专题1《化学反应与能量变化》（含解析）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

专题1《化学反应与能量变化》检测题
一、单选题
1．磷酸铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车主流电池，其结构如图所示。左边由磷酸铁锂晶体和铝箔组成；中间是聚合物隔膜，锂离子可以通过；右边由石墨与Li组成，铜箔与其连接构成另一电极，电池内充满电解质。如图为放电时原理图示。下列说法不正确的是
A．放电时，铜箔所在电极为负极，发生氧化反应
B．充电时，LiFePO4中的锂离子脱出，LiFePO4中的Fe被P氧化
C．电解质可选用锂盐的碳酸二乙酯溶液，不能选用锂盐的水溶液
D．电池充放电一定次数后，电池效率下降可能原因是电解液中的Li+含量下降
2．化学来源于生活，服务于生活，下列有关叙述正确的是
A．生活中钢铁制品生锈主要是由于吸氧腐蚀所致
B．冰箱中使用的含氟制冷剂泄漏后，会增加空气中PM 2.5的含量
C．氯气和活性炭均可作为漂白剂，同时使用可增强漂白效果
D．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水会形成胶体，因此可用于自来水的杀菌消毒
3．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是
A．乙醇燃烧是将热能转化为化学能
B．煤的气化是煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程
C．金属在潮湿的空气中生锈，主要发生吸氧腐蚀
D．葡萄酒中添加适量，可以起到抗氧化和漂白的作用
4．合成氨工作在国民经济中占有重要地位，对人类生存具有重大意义。合成氨反应的历程和能量变化如下图所示：
已知：① ，② ΔH，则反应②的ΔH为
A． B． C． D．
5．下列叙述错误的是
A．与连接时为硫酸，一段时间后溶液的增大
B．与连接时为硫酸，一段时间后溶液的减小
C．与连接时为氯化钠，石墨电极上的反应为
D．与连接时为氯化钠，石墨电极上的反应为
6．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是
A．图1是原电池，总反应是：Cu＋2Fe3+=Cu2+＋2Fe2+
B．图2可验证铁的吸氧腐蚀，正极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－
C．图3装置可在待镀铁件表面镀铜
D．图4装置中钢闸门应与外接电源的正极相连被保护，该方法叫做外加电流法
7．一种高性能的直接硼氢燃料电池如图所示，其总反应为，该电池工作时，下列说法正确的是(已知阴离子交换膜只允许阴离子通过)

A．电子由Pt电极经NaOH溶液流向石墨电极
B．负极的电极反应为
C．透过阴离子交换膜向石墨电极迁移
D．外电路通过0.4 mol电子时，有在石墨电极上参与反应
8．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，其工作示意图如图。下列说法正确的是
A．Zn电极是正极
B．Ag2O电极上发生氧化反应
C．Zn电极的电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
D．放电一段时间后，溶液的pH变小
9．全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化装置，原理如图。下列说法不正确的是
A．该电池为可逆电池，当左槽溶液逐渐由黄变蓝时，为充电过程，此时左槽溶液pH值升高
B．放电过程中，右槽溶液中溶液颜色由紫色变为绿色
C．充电过程中， H+可以通过质子交换膜向右移动，形成电流通路，并且参与电极反应
D．充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H+)增加了0.5mol
10．下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法正确的是
A．ΔH1越小，HX的熔沸点越高
B．ΔH1+ΔH2+ΔH3=0
C．按照Cl、Br、I的顺序，ΔH2依次减小
D．过程Ⅲ的能量变化形式与高温煅烧石灰石的能量变化形式相同
11．科学家设计出质子膜 H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。该燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法错误的是
