第四章化学反应与电能（含解析）复习题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）复习题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 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-22 09:22:43 | ||
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文档简介
第四章 化学反应与电能复习题
一、单选题
1．如图所示，甲池的总反应式为：N2H4+O2=N2+H2O，下列说法不正确的是
A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成
B．甲池和乙池中的溶液的pH均减小
C．甲池中负极反应为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O
D．当甲池中消耗0.1molN2H4时，乙池中理论上最多产生12.8g固体
2．为研究碘的化合物氧化性强弱设计如图实验，①、②实验左侧烧杯中溶液颜色都变蓝，下列说法中错误的是
A．①中Fe2O3极的电极反应式为Fe2O3+2e- + 6H+=2Fe2+ +3H2O
B．碘元素在装置①中被氧化，在装置②中被还原
C．两装置的盐桥中阳离子都向含碘化合物烧杯中移动
D．装置①、②中生成等量的I2时，导线上通过的电子数之比为1∶5
3．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：C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B．常温时，0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1：NH3·H2ONH4++OH
C．由Na和C1形成离子键的过程：
D．电解精炼铜的阴极反应：Cu2+ +2e =Cu
4．一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。下列说法中正确的是
A．金属锂作正极，发生氧化反应
B．可将有机电解液改为水溶液
C．电池总反应为
D．当有被还原时，溶液中有向多孔碳电极移动
5．下列说法不正确的是
A．呈粉色的变色硅胶干燥剂(含氯化钴)，可通过烘干至蓝色后重新使用
B．如果不慎将苯酚沾到皮肤上，应立即先用酒精洗涤，再用水冲洗
C．测定镀锌铁皮锌镀层厚度时，未及时将铁片从稀硫酸中取出，会导致结果偏高
D．移液管和滴定管均标有使用温度，使用时均应进行检漏、润洗再装液
6．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．电解饱和食盐水，2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
B．若温度偏高，Cl2和NaOH溶液反应可生成NaClO3：Cl2+2OH-=ClO+Cl-+H2O
C．NaClO溶液与空气中CO2反应可生成NaHCO3：ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO
D．向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水：Ca2++HCO+OH-=CaCO3↓+H2O
7．某地下了一场酸雨，在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对该条件下铁制品发生电化学腐蚀的叙述正确的是
A．该电化学腐蚀是析氢腐蚀 B．正极反应式：
C．原电池反应减缓了铁制品的腐蚀 D．负极反应式：
8．我国科学家已研制出一种可替代锂电池的“可充室温Na-CO2电池”，该电池结构如图所示。电极材料为钠金属片和碳纳米管，电解液为高氯酸钠－四甘醇二甲醚。下列说法错误的是（ ）
A．放电时钠金属片发生氧化反应
B．电池工作时，负极材料减重0.23 g，则流经电解液的电子为0.01 mol
C．碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2
D．充电时阳极反应为：C+ 2Na2CO3 - 4e = 3CO2↑ + 4Na+
9．下列说法正确得是（ ）
A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B．增大压强一定可以加快反应速率
C．设NA表示阿伏加 德罗常数的数值，则45g羧基含有的电子数为23NA
D．已知Fe和水蒸气反应可以生成Fe3O4，增加铁的用量可以加快反应速率
10．钠离子电池有耐低温。价格低廉，对环境友好等特点，因而具有巨大的市场前景。某水系钠离子二次电池反应为：2NaFePO4F+Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F+NaTi2(PO4)3，其装置如图所示。下列说法不正确的是
A．充电时a为阴极
B．放电时b极上的电极反应为NaFePO4F+e-+Na+=Na2FePO4F
C．理论上，该电池在充电或放电过程中溶液中的c(Na+)不变
D．当电路中有0.2mole-通过时，通过交换膜的离子数目为0.1NA
11．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述错误的是
A．a和b不连接时，铁片质量会增加
B．a和b用导线连接时，正极发生的电极反应为：Cu2++2e﹣═Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均被腐蚀
D．a和b分别连接电源正、负极时，Fe电极发生的电极反应为：4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑
12．医学专家提出人体中细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体与细胞膜构成了微型的生物原电池，有关该原电池的下列说法中，正确的是
A．正极的电极反应可能是 O2＋4e-=2O2-，且正极附近溶液的 pH 值升高。
B．正极的电极反应可能是 O2＋2H2O＋4e-=4OH-，且正极附近溶液的 pH 值降低。
C．负极反应主要是 C6H12O6-12e-=6CO＋12H＋，且负极附近溶液的 pH 值降低。
D．负极反应主要是 C6H12O6-24e-+24OH-=6CO2↑+18H2O，且负极附近溶液 pH 值降低。
13．利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理如图。下列说法不正确的是
A．电子从A电极流出经用电器流到B电极
B．该电池有菌株参与作用，不能在高温下工作
C．B电极的电极反应式为：
D．若有机物为葡萄糖，每处理0.5 mol葡萄糖有10 mol 透过质子交换膜移动到右室
14．下列生活中的现象，与盐的水解无关的是
A．古代用草木灰的水溶液来洗涤衣物
B．与两种溶液可作泡沫灭火器
C．铁在潮湿环境中生锈
D．氯化铵溶液可做金属焊接中的除锈剂
二、填空题
15．开发利用核能可以减少对化石能源的依赖。UO2是一种常用的核燃料，其铀元素中需达到5%。该核燃料的一种制备流程如下：
(1)天然铀主要含99.3%和0.7%，和互为 。
(2)I中，将含有硫酸的UO2SO4溶液通入电解槽，如下图所示。
①A电极是 (填“阴极”或“阳极”)，其电极反应式是 。
②U4+有较强的还原性。用质子交换膜隔开两极区溶液可以 ，从而提高U4+的产率。
(3)III中使用的F2可通过电解熔融KF、HF混合物制备，不能直接电解液态HF的理由是HF属于 化合物，液态HF几乎不电离。
16．铝及其化合物在生产生活中具有广泛的应用。
(1)金属铝与盐酸反应，在10min内盐酸浓度的变化量为，则 。
(2)在熔融状态下不导电，属于 (填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(3)铝热反应可用于焊接铁轨，反应过程中能量变化如图所示，该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应，反应过程中新化学键形成释放的能量为 。
(4)为两性氢氧化物，可与NaOH溶液发生反应，该反应的离子方程式为 。
(5)我国科学家设计的铝离子电池装置如图所示。已知电池总反应为。
①负极材料为 (填“A1”或“MoSe2”)。
②电池工作时能量形式由 转化为 。
③理论上生成2mol时，外电路转移电子的物质的量为 mol。
17．I.某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)。
(1)图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是 (填化学式)，U形管 (填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分NaClO，则c应为电源的 极；该发生器中反应的总离子方程式为 。
II.混合动力车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低油耗；刹车或下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图：
(3)其总反应式为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2.根据所给信息判断，混合动力车刹车或下坡时，发生了 (填“原电池”或“电解池”)反应，乙电极的电极反应式为 。
