四川省成都市西北中学2021-2022学年高二下学期3月月考化学试题含解析

这是一份四川省成都市西北中学2021-2022学年高二下学期3月月考化学试题含解析，共23页。试卷主要包含了单选题，元素或物质推断题，原理综合题，填空题等内容，欢迎下载使用。
四川省成都市西北中学2021-2022学年高二下学期3月月考化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．下列说法正确的是(　　)
A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
D．各能层含有的能级数为n(n为能层序数)
【答案】D
【详解】A、同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小增大，选项A不正确；
B、同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相同，都是3个，选项B不正确；
C、能量低的电子在离核近的区域运动，能量高的电子在离核远的区域运动，选项C不正确；
D、各能层含有的能级数与其能层数相等为n（n代表能层序数），即第n能层含有n个能级，如第一能层能级数为1，1s，选项D正确。
答案选D。
2．下列表达式错误的是（    ）
A．甲烷的电子式：
B．氮原子的L层电子轨道表示式:
C．硫离子的核外电子排布式： ls22s22p63s23p4
D．碳—12原子：126C
【答案】C
【详解】A.甲烷中存在4对共用电子对，则甲烷的电子式为，故A正确；
B. 氮原子的L层电子有5个电子，2p电子优先单独占据1个轨道，则氮原子的L层电子的电子排布图，故B正确；
C. 硫离子的核外电子数为18，其硫离子的核外电子排布式ls22s22p63s23p6，故C错误；
D. 碳−12原子的质子数为6，质量数为12，则该原子为 ，故D正确；
故答案选：C。
3．有A、B、C、D、E五种金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡；
④B、D相连后，同时浸入稀硫酸中，D极发生氧化反应
⑤用惰性电极电解含B离子、E离子的溶液，E先析出。
据此，判断五种金属的活动性顺序是
A．B>D>C>A>E B．C>A>B>D>E C．A>C>D>B>E D．A>B>C>D>E
【答案】C
【详解】由题意可知：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A极为负极，所以活泼性：A＞B；
②原电池中，电流从正极流经外电路流向负极，C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C，则活泼性：C＞D；
③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡，说明C极是正极，所以金属活泼性：A＞C；
④B、D相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应，说明D极是负极，所以金属活泼性：D＞B；
⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，则金属活泼性：B＞E；
综上可知金属活泼性顺序是：A＞C＞D＞B＞E，故答案为C。
【点睛】原电池正负极的判断方法：①根据电极材料的活泼性判断：负极：活泼性相对强的一极；正极：活泼性相对弱的一极；②根据电子流向或电流的流向判断：负极：电子流出或电流流入的一极；正极：电子流入或电流流出的一极；③根据溶液中离子移动的方向判断：负极：阴离子移向的一极；正极：阳离子移向的一极；④根据两极的反应类型判断：负极：发生氧化反应的一极；正极：发生还原反应的一极；⑤根据电极反应的现象判断：负极：溶解或减轻的一极；正极：增重或放出气泡的一极。
4．下列叙述正确的是
A．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 mol NaOH
B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2
C．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应
D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
【答案】A
【详解】A. 用惰性电极电解饱和NaCl溶液，阴极的电极反应式为：2H2O + 2e- = H2+ 2OH-，则转移1mol电子生成1mol NaOH，故A项正确；
B. 用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴极和阳极分别产生H2、O2，根据电子守恒可知，H2、O2物质的量之比为2:1，故B项错误；
C. 原电池的负极和电解池的阳极均发生失电子的氧化反应，故C项错误；
D. 镀层破损后，锡铁、锌铁均形成原电池，金属活动性顺序大小为Zn > Fe > Sn，因此锌铁原电池中铁作正极被保护，锡铁原电池中铁作负极被氧化，加速了腐蚀。因此镀层破损后，镀锌铁板比镀锡铁板更耐腐蚀，故D项错误；
故答案选A。
5．下列事实解释准确的是
A．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为Fe-2e- =Fe2＋
B．轮船的船壳吃水线以下常装有一些锌块，这是利用了外加电流的阴极保护法
C．用石墨电极电解CuCl2溶液，阳极上发生的反应：2Cl-－2e- =Cl2↑
D．铅蓄电池的正极反应为PbO2＋4H＋＋2e-=Pb2＋＋2H2O
【答案】C
【详解】A．糕点包装中还原性铁粉、氯化钠、炭粉等构成原电池，发生吸氧腐蚀，脱氧过程中铁作负极，失电子生成Fe2+，电极反应式为Fe-2e- =Fe2＋，A不正确；
B．轮船的船壳吃水线以下常装有一些锌块，利用原电池原理，对轮船外壳的铁进行保护，这是利用了牺牲阳极的阴极保护法，B不正确；
C．用石墨电极电解CuCl2溶液，阳极上Cl-失电子生成Cl2，发生氧化反应，电极反应式为：2Cl-－2e- =Cl2↑，C正确；
D．铅蓄电池的正极，PbO2得电子产物与电解质反应，生成PbSO4等，电极反应式为PbO2＋4H＋＋2e-+=PbSO4＋2H2O，D不正确；
故选C。
6．用阳极ⅹ和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一项是
选项
X
Y
Z
W
A
C



