2020-2021学年下学期高一化学鲁科版（2019）必修第二册第2章化学键 化学反应规律第2节化学反应与能量转化课后练习题

2020-2021学年度第二学期高一化学鲁科版（2019）必修第二册第2章化学键化学反应规律第2节化学反应与能量转化课后练习题
一、单选题(共64分)
1．(本题4分)由锌、铜和稀硫酸组成的原电池装置如图所示，下列说法正确的是
A．锌是负极
B．锌得电子
C．铜是负极
D．铜失电子
2．(本题4分)氢气在氯气中燃烧为放热反应，下列说法正确的是
A．断开Cl—Cl键放出能量
B．形成H—Cl键吸收能量
C．燃烧都是放热反应
D．反应物的总能量小于生成物的总能量
3．(本题4分)下列属于吸热反应的是
A．
B．
C．
D．
4．(本题4分)下列说法正确的是
A．石墨完全转化为金刚石时，要吸收热量，说明石墨比金刚石更稳定
B．能量守恒定律说明，必须从外界吸收能量后才表现出放热反应。
C．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化，且均表现为吸热或放热
D．化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有的总能量
5．(本题4分)意大利罗马大学的Fulvio
Cacace等人获得了极具理论研究意义的气态分子，其分子结构如图所示。已知断裂1molN-N吸收167kJ热量，生成1mol放出942kJ热量，根据以上信息和数据，判断下列说法正确的是
A．属于一种新型的化合物
B．分子中存在极性键
C．1mol分子中含有4molN-N键
D．1mol转变成将放出882kJ热量
6．(本题4分)下列关于原电池的叙述，正确的是
A．构成原电池的正极和负极材料必须是两种活泼性不同的金属
B．原电池是将化学能转变为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
7．(本题4分)下列变化中，属于吸热反应的是
①Al与HCl反应②Ba(OH)2?8H2O与固体NH4Cl混合③浓H2SO4稀释④KClO3分解制O2⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥CaCO3高温分解⑦CO2+C2CO⑧C+H2O(g)CO+H2
A．②④⑤⑧
B．②④⑥⑦⑧
C．①④⑥⑦
D．①②④⑧
8．(本题4分)下列属于吸热反应的是
A．铝片与盐酸的反应
B．乙醇在氧气中的燃烧
C．碳与二氧化碳的反应
D．氢气与氯气的化合
9．(本题4分)某学生用如图所示装置研究原电池原理，下列说法错误的是
A．图6-3装置(3)中棒增加质量与棒减轻质量之比为
B．图6-3装置(2)中如果两极上都有气体产生，则说明棒不纯
C．图6-3装置(1)中铜棒上没有气体产生
D．图6-3装置(2)与(3)中正极生成物质的质量之比为时，棒减轻的质量相等
10．(本题4分)科学家已获得了气态分子，其结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1mol键吸收193kJ能量，断裂1mol键吸收946kJ能量，下列说法正确的是
A．属于一种新型的化合物
B．的过程中释放1002kJ能量
C．1mol转化为时要吸收734kJ能量
D．和互为同素异形体，转化为属于化学变化
11．(本题4分)如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是
A．该反应为吸热反应
B．该图中化学能转化为热能
C．因为生成物的总能量低于反应物的总能量，
所以该反应不需要加热就能进行
D．断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量
12．(本题4分)氮的化合物可以通过电化学转化，右图为NO转化为NO2的工作原理示意图，下列说法正确的是
A．Pt电极上发生的是氧化反应
B．Pt电极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．每转化1molNO，消耗O2的体积为11.2L
D．外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动
13．(本题4分)已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为（）
A．920kJ
B．557kJ
C．436kJ
D．188kJ
14．(本题4分)Garnet型固态电解质被认为是锂离子电池最佳性能固态电解质。LiLaZrTaO材料是目前能达到最高电导率的Garmet型电解质。某Garnet型可充电锂离子电池放电时工作原理如图所示，反应方程式为：LixC6+Li1-xLaZrTaOLiLaZrTaO+6C
下列说法不正确的是（）
A．放电时a极为负极
B．充电时，每转移xmol电子，a极增重7g
C．LiLaZrTaO固体电解质起到传导Li+的作用
D．充电时，b极反应为：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO
