第一章：化学反应与能量转化（含解析）同步习题2023--2024学年上学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

第一章：化学反应与能量转化 同步习题
一、单选题
1．化学与生活、环境密切相关，下列说法错误的是
A．补铁剂与维生素C共同服用可提高补铁效果
B．铁粉和碳粉的混合物可作食品抗氧化剂
C．生活中钢铁制品生锈主要是析氢腐蚀所致
D．新能源汽车的推广使用有助于减少光化学烟雾
2．工业上利用电解NaGaO2溶液制备Ga的装置如图，已知NaGaO2性质与NaAlO2类似，下列说法错误的是
A．阴极的电极反应为GaO+3e-+4H+=Ga+2H2O
B．电解获得1molGa，则阳极产生的气体在标准状况下的体积至少为16.8L
C．中间的离子交换膜为阳离子交换膜
D．电解结束后，两极溶液混合后可以循环使用
3．氢氧燃料电池可作为汽车动力能源。一种制H2的方法如图所示，该过程中
A．太阳能转化为电能 B．不存在键的断裂与生成
C．化学能转化为太阳能 D．太阳能转化为化学能
4．下列关于化学反应与能量的说法不正确的是
A．在化学反应中，断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量
B．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
C．若反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应必为吸热反应
D．铝热反应是放热反应
5．LED产品的使用为城市增添色彩。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是（ ）
A．电池放电后，OH－的物质的量浓度减小
B．通入O2的电极发生反应：O2+4e－＝2O2－
C．a处通入氢气，b处通氧气，该装置将化学能最终转化为电能
D．电路中的电子从负极经外电路到正极，再经过KOH溶液回到负极，形成闭合回路
6．关于如图装置的说法错误的是
A．铜电极是负极 B．铜电极上发生的反应为Cu-2e-=Cu2＋
C．外电路中的电流是从银电极流向铜电极 D．盐桥中的阴离子会进入硝酸银溶液
7．利用二氧化碳催化加氢合成CH3OH是一种实现“双碳”目标的有效方法。
已知：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.0kJ mol-1
则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H为
A．+90.0kJ mol-1 B．+8.0kJ mol-1 C．-8.0kJ mol-1 D．-90.0kJ mol-1
8．有关能量的判断或表示方法正确的是
A．从，可知：金刚石比石墨更稳定
B．已知中和热，则1mol硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放热为114.6kJ
C．的燃烧热是，则反应的
D．一定条件下，将0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中充分反应生成，放热19.3kJ，其热化学方程式为：
9．下列说法正确的是
A．化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化
B．据能量守恒定律，反应物的总能量一定等于生成物的总能量
C．放热的化学反应不需要加热就能发生
D．吸热反应不加热就不会发生
10．用石墨电极电解饱和食盐水，下列分析错误的是
A．得电子能力H+>Na+，故阴极得到H2
B．水电离平衡右移，故阴极区得到OH-
C．失电子能力Cl->OH-，故阳极得到Cl2
D．OH-向阴极移动，故阳极区滴酚酞不变红
11．下列说法正确的是
A．若C(石墨，s)=C(金刚石，s)，则金刚石比石墨稳定
B．若，则置于密闭容器中充分反应吸收热量为
C．已知；则
D．为加快一定量的与足量稀硫酸反应的速率，且不影响生成的总量，可加入少量溶液
12．周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热，是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面能与氢氟酸(HF，弱酸)反应生成(在水中完全电离为和)；1885年德国化学家将硫化锗与共热制得了门捷列夫预言的类硅—锗；下列化学反应表示正确的是
A．与HF溶液反应：
B．高温下还原：
C．铅蓄电池放电时的正极反应：
D．甲烷的燃烧：