B



溶液
C
C
C


D



晶体
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A．电解溶液时，总反应式为，显然加不能使溶液恢复到电解前的状态，应通入适量气体，选项A不符合题意；
B．电解溶液时，通电一段时间后溶液中溶质为，需要加入氧化铜或碳酸铜恢复到电解前状态，加溶液不能使溶液恢复到电解前的状态，选项B不符合题意；
C．电解溶液的实质是电解水，再加入适量水，可使溶液恢复到电解前的状态，选项C符合题意；
D．作阳极、作阴极电解溶液，实质是向上镀,溶液浓度不变，不需加晶体，选项D不符合题意。
答案选C。
7．下列实验操作能实现或成功的是




A．用标准液滴定待测液
B．转移溶液
C．制得金属锰
D．电解精炼铜

A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A．NaOH是强碱，不能放在酸式滴定管内，A不正确；
B．使用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液，转移溶液时应使用玻璃棒引流，B不正确；
C．利用铝热反应制取金属锰时，用镁条与氯酸钾作用产生高温环境，让铝与二氧化锰发生置换反应，从而制得锰，C正确；
D．用电解法精炼铜时，粗铜应作阳极，纯铜作阴极，D不正确；
故选C。
8．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是

A．装置A电极发生的反应：2Cl-－2e-=Cl2↑
B．B处出口的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过
C．装置中发生的反应的离子方程式2Cl﹣+2H+ Cl2↑+H2↑
D．该装置是将电能转化为化学能
【答案】C
【分析】从装置图中可以看出，A电极连接电源的正极，则A电极为阳极；B电极连接电源的负极，则B电极为阴极。
【详解】A．装置中A电极为阳极，Cl-失电子生成Cl2，发生的反应为：2Cl-－2e-=Cl2↑，A正确；
B．在B电极，H2O得电子生成H2和OH-，所以B处出口的物质是氢气，在溶液中，Na+从阳极移向阴极，所以该离子交换膜只能让阳离子通过，B正确；
C．装置中，阴极得电子物质H+来自弱电解质水的电离，所以发生反应的离子方程式为2Cl﹣+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-，C不正确；
D．该装置利用外接直流电源发生电解反应，将电能转化为化学能，D正确；
故选C。
9．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为

A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥
C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥
【答案】C
【详解】由装置图可知，②③④是原电池，装置②④中铁为负极，且两个电极金属活泼性相差越大，负极金属腐蚀的速度越快，因此④>②，装置③中铁作正极，被保护，所以④>②>③，装置⑤⑥是电解池，⑤中铁作阳极，⑥中铁作阴极，阳极金属腐蚀速度快，阴极被保护，因此⑤>⑥，又因电解池引起的腐蚀速度>原电池引起的腐蚀速度>化学腐蚀速度>有防护措施的腐蚀速度，因此可得铁被腐蚀的速度大小关系为：⑤④②①③⑥，答案选C。
10．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。观察：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是（    ）

A．生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应
B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀
C．墨水回升时，碳极反应式为：O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH-
D．具支试管中溶液pH逐渐减小
【答案】C
【分析】生铁皮含C和Fe，pH=4的雨水有酸性，发生析氢腐蚀，雨水呈中性或者弱碱性发生吸氧腐蚀。
【详解】A. C作原电池的正极（阴极），碳上发生还原反应，但碳不参与反应，A错误；
B. 导管内液面下降，发生析氢腐蚀，导管内液面上升，发生吸氧腐蚀，B错误；
C. 墨水回升时，发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀的正极反应为：O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH-，C正确；
D. 析氢腐蚀消耗H+，吸氧腐蚀产生OH-，具支试管中溶液pH逐渐增大，D错误；
答案选C。
11．用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl－、Br－、Na＋、Mg2＋)的装置如图所示(a、b为石墨电极)。下列说法中正确的是