A．电极a为电池的负极
B．电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e-=2H2O
C．电路中每通过4 mol电子，负极消耗44.8 L H2S
D．每17 g H2S参与反应，就有1 mol H＋经质子膜进入正极区
12．我国学者进行了如下模拟实验：将甲、乙两片相同的低合金钢片用导线连接插入海水中，钢片甲附近通入氧气，钢片乙附近通入氮气。研究表明钢片乙的腐蚀速率明显高于钢片甲，下列说法错误的是
A．钢片甲作正极 B．氮气在钢片乙上得电子
C．在海水中阳离子向钢片甲移动 D．能产生电流的主要原因是两极上氧气浓度不同
13．化学与社会环境、科学技术密切相关，下列说法正确的是
A．国家速滑馆使用的二氧化碳跨临界直冷制冰是利用干冰升华发生吸热反应
B．推广电动汽车和开展植树造林不利于实现“碳达峰、碳中和”
C．冬奥会火炬“飞扬”使用氢气燃料，表示氢气燃烧热的热化学方程式为
D．我国科学家在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的全合成，全合成的第一步为吸热反应，则反应物总能量小于生成物总能量
二、填空题
14．
(1)已知CH3OH(1)的燃烧热△H = - 238.6 kJ·mol-1，CH3OH(1)+O2(g)=CO2(g) +2H2O(g) △H = -akJ·mol-1，则a (填“＞”“＜”或“=”) 238.6。
(2)已知断裂某些共价键需要的能量如下表:
断裂的共价键 O=O N≡N N-O
需要的能量(KJ/mol) 498 945 630
机动车发动机工作时会引发N2与O2的反应，生成1molNO的热化学方程式可以表示为 。
(3)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用对于缓解温室效应增强有积极的意义。CO2与CH4经催化重整后,可制得合成气，反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知：①C(s)+2H2(g)=CH4(g)　ΔH=-75 kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g)　ΔH=-394 kJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO(g)　ΔH=-111 kJ/mol
该催化重整反应的ΔH= kJ/mol。
(4)某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以和NH3·H2O形式存在，处理过程中在微生物的作用下经过两步反应被氧化成。这两步反应过程中的能量变化如图所示:
1 mol(aq)全部被氧化成(aq)的热化学方程式是 。
15．某反应中反应物与生成物有、、、Cu。
(1)将上述反应设计成的原电池如图甲所示，请回答下列问题：
①图中X溶液的溶质是 ；
②Cu电极上发生的电极反应式为 ；
③原电池工作时，盐桥中的 离子填“”或“”不断进入X溶液中。
(2)将上述反应设计成的电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙，请回答下列问题：
①M是 极；
②图丙中的②线是 离子的变化。
③当电子转移为2mol时，向乙烧杯中加入 溶液才能使所有的金属阳离子沉淀完全。
16．回答下列问题：
（1）铅蓄电池的总反应为：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O，放电时，负极反应式为 ，充电时，阳极反应式为 。
（2）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。
①若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于Ｎ处，该电化学防护法称为 。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。
（3）我国的科技人员为了消除SO2的污染，利用原电池原理，设计如图2装置用SO2和O2制备硫酸，电极A、B为多孔的材料。
① A极的电极反应式是 。
② B极的电极反应式是 。
17．发生化学反应时，物质变化的同时常常伴随有能量变化。
(1)将锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中，用温度计测量。随反应进行，温度升高，说明化学能转变为 能。
