第一章：化学反应与能量转化同步习题（含解析）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
1．一种采用电解法(碳基电极材料)将氯化氢转化为氯气的工艺方案如图所示，下列说法正确的是
A．d电极作阴极
B．氢离子的移动方向从左向右
C．c电极区的反应有Fe3++e﹣=Fe2+，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
D．Fe2+在该过程中起催化作用
2．金属钾的冶炼可采用如下方法：2KFCaC2CaF22K2C，下列有关说法合理的是
A．该反应的氧化剂是KF，氧化产物是K
B．该反应能说明C的还原性大于K
C．电解KF水溶液不可能制备金属钾
D．CaC2、CaF2均为离子化合物，且阴、阳离子个数比均为2：1
3．由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是（ ）
A．装置甲中X电极附近有气泡产生
B．装置乙中Y电极上的反应式为Cu2＋+2e－＝Cu
C．装置丙中溶液的pH增大
D．四种金属的活动性强弱顺序为W＞X＞Y＞Z
4．已知某锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2，锂硫电池的总反应为2Li+S Li2S。其装置图如图所示：
有关上述两种电池说法正确的是（ ）
A．锂离子电池放电时，Li+向负极迁移
B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应
C．两种电池的负极材料相同
D．锂离子电池充电时，碳电极做阳极
5．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．电解NaCl饱和溶液，可制得金属钠
B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
C．医用消毒酒精中乙醇的浓度(体积分数)为75%
D．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
6．下列有关能量的判断和表示方法正确的是
A．由C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ/mol，可知：金刚石比石墨更稳定
B．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量更多
C．由H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol，可知：含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出热量等于57.3 kJ
D．2 g H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol
7．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．11.2L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为3NA
B．电解熔融CuCl2，阴极增重6.4g，外电路中通过电子的数目为0.20 NA
C．12gNaHSO4晶体中含有0.2NA个阳离子
D．1L pH=l的稀H2SO4溶液中含有H+的数目为0.2NA
8．下列有关能量变化的叙述正确的是
A．NaHCO3与盐酸反应属于放热反应
B．C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH＞0，说明石墨比金刚石稳定
C．需要加热才能进行的反应一定是吸热反应
D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
9．1 mol浓硫酸溶于水时包含两个过程：一是部分硫酸分子分散在水里吸收热量，热效应为△H1；二是部分硫酸分子与水作用形成硫酸水化物释放热量，热效应为△H2，其中具体包含以下三个变化：下列说法正确的是(　　)
①H2SO4(l)+nH2O(l)═H2SO4 nH2O(l)△H＝H3
②H2SO4 nH2O(l)═H2SO4(aq)+nH2O(l)△H＝H4
③H2SO4(aq)═2H+(aq)+SO42﹣(aq)△H＝H5
A．浓硫酸溶于水只有化学变化 B．△H1﹣△H2＜0
C．△H5＜0 D．△H2＝△H3+△H4+△H5
10．为实现“双碳”目标，我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H2O解离成H+和OH-，在外加电场作用下可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，Zn-CO2电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．闭合K1时，OH-通过b膜向Zn电极方向移动
B．闭合K1时，Zn表面的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)
C．闭合K2时，Zn电极与直流电源正极相连
D．闭合K2时，在Pd电极上有2.24LCO2(标况下)生成，则析出Zn6.5g
11．、下：
①
②
下列说法正确的是
