专题1《化学反应与能量变化》（含解析）单元检测题2023--2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1
文档属性
| 名称 | 专题1《化学反应与能量变化》（含解析）单元检测题2023--2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-17 17:19:08 | ||
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文档简介
专题1《化学反应与能量变化》
一、单选题（共12题）
1．铁粉是冶金的主要原料。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是
A．高温下，铁粉与水蒸气反应生成磁性氧化铁
B．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应置换出铝
C．制备溴苯时，铁粉与液溴反应生成FeBr2
D．铁粉和炭粉混合用食盐水湿润后发生析氢腐蚀
2．如图是某同学用Cu在Fe片上镀铜的实验装置，下列说法正确的是
A．在A极被还原
B．溶液蓝色逐渐变浅
C．A极和B极直接相连，铜片被氧化
D．铜片连接A极，铁制品连接B极
3．我国科学家采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂，通过电解法将转化为乙烯。装置示意图如下。已知：电解效率
下列说法不正确的是
A．电极a连接电源的负极
B．电极a上有CO产生
C．纳米Cu催化剂上发生反应：2CO+ 6H2O+8e—=C2H4+8OH—
D．若乙烯的电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，产生0.075mol乙烯
4．下列物质间反应，其能量变化符合如图所示的是
A．碳酸钙的分解
B．灼热的炭与二氧化碳反应
C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D．NaOH和盐酸反应
5．电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。如图所示为离子交换膜电解槽电解饱和食盐水原理示意图，下列有关说法错误的是
A．a接电源的负极，b接电源的正极
B．出口A产生的气体能使湿润的淀粉试纸变蓝
C．出口C得到浓NaOH溶液，出口B收集到的气体为
D．若无阳离子交换膜，电解时电解槽内可能会产生NaClO
6．草酸常用于清洗瓷砖表面的污渍，一种利用乙炔合成乙烯和草酸的电化学装置如图所示，下列说法正确的是
A．电极a接电源的负极，电极上发生氧化反应
B．离子交换膜为质子交换膜，H+从a极移向b极
C．电极a、b上消耗的C2H2气体的质量比为4︰1
D．b电极的电极反应式是C2H2+8e-+4H2O→H2C2O4+8H+
7．一种固定CO2的电化学装置如图，该电化学装置放电时可将CO2转化为Li2CO3和C，充电时选用合适催化剂，只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2。下列说法不正确的是
A．放电时，电极X的电极反应式：Li-e ＝Li+
B．充电时，电极Y应与外接电源的正极相连
C．充电时阳极的电极反应式为2Li2CO3-4e ＝2CO2↑+O2↑+4Li+
D．经过充、放电，该电池可以完全恢复组成，从而能够无限次使用
8．下列叙述正确的有
①CO2、SiO2、P2O5 均为酸性氧化物
②NaHCO3、Fe(OH)3、FeCl2 均可由化合反应制得
③碘晶体分散到酒精中、饱和氯化铁溶液滴入沸水中所形成的分散系分别为溶液、胶体
④灼热的炭与 CO2 的反应、Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反应均既是氧化还原反应，又是吸热反应
⑤需要通电才可进行的有：电离、电解、电镀、电化学腐蚀
⑥氯化铝溶液与氢氧化铝胶体具有的共同性质是：能透过滤纸
⑦苛性钾、次氯酸、氯气按顺序分类依次为强电解质、弱电解质和非电解质
⑧碱石灰、生石灰、玻璃、漂白粉、光导纤维都是混合物
A．3 个 B．4 个 C．5 个 D．6 个
9．宏观辨识与微观探析是化学核心素养之一，下列有关离子方程式的书写正确的是
A．向溶液中通入过量：
B．用惰性电极电解NaCl溶液：
C．将铜丝插入稀硝酸溶液中：
D．向中通入过量HI溶液：
10．下列说法正确的是
A．化学键的断裂与形成与反应放热和吸热无关
B．放热反应的发生无需任何条件
C．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒
D．化学变化一定有化学键的断裂和生成，有化学键断裂或生成一定发生了化学变化
11．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3
C．负极区，在氢化酶作用下发生反应2H＋+2MV＋=H2+2MV2＋
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
12．下列实验装置能达到相应目的的是
A B C D
实验室制备氯气 除去中混有的泥沙 分离苯和溴苯 验证铁的析氢腐蚀
A．A B．B C．C D．D
二、填空题（共10题）
13．(1)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。
①制H2时，连接 ； 产生H2的电极方程式是 。
②改变开关连接方式，可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用： 。
(2)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示：
负极区发生的反应有 (写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气 L(标准状况)。
14．Ⅰ.已知下列热化学方程式：
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-570kJ/mol
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) H=+483.6kJ/mol
③2CO(g)=2C(s)+O2(g) H=+220.8kJ/mol
④2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H=-787kJ/mol
回答下列问题：
(1)上述反应中属于放热反应的是 (填写序号)。
(2)燃烧10gH2生成液态水，放出的热量为 。
(3)C(s)的燃烧热的热化学方程式为
Ⅱ.已知：工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应：
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1 ①
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1 ②
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1 ③
(4)反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)，计算该反应的ΔH= 。
15．存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中的有机物为营养而大量繁殖，可导致传染病蔓延流行。因此，生活污水排放前必须进行处理。最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。回答下列问题：
(1)氧化银电极上的反应为 。
(2)石墨电极上的反应为 。
(3)每转移4mol电子，氧化银电极产生 LCO2气体(标准状况)。
(4)每30gC6H12O6参与反应，有 molH+经质子交换膜进入正极区。
16．有六种短周期元素，已知A的单质是最清洁的能源物质，其他元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号 B C D E F
原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.074
主要化合价 +1 +3 +6、-2 +7、-1 -2
根据上述信息回答以下问题。
(1)D在元素周期表中的位置 ；E的离子结构示意图 。
(2)关于A元素在周期表中的位置，一直存在纷争，有人主张把它放在第ⅦA族，试分析其理由 。
(3)用电子式表示B的单质与D的单质形成化合物的过程 。
(4)下列各项比较，正确的是 。
①氢化物的沸点：D低于F ②A~F元素的简单离子半径：C的最大
③气态氢化物稳定性：D比E稳定 ④最高价氧化物对应的水化物碱性：B小于C
(5)E单质常用于自来水消毒。用必要的文字和离子方程式解释原因 。
(6)写出C的单质与B的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式 。
(7)C的单质与元素M的红棕色氧化物N反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为 。
(8)已知单质M的燃烧热为375kJ/mol，写出表示其燃烧热的热化学方程式 。