A．电池工作时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．电解时，a电极周围首先放电的是Cl－，而不是Br－
C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
D．忽略能量损耗，当电池中消耗0.02 g H2时，b极周围会产生0.02 g H2
【答案】D
【详解】A．酸性介质中，氢氧燃料电池中阳极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4H++4e﹣＝2H2O，A错误；
B．还原性强的离子在阳极先放电，还原性：Br﹣＞Cl﹣，所以电解时，a电极周围首先放电的是Br﹣而不是Cl﹣，B错误；
C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极，阳极→外电路→正极，电子不能通过溶液传递，C错误；
D．根据转移电子相等知，当电池中消耗0.02g H2时，b 极周围会产生0.02g H2，D正确；
故选D。
12．科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4，下列说法不正确的是

A．Cu表面的反应是：CO2＋8e-＋6H2O=CH4＋8OH-
B．GaN表面发生氧化反应：2H2O-4e-=O2↑＋4H＋
C．H＋透过质子交换膜从左向右迁移
D．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
【答案】A
【分析】图中信息显示，左侧GaN电极产生电子，电子沿导线流入右侧Cu电极，则左侧GaN电极为负极，右侧Cu电极为正极。
【详解】A．电解质呈酸性，Cu电极为正极，则Cu表面的反应是：CO2＋8e-＋8H+=CH4＋2H2O，A不正确；
B．GaN电极为负极，H2O失电子生成O2和H+，发生氧化反应，电极反应式为：2H2O-4e- =O2↑＋4H＋，B正确；
C．在原电池中，阳离子向正极移动，则H＋透过质子交换膜从左向右迁移，C正确；
D．该装置是利用太阳光产生的能量，让化学反应发生，所以该过程是将太阳能转化为化学能的过程，D正确；
故选A。
13．据文献报道，一种新型的微生物脱盐电池的装置如图所示，关于该电池装置说法正确的是

A．该装置可以在高温下工作 B．X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜
C．该装置工作时，电能转化为化学能 D．负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
【答案】D
【分析】由题意和图片装置可知，微生物脱盐池的装置是将废水中有机物CH3COO-的化学能转化为电能的装置，即为原电池，由图正极通O2，负极为有机废水CH3COO-，则为正极发生还原反应，负极发生氧化反应，负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-═2CO2↑+7H+，原电池内电路中：阳离子通过阳离子交换膜Y移向正极、阴离子通过阴离子交换膜X移向负极，从而使海水中NaCl含量减少形成淡水，达到脱盐目的，据此分析。
【详解】A．高温能使微生物蛋白质凝固变性，导致电池工作失效，所以该装置不能在高温下工作，故A不符合题意；
B．原电池内电路中：阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y为阳离子交换膜、X为阴离子交换膜，故B不符合题意；
C．该装置工作时为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故C不符合题意；
D．由图片可知，负极为有机废水CH3COO-的一极，发生失电子的氧化反应，电极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+，故D符合题意；
答案选D。
14．电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。

已知:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O
下列说法不正确的是
A．右侧发生的电极方程式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3-
C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O=KIO3+3H2↑
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
【答案】D
【详解】A．左侧溶液变蓝色，生成I2，左侧电极为阳极，右侧电极为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，则右侧电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A正确；
B．一段时间后，蓝色变浅，发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，中间为阴离子交换膜，右侧I-、OH-通过阴离子交换膜向左侧移动，保证两边溶液呈电中性，左侧的IO3-通过阴离子交换膜向右侧移动，故右侧溶液中含有IO3-，故B正确；
C．左侧电极为阳极，电极反应为：2I--2e-=I2，同时发生反应3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故总的电极反应式为：KI+3H2OKIO3+3H2↑，故C正确；
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，左侧电极为阳极，电极反应为：2I--2e-=I2，右侧电极为阴极，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，为保证两边溶液呈电中性，左侧多余K+通过阳离子交换膜迁移至阴极，左侧生成I2，右侧溶液中有KOH生成，碘单质与KOH不能反应，总反应相当于：2KI+2H2O2KOH+I2+H2↑，电解槽内发生的总化学方程式发生变化，故D错误；
答案为D。

