1、第六章化学反应与能量单元测试【满分：100分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共18小题，每小题3分，共54分)1（河北辛集中学2018-2019学年调研）下列我国科技创新的产品设备在工作时由化学能转变成电能的是( )A长征5号火箭使用的液氧发动机B.北斗导航卫星的太阳能板电池C.位于江苏的海上风力发电场D.世界上首部可折叠柔屏手机AABBCCDD【答案】D【解析】长征火箭的发动机工作时，将化学能转化为热能和动能，选项A不选。太阳能电池工作时，将光能转化为电能，选项B不选。风力发电机组工作时，将风能转化为电能，选项C不选。手机中电池工作时，将化学能转化为电能，选项D选。答案选D。2（北京市门
2、头沟区2019届一模）中国化学家研究的一种新型复合光催化剂碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。下列说法正确的是AC3N4中C的化合价为4B反应的两个阶段均为吸热过程C阶段中，H2O2既是氧化剂，又是还原剂D通过该反应，实现了化学能向太阳能的转化【答案】C【解析】依据化合物中化合价代数和为0，因C3N4中N的化合价为-3价，所以C的化合价为+4，A项错误；阶段II过氧化氢分解生成氧气和水的过程为放热反应，B项错误；阶段中，H2O2发生歧化反应，既是氧化剂，又是还原剂，C项正确；利用太阳光实现高效分解水的反应，实现了太阳能向化学能的转化，
3、D项错误；答案选C。3（北京市东城区2019年二模）下列事实可依据金属活动性顺序进行解释的是A镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀B铝箔在加热时，熔化的铝不滴落C铁在氧气中燃烧所得氧化物中，铁有两种化合价D常温时浓硝酸可用铁制容器盛放，而不能用铜制容器盛放【答案】A【解析】镀锌铁因Zn比Fe活泼，Zn被腐蚀，镀锡铁因Fe比Sn活泼，因而是铁被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀可利用金属活动性顺序解释，故A正确；氧化铝的熔点高，包裹在Al的外面，所以加热铝箔时熔化的铝不滴落，与金属活动性顺序无关，故B错误；铁在氧气中燃烧所得氧化物是四氧化三铁，四氧化三铁中铁的化合价有两种：+2价和+3价，其中+2价一个+3价两
4、个，与金属活动性顺序无关，故C错误；常温下，铁在浓硝酸中发生钝化现象，故铁制品容器可以盛放浓硝酸；常温下，浓硝酸能和铜反应生成二氧化氮、硝酸铜和水，不能用铜制品容器盛放浓硝酸，不能用金属活动性顺序解释，故D错误。4（上海市浦东新区2019届二模）港珠澳大桥设计寿命为120年，对桥体钢制构件采用了多种防腐措施，下列防腐措施错误的是( )A用导线与石墨相连B用导线与电源负极相连C钢制构件上焊接锌块D表面喷涂分子涂层【答案】A【解析】用导线将钢制构件与石墨相连，钢制构件形成原电池的负极，更易失电子被腐蚀，A项错误；用导线将钢制构件与电源负极相连，钢制构件形成电解池的阴极，这是外加电流的阴极保护法，B
5、项正确；在钢制构件上焊接锌块，钢制构件形成原电池的正极，这是牺牲阳极的阴极保护法，C项正确；在钢制构件表面喷涂分子涂层，使钢制构件与外界隔开得到保护，D项正确。本题选A。5（河南省开封市2019届模拟）已知H2（g）2ICl（g）=I2（g）2HCl（g），该反应分、两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法正确的是A反应为吸热反应B反应和均是同种元素间发生的氧化还原反应C反应比反应的速率慢，与相应正反应的活化能有关DHI（g）ICl（g） =I2（g）HCl（g） H218 kJmol【答案】C【解析】由图像可知，反应中的反应物的总能量均大于生成物的总能量，为放热反应，故A项错误；反应中，氢
6、元素化合价变化：0+1，碘元素化合价变化：+1-1；反应中，HI中碘元素化合价变化：-10，ICl中碘元素化合价变化：+10，所以反应、反应不是同种元素间发生的氧化还原反应，故B项错误；反应比反应的速率慢，由图可知，反应正反应的活化能比反应的大，活化能越高则活化分子的百分数越小，化学反应速率越慢，故反应速率与相应正反应的活化能有关，故C项正确；焓变只与体系的始、末状态有关，而与反应的途径无关，由图像可知，反应前后总的能量变化为218 kJmol，所以反应、反应的焓变之和为H218 kJmol；而HI（g）ICl（g）=I2（g）HCl（g）仅是其中的一步反应，所以H218 kJmol；故D项错
