1、第四章化学反应与电能第四章化学反应与电能 一、单选题（共一、单选题（共 1 16 6 题）题） 1据最近报道，中国生产的首艘国产航母已经下水。为保护航母、延长服役寿命可采用两种电化学方法。方法 1：舰体镶嵌一些金属块；方法 2：航母舰体与电源相连。下列有关说法正确的是 A方法 1 叫外加电流的保护法 B方法 2 叫牺牲阳极的保护法 C方法 1 中金属块可能是锌、锡和铜 D方法 2 中舰体连接电源的负极 2点蚀又称为孔蚀，是一种集中于金属表面很小的范围并深入到金属内部的腐蚀形态。某铁合金钝化膜破损后的孔蚀如图，下列说法正确的是 A为防止孔蚀发生可以将外接电源正极与金属相连 B蚀孔外每吸收 2.2
2、4LO2，可氧化 0.2molFe C由于孔蚀中 Fe3+水解导致电解质酸性增强 D孔隙中可以发生析氢腐蚀 3用如图所示装置(X、Y 是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项是 选项 X 极 实验前 U 形管中液体 通电后现象及结论 A 负极 CuCl2溶液 b 管中有气体逸出 B 负极 NaOH 溶液 溶液 pH 降低 C 正极 Na2SO4溶液 U 形管两端滴入酚酞后，a 管中呈红色 D 正极 AgNO3溶液 b 管中电极反应式是-224OH - 4e =O+2H O AA BB CC DD 4下列描述中不符合生产实际的是 A电解熔融氧化铝制金属铝 B根
3、据原电池原理生产化学电源 C电解饱和食盐水制金属钠 D电镀法铁上镀锌 5下列变化中属于原电池反应的是 A铁锈可用稀盐酸洗去 B在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜 C红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 D在 Fe 与稀 H2SO4反应时，加几滴 CuSO4溶液，可加快 H2的产生 6如图所示，下列对于该原电池的叙述正确的是 A铜是负极，铜片上有气泡产生 B铜片质量逐渐减小 C电流从锌片经导线流向铜片 D氢离子在铜片表面被还原 7下列实验操作正确且能达到相应实验目的的是 选项 实验目的 实验操作 A 测定3CH COOH溶液的pH 用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的 pH 试纸上 B 称取 2.
4、0gNaOH固体 先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上放 2g 砝码，左盘上添加NaOH固体 C 检验溶液中是否含有取少量待测液于试管中， 加入NaOH溶液并加热， 用湿润的红色石蕊试纸检4NH 验产生的气体 D 验证铁的吸氧腐蚀 将铁钉放入试管中，用盐酸浸没 AA BB CC DD 8青铜器(铜锡合金)文物表面常覆盖有因腐蚀而产生的碱式氯化铜化学式 Cu2(OH)3Cl，下列说法错误的是 A青铜比纯铜硬度更大 B青铜器在潮湿环境中比在干燥环境中腐蚀快 C青铜器产生 Cu2(OH)3Cl 的过程中铜元素被还原 D青铜的熔点低于纯铜 9 锂资源短缺而钠资源丰富， 使钠离子电池成为弥补锂不足的替代
5、研究对象。 2020 年 9 月和 2021 年 7 月，我国两家企业率先发布钠离子商用电池，在国际竞争中领先。某种钠离子电池放电时的工作原理如图。假定电极材料及反应设计为：211366211221222222122+x- x36633333333Na Ni Ti Co O + Na Ni Mn ONaNi Ti Co O + NaNi Mn O放电充电。下列叙述正确的是 A钠离子电池较锂离子电池具有更高的能量密度 B放电时，负极的电极反应式为：211366-+2112222+x36633NaNi Ti Co O - xe =Na Ni Ti Co O +xNa C隔膜为阳离子交换膜且孔径应比
6、锂离子电池隔膜的孔径小 D充电、放电时，钠离子均向电势更高的电极移动 10采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是 A阳极反应为222H O4e4HO B电解一段时间后，阳极室的 pH 未变 C电解过程中，H+由 a 极区向 b 极区迁移 D电解一段时间后，a 极生成的 O2与 b 极反应的 O2等量 11下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（ ） A碱性氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH- B粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu- 2e-=Cu2+ C用惰性电极电解饱和食盐水时
