，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O，正极上氧气得电子发生还原反应，右侧为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应为N2H4+O2=N2↑+2H2O，据此分析解答。
【详解】A．肼分子中氮原子满足8电子稳定结构，氮原子和氢原子形成四个共价键，氮原子与氮原子之间形成一个共价键，电子式为，故A正确；
B．通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O，故B正确；
C．该燃料电池中，右侧通入氧化剂空气的电极为正极，电流从正极流向负极，即电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，故C正确；
D．负极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应为N2H4+O2=N2↑+2H2O，该燃料电池持续放电时，电解质溶液被稀释，碱性减弱，故D错误；
故选D。
11．D
【详解】A．K2CO3溶液吸收CO2，发生反应：K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3，所以X为KHCO3溶液，A正确；
B．左侧与电源负极相连为阴极，右侧为阳极，为了阻止左侧的碳酸根移向阳极，同时能够使右侧的K+迁移到阴极，应选用阳离子交换膜，B正确；
C．右侧为阳极，水电离出的氢氧根放电生成氧气，同时产生大量氢离子，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，产生的氢离子和碳酸氢根反应生成二氧化碳和水，离子方程式为H++HCO=CO2↑+H2O，C正确；
D．根据电子守恒和发生的反应可知存在关系：2e-~H2~0.5O2~2CO2，所以转移1mol电子时，产生0.5molH2、0.25molO2、1molCO2，共1.75mol气体，D错误；
综上所述答案为D。
12．C
【分析】充电时F－从乙电极流向甲电极，说明乙为阴极，甲为阳极。
【详解】A.放电时，为原电池，甲电极为正极，发生还原反应，甲电极的电极反应式为BiF3 + 3e－= Bi＋3F－，故A错误；
B.充电时，外加电源的负极与乙电极相连，故B错误；
C.充电时，甲电极发生Bi－3e－＋3F－= BiF3，导线上每通过0.5mole－，则有0.5mol F－变为BiF3，其质量增加9.5g，故C正确；
D.电子能够经过电极、导线流经外电路，不能经过电解质溶液，故D错误；
故答案为C。
13．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。
【详解】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。
14．C
【详解】A．当连接时，由图示分析可知，电极3为阳极，被氧化为NiOOH；电极1为阴极，氢离子或水得到电子被还原为氢气，故A错；
B．连接时，电极3为阴极，电极2为阳极；在电解池中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，所以向电极2迁移，故B错；
C．制高纯氢时，氢离子或水在电极2 得到电子被还原成氢气，电极3上发生氧化反应：，故选C；
D．制得时，未说明条件是否为标况；若标况时，制得，则转移的电子的物质的量为；1mol转化为1mol得到，根据电子守恒可得；标况下，和发生转化的物质的量为，故D错。
答案选C
15．(1) CH4 O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)变小
(3)12.8
(4) Cu2++2e-=Cu Au、Ag
(5) ＜ Cl2 A
【详解】（1）通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，则铁棒为阴极，a是燃料电池的负极，所以a处应通入CH4；b是正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-；
（2）放电过程中，装置Ⅰ的总反应是CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，反应消耗KOH，理论上装置Ⅰ中溶液的pH变小；
（3）装置I中消耗1.12L(标准状况下)的CH4时，电路中转移电子的物质的量是，根据电子守恒，装置II中有0.2molCu失电子生成铜离子，铜电极质量减少的质量为；
（4）a是负极，则d电极为阴极，阴极上铜离子得电子生成铜，发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，铁的活泼性大于铜，铁失电子生成亚铁离子，排在铜后面的金属不失电子，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是Au、Ag。
（5）①2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) 正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，转化率降低，根据图示，相同的氮氯比时，T1温度下转化率高，说明T1②增大NO的浓度，氯气的转化率增大，根据图示，随氮氯比的增大，转化率增大，所以图中纵坐标为物质Cl2的转化率。
③其它条件相同，投料比等于系数比，平衡体系中产物的体积分数最大，A、B相比，A点NOCl体积分数大；A、C相比，A点转化率大，A点NOCl体积分数大，所以图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是A。
16．(1) 2.0 炭粉含量的影响
(2) 吸氧 还原
(3)的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大
(4) c
【详解】（1）探究弱酸条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，如图所示。②探究醋酸浓度的影响，故铁粉质量不变，为2.0g；③炭粉质量变化，可知探究炭粉含量的影响；
（2）t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，电子转移的方向为，碳电极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为；
（3）的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大，故U形管左端红墨水柱下降。
（4）①根据图知，O2得电子生成OH-，Cu失电子生成Cu2+，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极，即c是负极。
②Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，负极上生成Cu2+、正极上生成OH-，所以该离子反应为。
17． 2H2O-4e-=4H++O2↑（或4OH- -4e-=2H2O+O2↑） 增大 将硫酸镁与阴极液反应制得氢氧化镁 阳 Ni2++2e-=Ni
【详解】（1）电解时，溶液中由水电离出来的氢氧根离子失电子产生氧气，则阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH- -4e-=2H2O+O2↑，电解过程中阴极周围氢离子得电子产生氢气，氢氧根离子浓度增大，则溶液的PH增大；（2）硫酸镁销路不畅，而氢氧化镁较为畅销，获得氢氧化镁的方法是将硫酸镁与阴极液反应制得氢氧化镁；（3）该装置为电解池，图中右边池中废水中的氯离子进入中间区域，左边池中钠离子进行中间区域，故①应该为阳离子交换膜，阴极上Ni2+放电时生成镍单质析出在电极上，其电极反应式为：Ni2++2e-=Ni。