(9)已知NH3结合质子的能力强于F的氢化物，请用最恰当的离子方程式证明这个结论 。
17．金属铁是现代社会使用量最大的金属，其化合物也被应用在各个领域。
Ⅰ.利用烧结的铁碳混合材料可除去废水中的污染物，在有、无溶解氧的情况下均可在溶液中生成絮凝剂，某种环境下其作用原理图示如下：
请回答：
(1)图中C电极上的电极反应式 。
(2)下列叙述正确的是_______。
A．铁电极为正极，碳电极为负极
B．经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达，吸附能力大幅提高，有利除污
C．如图所示，碳电极上的反应环境为无溶解氧环境
D．铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出，被絮凝剂运输至碳电极表面
(3)利用该材料可处理含铬废水()，最终溶液中的金属离子均生成氢氧化物沉淀。已知国家标准中污染物排放浓度的单位为，若每处理污水，电极上共转移1.2mol电子，假设废水中的Cr元素被完全处理，则该污水中的Cr在处理前的浓度为 (以铬元素的质量计算，已知Cr的相对原子质量为52)。
Ⅱ.以高铁酸钾()为原料的高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟装置：
(4)写出电势较高的一极的电极反应式 。
ⅡI.工业上用溶液刻蚀液晶显示器银电路板，某研究性学习小组为探究与Ag反应，进行如下实验：按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)。
(5)K闭合时，指针向左偏转，一段时间后指针归零，向左侧U形管中滴加几滴浓溶液，发现指针向右偏转，写出此时银电极的反应式： 。结合上述实验分析，写出和Ag反应的离子方程式 。
18．“电化学”与人类生产、生活密不可分，下图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌：下图Ⅱ可通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和。
回答下列问题：
(1)上图Ⅰ中A电极的电极材料为 ；乙池电解开始时发生反应的化学方程式为 。
(2)上图Ⅰ，工作一段时间后，若甲池阴极增重26g，则乙池中产生气体的体积为 L(标准状况)。
(3)上图Ⅱ中滤布的作用为 。X电极为 极，其电极反应式为 。
(4)上图Ⅱ电解过程中将 (填“增大”“减小”或“不变”，忽略电解过程中溶液体积的变化)。
19．工业上可利用煤的气化产物（CO和H2）合成二甲醚（CH3OCH3）同时生成二氧化碳，其三步反应如下：
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H=﹣90.8kJ mol﹣1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=﹣23.5kJ mol﹣1
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=﹣41.3kJ mol﹣1
总合成反应的热化学方程式为 。
20．氧化还原反应在生产生活中有着重要的应用。请按要求写出相应的方程式。
（1）二氧化硫是一种污染性气体，工业上常利用Fe2+的催化作用，常温下使SO2转化为SO42－，其总反应为2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4。上述总反应分两步进行，第一步反应的离子方程式为4Fe2+＋O2＋4H+＝4Fe3+＋2H2O，写出第二步反应的离子方程式： 。
（2）ClO2是一种高效的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下：
①氯化钠电解槽内的阳极产物为： 。
②二氧化氯发生器所产生的气体中二氧化氯的体积分数为： 。
③ClO2能将电镀废水中的CN－离子氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl－。写出该反应的离子方程式 。
21．某甲烷燃料电池工作时的装置如图所示，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少。请回答下列问题：
（1）铁电极为乙池中 电极（填“M”或“N”）；N极的电极反应式为 ；通入甲烷的铂电极的电极反应式为 。
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气 L（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的c(H+)为 mol·L-1。
22．FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，反应过程的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，若要将此反应设计成原电池。
(1)请写出电极反应式：
①负极： 。
②正极： 。
(2)在框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：
①不含盐桥 ②含盐桥
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．高温下，铁粉与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，Fe3O4即磁性氧化铁，A正确；
B．Fe的还原性不如Al，无法与氧化铝粉末反应置换出铝，B错误；
C．溴氧化性较强，铁粉与液溴反应生成FeBr3，C错误；
D．食盐水显中性，铁粉发生吸氧腐蚀，D错误；
综上所述答案为A。
2．D
【分析】用Cu在Fe片上镀铜应该是，铁作阴极，连接B电极，铜作阳极，连接A电极，以此解题。
【详解】A．铜离子应该在阴极上得到电子，即在B电极上得到电子，A错误；
B．铜离子在B电极得到电子，同时单质铜在A电极失去电子，形成铜离子，铜离子浓度不变，B错误；
C．A极和B极直接相连，金属铜和金属铁构成原电池的两个电极，金属Cu为正极，该极上是铜离子发生得电子的还原反应，C错误；
D．由分析可知，铜片连接A极，铁制品连接B极，D正确；
故选D。
3．D
【分析】由图可知，与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极，单原子镍做催化剂条件下二氧化碳在阴极得电子生成一氧化碳、纳米铜做催化剂条件下，一氧化碳在阴极得电子生成乙烯，电极b为阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水。
【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极，故A正确；
B．由分析可知，电极a为电解池的阴极，单原子镍做催化剂条件下二氧化碳在阴极得电子生成一氧化碳，故B正确；
C．由分析可知，电极a为电解池的阴极，纳米铜做催化剂条件下，一氧化碳在阴极得电子生成乙烯，电极反应式为2CO+ 6H2O+8e—=C2H4+8OH—，故C正确；
D．若乙烯的电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，根据公式可得生成乙烯所用的电子的物质的量n=0.6mol，二氧化碳转化为乙烯的总电极反应为2CO2+8H2O+12e—=C2H4+12OH—，则当生成乙烯所用的电子物质的量n=0.6mol，产生的乙烯为0.05mol，故D错误；
故选D。
4．D
【详解】根据图象分析得到反应为放热反应。
A．碳酸钙的分解生成氧化钙和二氧化碳，反应是吸热反应，选项A不符合题意；
B．灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，反应是吸热反应，选项B不符合题意；
C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合生成氯化钡、氨气和水，反应是吸热反应，选项C不符合题意；
D．NaOH和盐酸反应是酸碱中和反应，是放热反应，选项D符合题意。
答案选D。
5．A
【详解】A.电解池中，阳离子移向阴极，根据Na+移动方向可知左室为阳极室、右室为阴极室，则a接电源的正极，b接电源的负极，故A项错误；
B.阳极的电极反应式为，出口A产生的气体为，能使湿润的淀粉试纸变蓝，故B项正确；
C.阴极的电极反应式为，出口B收集到，出口C得到浓NaOH溶液，故C项正确；
D.若无阳离子交换膜，与NaOH反应会生成NaCl与NaClO，故D项正确；
故答案选：A。
6．C
【分析】C2H2中C元素显-1价，C2H4中C元素显-2价，H2C2O4中C元素显+3价，则a极得电子作阴极，b极失电子作阳极。
【详解】A．由C2H2制C2H4，电极a上得电子，作阴极，则接电源的负极，电极上发生还原反应，A不正确；
B．在阳极，C2H2-8e-+4H2O→H2C2O4+8H+，在阴极，4C2H2+8e-+8H+→4C2H4，离子交换膜为质子交换膜，阳离子向阴极移动，则H+从b极移向a极，B不正确；
C．b极：C2H2-8e-+4H2O→H2C2O4+8H+，a极：4C2H2+8e-+8H+=4C2H4，则电极a、b上消耗的C2H2气体的质量比为4︰1，C正确；
D．b电极为阳极，失电子，则电极反应式是C2H2-8e-+4H2O→H2C2O4+8H+，D不正确；