18．铁及其化合物在原电池领域应用广泛，试回答下列问题：
（1）下边装置溶液中的Ag+向 (填“铁电极”或“石墨电极”)移动，写出该电极的电极反应式： 。
（2）请依据反应:2Fe3++Fe==3Fe2+设计一个原电池。要求:写出电极反应式，画出实验装置图，注明电解质溶液、正负极及正负极所用的材料 。
正极反应式： 。负极反应式： 。
19．根据所学有关知识，回答下列问题：
(1)下列说法错误的是 。
A．和是同种物质，而和是同分异构体
B．沸点：
C．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
D．糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物
E．煤的气化、液化和干馏都是物理变化
F．用银来作催化剂，乙烯和氧气反应制取环氧乙烷，原子利用率100%，符合绿色化学理念
G．石英玻璃、碳化硅陶瓷、水泥、石墨烯都是新型无机非金属材料
H．乙烯分子的空间填充模型为
(2)、、、中既可以用浓干燥，又可以用固体干燥的是 。
(3)三联苯的结构为它的一氯代物有 种。
(4)等质量的三种有机物甲烷、乙烯和苯完全燃烧生成和，消耗氧气的体积(相同状况下)最多的是 。
(5)某有机物的键线式为，该分子最多有 个碳原子共面，最多 个碳原子共线。
(6)我国科学家以LiI为催化剂，通过改变盐浓度或溶剂调节锂-硫电流的放电性能。模型装置如图所示。放电时，向 极(填“a”或“b”)迁移，b极反应式为 。
20．目前全国大力发展清洁能源产业，以太阳能、氢能等为代表的新能源的产业规模日渐扩大。某科研小组研制出了新型质子（）交换膜燃料电池。如图是某种质子交换膜燃料电池的原理示意图。该电池的正极是 （填“a”或“b”，下同）极，工作过程中，质子透过质子交换膜移动到 极。写出该电池负极的电极反应式： 。
21．回答下列问题
(1)纸电池是未来电池发展的重要研究方向。某学生在课外活动时，根据如图纸电池结构示意图，利用实验室中的稀硫酸、蒸馏水和滤纸制作电解液，用铜片与镁片作为电极材料。
①其中放置镁片的位置是 (填a或b)，电池工作时向 (填a或b)极作定向移动。
②某学生用硫酸铜溶液替代稀硫酸，请写出正极发生的电极反应式
(2)科学家用氮化镓()材料与铜组装如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以和合成。
①该装置工作时，能量转化形式为： 转化为 (填“电能或“太阳能)。当产生时，消耗的物质的量为 。
②此电池产生的和又可以作为燃料电池的原料。有研究表明，在酸性条件下参与的电极反应为：，此电极反应也可视为两步完成，请将其补充完整：第一步 (用离子方程式表示)：第二步
22．氢能的优点是燃烧热值高，无污染。
(1)目前工业制氢气的一个重要反应为CO(g)+H2O=CO2(g)+H2(g)ΔH，反应的能量关系如图所示。
①CO(g)+H2O=CO2(g)+H2(g) ΔH 0(填“>”“<”或“=”)。
②过程II是加入催化剂后的反应过程，则过程I和II的反应热 (填“相等”或“不相等”)。
(2)已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= 484kJ mol 1；
H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ mol 1。
则1molH2(g)完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量为 。
(3)现代利用铁的氧化物循环裂解水制氢气的过程如下图所示。
已知：
Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=+19.3 kJ mol 1
3FeO(s)+H2O(g) Fe3O4(s)+H2(g) ΔH2= 57.2 kJ mol 1
C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH3=+172.4 kJ mol 1
则铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是 。
(4)氢气也是氯碱工业的产物之一，可采用如图甲所示的装置来制取。装置中的离子交换膜只允许 离子通过，氢气的逸出口是 (填“a”或“b”)。
(5)与氢气相比，HCOOH更容易获得，因此HCOOH燃料电池备受青睐。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图乙所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
①电池负极的电极反应式为 ；放电过程中需补充的物质A为 (填化学式)。
②HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为 。
23．我国科学家设计了流式电解槽，直接将送至电极表面，电还原制备有机物甲烷、乙烯、甲酸、乙酸、乙醇等，装置如图所示。
回答下列问题：
(1)X极是 极(填“阳”或“阴”)，发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
(2)电解槽工作时，氢离子由 极区向 极区迁移(填“X”或“Y”)。
(3)若M为，则Y极的电极反应式为 。
(4)若M为，则Y极的电极反应式为 。
(5)若Y极上生成1 mol ，则理论上得到 mol电子。
24．能量转化是化学变化的主要特征之一，按要求回答下列问题。
(1)页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，成分以甲烷为主。下列有关页岩气的叙述不正确的是 (填字母)。
A．页岩气属于新能源
B．沼气、煤矿坑道气的主要成分与页岩气相同
C．甲烷中每个原子的最外层电子排布都达到8电子稳定结构
D．页岩气可以作燃料电池的负极燃料
(2)部分常见的电池装置如下：
编号 a b c d
电池装置
①上述四种电池中，属于二次电池的是 (填字母，下同)，属于干电池的是 。
②a装置中，外电路中电子的流向是 (填“从Zn流向Cu”或“从Cu流向Zn”)。
③c装置中，若将电解质改为碱性介质，则负极的电极反应式为 。
(3)氧化还原反应一般可以设计成原电池。若将反应设计成原电池，则：
①该电池的电解质溶液可以是 。
②当外电路中转移1mol电子时，电解质溶液的质量增加 g。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【分析】甲池为碱性燃料电池，通入N2H4的电极为负极，通入O2的电极为正极，负极N2H4发生失电子的氧化反应生成N2，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极O2发生得电子的还原反应，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-；乙池为电解池，石墨与原电池正极相接，为阳极，Ag电极与原电池负极相接，为阴极，电解硫酸铜溶液时，阴极上Cu2+得电子生成Cu，阴极反应为 Cu2++2e-=Cu，阳极石墨上的反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，据此分析解答。
【详解】A．通入肼的电极为负极，负极与阴极相连，即银为阴极，铜离子在阴极得电子生成铜单质，即Cu2++2e-=Cu，无气体生成，故A错误；
B．甲池生成水，导致溶液中KOH浓度降低，则溶液pH减小，乙池中氢氧根离子放电，导致溶液pH减小，故B正确；
C．甲池为碱性燃料电池，通入肼的电极为负极，肼失电子发生氧化反应生成N2，其电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故C正确；
D．甲池中负极肼的电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，消耗0.1mol N2H4时，转移0.4mol电子，乙池Cu2++2e-=Cu，产生0.2mol铜即为12.8g固体，故D正确；
答案为A。
2．C
【分析】
由①②实验左侧烧杯中溶液颜色都变蓝可知，装置①中石墨I为原电池的负极，碘离子在负极失去电子被氧化生成单质碘，氧化铁电极为正极，酸性条件下，氧化铁得到电子发生还原反应生成亚铁离子和水，装置②中石墨II为原电池的正极，碘酸根离子得到电子发生还原反应生成单质碘，石墨III为负极，亚硫酸氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子。
【详解】
A．由分析可知，装置①中氧化铁电极为正极，酸性条件下，氧化铁得到电子发生还原反应生成亚铁离子和水，电极反应式为Fe2O3+2e- + 6H+ =2Fe2++3H2O,A正确；
B．由分析可知。装置①中石墨I为原电池的负极。碘离子在负极失去电子被氧化生成单质碘，装置②中石墨II为原电池的正极，碘酸根离子得到电子发生还原反应生成单质碘，B正确；
C．由分析可知，装置①中石墨I为原电池的负极，氧化铁电极为正极，装置②中石墨II为原电池的正极，石墨III为负极，则装置①中盐桥中阳离子移向氧化铁电极，装置②中盐桥中阳离子移向石墨II．C错误；
D．由得失电子数目守恒可知，装置①、②中生成等量的碘时，导线上通过的电子数之比为1∶5，D正确；
故选C。
3．A
