全书综合测评-2022版化学必修第二册人教版（2019） 同步练习 （Word含解析）

这是一份全书综合测评-2022版化学必修第二册人教版（2019） 同步练习 （Word含解析），共18页。

全书综合测评
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2021江苏宿迁高一期末)在第七十五届联合国大会一般性辩论上,我国向国际社会作出“碳达峰、碳中和”的郑重承诺,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施将二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和,树立了大国形象,彰显了大国担当。下列做法不正确的是 (　　)
A.大力发展电动汽车、氢燃料电池汽车等新能源汽车
B.大力支持风电、光伏发电、生物质发电等行业健康有序发展
C.一定条件下,将CO2转化为CH3OH,实现CO2的资源化利用
D.鼓励农村居民燃烧农作物秸秆用于做饭、冬季取暖
2.(2021福建福州高一期中)下列关于氮及其化合物的叙述错误的是 (　　)
A.液氨可用作制冷剂
B.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入KNO3固体,铜粉仍不溶解
C.尿素不论从“含氮量”还是“稳定性”上看,都是目前优质的氮肥
D.为防止粮食、水果等食品腐烂,常用氮气作保护气
3.(2021福建泉州高一期末)沼气在我国部分农村地区有广泛的应用。一定条件下,动植物废弃物(秸秆、杂草、人畜粪便等)在沼气池经隔绝空气发酵可产生沼气(如图所示)。下列说法错误的是 (　　)

A.秸秆、杂草的主要成分为纤维素
B.人畜粪便中含有脂肪和蛋白质等
C.脂肪、蛋白质和纤维素都属于高分子化合物
D.严禁在窖井口和化粪池附近燃放烟花爆竹
4.从古至今化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是 (　　)
A.我国已能利用3D打印技术,以钛合金粉末为原料,通过激光熔化逐层堆积,来制造飞机钛合金结构件,高温时可用金属钠还原相应的氯化物来制取金属钛
B.有人称“一带一路”是“现代丝绸之路”,丝绸的主要成分是纤维素
C.我国从四千余年前开始用谷物酿造酒和醋,酿造过程中只发生水解反应
D.汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为石灰石
5.(2021山东济宁高一期中)如表所示有关物质检验的实验结论正确的是 (　　)


选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有SO42-
B
向某溶液中加入盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
该溶液中一定含有CO32-
C
向某溶液中加入浓NaOH溶液并加热,生成的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝
该溶液中一定含有NH4+
D
将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色
该气体一定是SO2
6.(2021天津部分区高一期中)已知化学反应H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)的能量变化曲线如图所示,下列叙述中正确的是 (　　)

A.该反应属于吸热反应
B.该反应过程中只断裂了H—H键和Cl—Cl键,其他化学键无变化
C.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D.以上描述说明化学反应必然伴随能量变化
7.(2021河北邢台高一月考)几位同学用相同大小的铜片和锌片作为电极研究水果电池,得到的实验数据如下表所示,下列说法不正确的是 (　　)


实验编号
水果种类
电极间距离/cm
电流大小/μA
①
柠檬
1
75.8
②
柠檬
2
60.5
③
苹果
2
7.2
A.该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响
B.能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是②和③
C.水果电池中,锌片作负极,电极反应式为Zn+2e- Zn2+
D.其他条件相同时,改变电极插入水果的深度可能影响水果电池电流大小
8.(2021浙江温州高一期末)T ℃时,在恒容的密闭容器中通入一定量的NO和CO,发生反应:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g);测得NO和CO的浓度如下表:
时间/s
0
2
4
6
c/mol·L-1
NO
1.00
0.25
0.10
0.10
CO
3.60
2.85
2.70
2.70
下列说法中,正确的是 (　　)
A.0~2 s内,用NO表示的平均速率为0.125 mol·L-1·s-1
B.若使用催化剂,2 s时的c(NO)将大于0.25 mol·L-1
C.若升高温度,反应达到平衡的时间将缩短
D.4 s时,反应恰好达到该条件下的最大限度
9.(2021河北唐山高一期末)在体积不变的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。下列表述中不能说明反应已达到平衡状态的是 (　　)
A.混合气体的密度不再改变
B.混合气体的压强不再改变
C.3v正(N2)=v逆(H2)
D.氨气的物质的量浓度不再改变
10.阿司匹林又名乙酰水杨酸(结构如图所示),推断它不具有的性质是 (　　)