13．化学在生产和日常生活中有着重要的应用．下列说法不正确的是
A．硅胶、生石灰是食品包装中常用的干燥剂
B．不溶于水，可用作医疗上检查肠胃的钡餐
C．明矾水解形成的胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
D．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境
14．某种新型热激活电池的结构如图所示，电极a的材料是氧化石墨烯(CP)和铂纳米粒子，电极b的材料是聚苯胺(PANI)，电解质溶液中含有Fe3+和Fe2+，加热使电池工作时电极b发生的反应是：PANI-2e-+H2O=PANIO(氧化态聚苯胺，绝缘体)+2H+，电池冷却时Fe2+在电极b表面与PANIO反应可使电池再生。下列说法不正确的是
A．电池工作时电极a为正极，且发生的反应是：Fe3++e-=Fe2+
B．电池工作时，若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊试液，电极b周围慢慢变红
C．电池冷却时，若该装置正负极间接有电流表或检流计，指针会发生偏转
D．电池冷却过程中发生的反应是：2Fe2++PANIO+2H+=2Fe3++PANI+H2O
二、填空题
15．(1)已知；
①
②
对于反应：③
。
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
则的 。
(3)将氢化为有三种方法，对应的反应依次为
①
②
③
反应③的 (用、表示)。
16．某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图实验。
(1)断开K，观察到的现象为 ，发生反应 。
(2)闭合K，观察到的现象是 。此电池的负极的电极反应式为 。总反应式为 。
(3)闭合K，溶液中阳离子向 (填“Zn”或“C”)极移动，外电路中，电流方向是 。
17．目前，液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，优点是储能容量大、使用寿命长。一种简单钒液流电池的电解液存储在储液罐中，放电时的结构及工作原理如图：
回答下列问题：
(1)放电时，导线中电流方向为 ，质子通过质子交换膜方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
(2)用该电池作为电源电解饱和食盐水，电解反应的化学方程式为 ；若欲利用电解所得产物制取含149kgNaClO的消毒液用于环境消毒，理论上电解过程中至少需通过电路 mol电子。
(3)若将该电池电极连接电源充电，则A极连接电源的 极，发生的电极反应为 。
18．(1)已知2molH2完全燃烧生成液态水时放出572kJ热量，则2molH2完全燃烧生成水蒸气时放出热量 (填大于、等于或小于)572kJ。
(2)现已知N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量变化如图所示(E1=1127kJ，E2=1173kJ)：
化学键 H-H N≡N
键能(kJ/mol) 436 946
根据以上键能数据计算N—H键的键能为 kJ/mol。
(3)N4分子结构为正四面体，与白磷分子相似，如图所示。
已知N-N键、N≡N键的键能分别为193kJ/mol、940kJ/mol，则1mol N4气体转化为N2时需 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
19．I.高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置：
图1
(1)该电池放电时负极的电极反应式为 ；
(2)盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥(并为一池)，则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。
(3)图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。
II.查阅资料知，显紫色，在酸性溶液中氧化性极强而不稳定，易被还原为Fe3+；K2FeO4能将Mn2＋氧化成。实验小组设计如下实验进行验证：
(4)①闭合K，预期观察到实验现象是 ；石墨a的电极反应式为 。
②当有0.3molMn2＋被氧化时，导线中通过电子物质的量为 。
III.制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示：