【详解】分析：A项，酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”；B项，氨水为弱碱水溶液，存在电离平衡；C项，Na易失电子形成Na+，Cl易得电子形成Cl-；D项，电解精炼铜时，精铜为阴极，粗铜为阳极。
详解：A项，酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”，硬脂酸与乙醇反应的化学方程式为C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2O，A项错误；B项，常温下0.1mol·L-1氨水的pH=11.1，溶液中c（OH-）=10-2.9mol·L-10.1mol·L-1，氨水为弱碱水溶液，电离方程式为NH3·H2ONH4++OH-，B项正确；C项，Na原子最外层有1个电子，Na易失电子形成Na+，Cl原子最外层有7个电子，Cl易得电子形成Cl-，Na将最外层的1个电子转移给Cl，Na+与Cl-间形成离子键，C项正确；D项，电解精炼铜时，精铜为阴极，粗铜为阳极，阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，D项正确；答案选A。
点睛：本题考查酯化反应的机理、电离方程式的书写、用电子式表示物质的形成过程、电解精炼铜的原理。注意强电解质和弱电解质电离方程式的区别、用电子式表示离子化合物和共价化合物形成过程的区别。
4．C
【详解】A．金属锂作负极，失去电子，发生氧化反应；故A错误；
B．金属锂可以与水反应，不能将有机电解液改为水溶液，故B错误；
C．锂-空气电池中，负极的电极方程式为，正极的电极方程式为，则电池总反应为；故C正确；
D．气体状况不知，无法计算，故D错误；
故答案选C。
5．D
【详解】A．硅胶中无水氯化钴呈蓝色，吸水后变为粉红色的CoC12·6H2O，故呈粉色的变色硅胶干燥剂(含氯化钴)，可通过烘干至蓝色后重新使用，故A正确；
B．苯酚有毒，其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性，使用时要小心，如果不慎沾到皮肤上，应立即用酒精洗涤，再用水冲洗，故B正确；
C．测定镀锌铁皮锌镀层厚度时，若未及时将铁片从稀硫酸中取出，铁也会与硫酸发生反应产生氢气，因此而导致测得的锌镀层厚度偏高，故C正确；
D．移液管和滴定管均标有使用温度，使用时均应进行润洗再装液，移液管不必检漏，故D错误；
故选D。
6．C
【详解】A．电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故A错误；
B．温度偏高，Cl2和NaOH溶液反应可生成NaClO3的离子方程式为3Cl2+6OH-=ClO+5Cl-+3H2O，故B错误；
C．NaClO溶液与空气中CO2反应可生成NaHCO3，离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO，故C正确；
D．向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水，阳离子NH、阴离子HCO都会与Ca(OH)2发生反应，要以不足量的NH4HCO3为标准分析，相应的离子方程式为：NH+Ca2++HCO+2OH-=CaCO3↓+H2O+NH3·H2O，故D错误；
故选C。
7．A
【详解】A．铁制品中含有铁和碳，酸雨使水膜呈酸性，构成了原电池，会发生析氢腐蚀，故A正确；
B．酸性环境中发生析氢腐蚀，正极反应为氢离子得电子生成氢气：2H++2e-=H2，故B错误；
C．原电池反应会加快铁制品的腐蚀，故C错误；
D．发生电化学腐蚀时金属铁被氧化为Fe2+，负极反应式为︰Fe-2e-=Fe2+，故D错误；
故选A。
8．B
【分析】根据原电池装置图可知，原电池中电子由负极流向正极，则钠为负极，负极发生失去电子的氧化反应，电极反应为：Na-e-=Na+，碳纳米管为正极，正极发生得电子的还原反应，电极反应为3CO2+4e-+4Na+=C+2Na2CO3，电池总反应为：4Na+3CO2 =2Na2CO3+C，据此分析解答。
【详解】A．根据原电池装置图可知，原电池中电子由负极流向正极，则钠为负极，钠金属片在负极发生氧化反应，故A正确；
B．电子只能在导体中传导，不能在电解液中传递，故B错误；
C．该原电池中，钠为负极，碳纳米管为正极，碳纳米管能导电并且具有吸附作用，即碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2，电池充电为放电的逆过程，电池充电时，正极变为阳极，应该与直流电源的正极相连，故C正确；
D．充电为电解池，阳极与正极相连，阳极失去电子发生氧化反应，则阳极反应为C+2Na2CO3-4e-=3CO2↑+4Na+，故D正确。
答案选B。
【点睛】把握电极判断、电极反应、工作原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意电化学知识的应用。
9．C
【详解】A.燃料电池放电时，化学能不可能全部转化为电能，会有少量转化为热能，故A错误；
B.对于没有气体参与的化学反应，增大压强不会改变反应速率，故B错误；
C.羧基含有23个电子，45g羧基的物质的量为1mol，含有电子数为23NA，故C正确；
D.固体参与的反应，增大固体的量不改变反应速率，铁为固体，则增加铁的用量，不能改变反应速率，故D错误；
故选C。
10．D
【分析】由2NaFePO4F+Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F+NaTi2(PO4)3可知Ti元素化合价由+3价变为+4价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以放电过程中NaFePO4F得电子发生还原反应，电极反应为：NaFePO4F+e-+Na+=Na2FePO4F，Na3Ti2(PO4)3失电子发生氧化反应，电极反应为：Na3Ti2(PO4)3-2e-= Na3Ti2(PO4)3+2Na+，所以左侧电极a为负极、右侧电极b为正极，充电时原来的负极为阴极、原来的正极作阳极，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，充电时a与电源负极相连为阴极，A正确；
B．由分析可知，放电时b极为正极极，发生还原反应，其电极反应为NaFePO4F+e-+Na+=Na2FePO4F，B正确；
C．由分析可知，正、负极上有Na+的结合和释放，则交换膜为阳离子交换膜，Na+可以自由通过，电路上通过1mol电子，则有1mol的Na+经过交换膜，则理论上，该电池在充电或放电过程中溶液中的c(Na+)不变，C正确；
D．由C项分析可知，交换膜为阳离子交换膜，Na+可以自由通过，则当电路中有0.2mole-通过时，通过交换膜的离子数目为0.2NA，D错误；
故答案为：D。
11．D
【详解】A．a和b不连接，铁和铜离子发生置换反应生成铜单质，导致铁片质量增加，故A正确；
B．a和b用导线连接时，该装置是原电池，铁作负极，铜作正极，正极发生的反应：Cu2++2e﹣=Cu，故B正确；
C．无论a和b是否连接，铁片均被腐蚀，发生反应Cu2++Fe=Cu+Fe2+，所以溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，故C正确；
D．a和b分别连接电源正、负极，则铁电极是阳极，电解硫酸铜溶液时，铁电极上铁失电子而不是溶液中氢氧根离子失电子，电极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+，故D错误；
故选D。
12．D
【分析】细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体以及细胞膜构成了微型的生物原电池，原电池的组成为：葡萄糖|细胞膜|富氧液体，碳元素失电子，O2得电子，在细胞内，葡萄糖中碳元素失电子，被O2氧化成CO2，CO2与血液中的OH-反应生成、。
【详解】A．正极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；
B．正极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，则正极附近溶液的 pH 值增大，故B错误；
C．负极反应为：C6H12O6-24e-+24OH-=6CO2↑+18H2O；CO2+2OH-=+H2O、CO2+2OH-═2，则负极附近溶液的 pH 值降低，故C错误；
D．负极反应主要是C6H12O6-24e-+24OH-=6CO2↑+18H2O，且负极附近溶液 pH 值降低，故D正确；
故选D。
13．D
【详解】A．由图可知A电极附近X去H转化为Y，发生氧化反应，A电极为负极，B电极氧气得电子转化为水，B电极为正极。电子从A电极流出经用电器流到B电极，A正确。
B．该电池工作时有菌株参与作用，不能在高温下工作，B正确；
C．酸性条件下，B电极的电极反应式为：，C正确；
D．处理0.5 mol葡萄糖，，12 mol 透过质子交换膜移动到右室，D错误。
故选D。
14．C
【详解】A．草木灰的主要成分是碳酸钾，碳酸钾水解使溶液显碱性，油污在碱性条件下易被除去，与盐类水解有关，A不符合题意；
B．用碳酸氢钠与硫酸铝两种溶液可作泡沫灭火剂，两者发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳气体，与盐类水解有关，B不符合题意；
C．铁在潮湿的环境下生锈是原电池原理，和盐类的水解无关，C符合题意；
D．氯化铵水解使溶液呈酸性，可与金属氧化物反应以除锈，与盐类的水解有关，D不符合题意；
故选C。