A.可以和NaOH溶液反应
B.能和新制Cu(OH)2反应
C.能和金属钠反应
D.能和乙酸发生酯化反应

二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2021河南洛阳高一期末)某地区已探明蕴藏着丰富的赤铁矿(主要成分为Fe2O3,还含有SiO2等杂质)、煤、石灰石和黏土。现拟在该地区建设大型炼铁厂,随着铁矿的开发和炼铁厂的建立,需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等,形成一定规模的工业体系。下列说法错误的是 (　　)

A.甲、乙、丙、丁相应工厂的名称依次为焦化厂、发电厂、炼铁厂、水泥厂
B.以赤铁矿为原料,高炉炼铁过程中得到生铁的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
C.利用生石灰吸收燃煤产生的酸性气体SO2,可以减少酸雨的形成
D.炼铁厂的炉渣可作为水泥厂的原料
12.科学家用如图电化学装置实现人工光合作用。下列说法错误的是 (　　)

A.利用该装置可使CO2和H2O转化为有机物和O2
B.电池工作时,H+向GaN电极移动
C.GaN电极的电极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+
D.该反应中每转化1 mol CO2转移4 mol e-
13.(2021河南郑州高一期末)以丙酸为原料,经过下列反应可制取一种补铁剂:
CH3CH2COOH CH3CHClCOOH
下列说法正确的是 (　　)
A.生成1 mol CH3CHClCOOH需要0.5 mol Cl2
B.1 mol乳酸最多消耗1 mol NaOH
C.试剂a可以是Fe2O3
D.乳酸分子满足通式Cn(H2O)m,乳酸属于糖类
14.不同条件下,用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是 (　　)

A.Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.由②和③可知,pH越大,Fe2+被氧化的速率越快
C.由①和③可知,温度越高,Fe2+被氧化的速率越快
D.氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O
15.工业上可以用CO2来生产甲醇燃料。在体积为2 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。 测得CH3OH和CO2的物质的量随时间变化如图所示。下列叙述正确的是 (　　)

A.达到平衡时,H2转化了75%
B.3 min时,CH3OH和CO2的浓度相等,达到了化学平衡状态
C.反应进行到10 min时,CO2的正、逆反应速率相等,反应停止
D.反应开始到10 min,用CO2表示的反应速率为0.037 5 mol·L-1·min-1

三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了一系列实验。在反应过程中会发生一些副反应,生成不溶于水的CuS、Cu2S。

(1)出于安全和绿色化学考虑,在制取硫酸铜时,可选用的物质是　　　　(填字母)。 
a.Cu　　b.CuO c.CuS　　d.CuSO4·Cu(OH)2·H2O
(2)装置a的作用是　　　　。反应过程中,因为浓硫酸的吸水作用,烧瓶中出现白色固体物质,如何简便检验反应后圆底烧瓶里有Cu2+存在?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)在实际反应中,由于条件控制不好,容易产生CuS和Cu2S固体:2CuS Cu2S+S。根据以上信息,说明铜与浓硫酸反应需要控制哪些条件?　　　　　　　　　　　　　　。 
17.(12分)(2020北京延庆高一下期末)有A、B、C、D四种有机物,A、B属于烃类物质,C、D都是烃的衍生物。A是含氢质量分数最大的有机物,分子结构为正四面体;B的球棍模型为;C的相对分子质量为46,能与Na反应,但不能与NaOH溶液反应;D的空间填充模型为,向该物质的水溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变红色。请回答下列问题:
(1)A的电子式是　　　　,C中官能团的名称是　　　　。 
(2)B的结构简式是　　　　,该物质发生加聚反应的化学方程式为　　　　　　　　　。 
(3)已知B可以发生如下转化过程:
B C CH3CHO
完成转化①、②反应的化学方程式:①　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　。 
18.(12分)(2021陕西西安高一期末)按要求回答下列问题。
(1)粽子由糯米等制作而成,糯米中的淀粉是否水解完全,可用　　　　来检验。 
(2)与甲烷互为同系物,且含有10个碳原子的有机物的分子式为　　　　。 
(3)海洋资源的利用具有广阔前景。
①海水淡化的方法有　　　　(填一种)。 
②下图是从海水中提取镁的简单流程:

工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是　　　　　,Mg(OH)2转化为MgCl2的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)如图所示是某同学设计的几种装置,其中能构成原电池的是　　　　(填序号)。 


19.(14分)为了探究原电池的工作原理,某化学学习小组设计了一组实验,其装置如图:


(1)甲、乙、丙装置中电极上发生还原反应的粒子分别是:甲　　　　,乙　　　　,丙　　　　(填离子或分子的化学式)。 
(2)丙装置中负极反应式为　　　　　　　　　　　　　　,丁装置中负极反应式为　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)电池的放电过程中,甲装置中溶液质量　　　　(填“增加”或“减少”);丁装置中溶液碱性　　　　(填“增强”或“减弱”)。 
(4)当甲装置导线中转移0.3 mol电子时,正极生成气体　　　　L(标准状况下);假设开始时乙装置中两电极质量相等,导线中转移0.3 mol电子时,两电极质量相差　　　　g。 
20.(12分)(2021北京大兴高一期末)某化学小组用10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液测定该反应的化学反应速率,并通过测定c(Cl-)随时间变化的情况,探究影响化学反应速率的因素,实验数据如图所示。
已知:ClO3-+3HSO3- Cl-+3SO42-+3H+


(1)该反应在0~4 min内的化学反应速率v(Cl-)　　　　mol·L-1·min-1。 
(2)该小组同学仔细分析实验数据后,发现该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小。
ⅰ.探究化学反应速率增大的影响因素
方案
假设
实验操作
Ⅰ
该反应放热,使溶液温度升高,化学反应速率加快
向烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液,　　　 
Ⅱ
反应生成的Cl-对反应有催化作用,化学反应速率加快
取10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液于烧杯中,先加入少量　　　　固体,再加入10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液 
Ⅲ
反应后溶液酸性增强,化学反应速率加快
分别向2只烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1 KClO3溶液;烧杯①中加入1 mL水;烧杯②中加入1 mL 0.2 mol·L-1盐酸。再分别向烧杯中加入10 mL 0.3 mol·L-1 NaHSO3溶液
①补全方案Ⅰ中的实验操作:　　　　　　　　　。 
②方案Ⅱ中加入的物质是　　　　(填化学式)。 
③在方案Ⅰ的假设不成立的情况下,从变量控制的角度思考,该小组同学认为方案Ⅲ中实验操作设计不严谨,应将1 mL水改为　　　　　　　　　。 
④除方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的假设外,请再提出一个可能使化学反应速率增大的假设:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
ⅱ.反应后期,化学反应速率减小的主要原因是　　　　　　　　 
　　　　　　　　　。 
答案全解全析
1.D　新能源汽车有利于减少化石燃料的燃烧,A正确;风电、光伏发电、生物质发电有利于减少化石燃料的燃烧,B正确;一定条件下,将CO2转化为CH3OH,实现CO2的资源化利用,可以缓解温室效应,C正确;燃烧农作物秸秆会产生大量烟尘,不利于保护环境,D错误。
2.B　硝酸根离子在酸性溶液中具有强氧化性,可与金属铜发生反应,则在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入KNO3固体,铜粉溶解,B错误。