7、，阳极的电极反应式为：2Cl- 2e-=Cl2 D钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应式：Fe- 2e-=Fe2+ 12镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，a、b 为直流电源的两极)。 下列说法不正确的是 A断开 K2、合上 K1，镍镉电池能量转化形式：化学能电能 B断开 K1、合上 K2，电极 A 为阴极，发生还原反应 C电极 B 发生氧化反应过程中，溶液中 KOH 浓度不变 D镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2O放电充电Cd(OH)2+2Ni(OH)2 13燃料电池是燃料(如 CO、H2、CH4、C2H6等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变
8、为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于乙烷(C2H6)燃料电池的说法正确的是 A该电池工作时，正极附近溶液的碱性增强 B负极反应式：C2H6+18OH+14e=2CO23+12H2O C通入 5.6LO2完全反应后，有 1mol 电子发生转移 D燃料电池的优点之一是点燃时化学能大部分转化为电能而不是热能和光能 14电解精炼铜的废液中含有大量的2Cu、2-4SO，下图为用惰性电极回收废液中铜、浓缩24Na SO溶液的装置示意图。下列说法正确的是 A交换膜 m 为阴离子交换膜 B若电极 a 改为 Cu，仍可达到预期实验目的 Cb 极电极反应式：-22Cl - 2e =Cl D当获得 1L
9、0.51mol L 24Na SO溶液时，最多回收 25.6g Cu 15我国科学家成功研制出2CO /Mg二次电池，在潮湿条件下的放电原理为22322Mg+3CO +2H O=2MgCOH O+C，模拟装置如图所示(已知放电时，2+Mg由负极向正极迁移)。下列说法正确的是 A放电时，电流由镁极经外电路流向石墨极 B放电时，正极的电极反应式为2+-22323CO +2Mg+2H O+4e =2MgCOH O+C C充电时，阴极上放出2CO，发生还原反应 D充电时，当阳极质量净减 12g 时，转移了 4mol 电子 16混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池，其工作原理如图所示：其中 M 为储氢
10、合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，KOH溶液作电解液。关于镍氢电池，下列说法正确的是 A充电时，阴极附近pH降低 B发电机工作时溶液中-OH向甲移动 C放电时正极反应式为：22NiOOHH Oe =Ni(OH)OH D电极总反应式为：放电充电2M+Ni(OH)MH+NiOOH 二、填空题（共二、填空题（共 8 8 题）题） 17(1)理论上任何一个自发的氧化还原反应均可以设计成原电池。根据氧化还原反应 Fe2Fe3+=3Fe2+设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂- 饱和 KNO3溶液。 请回答下列问题： 电解质溶液 X 是_；电解质溶液 Y 是_。 写出两电极的电极反应式：铁电极：_；碳
11、电极：_。 外电路中的电子是从_电极流向_电极。(填“铁”或“碳”) 盐桥中向 X 溶液中迁移的离子是_(填字母)：AK+ BNO3- (2)请将下列氧化还原反应3Cu8HNO3(稀) =3Cu(NO3)22NO4H2O设计成原电池， 画出(1)中的装置图，并写出相应的电极反应式。 原电池装置图：_； 正极：_； 负极：_。 18I完成下列问题 (1)由Al、Mg、氢氧化钠溶液组成原电池，其负极材料为_。 (2)由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其正极的电极反应式为_。 (3)某熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、乙醇为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。该熔融盐电池负极的电极反
12、应式为_。 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为242233Zn+2K FeO +8H O3Zn(OH) +2Fe(OH) +4KOH放电充电。 (4)放电时负极附近溶液的pH如何变化_。(填“增大”“减小”或“不变”) (5)放电时每转移6mol电子，正极有_mol物质被还原。 19我国科学家最近发明了一种2ZnPbO电池，电解质为24K SO、24H SO和 KOH，由 a 和 b 两种离子交换膜隔开，形成 A、B、C 三个电解质溶液区域，结构示意图如下： 回答下列问题： (1)电池中，Zn 为_极，B 区域的电解质为_(填