15． 同位素 阴极 +4H++2e-=U4++2H2O 防止U4+移动到阳极附近被氧化 共价
【详解】(1)和为同种元素的不同核素，互为同位素；
(2)①电解池中阳离子流向阴极，根据氢离子的流向可知A电极为阴极；得电子被还原为U4+，同时生成水，电极反应式为+4H++2e-=U4++2H2O；
②电解过程B电极即阳极水电离出的氢氧根放电生成氧气，而U4+有较强还原性，质子交换膜可以防止U4+移动到阳极附近被氧气氧化；
(3)HF只含共价键，为共价化合物，液态HF几乎不导电。
16． 0.2 共价化合物 放热 E1+E2 A1 化学能 电能 1.5
【详解】(1)反应速率等于单位时间能浓度的变化量，10min内盐酸浓度的变化量为，则，故答案为：0.2；
(2) 在熔融状态下不导电，说明其熔融状态下不能电离成离子，其中组成中不含离子，应为共价化合物，故答案为：共价化合物；
(3)由能量变化图可知反应物的能量高于生成物的能量，应为放热反应，反应过程中新化学键形成所释放的能量应为，故答案为：放热；E1+E2；
(4) 与NaOH反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为：，故答案为：；
(5)由装置图可知电子由Al电极流出，Al为负极，该装置为原电池装置，可实现化学能转变成电能，由总反应可知每消耗1molAl，生成4mol，反应过程中转移3mol电子，则生成2mol时，转移的电子数应为1.5mol，故答案为：Al；化学能；电能；1.5；
17．(1) H2 右
(2) 负 Cl-＋H2OClO- +H2↑
(3) 电解池 Ni(OH)2＋OH--e-=NiOOH＋H2O
【详解】（1）图1中，根据电子流向知，左边电极是电解池阳极、右边电极是电解池阴极，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气，所以a气球中气体是氯气、b气球中的气体是氢气，同时阴极附近有NaOH生成，溶液呈碱性，无色酚酞遇碱变红色，所以U形管右边溶液变红色；
故答案为：H2；右；
（2）利用图2制作一种环保型消毒液发生器，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气同时阴极有NaOH生成，氯气和氢氧化钠反应生成NaClO，次氯酸钠具有与漂白性，为了使反应更充分，则下边电极生成氯气、上边电极附近有NaOH生成，上边电极生成氢气，为阴极，则c为负极、d为正极；其电池反应式为Cl-＋H2OClO- +H2↑；
故答案为：负；Cl-＋H2OClO- +H2↑；
（3）混合动力车刹车或下坡时，是电解池的工作原理，电解池中的甲电极是阴极，乙为阳极发生氧化反应，电极反应式为Ni(OH)2＋OH--e-=NiOOH＋H2O
故答案为：电解池；Ni(OH)2＋OH--e-=NiOOH＋H2O。
18． 石墨电极 Ag++e-=Ag 2Fe3++ 2e-=2Fe2+ Fe-2e-=Fe2+
【详解】（1）右边装置为原电池装置，铁为负极，碳为正极，溶液中的Ag+向石墨电极移动，在电极上得电子产生银单质，该电极的电极反应式为：Ag++e-=Ag；（2）氧化还原反应2Fe3++Fe=3Fe2+中Fe－2e－=Fe2+为氧化反应，故应选Fe作负极，另选一种活泼性不如Fe的导电物质作正极如Cu、Ag、C(石墨)等，用含有Fe3+的溶液作电解质溶液。实验装置图为：；正极反应式为：2Fe3++ 2e-=2Fe2+；负极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
19．(1)ADEG
(2)
(3)4
(4)甲烷(或)
(5) 7 3
(6) b
【详解】（1）和是同一物质，A错误；单糖、二糖、油脂均不是高分子化合物，D错误；煤的气化、液化和干馏都是化学变化，E错误；水泥不是新型无机非金属材料，G错误，故选ADEG；
（2）是碱性气体，能与浓反应，、能与反应，只有与浓、均不反应，符合题意；
（3）结构较为对称，在水平和竖直方向各有一条对称轴，共有4种等效H原子，故它的一氯代物有4种；
（4）等质量的氢元素比碳元素消耗氧气的质量大，三者中甲烷含氢量最高，消耗氧气的体积(相同状况下)最多；
（5）共含有8个C原子，根据乙烯型平面结构、乙炔型直线结构知分子最多有7个碳原子共面，最多3个碳原子共线；
（6）根据示意图可判断该装置为原电池，Li在a电极失电子化合价升高发生氧化反应，a电极为负极；在b电极得电子化合价降低被还原，结合从负极经阳离子膜迁移来的生成，b电极为正极；原电池放电时阳离子向正极(b极)迁移，电极反应式为。
20． b b
【详解】燃料电池中通入氧气的一极为正极，通燃料的一极为负极，则该电池的正极是b极；质子（H+）透过质子交换膜移动到正极即b极；氢气在负极失电子生成氢离子，则负极的电极反应式为：H2-2e-=2H+；故答案为：b；b；。
21．(1) b a
(2) 太阳能 电能 1
【详解】（1）①由题意可知，电极材料为铜片与镁片，镁比铜活泼，因此镁作负极，铜作正极，根据电子的转移方向可知，b为负极，a为正极，则放置镁片的位置是b；原电池工作时，阳离子向正极移动，因此向a极移动，故答案为：b；a；
②用硫酸铜溶液替代稀硫酸，则正极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为，故答案为：；
（2）①由图可知，该装置工作时，太阳能转化为电能；该装置中，GaN电极上水发生氧化反应生成氧气，电极反应式为，Cu为正极，电极反应式为，当产生时，转移8mol电子，消耗1molCO2，故答案为：太阳能；电能；1；
②将总反应减去第二步反应即可得到第一步反应的离子方程式为，故答案为：。
22．(1) ＞ 相等
(2)286kJ
(3)C(s)＋H2O(g)=H2(g)＋CO(g) ΔH=+134.5 kJ mol 1
(4) Na+ a
(5) H2SO4 或
【详解】（1）①根据图中信息得到CO(g)+H2O=CO2(g)+H2(g)是生成物的总能量大于反应物的总能量，即ΔH＞0；故答案为：＞。
②过程II是加入催化剂后的反应过程，催化剂降低反应所需活化能，但不改变反应热，因此过程I和II的反应热相等；故答案为：相等。
（2）将第一个方程式除以2，在减去第二个方程式得到1molH2(g)完全燃烧生成H2O(l)的热化学方程式为H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) ΔH= 286kJ mol 1，因此1mol H2(g) 完全燃烧生成H2O(l)放出的热量为286kJ；故答案为：286kJ。
（3）根据盖斯定律，第一个方程式加上第二个方程式，再加上第三个方程式，则得到铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是C(s)＋H2O(g)=H2(g)＋CO(g) ΔH=+134.5 kJ mol 1；故答案为：C(s)＋H2O(g)=H2(g)＋CO(g) ΔH=+134.5 kJ mol 1。
（4）装置中的离子交换膜只允许Na+离子通过，右边是生成NaOH，说明剩余氢氧根离子，氢离子消耗，得到电子变为氢气，因此氢气的逸出口是b；故答案为：Na+；b。
（5）①根据图中信息得到甲酸失去电子变为碳酸氢根，作负极，因此电池负极的电极反应式为；放电过程中亚铁离子和氧气和氢离子反应生成铁离子和水，根据产物中有硫酸钾生成，说明需补充的物质A为H2SO4；故答案为：；H2SO4。
②HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，根据正负极的电极反应式得到其反应的离子方程式为或；故答案为：或。
23．(1) 阳 氧化
(2) X Y
(3)
(4)
(5)12
【详解】（1）由图可知，X极水发生氧化反应生成氧气，为阳极；
（2）电解池中阳离子由阳极区向阴极区运动；故电解槽工作时，氢离子由X极区向Y极区迁移；
（3）若M为，则Y极的二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙烯，电极反应式为；
（4）若M为，则Y极的二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙酸，电极反应式为；
（5）若Y极上生成，则Y极的二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙醇，电极反应式为；则生成1 mol ，理论上得到12mol电子。
24． AC d b 从Zn流向Cu 溶液等 28
【详解】(1) A．页岩气属于化石能源，不是新能源，故错误；
B．沼气、煤矿坑道气的主要成分与页岩气相同，都是甲烷，故正确；
C．甲烷中氢原子的最外层电子排布为2电子稳定结构，不是8电子稳定结构，故错误；
D．页岩气的主要成分是甲烷，可以与氧气构成燃料电池，作燃料电池的负极燃料，故正确；
AC错误，故选AC；
(2) ①由图可知，a为锌铜原电池、b为锌锰酸性干电池、c为氢氧燃料电池、d为二次电池铅蓄电池，故答案为：b；d；
②由图可知，a为锌铜原电池，电池工作时，外电路中的电子由负极锌经导线流向正极铜，故答案为：从Zn流向Cu；
③由图可知，c为氢氧燃料电池，若将电解质改为碱性介质，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，电极反应式为，故答案为：；
(3)将反应设计成原电池时，铁做原电池的负极，比铁不活泼的铜或石墨做正极，电解质溶液为可溶性铁盐溶液，铁在负极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子；
