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
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| 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 | 869.7KB | ||
| 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 13:16:33 | ||
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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．第二代钠离子电池是负极为镶嵌在硬碳中的钠、正极为锰基高锰普鲁士白{}的一种新型二次电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，正极反应为
B．放电时，B极发生还原反应
C．充电时，穿过离子交换膜在B极上得电子
D．充电时，A极接外加电源的正极
2．下列解释事实的化学方程式或离子方程式不正确的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2
B．硅酸的制备方法：SiO2＋H2O=H2SiO3
C．利用NaOH溶液除去金属铝表面的氧化膜：Al2O3＋2OH-=2＋H2O
D．纯碱溶液显碱性：+H2O+OH-
3．如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入西红柿里，电流计中有电流通过，下列说法中正确的是
A．锌片是正极 B．两个西红柿都形成原电池
C．石墨是阴极 D．两片铜片上都发生还原反应
4．下列化学用语对事实的表述不正确的是
A．硬脂酸与乙醇的酯化反应：
B．常温时，氨水的，NH3 H2O +
C．次氯酸的结构式为：
D．电解精炼铜的阴极反应：
5．某科学家发现了一种高效、清洁、选择性地将乙烯转化为环氧乙烷()的电解装置，在X电极上转变成，如图所示。
已知：+OH-+Cl-+H2O
下列说法正确的是
A．物质Z是 B．工作时，X极附近溶液的pH增大
C．离子交换膜应为阴离子交换膜 D．Y极为阴极，发生氧化反应
6．下列实验正确且能达到实验目的的是
A．图A是制取并收集氨气 B．图B是还原氧化铜
C．图C是检验绿矾溶液是否变质 D．图D是制备少量氢气
7．太阳能光电池具有可靠稳定、寿命长、安装维护简便等优点，现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．该装置系统中只存在光能与电能之间的转化
B．Cu电极：CO2+8H+-8e-=CH4+2H2O
C．工作时，产生的O2、CH4体积比为1∶1(同温同压)
D．离子交换膜为质子交换膜，H+从左池移向右池
8．复旦大学研究团队研究和之间的可逆转化；二氧化锰在石墨毡上可逆的沉积和溶解，储存、释放电解液中的水合氢离子；设计出能在-70℃工作的电池，该电池放电时的总反应为：下列说法错误的是
A．放电时，负极反应为
B．放电时，移向b电极
C．充电时，阳极反应为
D．充电时，电路中通过，阳极附近电解质溶液质量减少19g
9．下列关于化学反应速率的说法正确的是
①用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率；
②决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度；
③一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减慢反应速率而又不影响生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液；
④汽车尾气中的NO和CO反应转化为无害的N2和CO2，使用催化剂，反应速率加快；
⑤增大压强，一定能加快化学反应速率；
⑥用锌与稀硫酸反应制H2时，滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率；
⑦锌粒与稀硫酸反应制取氢气，增加锌粒的量，可以加快反应速率；
⑧光是影响某些化学反应速率的外界条件之一；
⑨反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在2 L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol，则1min末的化学反应速率为v(NO)=0.06 mol·L-1·min-1
A．①⑤⑥⑨ B．④⑥⑧ C．④⑥⑦⑨ D．③④⑥⑦
10．如图为某电化学装置的一部分，已知两极反应式分别为a极：Cu2++2e-=Cu，b极：Mg-2e-=Mg2+。下列说法不正确的是
A．b极上发生氧化反应 B．a、b可以是同种电极材料
C．电解质溶液中一定含有Cu2+ D．该装置一定是原电池装置
11．下列有关各装置图的叙述，正确的是
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应式:Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+
C．装置③中插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
D．装置④中钢闸门应与外接电源的负极相连被保护，该方法叫做牺牲阳极的阴极保护法
12．如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂，反应原理是4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列说法正确的是
A．可以用水代替SO(CH3)2做溶剂
B．外电路电流的方向是由a极流向b极
C．该装置将电能转化为化学能
D．b极反应式是FeS2+4Li++4e-=Fe+2Li2S
13．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼（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溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是
A．b 极发生氧化反应
B．a 极的反应式：N2H4 + 4OH- -4e- = N2↑+ 4H2O
C．放电时，电子从 b 极经过负载流向 a 极
D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜
14．关于如图装置说法正确的是
A．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁
B．装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极
C．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO
D．若M是海水，该装置是通过"牺牲阳极法"使铁不被腐蚀
二、填空题（共9题）
15．钢铁的电化学腐蚀原理
(1)电解质溶液：
在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里含有少量 、 和 等。
(2)电极：
钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的 ，其中，负极为 ，正极为 。
(3)电极反应式：
①负极 ，②正极 。
(4)铁锈的形成：
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
②
③2Fe(OH)3脱水：铁锈主要成分 。
16．Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，如图是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图。
Cu2SCuCu2O、CuOAB胆矾
（1）Cu2S中铜元素的化合价为 ，火法炼铜的反应原理是 (用化学方程式表示)。
（2）向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式 。
（3）若将A中红色物质反应掉，操作Ⅰ中加入的试剂最好是 (填字母序号)。
A．适量的NaNO3
B．适量的HNO3
C．适量的H2O2
（4）若B溶液的体积为0.2L，电解B溶液一段时间后溶液的pH由2变为1(体积变化忽略不计)，此时电解过程中转移电子的物质的量是 。
（5）取5.0g胆矾样品逐渐升高温度使其分解，分解过程的热重曲线如图所示。通过计算确定258℃时发生反应的化学方程式： ，e点对应物质的化学式为 (计算过程略去)。
17．我国某地粉煤灰中主要含有Al2O3，除此之外还含有Ga2O3及少量Fe2O3、CaO、MgO和SiO2等物质。已知从粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如图所示：
电解过程中，Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO，GaO在阴极放电，则电解方程式： ；电解过程中需要保持溶液为pH=11以上的原因是 。