13、“24K SO”“24H SO”或“KOH”)。 (2)电池反应的离子方程式为_。 (3)阳离子交换膜为图中的_(填“a”或“b”)膜。 20化合物 A、B 是中学常见的物质，其阴阳离子可从表中选择. 阳离子 K+、Na+、NH4+、Fe2+、Ba2+、Cu2+ 阴离子 OH、I、NO3、AlO2、HCO3、HSO4 （1）若 A 的水溶液为无色，B 的水溶液呈碱性，A、B 的水溶液混合后，只产生不溶于稀硝酸的白色沉淀及能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则: A 中的化学键类型为_（填“离子键”、“共价键”） A、B 溶液混合后加热呈中性，该反应的离子方程_ （2）若 A 的水溶液为浅绿色，B
14、 的焰色反应呈黄色向 A 的水溶液中加入稀盐酸无明显现象，再加入 B后溶液变黄，但 A、B 的水溶液混合后无明显变化则： A 的化学式为_ 经分析上述过程中溶液变黄的原因可能有两种（请用文字叙述） ._._ 请用一简易方法证明上述溶液变黄的原因_ 利用上述过程中溶液变黄原理，将其设计成原电池，若电子由 a 流向 b，则 b 极的电极反应式为_ 21短周期元素 W、X、Y、Z 在元素周期表中的相对位置如表所示。其中 X、Y、Z 三种元素的质子数之和为 21。 (1)Y 的最高价氧化物对应的水化物与 Y 的氢化物恰好完全反应，生成物的水溶液呈酸性，其原因是_(用化学用语表示)；该溶液中各种离子浓度
15、由大到小的顺序为_。 (2)由 XW4、Z2和 KOH 溶液组成的新型燃料电池中，负极上发生反应的电极反应式为_。 (3)已知：2YZ2(g)Y2Z4(g) H0。在恒温恒容条件下，将一定量 YZ2和 Y2Z4的混合气体通入容积为 2L的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度 c 随时间 t 的变化关系如下图所示。 a、b、c、d 四个点中，化学反应处于平衡状态的是点_。 25min 时，增加了_(填物质的化学式)_mol。 a、b、c、d 四个点所表示的反应体系中，气体颜色由深到浅的顺序是_(填字母)。 22近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此
16、，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： (1)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示： 电路中转移 1 mol 电子，需消耗氧气_L(标准状况)。 (2)“84 消毒液”的有效成分为 NaClO。工业上是将氯气通入到 30%的 NaOH 溶液中来制备 NaClO 溶液，若NaClO 溶液中 NaOH 的质量分数为 1%， 则生产 1 000 kg 该溶液需消耗氯气的质量为_kg(保留整数)。 23(1)用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液一段时间后，若要恢复到电解前的浓度和 pH，须
17、向所得的溶液中加入 0.1molCu(OH)2。此电解过程中两个电极共放出气体为_mol，若要恢复到电解前的浓度和 pH，还可加入 0.1mol_和 0.1molH2O。 (2)用 Na2CO3熔融盐作电解质，CO、O2为原料组成的新型电池示意图如图： 为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分 A 物质参加循环。该电池负极电极反应式为_。 (3)用该电池电解 200mL 一定浓度的 NaCl 与 CuSO4的混合溶液，其装置如乙图。理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(体积为标况下的体积)。 写出在 t1后，石墨电极上的电极反应式_；原
18、 NaCl 溶液物质的量浓度为_mol/L(假设溶液体积不变)。 当向上述甲装置中通入标况下的氧气 336mL 时，理论上在铁电极上可析出铜的质量为_g。 24某小组通过观察电流表的指针偏转探究电极上发生的氧化还原反应。 (1)连接装置(如图所示)，断开开关 K 时，将铁片和铜片同时插入稀硫酸中，Fe 表面产生大量无色气泡，Cu表面无明显变化；闭合开关 K，电流表指针向右偏转，Fe 和 Cu 表面均产生大量无色气泡。 欲验证铁电极发生氧化反应的产物，实验操作和现象是_。 分别用化学用语表示 Fe 和 Cu 表面均产生无色气泡的原因：_；_。 (2)该小组同学将(1)中装置的稀硫酸换成浓硝酸，