3.C　秸秆、杂草的主要成分为纤维素,A正确;人畜粪便中含有未完全代谢的脂肪和蛋白质等,B正确;脂肪不属于高分子化合物,C错误;沼气中含甲烷等可燃性气体,与氧气混合在一起点燃可能发生爆炸,D正确。
4.A　高温时,金属钠可还原相应的氯化物来制取金属钛,A项正确;丝绸的主要成分为蛋白质,B项错误;谷物中的淀粉在酿造中发生水解反应只能得到葡萄糖,葡萄糖要在酒化酶作用下分解,得到乙醇和二氧化碳,乙醇被空气中的氧气氧化生成乙酸,C项错误;瓷器的制造原料主要为黏土,而不是石灰石,D项错误。
5.C　向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,该溶液中不一定含有SO42-,可能含有Ag+,A错误;向某溶液中加入盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,该溶液中可能含有CO32-,也可能含有SO32-等,B错误;向某溶液中加入浓NaOH溶液并加热,生成的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明是生成了氨气,则溶液中含有NH4+,C正确;将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,该气体不一定是SO2,也可能是Cl2等,D错误。
6.D　由题图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,A错误;该反应过程中断裂了H—H键和Cl—Cl键,还形成了H—Cl键,B错误;化学反应中能量变化的大小与物质的质量和聚集状态均有关,C错误;化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,一定伴随着能量变化,D正确。
7.C　实验①和②使用的都是柠檬,电极间距离不同,电流大小不同,实验②和③电极间距离相同,水果种类不同,电流大小也不同,所以该实验的目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流大小的影响,A、B正确;锌比铜活泼,锌作负极,电极反应式为Zn-2e- Zn2+,C错误;其他条件相同时,改变电极插入水果的深度,改变了电极和电解质溶液的接触面积,可能影响水果电池电流大小,D正确。
8.C　0~2 s内,用NO表示的平均速率为1mol·L-1-0.25 mol·L-12 s=0.375 mol·L-1·s-1,A错误;使用催化剂,反应速率加快,NO为反应物,则2 s时的c(NO)将小于0.25 mol·L-1,B错误;升高温度,反应速率加快,则反应达到平衡的时间将缩短,C正确;由表中数据知,4 s时反应物的浓度不再改变,达到了平衡状态,则反应达到该条件下的最大限度,但不能说明恰好此刻达到,D错误。
9.A　由于反应物和生成物都是气体,在体积不变的密闭容器中,混合气体的密度一直都是不变的,则混合气体的密度不再改变不能说明反应已达到平衡状态,A符合题意;该反应是气体分子数减小的反应,混合气体的压强不再改变能说明反应已达到平衡状态,B不符合题意;由3v正(N2)=v正(H2)=v逆(H2)可知,氢气的正、逆反应速率相等,则说明该反应达到平衡状态,C不符合题意;在体积不变的密闭容器中,氨气的物质的量浓度不再改变,意味着反应达到最大限度,即达到平衡状态,D不符合题意。
10.D　分子中含有酯基和羧基,都可以与NaOH溶液反应,羧基还可以和Cu(OH)2反应,也可以和金属钠反应,因为分子中不含醇羟基,不能和乙酸发生酯化反应,故选D。
11.A　煤炭可用于发电、制取焦炭,甲为乙、丙、丁提供能量或产物,故甲是发电厂、乙是焦化厂,焦化厂的焦炭用于炼铁,丙是炼铁厂,炼铁厂的炉渣可作为水泥厂的原料,丁是水泥厂,A错误;以赤铁矿为原料,高炉炼铁过程是用CO还原氧化铁得到生铁,B正确;生石灰和SO2反应生成亚硫酸钙,生石灰吸收燃煤产生的酸性气体SO2,可以减少酸雨的形成,C正确;炼铁厂的炉渣可作为水泥厂的原料,D正确。
12.BD　由题图可知,反应物是H2O和CO2,生成物是CH4和O2,A正确;由题图可知,电子由GaN电极经外电路转移至Cu电极,则GaN电极为负极,Cu电极为正极,电解质溶液中H+应由GaN电极移向Cu电极,B项错误;GaN电极为负极,发生氧化反应,电极反应式为2H2O-4e-