A．各分别同时发生上述反应，转移电子数均为
B．锂、钠、钾都处于同一主族，根据元素周期律可得锂与钾在过量的氧气中点燃产物均为对应的过氧化物
C．与少量点燃产物为
D．、下
12．下列有关热化学方程式的叙述不正确的是
A．在稀溶液中： H=-57.3kJ/mol，若将含的稀硫酸与含1molNaOH的稀溶液混合，放出的热量等于
B．已知正丁烷(g)→异丁烷(g) H<0，则异丁烷比正丁烷稳定
C．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H1；2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2，则 H1> H2
D． H=-571.6kJ mol-1，则的燃烧热为
13．科学家最近研制出以作电极材料的钾离子电池。该电池充电时的反应为，其简易装置如图所示，下列说法正确的是
A．放电时，a电极区发生氧化反应
B．放电时，钾离子由b电极向a电极移动
C．充电时，每转移，两个电极的质量之差增大
D．充电时，b电极应与电源的正极相连
二、填空题
14．电解原理在化学领域应用广泛如图1表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请完成以下问题：
+
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液：
①在X极附近观察到的现象是 ； ．
②电解一段时间后，该反应总离子方程式 ；
(2)若用该装置电解精炼铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：X电极的材料是 ，电解一段时间后，CuSO4溶液浓度 (填“增大”、减小”或“不变”)。
(3)下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是： ；
(4)如图， 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
若试管内液面上升，则正极电极反应式为： 。
15．（1）在原电池中，通常较活泼的金属做 极，发生 反应；
电解池中，与电源正极相连的极是 极，发生 反应。
（2）下图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：
①若试管内液面上升，发生 腐蚀，正极反应式为 。
②若试管内液面下降，发生 腐蚀，正极反应式为 。
16．按要求写出相应的答案(石墨做电极燃料电池)
(1)(电解质溶液为酸)的负极反应
(2)(电解质溶液为酸)的正极反应
(3)(电解质溶液为碱)的负极反应
(4)(电解质溶液为碱)的正极反应
(5)(电解质溶液为熔融碳酸盐)的负极反应
(6)(电解质溶液为熔融碳酸盐)的正极极反应
(7)(电解质溶液为熔融氧化物)的负极反应
(8)(电解质溶液为熔融氧化物)的正极反应
17．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
(1)甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH 电极的电极反应式为 。
(2)乙池 A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，乙池中总反应式为 。
(3)当乙池中 B 极质量增加 5.40 g 时，甲池中理论上消耗 O2 的体积为 mL(标准状况下)，丙池中 极析出 g 铜。
(4)若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，丙中溶液的 pH 将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
18．通过化学反应与能量的学习，我校化学兴趣小组的同学对原电池产生了浓厚的兴趣。
Ⅰ.甲同学是一名环保主义者，他设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(ag)，CuSO4(aq)，铜片，铁片，锌片和导线。
(1)完成原电池的装置示意图，并作相应标注 。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。(图中U形部分为盐桥)
(2)以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极 。
(3)甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ，原因是 。
Ⅱ.乙同学是一位航天爱好者，通过阅读资料他发现美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的电池，其构造如图所示：两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中流出，并从电极表面放出。
(1)a极是 (填“正极”或“负极”)，电极反应式是 。
(2)氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如甲烷(天然气)油等。请写出甲烷燃料电池中a极的电极反应式为 。