故选C。
7．D
【分析】分析题给信息，放电时，X极上Li失去电子，则X为负极，Y为正极，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，电极Y上的反应式为：3CO2+4Li++4e－＝C+2Li2CO3；充电时，阴极上Li+得电子生成Li，阳极上只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2，电极反应式为：2Li2CO3-4e ＝2CO2↑+O2↑+4Li+，据此分析。
【详解】A．放电时，X极为负极，发生氧化反应，Li失电子，电极X的电极反应式：Li-e ＝Li+，A项正确；
B．充电时，只有Li2CO3发生氧化反应，说明Y极为阳极，与电源的正极相连，B项正确；
C．该电池充电时，阳极上只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2，反应式为：2Li2CO3-4e ＝2CO2↑+O2↑+4Li+，C项正确；
D．充电电池不可能无限次充放电，会有损耗，因此也不能无限次使用，D项错误；
答案选D。
8．B
【详解】①二氧化碳、二氧化硅、五氧化二磷都是能与碱反应生成盐和水的酸性氧化物，故正确；
②碳酸钠溶液与二氧化碳和水发生化合反应生成碳酸氢钠，氢氧化亚铁与氧气和水发生化合反应生成氢氧化铁，氯化铁溶液与铁发生化合反应生成氯化亚铁，则碳酸氢钠、氢氧化铁、氯化亚铁均可由化合反应制得，故正确；
③碘易溶于酒精，则碘晶体分散到酒精中得到碘的酒精溶液，饱和氯化铁溶液滴入沸水中煮沸得到红褐色的氢氧化铁胶体，故正确；
④八水氢氧化钡与氯化铵固体反应中没有元素发生化合价变化，属于非氧化还原反应，故错误；
⑤电离、电化学腐蚀不需要通电就可进行，故错误；
⑥氯化铝溶液与氢氧化铝胶体具有的共同性质是分散质都能透过滤纸，故正确；
⑦氯气是非金属单质，单质既不是电解质也不是非电解质，故错误；
⑧生石灰是氧化钙的俗称，光导纤维的主要成分是二氧化硅，都是纯净物，不是混合物，故错误；
则①②③⑥正确，故选B。
9．B
【详解】A．过量的CO2能与CO反应生成HCO，因此向硅酸钠溶液中通入过量的CO2发生SiO+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO，故A错误；
B．用惰性电极电解饱和食盐水，得到NaOH、氢气和氯气，其离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，故B正确；
C．铜与稀硝酸反应生成NO，离子方程式为3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O，故C错误；
D．Fe3+具有强氧化性，能将I-氧化成I2，氢氧化铁中通入过量HI溶液反应2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++I2+6H2O，故D错误；
答案为B。
10．C
【详解】A．旧键断裂吸收能量，新键生成放出能量，当吸收的能量大于放出的能量时反应吸热，反之则放热，所以化学键的断裂与形成与反应放热和吸热有关，故A错误；
B．某些放热反应需要一定条件引发，如燃烧需要温度达到可燃物的着火点，故B错误；
C．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒，C正确；
D．有化学键的断裂或生成不一定发生了化学变化，如HCl溶于水时共价键断裂，但并没有发生化学变化，故D错误；
综上所述答案为C。
11．C
【分析】利用原电池工作原理进行分析，负极上化合价升高，发生氧化反应，根据装置图可知，左边电极为负极，右边电极为正极，据此分析；
【详解】A．该反应中存在化合价的变化，能产生电流，工业上合成氨，需要高温、高压，本装置不需要，题中所给方法比较温和，故A说法正确；
B．根据上述分析，右边电极为正极，依据装置图可知，正极区，固氮酶作催化剂，N2→NH3，N元素化合价降低，被还原，故B说法正确；
C．左边电极为负极，根据装置图可知，在氢化酶作用下发生2MV2++H2=2MV++2H+，故C说法错误；
D．根据原电池工作原理，内电路中H+通过交换膜由负极区移向正极区，故D说法错误；
答案为C。
12．B
【详解】A．实验室用浓盐酸和二氧化锰制备氯气时需要加热，则该实验装置不能达到相应目的，A项错误；
B．单质碘易升华，除去中混有的泥沙，可用升华的方法，则该实验装置能达到相应目的，B项正确；
C．温度计水银球应在略低于支管口处，则该实验装置不能达到相应目的，C项错误；
D．这是验证铁的吸氧腐蚀实验装置，析氢腐蚀应在酸性条件下进行，则该实验装置不能达到相应目的，D项错误；
答案选B。
13． K1 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用 Fe3++e-=Fe2+，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 5.6
【详解】(1)①根据题图示中电极3的转化关系可知，制H2时，连接K1；碱性条件下，生成H2的电极反应式为2H2O+2e-==H2↑+2OH-。
③①中电极3反应式为Ni(OH)2+OH--e-==NiOOH+H2O，消耗生成H2时产生的OH-；而②中电极3的电极反应式为NiOOH+H2O+e-==Ni(OH)2+OH-，补充生成O2所需的OH-，同时保证电极3得以循环使用。
(2)根据图示可知，负极区(指电解池的阴极区)发生的电极反应(还原反应)为Fe3++e-==Fe2+，随之发生4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O；根据电子守恒可知，电路中每转移1 mol电子消耗0.25 mol O2，在标准状况下的体积为5.6 L。
14． ①、④ 1425kJ C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol -246.1kJ·mol-1
【详解】Ⅰ. (1)＜0表示放热反应，故上述反应中属于放热反应的是①、④，故答案为：①、④；
(2)根据反应①可知，燃烧10gH2生成液态水，放出的热量为1425kJ，故答案为：1425 kJ；
(3)燃烧热是指1mol燃料完全燃烧生成稳定的氧化物时的热效应，有反应④可推知，C(s)的燃烧热的热化学方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol ，故答案为：C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol；
Ⅱ.(4)根据该斯定律可知，反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)可由2①+②+③，故该反应的ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3=2×（-90.7kJ·mol-1）+（-23.5kJ·mol-1）+（-41.2kJ·mol-1）=-246.1kJ·mol-1，故答案为：-246.1kJ·mol-1。
15． Ag2O+2H++2e-=2Ag+H2O C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+ 22.4 4
【分析】据图可知C6H12O6在微生物作用下转化为CO2和H2O，C6H12O6被氧化，即石墨电极为负极，氧化银电极为正极。
【详解】(1)C6H12O6在微生物作用下转化为CO2和H2O，C6H12O6被氧化，即石墨电极为负极，氧化银电极为正极，Ag2O发生得电子的还原反应，电极反应式为Ag2O+2H++2e-=2Ag+H2O；
(2)石墨电极为负极，C6H12O6在负极发生失电子的氧化反应：C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+；
(3)根据负极的电极反应式可知，每转移4 mol电子，石墨电极产生1molCO2，即22.4LCO2(标准状况)；
(4)30 g C6H12O6的物质的量为，根据负极的电极反应式可知，有4 mol H+经质子交换膜进入正极区。
16．(1) 第三周期，第ⅥA族
(2)氢元素的负化合价是－1价(或氢的最外层得到一个电子达到饱和结构)
(3)
(4)①
(5)Cl2通入水中发生反应Cl2+H2O＝H++Cl－+HClO，生成的HClO具有强氧化性，能杀菌消毒
(6)2Al+2OH－+2H2O＝2AlO +3H2↑
(7)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
(8)Fe(s)+2/3 O2(g)＝1/3 Fe3O4(s)ΔH＝－375kJ/mol
(9)NH3 + H3O+＝NH+ H2O
【分析】已知A的单质是最清洁的能源物质，A是H；根据元素的原子半径及主要化合价可知D一定是S，E一定是Cl，F一定是O，则B一定是Na，C一定是Al。
【详解】（1）S在元素周期表中的位置是第三周期第ⅥA族；Cl－离子结构示意图为。故答案为：第三周期，第ⅥA族；；
（2）由于氢元素的负化合价是－1价(或氢的最外层得到一个电子达到饱和结构)，因此有人主张把它放在第ⅦA族。故答案为：氢元素的负化合价是－1价(或氢的最外层得到一个电子达到饱和结构)；
（3）B的单质与D的单质形成的化合物是离子化合物硫化钠，其形成过程可表示为。故答案为：；