18． 传导离子、作正极反应物 硫酸锌溶液 硫酸铜溶液 离子导体 A
【详解】(1)由可知，CuSO4是电解质，可传导离子，该原电池的负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故CuSO4可作正极反应物；答案为传导离子、作正极反应物。
(2)由可知，A溶液中电极为Zn，故A溶液中应为Zn2+，同理，B溶液中为Cu2+，由(1)知阴离子为；盐桥是由琼脂和饱和的KCl或KNO3组成，属于离子导体；根据在原电池中阴离子向负极移动，则Zn为负极，故Cl-向A溶液中移动；答案为硫酸锌溶液，硫酸铜溶液，离子导体，A。
(3)由可知，电子由左边移向右边，左边为负极，右边为正极，根据题中信息，要增大电压和电流，故选取电极材料Mg和石墨，阳离子向正极移动，优化后的实验装置示意图4为；答案为。
19．(1) c b d a 同浓度的HSCN比CH3COOH酸性强，与NaHCO3溶液反应快 ＜ a
(2) FeS PbS
(3) CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ b（1分） 2（1分）
【详解】（1）①电离平衡常数越大，酸性越强，则根据表中数据可知酸性强弱顺序为HSCN＞CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞。酸越强，相对应酸根离子越容易水解，盐溶液的碱性越强，pH越大，则a．CH3COONa、b．NaCN、c．Na2CO3、d．NaHCO3溶液的pH由大到小的顺序为c、b、d、a。
②由于同浓度的HSCN比CH3COOH酸性强，与NaHCO3溶液反应快，因此反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异。由于醋酸根的水解程度大，则溶液中c(CH3COO-)＜c(SCN-)。
③醋酸是弱酸，溶液中存在电离平衡，则
a．加入盐酸抑制醋酸的电离，c(CH3COO－)减小，a正确；
b．加入盐酸酸性增强，c(H+)增大，b错误；
c．Kw只与温度有关系，加入盐酸水的离子积常数不变，c错误；
d．醋酸电离平衡常数只与温度有关系，加入盐酸电离平衡常数不变，d错误，
答案选a。
（2）根据图象可知硫化铅的溶度积常数最小，其次是硫化锌，最大的是硫化亚铁。所以如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是FeS；根据沉淀容易向更难溶的方向转化可知，向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2+、Fe2+的溶液，振荡后，ZnS沉淀会转化为PbS。
（3）①甲烷在燃料电池的负极失去电子，发生氧化反应。由于电解质溶液显酸性，则负极电极反应式为CH4 -8e- + 2H2O＝CO2 + 8H+ 。
②b电极与负极相连，作阴极，溶液中的铜离子放电析出铜，因此b电极质量增加。根据方程式Cu2＋＋2e-＝Cu可知析出铜的物质的量是0.05mol，质量是0．05mol×64g/mol＝3．2。
20． 铜电极上有气泡生成 B 4H++NO+3e- = NO↑+2H2O
【详解】(1)A．根据题中信息可知在图1装置中，铬失去电子生成Cr2+，氢离子在铜电极上得到电子生成氢气；双液原电池中盐桥中通常盛装的是琼脂-饱和氯化钾溶液，但若某溶液中的溶质是硝酸银，则盐桥中应改装琼脂-饱和硝酸钾溶液，防止生成的氯化银沉淀堵塞盐桥使离子移动不畅，故A错误；
B．由电子守恒可知，1molCr溶解转移2mol电子，左烧杯中增加2mol正电荷，右烧杯中减少2mol正电荷，盐桥中将有2molCl-进入左烧杯中，2molK+进入右烧杯中，故B正确；
C．在原电池反应中氢离子得到电子发生还原反应，故C错误；
D．电子只在导线中移动，电解质溶液中是离子的移动，故D错误；
答案为B；
(2)由实验现象可知，在图2装置中铬电极作正极，硝酸根离子在铬电极上得到电子发生还原反应转化为NO，所以原电池正极的电极反应式为：4H++NO+3e- = NO↑+2H2O。
21． A c b 高温 12500Pa O2与H2反应生成H2O，使脱氢反应平衡正向移动，提高丙烷转化率；丙烷脱氢反应为吸热反应，O2与H2反应放热，为脱氢反应提供热量 CO2（g）+C3H8（g）=C3H6（g）+CO（g）+H2O（l） △H=+114.2kJ mol-1 碳和二氧化碳生成一氧化碳气体，脱离催化剂
【详解】(1)A．液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品，其主要成分是丙烷和丁烷，故A正确；
B．炼铁高炉尾气主要成分是CO、CO2、SO2等，故B错误；
C．水煤气的主要成分是CO、H2，故C错误；
D．焦炉气主要是通过煤的干馏产生的，主要成分是CO、H2、CH4等，故D错误；
答案为A；
(2)①图1为丙烷脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系图，由于反应正向为吸热反应，所以其它条件相同时升高温度平衡正向进行，丙烷的体积分数降低，丙烯的体积分数升高，所以曲线a、c为丙烷的变化曲线，曲线b、d为丙烯的变化曲线；温度相同时，增大压强，平衡逆向进行，即压强越大，丙烷的体积分数越大，丙烯的体积分数越小，所以b为1×104 Pa时丙烯变化曲线，d为1×105Pa时丙烯变化曲线，a为1×105 Pa时丙烷变化曲线，c为1×104 Pa时丙烷变化曲线；
②丙烷脱氢反应正向是体积增大的吸热反应，即△H＞0、△S＞0，反应自发进行的体条件为△H-T△S＜0，所以反应在高温下更易进行；
③a为1×105Pa时丙烷变化曲线，设起始时丙烷的物质的量为n，反应三段式为，
Q点时丙烷的平衡体积分数为50%，即×100%=50%，解得x=，p(C3H8)=50%×1×105Pa=5×104Pa，p(C3H6)=p(H2)=2.5×104Pa，平衡常数Kp==12500Pa；
(3)丙烷脱氢反应为吸热反应，氢气与氧气反应生成水，消化氢气使脱氢反应平衡正向移动，提高丙烷转化率，同时反应放热，使容器内温度升高，为脱氢反应提供热量；
(4)①由反应机理图可知，丙烷氧化脱氢制丙烯的反应为CO2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)，CO和C3H8、C3H6的燃烧热△H分别为-283 0kJ mol-1、-2217.8kJ mol-1、-2049.0kJ mol-1，则反应i：CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol，反应ii：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2217.8kJ/mol，反应iii：C3H6(g)+O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H=-2049.0kJ/mol，根据盖斯定律反应：ii-i-iii计算CO2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)的焓变△H＝+114.2kJ.mol-1，热化学方程式为CO2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)△H=+114.2kJ mol-1；
②高温条件下，C能与CO2反应生成CO气体而脱离催化剂表面，维持催化剂活性，因此该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭。
22．(1) Zn 还原 正
(2) B
(3) 不需要 当滴入最后一滴KMnO4溶液时，混合溶液由无色变为浅紫色且半分钟内不褪色 偏小 偏小
【详解】（1）①高铁电池的总反应可知，放电时Zn失去电子，发生氧化反应，故负极材料是Zn；
②原电池放电时，正极发生还原反应，已知负极电极反应式为：Zn 2e- ＋2OH- = Zn(OH)2，则正极电极反应式为；