15．(本题4分)我国某科研机构研究表明，利用K2Cr2O7可实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．该电池不可以在高温下使用
B．Na+通过阳离子交换膜移向M电极，Cl-通过阴离子交换膜移向N电极
C．一段时间后，中间室中NaCl溶液的浓度减小
D．M的电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+
16．(本题4分)某同学研究FeSO4溶液和AgNO3溶液的反应，设计如下对比实验。
实验
Ⅰ
Ⅱ
现象
连通电路后，电流表指针向右偏转，分别取反应前和反应一段时间后甲烧杯中的溶液，滴加KSCN溶液，前者几乎无色,后者显红色
连通电路后，电流表指针向左发生微小的偏转，丙、丁烧杯中均无明显现象
下列说法正确的是
A．仅由Ⅰ中的现象可推知Ag+的氧化性强于Fe3+
B．Ⅱ中电流表指针向左偏转的原因是Fe2+氧化了银电极
C．Ⅱ中若将银电极换成石墨电极，电流表指针可能不再向左偏转
D．对比Ⅰ、Ⅱ可知，Ⅰ中NO3－氧化了Fe2+
二、填空题(共30分)
17．(本题10分)Ⅰ．(1)下列变化中，属于吸热反应的是_______。
①液态水汽化②Ba(OH)2?8H2O与固体NH4Cl混合③浓H2SO4稀释④高锰酸钾分解制O2⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥将胆矾加热变为白色粉末⑦CO2+C2CO⑧CaCO3高温分解⑨N2+3H22NH3⑩C+H2O(g)CO+H2
(2)如图所示，N4分子结构与白磷分子相似，呈正四面体结构。已知断裂1
mol
N—N键吸收193
kJ热量，断裂1
mol
N≡N键吸收941
kJ热量，则1
mol
N4气体转化为N2时要_______填“吸收”或“放出”)热量_______kJ。
Ⅱ．原电池是化学对人类的一项重大贡献。
(3)通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应：H2S+H2SO4=SO2↑+S↓+2H2O、S+O2=SO2。
电极a上发生反应的电极反应式为_______。
(4)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，负极电极反应式为_______。
(5)一次电池碱性锌锰电池在生活中用途广泛，已知该电池的总反应为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，写出该电池正极电极反应式_______。
(6)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料和新型燃料。写出用氢氧化钾溶液作电解质时该甲醇燃料电池的负极电极反应式：_______。
18．(本题10分)I．用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3－）已成为环境修复研究的热点之一。
（1）Fe还原水体中NO3－的反应原理如图所示。
正极的电极反应式是。
（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3－的去除率和pH，结果如下：
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3－的去除率
接近100%
＜50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时，NO3－的去除率低。其原因是。
（3）实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3－的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设：
Ⅰ．Fe2+直接还原NO3－；Ⅱ．Fe2+破坏FeO（OH）氧化层。
①对比实验，结果如图所示，可得到的结论是。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO（OH）反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式，解释加入Fe2+提高NO3－去除率的原因：。
II.高铁酸钠Na2FeO4是一种新型净水剂。
（4）高铁酸钠主要通过如下反应制取:2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3X+5H2O,则X的化学式为__________。
（5）高铁酸钠具有强氧化性，与水反应生成Fe（OH）3胶体能够吸附水中悬浮杂质，请写出高铁酸钠与水反应的离子方程式。
19．(本题10分)A～F六种元素中，除C外其他均为短周期元素，它们的原子结构或性质如下表所示。
元素
原子结构或性质
A
原子最外层电子数是内层电子总数的1/5
B