15．根据反应2CrO＋2H＋＋H2O，用惰性电极电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。下列说法不正确的是

A．a连接电源负极
B．b极反应式为2H2O-4e-=O2↑＋4H＋
C．通过2 mol电子时生成1 mol
D．c为阳离子交换膜
【答案】C
【分析】如图所示，装置右室通入的溶液生成了溶液，则右室发生了反应，则在右室应有氢离子生成，说明b极是氢氧根离子失电子，同时生成了氢离子，则b极为阳极，则与b极相连的是电源的正极；a极为阴极，与a相连的是电源的负极。据此解答
【详解】A.阳极氢氧根离子失电子，同时生成氢离子，则与b极相连的是电源的正极，与a极相连的是电源的负极，故A正确；
B.b极为阳极,水中的氢氧根离子发生氧化反应,生成氧气,电极反应式为：2H2O−4e−=O2↑+4H+，故B正确；
C.b极为阳极，电极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+，则通过2 mol电子,产生2mol的氢离子,而是可逆反应，则产生的2mol氢离子不可能全部转化为1mol,故C错误。
D.a极为阴极，阴极上氢离子失电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，与右边流过来的钠离子结合成氢氧化钠而从左边溢出，所以c为阳离子交换膜，故D正确。
故答案选C。
16．将等物质的量浓度的CuSO4和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中溶液pH随时间t变化的曲线正确的是(不考虑Cl2的溶解)
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】电解分为三个阶段。第一阶段(电解CuCl2溶液):阳极反应式为2Cl−−2e−=Cl2↑，阴极反应式为Cu2++2e−=Cu，因Cu2+浓度减小，水解产生的H+浓度减小，溶液pH增大；第二阶段(电解CuSO4溶液):阳极反应式为4OH−−4e−=2H2O+O2↑，阴极反应式为2Cu2++4e–=2Cu，因电解消耗OH–而使溶液中H+浓度增大，溶液pH减小；第三阶段(相当于电解水):阳极反应式为4OH−−4e−=2H2O+O2↑，阴极反应式为2H++2e−=H2↑，因为水被消耗，使混合溶液中H2SO4浓度增大，溶液pH减小；
答案选D。
17．铅蓄电池的工作原理为，由图分析，下列判断正确的是

A．K闭合时，c电极的电极反应式为PbSO4+2H2O-2e- =PbO2+4H++
B．K闭合一段时间，a、b电极质量都增加，电流计指针读数逐渐变小，至零后不再偏转
C．K闭合时，Ⅱ中向c电极迁移
D．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅱ中消耗的H2SO4为0.2mol
【答案】B
【分析】从电极成分看，a为正极，b为负极，则c为阴极，d为阳极。
【详解】A．K闭合时，c电极为阴极，电极反应式为PbSO4+2e- =Pb2++，A不正确；
B．K闭合时，铅酸蓄电池Ⅰ给铅酸蓄电池Ⅱ充电，a、b电极表面的PbO2、Pb都生成PbSO4，质量都增加，一段时间后随着铅酸电池Ⅱ的电压逐渐增大，电路中电流逐渐减小，电流计指针读数逐渐变小，至零后不再偏转，B正确；
C．K闭合时，c电极为阴极，d电极为阳极，Ⅱ中向d电极迁移，C不正确；
D．蓄电池Ⅱ充电，发生的电池反应关系式为：2H2SO4—2e-，则当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅱ中生成的H2SO4为0.2mol，D不正确；
故选B。
18．科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是
A．放电时，负极反应为
B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 mol
C．充电时，电池总反应为
D．充电时，正极溶液中OH−浓度升高
【答案】D
【分析】由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成；充电时，右侧为阳极，H2O发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，发生还原反应生成Zn，以此分析解答。
【详解】A．放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为：，故A正确，不选；
B．放电时，CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1molCO2转化为HCOOH时，转移电子数为2mol，故B正确，不选；
C．充电时，阳极上H2O转化为O2，负极上转化为Zn，电池总反应为：，故C正确，不选；
D．充电时，正极即为阳极，电极反应式为：，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+)•c(OH-)=KW，温度不变时，KW不变，因此溶液中OH-浓度降低，故D错误，符合题意；
答案选D。