7、误；综上所述，本题选C。6（福建省龙岩市2019年质量检查）一定条件下，在水溶液中1 mol ClOx(x=0，1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法错误的是A上述离子中结合H能力最强的是EB上述离子中最稳定的是ACCB+D反应的热化学方程式为2ClO2(aq)=ClO3(ag)+ClO(aq) H=76kJmol1DBA+D的反应物的键能之和小于生成物的键能之和【答案】A【解析】酸根离子对应的酸越弱，结合氢离子能力越强，E对应的是高氯酸根离子，高氯酸是最强的无机酸，酸根离子结合氢离子能力最弱，故选A；能量越低越稳定原理，A最稳定，故不选B；H=生成物的总能量反应物的总能
8、量=64+602100=76kJmol1，所以CB+D反应的热化学方程式为2ClO2(aq)=ClO3(aq)+ClO(aq) H=76kJmol1，故不选C；3ClO(aq)=2Cl-(aq)+ ClO3(aq)的H=生成物的总能量反应物的总能量=反应物的键能之和-小于生成物的键能之和=0+64-360=116kJmol1，所以反应物的键能之和小于生成物的键能之和，故不选D；正确答案A。7（天津市南开区2019届一模）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述不正确的是A锌电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO42-)减小C电池工作一段时间
9、后，乙池溶液的总质量增加D阳离子通过交换膜向正极移动，保持溶液中电荷平衡【答案】B【解析】在上述原电池中，锌电极为负极，锌原子失去电子被氧化成锌离子。电子沿着外接导线转移到铜电极。铜电极为正极，溶液中的铜离子在铜电极上得到电子被还原成铜单质。电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。铜电极为正极，锌电极为负极，负极发生氧化反应，A项正确；电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。但是阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，SO42-不能通过阳离子交换膜，并且甲池中硫酸根不参加反应，因此甲池的c(SO42-)不变，B项错误；锌原电池，锌作负极，铜作正极，铜离子在铜电极上沉淀，锌
10、离子通过阳离子交换膜进入乙池，每沉淀1mol，即64g铜，就补充过来1mol锌离子，其质量为65g，所以工作一段时间后乙池溶液的质量不断增加，C项正确；原电池中，阳离子通过阳离子交换膜向正极移动，使溶液保持电中性，维持电荷平衡，D项正确；答案选B。8（黑龙江省双鸭山市第一中学2019届模拟）为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列有关说法中错误的是（）A正极的电极方程式为：O2+ 2H2O + 4e- 4OH-B将石墨电极改成Mg电极，难以观察到铁锈生成C若向自来水中加入少量NaCl（s），可较快地看到铁锈D向铁电极附近吹入O2比向石墨电极附近吹入O2，铁锈出现得快【答案】D【解析】A
11、正确，正极为石墨，其电极反应式为：O22H2O4e=4OH；B正确，将石墨电极改成Mg电极，则铁为正极，不参与反应；C正确，加入氯化钠溶液，易使电化学腐蚀发生；D错，向铁电极附近吹入O2比向石墨电极附近吹入O2，铁锈出现得慢。9（山东省烟台市2019届一模）二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时，实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，其原理如图所示。下列说法错误的是A负极的电极反应式为SO2+2H2O2e=SO42+4H+B反应总式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4C质子的移动方向为从电极B到电极ADSO2气流速度的大小可能影响电池的电动势【答案】C【解析】A极通入S
12、O2，SO2在负极失电子生成SO42，则电极反应为SO2+2H2O2e=SO42+4H+，故A正确；该电池的反应原理为二氧化硫与氧气的反应，反应总式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，故B正确；A为负极，B为正极，质子的移动方向为从电极A到电极B，故C错误；反应物的浓度大，反应速率快，SO2气流速度的大小可能影响电池的电动势，故D正确；故选C。10（广东省2019届高三模拟考试）芝加哥伊利诺伊大学的研究人员设计了一种可用于商业化的新型锂金属电池，电池结构如图所示： 电池工作时，下列说法错误的是A该装置将化学能转化为电能B负极上发生的电极反应为Li e LiC该电池可用LiOH溶液作电解质