Ⅲ.丙同学是一位考古爱好者，我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。经过研究发现青铜器的腐蚀竟然都跟原电池有关。如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的示意图。
(1)腐蚀过程中，负极是 (填图中字母"a"或"b"或"c")；
(2)环境中的Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为 。
(3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为 L(标准状况)。
Ⅳ.丁同学是一位生物爱好者，南美亚马孙河流域生活着一种带状生物—电鳗，根据仿生学原理，我国研究团队制得一种柔性水系锌电池，该电池以锌盐溶液作为电解液，其原理如图所示。
(1)电池放电时，N极发生 反应(填“氧化”或“还原”)，Zn2+向 极移动(填“M”或“N”)；
(2)电池放电时，每生成1 mol PTO-Zn2+，M极溶解Zn的质量为 g。
19．电渗析法在物质制备过程中有广泛应用。以石墨为电极，利用三室式电渗析法制备高氯酸、亚氯酸的装置如图所示。
I.利用三室式电渗析法制备高氯酸(HClO4)。M为高氯酸钠溶液。
(1)出口B处得到的产品是 。
(2)电解过程中，阳极区附近pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若C1极收集到11.2 L(标准状况)气体，则获得高氯酸 mol。
II.利用三室式电渗析法制备亚氯酸(HClO2)。M为NaClO2溶液。
(4)ClO迁移方向是 。
(5)C2极的电极反应式为 。
(6)该过程制备的亚氯酸中含有少量氯酸杂质，其主要原因是 (用离子方程式表示)。(提示：HClO2是弱酸，HClO3是强酸)
20．（1）重铬酸钾（K2Cr2O7）主要用于制革、印染、电镀等．其水溶液中存在平衡：Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+。以铬酸钾（K2CrO4）为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图
①写出阴极区的电极反应式 ，透过离子交换膜的离子是 ，移动方向为 （填“由左向右”或“由右向左）。
②阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因为 。
（2）工业上采用下面的方法处理含有Cr2O72-的酸性工业废水：废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成，关于上述方法，下列说法正确的是 （填字母序号）。
A．阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑
B．阳极反应：Fe－3e－===Fe3＋
C．在电解过程中当电路转移0.6mol电子时，被还原的Cr2O72-为0.05mol
D．可以将铁电极改为石墨电极
21．化学反应过程既是物质的转化过程，也是能量的转化过程。
(1)下列属于吸热过程的是 (填序号)。
a.CO燃烧 b.铝和稀盐酸反应 c.碳酸氢钠溶于水 d.石灰石分解
(2)t℃时，关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示：
化学反应 正反应活化能 逆反应活化能 t℃时平衡常数
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H>0 akJ/mol bkJ/mol K1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H＜0 ckJ/mol dkJ/mol K2
请写出t℃时，NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式 (反应热用a、b、c、d代数式表示)。t℃时，该反应的平衡常数 (用K1和K2表示)。
(3)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出如图所示用电解法制取ClO2的新工艺。用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。精制饱和食盐水入口是 口(填“c”或“d”)产生ClO2的电极反应式为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】由图可知，HCl失去电子生成氯气，则d为阳极，c为阴极，阴极上Fe3+得到电子生成Fe2+，然后Fe2+与氧气反应生成Fe3+，总反应为。
【详解】A．由分析可知，d电极为阳极，故A错误；
B．电解时氢离子向阴极移动，所以氢离子的移动方向从右向左，故B错误；
C．c为阴极，阴极上Fe3+得到电子生成Fe2+，然后Fe2+与氧气反应生成Fe3+，c电极区的反应有Fe3++e﹣═Fe2+，4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，故C正确；
D．电解的总反应为，Fe3+在该过程中起催化作用，故D错误；
答案选C。
2．C
【分析】该反应中钾元素的化合价由+1价降为0价被还原，碳元素的化合价由-1价升高到0价被氧化。
【详解】A．由分析可知钾元素发生还原反应，故该反应的氧化剂是KF，还原产物是K， 氧化产物是C，A错误；