形成化合物种类最多的元素，其单质为固体
C
生活中常见的金属，它有两种常见的氯化物，且相对分子质量相差35.5
D
地壳中含量最多的元素
E
与D同主族
F
与E同周期，且最外层电子数等于电子层数
请回答下列问题：（用对应的化学用语回答）
（1）B在元素周期表中的位置是__________；用电子式表示A和E形成的化合物的形成过程________。
（2）A、D、E、F离子半径由大到小的顺序为________________________________。
（3）C的某种氯化物的浓溶液可以腐蚀印刷电路板上的金属铜，此反应的离子方程式是__________________；
（4）B的单质与D的氢化物在一定条件下反应生成BD和另一产物的化学方程式是____________________。该反应为________反应。（填“吸热”或“放热”）
（5）F的最高价氧化物与E的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为______________。
（6）如图：将A和F的单质与烧碱液构成原电池，负极的电极反应式为________________；外电路中电子从_____电极流向_____电极。
三、计算题(共6分)
20．(本题6分)已知断裂、分子中的化学键需要吸收的能量分别为、，与反应生成的能量变化如图所示：
(1)与反应生成______(填“吸收”或“放出”)的能量为_______kJ。
(2)断裂键需要吸收的能量为______kJ。
参考答案
1．A
【详解】
由装置图可知，该装置为原电池，金属性强的锌做原电池的负极，锌失去电子发生氧化反应被还原，铜为正极，溶液中氢离子在正极得到电子被还原，故选A。
2．C
【详解】
A.断开Cl—Cl键吸收能量，A错误；
B.形成H—Cl键放出能量，B错误；
C.燃烧、大多数的化合反应、中和反应都是放热反应，C正确；
D.放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，D错误；
答案选C。
3．B
【详解】
A．盐酸和氢氧化钠溶液发生酸碱中和反应，属于放热反应，A项错误；
B．Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl反应，属于吸热反应，B项正确；
C．盐酸和铝条发生置换反应，放出热量，属于放热反应，C项错误；
D．蜡烛燃烧放出热量，属于放热反应，D项错误；
答案选B。
【点睛】
常见的放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等；
常见的吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
4．A
【详解】
A．石墨完全转化为金刚石时，要吸收热量，说明石墨所具有的能量比金刚石更低，故石墨比金刚石更稳定，A正确；
B．放热反应是将化学能转化为热能，故能量守恒定律说明，放热反应不一定需从外界吸收能量后才表现出来，B错误；
C．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化，但不一定表现为吸热或放热，还可能是电能或光能等其他形式的能量，C错误；
D．化学反应是吸热还是放热取决于生成物具有的总能量与反应物具有的总能量的相对大小，D错误；
故答案为：A。
5．D
【详解】
A．为N元素形成的一种单质，不是化合物，A错误；
B．分子中只含有非极性键，B错误；
C．1分子中含有6键，C错误；
D．1气体中含有6键，可生成2，形成2键，则1气体转变为时断裂化学键吸收的热量为，形成化学键放出的热量为，所以反应放热，放出的热量为，D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．构成原电池的正极和负极可以是两种活泼性不同的金属，也可以是导电的非金属(如石墨)和金属，A错误；
B．原电池是将化学能转变为电能的装置，B正确；
C．在原电池中，负极上发生失去电子的氧化反应，正极上发生得到电子的还原反应，所以电子从负极沿导线流向正极，C错误；
D．原电池放电时，电子从负极沿导线流向正极，则电流的方向是从正极到负极，D错误；
故B错误；
7．B
【分析】
根据常见的放热反应有：所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应，所有中和反应、绝大多数化合反应和铝热反应；常见的吸热反应有：绝大数分解反应，个别的化合反应(如C和CO2)，少数分解置换以及某些复分解(如铵盐和强碱)。
【详解】
①Al与HCl反应是放热反应，故①错误；②Ba(OH)2?8H2O与固体NH4Cl混合是吸热反应，故②正确；③浓硫酸稀释放出大量的热，但是物理变化过程，不属于化学反应，故③错误；④氯酸钾分解需要吸热，故④正确；⑤生石灰跟水反应生成熟石灰会放出大量的热，故⑤错误；⑥CaCO3高温分解是吸热反应，故⑥正确；⑦二氧化碳和碳反应是吸热反应，故⑦正确；⑧碳与水反应是吸热反应，故⑧正确，由上分析可知②④⑥⑦⑧说法正确，B正确；