18．用石墨电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。
(1)a电极是 极，其中移向 极(填a或b)。
(2)电解过程中，b电极的电极反应式： 。
(3)电解过程中，a电极表面现象： 。
(4)从P到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为 。
19．如图所示，若电解5 min时铜电极质量增加2.16 g，试讨论：
(1)电源电极X名称为 。
(2) pH变化：A ，B ，C 。
(3)通过5 min时，B中共收集224 mL气体(标况)，溶液体积为200mL，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度为 。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，且电解过程中体积不变，电解后溶液中的氢氧根离子浓度是 。
20．X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍。A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，D、E是两种酸，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，其转化关系如图所示。
回答下列问题：
(1)A的电子式为 。
(2)A和E反应生成G，C与G中都含有 (填化学键的类型)。
(3)反应③中如果转移的电子为3 mol，则被氧化的A为 mol。
(4)科学家发明了使ZX3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂作电极，加入碱性电解质溶液，往一极通入空气，另一电极通入ZX3并使之转化为无污染的气体，试写出负极的电极反应式： 。
(5)由Z、X两元素形成的含10个电子的阳离子可和XSO形成一种盐A，若往A的溶液中缓缓滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，则溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为： 。
21．锂电池
(1)正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)；LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)；LiMPO4(M：Fe等)
负极材料：Li/石墨(能吸附锂原子)
(2)电极反应
负极反应： ；
正极反应： ；
总反应： 。
22．某化学小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置如图。回答问题：
(1)若电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为： 。
(2)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，CH4为燃料，采用酸性溶液为电解液；则CH4应通入 极(填a或b，下同)，电子从 极流出。电池的负极反应式为： 。
23．如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题：
(1)打开K2，闭合K1，若所盛溶液为溶液，则A为 极，B极的电极反应式为 ；
(2)打开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的溶液，
①A电极附近可观察到的现象是 ，电极反应式为 。
②反应一段时间后打开K2，B极产生气体的体积(标准状况)为，将溶液充分振荡混匀，如果忽略溶液的体积变化和气体的溶解等，则该溶液中的浓度为 。
(3)如要用电解方法精炼粗铜，打开K1，闭合K2，电解液选用溶液，则A电极的材料应换成是 ，B极的电极反应式为 ；反应一段时间后电解质溶液中浓度 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【分析】由图可知，放电时，B极是原电池负极，镶嵌在硬碳中的钠失去电子发生氧化反应生成钠离子，电极反应式为Na—e—=Na+，A极是正极，在钠离子作用下，Mn[Mn(CN)6]在正极得到电子发生还原反应生成Na2Mn[Mn(CN)6]，电极反应式为Mn[Mn(CN)6]+2Na++e—= Na2Mn[Mn(CN)6]，充电时，A极与直流电源的正极相连，做电解池的阳极，B极为阴极。
【详解】A．由分析可知，放电时，A极是正极，在钠离子作用下，Mn[Mn(CN)6]在正极得到电子发生还原反应生成Na2Mn[Mn(CN)6]，电极反应式为Mn[Mn(CN)6]+2Na++e—= Na2Mn[Mn(CN)6]，故A正确；
B．由分析可知，放电时，B极是原电池负极，发生氧化反应，故B错误；
C．由分析可知，充电时，A极与直流电源的正极相连，做电解池的阳极，B极为阴极，则钠离子穿过离子交换膜在B极上得电子发生还原反应生成钠，故C正确；
D．由分析可知，充电时，A极与直流电源的正极相连，做电解池的阳极，故D正确；
故选B。
2．B
【详解】A．钢铁发生电化学腐蚀，铁失电子生成二价铁离子，氧气得电子结合水生成氢氧根，总反应为：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，故A正确；
B．二氧化硅不溶于水，所以硅酸不能通过二氧化硅与水反应制得，应该是硅酸盐与酸反应制备，故B错误；
C．氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al2O3＋2OH-=2＋H2O，故C正确；
D．纯碱溶液呈碱性，是因为碳酸根离子水解，水解方程式为：+H2O+OH-，故D正确；
故选B。
3．D
【详解】A．铜锌西红柿形成原电池，锌比铜活泼，锌作负极，故A错误；
B．左侧铜锌西红柿（含有酸性电解质）自发进行的氧化还原反应，形成原电池，右侧不能自发进行，形成电解池，故B错误；
C．左侧铜锌原电池中，铜作正极，石墨与原电池的正极相连作阳极，故C错误；
D．左侧原电池铜作正极，铜片上发生氧化还原反应，右侧电解池中铜与原电池的负极相连作阴极，发生还原反应，故D正确；
故选：D。
4．A
【详解】A. 酯化反应应是“酸脱羟基醇脱氢”，硬脂酸与乙醇的酯化反应：，故A选；
B. 常温时，氨水的，说明一水合氨是弱碱，NH3 H2O +，故B不选；
C. 次氯酸中心原子为O，分别与氢和氯各形成一个共价键，次氯酸的结构式为：，故C不选；
D. 阴极得电子发生还原反应，电解精炼铜的阴极反应：，故D不选；
故选A。
5．C
【分析】根据图示分析，X电极电极反应为：2Cl 2e =Cl2↑，发生氧化反应，与电源正极相连为阳极；则Y电极发生还原反应，与电源负极相连为阴极，阴极电极反应为：2H2O+2e =H2↑+2OH ，OH 通过阴离子交换膜与反应生成，据此分析解答；
【详解】A．X电极电极反应为：2Cl 2e =Cl2↑，进而发生Cl2+H2O HClO+HCl，C2H4+HClO=，再发生信息反应+OH-+Cl-+H2O，则物质Z是，故A错误；
B．X电极电极反应为：2Cl 2e =Cl2↑，进而发生Cl2+H2O HClO+HCl：工作时，X极附近溶液的pH减小，故B错误；
C．结合分析可知，离子交换膜应为阴离子交换膜，故C正确；
D． Y极为阴极，发生还原反应，故D错误；
答案选C。
6．D
【详解】A．氨气极易溶于水，不能用排水法收集，A不符合题意；
B．装置为密闭装置，一氧化碳不能顺利进入试管，B不符合题意；
C．亚铁离子变质生成铁离子，应该使用KSCN溶液检验，C不符合题意；
D．电解水生成氢气和氧气，能达到目的，D符合题意；
故选D。
7．D
【分析】由氮化镓(GaN)光电池的工作原理装置图可知，左池GaN为负极水失电子发生氧化反应生成氧气，右池Cu电极为正极发生还原反应，CO2得到电子被还原生成CH4，电极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O。
【详解】A．由氮化镓(GaN)光电池的工作原理装置图可知，该装置系统中存在太阳能转变为化学能，化学能转变为电能，电能又转变为热能、光能等，故A错误；
B．右池Cu电极为正极发生还原反应，CO2得到电子被还原生成CH4，电极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O，故B错误；
C．根据转移电子守恒可知，同温同压产生的O2、CH4体积比为2：1，故C错误；
D．阳离子向正极移动，所以离子交换膜为质子交换膜，H+从负极左池移向正极右池，故D正确；
答案选D。
【点睛】本题考查了原电池原理，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液书写。本题的易错点为C，负极氢氧根失电子发生氧化反应生成氧气，2H2O—4e- = O2↑+ 4H+，正极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O，
8．D
【详解】A．根据总反应式判断：放电时，MnO2发生还原反应，电极b为正极，a为负极，发生氧化反应，PTO-2H转化为PTO，电极反应式是，A项正确；