(2)将Zn片和Cu片用导线连接，并串联一个电流表，插入稀硫酸中，如图所示。
①证实化学能转化为电能的现象是 。
②解释Cu片表面产生气泡的原因： 。
(3)已知：键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
化学键 H－H O=O H－O
键能/kJ mol-1 436 498 463
当H2和O2化合生成2molH2O(g)时，放出 kJ的能量。
(4)利用H2与O2的反应设计氢氧燃料电池，装置如图所示。
①通入O2的电极是电池的 (填“正”或“负”)极。
②通入H2的电极反应式是 。
18．下图是铜锌原电池装置。其电池的总反应是： Zn(s) + CuSO4(aq)= ZnSO4(aq) + Cu(s)。
请回答以下问题：
（1）R的名称是 ，R中的阳离子移向 (填A或B)中的溶液。
（2）电极Y的材料是 ，B中的电解质溶液是 。
（3）X为原电池的 极，其电极反应式是 。
19．物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用。按要求回答下列问题。
(1)微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置。其工作原理如下图所示。
①A为生物燃料电池的 (填“正”或“负”)极。
②负极的电极反应式为 。
③放电过程中，由 极区向 极区迁移(填“正”或“负”)。
(2)用阴离子交换膜控制电解液中的浓度制备纳米。反应为，装置如图。
①电解时 通过阴离子交换膜向 极移动。
②阳极电极反应式为 。
③阴极电极反应式为 。
(3)我国科研人员研制出的可充电“”电池，以钠箔和多壁碳纳米管()为电极材料，可选用高氯酸钠-四甘醇二甲醚作电解液。总反应方程式为。放电时该电池“吸入”。
①放电时，正极的电极反应式为 。
②可选用高氯酸钠-四甘醇二甲醚作电解液的理由是 。
20．氯化钠是自然界中常见的盐，在生产生活中有着广泛的用途。
(1)自然界中的氯化钠
①从原子结构角度解释自然界中氯元素主要以Cl-形式存在的原因： 。
②海水晒制的粗盐中还含有泥沙、CaCl2、MgCl2以及可溶的硫酸盐等杂质，可以依次通过溶解、过滤、 (选填字母序号；所加试剂均过量)、结晶等一系列流程得到精盐。
a.加入Na2CO3溶液→加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→过滤→加入稀盐酸
b.加入NaOH溶液→加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→加入稀盐酸→过滤
c.加入BaCl2溶液→加入Na2CO3溶液→加入NaOH溶液→过滤→加入稀盐酸
③检验精盐中是否除净的原理是 (用离子方程式表示)
(2)氯碱工业中的氯化钠
①电解饱和食盐水总反应的化学方程式是 。
②目前氯碱工业的主流工艺是离子交换膜法。阳极生成的气体中常含有副产物O2，结合下图解释O2含量随阳极区溶液的pH变化的原因： 。
③向一定体积一定物质的量浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2，充分反应后，得到含有溶质M和N的溶液，则M和N不可能是 填序号。
a.NaOH和Na2CO3 b. NaOH和NaHCO3 　　　　c.Na2CO3和NaHCO3
21．铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H++2SO2PbSO4+2H2O。请回答下列问题：
(1)放电时：正极的电极反应式是 ；正极区pH值将 (填“变大”“变小”“不变”)；电解液中H2SO4的浓度将变 ；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加 g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成 ，B电极上生成 ，此时铅蓄电池的正负极的极性将 。
(3)某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑。请在方框中画出能够实现这一反应的装置图 。
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．放电时，磷酸铁锂电池做原电池。原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。图为放电时原理图示，Li+向铝箔所在电极移动，说明铝箔所在电极为正极。因此，铜箔所在电极为负极。原电池负极发生氧化反应。A正确。