19、两极均产生大量红棕色气体。 改进实验装置(如图 II 所示)，闭合开关 K 后，将铁电极快速插入浓硝酸中，观察到指针快速向右偏转，约 2 秒后指针缓缓向左偏转，并在一段时间内电流表示数几乎不变。 铜与浓硝酸反应的离子方程式为_。 闭合开关 K 后，将铁电极快速插入浓硝酸中，观察到指针快速向右偏转的原因是_(结合铜电极反应式说明)。 电流表指针向左偏转后，示数几乎不变的原因之一是铁电极上氧化膜放电，但氧化膜的生成速率大于(或等于)氧化膜的消耗速率。请设计实验方案证明：_。 参考答案参考答案 1D A舰体上镶嵌活泼性比铁强的金属，形成原电池，比铁活泼的金属作负极，该方法为牺牲阳极保护法，A错误；
20、B舰体与直流电源的负极相连，该法为外加电流保护法，B 错误； C舰体上镶嵌活泼性比铁强的金属，形成原电池，比铁活泼的金属作负极，该方法为牺牲阳极保护法，C错误； D舰体与直流电源的负极相连，该法为外加电流保护法，D 正确； 选 D。 2D A为防止孔蚀发生可以将外接电源负极与金属相连，A 错误； B2.24LO2没有指明是否为标准状况，不一定为 0.1molO2，B 错误； C封闭环境中由于 Fe2+水解导致酸性增强，C 错误； D由于孔隙中介质的酸性增强有 HCl 存在，可发生析氢腐蚀，D 正确； 故选 D。 3A AX 为负极，则 U 形管右侧为阳极，电解氯化铜溶液时，阳极氯离子被氧化生成
21、氯气，所以 b 管有气体逸出，A 正确； B电解 NaOH 溶液的实质是电解水，所以 NaOH 的浓度会增大，pH 增大，B 错误； C电源 X 极为正极，a 管中石墨电极为阳极，b 管中石墨电极为阴极，电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H+在阴极区放电，OH-在阳极区放电，故在阴极区有大量的 OH-，滴入酚酞后，b 管中呈红色，在阳极区有大量的 H+，a 管中呈无色，C 错误； D电源 X 极为正极，则 b 管为阴极，电解硝酸银溶液时，阴极反应为 Ag+e-=Ag，D 错误； 综上所述答案为 A。 4C A.氯化铝熔融时不导电，所以电解熔融氧化铝制取金属铝，符合生产实际，故 A 不选； B.原电
22、池装置可以形成电流，所以根据原电池原理可以生成化学电源，符合生产实际，故 B 不选； C.电解饱和食盐水制取烧碱时，阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极附近生成氢氧化钠，不能得到金属钠，所以不符合生产实际，故 C 选； D.电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，所以在镀件上镀锌时，纯锌作阳极，符合生产实际，故 D 不选； 故选 C。 5D 属于原电池反应，说明符合原电池的构成条件，原电池的构成条件是：有两个活泼性不同的电极，将电极插入电解质溶液中，两电极间构成闭合回路，能自发的进行氧化还原反应，以此解答。 A铁锈可用稀盐酸洗去是因为铁锈能与 HCl 反应生成 FeCl3和水，没有形成原电池，故 A 错
23、误； B金属铝是比较活泼的金属，在空气中放置的时候能与氧气反应，表面迅速被氧化形成致密的保护膜，与原电池无关，故 B 错误； C红热的铁丝和水直接反应生成黑色的四氧化三铁和氢气，不符合原电池构成条件，故 C 错误； D加几滴 CuSO4溶液后，铁与 CuSO4反应生成单质 Cu，然后铁和铜在稀 H2SO4溶液中形成原电池，加快了铁与稀 H2SO4的反应速率，故 D 正确； 故选 D。 6D AZn 比 Cu 活泼，Zn 为原电池负极，Cu 是正极，A 项错误； B铜片上发生的反应为：2+-2H +2e =H ，铜片质量不变，B 项错误； C电流经导线从正极（铜电极）流向负极（锌电极） ，C 项
24、错误； D溶液中的氢离子在正极（铜片）得到电子而被还原为 H2，D 项正确； 答案选 D。 7C A用pH试纸测定3CH COOH溶液的pH时，试纸不可润湿，润湿后会导致3CH COOH溶液被稀释，导致测得的pH偏大，A 错误； B称量强腐蚀性试剂时需将试剂放在烧杯内称量，否则会造成托盘污染腐蚀且称量不准确，NaOH有强腐蚀性，且NaOH固体易潮解，要放在烧杯中称量，B 错误； C检验4NH可以使用氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中的OH能与4NH结合产生氨气：43 NH HOH N 2H O，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C 正确； D铁在中性或弱酸性溶液中发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中发生析氢腐蚀