①由分析可知，该电池的电解质溶液为可溶性铁盐溶液，可以是氯化铁溶液或硫酸铁溶液等，故答案为：溶液等；
②由方程式可知，当外电路中转移1mol电子时，由0.5mol铁溶解生成亚铁离子，则电解质溶液增加的质量为0.5mol×56g/mol=28g，故答案为：28。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示，甲池的总反应式为：N2H4+O2=N2+H2O，下列说法不正确的是
A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成
B．甲池和乙池中的溶液的pH均减小
C．甲池中负极反应为：N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O
D．当甲池中消耗0.1molN2H4时，乙池中理论上最多产生12.8g固体
2．为研究碘的化合物氧化性强弱设计如图实验，①、②实验左侧烧杯中溶液颜色都变蓝，下列说法中错误的是
A．①中Fe2O3极的电极反应式为Fe2O3+2e- + 6H+=2Fe2+ +3H2O
B．碘元素在装置①中被氧化，在装置②中被还原
C．两装置的盐桥中阳离子都向含碘化合物烧杯中移动
D．装置①、②中生成等量的I2时，导线上通过的电子数之比为1∶5
3．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：C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B．常温时，0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1：NH3·H2ONH4++OH
C．由Na和C1形成离子键的过程：
D．电解精炼铜的阴极反应：Cu2+ +2e =Cu
4．一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。下列说法中正确的是
A．金属锂作正极，发生氧化反应
B．可将有机电解液改为水溶液
C．电池总反应为
D．当有被还原时，溶液中有向多孔碳电极移动
5．下列说法不正确的是
A．呈粉色的变色硅胶干燥剂(含氯化钴)，可通过烘干至蓝色后重新使用
B．如果不慎将苯酚沾到皮肤上，应立即先用酒精洗涤，再用水冲洗
C．测定镀锌铁皮锌镀层厚度时，未及时将铁片从稀硫酸中取出，会导致结果偏高
D．移液管和滴定管均标有使用温度，使用时均应进行检漏、润洗再装液
6．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．电解饱和食盐水，2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
B．若温度偏高，Cl2和NaOH溶液反应可生成NaClO3：Cl2+2OH-=ClO+Cl-+H2O
C．NaClO溶液与空气中CO2反应可生成NaHCO3：ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO
D．向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水：Ca2++HCO+OH-=CaCO3↓+H2O
7．某地下了一场酸雨，在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对该条件下铁制品发生电化学腐蚀的叙述正确的是
A．该电化学腐蚀是析氢腐蚀 B．正极反应式：
C．原电池反应减缓了铁制品的腐蚀 D．负极反应式：
8．我国科学家已研制出一种可替代锂电池的“可充室温Na-CO2电池”，该电池结构如图所示。电极材料为钠金属片和碳纳米管，电解液为高氯酸钠－四甘醇二甲醚。下列说法错误的是（ ）
A．放电时钠金属片发生氧化反应
B．电池工作时，负极材料减重0.23 g，则流经电解液的电子为0.01 mol
C．碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2
D．充电时阳极反应为：C+ 2Na2CO3 - 4e = 3CO2↑ + 4Na+
9．下列说法正确得是（ ）
A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B．增大压强一定可以加快反应速率
C．设NA表示阿伏加 德罗常数的数值，则45g羧基含有的电子数为23NA
D．已知Fe和水蒸气反应可以生成Fe3O4，增加铁的用量可以加快反应速率
10．钠离子电池有耐低温。价格低廉，对环境友好等特点，因而具有巨大的市场前景。某水系钠离子二次电池反应为：2NaFePO4F+Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F+NaTi2(PO4)3，其装置如图所示。下列说法不正确的是
A．充电时a为阴极
B．放电时b极上的电极反应为NaFePO4F+e-+Na+=Na2FePO4F
C．理论上，该电池在充电或放电过程中溶液中的c(Na+)不变
D．当电路中有0.2mole-通过时，通过交换膜的离子数目为0.1NA
11．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述错误的是
A．a和b不连接时，铁片质量会增加
B．a和b用导线连接时，正极发生的电极反应为：Cu2++2e﹣═Cu
C．无论a和b是否连接，铁片均被腐蚀
D．a和b分别连接电源正、负极时，Fe电极发生的电极反应为：4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑
12．医学专家提出人体中细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体与细胞膜构成了微型的生物原电池，有关该原电池的下列说法中，正确的是
A．正极的电极反应可能是 O2＋4e-=2O2-，且正极附近溶液的 pH 值升高。
B．正极的电极反应可能是 O2＋2H2O＋4e-=4OH-，且正极附近溶液的 pH 值降低。
C．负极反应主要是 C6H12O6-12e-=6CO＋12H＋，且负极附近溶液的 pH 值降低。
D．负极反应主要是 C6H12O6-24e-+24OH-=6CO2↑+18H2O，且负极附近溶液 pH 值降低。
13．利用垃圾假单胞菌株分解有机物的电化学原理如图。下列说法不正确的是
A．电子从A电极流出经用电器流到B电极
B．该电池有菌株参与作用，不能在高温下工作
C．B电极的电极反应式为：
D．若有机物为葡萄糖，每处理0.5 mol葡萄糖有10 mol 透过质子交换膜移动到右室
14．下列生活中的现象，与盐的水解无关的是
A．古代用草木灰的水溶液来洗涤衣物
B．与两种溶液可作泡沫灭火器
C．铁在潮湿环境中生锈
D．氯化铵溶液可做金属焊接中的除锈剂
二、填空题
15．开发利用核能可以减少对化石能源的依赖。UO2是一种常用的核燃料，其铀元素中需达到5%。该核燃料的一种制备流程如下：
(1)天然铀主要含99.3%和0.7%，和互为 。
(2)I中，将含有硫酸的UO2SO4溶液通入电解槽，如下图所示。
①A电极是 (填“阴极”或“阳极”)，其电极反应式是 。
②U4+有较强的还原性。用质子交换膜隔开两极区溶液可以 ，从而提高U4+的产率。
(3)III中使用的F2可通过电解熔融KF、HF混合物制备，不能直接电解液态HF的理由是HF属于 化合物，液态HF几乎不电离。
16．铝及其化合物在生产生活中具有广泛的应用。
(1)金属铝与盐酸反应，在10min内盐酸浓度的变化量为，则 。
(2)在熔融状态下不导电，属于 (填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(3)铝热反应可用于焊接铁轨，反应过程中能量变化如图所示，该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应，反应过程中新化学键形成释放的能量为 。
(4)为两性氢氧化物，可与NaOH溶液发生反应，该反应的离子方程式为 。
(5)我国科学家设计的铝离子电池装置如图所示。已知电池总反应为。
①负极材料为 (填“A1”或“MoSe2”)。
②电池工作时能量形式由 转化为 。
③理论上生成2mol时，外电路转移电子的物质的量为 mol。
17．I.某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)。
(1)图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是 (填化学式)，U形管 (填“左”或“右”)边的溶液变红。
(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分NaClO，则c应为电源的 极；该发生器中反应的总离子方程式为 。
II.混合动力车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低油耗；刹车或下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图：
(3)其总反应式为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2.根据所给信息判断，混合动力车刹车或下坡时，发生了 (填“原电池”或“电解池”)反应，乙电极的电极反应式为 。
18．铁及其化合物在原电池领域应用广泛，试回答下列问题：
（1）下边装置溶液中的Ag+向 (填“铁电极”或“石墨电极”)移动，写出该电极的电极反应式： 。