B．放电时，阳离子向正极移动，应该流向b电极，B项正确；
C．充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式是，C项正确；
D．根据阳极电极反应式，充电时，电解质溶液质量减少量是二氧化锰的质量，当电路中通过时，，D项错误；
故答案为D。
9．B
【详解】①铁和浓硫酸发生钝化反应，阻碍反应进一步进行，不能产生氢气，反应速率不会加快，故说法错误；
②决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质，故说法错误；
③N在酸性条件具有强氧化性，Zn和N、H+反应产生NO，故说法错误；
④催化剂能加快反应速率，故说法正确；
⑤增大压强，反应速率加快，是对有气体参加的反应而言的，在恒温恒容状态下，充入非反应气体，压强虽然增加，但各组分的浓度不变，反应速率不变，故说法错误；
⑥Cu2+的氧化性强于H+，锌把铜置换出来，形成原电池，加快反应速率，故说法正确；
⑦增加或减少固体的量对反应速率无影响，故说法错误；
⑧氢气和氯气在光照条件下反应剧烈，在黑暗状态下不反应，故说法正确；
⑨v(NH3)==0.06 mol·L-1·min-1，利用反应速率之比等于化学计量数之比，v(NO)=v(NH3)= 0.06 mol·L-1·min-1，化学反应速率是平均反应速率，不是瞬时速率，故说法错误。
综合以上分析，④⑥⑧正确，B符合题意，故选B。
10．D
【详解】A．b极上镁失电子生成镁离子，发生氧化反应，故A正确；
B．若为电解池，a、b可以都是金属镁，故B正确；
C．正极发生反应Cu2++2e-=Cu，电解质溶液中一定含有Cu2+，故C正确；
D．该装置可以是原电池装置，也可以是电解池，故D错误；
选D。
11．A
【详解】根据电流方向判定出，a为电解池的阳极，要精炼铜，粗铜必做阳极，电解质溶液为CuSO4溶液，A正确；铁比铜活泼，铁做负极，铜做正极不参与反应，所以总反应为：2Fe3++Fe=3Fe2+，B错误；铁只有在潮湿的空气中易生锈，而越靠近底端，氧气的量越小，腐蚀程度减小，C错误；被保护金属与直流电源的负极相连时，是外加电流的阴极保护法，D错误；正确选项A。
12．D
【详解】A．水的导电性差且和锂会发生反应，不符合原电池的反应原理，故A错误；
B．原电池中电流从正极沿外电路流向负极，原电池中Li为负极，则电子是由a极流向b极，故B错误；
C．装置图分析可知是原电池反应原理，是化学能转化为电能的装置，故C错误；
D．b电极为正极，得到电子发生还原反应，电极反应为FeS2+4Li++4e-=Fe+2Li2S，故D正确；
综上所述，说法正确的是D项，故答案为D。
13．B
【分析】N2H4中，N原子化合价由-2价变为0价，失电子，则a极为负极，发生氧化反应；b极空气得电子，作正极，发生还原反应。
【详解】A．b极为电池的正极，得电子，发生还原反应，A叙述错误；
B．a极上，N2H4中，失电子，与电解质溶液中的氢氧根离子反应生成氮气和水，电极反应式：N2H4 + 4OH- -4e- = N2↑+ 4H2O，B叙述正确；
C．放电时，电子从a极经过负载流向b极，C叙述错误；
D．其中的离子交换膜需要氢氧根离子透过，选用阴离子交换膜，D叙述错误；
答案为B。
14．C
【详解】A．若M为FeCl2溶液，石墨电极为阳极，阴离子Cl-移向阳极失电子，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，不可以实现石墨上镀铁，A错误；
B．电子只能在外电路中移动，不能进入电解质溶液，B错误；
C．若M为NaCl溶液，阳极上产生Cl2，阴极上产生H2，同时阴极附近还生成NaOH，Cl2与NaOH反应生成NaClO，所以通电一段时间后，溶液中可能有NaClO，C正确；
D．若M是海水，该装置是电解池，属于通过“外加电流的阴极保护法”，D错误；
故答案为：C。
15．(1) H+ OH- O2
(2) 原电池 Fe 碳
(3) Fe-2e-=Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH-
(4) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O
【详解】（1）钢铁发生电化学腐蚀时电解质溶液形成是因为在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里含有少量H+、OH-和O2等。
（2）钢铁发生电化学腐蚀是因为钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的原电池，其中铁是活泼的金属，负极为铁，正极为碳。
（3）负极是铁，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极是碳，发生得到电子的还原反应，溶液中的氧气得到电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
（4）铁锈的形成是因为负极产生的亚铁离子结合溶液中的氢氧根生成氢氧化亚铁沉淀，即2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁，即4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；Fe(OH)3脱水转化为铁锈，其中铁锈主要成分为Fe2O3·xH2O。
16． ＋1 Cu2S＋O22Cu＋SO2 Cu2O＋2H＋＝Cu＋Cu2＋＋H2O C 0.018 mol CuSO4·H2OCuSO4＋H2O Cu2O
【分析】(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为0分析判断；依据流程中Cu2S与O2反应得到Cu写出方程式；
(2)红色物质为铜，说明氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和铜，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜；
(3)溶解时要加入氧化剂使铜被氧化，且不能引进新的杂质；
(4)根据pH的变化求出氢离子的物质的量的变化，根据电极反应式计算转移的电子数；
(5)固体质量减少时，胆矾开始分解，根据减少的质量确定b、c段固体的化学式，从而确定发生的反应，根据最终剩余固体的质量采用假设的方法确定物质的组成。
【详解】(1)化合物中各元素化合价代数和为0，S元素的化合价为-2价，所以Cu元素的化合价为+1价；根据流程图，Cu2S与O2反应得到Cu，Cu的化合价降低，则S的化合价升高，反应生成二氧化硫，反应的化学方程式为：Cu2S+O22Cu+SO2，故答案为+1；Cu2S+O22Cu+SO2；
(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，该红色物质为铜，说明氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水，反应生成铜的离子方程式为：Cu2O+2H+＝Cu+Cu 2++H2O，故答案为Cu2O+2H+＝Cu+Cu 2++H2O；
(3)溶解时要加入氧化剂使铜氧化，且不能引进新的杂质，硝酸具有强氧化性但引进杂质离子，硝酸钠会引进杂质离子，双氧水具有强氧化性且不引进杂质离子，最好的试剂是双氧水，故答案为C；
(4)若硫酸铜溶液的体积为0.2L，电解溶液一段时间后溶液的pH由2变为1，则电解生成的氢离子为0.2L×(0.1-0.01)mol/L=0.018mol，根据电极反应式为：2H2O-4e-＝O2↑+4H+，n(e-)=n(H+)=0.018mol，故答案为0.018mol；
(5)硫酸铜的物质的量==0.02mol，根据胆矾的化学式知，结晶水的质量=0.02mol×5×18g/mol=1.8g，当固体质量减少1.8g时胆矾完全分解失去结晶水，258℃时，固体减少的质量=5.00g-3.20g=1.80g，所以C段固体是硫酸铜，b段物质减少的质量=5.00g-3.56g=1.44g，则失去的水的物质的量==0.08mol，则固体中剩下水的物质的量为0.02mol×5-0.08mol=0.02mol，则b段固体中硫酸铜与结晶水的物质的量之比为1∶1，化学式为CuSO4·H2O，该反应方程式为：CuSO4 H2OCuSO4+H2O；e点时固体质量为1.44g，铜的质量=0.02mol×64g/mol=1.28g，则另一种元素质量为1.44g-1.28g=0.16g，如果另一种元素是S元素，则硫的物质的量为=0.005mol，铜原子的物质的量为0.02mol，则Cu和S的个数比为4∶1，不符合化合价原则，所以另一种元素是氧元素，其物质的量为=0.01mol，所以其化学式为Cu2O，故答案为CuSO4 H2OCuSO4+H2O；Cu2O。
【点睛】本题的难点为(4)，要注意根据固体质量变化确定每一段物质的组成，从而确定每一段发生的反应，需要注意的是，最终的产物可能为铜的硫化物。
17． 4GaO+2H2O4Ga+3O2↑+4OH- 抑制GaO水解，并阻止H+在阴极放电降低电解效率
【分析】粉煤灰和碳酸钠混合焙烧反应生成可溶性盐NaAlO2、NaGaO2、Na2SiO3，CaO、MgO、Fe2O3不反应，经水浸、盐酸酸溶，生成不溶于水的硅酸，过滤后，滤渣为硅酸，滤液中含有FeCl3、MgCl2、CaCl2、AlCl3、GaCl3、NaCl，将滤液进行树脂吸附，得到含铝混合液和洗脱液，洗脱液进行分离操作后，加入NaOH溶液电解生成Ga。