二、元素或物质推断题
19．有A、B、C、D四种元素，其中A和B原子都有1个未成对电子，A＋比B-少一个电子层。B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满，C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物的水溶液的pH在同族氢化物中最大，D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D 40%，且其核内质子数等于中子数，据此判断：
(1)A是_______，B是_______，C是_______，D是_______。(填元素名称)
(2)B-的电子排布式_______，A+ 的结构示意图_______，D原子的价层电子排布图_______。
(3)题中元素“C”的原子中有_______种不同运动状态的电子，能量最高的是_______电子，其原子轨道呈_______状。
(4)用电子式表示化合物AB的形成过程_______。
【答案】(1)     钠     氯     氮     硫
(2)     1s22s22p63s23p6         
(3)     7     2p     哑铃
(4)

【分析】B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满，B是氯。A＋比B－少一个电子层，A是钠。C原子的p轨道中有3个未成对电子，C属于VA，其气态氢化物的水溶液的pH在同族氢化物中最大，C是氮。D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，D属于VIA，其最高价氧化物中含D 40%，D是硫。
（1）
A为钠元素、B为氯元素、C为氮元素、D为硫元素，故填钠、氯、氮、硫；
（2）
B－的电子排布式1s22s22p63s23p6，A＋的结构示意图，硫是16号元素，有6个价电子，价电子排布图为；
（3）
题中元素“C”为N元素，为7号元素，电子排布式为1s22s22p3，其原子中有7种不同运动状态的电子，能量最高的是2p电子，其原子轨道呈哑铃状；
（4）
用电子式表示化合物AB的形成过程：。

三、原理综合题
20．肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。
(1)已知在25 ℃，101 kPa时，32.0 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624 kJ，N2H4完全燃烧的热化学方程式是_______。
(2)肼­空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼­空气燃料电池放电时，正极的反应式是_______；负极的反应式是_______。
(3)下图是一个电化学过程示意图，假设使用肼­空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128 g，则肼­空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气_______L(假设空气中氧气体积分数为20%)。

Ⅱ. 常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1)，测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示，反应过程中有红棕色气体产生。

(4)0～t1时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是_______，
(5)t1时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是_______。
【答案】(1)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624kJ/mol
(2)     2H2O+O2+4e-=4OH-     N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑
(3)112
(4)2H+++e-=NO2↑+H2O
(5)随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，氧化膜阻止了Al进一步反应，因此铜做负极，Al为正极

【解析】（1）
32.0g肼的物质的量为1mol，1molN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量624kJ，所以其热化学反应方程式为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624kJ/mol，故答案为: N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624kJ/mol；
（2）
燃料电池中，正极上是氧气发生得电子的还原反应，在碱性环境下，电极反应式为:2H2O+O2+4e-=4OH-，负极上肼失去电子生成氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，故答案为:2H2O+O2+4e-=4OH-；N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑；
（3）
电解硫酸铜溶液时，铜电极上铜失电子发生氧化反应，当铜片的质量变化128g，失去电子的物质的量=×2=4mol，1mol氧气生成-2价氧元素得到4mol电子，则需要空气的体积=112L，故答案为:112；
（4）
0～t1时，Al为负极，氧化得到氧化铝，Cu为正极，硝酸根放电生成二氧化氮；随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，t1时，铜做负极，Al为正极；
0～t1时，正极电极反应式为2H+++e-=NO2↑+H2O；
（5）
随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行，氧化膜阻止了Al进一步反应，因此铜做负极，Al为正极。
21．某研究性学习小组设计了如下串联电路，认真观察回答下列问题：

(1)装置B中PbO2上发生的电极反应为PbO2＋4H＋＋SO＋2e-=PbSO4＋2H2O。连接装置B、C的U形管中装填含有琼脂的饱和KCl溶液，其作用是_______。
(2)装置A中总反应的离子方程式为_______。
(3)若装置E的目的是在铜上镀银，则极板N的材料为_______(填“铜”或“银”)。若装置E的目的是精炼铜，则极板N的材料为_______(填“精铜”或“粗铜”)。
(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时，装置D中产生的气体物质的量为_______。
【答案】(1)平衡B、C溶液中的电荷
(2)Cu + 2H+Cu2++ H2
(3)     银     粗铜
(4)0.2mol