(5)其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3.阳极的电极反应式为 。电解后， 室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
20．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
（1）图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择 (填字母)。
a．碳棒　　　　　b．锌板　　　　　c．铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因： 。
（2）图2中，钢闸门C作 极。若用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应为 ，检测该电极反应产物的方法是 。
21．甲酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。
(1)已知热化学方程式：
I：HCOOH(g) CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6kJ·mol-1；
II：2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1；
III：2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1
则反应IV：CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(2)查阅资料知在过渡金属催化剂存在下，CO2(g)和H2(g)合成HCOOH(g)的反应分两步进行：第一步：CO2(g)+H2(g)+M(s)=M·HCOOH(s)；则第二步反应的方程式为 。
22．正负极的判断
(1)根据氧化还原反应原理：
负极： 电子(化合价升高，发生氧化反应)
正极： 电子(化合价降低，发生还原反应)
(2)根据电子/电流/离子流向：
电流： 。
电子： 。
离子： 。
(3)根据金属活动性：一定要看电解质溶液！
(4)根据现象：一般来讲， 为正极， 为负极，氧气(空气)为正极，一般与电解质发生反应的为负极。
23．如图所示，烧杯中均为不饱和溶液，通电一段时间后，C池溶液增重6.3g。(C一指石墨电极)
请回答：
(1)X是电源的 极
(2)A池中Fe极 (选填“减重”“增重”) g
(3)E池中放出标况下气体 L(假设气体不溶于水)；F池中析出Ag g
(4)各池溶液pH升高的有 (填字母，下同)；原溶液浓度变大的有 ；原溶液浓度不变的有 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．维生素C可以防止亚铁离子被氧化成铁离子，亚铁离子更易被人体吸收，则补铁剂与维生素C共同服用可提高补铁效果，故A正确；
B．铁粉和碳粉的混合物，铁发生吸氧腐蚀，消耗氧气，因此铁粉和碳粉的混合物可作食品抗氧化剂，故B正确；
C．生活中钢铁制品生锈主要是吸氧腐蚀所致，故C错误；
D．新能源汽车的推广使用能够减少氮氧化物生成，有助于减少光化学烟雾，故D正确；
故答案选C。
2．A
【分析】由图可知，与直流电源正极相连的左侧电极为阳极，碳酸根离子作用下水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和碳酸氢根离子，电极反应式为2H2O—4e—+2CO=O2↑+2HCO，与直流电源负极相连的右侧电极为阴极，水分子作用下偏镓酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成镓和氢氧根离子，电极反应式为GaO+3e—+2H2O=Ga+4OH—。
【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的右侧电极为阴极，水分子作用下偏镓酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成镓和氢氧根离子，电极反应式为GaO+3e—+2H2O=Ga+4OH—，故A错误；
B．由得失电子数目守恒可知，电解获得1mol镓，标准状况下阳极生成氧气的体积为1mol××22.4mol/L=16.8L，故B正确；
C．由分析可知，电解时左侧阳极室中阴离子电荷数减小，右侧阴极室中阴离子电荷数增大，则钠离子从阳极室经阳离子交换膜进入阴极室，故C正确；
D．由分析可知，电解结束后，左侧阳极室得到碳酸氢钠溶液，右侧阴极室得到氢氧化钠溶液，两极溶液混合得到的碳酸钠溶液可以循环使用，故D正确；