【详解】电解过程中，GaO中Ga元素从+3价降低至0价，发生还原反应生成Ga，阳极为水失去电子生成氧气，电解总反应为4GaO+2H2O4Ga+3O2↑+4OH－；GaO属于弱酸阴离子，能够发生水解生成Ga(OH)3，会降低产率，若溶液酸度过高，则溶液中H+可能会发生还原反应生成H2，会降低阴极电解效率。因此保持溶液为pH=11以上，目的是抑制GaO水解，并阻止H+在阴极放电降低电解效率。
18．(1) 阴 b
(2)(也得分)
(3)先有红色物质析出，后有气泡产生
(4)12
【详解】（1）由题中图示可知，电流由正极流向负极，所以b与电源正极相接，b为阳极，a为阴极，在电解池中阴离子向阳极移动，即移向b极；答案为阴；b；
（2）b为阳极，发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子放电生成H2O和O2，电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2+4H+；答案为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2+4H+；
（3）惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，结合图②可知，通过0.2mol电子时电解硫酸铜，然后电解硫酸溶液，其实质是电解水，即发生2H2O2H2↑+O2↑，a为阴极，先发生Cu2++2e-=Cu，后发生2H++2e-=H2↑，电极表面的现象是先有红色固体物质析出，电解一段时间后放出气体；答案为先有红色物质析出，后有气泡产生；
（4）由题中图②可知，P到Q点是电解水，收集到的混合气体为氢气和氧气，由2H2O2H2↑+O2↑可得，0.2mol电子通过时生成0.1molH2和0.05molO2，则混合气体的平均摩尔质量为M====12；答案为12。
19． 负极 增大 减小 不变 0.025mol/L 0.1mol/L
【分析】铜电极质量增加,说明铜电极为阴极,则银电极为阳极,则X为负极,Y为正极,电解时:A阳极为2Cl--2e﹣═Cl2↑,阴极为2H++2e-=H2↑,B中阳极为4OH--4e﹣= O2↑+2H2O,,阴极为Cu2++2e﹣═Cu,C为电镀,以此解答该题。
【详解】(1) 若电解5 min时铜电极质量增加2.16 g，说明C装置为电解池，金属铜做阴极，银做阳极，电源Y为正极， X为负极；
综上所述，本题正确答案：负极；
(2)A阳极为2Cl--2e﹣═Cl2↑,阴极为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH- ,生成OH-,溶液pH增大；B中阳极为4OH--4e﹣= O2↑+2H2O,阴极为Cu2++2e﹣═Cu,生成H+,pH减小；C为电镀池,溶液离子浓度不变,则pH不变；
因此，本题正确答案是:增大，减小，不变。
(3)若通入直流电5min时,铜电极质量增加2.16g,则发生Ag++e=Ag，n(Ag)=2.16/108=0.02mol,转移电子0.02mol，B中阳极反应为4OH--4e﹣= O2↑+2H2O，生成n(O2)=0.02×1/4=0.005mol,体积为0.005×22.4=0.112L，通电5min时,B中共收集收集224 mL气体(标准状况),则阴极还应生成112mL氢气,得到电子0.01mol；所以析出铜得到0.01mol电子；由Cu2++2e﹣═Cu,可以知道,n(Cu2+)=0.005mol,则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度为0.005/0.2=0.025mol/L；
因此，本题正确答案是: 0.025mol/L；
(4)若A中KCl溶液的体积是200 mL,通入直流电5min时,由(3)计算可以知道转移电子0.02mol,阴极为2H++2e-=H2↑,则生成n(OH-)=0.02mol，电解后,溶液的c(OH-)=0.02/0.2=0.1mol/L；
因此，本题正确答案是: 0.1mol/L。
20．(1)
(2)共价键(或极性共价键)
(3)0.5
(4)2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
(5)c(Na+) >c(SO) >c(NH)>c(H+) = c(OH-)
【分析】A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则A是NH3，氨气能连续和F单质反应，氨气能连续被氧化，则F是O2，X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍，则X是H元素、Z是N元素、Y是O元素，D、E是两种酸，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，D为HNO2，E为HNO3，氨气被氧气氧化生成NO，则B是NO，NO被氧气氧化生成NO2，则C是NO2。
【详解】（1）通过以上分析知，A是氨气，氨气中N原子和每个H原子之间都存在一个共价键，其电子式为；
（2）A是氨气、E是硝酸，二者反应生成G，G为NH4NO3，G中含有离子键、共价键(或极性共价键)；C是NO2，含有共价键(或极性共价键)，所以C和G都含有共价键(或极性共价键)；
（3）氨气和氧气在微生物作用下生成亚硝酸，反应的化学方程式为：2NH3+3O22HNO2+2H2O，该反应中转移电子的物质的量为3mol×4=12mol，反应③中如果转移的电子为3mol，则被氧化的A的物质的量n(NH3)=(3mol÷12mol)×2=0.5mol；
（4）氨气碱性燃料电池中，负极上氨气失电子发生氧化反应生成氮气和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以负极电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；
（5）Z、X两元素形成的含10个电子的阳离子是，可和形成一种盐A，A为NH4HSO4，若往A的溶液中缓缓滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，溶液中的溶质是Na2SO4、NH3·H2O、(NH4)2SO4，溶液呈中性，则c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒得c(Na+)+c()=2c()，如果硫酸氢铵和NaOH以1：1反应，则溶液呈酸性，要使溶液呈中性，则氢氧化钠应该稍微过量，所以根据物料守恒得c(Na+)＞c()＞c()，则溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为：c(Na+)＞c()＞c()＞c(H+)=c(OH-)。
21． LixCn-xe-=xLi++nC Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2 Li1-xMO2+LixCn=nC+LiMO2
【详解】锂电池中，LixCn为原电池的负极，LixCn在负极失去电子，发生氧化反应生成锂离子和碳，电极反应式为LixCn-xe-=xLi++nC，Li1-xMO2为正极，Li1-xMO2在正极得到电子，发生还原反应生成LiMO2，电极反应式为Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2，电池的总反应为Li1-xMO2+LixCn=nC+LiMO2，故答案为：LixCn-xe-=xLi++nC；Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2；Li1-xMO2+LixCn=nC+LiMO2。
22．(1)2H++2e-=H2↑
(2) b b CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入氧化剂的一极为正极，据此回答。
【详解】（1）Fe、Cu、稀硫酸构成原电池时，金属铁做负极，金属铜为正极，正极氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；故答案为：2H++2e-=H2↑。
（2）燃料电池中，燃料甲烷需通在负极，即b极，正极上氧气得电子，电子从负极即b极流出，负极上甲烷失去电子发生氧化反应，在酸性电解液中生成CO2，电极反应式为：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；故答案为：b；b；CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+。
23．(1) 负
(2) 电极上有无色气体生成，溶液变红 0.01
(3) 精铜 减小
【分析】根据开关确定装置类型，根据原电池和电解池的原理进行分析。
(1)
打开K2，闭合K1，该装置为原电池，若所盛溶液为溶液，则A是锌，为原电池的负极，B为正极，电极反应式为；
(2)
打开K1，闭合K2，该装置为电解池，若所盛溶液为滴有酚酞的溶液，①A为阴极，溶液中的氢离子放电生成无色气体氢气，溶液中的氢氧根离子增多，溶液显碱性，变红，电极附近可观察到的现象是变红，电极反应式为。