25、，故在盐酸中无法验证铁的吸氧腐蚀，D 错误。 答案选 C。 8C A合金一般具有较大的硬度，青铜比纯铜硬度更大，A 项正确； B 在潮湿环境中金属更容易发生电化学腐蚀， 因此青铜器在潮湿环境中比在干燥环境中腐蚀快， B 项正确； C青铜器产生 Cu2(OH)3Cl 的过程中，铜元素由 0 价变为+2 价，被氧化，C 项错误； D合金的熔点通常低于组分金属的熔点，青铜的熔点低于纯铜，D 项正确； 故选 C。 9B A因为钠的相对原子质量较锂的大，且 r(Na+)r(Li+)，单位质量或单位体积的钠离子电池储能、放能较锂离子电池少，钠离子电池的能量密度较锂离子电池低，故 A 错误； B放电时，负极
26、失去电子，发生氧化反应，其电极反应为311662-+221122+x336623NaNi Ti Co O Na Ni Ti CO-xe =+xNao，故 B 正确； C 由图示可知， 钠离子电池充放电时依靠 Na+迁移导电， 则该隔膜为阳离子交换膜； 又因为 r(Na+)r(Li+)，则孔径应比锂离子电池隔膜的孔径大，故 C 错误； D充电时，作电解池，阳离子向阴极移动，即钠离子向阴极迁移，阴极的电势低于阳极的电势，故 D 错误； 答案为 B。 10D a 极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b 极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。 A.依据分析
27、a 极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是 2H2O- 4e-=4H+O2，故 A 正确，但不符合题意； B.电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH 值不变，故 B 正确，但不符合题意； C.有 B 的分析可知，C 正确，但不符合题意； D.电解时， 阳极的反应为： 2H2O- 4e-=4H+O2， 阴极的反应为： O2+2e-+2H+=H2O2， 总反应为： O2+2H2O=2H2O2，要消耗氧气，即是 a 极生成的氧气小于 b 极消耗的氧气，故 D 错误，符合题意； 故选：D。 11C A、碱性氢氧燃料的正极上氧气得电子
28、发生还原反应，正极电池反应式：O2+2H2O+4e-4OH-，故 A 错误； B、粗铜精炼时， 粗铜连接电源正极作阳极，纯铜连接电源负极作阴极， 阳极上电极反应式为 Cu- 2e-Cu2+，故 B 错误； C、电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气，所以阳极的电极反应式为：2Cl- 2e-=Cl2，故 C 正确； D、钢铁发生电化学腐蚀时，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则正极反应式：2H2O+O2+4e-=4OH-，故D 错误； 故选 C。 12C 根据图示，电极 A 充电时为阴极，则放电时电极 A 为负极，负极上 Cd 失电子发生氧化反应生成 Cd(OH)2，负极反应式为 Cd- 2e
29、-+2OH-=Cd(OH)2，电极 B 充电时为阳极，则放电时电极 B 为正极，正极上 NiOOH 得电子发生还原反应生成 Ni(OH)2，正极反应式为 2NiOOH+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，据此分析作答。 A断开 K2、合上 K1，为放电过程，镍镉电池能量转化形式：化学能电能，A 正确； B断开 K1、合上 K2，为充电过程，电极 A 与直流电源的负极相连，电极 A 为阴极，发生还原反应，电极反应式为 Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-，B 正确； C电极 B 发生氧化反应的电极反应式为
30、2Ni(OH)2- 2e-+2OH-=2NiOOH+2H2O，则电极 A 发生还原反应的电极反应式为 Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-， 此时为充电过程， 总反应为 Cd(OH)2+2Ni(OH)2通电Cd+2NiOOH+2H2O，溶液中 KOH 浓度减小，C 错误； D根据分析，放电时总反应为 Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2，则镍镉二次电池总反应式为Cd+2NiOOH+2H2O放电充电Cd(OH)2+2Ni(OH)2，D 正确； 答案选 C。 13A 由题意可知，乙烷燃料电池的负极为通入乙烷的电极，碱性条件下，乙烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根和水