13、D电池工作时，电路中每流过1 mol电子，正极增重7g【答案】C【解析】该电池为原电池，所以该装置将化学能转化为电能，A项正确； 负极是锂失去电子，发生氧化反应，电极反应为Li-e-=Li+，B项正确； 电解质溶液中水与电极锂发生氧化还原反应，该电解池不能用水溶液作电解液，C项错误； 根据转移电子守恒，电路中每流过1 mol电子，正极上发生还原反应，正极材料要结合1mol锂离子，所以增重7g，D项正确；答案选C。11（浙江省杭州市西湖高级中学2019届模拟）氢氧燃料电池构造如图所示。其电池反应方程式为： 2H2O2=2H2O，下列说法不正确的是A多孔金属a作负极B多孔金属b上，发生还原反应C电
14、池工作时，电解质溶液中OH移向a极D正极的电极反应为：O24e4H+=2H2O【答案】D【解析】氢氧碱性燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极a，发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，通入氧气的一极为原电池的正极，b电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，原电池工作时，电子由负极a经外电路流向正极b，内电路中阳离子移向正极b、阴离子移向负极a，据此解答。氢氧碱性燃料电池中，通入氢气的一极失去电子、发生氧化反应，为电源的负极，即多孔金属a作负极，故A正确；通入氧气的一极为原电池的正极，O2在正极b上得到电子、被还原，故B正确；原电池工作时，内电路中阳离子移向正极b、阴
15、离子移向负极a，即电解质溶液中OH-移向a极，故C正确；碱性条件下，在电极方程式的书写中不会出现H+，正极b电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故D错误；答案为D。12（福建省厦门市2019届质量检查）我国科学家设计了一种智能双模式海水电池，满足水下航行器对高功率和长续航的需求。负极为Zn，正极放电原理如图。下列说法错误的是（ ）A电池以低功率模式工作时，NaFeFe(CN)6作催化剂B电池以低功率模式工作时，Na+的嵌入与脱嵌同时进行C电池以高功率模式工作时，正极反应式为：NaFeFe(CN)6+e-+Na+=Na2FeFe(CN)6D若在无溶解氧的海水中，该电池仍能实现长续航的需
16、求【答案】D【解析】根据图示可知：电池以低功率模式工作时，负极是Zn-2e-=Zn2+，正极上是NaFeFe(CN)6获得电子，然后与吸附在它上面的氧气即溶液中发生反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，从NaFeFe(CN)6上析出，故NaFeFe(CN)6的作用是作催化剂，A正确；电池以低功率模式工作时，电子进入NaFeFe(CN)6时Na+的嵌入；当形成OH-从NaFeFe(CN)6析出时，Na+从NaFeFe(CN)6脱嵌，因此Na+的嵌入与脱嵌同时进行，B正确；根据电池以高功率模式工作时，正极上NaFeFe(CN)6获得电子被还原变为Na2FeFe(CN)6，所以正极的电极反应式为：
17、NaFeFe(CN)6+e-+Na+=Na2FeFe(CN)6，C正确；若在无溶解氧的海水中，由于在低功率模式工作时需要氧气参与反应，因此在该电池不能实现长续航的需求，D错误；故合理选项是D。13（辽宁省兴城市2019届模拟）氨硼烷(NH3BH3)电池可在常温下工作，装置如图所示。未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，电池反应为NH3BH33H2O2=NH4BO24H2O 。已知H2O2足量，下列说法正确的是()A正极的电极反应式为2H2e=H2B电池工作时，H通过质子交换膜向负极移动C电池工作时，正、负极分别放出H2和NH3D工作足够长时间后，若左右两极室质量差为1.9 g，则电路中转移0.6
18、mol电子【答案】D【解析】根据氨硼烷(NH3BH3)电池工作时的总反应为NH3BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O可知，左侧NH3BH3为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为NH3BH3+2H2O-6e-=NH4BO2+6H+，右侧为正极，H2O2得到电子发生还原反应，电极反应式为3H2O2+6H+6e-6H2O，据此分析解答。右侧为正极，H2O2得到电子发生还原反应，电极反应式为H2O2+2H+2e-=2H2O，故A错误；放电时，阳离子向正极移动，所以H+通过质子交换膜向正极移动，故B错误；电池工作时，负极的电极反应式为NH3BH3+2H2O-6e-=NH4BO2+6H+，正极电极反