B．由题可知磷酸铁锂电池放电时的化学反应可简化为Li+FePO4LiFePO4，则充电时电池总反应可表示为LiFePO4Li+FePO4。Li+脱出，得到电子生成Li单质。Fe元素失去电子，由LiFePO4中的+2价变成FePO4中的+3价。磷元素化合价无变化，不参与氧化还原过程。B错误。
C．Li可与水发生化学反应，因此不能选用锂盐的水溶液做电解质。C正确。
D．电池效率一般指在给定的条件下电池充放电循环中放电能量占充电能量的百分率。一般认为“放电能量+内耗能量=充电能量”。电池效率下降说明电池放电能量减少，电池内耗能量升高。电池内耗能量多少与电池内阻有关。内阻越小，内耗能量越少；反之，越大。电池内阻与电解液离子浓度有关。离子浓度越小，内阻越大；反之，越小。本题中离子浓度与电解液中Li+浓度有关。Li+浓度降低，内阻变大，内耗能量升高，电池效率较低。D正确。
综上所述，答案为B。
2．A
【详解】A.生活中钢铁制品通常处于中性环境中，氧气参加了反应，属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，故A正确；
B.冰箱中的含氟制冷剂泄漏后，主要会破坏臭氧层，故B错误；
C.氯气作为漂白剂是因为与水反应生成次氯酸，而次氯酸具有强氧化性，而活性炭的漂白性是由于它们的吸附性，漂白原理不同，同时使用不能增强漂白效果，故C错误；
D.明矾净水主要是铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附作用，并没有杀菌消毒的作用，故D错误；
故选A。
3．C
【详解】A．乙醇燃烧是将化学能转化为热能和光能，故A错误；
B．煤的气化是煤在高温条件下由固态转化为气态的化学变化过程，故B错误；
C．由于金属表面的水膜为中性或弱酸性，属于金属在潮湿的空气中生锈主要发生吸氧腐蚀，故C正确；
D．葡萄酒中添加适量二氧化硫，二氧化硫可以起到抗氧化和杀菌消毒的作用，故D错误；
故选C。
4．A
【详解】由图可知，氨气分解生成氮气和氢气的反应为吸热反应，反应ΔH=+(500—308—100) kJ/mol=+92kJ/mol，故选A。
5．C
【详解】A．与连接时为硫酸，形成Fe—石墨—H2SO4原电池，正极氢离子得到电子变为氢气，氢离子浓度降低，因此一段时间后溶液的增大，故A正确；
B．与连接时为硫酸，石墨为阳极，水中氢氧根失去电子变为氧气，铁为阴极，氢离子得到电子变为氢气，整个过程是电解水，溶液体积减少，浓度变大，一段时间后溶液的减小，故B正确；
C．与连接时为氯化钠，发生铁的吸氧腐蚀，因此石墨电极上的反应为，故C错误；
D．与连接时为氯化钠，石墨为阳极，氯离子失去电子变为氯气，因此石墨电极上的反应为，故D正确。
综上所述，答案为C。
6．B
【详解】A．图1是原电池，负极是铁失去电子变为亚铁离子，正极是铁离子得到电子变为亚铁离子，其总反应是：Fe＋2Fe3+=3Fe2+，故A错误；
B．图2可验证铁的吸氧腐蚀，正极是氧气得到电子变为氢氧根，其反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，故B正确；
C．图3装置铁作阳极，铁会溶解，要在待镀铁件表面镀铜，则铁连接电源阴极，故C错误；
D．为防止钢闸门腐蚀，因此图4装置中钢闸门应与外接电源的负极相连被保护，该方法叫做外加电流的阴极保护法，故D错误。
综上所述，答案为B。
7．B
【详解】A．由电池总反应及题图可知Pt为负极，石墨为正极。原电池工作时，电子由Pt电极(负极)经过导线流向石墨电极(正极)，电子不能进入NaOH溶液，A项错误；
B．Pt电极为原电池的负极，电极反应为，B项正确；
C．原电池工作时，P电极为负极，石墨电极为正极，电解质溶液中的阴离子移向负极，即透过阴离子交换膜向Pt电极迁移，C项错误；
D．正极上氧气发生得电子的还原反应，电极反应为，外电路通过0.4 mol电子时，有在石墨电极上参与反应，标准状况下的体积为，但题中未说明所处的状况，所以的体积不一定为，D项错误。
故选B。
8．C
【分析】从电池总反应来看，Zn由0价升高到+2价，Ag2O中的Ag由+1价降为0价，所以Zn电极为负极，Ag2O电极为正极。
【详解】A． Zn电极失电子，作负极，A错误；
B． Ag2O电极得电子，发生还原反应，B错误；
C． Zn电极失电子，生成Zn2+，然后再与电解质溶液中的OH-发生反应，电极反应式：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，C正确；
D． 放电前后虽然没有消耗电解质，但消耗了水，从而使电解质溶液的浓度增大，pH增大，D错误；