31、，电极反应式为 C2H6+18OH14e=2CO23+12H2O，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为 O2+4e+2H2O=4OH。 A由分析可知，电池工作时，通入氧气的一极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，正极附近溶液的氢氧根离子浓度增大，溶液碱性增强，故 A 正确； B 由分析可知， 通入乙烷的电极为负极， 碱性条件下， 乙烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根和水，电极反应式为 C2H6+18OH14e=2CO23+12H2O，故 B 错误； C缺标准状况下，无法计算 5.6LO2完全反应后转移电子的物质的量，故 C
32、错误； D乙烷燃料电池工作时，不需要点燃乙烷，故 D 错误； 故选 A。 14D 该装置为电解装置，由图可知，Na+与2-4SO透过交换膜进入浓缩室，由离子移动方向可知电极 a 为阳极，电极 b 为阴极，据此分析回答。 A由图可知，阳极区 Na+通过交换膜 m 进入浓缩室，故交换膜 m 为阳离子交换膜，故 A 错误； B电极 a 为阳极，电极上 Cl-发生氧化反应生成氯气，若电极 a 改为 Cu，则 Cu 失电子生成 Cu2+，也会通过交换膜 m 进入浓缩室，故不能达到预期实验目的，故 B 错误； Cb 极为阴极，电极上 Cu2+发生还原反应生成 Cu，发生的电极反应式为：2-Cu+2e =C
33、u，故 C 错误； D若浓缩至得到 1L 0.51mol L 24Na SO溶液，则有(0.5mol/L1L- 0.1mol/L1L)=0.4mol2-4SO进入浓缩室，电路中有 0.8mol 电子通过，可析出 0.4molCu，其质量为 64g/mol0.4mol=25.6g，故 D 正确； 答案选 D。 15B 该装置为电池装置，根据放电原理，Mg 的化合价升高，Mg 电极为负极，石墨为正极，据此分析； A放电属于原电池，电流的方向是由正极经外电路流向负极，即电流由石墨经外电路流向镁极，故 A 错误； B放电时，Mg2由负极向正极迁移，根据在潮湿条件下的放电原理，正极反应式为 3CO22M
34、g22H2O4e=2MgCO3 H2OC，故 B 正确； C充电时，电池的正极接电源的正极，电池的负极接电源的负极，充电时，石墨为阳极，阳极电极反应式为 2MgCO3 H2OC4e=3CO22Mg22H2O，故 C 错误； D 根据C选项分析， 充电时， 阳极上质量减少的是2MgCO3 H2O和C， 即当阳极质量净减(2 10212)g=216g时，转移电子物质的量为 4mol，故 D 错误； 答案为 B。 16C 放电过程为原电池，NiOOH 转变为 Ni(OH)2，镍元素化合价由+3 价降到+2 价，乙为正极，电极反应式为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-，甲为负极，MH 中氢
35、元素化合价由 0 价升高到+1 价，发生氧化反应与溶液中的氢氧根离子结合成水，电极反应为 MH- e-+OH-M+H2O；充电是放电的逆过程，此时甲为阴极，发生还原反应，乙为阳极，发生氧化反应。 A. 充电时，阴极发生还原反应，电极反应为 M+H2O+eMH+OH，生成氢氧根，pH 增大，A 错误； B. 发电机工作时是充电过程，电解池原理，溶液中氢氧根离子向阳极移动，即乙电极迁移，B 错误； C. 正极得电子，发生还原反应，其电极反应式为 NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OH，C 正确； D. 放电过程的正极反应为：NiOOH+H2O+eNi(OH)2+OH，负极反应为：MH- e-+
36、OH-M+H2O，则电池总反应为：充电放电2M+Ni(OH)MH+NiOOH，D 错误；故答案为：C。 17 FeCl2(或 FeSO4) FeCl3或 Fe2(SO4)3 Fe2e-=Fe2+ 2Fe3+2e-=2Fe2+ 铁 碳 B NO3-3e-4H+=NO2H2O Cu2e-=Cu2+ (1)根据反应 Fe+2Fe3+=3Fe2+分析，在反应中，Fe 失电子，被氧化，Fe3+得电子，被还原；原电池中负极失电子发生氧化反应，Fe3+在正极上得电子被还原；外电路中的电子从负极流向正极，盐桥中的阴离子往负极移动，阳离子往正极移动，以此解答； (2)根据原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电
37、子发生还原反应，电解质一般为参与反应的离子所组成的化合物分析解答。 (1)由反应 Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，在反应中，Fe 被氧化，失电子，应为原电池的负极，Fe3+在正极上得电子被还原，C 为正极，负极电解液 X 中应含有亚铁离子，正极反应为：Fe3+e-=Fe2+，因而 Y 为含 Fe3+的电解质溶液，所以电解质 X 为：FeCl2(或 FeSO4)，电解质 Y 为：FeCl3或 Fe2(SO4)3； 负极：Fe 被氧化，失电子，电极反应为：Fe- 2e-=Fe2+，Fe3+在正极上得电子被还原，电极反应为：2Fe3+2e-=2Fe2+； 外电路电子由负极流向正极，所以外电路中电子