O2↑+4H+,C正确;由反应物CO2到生成物CH4,C元素的化合价由+4价降到-4价,所以1 mol CO2发生转化,转移电子应是8 mol,D错误。
13.B　根据流程可知Ⅰ中发生取代反应,生成1 mol CH3CHClCOOH需消耗1 mol丙酸和1 mol氯气,A错误;1 mol乳酸中含有1 mol羧基,故1 mol乳酸最多消耗1 mol NaOH,B正确;由流程可知生成的是乳酸亚铁,故试剂a不可以是Fe2O3,C错误;乳酸分子式为C3H6O3,满足通式Cn(H2O)m,但乳酸不属于糖类,D错误。
14.B　由题图可知,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大,A正确;由②和③可知,当温度相同、pH不同时,pH越大,Fe2+的氧化速率越小,B错误;由①和③可知,当pH相同、温度不同时,温度越高,Fe2+的氧化速率越大,C正确;在酸性条件下,Fe2+和氧气、氢离子反应生成Fe3+和H2O,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O,D正确。
15.AD　由题图可知,达到平衡时,生成甲醇的物质的量是0.75 mol,根据反应的化学方程式,可知消耗了氢气2.25 mol,则H2转化了75%,A正确;3 min后,CH3OH的物质的量还在增加,CO2的物质的量还在减少,则3 min时,反应没有达到平衡状态,B错误;反应进行到10 min时,CH3OH和CO2的物质的量不再发生变化,反应达到平衡状态,则CO2的正、逆反应速率相等但不等于零,反应没有停止,C错误;反应开始到10 min,CO2减少了0.75 mol,则用CO2表示的反应速率为0.752×10 mol·L-1·min-1=0.037 5 mol·L-1·min-1,D正确。
16.答案　(1)bd　(2)防倒吸　将反应后的溶液沿烧杯壁缓缓倒入水中,若溶液变蓝,则有Cu2+存在　(3)温度不宜过高,时间不宜过长
解析　(1)Cu、CuS与浓硫酸反应都会生成污染物二氧化硫,不符合绿色化学理念;CuO、CuSO4·Cu(OH)2·H2O与硫酸反应生成硫酸铜和水,符合绿色化学理念。(2)二氧化硫易与氢氧化钠溶液反应,直接吸收会发生倒吸现象,使用装置a可防止倒吸;检验反应后圆底烧瓶里有Cu2+存在的方法为将反应后的溶液沿烧杯壁缓缓倒入水中,若溶液变蓝,则有Cu2+存在。(3)根据分析可知,若温度过高、时间过长,则易发生副反应,故铜与浓硫酸反应温度不宜过高,反应时间不宜过长。
17.答案　(1)H:C··HH··:H　羟基　(2)CH2CH2　nCH2CH2?CH2—CH2?　(3)CH2CH2+H2OCH3CH2OH　2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
解析　由A是含氢质量分数最大的有机物,分子结构为正四面体可知,A为甲烷;由B的球棍模型为可知,B为乙烯;由C的相对分子质量为46,能与Na反应,但不能与NaOH溶液反应可知,C为乙醇;由D的空间填充模型为,向该物质的水溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变红色可知,D为乙酸。(1)A为甲烷,甲烷为共价化合物,电子式为H:C··HH··:H;C为乙醇,结构简式为CH3CH2OH,故官能团为羟基。(2)B为乙烯,结构简式为CH2CH2,一定条件下,乙烯能发生加聚反应生成聚乙烯,反应的化学方程式为nCH2CH2?CH2—CH2?。(3)转化①为在催化剂作用下,乙烯与水共热发生加成反应生成乙醇,反应的化学方程式为CH2CH2+H2OCH3CH2OH,转化②为在铜或银作用下,乙醇与氧气发生催化氧化反应生成乙醛,反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
18.答案　(1)碘水　
(2)C10H22　
(3)①蒸馏法或电渗析法或离子交换法(写一种即可)
②石灰乳　Mg(OH)2+2H+ Mg2++2H2O
(4)③⑥
解析　(1)粽子由糯米等制作而成,糯米中的主要成分是淀粉,淀粉完全水解变为葡萄糖,可根据淀粉遇碘水变为蓝色进行检验。