B．氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，该反应的还原剂是CaC2，还原产物是K，不能说明C的还原性大于K，B错误；
C．电解KF水溶液时，阴极为阳离子H+放电，阳极是阴离子为OH-放电，不可能生成金属钾，C正确；
D．CaC2、CaF2均为离子化合物，CaF2中阴、阳离子个数比均为2：1，CaC2中阴、阳离子个数比为1：1，D错误；
答案选C。
3．D
【详解】A．装置甲中金属W不断溶解，则W为负极，X为正极，附近有气泡产生，故A正确；B．Y上铜离子得电子生成Cu，则Y电极上的反应式为Cu2++2e-=Cu，故B正确；C．W上氢离子得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度减小，所以溶液的pH增大，故C正确；D．甲中W为负极，X为正极，则活动性：W＞X；乙中X为负极，Y为正极，则活动性：X＞Y；丙中Z为负极，W为正极，则活动性：Z＞W，所以四种金属的活动性强弱顺序为Z＞W＞X＞Y，故D错误；答案为D。
4．B
【详解】A．锂离子电池放电时，Li+向正极迁移发生还原反应，故A错误；
B．锂硫电池充电时，Li2S在锂电极被还原得到Li，故锂电极此时发生还原反应，故B正确；
C．锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2，则LixC为负极，锂硫电池的总反应为2Li+SLi2S则Li为负极，所以两种电池的负极材料不同，故C错误；
D．锂离子电池放电时，C电解为负极，充电时与负极相连做阴极，故D错误；
故选B。
5．A
【详解】A．钠是活泼金属，所以钠的冶炼应该采用电解熔融氯化钠的方法，电解氯化那饱和溶液不能得到金属钠，故A错误。
B．在轮船外壳上镶入锌块，锌、铁和海水构成原电池，较活泼的金属锌作负极，铁作正极，负极上失电子发生氧化反应被腐蚀，正极铁被保护，所以可减缓船体的腐蚀速率，故B正确。
C．医用消毒酒精中乙醇的浓度(体积分数)为75%，在该浓度下消毒效率最好，故C正确。
D．明矾是强酸弱碱盐能水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性能吸附水中的悬浮物，所以明矾可用于水的净化，故D正确。
故选A。
6．B
【分析】
【详解】A．从C（石墨）＝C（金刚石）ΔH=+1.9kJ·mol-1，可知石墨具有的能量较低，物质具有的能量越低越稳定，所以石墨比金刚石更稳定，A错误；
B．S固体转化为硫蒸气的过程是吸热过程，硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，硫蒸气放出热量更多，B正确；
C．乙酸是弱酸，电离过程是吸热过程，含1mol CH3COOH的稀溶液与含1mol NaOH的稀溶液混合，放出热量小于57.3 kJ，C错误；
D．2g即1molH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，则2mol氢气燃烧放出的热量Q＝+285.8kJ×2＝571.6kJ，D错误；
答案选B。
7．B
【详解】A．未已知标准状况，无法计算11.2L乙烷和丙烯的混合气体的物质的量和含有的碳氢键数目，A错误；
B．电解氯化铜溶液时，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，则阴极增重6.4g时，外电路中通过电子的数目为=0.2NA，B正确；
C．硫酸氢钠是由钠离子和硫酸氢根形成的离子化合物，12g硫酸氢钠晶体中含有的阳离子数目为=0.1NA，C错误；
D．1LpH=1的稀硫酸溶液中含有的氢离子数目为0.1mol/L×1L×NA mol-1=0.1 NA，D错误；
故选B。
8．B
【详解】A．NaHCO3与盐酸反应属于吸热反应，故A错误；
B．根据能量最低原理，能量越低越稳定，反应C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH＞0，说明金刚石能量高于石墨，故石墨比金刚石稳定，故B正确；
C．有些放热反应也需要加热条件，比如蜡烛的燃烧，故C错误；
D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH等于2molHCl(g)的总能量减去1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量，与反应条件无关，故D错误；
故选B。
9．D
【详解】A．依据题目所给信息可知，浓硫酸溶于水存在物理变化和化学变化，故A错误；
B．硫酸分子分散在水里吸收热量△H1＞0，硫酸分子与水作用形成硫酸水化物分子释放热量，△H2＜0，故△H1﹣△H2＞0，故B错误；
C．③为电离过程，吸收热量△H5＞0，故C错误；
D．①H2SO4(l)+nH2O(l)═H2SO4 nH2O(l)△H＝H3
②H2SO4 nH2O(l)═H2SO4(aq)+nH2O(l)△H＝H4
③H2SO4(aq)═2H+(aq)+SO42﹣(aq)△H＝H5，①+②+③为硫酸分子与水作用形成硫酸水化物释放热量，热效应为△H2，故△H2＝△H3+△H4+△H5，故D正确；
故选：D。
10．C
【详解】A．闭合K1时，该装置为原电池，Zn电极为负极，Pd电极为正极，OH-通过b膜移向Zn电极，故A正确；