（2）请依据反应:2Fe3++Fe==3Fe2+设计一个原电池。要求:写出电极反应式，画出实验装置图，注明电解质溶液、正负极及正负极所用的材料 。
正极反应式： 。负极反应式： 。
19．根据所学有关知识，回答下列问题：
(1)下列说法错误的是 。
A．和是同种物质，而和是同分异构体
B．沸点：
C．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
D．糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物
E．煤的气化、液化和干馏都是物理变化
F．用银来作催化剂，乙烯和氧气反应制取环氧乙烷，原子利用率100%，符合绿色化学理念
G．石英玻璃、碳化硅陶瓷、水泥、石墨烯都是新型无机非金属材料
H．乙烯分子的空间填充模型为
(2)、、、中既可以用浓干燥，又可以用固体干燥的是 。
(3)三联苯的结构为它的一氯代物有 种。
(4)等质量的三种有机物甲烷、乙烯和苯完全燃烧生成和，消耗氧气的体积(相同状况下)最多的是 。
(5)某有机物的键线式为，该分子最多有 个碳原子共面，最多 个碳原子共线。
(6)我国科学家以LiI为催化剂，通过改变盐浓度或溶剂调节锂-硫电流的放电性能。模型装置如图所示。放电时，向 极(填“a”或“b”)迁移，b极反应式为 。
20．目前全国大力发展清洁能源产业，以太阳能、氢能等为代表的新能源的产业规模日渐扩大。某科研小组研制出了新型质子（）交换膜燃料电池。如图是某种质子交换膜燃料电池的原理示意图。该电池的正极是 （填“a”或“b”，下同）极，工作过程中，质子透过质子交换膜移动到 极。写出该电池负极的电极反应式： 。
21．回答下列问题
(1)纸电池是未来电池发展的重要研究方向。某学生在课外活动时，根据如图纸电池结构示意图，利用实验室中的稀硫酸、蒸馏水和滤纸制作电解液，用铜片与镁片作为电极材料。
①其中放置镁片的位置是 (填a或b)，电池工作时向 (填a或b)极作定向移动。
②某学生用硫酸铜溶液替代稀硫酸，请写出正极发生的电极反应式
(2)科学家用氮化镓()材料与铜组装如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以和合成。
①该装置工作时，能量转化形式为： 转化为 (填“电能或“太阳能)。当产生时，消耗的物质的量为 。
②此电池产生的和又可以作为燃料电池的原料。有研究表明，在酸性条件下参与的电极反应为：，此电极反应也可视为两步完成，请将其补充完整：第一步 (用离子方程式表示)：第二步
22．氢能的优点是燃烧热值高，无污染。
(1)目前工业制氢气的一个重要反应为CO(g)+H2O=CO2(g)+H2(g)ΔH，反应的能量关系如图所示。
①CO(g)+H2O=CO2(g)+H2(g) ΔH 0(填“>”“<”或“=”)。
②过程II是加入催化剂后的反应过程，则过程I和II的反应热 (填“相等”或“不相等”)。
(2)已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= 484kJ mol 1；
H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ mol 1。
则1molH2(g)完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量为 。
(3)现代利用铁的氧化物循环裂解水制氢气的过程如下图所示。
已知：
Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=+19.3 kJ mol 1
3FeO(s)+H2O(g) Fe3O4(s)+H2(g) ΔH2= 57.2 kJ mol 1
C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH3=+172.4 kJ mol 1
则铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是 。
(4)氢气也是氯碱工业的产物之一，可采用如图甲所示的装置来制取。装置中的离子交换膜只允许 离子通过，氢气的逸出口是 (填“a”或“b”)。
(5)与氢气相比，HCOOH更容易获得，因此HCOOH燃料电池备受青睐。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图乙所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
①电池负极的电极反应式为 ；放电过程中需补充的物质A为 (填化学式)。
②HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为 。
23．我国科学家设计了流式电解槽，直接将送至电极表面，电还原制备有机物甲烷、乙烯、甲酸、乙酸、乙醇等，装置如图所示。
回答下列问题：
(1)X极是 极(填“阳”或“阴”)，发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
(2)电解槽工作时，氢离子由 极区向 极区迁移(填“X”或“Y”)。
(3)若M为，则Y极的电极反应式为 。
(4)若M为，则Y极的电极反应式为 。
(5)若Y极上生成1 mol ，则理论上得到 mol电子。
24．能量转化是化学变化的主要特征之一，按要求回答下列问题。
(1)页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，成分以甲烷为主。下列有关页岩气的叙述不正确的是 (填字母)。
A．页岩气属于新能源
B．沼气、煤矿坑道气的主要成分与页岩气相同
C．甲烷中每个原子的最外层电子排布都达到8电子稳定结构
D．页岩气可以作燃料电池的负极燃料
(2)部分常见的电池装置如下：
编号 a b c d
电池装置
①上述四种电池中，属于二次电池的是 (填字母，下同)，属于干电池的是 。
②a装置中，外电路中电子的流向是 (填“从Zn流向Cu”或“从Cu流向Zn”)。
③c装置中，若将电解质改为碱性介质，则负极的电极反应式为 。
(3)氧化还原反应一般可以设计成原电池。若将反应设计成原电池，则：
①该电池的电解质溶液可以是 。
②当外电路中转移1mol电子时，电解质溶液的质量增加 g。
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参考答案：
1．A
【分析】甲池为碱性燃料电池，通入N2H4的电极为负极，通入O2的电极为正极，负极N2H4发生失电子的氧化反应生成N2，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极O2发生得电子的还原反应，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-；乙池为电解池，石墨与原电池正极相接，为阳极，Ag电极与原电池负极相接，为阴极，电解硫酸铜溶液时，阴极上Cu2+得电子生成Cu，阴极反应为 Cu2++2e-=Cu，阳极石墨上的反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，据此分析解答。
【详解】A．通入肼的电极为负极，负极与阴极相连，即银为阴极，铜离子在阴极得电子生成铜单质，即Cu2++2e-=Cu，无气体生成，故A错误；
B．甲池生成水，导致溶液中KOH浓度降低，则溶液pH减小，乙池中氢氧根离子放电，导致溶液pH减小，故B正确；
C．甲池为碱性燃料电池，通入肼的电极为负极，肼失电子发生氧化反应生成N2，其电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故C正确；
D．甲池中负极肼的电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，消耗0.1mol N2H4时，转移0.4mol电子，乙池Cu2++2e-=Cu，产生0.2mol铜即为12.8g固体，故D正确；
答案为A。
2．C
【分析】
由①②实验左侧烧杯中溶液颜色都变蓝可知，装置①中石墨I为原电池的负极，碘离子在负极失去电子被氧化生成单质碘，氧化铁电极为正极，酸性条件下，氧化铁得到电子发生还原反应生成亚铁离子和水，装置②中石墨II为原电池的正极，碘酸根离子得到电子发生还原反应生成单质碘，石墨III为负极，亚硫酸氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子。
【详解】
A．由分析可知，装置①中氧化铁电极为正极，酸性条件下，氧化铁得到电子发生还原反应生成亚铁离子和水，电极反应式为Fe2O3+2e- + 6H+ =2Fe2++3H2O,A正确；
B．由分析可知。装置①中石墨I为原电池的负极。碘离子在负极失去电子被氧化生成单质碘，装置②中石墨II为原电池的正极，碘酸根离子得到电子发生还原反应生成单质碘，B正确；
C．由分析可知，装置①中石墨I为原电池的负极，氧化铁电极为正极，装置②中石墨II为原电池的正极，石墨III为负极，则装置①中盐桥中阳离子移向氧化铁电极，装置②中盐桥中阳离子移向石墨II．C错误；
D．由得失电子数目守恒可知，装置①、②中生成等量的碘时，导线上通过的电子数之比为1∶5，D正确；
故选C。
3．A
【详解】分析：A项，酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”；B项，氨水为弱碱水溶液，存在电离平衡；C项，Na易失电子形成Na+，Cl易得电子形成Cl-；D项，电解精炼铜时，精铜为阴极，粗铜为阳极。