③根据电极反应可知正极的电极反应为：，正极产生OH-，放电时正极附近的碱性增强；
（2）①根据图可知原电池的电子从负极流向正极，故a为负极，b为正极，燃料电池中燃料应该在负极反应，氧化剂在正极反应，故空气从B口通入；
②甲醇做燃料，甲醇在负极失去电子，即a极的电极反应式为；
（3）①该滴定实验不用指示剂，因为MnO全部转化为Mn2+时紫色退去，即根据高锰酸钾溶液自身颜色的变化即可判断，现象比较明显，故答案为：不需要、当滴入最后一滴KMnO4溶液时，混合溶液由无色变为浅紫色且半分钟内不褪色；
②滴定前平视KMnO4液面，刻度为amL，滴定后俯视液面刻度为bmL，读数偏小，则
(b-a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积偏小；根据(b-a)mL 计算得到的待测浓度，造成V(标准)偏小，根据分析，可知c(待测)偏小，故答案为：偏小、偏小。
23．(1)第三周期第ⅥA族
(2) S=C=S
(3) 、 5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+
(4) 逆 2+2H++2e-=+2H2O
【分析】R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。R的最外层电子数是内层电子数的两倍，R含2个电子层，最外层电子数为4，为C元素；X2W2可用于呼吸面具，为Na2O2，则X为Na元素，W为O元素；Y的主族序数与周期数相等，原子序数比11大，为Al元素；Z的氢化物的分子式为H2Z，则Z为S元素，结合元素周期律和电解池的工作原理分析解题。
【详解】（1）由分析可知，Z为S元素，Z在周期表中位于第三周期第ⅥA族，故答案为：第三周期第ⅥA族；
（2）由分析可知，RZ2的化学式为CS2，与CO2的结构相似，结构式为S=C=S；X2Z2的化学式为Na2S2，与Na2O2的结构相似，电子式为，故答案为：S=C=S；；
（3）由分析可知，Z为S，W为O，故H2ZW3为H2SO3是一种弱酸，其在水中电离的方程式为：、，向H2ZW3水溶液滴入少量酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸、硫酸钾、硫酸锰和水，发生反应的离子方程式为：5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+，故答案为：、；5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+；
（4）某传感器可以检测空气中SO2的含量，阴极上发生还原反应，根据工作原理示意图，Pt电极上转化为，其中S元素的化合价由+4价变成+3价，发生还原反应，因此Pt电极为阴极，故电源a为正极，b为负极，电流方向是由正极经外电路流向负极，即电流方向为逆时针方向，阴极上的电极反应式为2+2H++2e-=+2H2O，故答案为：逆；2+2H++2e-=+2H2O。
答案第1页，共2页
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一、单选题（共14题）
1．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．电解熔融NaCl：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑
B．用氨水溶解AgCl沉淀：Ag+＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+＋2H2O
C．Na2CO3溶液吸收溴蒸气：3CO＋Br2=Br－＋BrO＋3CO2
D．金属钠与水反应：2Na＋2H2O=2Na+＋2OH－＋H2↑
2．亚氯酸钠()是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织，印染和食品工业，生产的主要流程如图1所示。下列有关说法错误的是
A．Ⅰ中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1
B．Ⅱ中反应的离子方程式：
C．图2中右侧区域溶液pH降低，电极反应式为：
D．A溶液为溶液可循环利用
3．现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．NaB(OH)4中B的化合价为+3价
B．N室发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C．去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响H3BO3的纯度
D．a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜
4．空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．H＋由右室进入左室
B．Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用
C．若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗33.6L甲烷时，理论上可转化2molHNO2
D．阴极的电极反应式：2HNO2＋6H＋＋6e-=N2↑＋4H2O
5．中科院科学家们研究开发了一种柔性手机电池,示意图如图所示[其中多硫化锂(Li2Sx)中x=2、4、6、8]。下列说法错误的是
A．碳纳米层具有导电性,可用作电极材料
B．放电时,Li+移向Li2Sx膜
C．电池工作时,正极可能发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
D．电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多
6．二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备，其原理如图所示：下列说法不正确的是
A．b电极接电源的负极，在b极区流出的Y溶液是稀盐酸
B．二氧化氯发生器中排出的X溶液中溶质主要为NaCl和NaOH
C．电解过程中二氧化氯发生器中产生2.24L(标准状况)NH3，则b极产生0.2gH2
D．电解池a极的电极反应式为-6e-+3Cl-=NCl3+4H+
7．如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是( )
A．从D口逸出的气体是H2
B．从B口加入稀NaOH(增强导电性)的水溶液
C．每生成22.4 L Cl2，同时产生2 mol NaOH
D．从A口加入精制的浓食盐水
8．某学生欲完成反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑而设计了下列四个实验，你认为可行的是（ ）
A． B．
C． D．
9．原油中的硫化氢可采用电化学法处理，并制取氢气，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．电解池中电极a为阳极
B．H+由电解池的左池移向右池
C．从反应池进入电解池的溶液溶质为FeCl2和HCl
D．生成11.2LH2(标准状况)，理论上在反应池中生成0.25molS沉淀
10．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点。一种以肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是
A．肼（N2H4）的电子式为
B．负极发生的电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O
C．电流从右侧电极经过负载流向左侧电极
D．该燃料电池持续放电时，电解质溶液碱性增强
11．工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如图。