B．闭合K1时，该装置为原电池，Zn发生失电子的氧化反应生成Zn(OH)，则Zn电极为负极，电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)，故B正确；
C．闭合K1时，Zn-CO2电池中Zn电极为负极，Pd电极为正极，闭合K2时，该装置为电解池，Zn电极为阴极，与直电源负极相连，故C错误；
D.闭合K2时，该装置为电解池，Pd电极为阳极，阳极上HCOOH发生失去电子的氧化反应生成CO2，Zn电极为阴极，阴极上析出锌，利用得失电子守恒可知，，即有2.24L CO2(标况下)生成，则析出Zn 6.5g ，故D正确；
故选C。
11．A
【详解】A．由反应可知，两个反应中Na均由0价变为+1价，故各分别同时发生上述反应，转移电子数均为，A正确；
B．锂、钠、钾都处于同一主族，由于Li的金属性比Na的弱，故锂在过量的氧气中点燃产物为氧化锂，钾在过量的氧气中点燃产物为超氧化钾KO2，B错误；
C．与少量点燃产物为，Na与O2反应的产物只与温度有关，与氧气的量无关，C错误；
D．根据盖斯定律可知，反应由2②-2①，故 =2×(-511kJ/mol)-2×(-414kJ/mol)=-194kJ/mol, 故、下，D错误；
故答案为：A。
12．C
【详解】A．将含的稀硫酸与含1molNaOH的稀溶液混合，稀硫酸中n(H+)=1.2mol，NaOH溶液中n(OH )=1mol，二者混合时硫酸过量，反应生成1molH2O，所以放出的热量等于，故A正确；
B．物质能量越高越不稳定，已知正丁烷(g)→异丁烷(g) ，则正丁烷比异丁烷能量高，异丁烷比正丁烷稳定，故B正确；
C． 碳完全燃烧放热多，不完全燃烧放热少，放热反应焓变为负值，已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H1；2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2，则 ，故C不正确；
D．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，由 H=-571.6kJ mol-1知：的燃烧热为，故D正确；
答案选C。
13．B
【分析】该电化学装置充电时的总反应为，推测放电时：a电极区作正极发生还原反应，电极反应为；b电极区作负极发生氧化反应，电极反应为，则a为正极，b为负极，据此分析解答。
【详解】A．由分析可知，放电时，a电极区作正极发生还原反应，A项错误；
B．放电时，a电极接收钾离子，因此钾离子由b电极向a电极移动，B项正确；
C．充电时，每转移，a电极增加39g，b电极减少39g，两个电极的质量之差增大或减小78g，C项错误；
D．由分析可知，b为负极，充电时，b电极应与电源的负极相连，D项错误；
答案选B。
14．(1) 有气泡生成 溶液变为红色
(2) 精铜 减小
(3)(5)(2)(1)(3)(4)
(4)
【详解】（1）①X为阴极，阴极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是有气泡生成，溶液变为红色；
②Y是阳极，阳极反应为，该反应总离子方程式；
（2）若用该装置电解精炼铜，电解液a选用CuSO4溶液，粗铜作阳极、精铜作阴极， X是阴极，X电极的材料是精铜；阴极反应式为，阳极主要反应式为，另外阳极还有比铜活泼的金属失电子，根据电子守恒，CuSO4溶液浓度减小；
（3）(1)是化学腐蚀；(2)构成原电池，Fe为负极，铁被腐蚀；(3) 构成原电池，Fe为正极，铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法；(4)构成电解池，铁为阴极，属于外加电流阴极保护法；(5) 构成电解池，铁为阳极，铁失电子被腐蚀；Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)；
（4）若试管内液面上升，说明反应消耗氧气，发生吸氧腐蚀，则正极电极反应式为。
15． 负 氧化 阳 氧化 吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- 析氢 2H++2e-=H2↑
【详解】(1)根据原电池原理，在原电池中，通常较活泼的金属做负极，失电子发生氧化反应；电解池中，与电源正极相连的极是阳极，失电子发生氧化反应。
(2)①若试管内液面上升，说明试管内氧气减少，铁发生吸氧腐蚀，铁为负极，氧气在正极发生还原反应，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；
②若试管内液面下降，说明试管内增多，有氢气生成，铁发生析氢腐蚀，正极反应式为2H++2e-=H2↑。
16．(1)C3H8-20e-+10O2=3CO2+4H2O
(2)O2+4e-+4H+=2H2O
(3)C4H10-26e+34OH-=4+22H2O
(4)O2+4e-+2H2O=4OH-
(5)HCHO-4e-+2=3CO2+H2O
(6)O2+4e+2CO2=2
(7)C2H6-14e-+7O2-= 2CO2+3H2O
(8)O2+4e-=2O2-
【分析】石墨作为电极材料，其本身是不参加电极反应的，写电极反应的时候要注意电解质溶液的离子是否参加反应，以此解题。
(1)
负极为丙烷失去电子，电极方程式为：C3H8-20e-+6H2O=3CO2+20H+；