故选：C。
9．A
【详解】A．当左槽溶液逐渐由黄变蓝时，说明VO转化为VO2+，V元素化合价降低发生还原反应，据图可知左侧电极与外接电源正极相连，说明充电时发生的是氧化反应，发生还原反应时应为放电过程，故A错误；
B．根据A选项分析可知放电时左侧为正极，右侧为负极，发生反应V2+-e-=V3+，溶液颜色由紫色变为绿色，故B正确；
C．充电时左侧为阳极，右侧为阴极，电解池中阳离子流向阴极，所以H+可以通过质子交换膜向右移动，形成电流通路，并且参与电极反应，故C正确；
D．充电时，左槽为阳极，发生氧化反应，阳极反应为：VO2++H2O-e-= VO+2H+，根据电极反应，转移1mol电子，生成2molH+，若转移的电子数为3.01×1023个，即转移0.5mol电子，左槽溶液中生成1molH+，由于H+的作用是平衡电荷，同时有0.5molH+从左槽移到右槽，所以左槽溶液中H+的物质的量实际增多了0.5mol，故D正确；
综上所述答案为A。
10．C
【详解】A．ΔH1越小，放热越多，HX能量越低，HX就越稳定，熔沸点不一定越高，故A错误；
B．根据盖斯定律，ΔH1=ΔH2+ΔH3，故B错误；
C．原子半径越小，键能越大，按照Cl、Br、I的顺序，ΔH2依次减小，故C正确；
D．过程Ⅲ形成化学键放热，高温煅烧石灰石吸热，能量变化形式不相同，故D错误；
选C。
11．C
【分析】根据题目可知，该电池为燃料电池，根据燃料电池的特点，通氧气的一极为正极，故电极b为正极，电极a为负极，以此解答。
【详解】A．由分析可知，电极a为负极，电极b为正极，故A正确；
B．由分析可知，电极b为正极，O2在正极得到电子生成H2O，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：O2＋4H＋＋4e-=2H2O，故B正确；
C．电路中每通过4 mol电子，负极消耗2 mol H2S，但是题目中没有给定气体所处的状况，所以其体积不一定是44.8 L，故C错误；
D．17 g H2S的物质的量为0.5 mol，每0.5 mol H2S参与反应会消耗0.25 mol O2，根据正极反应式O2＋4H＋＋4e-=2H2O可知，有1 mol H＋经质子膜进入正极区，故D正确；
故选C。
12．B
【分析】由题意可知，钢片甲和钢片乙在海水中构成原电池，附近通入氮气的钢片乙为原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，附近通入氧气的钢片甲为正极，在水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，该实验能产生电流的主要原因是两极上氧气浓度不同，使两极产生电势差而形成原电池装置。
【详解】A．由分析可知，钢片甲为原电池的正极，故A正确；
B．由分析可知，钢片乙为原电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，故B错误；
C．由分析可知，钢片乙为原电池的负极，钢片甲为正极，海水中阳离子向正极钢片甲移动，故C正确；
D．由分析可知，该实验能产生电流的主要原因是氧气浓度不同使两极产生电势差而形成原电池装置，故D正确；
故选B。
13．D
【详解】A．干冰升华是物理变化，为吸热过程，不是吸热反应，故A错误；
B．推广电动汽车和开展植树造林有利于减少二氧化碳的排放，有利于实现“碳达峰、碳中和”，故B错误；
C．表示氢气燃烧热的热化学方程式中氢气必须是1mol，应该为H2(g)+ O2(g)=H2O(1)△H=-286kJ·mol-1，故C错误；
D．吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，故D正确；
故选D。
14．(1)＜
(2)N2(g)+O2(g)NO(g) H=+91.5kJ mol-1
(3)+247
(4)(aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) H=-346kJ mol-1
【详解】（1）①CH3OH(1)+O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H1 = - 238.6kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) △H2＞0
依据盖斯定律，将反应①+②得：CH3OH(1)+O2(g)=CO2(g) +2H2O(g) △H=△H1 +△H2= -akJ·mol-1，则a=238.6-△H2＜238.6。答案为：＜；