②反应一段时间后打开K2，B极产生的气体为氯气，体积(标准状况)为，即0.0005mol，将溶液充分振荡混匀，如果忽略溶液的体积变化和气体的溶解等，则该溶液中的物质的量为0.001mol，浓度为=0.01。
(3)
如要用电解方法精炼粗铜，打开K1，闭合K2，电解液选用溶液，则A电极的材料应换成是精铜，B极为阳极，粗铜杂质一般为锌，电极反应式为；阳极上析出铜，反应一段时间后电解质溶液中浓度减小。
答案第1页，共2页
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一、单选题（共14题）
1．第二代钠离子电池是负极为镶嵌在硬碳中的钠、正极为锰基高锰普鲁士白{}的一种新型二次电池，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，正极反应为
B．放电时，B极发生还原反应
C．充电时，穿过离子交换膜在B极上得电子
D．充电时，A极接外加电源的正极
2．下列解释事实的化学方程式或离子方程式不正确的是
A．钢铁发生吸氧腐蚀：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2
B．硅酸的制备方法：SiO2＋H2O=H2SiO3
C．利用NaOH溶液除去金属铝表面的氧化膜：Al2O3＋2OH-=2＋H2O
D．纯碱溶液显碱性：+H2O+OH-
3．如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入西红柿里，电流计中有电流通过，下列说法中正确的是
A．锌片是正极 B．两个西红柿都形成原电池
C．石墨是阴极 D．两片铜片上都发生还原反应
4．下列化学用语对事实的表述不正确的是
A．硬脂酸与乙醇的酯化反应：
B．常温时，氨水的，NH3 H2O +
C．次氯酸的结构式为：
D．电解精炼铜的阴极反应：
5．某科学家发现了一种高效、清洁、选择性地将乙烯转化为环氧乙烷()的电解装置，在X电极上转变成，如图所示。
已知：+OH-+Cl-+H2O
下列说法正确的是
A．物质Z是 B．工作时，X极附近溶液的pH增大
C．离子交换膜应为阴离子交换膜 D．Y极为阴极，发生氧化反应
6．下列实验正确且能达到实验目的的是
A．图A是制取并收集氨气 B．图B是还原氧化铜
C．图C是检验绿矾溶液是否变质 D．图D是制备少量氢气
7．太阳能光电池具有可靠稳定、寿命长、安装维护简便等优点，现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．该装置系统中只存在光能与电能之间的转化
B．Cu电极：CO2+8H+-8e-=CH4+2H2O
C．工作时，产生的O2、CH4体积比为1∶1(同温同压)
D．离子交换膜为质子交换膜，H+从左池移向右池
8．复旦大学研究团队研究和之间的可逆转化；二氧化锰在石墨毡上可逆的沉积和溶解，储存、释放电解液中的水合氢离子；设计出能在-70℃工作的电池，该电池放电时的总反应为：下列说法错误的是
A．放电时，负极反应为
B．放电时，移向b电极
C．充电时，阳极反应为
D．充电时，电路中通过，阳极附近电解质溶液质量减少19g
9．下列关于化学反应速率的说法正确的是
①用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率；
②决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度；
③一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减慢反应速率而又不影响生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液；
④汽车尾气中的NO和CO反应转化为无害的N2和CO2，使用催化剂，反应速率加快；
⑤增大压强，一定能加快化学反应速率；
⑥用锌与稀硫酸反应制H2时，滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率；
⑦锌粒与稀硫酸反应制取氢气，增加锌粒的量，可以加快反应速率；
⑧光是影响某些化学反应速率的外界条件之一；
⑨反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在2 L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol，则1min末的化学反应速率为v(NO)=0.06 mol·L-1·min-1
A．①⑤⑥⑨ B．④⑥⑧ C．④⑥⑦⑨ D．③④⑥⑦
10．如图为某电化学装置的一部分，已知两极反应式分别为a极：Cu2++2e-=Cu，b极：Mg-2e-=Mg2+。下列说法不正确的是
A．b极上发生氧化反应 B．a、b可以是同种电极材料
C．电解质溶液中一定含有Cu2+ D．该装置一定是原电池装置
11．下列有关各装置图的叙述，正确的是
A．用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②的总反应式:Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+
C．装置③中插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
D．装置④中钢闸门应与外接电源的负极相连被保护，该方法叫做牺牲阳极的阴极保护法
12．如图是一种应用广泛的锂电池，LiPF6是电解质，SO(CH3)2是溶剂，反应原理是4Li+FeS2=Fe+2Li2S。下列说法正确的是
A．可以用水代替SO(CH3)2做溶剂
B．外电路电流的方向是由a极流向b极
C．该装置将电能转化为化学能
D．b极反应式是FeS2+4Li++4e-=Fe+2Li2S
13．液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼（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溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是
A．b 极发生氧化反应
B．a 极的反应式：N2H4 + 4OH- -4e- = N2↑+ 4H2O
C．放电时，电子从 b 极经过负载流向 a 极
D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜
14．关于如图装置说法正确的是
A．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁
B．装置中电子移动的途径是：负极→Fe→M溶液→石墨→正极
C．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO
D．若M是海水，该装置是通过"牺牲阳极法"使铁不被腐蚀
二、填空题（共9题）
15．钢铁的电化学腐蚀原理
(1)电解质溶液：
在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里含有少量 、 和 等。
(2)电极：
钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的 ，其中，负极为 ，正极为 。
(3)电极反应式：
①负极 ，②正极 。
(4)铁锈的形成：
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
②
③2Fe(OH)3脱水：铁锈主要成分 。
16．Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，如图是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图。
Cu2SCuCu2O、CuOAB胆矾
（1）Cu2S中铜元素的化合价为 ，火法炼铜的反应原理是 (用化学方程式表示)。
（2）向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式 。
（3）若将A中红色物质反应掉，操作Ⅰ中加入的试剂最好是 (填字母序号)。
A．适量的NaNO3
B．适量的HNO3
C．适量的H2O2
（4）若B溶液的体积为0.2L，电解B溶液一段时间后溶液的pH由2变为1(体积变化忽略不计)，此时电解过程中转移电子的物质的量是 。
（5）取5.0g胆矾样品逐渐升高温度使其分解，分解过程的热重曲线如图所示。通过计算确定258℃时发生反应的化学方程式： ，e点对应物质的化学式为 (计算过程略去)。
17．我国某地粉煤灰中主要含有Al2O3，除此之外还含有Ga2O3及少量Fe2O3、CaO、MgO和SiO2等物质。已知从粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如图所示：
电解过程中，Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO，GaO在阴极放电，则电解方程式： ；电解过程中需要保持溶液为pH=11以上的原因是 。
18．用石墨电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。
(1)a电极是 极，其中移向 极(填a或b)。
(2)电解过程中，b电极的电极反应式： 。