下列说法不正确的是
A．X为KHCO3溶液
B．应选用阳离子交换膜
C．阳极区发生的反应为2H2O-4e-=4H++O2↑和H++HCO=CO2↑+H2O
D．当电路中通过1mol电子时，电解装置共产生0.75mol气体
12．氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上且不会因为过热而造成安全风险。如图是氟离子电池工作示意图，其中充电时F-从乙电极流向甲电极，已知BiF3和MgF2均难溶于水，下列关于该电池的说法正确的是
A．放电时，甲电极的电极反应式为Bi-3e-+3F-=BiF3
B．充电时，外加电源的负极与甲电极相连
C．充电时，导线上每通过0.5mole-，乙电极质量增加9.5g
D．放电时，电子由乙电极经外电路流向甲电极，再经电解质溶液流向乙电极
13．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：
14．利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢的同时可获得氧气，其工作情况如图所示，有关说法正确的是
A．连接时，可制得
B．连接时，向电极3迁移
C．制高纯氢时电极3上发生反应：
D．制得时，和发生转化的物质的量为
二、填空题（共9题）
15．如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜、装置Ⅲ实现粗铜的精炼。
(1)a处应通入 (填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是 。
(2)电镀结束后，理论上装置Ⅰ中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)装置I中消耗1.12L(标准状况下)的CH4时，装置II中Cu电极质量减少的质量为 。
(4)粗铜的电解精炼如图所示，在粗铜的电解过程中，d电极上发生的电极反应为 ；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是 。
(5)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO与Cl2在一定条件下合成：2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) △H＜0。保持恒温恒容条件，将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比[]进行反应，平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示：
①图中T1、T2的关系为：T1 T2(填“＞”、“＜”或“=”)。
②图中纵坐标为物质 的转化率。
③图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是 (填“A”、“B”、或“C”)。
16．金属腐蚀在生活中随处可见，常见的有化学腐蚀和电化学腐蚀．
I．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞，如图1所示。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计(完成表中空格)：
编号 实验目的 炭粉质量/g 铁粉质量/g 醋酸质量分数/%
① 为以下实验作参照 0.5 2.0 90.0
② 醋酸浓度的影响 0.5 36.0
③ 0.2 2.0 90.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了 (填“吸氧”或“析氢”)腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动的方向 ；此时，炭粉表面发生了 (填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是 。
(3)图中U形管左端红墨水柱先下降，一段时间后又上升，请解释开始下降的原因是 。
(4)图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中，负极是 (填“a”“b”或“c”)。
②环境中的扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，其离子方程式为 。
17．用硫酸处理红土镍矿时要消耗大量的硫酸，同时产生大量的硫酸钠及硫酸镁。为再生硫酸，科研人员利用电解食盐水的原理制取硫酸，装置如图。
（1）电解时，阳极的电极反应式为 ，电解过程中阴极周围溶液的PH (“增大”“减小”或“不变”)。
（2）硫酸镁销路不畅，而氢氧化镁较为畅销，获得氢氧化镁的方法是 。
（3）用电解原理也可处理含镍废水，同时还可回收金属镍，下图中①为 （填“阴”或“阳”）离子交换膜。阴极上Ni2+放电时的电极反应式为 。
18．某课外小组利用原电池原理驱动某简易小车(用电动机表示)。
(1)初步设计的实验装置示意图如图1所示，CuSO4溶液在图1所示装置中的作用是 (答两点)。
实验发现：该装置不能驱动小车。
(2)该小组同学提出假设：
可能是氧化反应和还原反应没有完全隔开，降低了能量利用率，为进一步提高能量利用率，该小组同学在原有反应的基础上将氧化反应与还原反应隔开进行，优化的实验装置示意图如图2所示，图2中A溶液和B溶液分别是 和 ，盐桥属于 (填“电子导体”或“离子导体”)，盐桥中的Cl-移向 溶液(填“A”或“B”)。为降低电池自重，该小组用阳离子交换膜代替盐桥，实验装置示意图如图3所示。
(3)利用改进后的实验装置示意图3，仍不能驱动小车，该小组同学再次提出假设：
可能是电压不够；可能是电流不够；可能是电压和电流都不够；
实验发现：1.5V的干电池能驱动小车，其电流为750μA；
实验装置示意图3的最大电压为1.0V，最大电流为200μA
该小组从电极材料、电极反应、离子导体等角度对装置做进一步优化，请补全优化后的实验装置示意图4，并在图中标明阳离子的流向。
19．
(1)已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：
弱酸化学式 HSCN CH3COOH HCN H2CO3
电离平衡常数 1.3×10-1 1.8×10-5 4.9×10-10 K1=4.3×10-7K2=5.6×10-11
①等物质的量浓度的a．CH3COONa、b．NaCN、c．Na2CO3、d．NaHCO3溶液的pH由大到小的顺序为 （填序号）。
②25℃时，将20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和20 mL 0.1 mol·L-1HSCN溶液分别与20 mL 0.1 mol·L-1
NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）的变化如图所示：反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是 。反应结束后所得两溶液中，c(CH3COO-) c(SCN-)（填“＞”、“＜”或“＝”）
③若保持温度不变，在醋酸溶液中加入少量盐酸，下列量会变小的是 （填序号）。
a． c(CH3COO－)
b． c(H+)
c． Kw
d． 醋酸电离平衡常数
(2)下图为某温度下，PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，溶液的S2-浓度、金属阳离子浓度变化情况。如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是 （填化学式）。向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2+、Fe2+的溶液，振荡后，ZnS沉淀会转化为 （填化学式）沉淀。