故选A。
3．D
【详解】A. 在太阳能的作用下水分解生成氢气和氧气，太阳能转化为化学能，选项A错误；
B. 水分解是化学变化，存在化学键的断裂与生成，选项B错误；
C. 制备氢气的过程中太阳能转化为化学能，选项C错误；
D. 在太阳能的作用下水分解生成氢气和氧气，太阳能转化为化学能，选项D正确；
答案选D。
4．C
【分析】
【详解】A、旧键断裂的过程是需要吸收能量的过程，即断开物质中化学键需要吸收能量，故A正确；
B、化学反应一定伴随物质变化和能量变化，故B正确；
C、反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，则该反应必为吸热反应，故C错误；
D、铝热反应是放热反应，故D正确；
故选C。
【点睛】本题是对化学变化与能量的考查，解决的关键是明确化学变化的实质与化学键的关系，属基础性知识考查题，解题关键：断键吸收能量，成键放出能量，在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量高于生成物的总能量，是放热反应；低于生成物的总能量，则是吸热反应。
5．A
【详解】A．电池放电后，正极产生OH－，负极上的氢气与OH－反应生成水，则溶液的体积增大，KOH的物质的量浓度减小，叙述正确，故A正确；
B．氢氧燃料电池中，通入O2的电极得电子，化合价降低，与水反应生成氢氧离子，电极反应式：O2＋2H2O+4e－=4OH－，叙述错误，故B错误；
C．根据LED二极管中电子的移动方向，a处为负极，通入氢气，则b处通氧气， 该装置将化学能转化为电能，最终主要转化为光能，故C错误；
D．电路中的电子从负极经外电路到正极，溶液中的阴离子经过KOH溶液回到负极，形成闭合回路，叙述错误，故D错误；
故选A。
6．D
【分析】该装置为有盐桥的原电池，在原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应，铜比银活泼，铜是负极，银是正极，据此分析解答。
【详解】A． 铜电极是负极，故A正确；
B． 铜电极是负极，发生的反应为Cu-2e-=Cu2＋，故B正确；
C． 铜是负极，银是正极，外电路中的电流是从银电极流向铜电极，故C正确；
D． 原电池中，阴离子移动向负极，则盐桥中的阴离子会进入硫酸铜溶液，故D错误；
故选D。
7．D
【详解】已知：①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ mol-1，②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2=+41.0kJ mol-1，根据盖斯定律，由①-②得到CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，则该反应的△H=-49.0kJ mol-1-41.0kJ mol-1=-90.0kJ mol-1；
答案选D。
8．C
【详解】A．由可知石墨具有较低能量，物质具有能量越低越稳定，所以石墨比金刚石更稳定，故A错误；
B．中和热是强酸和强碱稀溶液反应生成1mol波态水放出的能量，和消耗的酸、碱的物质的量之间没有关系,，1mol硫酸与足量氢氧化钡溶液反应生成2mo|液态水，放出的热量为114.6kJ ，同时硫酸根离子和钡离子生成沉淀也伴随能量变化，所以1mol硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放热一定不是114.6kJ，故B错误；
C．燃烧热是指1mol燃料完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，所以
反应的，故C正确；
D．因为0.5mol和1.5mol的反应为可逆反应，0.5mol和1.5mol只能部分反应，无法计算焓变，故D错误；
故选C。
9．A
【详解】A.旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量，化学反应有化学键的断裂和形成，都伴有能量变化，故A正确；
B.根据能量守恒定律，反应不是吸热就是放热，反应物的总能量一定不等于生成物的总能量，故B错误；
C.铝热反应为放热反应，但需在高温下进行，故C错误；
D.氯化铵与氢氧化钡晶体为吸热反应，在常温下可反应，故D错误；
故答案选A。
10．D
【详解】A. 得电子能力H+>Na+，电解饱和食盐水阴极：2H++2e-═H2↑，故A正确；
B. 电解饱和食盐水过程中，H+被消耗，促进水的电离，阴极消耗H+同时得到OH-，故B正确；
C. 失电子能力Cl->OH-，电解饱和食盐水阳极：2Cl--2e- = Cl2 ，故阳极得到Cl2，故C正确；