（4）①水分子间存在氢键，则氢化物的沸点：D低于F，正确；②离子的核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，则A～F元素的简单离子半径：S的最大，错误；③氯元素非金属性强于硫，气态氢化物稳定性：E比D稳定，错误；④钠的金属性强于铝，最高价氧化物对应的水化物碱性：B大于C，错误，答案选①；故答案为：①；
（5）Cl2通入水中发生反应Cl2+H2O＝H++Cl－+HClO，生成的HClO具有强氧化性，能杀菌消毒。故答案为：Cl2通入水中发生反应Cl2+H2O＝H++Cl－+HClO，生成的HClO具有强氧化性，能杀菌消毒；
（6）铝单质与B的最高价氧化物的水化物氢氧化钠反应的离子方程式为2Al+2OH－+2H2O＝2AlO+3H2↑。故答案为：2Al+2OH－+2H2O＝2AlO +3H2↑；
（7）C的单质与元素M的红棕色氧化物N反应可用于焊接钢轨，即铝与氧化铁发生的铝热反应，该反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。故答案为：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe；
（8）已知铁的燃烧热为375kJ/mol，则表示其燃烧热的热化学方程式为Fe(s)+2/3O2(g)＝1/3Fe3O4(s)ΔH＝－375kJ/mol。故答案为：Fe(s)+2/3 O2(g)＝1/3 Fe3O4(s)ΔH＝－375kJ/mol；
（9）根据反应NH3+H3O+＝NH+H2O可说明NH3结合质子的能力强于水。故答案为：NH3 + H3O+＝NH+ H2O；
17．(1)
(2)BC
(3)1.04mg/L
(4)
(5)
【分析】Ⅰ中属于原电池，C电极上水变成氢气，为正极，Fe为负极；Ⅱ中M电极由Fe变为Fe(OH)2，为负极，则N为正极；ⅡI中 K闭合时，指针向左偏转，说明电流由左向右，一段时间后指针向右偏转，说明电流由右向左。
【详解】（1）由分析可知，C电极为正极，电极反应式为：；
（2）A．C电极为正极，Fe为负极，A错误；
B．经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达，有利于原电池反应，生成更多的Fen+，吸附能力大幅提高，有利除污，B正确；
C．如图所示，若C电极上有溶解氧，则发生吸氧腐蚀，所以碳电极上的反应环境为无溶解氧环境，C正确；
D．铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出，经其他导电介质运输至碳电极表面，不是被絮凝剂运输至碳电极表面，D错误；
故选BC；
（3）假设电池反应中Fe生成的是Fe2+，则处理含铬废水是的方程式为： ，电池反应中每生成一个Fe2+，转移2个电子，则有关系式：
解得x=0.2mol，则该污水中的Cr在处理前的浓度为；
（4）由分析可知，电势较高的一极为N极，电极反应式为：；
（5）K闭合时，指针向左偏转，说明电流由左向右，Fe3+与Ag发生反应，一段时间后指针归零，向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液，指针向右偏转，说明电流由右向左，此时Ag+与Fe2+反应，此时银电极的反应式为：；结合上述实验分析， Fe3+和Ag反应的离子方程式。
18．(1) 铁
(2)8.96
(3) 阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯 阴
(4)增大
【分析】根据图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌，可知A为铁，B为铜；下图Ⅱ可通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和，则电极Y发生失电子的氧化反应，为阳极，电极X为阴极。
【详解】（1）根据图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌，可知A为铁；乙池电解硫酸铜溶液生成铜、氧气和硫酸，故反应的化学方程式为。
（2）甲池阴极发生反应Zn2++2e-=Zn，26gZn的物质的量为=0.4mol，转移电子为0.8mol，乙池中开始发生反应，反应0.5L×0.4mol/L=0.2molCuSO4时转移0.4mol电子，生成氧气0.1mol，故又电解水转移0.4mol电子，生成氢气0.2mol、氧气0.1mol，共生成气体0.4mol，标准状况下体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96L。
（3）图Ⅱ中滤布的作用为阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯。根据电极Y发生失电子的氧化反应，为阳极，电极X为阴极，发生的电极反应式为。
（4）电极X为阴极，发生的电极反应式为，电极Y发生反应，转移相同电子时生成Mn2+比消耗的多，故电解过程中将增大。
19．3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=﹣246.4kJ mol﹣1
【详解】①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H=﹣90.8kJ mol﹣1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=﹣23.5kJ mol﹣1
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=﹣41.3kJ mol﹣1
利用盖斯定律，将①×2+②+③得：总合成反应的热化学方程式为3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=﹣246.4kJ mol﹣1。答案为：3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=﹣246.4kJ mol﹣1。
20． 2Fe3+＋SO2＋2H2O＝2Fe2+＋SO42－＋4H+ ClO3－ 或 NaClO3 2/3或66.7% 2ClO2＋2CN－＝2CO2↑＋2Cl－＋N2↑
【详解】（1）根据题中反应原理，第一步反应的离子方程式为4Fe2+＋O2＋4H+＝4Fe3+＋2H2O，第二步是铁离子将二氧化硫氧化成硫酸根离子，反应的离子方程式为2Fe3+＋SO2＋2H2O＝2Fe2+＋SO42－＋4H+；（2）①电解食盐水得到氯酸钠和氢气，阳极发生失去电子的氧化反应，则阳极反应产物是ClO3－；②NaClO3和HCl反应生成ClO2，根据电子得失守恒和原子守恒可知反应的化学方程式为2NaClO3+4HCl＝2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O，因此二氧化氯发生器所产生的气体中二氧化氯的体积分数为2/3×100%＝66.7%；③ClO2能将电镀废水中的CN－离子氧化成两种无毒气体，应为二氧化碳和氮气，自身被还原成Cl－，根据电子得失守恒、电荷守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为 2ClO2＋2CN－＝2CO2↑＋2Cl－＋N2↑。
21． M 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ CH4-8e－＋10OH－=CO32—+7H2O 0.224 0.1
【详解】试题分析：本题考查甲烷燃料电池电极反应式的书写，电解池电极材料的判断和电化学的有关计算。
（1）甲池的甲烷燃料电池中通入甲烷的Pt电极为负极，通入O2的Pt电极为正极；乙池中M与甲池中的负极相连，M为阴极，N为阳极；工作时M、N两个电极的质量都不减少，铁为活性电极，若铁为阳极，铁的质量应减少，铁只能为阴极，铁电极为乙池中的M；N为石墨电极，为阳极，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O 。甲烷燃料电池中的电解质溶液为KOH溶液，在碱性条件下CH4被氧化成CO32-，通入甲烷的Pt电极的电极反应式为CH4-8e－＋10OH－=CO32—+7H2O。
（2）n（Ag）==0.04mol，乙池中析出金属Ag的是阴极，电极反应式为Ag++e-=Ag，则电路中通过的电子物质的量为0.04mol，根据电子守恒，甲池中消耗氧气物质的量为0.04mol4=0.01mol，消耗氧气在标准状况下的体积为0.01mol22.4L/mol=0.224L。乙池中反应的离子方程式为4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑，则生成的H+物质的量为0.04mol，c（H+）=0.04mol0.4L=0.1mol/L。
【点睛】电化学的计算一般用电子守恒建立关系式。
22． Cu-2e-=Cu2+ 2Fe3++2e-=2Fe2+
【详解】(1)在 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+反应中，铁元素的化合价降低被还原，铜元素的化合价升高被氧化，
①负极失去电子发生氧化反应，电极反应式是：Cu-2e-=Cu2+；
②正极得到电子发生还原反应，电极反应式是：2Fe3++2e-=2Fe2+；