(2)
正极为氧气得到电子，电极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O；
(3)
负极为丁烷失去电子，电极方程式为：C4H10-26e+34OH-=4+22H2O；
(4)
正极为氧气得到电子，电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-；
(5)
负极为甲醛失去电子，电极方程式为：HCHO-4e-+2=3CO2+H2O
(6)
正极为氧气得到电子，电极方程式为：O2+4e+2CO2=2；
(7)
负极为乙烷失去电子，电极方程式为：C2H6-14e-+7O2-= 2CO2+3H2O；
(8)
正极为氧气得到电子，电极方程式为：O2+4e-=2O2-；
17． 原电池 CH3OH－6e－＋8OH－=CO32-＋6H2O 阳极 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 280 D 1.60 增大
【分析】甲池中一极通入甲醇，另一极通入氧气，则甲为甲醇燃料电池，乙池和丙池均与甲池串联，为电解池装置。
【详解】（1）甲池为甲醇燃料电池，燃料电池是基于原电池原理的新型电源，燃料电池中，通入燃料的一极是负极，所以甲醇在负极反应，失电子变成二氧化碳，二氧化碳又和电解质KOH溶液反应生成碳酸钾，结合电荷守恒、原子守恒可得通入的电极反应为：CH3OH－6e－＋8OH－=CO32-＋6H2O；
（2）乙池是电解池，A与原电池正极相连，为阳极，水电离的OH-在A极失电子生成氧气，B为阴极，溶液中的Ag+在B极得电子生成Ag。结合原子守恒、得失电子守恒可得：B池中的总反应为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3；
（3）当乙池中B极质量增加，即生成Ag的质量为5.4g，物质的量，依据电子守恒计算，甲池中理论上消耗的体积。丙为电解池，C为阳极，D为阴极，电解氯化铜溶液铜离子在阴极得到电子析出铜，结合电子守恒计算，析出铜质量，故答案为：280；D；；
（4）丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，则丙中为惰性电极电解NaCl溶液，总反应为：，有NaOH生成，所以溶液的pH增大，故答案为：增大。
【点睛】原电池和电解池串联，每个装置中得失电子均相等。
18． 电极逐渐溶解变细 甲 甲可以保持电流稳定，化学能基本都转化为电能。而乙中的活泼金属还可以与CuSO4溶液发生置换反应，部分能量转化为热能 负极 H2＋2OH－-2e－＝2H2O CH4＋10OH－-8e－＝CO＋7H2O c 2Cu2＋+3OH－+Cl－=Cu2(OH)3Cl↓ 0.448 还原 N 260
【详解】Ⅰ．(1)在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素，如图示设计原电池，锌做负极，铜做正极，原电池的甲装置示意图为：；
(2)以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，依据原电池反应的原理，需要选用比铜活泼的锌做负极形成原电池，负极发生氧化反应，Zn-2e-=Zn2+，锌溶解，所以现象为电极逐渐溶解变细；
(3)甲可以保持电流稳定，化学能基本都转化为电能，而乙中的活泼金属还可以与CuSO4溶液发生置换反应，部分能量转化为热能，所以甲可更有效地将化学能转化为电能；
Ⅱ．(1)氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，由于电解质溶液呈碱性，则负极电极反应式为：H2＋2OH－-2e－＝2H2O；
(2)甲烷燃料电池中a极上甲烷失电子被氧化，由于是碱性电解质所以生成碳酸根，电极反应式为CH4＋10OH－-8e－＝CO＋7H2O；
Ⅲ．(1)根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极，即c是负极；
(2)Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2(OH)3Cl沉淀，离子方程式为2Cu2＋+3OH－+Cl－=Cu2(OH)3Cl↓；
(3)n[Cu2(OH)3Cl]==0.02mol，根据转移电子得n(O2)==0.02mol，V(O2)=0.02mol×22.4L/mol=0.448L；
Ⅳ．(1)放电时，金属Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+，即M电极为负极，则N电极为正极，得电子发生还原反应；原电池中阳离子向正极移动，所以Zn2+向N极移动；
(2)放电时，正极反应式为2PTO+8e-+4Zn2+═PTO-Zn2+，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，电子守恒有4Zn～PTO-Zn2+，所以每生成1molPTO-Zn2+，M极溶解Zn的质量=65g/mol×4mol=260g。
19． NaOH 减小 2 通过膜1向阳极区迁移 2H2O+2e -=2OH- +H2↑ O2 +2HClO2=2+2H+