（2）对于反应N2(g)+O2(g)NO(g)， H=(×498+×945-630) kJ mol-1=+91.5kJ mol-1，则N2与O2反应，生成1molNO的热化学方程式可以表示为N2(g)+O2(g)NO(g) H=+91.5kJ mol-1。答案为：N2(g)+O2(g)NO(g) H=+91.5kJ mol-1；
（3）①C(s)+2H2(g)=CH4(g)　ΔH=-75 kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g)　ΔH=-394 kJ/mol
③C(s)+O2(g)=CO(g)　ΔH=-111 kJ/mol
利用盖斯定律，将反应③×2-①-②得：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=(-111 kJ/mol)×2-(-75 kJ/mol)-(-394 kJ/mol)=+247kJ/mol。答案为：+247；
（4）由能量变化图，可得出以下热化学方程式：
①(aq)+O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) H=-273kJ mol-1
②(aq)+O2(g)=(aq) H=-73kJ mol-1
依据盖斯定律，将反应①+②得：1 mol(aq)全部被氧化成(aq)的热化学方程式是(aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) H=-346kJ mol-1。答案为：(aq)+2O2(g)=(aq)+2H+(aq)+H2O(l) H=-346kJ mol-1。
【点睛】书写热化学方程式时，需注意化学计量数与 H的关系。
15． 、 负
【分析】(1)根据所给物质，能发生氧化还原反应的是Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu，装置甲为电池，溶液X为FeCl3和FeCl2，以及原电池工作原理，据此分析；
(2)根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，而根据X的成分可知X中只有两种金属阳离子，说明在电解过程中还有Cu2＋生成，Cu作阳极，石墨作阴极，据此分析；
【详解】(1)①甲为电池，发生氧化还原反应，据反应物和生成物可以确定该反应为， X为、 溶液；
答案为：、 ；
②根据①的分析，Cu为负极，Cu电极上发生的电极反应式为：；
答案为： ；
③原电池工作时，电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，石墨为正极，盐桥中的离子不断进入X溶液中；
答案为：；
(2)①根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，而根据X的成分可知X中只有两种金属阳离子，说明在电解过程中还有生成，因此Cu作阳极，石墨作阴极，所以M是负极；
答案为：负；
②根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知①为，②为，③为；
答案为：；
②当电子转移为2mol时，溶液中有，，为1mol，所以需要加入NaOH溶液14mol，所以NaOH溶液等体积为；
答案为：。
【点睛】本题的易错点是(1)①，学生能判断出X中含有FeCl3，是否含有其他，需要根据丙图进行分析，没有电子通过时，X中应有两种金属阳离子，因此X中除了FeCl3外，还含有FeCl2。
16． Pb + SO42-－2e-＝ PbSO4 PbSO4 + 2H2O-2e-＝PbO2 + 4H+ + SO42- 外加电流的阴极保护法 牺牲阳极阴极保护法 4H+ + O2 + 4e-＝2H2O SO2 + 2H2O - 2e- ＝ SO42- + 4H+
【分析】(1)放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，充电时，该装置是电解池，阳极失电子发生氧化反应；
(2)作原电池正极或作电解池阴极的金属被保护；
(3)该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，正极上投放的气体是氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，据此书写电极反应式。