19、应式为3H2O2+6H+6e-6H2O，不能放出H2和NH3，故C错误；未加入氨硼烷之前，两极室质量相等，通入氨硼烷后，负极的电极反应式为NH3BH3+2H2O-6e-=NH4BO2+6H+，正极的电极反应式为3H2O2+6H+6e-6H2O，假定转移6mol电子，则左室质量增加=31g-6g=25g，右室质量增加6g，两极室质量相差19g，则理论上转移0.6mol电子，工作一段时间后，若左右两极室质量差为1.9g，故D正确；答案选D。14（四川省泸州市2019届质量诊断性考试）刚结束的两会政府工作报告首次写入“推动充电、加氢等设施的建设”。如图是一种正负电极反应均涉及氢气的新型“全氢电池”，
20、能量效率可达80%。下列说法中错误的是A该装置将化学能转换为电能B离子交换膜允许H+和OH通过C负极为A，其电极反应式是H22e + 2OH = 2H2OD电池的总反应为H+ + OHH2O【答案】B【解析】由工作原理图可知，左边吸附层A上氢气失电子与氢氧根结合生成水，发生了氧化反应为负极，电极反应是H2-2e-+2OH-2H2O，右边吸附层B为正极，发生了还原反应，电极反应是2H+2e-H2，结合原电池原理分析解答。 “全氢电池”工作时是原电池反应，能量变化是将化学能转化为电能，故A正确；由工作原理图可知，左边溶液为碱性，右边溶液为酸性，所以离子交换膜可阻止左边的碱性溶液和右边的酸性溶液发生
21、中和，因此该离子交换膜不能允许H+和OH通过，故B错误；根据氢气的进出方向可知，氢气在吸附层A上发生氧化反应，化合价由0价变成+1价，吸附层A为负极，电极反应为：H2-2e-+2OH-2H2O，故C正确；根据C的分析可知，右边吸附层B为正极，发生了还原反应，正极电极反应是2H+2e-H2，左边吸附层A为负极，发生了氧化反应，电极反应是H2-2e-+2OH-2H2O，因此总反应为：H+OH-H2O，故D正确；答案选B。15（湖南省常德市2019届模拟）我国科学家发明了一种安全可充电的柔性水系钠离子电池，可用生理盐水或细胞培养基为电解质，电池放电的总反应式为：Na0.44MnO2+NaTi2(PO
22、4)3=Na0.44xMnO2+Na1+xTi2(PO4)3，其工作原理如下图。下列说法错误的是A放电时，Cl向X极移动B该电池充电时Y极应该与电源的正极相连C充电时，阴极反应为：NaTi2(PO4)3+xNa+xe-=Na1+ xTi2( PO4)3D该电池可能作为可植入人体的电子医疗设备的电源【答案】C【解析】根据放电反应方程式可知：在反应中Na0.44MnO2失去电子变为Na0.44xMnO2，Mn元素化合价升高，因此X电极为负极，电池工作时，溶液中的阴离子Cl-向负极X区移动，A正确；根据反应方程式可知放电时，X电极为负极，负极发生氧化反应，Y电极为正极，正极上发生还原反应，则该电池充
23、电时Y极应该与电源的正极相连，作阳极，发生氧化反应，B正确；充电时，X电极与电源的负极连接，作阴极，阴极反应为：Na0.44xMnO2+xe-+xNa+= Na0.44MnO2，C错误；该电池是一种安全可充电的柔性水系电池，因此可能作为可植入人体的电子医疗设备的电源，D正确；故合理选项是C。16（黑龙江省哈尔滨市第六中学2019届模拟）处理烟气中的SO2可以采用碱吸电解法，其流程如左图；模拟过程如右图，下列推断正确的是A膜1为阴离子交换膜，膜2为阳离子交换膜B若用锌锰碱性电池为电源，a极与锌极相连Ca极的电极反应式为2H2O一4e一=4H+O2D若收集22.4L的P（标准状况下），则转移4mo
24、l电子【答案】B【解析】电解Na2SO3溶液时，亚硫酸根通过阴离子交换膜进入右室，Na+离子通过阳离子交换膜进入左室，则膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜，故A错误；a极为阴极，与锌锰碱性电池的负极锌极相连，故B正确；a极为阴极，水在阴极得电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H2O+2e一=2OH+H2，故C错误；由阴极电极反应式可知，若收集标准状况下22.4L H2，转移2mol电子，故D错误。故选B。17（广东省揭阳市2019届模拟）用间接电化学法可对大气污染物NO进行无害化处理，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A电极I为阴极，电极反应式为2H2O+2e一=2OH+H2B电解时