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷
燃料电池电解50 mL 2 mol·L—1的氯化铜溶液的装置示意图：
请回答：
① 甲烷燃料电池的负极反应式是 。
② 当线路中有0.1 mol电子通过时， 极增重 g
20．金属铬和氢气在工业上都有重要的用途。
已知：铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬(CrSO4)。
(1)铜和铬构成的原电池装置如图1所示，其中盛有稀硫酸的烧杯中出现的现象为 。盐桥中装的是琼脂-饱和KCl溶液，下列关于该原电池的说法正确的是 (填序号)。
A．盐桥的作用是使整个装置构成通路并保持溶液呈电中性，凡是有盐桥的原电池，盐桥中均可以盛装琼脂-饱和KCl溶液
B．理论上1 mol Cr溶解，盐桥中将有2 mol Cl-进入左烧杯中，2 mol K+进入右烧杯中
C．在原电池反应中H+得电子发生氧化反应
D．电子从铬极通过导线到铜极，又通过盐桥转移到左烧杯中
(2)铜和铬构成的另一原电池装置如图2所示，铜电极上不再有图1装置中铜电极上出现的现象，铬电极上产生大量气泡，且气体遇空气呈红棕色。写出该原电池正极的电极反应式： 。
21．戴口罩是防控新型冠状病毒的重要手段，口罩生产的主要原料聚丙烯由丙烯聚合而来。丙烷脱氢是丙烯工业生产的重要途径。反应的热化学方程式为C3H8（g）C3H6（g）+H2（g） △H＞0。回答下列问题：
（1）从工业生产的角度来看。制备丙烯所用的丙烷可以从下面工业气体中获得的是 。
A．液化石油气 B．炼铁高炉尾气 C．水煤气 D．焦炉气
（2）104Pa、105Pa时由一定量丙烷脱氢制丙烯，反应在不同温度下达到平衡，测得丙烷、丙烯的物质的量分数变化关系如图所示。
①104Pa时丙烷及丙烯的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是 、 。
②丙烷脱氢制丙烯反应在 （选“高温”或“低温”）时更加容易自发进行。
③起始时充入一定量的丙烷发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数KP= （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
（3）一种丙烷脱氢制丙烯工艺生产中增加了氧化脱氢部分，O2被引入到脱氢反应体系中，这样做的好处是 。
（4）利用CO2的弱氧化性，开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。其反应机理如图所示。
已知：CO和C3H4、C3H6的燃烧热△H分别为-283 0kJ mol-1、-2217.8kJ mol-1、-2049.0kJ mol-1。
②298K时，该工艺总反应的热化学方程式为 。
②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是 。
22．完成下列填空
(1)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，请回答下列问题：
①高铁电池的负极材料是 。
②放电时，正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应。已知负极电极反应式为：Zn 2e- ＋2OH- = Zn(OH)2，则正极电极反应式为 。
③放电时， (填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
(2)某种燃料电池的工作原理如图所示，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从 口通入(填“A”或“B”)；
②假设使用的“燃料”是甲醇，a极的电极反应式为 。
(3)氧化还原滴定与中和滴定类似，指的是用已知浓度的氧化剂(还原剂)溶液滴定未知浓度的还原剂(氧化剂)溶液。现有酸性溶液和未知浓度的无色溶液，已知二者发生氧化还原反应的离子方程式是，通过滴定实验测定溶液的浓度。完成下列问题：
①该滴定实验 (填“需要”或“不需要”)指示剂，滴定终点的现象为 。
②滴定前平视酸性溶液的液面，读数为amL，滴定后俯视液面，读数为bmL，则比实际消耗的溶液体积 (填“偏大”或“偏小”)。则根据计算得到的待测液浓度比实际浓度 (填“偏大”或“偏小”)。
23．R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。R的最外层电子数是内层电子数的两倍，X2W2可用于呼吸面具，Y的主族序数与周期数相等，Z的氢化物的分子式为H2Z。
(1)Z在周期表中的位置是 。
(2)RZ2的结构式是 ，X2Z2的电子式是 。
(3)H2ZW3在水中电离的方程式为 ，向H2ZW3水溶液滴入少量酸性高锰酸钾溶液，发生反应的离子方程式为 。
(4)某传感器可以检测空气中ZW2的含量，工作原理如图所示。则电流流向为 时针方向(填“顺”或“逆”)，其阴极电极反应式 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．惰性电极电解熔融NaCl，体系中没有水，反应产物为钠和氯气，故A错误；
B．AgCl难溶于水，用氨水溶解AgCl沉淀：AgCl＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+＋2H2O+2Cl－，故B错误；
C．3CO＋3Br2=5Br－＋BrO＋3CO2，原反应不遵守得失电子守恒，故C错误；
D．金属钠与水反应，离子方程式：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，故D正确；
故选D。
2．C
【解析】由流程图结合离子隔膜电解池可知，电解硫酸钠溶液本质是电解水，右侧NaOH由稀变为浓，可知A为硫酸，左侧为氧气，右侧为氢气，I中NaClO3、Na2SO3、硫酸反应生成ClO2、Na2SO4溶液，反应离子方程式为2H++SO+2ClO=2C1O2+SO+H2O，Ⅱ中ClO2与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO2和氧气，离子反应为，以此来解答。
【详解】A．由流程图可知反应Ⅰ，反应物为NaClO3、Na2SO3、加入A溶液，产生ClO2、Na2SO4溶液，反应的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2Na2SO4+2ClO2↑+H2O，所以Na2SO3具有还原性，是还原剂，NaClO3是氧化剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:1，故A正确；
B．Ⅱ中反应根据流程信息可知，生成NaClO2，所以一定有ClO2→NaClO2，化合价降低，被还原；则H2O2必定被氧化，有氧气产生，反应中ClO2是氧化剂，发生还原反应，H2O2是还原剂，发生氧化反应，产生氧气，氢氧化钠提供碱性环境，则根据氧化还原的配平原则可知，其离子方程式为：，B正确；
C．图2中右侧区域发生的电极反应式为：，氢离子浓度减少，则溶液pH升高，C错误；
D．根据图Ⅰ和图III可知，A为，可循环利用，D正确；
故选C。
3．C
【详解】A．设B化合价为x，根据化合价为o计算+1+x+(-2+1)×4=0，得x=+3，A项正确；
B．N与电源的负极相连为电解池的阴极，该极为H+发生还原反应：2H++2e-= H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项正确；
C．若撤去a膜，经b膜进入稀硫酸中而形成H3BO3，得到H3BO3混有H2SO4，C项错误；
D．装置中得到H3BO3，需要经b膜进入产品室而H+经a膜进入产品室，所以a、b分别为阳离子和阴离子交换膜。原料室中的Na+需要经c膜进入N室形成NaOH，所以c膜为阳极膜，D项正确；
故选C。
4．D