(2)把2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+反应设计成原电池，铜棒做负极，碳棒做正极，电解质溶液是氯化铁溶液，
①不含盐桥时，装置图是；
②含盐桥，铜棒插入氯化铜溶液中，碳棒插入氯化铁溶液中，两个烧杯用盐桥连接，装置图是。
答案第1页，共2页
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一、单选题（共12题）
1．铁粉是冶金的主要原料。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是
A．高温下，铁粉与水蒸气反应生成磁性氧化铁
B．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应置换出铝
C．制备溴苯时，铁粉与液溴反应生成FeBr2
D．铁粉和炭粉混合用食盐水湿润后发生析氢腐蚀
2．如图是某同学用Cu在Fe片上镀铜的实验装置，下列说法正确的是
A．在A极被还原
B．溶液蓝色逐渐变浅
C．A极和B极直接相连，铜片被氧化
D．铜片连接A极，铁制品连接B极
3．我国科学家采用单原子Ni和纳米Cu作串联催化剂，通过电解法将转化为乙烯。装置示意图如下。已知：电解效率
下列说法不正确的是
A．电极a连接电源的负极
B．电极a上有CO产生
C．纳米Cu催化剂上发生反应：2CO+ 6H2O+8e—=C2H4+8OH—
D．若乙烯的电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，产生0.075mol乙烯
4．下列物质间反应，其能量变化符合如图所示的是
A．碳酸钙的分解
B．灼热的炭与二氧化碳反应
C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D．NaOH和盐酸反应
5．电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。如图所示为离子交换膜电解槽电解饱和食盐水原理示意图，下列有关说法错误的是
A．a接电源的负极，b接电源的正极
B．出口A产生的气体能使湿润的淀粉试纸变蓝
C．出口C得到浓NaOH溶液，出口B收集到的气体为
D．若无阳离子交换膜，电解时电解槽内可能会产生NaClO
6．草酸常用于清洗瓷砖表面的污渍，一种利用乙炔合成乙烯和草酸的电化学装置如图所示，下列说法正确的是
A．电极a接电源的负极，电极上发生氧化反应
B．离子交换膜为质子交换膜，H+从a极移向b极
C．电极a、b上消耗的C2H2气体的质量比为4︰1
D．b电极的电极反应式是C2H2+8e-+4H2O→H2C2O4+8H+
7．一种固定CO2的电化学装置如图，该电化学装置放电时可将CO2转化为Li2CO3和C，充电时选用合适催化剂，只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2。下列说法不正确的是
A．放电时，电极X的电极反应式：Li-e ＝Li+
B．充电时，电极Y应与外接电源的正极相连
C．充电时阳极的电极反应式为2Li2CO3-4e ＝2CO2↑+O2↑+4Li+
D．经过充、放电，该电池可以完全恢复组成，从而能够无限次使用
8．下列叙述正确的有
①CO2、SiO2、P2O5 均为酸性氧化物
②NaHCO3、Fe(OH)3、FeCl2 均可由化合反应制得
③碘晶体分散到酒精中、饱和氯化铁溶液滴入沸水中所形成的分散系分别为溶液、胶体
④灼热的炭与 CO2 的反应、Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反应均既是氧化还原反应，又是吸热反应
⑤需要通电才可进行的有：电离、电解、电镀、电化学腐蚀
⑥氯化铝溶液与氢氧化铝胶体具有的共同性质是：能透过滤纸
⑦苛性钾、次氯酸、氯气按顺序分类依次为强电解质、弱电解质和非电解质
⑧碱石灰、生石灰、玻璃、漂白粉、光导纤维都是混合物
A．3 个 B．4 个 C．5 个 D．6 个
9．宏观辨识与微观探析是化学核心素养之一，下列有关离子方程式的书写正确的是
A．向溶液中通入过量：
B．用惰性电极电解NaCl溶液：
C．将铜丝插入稀硝酸溶液中：
D．向中通入过量HI溶液：
10．下列说法正确的是
A．化学键的断裂与形成与反应放热和吸热无关
B．放热反应的发生无需任何条件
C．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒
D．化学变化一定有化学键的断裂和生成，有化学键断裂或生成一定发生了化学变化
11．利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3
C．负极区，在氢化酶作用下发生反应2H＋+2MV＋=H2+2MV2＋
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
12．下列实验装置能达到相应目的的是
A B C D
实验室制备氯气 除去中混有的泥沙 分离苯和溴苯 验证铁的析氢腐蚀
A．A B．B C．C D．D
二、填空题（共10题）
13．(1)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。
①制H2时，连接 ； 产生H2的电极方程式是 。
②改变开关连接方式，可得O2。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用： 。
(2)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示：
负极区发生的反应有 (写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气 L(标准状况)。
14．Ⅰ.已知下列热化学方程式：
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-570kJ/mol
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) H=+483.6kJ/mol
③2CO(g)=2C(s)+O2(g) H=+220.8kJ/mol
④2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H=-787kJ/mol
回答下列问题：
(1)上述反应中属于放热反应的是 (填写序号)。
(2)燃烧10gH2生成液态水，放出的热量为 。
(3)C(s)的燃烧热的热化学方程式为
Ⅱ.已知：工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应：
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1 ①
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1 ②
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1 ③
(4)反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)，计算该反应的ΔH= 。
15．存在于生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中的有机物为营养而大量繁殖，可导致传染病蔓延流行。因此，生活污水排放前必须进行处理。最近科学家研制的一种新型“微生物电池”可以将污水中的有机物转化为H2O和CO2，同时产生电能，其原理示意如图。回答下列问题：
(1)氧化银电极上的反应为 。
(2)石墨电极上的反应为 。
(3)每转移4mol电子，氧化银电极产生 LCO2气体(标准状况)。
(4)每30gC6H12O6参与反应，有 molH+经质子交换膜进入正极区。
16．有六种短周期元素，已知A的单质是最清洁的能源物质，其他元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号 B C D E F
原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.074
主要化合价 +1 +3 +6、-2 +7、-1 -2
根据上述信息回答以下问题。
(1)D在元素周期表中的位置 ；E的离子结构示意图 。
(2)关于A元素在周期表中的位置，一直存在纷争，有人主张把它放在第ⅦA族，试分析其理由 。
(3)用电子式表示B的单质与D的单质形成化合物的过程 。
(4)下列各项比较，正确的是 。
①氢化物的沸点：D低于F ②A~F元素的简单离子半径：C的最大
③气态氢化物稳定性：D比E稳定 ④最高价氧化物对应的水化物碱性：B小于C
(5)E单质常用于自来水消毒。用必要的文字和离子方程式解释原因 。
(6)写出C的单质与B的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式 。
(7)C的单质与元素M的红棕色氧化物N反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为 。
(8)已知单质M的燃烧热为375kJ/mol，写出表示其燃烧热的热化学方程式 。
(9)已知NH3结合质子的能力强于F的氢化物，请用最恰当的离子方程式证明这个结论 。
17．金属铁是现代社会使用量最大的金属，其化合物也被应用在各个领域。