D. D. 电解池中，阴离子会向阳极移动，而阴极氢离子放电，使整个溶液显碱性，因此阳极区滴酚酞也会变红，故D错误；
故选D。
11．C
【详解】A．石墨完全转化为金刚石时，要吸收能量，说明金刚石能量高于石墨，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，A项错误；
B．可逆反应有限度，不可能完全反应，故置于密闭容器中充分反应吸收热量小于，B项错误；
C．碳的燃烧时放热反应，完全燃烧放热多于不完全燃烧放的热，焓变是负值，则，C项正确；
D．向稀硫酸中加入少量的硫酸铜溶液，构成Zn、Cu原电池，加快反应速率，但是消耗了锌，所以氢气的量变少，D项错误；
答案选C。
12．A
【详解】A．由题意可知，二氧化硅与氢氟酸溶液反应生成强酸和水，反应的离子方程式为，故A正确；
B．硫化锗与氢气共热反应时，氢气与硫化锗反应生成锗和硫化氢，硫化氢高温下分解生成硫和氢气，则反应的总方程式为，故B错误；
C．铅蓄电池放电时，二氧化铅为正极，酸性条件下在硫酸根离子作用下二氧化铅得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电极反应式为正极反应，故C错误；
D．由题意可知，1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890.3kJ，反应的热化学方程式为，故D错误；
故选A。
13．B
【详解】A．生石灰是氧化钙，有吸水性，硅胶本身是固体颗粒，吸水后不会变稀，不会污染食品，故A正确；
B．不溶于水，但是可以溶于盐酸，可用作医疗上检查肠胃的钡餐是，故B错误；
C．明矾净水的原理是：Al3+ + 3H2O Al(OH)3 (胶体)+3H+，利用Al(OH)3(胶体)的吸附性进行净水，故C正确；
D．太阳能等清洁能源的利用能大大减少化石燃料的使用，减少有毒气体的排放、二氧化碳的排放，减少环境污染，故D正确；
故选B。
14．C
【分析】根据b上发生氧化反应可知b为负极，再由题中信息及原电池原理解答；
【详解】A．根据b极电极反应，判断电极a是正极，电极b是负极，电池工作时电极a上的反应是Fe3++e-=Fe2+，故A说法正确；
B．电池工作时电极b发生的反应是PANI-2e- =PANIO（氧化态聚苯胺，绝缘体）+2H+，溶液显酸性，若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊试液，电极b周围慢慢变红，故B说法正确；
C．电池冷却时Fe2+是在电极b表面与PANIO反应使电池再生，因此冷却再生过程电极a上无电子得失，导线中没有电子通过，故C说法错误；
D．电池冷却时Fe2+是在电极b表面与PANIO反应使电池再生，反应是2Fe2++PANIO+2H+=2Fe3++PANI，故D说法正确；
答案为C。
15． 89.3 -116
【分析】首先分析每个与所求焓变有关的热化学方程式与已知热化学方程式的关系，然后对已知的热化学方程式进行“加减乘除”运算，最后应用盖斯定律，即可计算出焓变。
【详解】(1)根据盖斯定律，由①+②=③得，故答案为：89.3；
(2)将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由(①+②+③)×2得
，故答案为：-116；
(3)根据盖斯定律，由②－①＝③，则，故答案为：。
16．(1) Zn棒上附着有红色固体 Cu2++Zn=Zn2++Cu
(2) C棒上附着有红色固体 Zn-2e-=Zn2+
Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(3) C 从碳流向锌
【解析】（1）
打开K，锌与硫酸铜接触，置换出铜，所以可以看到Zn棒上附着有红色固体。发生反应的化学方程式为：Cu2++Zn=Zn2++Cu。
（2）
关闭K，形成原电池，锌做负极，碳做正极，溶液中的铜离子在石墨上得到电子生成铜，看到C棒上附着有红色固体；其正极反应为Cu2++2e-=Cu；负极反应为：Zn-2e-=Zn2+；总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu。
（3）
关闭K ，溶液中的阳离子向正极移动，即向C移动，外电路中，电子从锌出来经过导线流向碳，则电流方向是从碳到锌。
17． 从A到B 从B到A 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 4×103 正 VO2+-e－+H2O＝VO+2H+