【分析】空气污染物NO通常用含Ce4+的溶液吸收，生成HNO2、，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4+，电解过程中铈离子在阳极失电子被氧化生成Ce4+，HNO2在阴极得到电子变化为氮气，据此分析解答。
【详解】A．电解池中阳离子移向阴极，质子交换膜是允许氢离子通过，H+由左室进入右室，故A错误；
B．电解过程中铈离子在阳极失电子被氧化生成Ce4+，Ce4+从电解槽的a口流出，且可循环使用，故B错误；
C．甲烷燃料电池中，在碱性溶液中，甲烷燃料电池的负极反应式为CH4-8e-+10OH-═+7H2O，故每有1mol甲烷反应，转移电子8mol，阴极的电极反应式：2HNO2+6H++6e-═N2↑+4H2O，3CH4～8HNO2～24e-，当消耗标准状况下33.6L甲烷时，其物质的量==1.5mol，理论上可转化HNO24mol，故C错误；
D．HNO2在阴极上得到电子还原为氮气，电极反应式为2HNO2+6H++6e-═N2↑+4H2O，故D正确；
故选D。
5．D
【详解】A.作为超级电容器电极材料，碳纳米层具有导电性高和循环稳定性好的特点，故A正确；
B.放电时，阳离子向正极移动，Li2Sx为柔性手机电池的正极，则Li+移向Li2Sx膜，故B正确；
C.电池工作时，Li2Sx做正极，Li2Sx得电子发生还原反应，x值会减小，正极反应式可能为2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4，故C正确；
D.电池充电时，Li2Sx做阳极，Li2Sx失电子发生氧化反应，x值会增大，则Li2S2的量减小，故D错误；
故选D。
【点睛】电池工作时，Li2Sx做正极，Li2Sx得电子发生还原反应，x值会减小，电池充电时，Li2Sx做阳极，Li2Sx失电子发生氧化反应，x值会增大是解答关键。
6．C
【分析】b电极产生氢气，电极上氢离子得电子被还原，所以b极为阴极，与电源负极相连，a极为阳极，与电源正极相连，结合电解质溶液的变化可知，a电极上NH4Cl被氧化成NCl3。
【详解】A．电解池右边产生氢气，则b电极接电源的负极，在b极区氢离子得电子产生氢气，氯离子通过阴离子交换膜进入左边，盐酸变稀，则流出的Y溶液是稀盐酸，选项A正确；
B．二氧化氯发生器中反应物有NCl3、NaClO2，产物有ClO2和NH3，说明该过程中+3价的N元素将+3价Cl元素氧化成+4价，结合电子守恒和元素守恒可得发生的反应为：NCl3+6NaClO2+3H2O=3NaCl+3NaOH+6ClO2↑+NH3↑，所以排出的X溶液中溶质主要为NaCl和NaOH，选项B正确；
C．电解过程中二氧化氯发生器中产生2.24L(标准状况)NH3，即0.1molNH3，根据反应NCl3+6NaClO2+3H2O=3NaCl+3NaOH+6ClO2↑+NH3↑可知转移的电子的物质的量为0.6mol，根据电子守恒可知b极产生的氢气为0.3mol为0.6g，选项C错误；
D．电解池a极为阳极，NH4Cl被氧化成NCl3，根据电子守恒可得电极反应式为-6e-+3Cl-=NCl3+4H+，选项D正确；
综上所述答案为C。
7．C
【分析】根据钠离子移动方向知，右边是阴极，左边是阳极，阴极上氢离子放电生成氢气，发生2H++2e-=H2↑，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl─-2e-=Cl2↑，电解时，阳极生成氯气，消耗NaCl，则应在阳极补充NaCl，阴极生成OH-，且Na+向阴极移动，则产品烧碱溶液从阴极区导出。
【详解】A．右边是阴极区，发生2H++2e-=H2↑，所以从D口逸出的气体是H2，故A正确；B．阴极生成OH-，且Na+向阴极移动，阴极区生成NaOH，为增强导电性，则从B口加入稀NaOH（增强导电性）的水溶液，故B正确；C．电池反应式为2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH，标准状况下每生成22.4L Cl2，生成1mol氯气时，同时产生2molNaOH，因为温度和压强未知，无法计算氯气的物质的量，故C错误；D．电解时，阳极生成氯气，消耗NaCl，则应在阳极补充NaCl，即浓盐水从A口注入，故D正确；本题选C。
8．C
【详解】完成Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑反应，因Cu与稀硫酸常温下不反应，则应设计为电解池，排除BD，电解池中Cu为阳极，电解质为H2SO4，则C正确，A错误；
答案选C。
9．D
【分析】从图分析，FeCl3溶于经H2S还原为FeCl2进入a极再循环使用，那么a极为Fe2+变为Fe3+发生氧化反应为阳极，而b极产生H2发生还原反应为阴极。
【详解】A．由上分析，a极为阳极，A项正确；
B．H+通过膜移向阴极，即从左池经膜移向右池，C项正确；
C．反应池的反应为2FeCl3+H2S=S↓+2FeCl2+2HCl，所以进入电解池的溶有FeCl2和HCl，C项正确；
D．电子守恒关系：H2~2e-~S，即每产生1molH2可以产生1molS沉淀，那么11.2L即为0.5molH2产生0.5molS，D项错误；
故选D。
10．D
【分析】该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，左侧为负极，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O，正极上氧气得电子发生还原反应，右侧为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应为N2H4+O2=N2↑+2H2O，据此分析解答。
【详解】A．肼分子中氮原子满足8电子稳定结构，氮原子和氢原子形成四个共价键，氮原子与氮原子之间形成一个共价键，电子式为，故A正确；
B．通入燃料的电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O，故B正确；
C．该燃料电池中，右侧通入氧化剂空气的电极为正极，电流从正极流向负极，即电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，故C正确；
D．负极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应为N2H4+O2=N2↑+2H2O，该燃料电池持续放电时，电解质溶液被稀释，碱性减弱，故D错误；
故选D。
11．D
【详解】A．K2CO3溶液吸收CO2，发生反应：K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3，所以X为KHCO3溶液，A正确；
B．左侧与电源负极相连为阴极，右侧为阳极，为了阻止左侧的碳酸根移向阳极，同时能够使右侧的K+迁移到阴极，应选用阳离子交换膜，B正确；
C．右侧为阳极，水电离出的氢氧根放电生成氧气，同时产生大量氢离子，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，产生的氢离子和碳酸氢根反应生成二氧化碳和水，离子方程式为H++HCO=CO2↑+H2O，C正确；
D．根据电子守恒和发生的反应可知存在关系：2e-~H2~0.5O2~2CO2，所以转移1mol电子时，产生0.5molH2、0.25molO2、1molCO2，共1.75mol气体，D错误；
综上所述答案为D。
12．C
【分析】充电时F－从乙电极流向甲电极，说明乙为阴极，甲为阳极。
【详解】A.放电时，为原电池，甲电极为正极，发生还原反应，甲电极的电极反应式为BiF3 + 3e－= Bi＋3F－，故A错误；
B.充电时，外加电源的负极与乙电极相连，故B错误；
C.充电时，甲电极发生Bi－3e－＋3F－= BiF3，导线上每通过0.5mole－，则有0.5mol F－变为BiF3，其质量增加9.5g，故C正确；
D.电子能够经过电极、导线流经外电路，不能经过电解质溶液，故D错误；
故答案为C。
13．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。