25、H+由电极I向电极II迁移C吸收塔中的反应为2NO+2S2O42+2H2O=N2+4HSO3D每处理1molNO，可同时得到32gO2【答案】C【解析】从图示中，可知在吸收塔中NO变成了N2，N的化合价降低，S2O42变成了HSO3，S的化合价从3升高到了4，化合价升高。在电解池中，HSO3变成了S2O42，S的化合价从4降低到3，得到电子，电极为阴极，而在电极附近有氧气生成，为H2O失去电子生成O2，为阳极。在电解池中，HSO3变成了S2O42，S的化合价从4降低到3，得到电子，电极为阴极， 电极方程式为2HSO32e2H=S2O422H2O，A项错误；电解时，阳离子向阴极移动，电极为阴极，
26、H由电极向电极移动，B项错误；吸收塔中NO变N2，S2O42变成HSO3，C中的离子方程式满足电子守恒、电荷守恒、原子守恒，C项正确；整个装置中转移的电子数相同，处理1molNO，N的化合价从2降低到0，转移了2mol电子。阳极2H2O4e=4HO2，生成32g O2即1molO2需要4mol电子，D项错误；本题答案选C。18（湖南省长沙市雅礼中学2019届二模）科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如左下图所示，用CuSi合金作硅源，在950下利用三层液熔盐进行电解精炼，并利用某CH4燃料电池(如下图所示)作为电源。下列有关说法不正确的是A电极c与b相连，d与
27、a相连B左侧电解槽中;Si优先于Cu被氧化Ca极的电极反应为CH4-8e+4O2 =CO2+2H2OD相同时间下，通入CH4、O2的体积不同，会影响硅的提纯速率【答案】A【解析】甲烷燃料电池中，通入甲烷的a电极为负极，通入氧气的电极b为正极，根据电解池中电子的移动方向可知，c为阴极，与a相连，d为阳极，与b相连，故A错误；由图可知，d为阳极，Si在阳极上失去电子被氧化生成Si4+，而铜没被氧化，说明硅优先于钢被氧化，故B正确；甲烷燃料电池中，通入甲烷的a电极为负极，甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为CH4-8e+4O2 =CO2+2H2O，故C正确；相同时间下，通入CH4
28、、O2的的体积不同，反应转移电子的物质的量不同，会造成电流强度不同，影响硅的提纯速率，故D正确。故选A。二、非选择题(本大题共4小题，共46分)19（10分）（山西省实验中学2019届模拟）以下是部分共价键的键能数据：HS 364 kJmol1，SS 266 kJmol1，O=O 496 kJmol1，HO 463 kJmol1。已知热化学方程式：2H2S(g)O2(g)=2S(g)2H2O(g)H12H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(g)H21 000 kJmol1反应产物中的S实为S8分子，是一个八元环状分子(如图所示)。(1)试根据上述数据计算，H1_kJmol1。(2)
29、将a mol H2S与b mol O2混合进行上述反应，当a2b时，反应放热_kJ；将a mol H2S与b mol O2混合进行上述反应，当3a2b时，H2S过量，只发生生成S的反应，应根据O2的量进行计算。根据第一个反应的反应热，可知b mol氧气完全反应放出的热量为432 kJmol1b mol432 b kJ。当3a2b时，O2过量，只发生生成SO2的反应，应根据H2S的量进行计算。根据第二个反应的反应热，可知a mol H2S完全反应放出的热量为1 000 kJmol1a mol500a kJ。20（10分）（安徽淮北一中2019届模拟）工业上可用电解法来处理含Cr2O的酸性废水，最
30、终可将Cr2O转化成Cr(OH)3沉淀而将其除去。右图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。请回答：(1)装置中的b电极是_(填“阳极”或“阴极”)。(2)a电极的电极反应式是_。(3)完成b电极附近溶液中所发生反应的离子方程式：Cr2O6Fe214H=2_6_7_。(4)电解时用铁作阳极而不用石墨作阳极的原因是_。(5)电解结束后，若要检验电解液中是否还有Fe2存在，则可选用的试剂是_(填字母)。AKSCN溶液 BCuCl2溶液CH2O2溶液 DK3Fe(CN)6溶液【答案】(1)阳极(2)2H2e=H2(3)Cr3Fe3H2O(4)铁作阳极，可产生还原剂亚铁离子，而石墨作阳极不能提供