【分析】该图为钒液流电池放电时工作原理图，由图可知，A电极上转化为，V元素化合价降低，得电子，被还原，则A为正极，电极反应为+2H++e =+H2O，B为负极，失电子，被氧化，电极反应为V2+-e-=V3+。
【详解】(1)根据分析，放电时为原电池，A为正极，B为负极，电流经导线由正极流向负极，即电流方向为从A到B；质子为H+，原电池中阳离子向正极一定，则质子通过质子交换膜方向为从B到A；
(2)用该电池作为电源电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；149kgNaClO的物质的量为=2000mol，根据氯气和氢氧化钠溶液反应制取NaClO，反应方程式为：Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O，有反应可知，消耗氯气的物质的量为2000mol，电解时，阳极电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，则理论上电解过程中至少需通过电路2000mol×2=4×103mol电子；
(3)若将该电池电极连接电源充电，该装置为电解池，则A极由正极变为阳极，连接电源的正极，发生的电极反应为正极时电极反应的逆过程，则电极反应为VO2+-e－+H2O＝VO+2H+。
18． 小于 391 放出 722
【详解】(1)2molH2完全燃烧生成液态水时放出572kJ热量，液态水变为水蒸气是吸热过程，则2molH2完全燃烧生成水蒸气时放出热量小于572kJ；
(2)由图可知，N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)的热化学方程式为，反应物总键能-生成物总键能，设N—H键的键能x kJ/mol，则，解得；
(3)根据原子守恒知，一个N4分子生成2个N2分子，一个N4分子中含有6个N-N键，破坏1mol N4分子中含有6mol N-N键需要吸收能量，生成2mol N≡N键放出能量，所以该反应放出能量。
19．(1)Zn - 2e- + 2OH-=Zn(OH)2↓
(2) 右　 左
(3)工作电压稳定，使用时间长(或放电电压稳定、放电时间长)
(4) 右侧烧杯中溶液变(紫)红色 ＋3e-＋8H＋=Fe3＋＋4H2O 1.5 mol
(5) 2H2O-4e-=4H＋＋O2↑ a
【解析】（1）
放电时Zn做负极失电子生成Zn(OH)2，负极的电极反应式为Zn - 2e- + 2OH-=Zn(OH)2↓；
（2）
盐桥中阴离子移向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性，起到平衡电荷，构成闭合回路，放电时盐桥中氯离子向右移动，用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动，故答案为：右；左；
（3）
由图可知高铁电池的优点有：使用时间长、工作电压稳定，故答案为：工作电压稳定，使用时间长；
（4）
①关闭K，该装置构成原电池，左侧得电子生成铁离子，右侧失电子生成高锰酸根离子，观察到实验现象是右侧烧杯中溶液变(紫)红色；石墨a上得电子生成铁离子，电极反应式为＋3e-＋8H＋=Fe3＋＋4H2O；
②石墨b上发生氧化反应生成高锰酸根离子，电极反应式为Mn2+-5e-+4H2O=+8H+，当有0.3molMn2＋被氧化时，导线中通过电子物质的量为1.5 mol；
（5）
电解池阳极为稀硫酸溶液，电解质溶液显酸性，电解池阳极发生氧化反应，所以应为H2O放电，产生O2和H+，则电极反应为：2H2O-4e-═O2↑+4H+，
溶液中分隔各个室的膜为阳离子交换膜，阳离子向阴极移动，H+向右移动，在b室则发生反应：2H++2e-═H2↑，所以b室较a室H+浓度有所降低，因此电解后，a室的NaHSO3浓度增加，故答案为：2H2O-4e-═O2↑+4H+；a。
20． b 锌等作原电池的负极，(失电子，Zn－2e－===Zn2＋)不断遭受腐蚀，需定期拆换 阴 2Cl－－2e－===Cl2↑ 将湿润的淀粉KI试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成Cl2(或取阳极附近溶液滴加淀粉KI溶液，变蓝)
【详解】（1）图1采用牺牲阳极的阴极保护法，牺牲的金属的活泼性应强于被保护的金属的活泼性，材料B可以为锌板，b正确；材料B需定期拆换的原因：锌作原电池的负极，失电子，发生Zn－2e－===Zn2＋反应，不断遭受腐蚀，需定期拆换；正确答案：b；锌等作原电池的负极，失电子，发生Zn－2e－===Zn2＋，不断遭受腐蚀，需定期拆换。