【详解】：(1)放电时，该装置是原电池，负极上铅失电子发生氧化反应，即Pb+SO42--2e-=PbSO4，在充电时，该装置是电解池，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应，即PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，故答案为：Pb+SO42--2e-=PbSO4；PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-；
(2)①若X为石墨，为减缓铁的腐蚀，将开关K置于N处，该装置构成电解池，铁作阴极而被保护，该电化学防护法称为外加电流的阴极保护法；故答案为：外加电流的阴极保护法；
②若X为锌，开关K置于M处，该装置构成原电池，锌易失电子作负极，铁作正极而被保护，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：牺牲阳极的阴极保护法．
(3)该原电池中，负极上失电子被氧化，所以负极上投放的气体是二氧化硫，即B极是负极，负极二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式是SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，正极上投放的气体是氧气，即A极是正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式是4H++O2+4e-=2H2O，故答案为：①4H++O2+4e-=2H2O； ②SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。
17．(1)热
(2) 电流表指针发生偏转 铜极上氢离子发生还原反应生成氢气
(3)482
(4) 正 H2-2e-=2H+
【详解】（1）将锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中，用温度计测量。锌片与稀硫酸发生氧化还原反应，是放热反应，反应方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，随反应进行，温度升高，化学能转化热能。故答案为：热；
（2）①证实化学能转化为电能的现象是电流表指针发生偏转。故答案为：电流表指针发生偏转；
②锌片、铜片原电池，活泼的锌是负极，铜是正极，电子从负极流向正极，负极发生氧化反应，锌失去电子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；铜极上氢离子发生还原反应生成氢气，Cu片表面产生气泡。故答案为：铜极上氢离子发生还原反应生成氢气；
（3）ΔH=反应反应物的总键能-生成物的总键能=(436kJ mol-1×2+498kJ mol-1-463kJ mol-1×4)kJ/mol=-482kJ/mol，当H2和O2化合生成2molH2O(g)时，放出482kJ的能量。故答案为：482；
（4）①利用H2与O2的反应设计氢氧燃料电池，正极发生还原反应，通入O2的电极是电池的正极。故答案为：正；
②氢气在负极失电子发生氧化反应，通入H2的电极反应式是H2-2e-=2H+。故答案为：H2-2e-=2H+。
18． 盐桥 A Zn ZnSO4溶液 正 Cu2++2e－=Cu
【分析】铜锌原电池中，锌较活泼，为原电池的负极，发生Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，发生Cu2++2e-=Cu，原电池工作时，电子从电池负极经外电路流向正极，以此解答该题。
【详解】(1)由电子流向可知X为正极，Y为负极，由装置图可知R为盐桥，可起到使两个烧杯中的溶液连成通路，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；
(2)Y为负极，被氧化，电解质溶液应为ZnSO4 溶液；
(3)X为正极，即电子流入的一极，发生含有反应，电极方程式为Cu2++2e-═Cu。
19．(1) 正 负 正
(2) OH- Cu
(3) 导电性好、与金属钠不反应、难挥发等
【详解】（1）①根据装置图可知：在A电极附近，O2得到电子变为H2O，说明A电极为生物燃料电池的正极；
②在B电极上C6H12O6失去电子被氧化为CO2，所以B电极为负极，由于电解质溶液为酸性，则负极B的电极反应式为：；
③在放电过程中，A电极消耗H+，B电极反应产生H+，为维持质子交换膜两侧的电荷守恒，在放电过程中溶液中的阳离子H+会由负极区向正极区迁移；
