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专题1《化学反应与能量变化》单元检测题2023---2024学年上学期高二苏教版（2019）高中化学选择性必修1
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专题1《化学反应与能量变化》一、单选题1．与氮同主族，在中性及碱性环境下常以的形式存在，铋及其化合物广泛应用于电子、医药等领域。以辉铋矿(主要成分为，含少量等杂质)为原料，采用湿法冶金工艺制备精铋的工艺流程如图所示，下列说法错误的是A．“浸出”产生S的主要离子反应为B．“浸出”时盐酸可以还原杂质C．“浸出”“置换”“再生”“电解精炼”中均有氧化还原反应发生D．“再生液”不能加入“浸出”操作中循环利用2．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH有关，下列说法不正确的是A．在的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为B．在的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C．在的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢3．下列说法正确的是A．C(s，石墨)=C(s，金刚石)kJ/mol，则金刚石比石墨稳定B．甲烷的燃烧热为kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：，kJ/molC．，，，；则小于D．同温同压下，反应在光照和点燃条件下的不同4．的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和四面体。电池充放电时，脱出或嵌入形成结构示意图如(b)所示。下列说法正确的是A．每个晶胞中个数为1-xB．图(b)中x=0.1875C．图(b)中D．当转化为时，每转移电子，嵌入 5．下列各装置中都盛有0.1 mol•L-1的NaCl溶液，放置相同时间后，锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是A．③①④② B．①②④③ C．②①④③ D．②①③④6．如图为一原电池示意图，在原电池两极之间设有隔膜，Zn2+、SO可以自由通过。则下列说法不正确的是A．Zn2+通过隔膜从负极区向正极区移动B．电子由Cu极通过导线流向Zn极C．一段时间后，ZnSO4溶液浓度增大，CuSO4溶液浓度减小D．隔膜可以避免Zn极直接接触CuSO4溶液，提高了能量转换效率7．下列有关生活中的化学说法不正确的是A．江河入海口三角洲的形成与胶体的性质有关B．霓虹灯管里面填充了氦、氖、氩等稀有气体C．废弃的锂电池属于无害垃圾没必要进行分类D．由洗发液显碱性可以推知护发素应该为酸性8．石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12克石墨完全转化成金刚石时要吸收1KJ的能量。下列说法正确的是A．石墨不如金刚石稳定B．金刚石不如石墨稳定C．固体煤变成气体燃料后，燃烧效率更低D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量更多9．一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是A．电极B是该电池的负极B．电池工作时，向电极A移动C．电极B上发生的电极反应为O2-4e-=2O2-D．H2参与的电极反应为H2+2OH--2e-=2H2O10．下列装置和操作正确且能达到实验目的的是A．用图①装置测定中和反应的反应热 B．用图②装置将碘水和四氯化碳的混合物振荡萃取C．用图③装置验证镁和盐酸反应是放热反应 D．用图④装置灼烧干海带11．设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A．14 g聚丙烯中含C-H键总数目为2NAB．氢氧燃料电池正极消耗22. 4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2NAC．2.3gNa与氧气完全反应，反应中转移的电子数介于0.1NA到0. 2NA之间D．电解精炼铜时，若阳极质量减少64 g，则阴极得到电子的数目为2NA12．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是A．生成物总能量一定低于反应物总能量B．放热反应在常温时即可发生，吸热反应必须加热才能发生C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D．同温同压下，H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH不同13．2022年新余锂电产业营收突破527亿元，同比增长258.6%。目前，新余不仅成为全球重要锂盐加工基地，也是国内重要锂动力与储能电池产业基地。如下是一种新型锂－空气电池示意图，其中固体电解质只允许通过。下列说法正确的是 A．金属锂为负极，发生还原反应B．由石墨烯电极通过固体电解质流向负极C．当有22.4L氧气反应时，负极消耗7g锂D．正极电极反应为：二、填空题14．利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于 处，该电化学防护法称为 。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。15．