38、是从铁电极流向碳电极； Fe 是负极，因而向 X 中迁移的是阴离子，即为 NO3，故答案选 B； (2)由氧化还原反应 2Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 可知，Cu 发生氧化反应，作负极，其电极反应式为 Cu- 2e-=Cu2+，则负极的电解质为 Cu(NO3)2，正极应选用碳棒或其他惰性电极，其电极反应式为：2NO3+6e-+8H+=2NO+4H2O，则正极的电解质为稀 HNO3，则该装置图为。 18(1)Al (2)NO3+e-+2H+ =NO2+H2O (3)-232322CH CH OH- 12e +6CO =8COO+3H (4)减小 (5)2 【解析】
39、(1) 由Al、Mg、氢氧化钠溶液组成原电池，镁和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠能发生氧化还原反应，故其负极材料为铝； (2) 由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，铝和浓硝酸会钝化阻碍反应进行，铜和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化氮和硝酸铜，故其正极为铝，硝酸根离子在正极得到电子发生还原反应，NO3+e-+2H+ =NO2+H2O； (3) 以熔融碳酸盐为电解质，则该熔融盐电池负极的电极上乙醇失去电子发生氧化反应生成二氧化碳气体，反应式为-232322CH CH OH- 12e +6CO =8COO+3H； (4) 放电时负极上锌失去电子发生氧化反应，-2+2OZn- 2e=HZn OH，反应消耗氢
40、氧根离子，碱性变弱，则附近溶液的pH减小； (5) 放电时正极24K FeO得到发生还原反应，2-423FeO +4H O+3e =Fe OH+5OH， 故每转移6mol电子， 有 2mol物质被还原。 19 负 24K SO 2224244PbOSOZn2H OPbSOZn OH a (1)根据图示可知，Zn 失去电子变成2Zn，与溶液中的OH结合形成24Zn OH，所以 Zn 电极为负极；A区域的电解质为 KOH，B 区域的电解质为24K SO，C 区域的电解质为24H SO，故答案为：负；24K SO； (2)负极的电极反应式为24Zn2e4OHZn OH，正极的电极反应式为22442P
41、bO2e4HSOPbSO2H O，总反应的离子方程式为2224244PbOSOZn2H OPbSOZn OH，故答案为：2224244PbOSOZn2H OPbSOZn OH； (3)A 区域中，OH发生反应变为24Zn OH，为了维持溶液呈电中性，多余的K通过离子交换膜进入 B 区域，因此 a 膜为阳离子交换膜，故答案为：a。 20 离子键、共价键 H+SO42+NH4+Ba2+2OHBaSO4+NH3+2H2O FeI2 仅有 I被氧化成I2使溶液呈黄色 I、Fe2+均被氧化使溶液呈黄色 取少量变黄溶液于试管中，滴加几滴 KSCN 溶液，若变红则合理（其他合理亦可） NO3+4H+3e-N
42、O+2H2O （1） 从所给离子的种类判断， 不溶于稀硝酸的白色沉淀是硫酸钡沉淀， 使红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，则 A、B 中含有磷酸氢根离子、铵根离子，且 B 溶液呈碱性，所以 A 是硫酸氢铵，B 是氢氧化钡，A 的化学式为 NH4HSO4，化学键类型为离子键、共价键； A、B 溶液混合后加热呈中性， ，说明氢氧根离子与氢离子、氨根离子恰好完全反应，且生成硫酸钡沉淀，离子方程式为 H+SO42+NH4+Ba2+2OHBaSO4+NH3+2H2O； （2）A 的水溶液呈浅绿色，说明 A 中存在 Fe2+；B 的水溶液呈无色且其焰色反应为黄色，说明 B 中存在Na+；向 A 的水溶液中加入稀
43、盐酸无明显现象，说明 A 不与盐酸反应；再加入 B 后溶液变黄，溶液呈黄色可能有 Fe3+生成或有 I2生成。则加入 B 后混合溶液中应含有强氧化性物质，根据所给离子判断，氢离子与硝酸根离子结合成为硝酸具有强氧化性，所以 B 是 NaNO3，A 是 FeI2； 碘离子的还原性比亚铁离子的还原性强，所以与硝酸发生氧化还原反应 时碘离子先被氧化，所以溶液变黄的原因可能是有两种：.I-被氧化为 I2而使溶液变黄，离子方程式为 6I-+2H+2 NO3-=2NO+ I2+4H2O； .I、Fe2+均被氧化使溶液呈黄色，离子方程式为 2I-+4H+ Fe2+NO3-=NO+ I2+2H2O+Fe3+；