详解：A项，酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”，硬脂酸与乙醇反应的化学方程式为C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2O，A项错误；B项，常温下0.1mol·L-1氨水的pH=11.1，溶液中c（OH-）=10-2.9mol·L-10.1mol·L-1，氨水为弱碱水溶液，电离方程式为NH3·H2ONH4++OH-，B项正确；C项，Na原子最外层有1个电子，Na易失电子形成Na+，Cl原子最外层有7个电子，Cl易得电子形成Cl-，Na将最外层的1个电子转移给Cl，Na+与Cl-间形成离子键，C项正确；D项，电解精炼铜时，精铜为阴极，粗铜为阳极，阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，D项正确；答案选A。
点睛：本题考查酯化反应的机理、电离方程式的书写、用电子式表示物质的形成过程、电解精炼铜的原理。注意强电解质和弱电解质电离方程式的区别、用电子式表示离子化合物和共价化合物形成过程的区别。
4．C
【详解】A．金属锂作负极，失去电子，发生氧化反应；故A错误；
B．金属锂可以与水反应，不能将有机电解液改为水溶液，故B错误；
C．锂-空气电池中，负极的电极方程式为，正极的电极方程式为，则电池总反应为；故C正确；
D．气体状况不知，无法计算，故D错误；
故答案选C。
5．D
【详解】A．硅胶中无水氯化钴呈蓝色，吸水后变为粉红色的CoC12·6H2O，故呈粉色的变色硅胶干燥剂(含氯化钴)，可通过烘干至蓝色后重新使用，故A正确；
B．苯酚有毒，其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性，使用时要小心，如果不慎沾到皮肤上，应立即用酒精洗涤，再用水冲洗，故B正确；
C．测定镀锌铁皮锌镀层厚度时，若未及时将铁片从稀硫酸中取出，铁也会与硫酸发生反应产生氢气，因此而导致测得的锌镀层厚度偏高，故C正确；
D．移液管和滴定管均标有使用温度，使用时均应进行润洗再装液，移液管不必检漏，故D错误；
故选D。
6．C
【详解】A．电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故A错误；
B．温度偏高，Cl2和NaOH溶液反应可生成NaClO3的离子方程式为3Cl2+6OH-=ClO+5Cl-+3H2O，故B错误；
C．NaClO溶液与空气中CO2反应可生成NaHCO3，离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO，故C正确；
D．向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水，阳离子NH、阴离子HCO都会与Ca(OH)2发生反应，要以不足量的NH4HCO3为标准分析，相应的离子方程式为：NH+Ca2++HCO+2OH-=CaCO3↓+H2O+NH3·H2O，故D错误；
故选C。
7．A
【详解】A．铁制品中含有铁和碳，酸雨使水膜呈酸性，构成了原电池，会发生析氢腐蚀，故A正确；
B．酸性环境中发生析氢腐蚀，正极反应为氢离子得电子生成氢气：2H++2e-=H2，故B错误；
C．原电池反应会加快铁制品的腐蚀，故C错误；
D．发生电化学腐蚀时金属铁被氧化为Fe2+，负极反应式为︰Fe-2e-=Fe2+，故D错误；
故选A。
8．B
【分析】根据原电池装置图可知，原电池中电子由负极流向正极，则钠为负极，负极发生失去电子的氧化反应，电极反应为：Na-e-=Na+，碳纳米管为正极，正极发生得电子的还原反应，电极反应为3CO2+4e-+4Na+=C+2Na2CO3，电池总反应为：4Na+3CO2 =2Na2CO3+C，据此分析解答。
【详解】A．根据原电池装置图可知，原电池中电子由负极流向正极，则钠为负极，钠金属片在负极发生氧化反应，故A正确；
B．电子只能在导体中传导，不能在电解液中传递，故B错误；
C．该原电池中，钠为负极，碳纳米管为正极，碳纳米管能导电并且具有吸附作用，即碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2，电池充电为放电的逆过程，电池充电时，正极变为阳极，应该与直流电源的正极相连，故C正确；
D．充电为电解池，阳极与正极相连，阳极失去电子发生氧化反应，则阳极反应为C+2Na2CO3-4e-=3CO2↑+4Na+，故D正确。
答案选B。
【点睛】把握电极判断、电极反应、工作原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意电化学知识的应用。
9．C
【详解】A.燃料电池放电时，化学能不可能全部转化为电能，会有少量转化为热能，故A错误；
B.对于没有气体参与的化学反应，增大压强不会改变反应速率，故B错误；
C.羧基含有23个电子，45g羧基的物质的量为1mol，含有电子数为23NA，故C正确；
D.固体参与的反应，增大固体的量不改变反应速率，铁为固体，则增加铁的用量，不能改变反应速率，故D错误；
故选C。
10．D
【分析】由2NaFePO4F+Na3Ti2(PO4)32Na2FePO4F+NaTi2(PO4)3可知Ti元素化合价由+3价变为+4价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以放电过程中NaFePO4F得电子发生还原反应，电极反应为：NaFePO4F+e-+Na+=Na2FePO4F，Na3Ti2(PO4)3失电子发生氧化反应，电极反应为：Na3Ti2(PO4)3-2e-= Na3Ti2(PO4)3+2Na+，所以左侧电极a为负极、右侧电极b为正极，充电时原来的负极为阴极、原来的正极作阳极，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，充电时a与电源负极相连为阴极，A正确；
B．由分析可知，放电时b极为正极极，发生还原反应，其电极反应为NaFePO4F+e-+Na+=Na2FePO4F，B正确；
C．由分析可知，正、负极上有Na+的结合和释放，则交换膜为阳离子交换膜，Na+可以自由通过，电路上通过1mol电子，则有1mol的Na+经过交换膜，则理论上，该电池在充电或放电过程中溶液中的c(Na+)不变，C正确；
D．由C项分析可知，交换膜为阳离子交换膜，Na+可以自由通过，则当电路中有0.2mole-通过时，通过交换膜的离子数目为0.2NA，D错误；
故答案为：D。
11．D
【详解】A．a和b不连接，铁和铜离子发生置换反应生成铜单质，导致铁片质量增加，故A正确；
B．a和b用导线连接时，该装置是原电池，铁作负极，铜作正极，正极发生的反应：Cu2++2e﹣=Cu，故B正确；
C．无论a和b是否连接，铁片均被腐蚀，发生反应Cu2++Fe=Cu+Fe2+，所以溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，故C正确；
D．a和b分别连接电源正、负极，则铁电极是阳极，电解硫酸铜溶液时，铁电极上铁失电子而不是溶液中氢氧根离子失电子，电极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2+，故D错误；
故选D。
12．D
【分析】细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体以及细胞膜构成了微型的生物原电池，原电池的组成为：葡萄糖|细胞膜|富氧液体，碳元素失电子，O2得电子，在细胞内，葡萄糖中碳元素失电子，被O2氧化成CO2，CO2与血液中的OH-反应生成、。
【详解】A．正极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故A错误；
B．正极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，则正极附近溶液的 pH 值增大，故B错误；
C．负极反应为：C6H12O6-24e-+24OH-=6CO2↑+18H2O；CO2+2OH-=+H2O、CO2+2OH-═2，则负极附近溶液的 pH 值降低，故C错误；
D．负极反应主要是C6H12O6-24e-+24OH-=6CO2↑+18H2O，且负极附近溶液 pH 值降低，故D正确；
故选D。
13．D
【详解】A．由图可知A电极附近X去H转化为Y，发生氧化反应，A电极为负极，B电极氧气得电子转化为水，B电极为正极。电子从A电极流出经用电器流到B电极，A正确。
B．该电池工作时有菌株参与作用，不能在高温下工作，B正确；
C．酸性条件下，B电极的电极反应式为：，C正确；
D．处理0.5 mol葡萄糖，，12 mol 透过质子交换膜移动到右室，D错误。
故选D。
14．C
【详解】A．草木灰的主要成分是碳酸钾，碳酸钾水解使溶液显碱性，油污在碱性条件下易被除去，与盐类水解有关，A不符合题意；
B．用碳酸氢钠与硫酸铝两种溶液可作泡沫灭火剂，两者发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳气体，与盐类水解有关，B不符合题意；
C．铁在潮湿的环境下生锈是原电池原理，和盐类的水解无关，C符合题意；
D．氯化铵水解使溶液呈酸性，可与金属氧化物反应以除锈，与盐类的水解有关，D不符合题意；
故选C。
15． 同位素 阴极 +4H++2e-=U4++2H2O 防止U4+移动到阳极附近被氧化 共价
【详解】(1)和为同种元素的不同核素，互为同位素；
(2)①电解池中阳离子流向阴极，根据氢离子的流向可知A电极为阴极；得电子被还原为U4+，同时生成水，电极反应式为+4H++2e-=U4++2H2O；
②电解过程B电极即阳极水电离出的氢氧根放电生成氧气，而U4+有较强还原性，质子交换膜可以防止U4+移动到阳极附近被氧气氧化；