故选B。
8．C
【详解】
A．铝片与盐酸反应生成氢气和氯化铝，属于放热反应，A不符合；
B．乙醇在氧气中的燃烧生成二氧化碳和水，属于放热反应，B不符合；
C．碳与二氧化碳的反应中生成一氧化碳，属于吸热反应，C符合；
D．氢气与氯气的化合生成氯化氢，属于放热反应，D不符合；
答案选C。
9．A
【详解】
A.锌的活泼性大于铜，装置(3)中棒为原电池负极，其质量减轻，棒为原电池正极，铜离子在此极得电子生成铜，铜电极质量增加，选项A错误；
B.装置(2)中不纯的电极也能形成原电池而产生，选项B正确；
C.装置(1)中不能构成原电池，不与稀硫酸反应，所以棒上不产生，选项C正确；
D.假设装置(2)中正极产生2g，则转移2mol电子，消耗负极65g，若装置(3)中正极析出64g，则也转移2mol电子，消耗负极65g，所以棒减轻的质量相等，选项D正确；
故选A。
10．D
【详解】
A．属于一种新型的单质，A项错误；
B．的过程中吸收的能量为，B项错误；
C．1mol转化为时的能量变化为，即放出734kJ能量，C项错误；
D．和均为氮元素形成的单质，互为同素异形体，转化为属于化学变化，D项正确；
故选D。
11．B
【详解】
A．因为生成物的总能量低于反应物的总能量，该反应为放热反应，故A错误；
B．反应为放热反应，该图中化学能转化为热能，故B正确；
C．加热是反应条件，与反应吸放热没有必然联系，故C错误；
D．断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量，反应放热，故D错误；
故选B。
12．D
【详解】
A．根据装置图可知，Pt电极是氧气得到电子转化为O2－，所以Pt电极作正极，发生还原反应，NiO电极作负极，A错误；
B．Pt电极是氧气得到电子转化为O2－，B错误；
C．不能确定氧气的状况，则不能计算氧气的体积，C错误；
D．NiO是负极，NO失去电子，外电路中电子由NiO电极向Pt电极移动，D正确；
答案选D。
【点晴】
电化学是历年高考的重要考点之一，考查的内容为：提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写，提供反应方程式设计原电池、电解池（包括电镀池、精炼池），根据电解时电极质量或溶液pH的变化判断电极材料或电解质种类，电解产物的判断和计算，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。解答电化学相关题目时，应从几步入手：①看电极（材料），判断电极本身是否参与反应。②看溶液，判断电解液中的阳离子、阴离子种类，从而判断在阴极、阳极发生反应的微粒。③看隔膜，判断两极反应发生后阴离子、阳离子的浓度变化，从而判断溶液中微粒穿过阴（阳）离子隔膜的方向和产物。另外还需要注意电解质是熔融体，例如该题中电解质不是在水溶液中进行的，答题时注意灵活应用。
13．C
【详解】
根据题意2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-484
kJ/mol，设1mol
H-H键断裂时吸收热量为x，则ΔH=-484=2x+496-463×4，解得x=436，故C正确；
故答案为C。
【点睛】
反应热ΔH=反应物断键吸收的总能量减去生成物成键放出的总能量，若差值小于0，为放热反应，反之，为吸热反应。
14．B
【分析】
根据放电时固体电解质中Li+的迁移方向知，放电时b极为正极，a极为负极，充电时，b极为阳极，发生氧化反应，a极为阴极，得电子发生还原反应。
【详解】
A.根据放电时固体电解质中Li+的迁移方向知，放电时b极为正极，a极为负极，故A正确；
B.充电时，a极为阴极，得电子发生还原反应，电极反应式为：，每转移xmol电子，a极质量增加为7xg，故B错误；
C.据题目提供的信息：LiLaZrTaO材料是目前能达到最高电导率的Garmet型电解质，则LiLaZrTaO固体电解质起到传导Li+的作用，故C正确；
D.放电时b极为正极，充电时，b极为阳极，发生氧化反应，故电极反应为：LiLaZrTaO-xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO，故D正确；
故选B。
15．B
【分析】
M极苯酚发生氧化反应转化为CO2，电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+，M极为负极，负极附近阳离子增多；N极Cr2O转化为Cr(OH)3，发生还原反应，电极反应式为Cr2O+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，N极为正极，正极附近阴离子增多。
【详解】
A．该电池用微生物进行发酵反应，微生物的主要成分是蛋白质，高温会失去活性，因此该电池不可以在高温下使用，故A正确；