(3)电解过程中，a电极表面现象： 。
(4)从P到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为 。
19．如图所示，若电解5 min时铜电极质量增加2.16 g，试讨论：
(1)电源电极X名称为 。
(2) pH变化：A ，B ，C 。
(3)通过5 min时，B中共收集224 mL气体(标况)，溶液体积为200mL，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度为 。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，且电解过程中体积不变，电解后溶液中的氢氧根离子浓度是 。
20．X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍。A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，D、E是两种酸，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，其转化关系如图所示。
回答下列问题：
(1)A的电子式为 。
(2)A和E反应生成G，C与G中都含有 (填化学键的类型)。
(3)反应③中如果转移的电子为3 mol，则被氧化的A为 mol。
(4)科学家发明了使ZX3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂作电极，加入碱性电解质溶液，往一极通入空气，另一电极通入ZX3并使之转化为无污染的气体，试写出负极的电极反应式： 。
(5)由Z、X两元素形成的含10个电子的阳离子可和XSO形成一种盐A，若往A的溶液中缓缓滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，则溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为： 。
21．锂电池
(1)正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)；LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)；LiMPO4(M：Fe等)
负极材料：Li/石墨(能吸附锂原子)
(2)电极反应
负极反应： ；
正极反应： ；
总反应： 。
22．某化学小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置如图。回答问题：
(1)若电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为： 。
(2)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，CH4为燃料，采用酸性溶液为电解液；则CH4应通入 极(填a或b，下同)，电子从 极流出。电池的负极反应式为： 。
23．如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题：
(1)打开K2，闭合K1，若所盛溶液为溶液，则A为 极，B极的电极反应式为 ；
(2)打开K1，闭合K2，若所盛溶液为滴有酚酞的溶液，
①A电极附近可观察到的现象是 ，电极反应式为 。
②反应一段时间后打开K2，B极产生气体的体积(标准状况)为，将溶液充分振荡混匀，如果忽略溶液的体积变化和气体的溶解等，则该溶液中的浓度为 。
(3)如要用电解方法精炼粗铜，打开K1，闭合K2，电解液选用溶液，则A电极的材料应换成是 ，B极的电极反应式为 ；反应一段时间后电解质溶液中浓度 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【分析】由图可知，放电时，B极是原电池负极，镶嵌在硬碳中的钠失去电子发生氧化反应生成钠离子，电极反应式为Na—e—=Na+，A极是正极，在钠离子作用下，Mn[Mn(CN)6]在正极得到电子发生还原反应生成Na2Mn[Mn(CN)6]，电极反应式为Mn[Mn(CN)6]+2Na++e—= Na2Mn[Mn(CN)6]，充电时，A极与直流电源的正极相连，做电解池的阳极，B极为阴极。
【详解】A．由分析可知，放电时，A极是正极，在钠离子作用下，Mn[Mn(CN)6]在正极得到电子发生还原反应生成Na2Mn[Mn(CN)6]，电极反应式为Mn[Mn(CN)6]+2Na++e—= Na2Mn[Mn(CN)6]，故A正确；
B．由分析可知，放电时，B极是原电池负极，发生氧化反应，故B错误；
C．由分析可知，充电时，A极与直流电源的正极相连，做电解池的阳极，B极为阴极，则钠离子穿过离子交换膜在B极上得电子发生还原反应生成钠，故C正确；
D．由分析可知，充电时，A极与直流电源的正极相连，做电解池的阳极，故D正确；
故选B。
2．B
【详解】A．钢铁发生电化学腐蚀，铁失电子生成二价铁离子，氧气得电子结合水生成氢氧根，总反应为：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，故A正确；
B．二氧化硅不溶于水，所以硅酸不能通过二氧化硅与水反应制得，应该是硅酸盐与酸反应制备，故B错误；
C．氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al2O3＋2OH-=2＋H2O，故C正确；
D．纯碱溶液呈碱性，是因为碳酸根离子水解，水解方程式为：+H2O+OH-，故D正确；
故选B。
3．D
【详解】A．铜锌西红柿形成原电池，锌比铜活泼，锌作负极，故A错误；
B．左侧铜锌西红柿（含有酸性电解质）自发进行的氧化还原反应，形成原电池，右侧不能自发进行，形成电解池，故B错误；
C．左侧铜锌原电池中，铜作正极，石墨与原电池的正极相连作阳极，故C错误；
D．左侧原电池铜作正极，铜片上发生氧化还原反应，右侧电解池中铜与原电池的负极相连作阴极，发生还原反应，故D正确；
故选：D。
4．A
【详解】A. 酯化反应应是“酸脱羟基醇脱氢”，硬脂酸与乙醇的酯化反应：，故A选；
B. 常温时，氨水的，说明一水合氨是弱碱，NH3 H2O +，故B不选；
C. 次氯酸中心原子为O，分别与氢和氯各形成一个共价键，次氯酸的结构式为：，故C不选；
D. 阴极得电子发生还原反应，电解精炼铜的阴极反应：，故D不选；
故选A。
5．C
【分析】根据图示分析，X电极电极反应为：2Cl 2e =Cl2↑，发生氧化反应，与电源正极相连为阳极；则Y电极发生还原反应，与电源负极相连为阴极，阴极电极反应为：2H2O+2e =H2↑+2OH ，OH 通过阴离子交换膜与反应生成，据此分析解答；
【详解】A．X电极电极反应为：2Cl 2e =Cl2↑，进而发生Cl2+H2O HClO+HCl，C2H4+HClO=，再发生信息反应+OH-+Cl-+H2O，则物质Z是，故A错误；
B．X电极电极反应为：2Cl 2e =Cl2↑，进而发生Cl2+H2O HClO+HCl：工作时，X极附近溶液的pH减小，故B错误；
C．结合分析可知，离子交换膜应为阴离子交换膜，故C正确；
D． Y极为阴极，发生还原反应，故D错误；
答案选C。
6．D
【详解】A．氨气极易溶于水，不能用排水法收集，A不符合题意；
B．装置为密闭装置，一氧化碳不能顺利进入试管，B不符合题意；
C．亚铁离子变质生成铁离子，应该使用KSCN溶液检验，C不符合题意；
D．电解水生成氢气和氧气，能达到目的，D符合题意；
故选D。
7．D
【分析】由氮化镓(GaN)光电池的工作原理装置图可知，左池GaN为负极水失电子发生氧化反应生成氧气，右池Cu电极为正极发生还原反应，CO2得到电子被还原生成CH4，电极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O。
【详解】A．由氮化镓(GaN)光电池的工作原理装置图可知，该装置系统中存在太阳能转变为化学能，化学能转变为电能，电能又转变为热能、光能等，故A错误；
B．右池Cu电极为正极发生还原反应，CO2得到电子被还原生成CH4，电极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O，故B错误；
C．根据转移电子守恒可知，同温同压产生的O2、CH4体积比为2：1，故C错误；
D．阳离子向正极移动，所以离子交换膜为质子交换膜，H+从负极左池移向正极右池，故D正确；
答案选D。
【点睛】本题考查了原电池原理，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液书写。本题的易错点为C，负极氢氧根失电子发生氧化反应生成氧气，2H2O—4e- = O2↑+ 4H+，正极反应式为CO2+8e-+8H+═CH4+2H2O，
8．D
【详解】A．根据总反应式判断：放电时，MnO2发生还原反应，电极b为正极，a为负极，发生氧化反应，PTO-2H转化为PTO，电极反应式是，A项正确；
B．放电时，阳离子向正极移动，应该流向b电极，B项正确；
C．充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式是，C项正确；
D．根据阳极电极反应式，充电时，电解质溶液质量减少量是二氧化锰的质量，当电路中通过时，，D项错误；
故答案为D。
9．B
【详解】①铁和浓硫酸发生钝化反应，阻碍反应进一步进行，不能产生氢气，反应速率不会加快，故说法错误；