【分析】装置B、C为双液原电池，其中Pb作负极，PbO2作正极。装置A、D、E均为电解池，其中装置A的Cu电极与PbO2电极即电源正极相连，则Cu电极为阳极，Pt为阴极；同理装置D中与Pb相连的石墨电极为阴极，另一石墨电解为阳极；装置E中的极板M、N分别为阴极、阳极。据此解答。
（1）
双液原电池中，连接两个电池的U形管中装填含有琼脂的饱和KCl溶液，其作用为平衡B、C溶液中的电荷，即电池工作时，Cl-向Pb电极移动，K+向PbO2电极移动。
故答案为：平衡B、C溶液中的电荷
（2）
装置A中阳极电极反应式为：Cu - 2e- = Cu2+，阴极电极反应式为：2H+ + 2e- = H2，因此总反应的离子方程式为：Cu + 2H+Cu2++ H2。
故答案为：Cu + 2H+Cu2++ H2。
（3）
装置E的目的是在铜上镀银，则银作阳极，铜作阴极，极板N为阳极，因此极板N上的材料为银。若用装置精炼铜，则粗铜作阳极，精铜作阴极，因此极板N的材料为粗铜。
故答案为：银；粗铜
（4）
装置A中每消耗6.4g Cu，即0.1mol Cu时，转移电子数为0.2mol。装置D中阴、阳极电极反应式分别为：2H2O + 2e- = H2 + 2OH-，2Cl- - 2e- = Cl2。串联电解池中各电极上转移的电子数相等，因此装置D中阴、阳极析出的气体物质的量分别为0.1mol，共0.2mol。
故答案为：0.2mol

四、填空题
22．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。

请回答下列问题：
(1)B是电源的_______(填“正极”或“负极”)。 一段时间后，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明_______，并且在电场作用下向Y极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为_______。此时甲装置中总反应的化学方程式为_______。
(3)现用丙装置给铜件镀银，则H电极上的电极反应式是_______。电解一段时间后，常温下测得乙中溶液的pH是13(此时乙溶液体积为500mL)，丙中镀件上析出银的质量为_______，此时甲中溶液的pH_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生的总反应的离子方程式为_______。
【答案】(1)     负极     氢氧化铁胶体粒子带正电荷
(2)     1∶2∶2∶2    
(3)     Ag++e-=Ag     5.4g     变小
(4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+

【分析】将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F极附近溶液显碱性，是氢离子在该电极放电，所以F极是阴极，可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极，A是电源的正极，B是电源的负极。
（1）
B电极是电源的负极，在甲池中，是电解硫酸铜溶液，电解过程中铜离子逐渐减少，导致溶液颜色变浅；Y极是阴极，该电极颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体向该电极移动，根据异性电荷相互吸引，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷，故答案为：负极；氢氧化铁胶体粒子带正电荷；
（2）
C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH--4e-=O2↑+2H2O、Cu2++2e-=Cu、2Cl--2e-=Cl2↑、2H++2e-=H2↑，当各电极均只有一种单质生成时，假设转移电子均为1mol时，生成单质的量分别为：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为1∶2∶2∶2，此时甲装置中为惰性电极电解硫酸铜溶液，总反应的化学方程式为 ；故答案为：1∶2∶2∶2；；
（3）
现用丙装置给铜件镀银，则阴极H电极上银离子得电子产生银单质，电极反应式是Ag++e-=Ag；常温下，乙中溶液的c(OH-)=0.1mol/L，溶液的体积为500mL，则n(OH-)=0.1mol/L×0.5L=0.05mol，根据电极反应式2H2O+2e-=2OH-+H2↑可知，转移电子的物质的量为0.05mol，根据镀银的阴极反应式：Ag++e-=Ag可知，生成银的质量为0.05mol×108g/mol=5.4g；甲装置是惰性电极电解硫酸铜溶液，总反应式：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，反应生成了硫酸，所以甲中溶液的pH变小，故答案为：5.4g；变小；
（4）
C电极换为铁，则阳极铁失电子，阴极铜离子得电子，电解的总反应为Fe+Cu2+Cu+Fe2+，故答案为：Fe+Cu2+Cu+Fe2+。