31、还原剂(5)D【解析】由电池符号可以确定a电极作阴极、b电极作阳极。由第(3)小题可知溶液中产生有亚铁离子，因此铁作阳极、石墨作阴极，阳极铁失去电子，发生氧化反应生成亚铁离子，阴极上氢离子得到电子，发生还原反应生成氢气。在阳极附近溶液中亚铁离子与重铬酸根离子发生氧化还原反应，在电解的过程中氢离子被消耗，溶液中发生氧化还原反应时氢离子又被消耗，由此Fe3、Cr3最终以Fe(OH)3沉淀、Cr(OH)3沉淀的形式从溶液中脱离，进而达到废水处理的目的。本题中检验亚铁离子用K3Fe(CN)6溶液，Fe2与Fe(CN)63反应有蓝色沉淀生成。21（10分）（山东潍坊一中2019届模拟）金属铜不溶于稀硫酸
32、，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到稀硫酸和硫酸铁溶液组成的100 mL混合溶液中，铜片完全溶解。(1)写出铜溶于上述混合溶液的离子方程式：_。(2)若在如图1所示的装置中发生了(1)中的反应，则X电极是_(填“正极”或“负极”)，电极反应式是_。(3)铜片完全溶解时，所得溶液中Fe3、Cu2、H的浓度均为0.2 mol/L(假设溶液体积不变)，现用电解的方法回收铜，装置如图2所示。电解开始阶段，阳极的电极反应式为_，阴极的电极反应式为_。判断溶液中的Cu2已完全析出的现象是_。当Cu2恰好完全析出时，转移电子的物质的量为_。【答案】(1)Cu2Fe3=Cu22Fe2(2)
33、负极Cu2e=Cu2(3)2H2O4e=O24H4Fe34e=4Fe2阴极(或铜片)表面开始有气泡生成0.06 mol【解析】图1装置为原电池装置，X电极应为铜电极，作负极，Y电极作正极，铜失去电子转化为铜离子，铁离子在Y电极上得到电子转化为亚铁离子。图2装置为电解池装置，若回收铜，铜离子应该在铜电极上得到电子发生还原反应，则铜片作阴极，石墨作阳极，故在阳极上水失去电子发生氧化反应生成氧气，在阴极上铁离子先放电，得到电子被还原成亚铁离子，而后铜离子放电，得到电子转化为铜单质附着在铜片上。若铜离子反应完全，则在铜片上H得到电子生成氢气。当Cu2恰好完全析出时，铁离子转化为亚铁离子的过程中转移的电
34、子为0.02 mol，铜离子转化为铜单质的过程中转移的电子为0.04 mol，共转移电子0.06 mol。22（10分）（河北省石家庄二中2019届模拟）能源问题是当前人类社会面临的一项重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ/mol、282.5 kJ/mol、726.7 kJ/mol。请回答：(1)已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO2H2=CH3OH。则H2与CO反应生成CH3OH的热化学方程式为：_。(2)如图为某处燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。使用时，空气从_口通入(填A或B)；假设使用的“燃料”是甲醇，a极的电极反
35、应式为：_。假设使用的“燃料”是水煤气(成分为CO、H2)用这种电池电镀铜，待镀金属增重6.4 g，则至少消耗标准状况下水煤气的体积为_。【答案】(1)CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H127.4 kJ/mol(2)BCH3OH6e8OH=CO6H2O2.24 L【解析】考查了化学反应中的能量变化、燃料电池、盖斯定律的相关知识。(1)CO燃烧的热化学方程式：CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.5 kJ/mol，H2燃烧的热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.82 kJ/mol，CH3OH燃烧的热化学方程式：CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.7 kJ/mol，将()可得：CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H127.4 kJmol1。(2)由电子转移方向可知a为负极，发生氧化反应，应通入燃料，b为正极，发生还原反应，应通入空气。假设使用的“燃料”是甲醇，a极为负极，发生的电极反应式为CH3OH6e8OH=CO6H2O，b为正极，发生还原反应，电极方程式为O24e2H2O=4OH。假设使用的“燃料”是H2，则负极发生H22e2OH=2H2O，用这种电池电镀铜，待镀金属增重6.4 g，n(Cu)0.1 mol，转移电子0.2 mol，由电极方程式可知消耗0.1 mol H2，体积为2.24 L。16
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