Ⅰ.利用烧结的铁碳混合材料可除去废水中的污染物，在有、无溶解氧的情况下均可在溶液中生成絮凝剂，某种环境下其作用原理图示如下：
请回答：
(1)图中C电极上的电极反应式 。
(2)下列叙述正确的是_______。
A．铁电极为正极，碳电极为负极
B．经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达，吸附能力大幅提高，有利除污
C．如图所示，碳电极上的反应环境为无溶解氧环境
D．铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出，被絮凝剂运输至碳电极表面
(3)利用该材料可处理含铬废水()，最终溶液中的金属离子均生成氢氧化物沉淀。已知国家标准中污染物排放浓度的单位为，若每处理污水，电极上共转移1.2mol电子，假设废水中的Cr元素被完全处理，则该污水中的Cr在处理前的浓度为 (以铬元素的质量计算，已知Cr的相对原子质量为52)。
Ⅱ.以高铁酸钾()为原料的高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟装置：
(4)写出电势较高的一极的电极反应式 。
ⅡI.工业上用溶液刻蚀液晶显示器银电路板，某研究性学习小组为探究与Ag反应，进行如下实验：按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)。
(5)K闭合时，指针向左偏转，一段时间后指针归零，向左侧U形管中滴加几滴浓溶液，发现指针向右偏转，写出此时银电极的反应式： 。结合上述实验分析，写出和Ag反应的离子方程式 。
18．“电化学”与人类生产、生活密不可分，下图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌：下图Ⅱ可通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和。
回答下列问题：
(1)上图Ⅰ中A电极的电极材料为 ；乙池电解开始时发生反应的化学方程式为 。
(2)上图Ⅰ，工作一段时间后，若甲池阴极增重26g，则乙池中产生气体的体积为 L(标准状况)。
(3)上图Ⅱ中滤布的作用为 。X电极为 极，其电极反应式为 。
(4)上图Ⅱ电解过程中将 (填“增大”“减小”或“不变”，忽略电解过程中溶液体积的变化)。
19．工业上可利用煤的气化产物（CO和H2）合成二甲醚（CH3OCH3）同时生成二氧化碳，其三步反应如下：
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H=﹣90.8kJ mol﹣1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=﹣23.5kJ mol﹣1
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=﹣41.3kJ mol﹣1
总合成反应的热化学方程式为 。
20．氧化还原反应在生产生活中有着重要的应用。请按要求写出相应的方程式。
（1）二氧化硫是一种污染性气体，工业上常利用Fe2+的催化作用，常温下使SO2转化为SO42－，其总反应为2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4。上述总反应分两步进行，第一步反应的离子方程式为4Fe2+＋O2＋4H+＝4Fe3+＋2H2O，写出第二步反应的离子方程式： 。
（2）ClO2是一种高效的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下：
①氯化钠电解槽内的阳极产物为： 。
②二氧化氯发生器所产生的气体中二氧化氯的体积分数为： 。
③ClO2能将电镀废水中的CN－离子氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl－。写出该反应的离子方程式 。
21．某甲烷燃料电池工作时的装置如图所示，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少。请回答下列问题：
（1）铁电极为乙池中 电极（填“M”或“N”）；N极的电极反应式为 ；通入甲烷的铂电极的电极反应式为 。
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气 L（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的c(H+)为 mol·L-1。
22．FeCl3常用于腐蚀印刷电路铜板，反应过程的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，若要将此反应设计成原电池。
(1)请写出电极反应式：
①负极： 。
②正极： 。
(2)在框中画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：
①不含盐桥 ②含盐桥
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．高温下，铁粉与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，Fe3O4即磁性氧化铁，A正确；
B．Fe的还原性不如Al，无法与氧化铝粉末反应置换出铝，B错误；
C．溴氧化性较强，铁粉与液溴反应生成FeBr3，C错误；
D．食盐水显中性，铁粉发生吸氧腐蚀，D错误；
综上所述答案为A。
2．D
【分析】用Cu在Fe片上镀铜应该是，铁作阴极，连接B电极，铜作阳极，连接A电极，以此解题。
【详解】A．铜离子应该在阴极上得到电子，即在B电极上得到电子，A错误；
B．铜离子在B电极得到电子，同时单质铜在A电极失去电子，形成铜离子，铜离子浓度不变，B错误；
C．A极和B极直接相连，金属铜和金属铁构成原电池的两个电极，金属Cu为正极，该极上是铜离子发生得电子的还原反应，C错误；
D．由分析可知，铜片连接A极，铁制品连接B极，D正确；
故选D。
3．D
【分析】由图可知，与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极，单原子镍做催化剂条件下二氧化碳在阴极得电子生成一氧化碳、纳米铜做催化剂条件下，一氧化碳在阴极得电子生成乙烯，电极b为阳极，氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水。
【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极，故A正确；
B．由分析可知，电极a为电解池的阴极，单原子镍做催化剂条件下二氧化碳在阴极得电子生成一氧化碳，故B正确；
C．由分析可知，电极a为电解池的阴极，纳米铜做催化剂条件下，一氧化碳在阴极得电子生成乙烯，电极反应式为2CO+ 6H2O+8e—=C2H4+8OH—，故C正确；
D．若乙烯的电解效率为60%，电路中通过1mol电子时，根据公式可得生成乙烯所用的电子的物质的量n=0.6mol，二氧化碳转化为乙烯的总电极反应为2CO2+8H2O+12e—=C2H4+12OH—，则当生成乙烯所用的电子物质的量n=0.6mol，产生的乙烯为0.05mol，故D错误；
故选D。
4．D
【详解】根据图象分析得到反应为放热反应。
A．碳酸钙的分解生成氧化钙和二氧化碳，反应是吸热反应，选项A不符合题意；
B．灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，反应是吸热反应，选项B不符合题意；
C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合生成氯化钡、氨气和水，反应是吸热反应，选项C不符合题意；
D．NaOH和盐酸反应是酸碱中和反应，是放热反应，选项D符合题意。
答案选D。
5．A
【详解】A.电解池中，阳离子移向阴极，根据Na+移动方向可知左室为阳极室、右室为阴极室，则a接电源的正极，b接电源的负极，故A项错误；
B.阳极的电极反应式为，出口A产生的气体为，能使湿润的淀粉试纸变蓝，故B项正确；
C.阴极的电极反应式为，出口B收集到，出口C得到浓NaOH溶液，故C项正确；
D.若无阳离子交换膜，与NaOH反应会生成NaCl与NaClO，故D项正确；
故答案选：A。
6．C
【分析】C2H2中C元素显-1价，C2H4中C元素显-2价，H2C2O4中C元素显+3价，则a极得电子作阴极，b极失电子作阳极。
【详解】A．由C2H2制C2H4，电极a上得电子，作阴极，则接电源的负极，电极上发生还原反应，A不正确；
B．在阳极，C2H2-8e-+4H2O→H2C2O4+8H+，在阴极，4C2H2+8e-+8H+→4C2H4，离子交换膜为质子交换膜，阳离子向阴极移动，则H+从b极移向a极，B不正确；
C．b极：C2H2-8e-+4H2O→H2C2O4+8H+，a极：4C2H2+8e-+8H+=4C2H4，则电极a、b上消耗的C2H2气体的质量比为4︰1，C正确；
D．b电极为阳极，失电子，则电极反应式是C2H2-8e-+4H2O→H2C2O4+8H+，D不正确；
故选C。
7．D
【分析】分析题给信息，放电时，X极上Li失去电子，则X为负极，Y为正极，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，电极Y上的反应式为：3CO2+4Li++4e－＝C+2Li2CO3；充电时，阴极上Li+得电子生成Li，阳极上只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2，电极反应式为：2Li2CO3-4e ＝2CO2↑+O2↑+4Li+，据此分析。