电化学在现代生活、生产和科学技术的发展中发挥着越来越重要的作用。(1)图1是利用燃料电池工作原理处理某酸性废水的示意图。b电极的电极反应式为 。(2)和是主要大气污染物，图2是同时吸收和的示意图。①a是直流电源的 极(填“正”或“负”。)②阳极的电极反应式为 。③当均为NO时，吸收池中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的之比为 。(3)图3是甲醇()燃料电池的工作原理示意图。①该电池工作时，燃料电池负极的电极反应式为 。②若用该电池电解精炼铜，氧气放电电极应接 (填“纯铜”或“粗铜”。)(4)图4是高铁酸钾电池的模拟实验装置(已知：放电时，石墨电极附近有红褐色浑浊)。①该电池放电时，正极的电极反应式为 。②盐桥中盛有饱和溶液，此盐桥中向 |(填“左”或“右”移动)。(5)如图所示，装置甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置乙实现铁棒上镀铜。①b处电极上的反应是 ；②电镀结束后，装置甲中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。16．“电化学”与人类生产、生活密不可分，下图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌：下图Ⅱ可通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和。回答下列问题：(1)上图Ⅰ中A电极的电极材料为 ；乙池电解开始时发生反应的化学方程式为 。(2)上图Ⅰ，工作一段时间后，若甲池阴极增重26g，则乙池中产生气体的体积为 L(标准状况)。(3)上图Ⅱ中滤布的作用为 。X电极为 极，其电极反应式为 。(4)上图Ⅱ电解过程中将 (填“增大”“减小”或“不变”，忽略电解过程中溶液体积的变化)。17．如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题。(1)打开K2，合并K1，B为 极，A的电极反应式为： ，最终可观察到的现象是 。(2)打开K1，合并K2，E为 极，F极的电极反应式为： ；检验F极产生气体的方法是 。(3)若往U形管中滴加酚酞，进行(1)(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是 ，原因是 。18．按如图装置进行实验，并回答下列问题。（1）判断装置的名称：A池为 ，B池为 。（2）锌极为 极，电极反应式为 。铜极为 极，电极反应式为 。石墨棒C1为 极，电极反应式为 。石墨棒C2附近发生的实验现象为 。19．Ⅰ.某 0.2L 无土栽培用的营养液中含有 KCl、K2SO4、NH4Cl三种溶质，测得该营养液中部分离子的浓度柱状图如图甲所示。(1)该营养液中 K2SO4的物质的量浓度为 mol/L。(2)若 NH不参与其他任何反应，将该营养液加水稀释，稀释过程中NH的浓度(c)随溶液体积(V)变化的曲线如图乙所示，则V1= ，V2= 。Ⅱ.锂锰电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2，回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由 极流向 极(填字母)。(2)电池正极反应式为 。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？ (填“是”或“否”)，原因是 。20．电解装置如图所示：Ⅰ.当用惰性电极电解时，c为 极， d极的电极反应 ，电解总反应的化学方程 Ⅱ.(1)若用此装置进行铁上镀铜则c为 （填铁或铜），电解液浓度 (增大，减小或不变）(2)电镀一段时间后对电极进行称量发现两极质量差为16克，则电路中转移的电子 mol.Ⅲ.若用此装置进行粗铜的电解精炼。则要求粗铜板是图中电极 (填图中的字母)。21．如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。①a处应通入 (填“CH4”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是 ；②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH (填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度 ；③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH-以外还含有 ；④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化6.4 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷 L(标准状况下)。22．如下图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题：（1）通入氧气的电极为 （填“正极”或“负极”），负极的电极反应式为 。（2）铁电极为 （填“阳极”或“阴极”），石墨电极(C)的电极反应式为 。（3）反应一段时间后，乙装置中生成氢氧化钠主要在 区。（填“铁极”或“石墨极”）（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，则丙装置中反应一段时间后，硫酸铜溶液浓度将 （填“增大”“减小”或“不变”）。（5）若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为 ；丙装置中阴极析出铜的质量为 。 