【详解】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。
14．C
【详解】A．当连接时，由图示分析可知，电极3为阳极，被氧化为NiOOH；电极1为阴极，氢离子或水得到电子被还原为氢气，故A错；
B．连接时，电极3为阴极，电极2为阳极；在电解池中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，所以向电极2迁移，故B错；
C．制高纯氢时，氢离子或水在电极2 得到电子被还原成氢气，电极3上发生氧化反应：，故选C；
D．制得时，未说明条件是否为标况；若标况时，制得，则转移的电子的物质的量为；1mol转化为1mol得到，根据电子守恒可得；标况下，和发生转化的物质的量为，故D错。
答案选C
15．(1) CH4 O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)变小
(3)12.8
(4) Cu2++2e-=Cu Au、Ag
(5) ＜ Cl2 A
【详解】（1）通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，则铁棒为阴极，a是燃料电池的负极，所以a处应通入CH4；b是正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-；
（2）放电过程中，装置Ⅰ的总反应是CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，反应消耗KOH，理论上装置Ⅰ中溶液的pH变小；
（3）装置I中消耗1.12L(标准状况下)的CH4时，电路中转移电子的物质的量是，根据电子守恒，装置II中有0.2molCu失电子生成铜离子，铜电极质量减少的质量为；
（4）a是负极，则d电极为阴极，阴极上铜离子得电子生成铜，发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe等杂质，铁的活泼性大于铜，铁失电子生成亚铁离子，排在铜后面的金属不失电子，则沉积在电解槽底部(阳极泥)的杂质是Au、Ag。
（5）①2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) 正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，转化率降低，根据图示，相同的氮氯比时，T1温度下转化率高，说明T1
③其它条件相同，投料比等于系数比，平衡体系中产物的体积分数最大，A、B相比，A点NOCl体积分数大；A、C相比，A点转化率大，A点NOCl体积分数大，所以图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是A。
16．(1) 2.0 炭粉含量的影响
(2) 吸氧 还原
(3)的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大
(4) c
【详解】（1）探究弱酸条件下铁发生电化学腐蚀的类型及腐蚀速率，如图所示。②探究醋酸浓度的影响，故铁粉质量不变，为2.0g；③炭粉质量变化，可知探究炭粉含量的影响；
（2）t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，电子转移的方向为，碳电极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为；
（3）的雨水显酸性，铁发生析氢腐蚀，产生氢气，试管内压强增大，故U形管左端红墨水柱下降。
（4）①根据图知，O2得电子生成OH-，Cu失电子生成Cu2+，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极，即c是负极。
②Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈，负极上生成Cu2+、正极上生成OH-，所以该离子反应为。
17． 2H2O-4e-=4H++O2↑（或4OH- -4e-=2H2O+O2↑） 增大 将硫酸镁与阴极液反应制得氢氧化镁 阳 Ni2++2e-=Ni
【详解】（1）电解时，溶液中由水电离出来的氢氧根离子失电子产生氧气，则阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑或4OH- -4e-=2H2O+O2↑，电解过程中阴极周围氢离子得电子产生氢气，氢氧根离子浓度增大，则溶液的PH增大；（2）硫酸镁销路不畅，而氢氧化镁较为畅销，获得氢氧化镁的方法是将硫酸镁与阴极液反应制得氢氧化镁；（3）该装置为电解池，图中右边池中废水中的氯离子进入中间区域，左边池中钠离子进行中间区域，故①应该为阳离子交换膜，阴极上Ni2+放电时生成镍单质析出在电极上，其电极反应式为：Ni2++2e-=Ni。
18． 传导离子、作正极反应物 硫酸锌溶液 硫酸铜溶液 离子导体 A
【详解】(1)由可知，CuSO4是电解质，可传导离子，该原电池的负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故CuSO4可作正极反应物；答案为传导离子、作正极反应物。
(2)由可知，A溶液中电极为Zn，故A溶液中应为Zn2+，同理，B溶液中为Cu2+，由(1)知阴离子为；盐桥是由琼脂和饱和的KCl或KNO3组成，属于离子导体；根据在原电池中阴离子向负极移动，则Zn为负极，故Cl-向A溶液中移动；答案为硫酸锌溶液，硫酸铜溶液，离子导体，A。
(3)由可知，电子由左边移向右边，左边为负极，右边为正极，根据题中信息，要增大电压和电流，故选取电极材料Mg和石墨，阳离子向正极移动，优化后的实验装置示意图4为；答案为。
19．(1) c b d a 同浓度的HSCN比CH3COOH酸性强，与NaHCO3溶液反应快 ＜ a
(2) FeS PbS
(3) CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ b（1分） 2（1分）
【详解】（1）①电离平衡常数越大，酸性越强，则根据表中数据可知酸性强弱顺序为HSCN＞CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞。酸越强，相对应酸根离子越容易水解，盐溶液的碱性越强，pH越大，则a．CH3COONa、b．NaCN、c．Na2CO3、d．NaHCO3溶液的pH由大到小的顺序为c、b、d、a。
②由于同浓度的HSCN比CH3COOH酸性强，与NaHCO3溶液反应快，因此反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异。由于醋酸根的水解程度大，则溶液中c(CH3COO-)＜c(SCN-)。
③醋酸是弱酸，溶液中存在电离平衡，则
a．加入盐酸抑制醋酸的电离，c(CH3COO－)减小，a正确；
b．加入盐酸酸性增强，c(H+)增大，b错误；
c．Kw只与温度有关系，加入盐酸水的离子积常数不变，c错误；
d．醋酸电离平衡常数只与温度有关系，加入盐酸电离平衡常数不变，d错误，
答案选a。
（2）根据图象可知硫化铅的溶度积常数最小，其次是硫化锌，最大的是硫化亚铁。所以如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是FeS；根据沉淀容易向更难溶的方向转化可知，向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2+、Fe2+的溶液，振荡后，ZnS沉淀会转化为PbS。
（3）①甲烷在燃料电池的负极失去电子，发生氧化反应。由于电解质溶液显酸性，则负极电极反应式为CH4 -8e- + 2H2O＝CO2 + 8H+ 。
②b电极与负极相连，作阴极，溶液中的铜离子放电析出铜，因此b电极质量增加。根据方程式Cu2＋＋2e-＝Cu可知析出铜的物质的量是0.05mol，质量是0．05mol×64g/mol＝3．2。