【详解】A．放电时，X极为负极，发生氧化反应，Li失电子，电极X的电极反应式：Li-e ＝Li+，A项正确；
B．充电时，只有Li2CO3发生氧化反应，说明Y极为阳极，与电源的正极相连，B项正确；
C．该电池充电时，阳极上只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2，反应式为：2Li2CO3-4e ＝2CO2↑+O2↑+4Li+，C项正确；
D．充电电池不可能无限次充放电，会有损耗，因此也不能无限次使用，D项错误；
答案选D。
8．B
【详解】①二氧化碳、二氧化硅、五氧化二磷都是能与碱反应生成盐和水的酸性氧化物，故正确；
②碳酸钠溶液与二氧化碳和水发生化合反应生成碳酸氢钠，氢氧化亚铁与氧气和水发生化合反应生成氢氧化铁，氯化铁溶液与铁发生化合反应生成氯化亚铁，则碳酸氢钠、氢氧化铁、氯化亚铁均可由化合反应制得，故正确；
③碘易溶于酒精，则碘晶体分散到酒精中得到碘的酒精溶液，饱和氯化铁溶液滴入沸水中煮沸得到红褐色的氢氧化铁胶体，故正确；
④八水氢氧化钡与氯化铵固体反应中没有元素发生化合价变化，属于非氧化还原反应，故错误；
⑤电离、电化学腐蚀不需要通电就可进行，故错误；
⑥氯化铝溶液与氢氧化铝胶体具有的共同性质是分散质都能透过滤纸，故正确；
⑦氯气是非金属单质，单质既不是电解质也不是非电解质，故错误；
⑧生石灰是氧化钙的俗称，光导纤维的主要成分是二氧化硅，都是纯净物，不是混合物，故错误；
则①②③⑥正确，故选B。
9．B
【详解】A．过量的CO2能与CO反应生成HCO，因此向硅酸钠溶液中通入过量的CO2发生SiO+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO，故A错误；
B．用惰性电极电解饱和食盐水，得到NaOH、氢气和氯气，其离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑，故B正确；
C．铜与稀硝酸反应生成NO，离子方程式为3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O，故C错误；
D．Fe3+具有强氧化性，能将I-氧化成I2，氢氧化铁中通入过量HI溶液反应2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++I2+6H2O，故D错误；
答案为B。
10．C
【详解】A．旧键断裂吸收能量，新键生成放出能量，当吸收的能量大于放出的能量时反应吸热，反之则放热，所以化学键的断裂与形成与反应放热和吸热有关，故A错误；
B．某些放热反应需要一定条件引发，如燃烧需要温度达到可燃物的着火点，故B错误；
C．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒，C正确；
D．有化学键的断裂或生成不一定发生了化学变化，如HCl溶于水时共价键断裂，但并没有发生化学变化，故D错误；
综上所述答案为C。
11．C
【分析】利用原电池工作原理进行分析，负极上化合价升高，发生氧化反应，根据装置图可知，左边电极为负极，右边电极为正极，据此分析；
【详解】A．该反应中存在化合价的变化，能产生电流，工业上合成氨，需要高温、高压，本装置不需要，题中所给方法比较温和，故A说法正确；
B．根据上述分析，右边电极为正极，依据装置图可知，正极区，固氮酶作催化剂，N2→NH3，N元素化合价降低，被还原，故B说法正确；
C．左边电极为负极，根据装置图可知，在氢化酶作用下发生2MV2++H2=2MV++2H+，故C说法错误；
D．根据原电池工作原理，内电路中H+通过交换膜由负极区移向正极区，故D说法错误；
答案为C。
12．B
【详解】A．实验室用浓盐酸和二氧化锰制备氯气时需要加热，则该实验装置不能达到相应目的，A项错误；
B．单质碘易升华，除去中混有的泥沙，可用升华的方法，则该实验装置能达到相应目的，B项正确；
C．温度计水银球应在略低于支管口处，则该实验装置不能达到相应目的，C项错误；
D．这是验证铁的吸氧腐蚀实验装置，析氢腐蚀应在酸性条件下进行，则该实验装置不能达到相应目的，D项错误；
答案选B。
13． K1 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用 Fe3++e-=Fe2+，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 5.6
【详解】(1)①根据题图示中电极3的转化关系可知，制H2时，连接K1；碱性条件下，生成H2的电极反应式为2H2O+2e-==H2↑+2OH-。
③①中电极3反应式为Ni(OH)2+OH--e-==NiOOH+H2O，消耗生成H2时产生的OH-；而②中电极3的电极反应式为NiOOH+H2O+e-==Ni(OH)2+OH-，补充生成O2所需的OH-，同时保证电极3得以循环使用。
(2)根据图示可知，负极区(指电解池的阴极区)发生的电极反应(还原反应)为Fe3++e-==Fe2+，随之发生4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O；根据电子守恒可知，电路中每转移1 mol电子消耗0.25 mol O2，在标准状况下的体积为5.6 L。
14． ①、④ 1425kJ C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol -246.1kJ·mol-1
【详解】Ⅰ. (1)＜0表示放热反应，故上述反应中属于放热反应的是①、④，故答案为：①、④；
(2)根据反应①可知，燃烧10gH2生成液态水，放出的热量为1425kJ，故答案为：1425 kJ；
(3)燃烧热是指1mol燃料完全燃烧生成稳定的氧化物时的热效应，有反应④可推知，C(s)的燃烧热的热化学方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol ，故答案为：C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol；
Ⅱ.(4)根据该斯定律可知，反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)可由2①+②+③，故该反应的ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3=2×（-90.7kJ·mol-1）+（-23.5kJ·mol-1）+（-41.2kJ·mol-1）=-246.1kJ·mol-1，故答案为：-246.1kJ·mol-1。
15． Ag2O+2H++2e-=2Ag+H2O C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+ 22.4 4
【分析】据图可知C6H12O6在微生物作用下转化为CO2和H2O，C6H12O6被氧化，即石墨电极为负极，氧化银电极为正极。
【详解】(1)C6H12O6在微生物作用下转化为CO2和H2O，C6H12O6被氧化，即石墨电极为负极，氧化银电极为正极，Ag2O发生得电子的还原反应，电极反应式为Ag2O+2H++2e-=2Ag+H2O；
(2)石墨电极为负极，C6H12O6在负极发生失电子的氧化反应：C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+；
(3)根据负极的电极反应式可知，每转移4 mol电子，石墨电极产生1molCO2，即22.4LCO2(标准状况)；
(4)30 g C6H12O6的物质的量为，根据负极的电极反应式可知，有4 mol H+经质子交换膜进入正极区。
16．(1) 第三周期，第ⅥA族
(2)氢元素的负化合价是－1价(或氢的最外层得到一个电子达到饱和结构)
(3)
(4)①
(5)Cl2通入水中发生反应Cl2+H2O＝H++Cl－+HClO，生成的HClO具有强氧化性，能杀菌消毒
(6)2Al+2OH－+2H2O＝2AlO +3H2↑
(7)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
(8)Fe(s)+2/3 O2(g)＝1/3 Fe3O4(s)ΔH＝－375kJ/mol
(9)NH3 + H3O+＝NH+ H2O
【分析】已知A的单质是最清洁的能源物质，A是H；根据元素的原子半径及主要化合价可知D一定是S，E一定是Cl，F一定是O，则B一定是Na，C一定是Al。
【详解】（1）S在元素周期表中的位置是第三周期第ⅥA族；Cl－离子结构示意图为。故答案为：第三周期，第ⅥA族；；
（2）由于氢元素的负化合价是－1价(或氢的最外层得到一个电子达到饱和结构)，因此有人主张把它放在第ⅦA族。故答案为：氢元素的负化合价是－1价(或氢的最外层得到一个电子达到饱和结构)；
（3）B的单质与D的单质形成的化合物是离子化合物硫化钠，其形成过程可表示为。故答案为：；
（4）①水分子间存在氢键，则氢化物的沸点：D低于F，正确；②离子的核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，则A～F元素的简单离子半径：S的最大，错误；③氯元素非金属性强于硫，气态氢化物稳定性：E比D稳定，错误；④钠的金属性强于铝，最高价氧化物对应的水化物碱性：B大于C，错误，答案选①；故答案为：①；