参考答案：1．D【分析】辉铋矿(主要成分为，含少量等杂质)中加盐酸和足量的FeCl3溶液“浸出”，发生反应、，“浸出”后的溶液中主要含有的阳离子为、、和，加入适量铁粉将、、分别还原为、、，过滤分离后得粗铋，经电解精炼得精铋，“再生”过程中将氧化为得到“再生液”， 可加入“浸出”操作中循环利用，据此分析解答。【详解】A．“浸出”时将-2价的S氧化为硫单质，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可以得到离子方程式为，A正确；B．盐酸可以提供和，酸性环境中可以将氧化为，自身被还原为，B正确；C．根据以上分析可知“浸出”过程中2个反应均为氧化还原反应；“浸出”后的溶液中主要含有的阳离子为、、和，加入适量铁粉将、、分别还原为、、，发生的反应均是氧化还原反应；“再生”过程中将氧化为，发生氧化还原反应，由粗铋“电解精炼”制精铋的反应也是氧化还原反应，C正确；D．根据C项分析可知，“再生液”为氯化铁溶液，可以加入“浸出”操作中循环利用，D错误；故选D。2．C【详解】A．在的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极反应式为，A正确；B．在的溶液中，碳钢在弱酸性环境中，主要发生吸氧腐蚀，B正确；C．在的溶液中，碳钢在碱性环境中主要发生吸氧腐蚀，则碳钢腐蚀的正极反应式为，C错误；D．将碱性溶液煮沸除去O2后，正极上O2生成的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D正确； 故选C。3．C【详解】A．C(s，石墨)=C(s，金刚石) =+1.9kJ/mol，该反应是吸热反应，石墨的能量比金刚石低，能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，A项错误；B．燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量， 甲烷的燃烧热为=−890.3kJ/mol，甲烷燃烧的热化学方程式中水是气态的不是稳定状态则甲烷燃烧的热化学方程式为，B项错误；C．S在中燃烧产生的反应是放热反应，由于气态S含有的能量比等质量的固体S多，反应物含有的能量越多，反应物放出的热量越多，故，C项正确；D．反应热的大小只与反应物及生成物的状态有关，而与反应条件无关，同温同压下，反应在光照和点燃条件下的相同，D项错误；答案选C。4．B【详解】A．原子位于晶胞的8个顶点，4个侧面和4 条棱，故晶胞中 个数 个，A错误；B．对比(a)和 (b)晶胞结构可发现 比 少了面心的一个 和一个棱上的，由①的分析可知晶胞的化学式为 ，(b)比(a)少，则晶胞为 ，所以 ，，B正确；C．设 、数目分别为 x、y，则，根据化学式中正负化合价绝对值相等，则，解出 ，则，C错误；D．转化为电极反应式为：，每转移电子，嵌入 ，D错误； 故选B。5．C【分析】电化学腐蚀较化学腐蚀快，金属得到保护时，腐蚀较慢，作原电池正极和电解池阴极的金属被保护。【详解】①中锌作负极，发生电化学腐蚀，加快锌的腐蚀；②中锌作电解池阳极，在外加电源的作用下，更加快锌的腐蚀；③中锌作电解池阴极，不易被腐蚀；④中发生化学腐蚀，所以腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③，故合理选项是C。6．B【分析】该原电池中，锌易失电子作负极，铜作正极，负极上电极反应式为Zn-2e+=Zn2+，正极上电极反应式为Cu2++2e+=Cu，电池反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，放电时，电子从负极沿导线流向正极，电流从铜沿导线流向锌，原电池工作时阳离子向正极移动。【详解】A． 原电池工作时，阳离子向正极移动，则Zn2+通过隔膜从负极区向正极区移动，故A正确；B． Zn失去电子被氧化，电子沿导线从Zn极流向Cu极，故B错误；C． 该原电池总反应为Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，故CuSO4浓度减小，ZnSO4浓度增大，故C正确；D． 隔膜可以避免Zn极直接接触CuSO4溶液，提高电池中氧化剂和还原剂的利用率，提高了能量转换效率，故D正确；故选B。7．C【详解】A．江河为胶体，遇到海水，海水中含有的电解质可以使胶体聚沉而形成三角洲，故A正确；B．霓虹灯管是一个两端有电极的密封玻璃管，其中填充了一些低气压的气体，例如氦、氖、氩等稀有气体，故B正确；C．废旧电池含有汞镉等重金属，用完随便丢弃容易造成环境污染，应集中回收处理，防止污染土壤与水体，故C错误；D．碱性洗发水可以去除油脂，洗发时去油污先用显碱性的洗发水，再用显酸性的护发素中和掉残留的碱性物质，因此由洗发液显碱性可以推知护发素应该为酸性，故D正确；故选C。8．B【详解】A．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨比金刚石稳定，故A错误；B．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨比金刚石稳定，故B正确；C．固体煤变为气体燃料后，接触面积增大，燃烧更充分，燃烧效率更高，故C错误；D．金刚石的能量高，等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多，故D错误；答案选B。9．B【分析】由图可知，A极碳元素、氢元素价态升高失电子，电极A为负极，电极反应式为H2+ CO+ 2-4e-═H2O+3CO2，电极B为正极，电极反应式为O2+4e-+2CO2═2，据此作答。