(3)HF只含共价键，为共价化合物，液态HF几乎不导电。
16． 0.2 共价化合物 放热 E1+E2 A1 化学能 电能 1.5
【详解】(1)反应速率等于单位时间能浓度的变化量，10min内盐酸浓度的变化量为，则，故答案为：0.2；
(2) 在熔融状态下不导电，说明其熔融状态下不能电离成离子，其中组成中不含离子，应为共价化合物，故答案为：共价化合物；
(3)由能量变化图可知反应物的能量高于生成物的能量，应为放热反应，反应过程中新化学键形成所释放的能量应为，故答案为：放热；E1+E2；
(4) 与NaOH反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为：，故答案为：；
(5)由装置图可知电子由Al电极流出，Al为负极，该装置为原电池装置，可实现化学能转变成电能，由总反应可知每消耗1molAl，生成4mol，反应过程中转移3mol电子，则生成2mol时，转移的电子数应为1.5mol，故答案为：Al；化学能；电能；1.5；
17．(1) H2 右
(2) 负 Cl-＋H2OClO- +H2↑
(3) 电解池 Ni(OH)2＋OH--e-=NiOOH＋H2O
【详解】（1）图1中，根据电子流向知，左边电极是电解池阳极、右边电极是电解池阴极，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气，所以a气球中气体是氯气、b气球中的气体是氢气，同时阴极附近有NaOH生成，溶液呈碱性，无色酚酞遇碱变红色，所以U形管右边溶液变红色；
故答案为：H2；右；
（2）利用图2制作一种环保型消毒液发生器，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气同时阴极有NaOH生成，氯气和氢氧化钠反应生成NaClO，次氯酸钠具有与漂白性，为了使反应更充分，则下边电极生成氯气、上边电极附近有NaOH生成，上边电极生成氢气，为阴极，则c为负极、d为正极；其电池反应式为Cl-＋H2OClO- +H2↑；
故答案为：负；Cl-＋H2OClO- +H2↑；
（3）混合动力车刹车或下坡时，是电解池的工作原理，电解池中的甲电极是阴极，乙为阳极发生氧化反应，电极反应式为Ni(OH)2＋OH--e-=NiOOH＋H2O
故答案为：电解池；Ni(OH)2＋OH--e-=NiOOH＋H2O。
18． 石墨电极 Ag++e-=Ag 2Fe3++ 2e-=2Fe2+ Fe-2e-=Fe2+
【详解】（1）右边装置为原电池装置，铁为负极，碳为正极，溶液中的Ag+向石墨电极移动，在电极上得电子产生银单质，该电极的电极反应式为：Ag++e-=Ag；（2）氧化还原反应2Fe3++Fe=3Fe2+中Fe－2e－=Fe2+为氧化反应，故应选Fe作负极，另选一种活泼性不如Fe的导电物质作正极如Cu、Ag、C(石墨)等，用含有Fe3+的溶液作电解质溶液。实验装置图为：；正极反应式为：2Fe3++ 2e-=2Fe2+；负极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
19．(1)ADEG
(2)
(3)4
(4)甲烷(或)
(5) 7 3
(6) b
【详解】（1）和是同一物质，A错误；单糖、二糖、油脂均不是高分子化合物，D错误；煤的气化、液化和干馏都是化学变化，E错误；水泥不是新型无机非金属材料，G错误，故选ADEG；
（2）是碱性气体，能与浓反应，、能与反应，只有与浓、均不反应，符合题意；
（3）结构较为对称，在水平和竖直方向各有一条对称轴，共有4种等效H原子，故它的一氯代物有4种；
（4）等质量的氢元素比碳元素消耗氧气的质量大，三者中甲烷含氢量最高，消耗氧气的体积(相同状况下)最多；
（5）共含有8个C原子，根据乙烯型平面结构、乙炔型直线结构知分子最多有7个碳原子共面，最多3个碳原子共线；
（6）根据示意图可判断该装置为原电池，Li在a电极失电子化合价升高发生氧化反应，a电极为负极；在b电极得电子化合价降低被还原，结合从负极经阳离子膜迁移来的生成，b电极为正极；原电池放电时阳离子向正极(b极)迁移，电极反应式为。
20． b b
【详解】燃料电池中通入氧气的一极为正极，通燃料的一极为负极，则该电池的正极是b极；质子（H+）透过质子交换膜移动到正极即b极；氢气在负极失电子生成氢离子，则负极的电极反应式为：H2-2e-=2H+；故答案为：b；b；。
21．(1) b a
(2) 太阳能 电能 1
【详解】（1）①由题意可知，电极材料为铜片与镁片，镁比铜活泼，因此镁作负极，铜作正极，根据电子的转移方向可知，b为负极，a为正极，则放置镁片的位置是b；原电池工作时，阳离子向正极移动，因此向a极移动，故答案为：b；a；
②用硫酸铜溶液替代稀硫酸，则正极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为，故答案为：；
（2）①由图可知，该装置工作时，太阳能转化为电能；该装置中，GaN电极上水发生氧化反应生成氧气，电极反应式为，Cu为正极，电极反应式为，当产生时，转移8mol电子，消耗1molCO2，故答案为：太阳能；电能；1；
②将总反应减去第二步反应即可得到第一步反应的离子方程式为，故答案为：。
22．(1) ＞ 相等
(2)286kJ
(3)C(s)＋H2O(g)=H2(g)＋CO(g) ΔH=+134.5 kJ mol 1
(4) Na+ a
(5) H2SO4 或
【详解】（1）①根据图中信息得到CO(g)+H2O=CO2(g)+H2(g)是生成物的总能量大于反应物的总能量，即ΔH＞0；故答案为：＞。
②过程II是加入催化剂后的反应过程，催化剂降低反应所需活化能，但不改变反应热，因此过程I和II的反应热相等；故答案为：相等。
（2）将第一个方程式除以2，在减去第二个方程式得到1molH2(g)完全燃烧生成H2O(l)的热化学方程式为H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) ΔH= 286kJ mol 1，因此1mol H2(g) 完全燃烧生成H2O(l)放出的热量为286kJ；故答案为：286kJ。
（3）根据盖斯定律，第一个方程式加上第二个方程式，再加上第三个方程式，则得到铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是C(s)＋H2O(g)=H2(g)＋CO(g) ΔH=+134.5 kJ mol 1；故答案为：C(s)＋H2O(g)=H2(g)＋CO(g) ΔH=+134.5 kJ mol 1。
（4）装置中的离子交换膜只允许Na+离子通过，右边是生成NaOH，说明剩余氢氧根离子，氢离子消耗，得到电子变为氢气，因此氢气的逸出口是b；故答案为：Na+；b。
（5）①根据图中信息得到甲酸失去电子变为碳酸氢根，作负极，因此电池负极的电极反应式为；放电过程中亚铁离子和氧气和氢离子反应生成铁离子和水，根据产物中有硫酸钾生成，说明需补充的物质A为H2SO4；故答案为：；H2SO4。
②HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，根据正负极的电极反应式得到其反应的离子方程式为或；故答案为：或。
23．(1) 阳 氧化
(2) X Y
(3)
(4)
(5)12
【详解】（1）由图可知，X极水发生氧化反应生成氧气，为阳极；
（2）电解池中阳离子由阳极区向阴极区运动；故电解槽工作时，氢离子由X极区向Y极区迁移；
（3）若M为，则Y极的二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙烯，电极反应式为；
（4）若M为，则Y极的二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙酸，电极反应式为；
（5）若Y极上生成，则Y极的二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙醇，电极反应式为；则生成1 mol ，理论上得到12mol电子。
24． AC d b 从Zn流向Cu 溶液等 28
【详解】(1) A．页岩气属于化石能源，不是新能源，故错误；
B．沼气、煤矿坑道气的主要成分与页岩气相同，都是甲烷，故正确；
C．甲烷中氢原子的最外层电子排布为2电子稳定结构，不是8电子稳定结构，故错误；
D．页岩气的主要成分是甲烷，可以与氧气构成燃料电池，作燃料电池的负极燃料，故正确；
AC错误，故选AC；
(2) ①由图可知，a为锌铜原电池、b为锌锰酸性干电池、c为氢氧燃料电池、d为二次电池铅蓄电池，故答案为：b；d；
②由图可知，a为锌铜原电池，电池工作时，外电路中的电子由负极锌经导线流向正极铜，故答案为：从Zn流向Cu；
③由图可知，c为氢氧燃料电池，若将电解质改为碱性介质，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，电极反应式为，故答案为：；
(3)将反应设计成原电池时，铁做原电池的负极，比铁不活泼的铜或石墨做正极，电解质溶液为可溶性铁盐溶液，铁在负极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子；
①由分析可知，该电池的电解质溶液为可溶性铁盐溶液，可以是氯化铁溶液或硫酸铁溶液等，故答案为：溶液等；
②由方程式可知，当外电路中转移1mol电子时，由0.5mol铁溶解生成亚铁离子，则电解质溶液增加的质量为0.5mol×56g/mol=28g，故答案为：28。
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