20． 铜电极上有气泡生成 B 4H++NO+3e- = NO↑+2H2O
【详解】(1)A．根据题中信息可知在图1装置中，铬失去电子生成Cr2+，氢离子在铜电极上得到电子生成氢气；双液原电池中盐桥中通常盛装的是琼脂-饱和氯化钾溶液，但若某溶液中的溶质是硝酸银，则盐桥中应改装琼脂-饱和硝酸钾溶液，防止生成的氯化银沉淀堵塞盐桥使离子移动不畅，故A错误；
B．由电子守恒可知，1molCr溶解转移2mol电子，左烧杯中增加2mol正电荷，右烧杯中减少2mol正电荷，盐桥中将有2molCl-进入左烧杯中，2molK+进入右烧杯中，故B正确；
C．在原电池反应中氢离子得到电子发生还原反应，故C错误；
D．电子只在导线中移动，电解质溶液中是离子的移动，故D错误；
答案为B；
(2)由实验现象可知，在图2装置中铬电极作正极，硝酸根离子在铬电极上得到电子发生还原反应转化为NO，所以原电池正极的电极反应式为：4H++NO+3e- = NO↑+2H2O。
21． A c b 高温 12500Pa O2与H2反应生成H2O，使脱氢反应平衡正向移动，提高丙烷转化率；丙烷脱氢反应为吸热反应，O2与H2反应放热，为脱氢反应提供热量 CO2（g）+C3H8（g）=C3H6（g）+CO（g）+H2O（l） △H=+114.2kJ mol-1 碳和二氧化碳生成一氧化碳气体，脱离催化剂
【详解】(1)A．液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品，其主要成分是丙烷和丁烷，故A正确；
B．炼铁高炉尾气主要成分是CO、CO2、SO2等，故B错误；
C．水煤气的主要成分是CO、H2，故C错误；
D．焦炉气主要是通过煤的干馏产生的，主要成分是CO、H2、CH4等，故D错误；
答案为A；
(2)①图1为丙烷脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系图，由于反应正向为吸热反应，所以其它条件相同时升高温度平衡正向进行，丙烷的体积分数降低，丙烯的体积分数升高，所以曲线a、c为丙烷的变化曲线，曲线b、d为丙烯的变化曲线；温度相同时，增大压强，平衡逆向进行，即压强越大，丙烷的体积分数越大，丙烯的体积分数越小，所以b为1×104 Pa时丙烯变化曲线，d为1×105Pa时丙烯变化曲线，a为1×105 Pa时丙烷变化曲线，c为1×104 Pa时丙烷变化曲线；
②丙烷脱氢反应正向是体积增大的吸热反应，即△H＞0、△S＞0，反应自发进行的体条件为△H-T△S＜0，所以反应在高温下更易进行；
③a为1×105Pa时丙烷变化曲线，设起始时丙烷的物质的量为n，反应三段式为，
Q点时丙烷的平衡体积分数为50%，即×100%=50%，解得x=，p(C3H8)=50%×1×105Pa=5×104Pa，p(C3H6)=p(H2)=2.5×104Pa，平衡常数Kp==12500Pa；
(3)丙烷脱氢反应为吸热反应，氢气与氧气反应生成水，消化氢气使脱氢反应平衡正向移动，提高丙烷转化率，同时反应放热，使容器内温度升高，为脱氢反应提供热量；
(4)①由反应机理图可知，丙烷氧化脱氢制丙烯的反应为CO2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)，CO和C3H8、C3H6的燃烧热△H分别为-283 0kJ mol-1、-2217.8kJ mol-1、-2049.0kJ mol-1，则反应i：CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol，反应ii：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2217.8kJ/mol，反应iii：C3H6(g)+O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H=-2049.0kJ/mol，根据盖斯定律反应：ii-i-iii计算CO2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)的焓变△H＝+114.2kJ.mol-1，热化学方程式为CO2(g)+C3H8(g)=C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)△H=+114.2kJ mol-1；
②高温条件下，C能与CO2反应生成CO气体而脱离催化剂表面，维持催化剂活性，因此该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭。
22．(1) Zn 还原 正
(2) B
(3) 不需要 当滴入最后一滴KMnO4溶液时，混合溶液由无色变为浅紫色且半分钟内不褪色 偏小 偏小
【详解】（1）①高铁电池的总反应可知，放电时Zn失去电子，发生氧化反应，故负极材料是Zn；
②原电池放电时，正极发生还原反应，已知负极电极反应式为：Zn 2e- ＋2OH- = Zn(OH)2，则正极电极反应式为；
③根据电极反应可知正极的电极反应为：，正极产生OH-，放电时正极附近的碱性增强；
（2）①根据图可知原电池的电子从负极流向正极，故a为负极，b为正极，燃料电池中燃料应该在负极反应，氧化剂在正极反应，故空气从B口通入；
②甲醇做燃料，甲醇在负极失去电子，即a极的电极反应式为；
（3）①该滴定实验不用指示剂，因为MnO全部转化为Mn2+时紫色退去，即根据高锰酸钾溶液自身颜色的变化即可判断，现象比较明显，故答案为：不需要、当滴入最后一滴KMnO4溶液时，混合溶液由无色变为浅紫色且半分钟内不褪色；
②滴定前平视KMnO4液面，刻度为amL，滴定后俯视液面刻度为bmL，读数偏小，则
(b-a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积偏小；根据(b-a)mL 计算得到的待测浓度，造成V(标准)偏小，根据分析，可知c(待测)偏小，故答案为：偏小、偏小。
23．(1)第三周期第ⅥA族
(2) S=C=S
(3) 、 5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+
(4) 逆 2+2H++2e-=+2H2O
【分析】R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。R的最外层电子数是内层电子数的两倍，R含2个电子层，最外层电子数为4，为C元素；X2W2可用于呼吸面具，为Na2O2，则X为Na元素，W为O元素；Y的主族序数与周期数相等，原子序数比11大，为Al元素；Z的氢化物的分子式为H2Z，则Z为S元素，结合元素周期律和电解池的工作原理分析解题。
【详解】（1）由分析可知，Z为S元素，Z在周期表中位于第三周期第ⅥA族，故答案为：第三周期第ⅥA族；
（2）由分析可知，RZ2的化学式为CS2，与CO2的结构相似，结构式为S=C=S；X2Z2的化学式为Na2S2，与Na2O2的结构相似，电子式为，故答案为：S=C=S；；
（3）由分析可知，Z为S，W为O，故H2ZW3为H2SO3是一种弱酸，其在水中电离的方程式为：、，向H2ZW3水溶液滴入少量酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸、硫酸钾、硫酸锰和水，发生反应的离子方程式为：5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+，故答案为：、；5H2SO3+2=2Mn2++5+3H2O+4H+；
（4）某传感器可以检测空气中SO2的含量，阴极上发生还原反应，根据工作原理示意图，Pt电极上转化为，其中S元素的化合价由+4价变成+3价，发生还原反应，因此Pt电极为阴极，故电源a为正极，b为负极，电流方向是由正极经外电路流向负极，即电流方向为逆时针方向，阴极上的电极反应式为2+2H++2e-=+2H2O，故答案为：逆；2+2H++2e-=+2H2O。
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