(2)图2为外加电流的阴极保护法，被保护的金属应与电源负极相连，C作阴极，则D作阳极，Cl-在阳极发生失电子反应生成Cl2，极反应方程式：2Cl－－2e－===Cl2↑ ；可以用湿润的淀粉-KI试纸或淀粉-KI溶液来检验Cl2，如果试纸或溶液变蓝，证明有氯气产生；正确答案：阴；2Cl－－2e－===Cl2↑ ；将湿润的淀粉 KI试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成Cl2(或取阳极附近溶液滴加淀粉 KI溶液，变蓝)。
21． -31.4 M·HCOOH(s)=HCOOH(g)+M(s)
【详解】(1)已知I：HCOOH(g) CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6kJ·mol-1；
II：2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1；
III：2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1；
根据盖斯定律，由Ⅲ×-Ⅰ-Ⅱ×得反应Ⅳ：CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)　ΔH=(-483.6 kJ·mol-1)×-72.6 kJ·mol-1- (-566.0 kJ·mol-1)×=-31.4 kJ·mol-1；
(2)CO2(g)和H2 (g)合成HCOOH(g)的总反应为CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)；第一步：CO2(g)+H2(g)+M(s)=M·HCOOH(s)；总反应减去第一步反应可得第二步反应的方程式为M·HCOOH(s)=HCOOH(g)+M(s)。
22．(1) 失 得
(2) 正极经导线流向负极 负极经导线流向正极，不能经过电解质溶液或熔融的电解质 阳离子流向正极，阴离子流向负极
(3)
(4) 增重/产生气体 减重
【详解】（1）原电池中负极发生氧化反应，失去电子，所含元素化合价升高，正极上发生还原反应，得到电子，所含元素化合价降低，故答案为：失；得；
（2）原电池中电流是由正极经过导线流向负极，电流方向是正电荷定向移动的方向，电子带负电，其移动方向与电流方向相反，即电子由负极经过导线流向负极，电子不能经过电解质溶液或熔融的电解质，而电解质溶液或熔融的电解质属于内电路，内电路与外电路的电流方向相反，即其中离子的移动方向为阳离子流向正极，阴离子流向负极，故答案为：正极经导线流向负极；负极经导线流向正极，不能经过电解质溶液或熔融的电解质；阳离子流向正极，阴离子流向负极；
（3）根据金属活动性判断原电池正负极时一定要看电解质溶液，由于Al能与NaOH溶液反应，其他很多金属与NaOH溶液不反应，故若电解质溶液为NaOH溶液时，若有Al电极则为负极，其他电极为正极；由于Al、Fe在常温下遇到浓硝酸发生钝化阻止反应继续进行，故若电解质溶液为浓硝酸时，则Al或者Fe电极为正极，其他比Al、Fe更不活泼的电极作负极；若电解质溶液为稀盐酸、稀硫酸或盐溶液时，则一般是按照金属活动顺序为依据，更活泼的金属为负极，更不活泼的金属为正极，故可总结如下：，故答案为：；
（4）原电池负极上通常是金属电极本身失去电子，发生M-ne-=Mn+，正极一般为电解质中的阳离子得到电子生成金属单质或者H2，故一般来讲，电极上增重或者放出气体的一极为正极，电极质量减轻的一极为负极，氧气(空气)为正极，一般与电解质发生反应的为负极，故答案为：增重/产生气体；减重。
23．(1)正极
(2) 增重 6.4
(3) 3.36 5.4
(4) BCD DE A
【分析】C池溶液增重6.3g，可知锌极为阳极，故电源X为正极，Y为负极，整个装置为电解池，C装置总反应为，溶液质量改变与电子转移的关系为，C池溶液增重6.3g，故电子转移0.2mol。
【详解】（1）由分析可知X是电源的正极。
（2）A池中Fe作为阴极，电解质中的铜离子放电，电极反应式为，由分析可知转移0.2mol电子，故生成铜单质的质量为6.4g。
（3）E池中为电解水，方程式为2H2O===2H2↑+O2↑（条件为电解），可知每转移4mol电子就会生成3mol气体，由分析转移电子为0.2mol，故E池放出标况下气体为3.36L；F池中银离子放电，电极反应式为，故转移0.2mol电子时，能使银离子全部还原为银，质量为5.4g。
（4）pH升高即为电解氢离子型电解池，对应的有BCD；原溶液浓度变大即为电解水型电解池，对应的有DE；原溶液浓度不变的即为电镀型，对应的有A。
答案第1页，共2页
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