44、取少量变黄溶液于试管中，滴加几滴 KSCN 溶液，若变红则合理； 利用上述过程中溶液变黄原理，将其设计成原电池，若电子由 a 流向 b，则 b 极为正极，正极上硝酸根离子得电子产生 NO，电极反应式为 NO3+4H+3e-NO+2H2O。 21(1) +4NH+H2ONH3 H2O+H+ c(-3NO)c(+4NH)c(H+)c(OH-) (2)CH4- 8e-+10OH-=2-3CO+7H2O (3) b、d NO2 0.8 c、d、b、a 根据题目所给信息，设 Y 的原子序数为 n，则有 n- 1+n+n+1=21，n=7，所以 Y 为 N 元素，所以题目中四种元素分别是 W 是 H 元素
45、，X 是 C 元素，Y 是 N 元素，Z 是 O 元素； (1) HNO3与 NH3反应生成 NH4NO3，水溶液中4NH水解使溶液呈酸性，所以本问第一空应填“+4NH+H2ONH3 H2O+H+”；4NH水解，离子数量少于3NO，溶液呈酸性，H+数量大于 OH-，4NH只是极少量水解，所以4NH数量大于 H+，本问第二空应填“c(-3NO)c(+4NH)c(H+)c(OH-)”； (2) CH4在原电池负极失电子，在碱性条件下生成23CO，所以本问应填“CH4- 8e-+10OH-=2-3CO+7H2O”； (3) 横坐标为时间(t)的化学平衡图像中， 位于水平曲线上的点代表反应处于平衡状态
46、， 所以本问第一空应填“bd”；该反应是 2242NOgN Og， 根据图像中曲线 M 与 N 的浓度变化量大小关系， M 浓度变化量更大一些，故此曲线 M 代表 NO2的浓度关系，所以本问第二空应填“NO2”；NO2浓度值由 0.6molL- 1变为 1.0 molL- 1，浓度变化量为 0.4 molL- 1，容器容积为 2L，所以本问第三空应填“0.8mol”；容器内气体颜色深浅由 NO2浓度的大小决定，故各点对应 NO2浓度最大的应是 c 点，c 点对应 NO2浓度大于平衡时的 d 点浓度，d 点 NO2浓度又大于上一次平衡时 b 点的 NO2浓度，b 点 NO2浓度又大于未平衡的 a
47、 点的 NO2浓度，故本问第四空应填“c、d、b、a”。 22 5.6 203 (1)在反应中， 1molO2得到4mol电子， 所以转移1mol电子时消耗氧气0.25mol， 在标准状况下的体积为5.6L，故答案为：5.6； (2)设氯气为 xkg，则消耗氢氧化钠为80kg71x，原氢氧化钠质量为80kg71x+1000Kg 1%，由氢氧化钠守恒定律可知，原溶液为 1000 kg- x kg，则80kg71x+1000Kg 1%=(1000 kg- x kg) 0.3，解得 x=203kg，故答案为：203。 23 0.2 CuCO3或 CuO 2CO- 4e-+2CO23=4CO2 4OH
48、- 4e-=2H2O+O2 0.1 1.28 (1)若要恢复到电解前的浓度和 pH，须向所得的溶液中加入 0.1molCu(OH)2，则根据元素守恒可知电离时产生 0.1molCu、0.1molH2、0.1molO2，所以共产生 0.2mol 气体； 加入 0.1molH2O 后， 则还差 0.1molCu 和 0.1molO， 所以还可以再加入 0.1mol CuCO3(可以与电离产生的氢离子反应生成 0.1molCO2)或 CuO； (2)该电池的原料为 CO、O2，则总反应应为 2CO+O2=2CO2，所通入 CO 的一极为负极，CO 被氧化结合碳酸根生成 CO2，电极反应为 2CO-
49、4e-+2CO23=4CO2，气体 A 应为 CO2，通入 O2的一极为正极，O2发生还原反应生成 CO23； (3)石墨电极与原电池的正极相连，为阳极，铁电极与原电池的负极相连，为阴极；电解 NaCl 与 CuSO4的混合溶液时，开始时阳极反应为 2Cl- 2e-=Cl2，氯离子反应完后电极反应为 4OH- 4e-=O2+2H2O，开始时阴极反应为 Cu2+2e-=Cu，铜离子反应完后电极反应为 2H+2e-=H2，所以曲线为阳极气体，0t1段为氯气，t1t3段为氧气；曲线为阴极气体，0t2段阴极生成 Cu，t2t3段为氢气； 根据上述分析 t1后，石墨电极上的电极反应式为 4OH- 4e-
50、=2H2O+O2；阳极产生的氯气的标况下体积为224mL，物质的量为- 10.224L22.4L mol=0.01mol，根据元素守恒可知溶液中含有 0.02molNaCl，浓度为0.02mol0.2L=0.1mol/L； 标况下 336mL 氧气的物质的量为- 10.336L22.4L mol=0.015mol， 则转移 0.06mol 电子； 而据图可知阴极上生成 Cu时，阴极产生 224mL 氯气，112mL 氧气，转移的电子为- 1- 10.224L0.112L2+422.4L mol22.4L mol=0.04mol 电子，所以转移 0.06mol 电子时铜离子已经完全反应，产生的铜
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