【分析】I．制备高氯酸时，由于电解池中阴离子向阳极移动，所以高氯酸根移向阳极，在阳极区得到高氯酸，阳极为水电离出的氢氧根放电生成氧气，同时产生大量氢离子，阴极为水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生氢氧根，与迁移到阴极区的钠离子得到NaOH；
II．制备亚氯酸的原理与制备高氯酸相似。
【详解】I.(1)根据分析可知B处得到的产品是NaOH；
(2)阳极区水电离出的氢氧根放电生成氧气，同时产生大量氢离子，所以阳极区附近的pH减小；
(3)根据分析可知C1生成的气体为氧气，标准状况下11.2LO2的物质的量为0.5mol，阳极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，应生成2molH+，即生成的高氯酸为2mol；
II.(4)电解池中阴离子向阳极移动，所以ClO迁移方向是通过膜1向阳极区迁移；
(5)C2极为阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，同时产生氢氧根，电极方程式为2H2O+2e -=2OH- +H2↑；
(6)HClO2在阳极生成，同时阳极产生氧气，氧气可能会将HClO2氧化成HClO3，离子方程式为O2 +2HClO2=2+2H+。
20． 2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑ K+ 由右向左 阳极OH﹣放电，溶液中H+浓度增大，使Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+向生成Cr2O72﹣方向移动，（部分K+通过阳离子交换膜移动到阴极区），使阳极区主要成分是K2Cr2O7 A、C
【详解】（1）①与电源的负极相连作阴极，溶液中氢离子得电子生成氢气，阴极区的电极反应式：2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑；离子交换膜为阳离子交换膜，所以透过离子交换膜的离子是 K+；电解池中，阳离子向阴极移动，即由右向左移动；综上所述，本题答案是：. 2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑ ，K+；由右向左。
②与电源的正极相连作阳极，溶液中的OH﹣放电，溶液中H+浓度增大，使Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+向生成Cr2O72﹣方向移动，（部分K+通过阳离子交换膜移动到阴极区），使阳极区主要成分是K2Cr2O7；综上所述，本题答案是：阳极OH﹣放电，溶液中H+浓度增大，使Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+向生成Cr2O72﹣方向移动，（部分K+通过阳离子交换膜移动到阴极区），使阳极区主要成分是K2Cr2O7 。
（2）A、阴极得到电子，则溶液中的氢离子放电产生氢气，电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑，A正确；
B、有氢氧化铁生成，这说明铁是阳极，电极反应式为Fe－2e－＝Fe2＋，B错误；
C、铁做阳极，失电子，极反应为：Fe－2e－＝Fe2＋,若转移0.6mol电子时，生成n(Fe2＋)=0.3mol；Cr2O72-能够氧化亚铁离子，本身被还原为Cr(OH)3，根据电子得失守恒可知，设被还原的Cr2O72-有xmol，则x×2×（6-3）=0.3，x=0.05mol，C正确；
D、铁作阳极提供还原剂亚铁离子，所以不能将铁电极改为石墨电极，D错误；
综上所述，本题选A、C。
21．(1)cd
(2) 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=(c-d-5a+5b)kJ/mo1
(3) d Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
【详解】（1）a．一氧化碳燃烧放热，a错误；
b．铝与稀盐酸反应放热，b错误；
c．碳酸氢钠溶于水吸热，c正确；
d．石灰石分解吸热，d正确；
答案选cd。
（2）①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=(a-b)kJ/mol，②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=(c-d)kJ/mol，t℃时，NH3被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式为②-①5，即4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=(c-d-5a+5b)kJ/mo1。方程式相减，平衡常数相除，方程式化学计量数变为多少倍，平衡常数变为多少次方，则t℃时该反应的平衡常数为。
（3）依据图示，阳离子向a极移动，则a极为电解池的阴极得电子，b极为电解池的阳极失电子，要想得二氧化氯，得氯离子失电子，因此精制饱和食盐水应从d口进入，由元素守恒可知，氯离子失电子有水参加反应，因此产生ClO2的电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+。
答案第1页，共2页
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