B．根据图示可知M电极的苯酚转化为CO2为氧化反应，M极为负极，附近溶液中阳离子浓度增大，N极为正极，附近溶液中阴离子浓度增大，由于NaCl溶液被阳离子交换膜和阴离子交换膜隔离，Na+不能移向N极，Cl-不能移向M极，电池工作时，负极生成的H+透过阳离子交换膜进入NaCl溶液，正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCl溶液，故B错误；
C．负极生成的H+透过阳离子交换膜进入NaCl溶液，正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCl溶液，与H+反应生产水，使NaCl溶液浓度减小，故C正确；
D．在M极上苯酚发生氧化反应，做原电池的负极，电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+，故D正确。
故答案为B。
16．C
【分析】
由实验Ⅰ可知甲烧杯溶液在反应后生成Fe3+，电子有石墨电极流向银电极，则石墨电极为负极，银电极为正极，负极发生反应为：Fe2+-e-=Fe3+；由实验Ⅱ可知：银电极为负极，石墨电极为正极，负极发反应：Ag-e-=Ag+，而Fe的氧化性强于Ag，故正极溶液中的Fe2+不参与反应，所以正极发生吸氧腐蚀。
【详解】
A.若Ag+的氧化性强于Fe3+，那么Ⅰ中原电池的总反应为Ag++Fe2+=Fe3++Ag，而实验Ⅱ随着反应进行丁烧杯中也能生成Ag+，也可以构成原电池，生成Fe3+，溶液颜色会改变，但是实验Ⅱ中无明显现象，故Ⅰ中的现象是空气中的氧气氧化Fe2+导致，A错误；
B.由分析可知，是空气中的氧气氧化银电极，故B错误；
C.Ⅱ中若将银电极换成石墨电极，石墨为惰性电极，不能失去电子，不能形成原电池，电流表指针可能不再向左偏转，C正确；
D.若是NO3－氧化了Fe2+，那么Ⅱ中的Fe2+也会被NO3－氧化，故D错误；
故选C。
17．②④⑥⑦⑧⑩放出724
kJ
SO2-2e-+2H2O=4H++Pb-2e-+=PbSO4
MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O
【详解】
Ⅰ．(1)①液态水汽化吸收热量，但是是物质状态的变化，没有新物质生成，不是化学反应，①不符合题意；
②Ba(OH)2?8H2O与固体NH4Cl混合，发生反应，吸收热量，属于吸热反应，②符合题意；
③浓H2SO4稀释是物质溶解，变化过程中会放出大量热，属于物理变化，③不符合题意；
④高锰酸钾分解制O2，在物质分解过程中吸收大量热，属于吸热反应，④符合题意；
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰，反应发生，放出大量热，为放热反应，⑤不符合题意；
⑥将胆矾加热变为白色粉末，物质分解吸收大量热，属于吸热反应，⑥符合题意；
⑦反应CO2+C2CO发生，吸收大量的热，属于吸热反应，⑦符合题意；
⑧CaCO3高温分解产生CaO、CO2，反应发生吸收热量，为吸热反应，⑧符合题意；
⑨N2+3H22NH3的正反应发生时放出热量，属于放热反应，⑨不符合题意；
⑩反应C+H2O(g)CO+H2发生，吸收大量热量，为吸热反应，⑩符合题意；
综上所述可知：属于吸热反应的序号是②④⑥⑦⑧⑩；
(2)1个N4中含6个N-N键，1个N2中含有1个N≡N，则由1
mol
N4反应转化为2
mol
N2时的能量变化为Q=6×193
kJ-2×941
kJ=-724
kJ，说明该反应发生会放出热量724
kJ；
Ⅱ．(3)根据装置图可知：在电极a上通入SO2，SO2失去电子被氧化变为H2SO4，所以a电极为负极，负极的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=4H++；
(4)根据铅蓄电池在放电时发生的电池反应式可知：Pb为负极，失去电子被氧化变为Pb2+，Pb2+与溶液中的结合形成PbSO4，则负极的电极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4；
(5)一次电池碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2，根据反应方程式中元素化合价的变化可知：Zn为负极，失去电子变为Zn(OH)2，负极的电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；MnO2为正极，MnO2得到电子，被还原产生MnO(OH)，则该电池正极的电极反应式为：MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-；
(6)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料和新型燃料。用氢氧化钾溶液作电解质时，通入燃料甲醇的电极为负极，在负极上CH3OH失去电子被氧化产生CO2，CO2再与溶液中的OH-结合形成和水，则负极的电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O。
18．（1）NO3?+8e－+10H+=NH4++3H2O；
（2）FeO（OH）不导电，阻碍电子转移