(2)与甲烷互为同系物,则其分子式符合CnH2n+2,若分子中含有10个碳原子,则该有机物的分子式为C10H22。
(3)①海水淡化的方法有蒸馏法、离子交换法、电渗析法等;②从海水中提取镁,首先是向一定量的海水中加入石灰乳,MgCl2与Ca(OH)2发生复分解反应产生Mg(OH)2沉淀,将其过滤出来,洗涤干净,然后用稀盐酸溶解,得到MgCl2溶液,将溶液蒸发、浓缩,然后在HCl的气氛中加热MgCl2溶液得到无水MgCl2,再电解无水MgCl2产生Mg、Cl2。
(4)①没有形成闭合回路,因此不能构成原电池;②两个电极材料都是Cu,不能与稀硫酸反应,因此不能形成原电池;③具备原电池形成的条件,构成了原电池;④两个电极活动性都比较弱,都不能与稀硫酸发生反应,因此不能形成原电池;⑤蔗糖是非电解质,其溶液不能导电,因此不能形成原电池;⑥具备原电池形成的条件,构成了原电池。
19.答案　(1)H+　Cu2+　H2O　
(2)Al-3e-+4OH- AlO2-+2H2O　CH4+10OH--8e- CO32-+7H2O　
(3)增加　减弱　
(4)3.36　18
解析　(1)原电池中正极上发生还原反应。甲装置中总反应为镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,Mg为负极,Al为正极,正极上氢离子得电子生成氢气;乙装置中总反应为铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,Fe为负极,Pt为正极,正极上铜离子得电子生成铜单质;丙装置中总反应为铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,Al为负极,Mg为正极,正极上水得电子生成氢气。(2)丙装置中Al为负极,Mg为正极,负极上Al失去电子生成AlO2-,负极反应式为Al-3e-+4OH- AlO2-+2H2O;丁装置中石墨电极为正极,铂电极为负极,碱性条件下,甲烷在负极失去电子生成碳酸钾,电极反应式为CH4+10OH--8e- CO32-+7H2O。(3)甲装置中总反应的化学方程式为Mg+H2SO4 H2↑+MgSO4,则溶解24 g Mg时生成2 g H2,溶液质量增大;丁装置中甲烷与氧气、KOH反应生成碳酸钾和水,溶液碱性减弱。(4)甲装置中Mg为负极,Al为正极,正极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为2H++2e- H2↑,则n(H2)=12n(e-)=0.15 mol,标准状况下H2的体积为0.15 mol×22.4 L·mol-1=3.36 L;乙装置中Fe为负极,发生的反应为Fe-2e- Fe2+,Pt为正极,发生的反应为Cu2++2e- Cu,则转移2 mol电子时两极质量差为64 g+56 g=120 g,所以导线中转移0.3 mol电子时,两电极质量相差120 g2mol×0.3 mol=18 g。
20.答案　(1)2.5×10-3
(2)ⅰ.①插入温度计　②KCl或NaCl　③1 mL 0.2 mol·L-1 NaCl溶液　④生成的硫酸根离子加快了化学反应速率
ⅱ.反应后期由于反应物浓度减小,因此化学反应速率减小
解析　(1)根据实验数据可知,该反应在0~4 min内生成氯离子的浓度是0.010 mol·L-1,所以0~4 min内的平均反应速率v(Cl-)=0.010mol·L-14min=2.5×10-3 mol·L-1·min-1。
(2)ⅰ.①由于是假设该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快,因此需要测量反应过程中溶液温度的变化,则方案Ⅰ中的实验操作为插入温度计;②方案Ⅱ探究反应产物Cl-对反应有催化作用,所以方案Ⅱ中应加入Cl-,可加入的物质是KCl或NaCl;③为防止氯离子对实验的干扰,则需要改进的措施是将1 mL水改为1 mL 0.2 mol·L-1 NaCl溶液;④由于反应中还有硫酸根离子生成,则除方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的假设外,还可以提出的假设是生成的硫酸根离子加快了化学反应速率。ⅱ.反应后期由于反应物浓度减小,因此化学反应速率减小。