②决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质，故说法错误；
③N在酸性条件具有强氧化性，Zn和N、H+反应产生NO，故说法错误；
④催化剂能加快反应速率，故说法正确；
⑤增大压强，反应速率加快，是对有气体参加的反应而言的，在恒温恒容状态下，充入非反应气体，压强虽然增加，但各组分的浓度不变，反应速率不变，故说法错误；
⑥Cu2+的氧化性强于H+，锌把铜置换出来，形成原电池，加快反应速率，故说法正确；
⑦增加或减少固体的量对反应速率无影响，故说法错误；
⑧氢气和氯气在光照条件下反应剧烈，在黑暗状态下不反应，故说法正确；
⑨v(NH3)==0.06 mol·L-1·min-1，利用反应速率之比等于化学计量数之比，v(NO)=v(NH3)= 0.06 mol·L-1·min-1，化学反应速率是平均反应速率，不是瞬时速率，故说法错误。
综合以上分析，④⑥⑧正确，B符合题意，故选B。
10．D
【详解】A．b极上镁失电子生成镁离子，发生氧化反应，故A正确；
B．若为电解池，a、b可以都是金属镁，故B正确；
C．正极发生反应Cu2++2e-=Cu，电解质溶液中一定含有Cu2+，故C正确；
D．该装置可以是原电池装置，也可以是电解池，故D错误；
选D。
11．A
【详解】根据电流方向判定出，a为电解池的阳极，要精炼铜，粗铜必做阳极，电解质溶液为CuSO4溶液，A正确；铁比铜活泼，铁做负极，铜做正极不参与反应，所以总反应为：2Fe3++Fe=3Fe2+，B错误；铁只有在潮湿的空气中易生锈，而越靠近底端，氧气的量越小，腐蚀程度减小，C错误；被保护金属与直流电源的负极相连时，是外加电流的阴极保护法，D错误；正确选项A。
12．D
【详解】A．水的导电性差且和锂会发生反应，不符合原电池的反应原理，故A错误；
B．原电池中电流从正极沿外电路流向负极，原电池中Li为负极，则电子是由a极流向b极，故B错误；
C．装置图分析可知是原电池反应原理，是化学能转化为电能的装置，故C错误；
D．b电极为正极，得到电子发生还原反应，电极反应为FeS2+4Li++4e-=Fe+2Li2S，故D正确；
综上所述，说法正确的是D项，故答案为D。
13．B
【分析】N2H4中，N原子化合价由-2价变为0价，失电子，则a极为负极，发生氧化反应；b极空气得电子，作正极，发生还原反应。
【详解】A．b极为电池的正极，得电子，发生还原反应，A叙述错误；
B．a极上，N2H4中，失电子，与电解质溶液中的氢氧根离子反应生成氮气和水，电极反应式：N2H4 + 4OH- -4e- = N2↑+ 4H2O，B叙述正确；
C．放电时，电子从a极经过负载流向b极，C叙述错误；
D．其中的离子交换膜需要氢氧根离子透过，选用阴离子交换膜，D叙述错误；
答案为B。
14．C
【详解】A．若M为FeCl2溶液，石墨电极为阳极，阴离子Cl-移向阳极失电子，电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，不可以实现石墨上镀铁，A错误；
B．电子只能在外电路中移动，不能进入电解质溶液，B错误；
C．若M为NaCl溶液，阳极上产生Cl2，阴极上产生H2，同时阴极附近还生成NaOH，Cl2与NaOH反应生成NaClO，所以通电一段时间后，溶液中可能有NaClO，C正确；
D．若M是海水，该装置是电解池，属于通过“外加电流的阴极保护法”，D错误；
故答案为：C。
15．(1) H+ OH- O2
(2) 原电池 Fe 碳
(3) Fe-2e-=Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH-
(4) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O
【详解】（1）钢铁发生电化学腐蚀时电解质溶液形成是因为在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一薄层水膜，水膜里含有少量H+、OH-和O2等。
（2）钢铁发生电化学腐蚀是因为钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的原电池，其中铁是活泼的金属，负极为铁，正极为碳。
（3）负极是铁，发生失去电子的氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极是碳，发生得到电子的还原反应，溶液中的氧气得到电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
（4）铁锈的形成是因为负极产生的亚铁离子结合溶液中的氢氧根生成氢氧化亚铁沉淀，即2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁，即4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；Fe(OH)3脱水转化为铁锈，其中铁锈主要成分为Fe2O3·xH2O。
16． ＋1 Cu2S＋O22Cu＋SO2 Cu2O＋2H＋＝Cu＋Cu2＋＋H2O C 0.018 mol CuSO4·H2OCuSO4＋H2O Cu2O
【分析】(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为0分析判断；依据流程中Cu2S与O2反应得到Cu写出方程式；
(2)红色物质为铜，说明氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和铜，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜；
(3)溶解时要加入氧化剂使铜被氧化，且不能引进新的杂质；
(4)根据pH的变化求出氢离子的物质的量的变化，根据电极反应式计算转移的电子数；
(5)固体质量减少时，胆矾开始分解，根据减少的质量确定b、c段固体的化学式，从而确定发生的反应，根据最终剩余固体的质量采用假设的方法确定物质的组成。
【详解】(1)化合物中各元素化合价代数和为0，S元素的化合价为-2价，所以Cu元素的化合价为+1价；根据流程图，Cu2S与O2反应得到Cu，Cu的化合价降低，则S的化合价升高，反应生成二氧化硫，反应的化学方程式为：Cu2S+O22Cu+SO2，故答案为+1；Cu2S+O22Cu+SO2；
(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，该红色物质为铜，说明氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水，反应生成铜的离子方程式为：Cu2O+2H+＝Cu+Cu 2++H2O，故答案为Cu2O+2H+＝Cu+Cu 2++H2O；
(3)溶解时要加入氧化剂使铜氧化，且不能引进新的杂质，硝酸具有强氧化性但引进杂质离子，硝酸钠会引进杂质离子，双氧水具有强氧化性且不引进杂质离子，最好的试剂是双氧水，故答案为C；
(4)若硫酸铜溶液的体积为0.2L，电解溶液一段时间后溶液的pH由2变为1，则电解生成的氢离子为0.2L×(0.1-0.01)mol/L=0.018mol，根据电极反应式为：2H2O-4e-＝O2↑+4H+，n(e-)=n(H+)=0.018mol，故答案为0.018mol；
(5)硫酸铜的物质的量==0.02mol，根据胆矾的化学式知，结晶水的质量=0.02mol×5×18g/mol=1.8g，当固体质量减少1.8g时胆矾完全分解失去结晶水，258℃时，固体减少的质量=5.00g-3.20g=1.80g，所以C段固体是硫酸铜，b段物质减少的质量=5.00g-3.56g=1.44g，则失去的水的物质的量==0.08mol，则固体中剩下水的物质的量为0.02mol×5-0.08mol=0.02mol，则b段固体中硫酸铜与结晶水的物质的量之比为1∶1，化学式为CuSO4·H2O，该反应方程式为：CuSO4 H2OCuSO4+H2O；e点时固体质量为1.44g，铜的质量=0.02mol×64g/mol=1.28g，则另一种元素质量为1.44g-1.28g=0.16g，如果另一种元素是S元素，则硫的物质的量为=0.005mol，铜原子的物质的量为0.02mol，则Cu和S的个数比为4∶1，不符合化合价原则，所以另一种元素是氧元素，其物质的量为=0.01mol，所以其化学式为Cu2O，故答案为CuSO4 H2OCuSO4+H2O；Cu2O。
【点睛】本题的难点为(4)，要注意根据固体质量变化确定每一段物质的组成，从而确定每一段发生的反应，需要注意的是，最终的产物可能为铜的硫化物。
17． 4GaO+2H2O4Ga+3O2↑+4OH- 抑制GaO水解，并阻止H+在阴极放电降低电解效率
【分析】粉煤灰和碳酸钠混合焙烧反应生成可溶性盐NaAlO2、NaGaO2、Na2SiO3，CaO、MgO、Fe2O3不反应，经水浸、盐酸酸溶，生成不溶于水的硅酸，过滤后，滤渣为硅酸，滤液中含有FeCl3、MgCl2、CaCl2、AlCl3、GaCl3、NaCl，将滤液进行树脂吸附，得到含铝混合液和洗脱液，洗脱液进行分离操作后，加入NaOH溶液电解生成Ga。
【详解】电解过程中，GaO中Ga元素从+3价降低至0价，发生还原反应生成Ga，阳极为水失去电子生成氧气，电解总反应为4GaO+2H2O4Ga+3O2↑+4OH－；GaO属于弱酸阴离子，能够发生水解生成Ga(OH)3，会降低产率，若溶液酸度过高，则溶液中H+可能会发生还原反应生成H2，会降低阴极电解效率。因此保持溶液为pH=11以上，目的是抑制GaO水解，并阻止H+在阴极放电降低电解效率。