（3）①本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3－；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3－的去除率
②Fe2++2FeO（OH）=Fe3O4+2H+，Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移
（4）①NaCl；
（5）4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2。
【解析】
试题分析：（1）Fe还原水体中NO3-，则Fe作还原剂，失去电子，作负极，NO3-在正极得电子发生还原反应产生NH4+，根据图2信息可知为酸性环境，则正极的电极反应式为：NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O，故答案为NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O；
（2）pH越高，Fe3+越易水解生成FeO（OH），而FeO（OH）不导电，阻碍电子转移，所以NO3-的去除率低．故答案为FeO（OH）不导电，阻碍电子转移；
（3）①从图2的实验结果可以看出，单独加入Fe2+时，NO3-的去除率为0，因此得出Fe2+不能直接还原NO3-；而Fe和Fe2+共同加入时NO3-的去除率比单独Fe高，因此可以得出结论：本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率，故答案为本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率；
②同位素示踪法证实了Fe2+能与FeO（OH）反应生成Fe3O4，离子方程式为：Fe2++2FeO（OH）=Fe3O4+2H+，Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移，故答案为Fe2++2FeO（OH）=Fe3O4+2H+，Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移；
（4）因为反应前后各元素原子个数相等，X的化学式为NaCl，故答案为NaCl；
（5）高铁酸钠具有强氧化性，与水反应生成Fe（OH）3胶体，反应的离子方程式为，4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2。
考点：考查了铁及其化合物的性质实验；原电池和电解池的工作原理的相关知识。
19．二周期、ⅣA族S2-＞O2-＞Mg2+＞Al3+2Fe3+＋Cu＝2Fe2＋+Cu2+C＋H2O(g)CO＋H2吸热Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
Al－3e-+4OH-＝AlO2-+2H2O
Al
Mg
【分析】
A原子最外层电子数是内层电子总数的1/5，则A是Mg；B形成化合物种类最多的元素，其单质为固体，则B是C元素；C元素生活中常见的金属，它有两种常见的氯化物，且相对分子质量相差35.5，则C是Fe元素；D元素是地壳中含量最多的元素，则D是O元素；E元素与D同主族的短周期元素，则E是S元素；F与E同周期，且最外层电子数等于电子层数，则F是Al元素。
【详解】
（1）B在元素周期表中的位置是第二周期、ⅣA族；用电子式表示A和E形成的化合物的形成过程为：；
（2）对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小；对于电子层结构不同的离子，电子层数越多，离子半径越大。则A、D、E、F离子半径由大到小的顺序为S2-＞O2-＞Mg2+＞Al3+。
（3）C的某种氯化物的浓溶液FeCl3有强的氧化性，可以与Cu发生反应，因此可以腐蚀印刷电路板上的金属铜，此反应的离子方程式是2Fe3+＋Cu＝2Fe2＋+Cu2+；
（4）B的单质C与D的氢化物H2O在一定条件下反应生成CO和另一产物H2，反应的化学方程式是C＋H2O(g)CO＋H2，该反应为吸热反应；
（5）F的最高价氧化物Al2O3是两性氧化物，可以与E的最高价氧化物的水化物H2SO4发生反应。反应的离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O。
（6）将Mg和Al的单质与烧碱液构成原电池，由于Al可以与强碱溶液发生反应，而Mg不能反应，所以Mg为正极，Al为负极。负极的电极反应式为Al－3e-+4OH-＝AlO2-+2H2O；外电路中电子从负极Al到正极Mg。
20．放出46
390.5
【详解】
（1）由题给示意图可知，和总能量高于的总能量，该反应为放热反应，放出的能量为，故答案为：放出；46；
（2）设形成键需要放出的能量为，由反应中的能量变化=反应物中化学键断裂吸收的能量之和-生成物中化学键形成放出的能量之和可得，(×943kJ+×436kJ)—3a=—46kJ，解得，故答案为：390.5。