（5）Cl2通入水中发生反应Cl2+H2O＝H++Cl－+HClO，生成的HClO具有强氧化性，能杀菌消毒。故答案为：Cl2通入水中发生反应Cl2+H2O＝H++Cl－+HClO，生成的HClO具有强氧化性，能杀菌消毒；
（6）铝单质与B的最高价氧化物的水化物氢氧化钠反应的离子方程式为2Al+2OH－+2H2O＝2AlO+3H2↑。故答案为：2Al+2OH－+2H2O＝2AlO +3H2↑；
（7）C的单质与元素M的红棕色氧化物N反应可用于焊接钢轨，即铝与氧化铁发生的铝热反应，该反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。故答案为：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe；
（8）已知铁的燃烧热为375kJ/mol，则表示其燃烧热的热化学方程式为Fe(s)+2/3O2(g)＝1/3Fe3O4(s)ΔH＝－375kJ/mol。故答案为：Fe(s)+2/3 O2(g)＝1/3 Fe3O4(s)ΔH＝－375kJ/mol；
（9）根据反应NH3+H3O+＝NH+H2O可说明NH3结合质子的能力强于水。故答案为：NH3 + H3O+＝NH+ H2O；
17．(1)
(2)BC
(3)1.04mg/L
(4)
(5)
【分析】Ⅰ中属于原电池，C电极上水变成氢气，为正极，Fe为负极；Ⅱ中M电极由Fe变为Fe(OH)2，为负极，则N为正极；ⅡI中 K闭合时，指针向左偏转，说明电流由左向右，一段时间后指针向右偏转，说明电流由右向左。
【详解】（1）由分析可知，C电极为正极，电极反应式为：；
（2）A．C电极为正极，Fe为负极，A错误；
B．经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达，有利于原电池反应，生成更多的Fen+，吸附能力大幅提高，有利除污，B正确；
C．如图所示，若C电极上有溶解氧，则发生吸氧腐蚀，所以碳电极上的反应环境为无溶解氧环境，C正确；
D．铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出，经其他导电介质运输至碳电极表面，不是被絮凝剂运输至碳电极表面，D错误；
故选BC；
（3）假设电池反应中Fe生成的是Fe2+，则处理含铬废水是的方程式为： ，电池反应中每生成一个Fe2+，转移2个电子，则有关系式：
解得x=0.2mol，则该污水中的Cr在处理前的浓度为；
（4）由分析可知，电势较高的一极为N极，电极反应式为：；
（5）K闭合时，指针向左偏转，说明电流由左向右，Fe3+与Ag发生反应，一段时间后指针归零，向左侧U形管中滴加几滴FeCl2浓溶液，指针向右偏转，说明电流由右向左，此时Ag+与Fe2+反应，此时银电极的反应式为：；结合上述实验分析， Fe3+和Ag反应的离子方程式。
18．(1) 铁
(2)8.96
(3) 阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯 阴
(4)增大
【分析】根据图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌，可知A为铁，B为铜；下图Ⅱ可通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和，则电极Y发生失电子的氧化反应，为阳极，电极X为阴极。
【详解】（1）根据图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌，可知A为铁；乙池电解硫酸铜溶液生成铜、氧气和硫酸，故反应的化学方程式为。
（2）甲池阴极发生反应Zn2++2e-=Zn，26gZn的物质的量为=0.4mol，转移电子为0.8mol，乙池中开始发生反应，反应0.5L×0.4mol/L=0.2molCuSO4时转移0.4mol电子，生成氧气0.1mol，故又电解水转移0.4mol电子，生成氢气0.2mol、氧气0.1mol，共生成气体0.4mol，标准状况下体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96L。
（3）图Ⅱ中滤布的作用为阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯。根据电极Y发生失电子的氧化反应，为阳极，电极X为阴极，发生的电极反应式为。
（4）电极X为阴极，发生的电极反应式为，电极Y发生反应，转移相同电子时生成Mn2+比消耗的多，故电解过程中将增大。
19．3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=﹣246.4kJ mol﹣1
【详解】①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H=﹣90.8kJ mol﹣1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=﹣23.5kJ mol﹣1
③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=﹣41.3kJ mol﹣1
利用盖斯定律，将①×2+②+③得：总合成反应的热化学方程式为3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=﹣246.4kJ mol﹣1。答案为：3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=﹣246.4kJ mol﹣1。
20． 2Fe3+＋SO2＋2H2O＝2Fe2+＋SO42－＋4H+ ClO3－ 或 NaClO3 2/3或66.7% 2ClO2＋2CN－＝2CO2↑＋2Cl－＋N2↑
【详解】（1）根据题中反应原理，第一步反应的离子方程式为4Fe2+＋O2＋4H+＝4Fe3+＋2H2O，第二步是铁离子将二氧化硫氧化成硫酸根离子，反应的离子方程式为2Fe3+＋SO2＋2H2O＝2Fe2+＋SO42－＋4H+；（2）①电解食盐水得到氯酸钠和氢气，阳极发生失去电子的氧化反应，则阳极反应产物是ClO3－；②NaClO3和HCl反应生成ClO2，根据电子得失守恒和原子守恒可知反应的化学方程式为2NaClO3+4HCl＝2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O，因此二氧化氯发生器所产生的气体中二氧化氯的体积分数为2/3×100%＝66.7%；③ClO2能将电镀废水中的CN－离子氧化成两种无毒气体，应为二氧化碳和氮气，自身被还原成Cl－，根据电子得失守恒、电荷守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为 2ClO2＋2CN－＝2CO2↑＋2Cl－＋N2↑。
21． M 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ CH4-8e－＋10OH－=CO32—+7H2O 0.224 0.1
【详解】试题分析：本题考查甲烷燃料电池电极反应式的书写，电解池电极材料的判断和电化学的有关计算。
（1）甲池的甲烷燃料电池中通入甲烷的Pt电极为负极，通入O2的Pt电极为正极；乙池中M与甲池中的负极相连，M为阴极，N为阳极；工作时M、N两个电极的质量都不减少，铁为活性电极，若铁为阳极，铁的质量应减少，铁只能为阴极，铁电极为乙池中的M；N为石墨电极，为阳极，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O 。甲烷燃料电池中的电解质溶液为KOH溶液，在碱性条件下CH4被氧化成CO32-，通入甲烷的Pt电极的电极反应式为CH4-8e－＋10OH－=CO32—+7H2O。
（2）n（Ag）==0.04mol，乙池中析出金属Ag的是阴极，电极反应式为Ag++e-=Ag，则电路中通过的电子物质的量为0.04mol，根据电子守恒，甲池中消耗氧气物质的量为0.04mol4=0.01mol，消耗氧气在标准状况下的体积为0.01mol22.4L/mol=0.224L。乙池中反应的离子方程式为4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑，则生成的H+物质的量为0.04mol，c（H+）=0.04mol0.4L=0.1mol/L。
【点睛】电化学的计算一般用电子守恒建立关系式。
22． Cu-2e-=Cu2+ 2Fe3++2e-=2Fe2+
【详解】(1)在 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+反应中，铁元素的化合价降低被还原，铜元素的化合价升高被氧化，
①负极失去电子发生氧化反应，电极反应式是：Cu-2e-=Cu2+；
②正极得到电子发生还原反应，电极反应式是：2Fe3++2e-=2Fe2+；
(2)把2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+反应设计成原电池，铜棒做负极，碳棒做正极，电解质溶液是氯化铁溶液，
①不含盐桥时，装置图是；
②含盐桥，铜棒插入氯化铜溶液中，碳棒插入氯化铁溶液中，两个烧杯用盐桥连接，装置图是。
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