18．(1) 阴 b
(2)(也得分)
(3)先有红色物质析出，后有气泡产生
(4)12
【详解】（1）由题中图示可知，电流由正极流向负极，所以b与电源正极相接，b为阳极，a为阴极，在电解池中阴离子向阳极移动，即移向b极；答案为阴；b；
（2）b为阳极，发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子放电生成H2O和O2，电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2+4H+；答案为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2+4H+；
（3）惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，结合图②可知，通过0.2mol电子时电解硫酸铜，然后电解硫酸溶液，其实质是电解水，即发生2H2O2H2↑+O2↑，a为阴极，先发生Cu2++2e-=Cu，后发生2H++2e-=H2↑，电极表面的现象是先有红色固体物质析出，电解一段时间后放出气体；答案为先有红色物质析出，后有气泡产生；
（4）由题中图②可知，P到Q点是电解水，收集到的混合气体为氢气和氧气，由2H2O2H2↑+O2↑可得，0.2mol电子通过时生成0.1molH2和0.05molO2，则混合气体的平均摩尔质量为M====12；答案为12。
19． 负极 增大 减小 不变 0.025mol/L 0.1mol/L
【分析】铜电极质量增加,说明铜电极为阴极,则银电极为阳极,则X为负极,Y为正极,电解时:A阳极为2Cl--2e﹣═Cl2↑,阴极为2H++2e-=H2↑,B中阳极为4OH--4e﹣= O2↑+2H2O,,阴极为Cu2++2e﹣═Cu,C为电镀,以此解答该题。
【详解】(1) 若电解5 min时铜电极质量增加2.16 g，说明C装置为电解池，金属铜做阴极，银做阳极，电源Y为正极， X为负极；
综上所述，本题正确答案：负极；
(2)A阳极为2Cl--2e﹣═Cl2↑,阴极为2H2O+2e﹣=H2↑+2OH- ,生成OH-,溶液pH增大；B中阳极为4OH--4e﹣= O2↑+2H2O,阴极为Cu2++2e﹣═Cu,生成H+,pH减小；C为电镀池,溶液离子浓度不变,则pH不变；
因此，本题正确答案是:增大，减小，不变。
(3)若通入直流电5min时,铜电极质量增加2.16g,则发生Ag++e=Ag，n(Ag)=2.16/108=0.02mol,转移电子0.02mol，B中阳极反应为4OH--4e﹣= O2↑+2H2O，生成n(O2)=0.02×1/4=0.005mol,体积为0.005×22.4=0.112L，通电5min时,B中共收集收集224 mL气体(标准状况),则阴极还应生成112mL氢气,得到电子0.01mol；所以析出铜得到0.01mol电子；由Cu2++2e﹣═Cu,可以知道,n(Cu2+)=0.005mol,则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度为0.005/0.2=0.025mol/L；
因此，本题正确答案是: 0.025mol/L；
(4)若A中KCl溶液的体积是200 mL,通入直流电5min时,由(3)计算可以知道转移电子0.02mol,阴极为2H++2e-=H2↑,则生成n(OH-)=0.02mol，电解后,溶液的c(OH-)=0.02/0.2=0.1mol/L；
因此，本题正确答案是: 0.1mol/L。
20．(1)
(2)共价键(或极性共价键)
(3)0.5
(4)2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
(5)c(Na+) >c(SO) >c(NH)>c(H+) = c(OH-)
【分析】A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则A是NH3，氨气能连续和F单质反应，氨气能连续被氧化，则F是O2，X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍，则X是H元素、Z是N元素、Y是O元素，D、E是两种酸，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，D为HNO2，E为HNO3，氨气被氧气氧化生成NO，则B是NO，NO被氧气氧化生成NO2，则C是NO2。
【详解】（1）通过以上分析知，A是氨气，氨气中N原子和每个H原子之间都存在一个共价键，其电子式为；
（2）A是氨气、E是硝酸，二者反应生成G，G为NH4NO3，G中含有离子键、共价键(或极性共价键)；C是NO2，含有共价键(或极性共价键)，所以C和G都含有共价键(或极性共价键)；
（3）氨气和氧气在微生物作用下生成亚硝酸，反应的化学方程式为：2NH3+3O22HNO2+2H2O，该反应中转移电子的物质的量为3mol×4=12mol，反应③中如果转移的电子为3mol，则被氧化的A的物质的量n(NH3)=(3mol÷12mol)×2=0.5mol；
（4）氨气碱性燃料电池中，负极上氨气失电子发生氧化反应生成氮气和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以负极电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；
（5）Z、X两元素形成的含10个电子的阳离子是，可和形成一种盐A，A为NH4HSO4，若往A的溶液中缓缓滴入稀NaOH溶液至溶液恰好呈中性，溶液中的溶质是Na2SO4、NH3·H2O、(NH4)2SO4，溶液呈中性，则c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒得c(Na+)+c()=2c()，如果硫酸氢铵和NaOH以1：1反应，则溶液呈酸性，要使溶液呈中性，则氢氧化钠应该稍微过量，所以根据物料守恒得c(Na+)＞c()＞c()，则溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为：c(Na+)＞c()＞c()＞c(H+)=c(OH-)。
21． LixCn-xe-=xLi++nC Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2 Li1-xMO2+LixCn=nC+LiMO2
【详解】锂电池中，LixCn为原电池的负极，LixCn在负极失去电子，发生氧化反应生成锂离子和碳，电极反应式为LixCn-xe-=xLi++nC，Li1-xMO2为正极，Li1-xMO2在正极得到电子，发生还原反应生成LiMO2，电极反应式为Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2，电池的总反应为Li1-xMO2+LixCn=nC+LiMO2，故答案为：LixCn-xe-=xLi++nC；Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2；Li1-xMO2+LixCn=nC+LiMO2。
22．(1)2H++2e-=H2↑
(2) b b CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入氧化剂的一极为正极，据此回答。
【详解】（1）Fe、Cu、稀硫酸构成原电池时，金属铁做负极，金属铜为正极，正极氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；故答案为：2H++2e-=H2↑。
（2）燃料电池中，燃料甲烷需通在负极，即b极，正极上氧气得电子，电子从负极即b极流出，负极上甲烷失去电子发生氧化反应，在酸性电解液中生成CO2，电极反应式为：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；故答案为：b；b；CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+。
23．(1) 负
(2) 电极上有无色气体生成，溶液变红 0.01
(3) 精铜 减小
【分析】根据开关确定装置类型，根据原电池和电解池的原理进行分析。
(1)
打开K2，闭合K1，该装置为原电池，若所盛溶液为溶液，则A是锌，为原电池的负极，B为正极，电极反应式为；
(2)
打开K1，闭合K2，该装置为电解池，若所盛溶液为滴有酚酞的溶液，①A为阴极，溶液中的氢离子放电生成无色气体氢气，溶液中的氢氧根离子增多，溶液显碱性，变红，电极附近可观察到的现象是变红，电极反应式为。
②反应一段时间后打开K2，B极产生的气体为氯气，体积(标准状况)为，即0.0005mol，将溶液充分振荡混匀，如果忽略溶液的体积变化和气体的溶解等，则该溶液中的物质的量为0.001mol，浓度为=0.01。
(3)
如要用电解方法精炼粗铜，打开K1，闭合K2，电解液选用溶液，则A电极的材料应换成是精铜，B极为阳极，粗铜杂质一般为锌，电极反应式为；阳极上析出铜，反应一段时间后电解质溶液中浓度减小。
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