（2）①电解时，阳极Cu电极上Cu失去电子，产生的离子与溶液中的OH-结合形成Cu2O、H2O，阴极上水电离产生的H+得到电子变为H2逸出，导致阴极区OH-浓度增大，为维持电荷守恒，溶液中的OH-会由阴极区通过阴离子交换膜向Cu电极区移动；
②由于Cu电极是活性电极，所以阳极上Cu失去电子，然后与溶液中的OH-结合形成Cu2O、H2O，故阳极的电极反应式为：；
③阳离子的放电能力：H+＞Na+，所以阴极上水电离产生的H+得到电子变为H2，则阴极的电极反应式为：；
（3）①根据总反应方程式可知：放电时正极上CO2得到电子被还原为C单质，同时反应产生Na2CO3，则正极的反应式为；
②可选用高氯酸钠-四甘醇二甲醚作电解液，是由于导电性好、与金属钠不反应、难挥发等。
20．(1) 氯原子最外层有7个电子，容易得到1个电子形成稳定的8电子结构得到氯离子 c +Ba2+=BaSO4↓
(2) 随着溶液pH升高，溶液中氢氧根离子浓度变大，氢氧根离子放电速率加快，导致生成氧气含量增加 b
【分析】粗盐溶解后加入过量氯化钡生成硫酸钡沉淀、加入过量氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀、加入过量碳酸钠和氯化钙生成碳酸钙沉淀同时和过量的氯化钡生成碳酸钡沉淀，然后过滤除去沉淀、滤液加入稀盐酸调节pH后蒸发结晶得到氯化钠；
工业上是由电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气、氢气，用来制取氢氧化钠；
【详解】（1）①氯原子为17号元素原子，原子最外层有7个电子，容易得到1个电子形成稳定的8电子结构得到氯离子，故自然界中氯元素主要以Cl-形式存在；
②海水晒制的粗盐中还含有泥沙、CaCl2、MgCl2以及可溶的硫酸盐等杂质，加入过量氯化钡生成硫酸钡沉淀、加入过量氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀、加入过量碳酸钠和氯化钙生成碳酸钙沉淀同时和过量的氯化钡生成碳酸钡沉淀，故碳酸钠要在氯化钡试剂加入之后加入，然后过滤除去沉淀、滤液加入稀盐酸调节pH后蒸发结晶得到氯化钠；
由分析可知，c流程正确，故选c；
③硫酸根离子和氯化钡生成不溶于酸的沉淀，故检验精盐中是否除净的原理是：+Ba2+=BaSO4↓。
（2）①电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气、氢气，总反应的化学方程式是。
②阳极的氯离子放电生成氯气、氢氧根离子放电生成氧气，随着溶液pH升高，溶液中氢氧根离子浓度变大，氢氧根离子放电速率加快，导致生成氧气含量增加；
③向一定体积一定物质的量浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2，若二氧化碳少量生成碳酸钠、氢氧化钠过量；若二氧化碳量较多，则部分碳酸会转化为碳酸氢钠，二氧化碳过量则完全转化为碳酸氢钠；氢氧化钠和碳酸氢钠能反应不共存；故M和N不可能是NaOH和NaHCO3 ，选b。
21． PbO2 +2e－+ 4H+ +2SO=PbSO4 + 2H2O 变大 小 48 Pb PbO2 对换
【详解】(1)放电时正极得电子发生还原反应，根据总反应可知放电时二氧化铅被还原生成硫酸铅，所以电极反应为PbO2 +2e－+ 4H+ +2SO=PbSO4 + 2H2O，根据电极反应可知正极区消耗氢离子，所以pH变大；根据总反应可知放电时消耗硫酸，所以电解液中H2SO4的浓度将变小；负极反应为Pb-2e-+ SO=PbSO4 ，所以增重即参与反应的硫酸根的质量，则当通过1mol电子时，负极板的质量增加0.5mol×96g/mol=48g；
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按如图连接，该装置是电解池，铅板电极为阴极，得电子发生还原反应，二氧化铅作阳极，失电子发生氧化反应，B电极上发生反应为：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++2SO，A电极发生反应为：PbSO4+2e-=Pb+ SO，所以B电极上生成PbO2，A极上生成Pb，实现了正负极的对换；
(3)要实现Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑，应形成电解池反应，铜为阳极，碳为阴极，阳极发生Cu-2e-=Cu2+，阴极发生2H++2e-=H2↑，则可发生Cu+H2SO4(稀)CuSO4+H2↑，装置图为。
答案第1页，共2页
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