【详解】A．电极B上氧气得电子作正极，故A错误；B．原电池工作时，阴离子向负极移动，则向电极A移动，故B正确；C．电极B为正极，电极反应式为O2+4e-+2CO2═，故C错误；D．H2参与的电极A为负极，电解质没有OH-，负极反应为H2+CO+2-4e-=H2O+3CO2，故D错误；故选：B。10．C【详解】A．图①装置缺少温度计不能测定中和反应的反应热，正确的装置是 ，A错误；B．振荡萃取时应该是把分液漏斗倒转过来，B错误；C．反应放热，空气膨胀，导致U形管右侧液面下降，左侧液面上升，因此可用图③装置验证镁和盐酸反应是放热反应，C正确；D．灼烧干海带应该用坩埚，不能用蒸发皿，D错误；答案选C。11．A【详解】A．聚丙烯中C—H键数目等于H原子数，聚丙烯的最简式为CH2，所以14g聚丙烯含有2mol氢原子，含C-H键总数目为2NA，故A正确；B．标况下22.4L气体的物质的量为1mol，氢氧燃料电池中正极氧气得到电子，1mol氧气完全反应转移了4mol电子，则电路中通过的电子数目为4NA，故B错误；C．2.3g钠的物质的量为0.1mol，0.1mol钠完全反应会失去0.1mol电子，反应中转移的电子数为0.1NA，故C错误；D．由于粗铜中含有杂质，所以最初失去电子的是活泼的就是锌、铁等，因此阴极得到电子数为2NA个，则阳极质量减少不是64 g，故D错误；故选A。12．C【详解】A．不同的反应，生成物与反应物的总能量的大小关系不确定，放热反应中，生成物总能量一定低于反应物总能量，选项A错误；B．化学反应与能量的关系与反应条件无关，只与反应物与生成物的总能量的相对大小有关，选项B错误；C．盖斯定律是指任何化学反应的反应热只与反应物与生成物的状态有关，与途径无关，所以应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变，选项C正确；D．光照与点燃条件下，氢气与氯气反应的物质的状态均相同，则反应热相同，选项D错误；答案选C。13．D【详解】A．金属锂失电子发生氧化反应，金属锂为负极，故A错误； B．阳离子向正极移动，由负极通过固体电解质流向正极，故B错误；C．没有明确是否为标准状况，22.4L氧气的物质的量不一定是1mol，故C错误；D．根据图示，正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应为：，故D正确；选D。14． N 外加电流法 牺牲阳极法【分析】若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe连接电源的负极；若X为锌，开关K置于M处，Zn比铁活泼，作负极，铁为正极，据此分析解答。【详解】若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极，铁电极上的反应为2H++2e-=H2↑，故K连接N处，这种防护法称为外加电流法；若X为锌，开关K置于M处，Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：N；外加电流法(或外加电流的阴极保护法)；牺牲阳极法(或牺牲阳极的阴极保护法)。15．(1)O2+ 4e- +4H+=2H2O(2) 负 SO2-2e-+2H2O=+4H+ 1:1(3) CH3OH＋8OH-－6e－=CO＋6H2O 粗铜(4) 右(5) O2+2H2O+ 4e- =4OH- 变小【详解】（1）由图可知，原电池中阳离子向正极运动，b极为正极，氧气得到电子发生还原反应，O2+ 4e- +4H+=2H2O；（2）①左室中发生还原反应生成，则为阴极室，a是直流电源的负极；②阳极的二氧化硫失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+；③吸收池中发生还原反应为氧化剂，发生氧化反应为还原剂；当均为NO时，由电子守恒可知，，则氧化剂与还原剂的物质的之比为1:1；（3）①该电池工作时，燃料电池种甲醇发生氧化反应生成碳酸根离子和水，为负极，电极反应式为CH3OH＋8OH-－6e－=CO＋6H2O；②若用该电池电解精炼铜，氧气放电电极为正极，应接电解池的阳极，故接粗铜；（4）①已知：放电时，石墨电极附近有红褐色浑浊，则说明高铁酸钾发生还原反应生成三价铁，为正极，电极反应式为；②由①分析可知，锌电极为负极，原电池中阴离子向负极移动，则此盐桥中向右移动；（5）①装置甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置乙实现铁棒上镀铜，则乙中铜为阳极，连接b为正极，甲烷燃料电池中氧气发生还原反应为正极，b处电极上的反应是O2+2H2O+ 4e- =4OH-；②装置甲中总反应为甲醇和氧气、氢氧化钾生成碳酸钾和水，反应后溶液的碱性变弱，pH变小。16．(1) 铁 (2)8.96(3) 阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯 阴 (4)增大【分析】根据图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌，可知A为铁，B为铜；下图Ⅱ可通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和，则电极Y发生失电子的氧化反应，为阳极，电极X为阴极。（1）根据图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌，可知A为铁；乙池电解硫酸铜溶液生成铜、氧气和硫酸，故反应的化学方程式为。（2）甲池阴极发生反应Zn2++2e-=Zn，26gZn的物质的量为=0.4mol，转移电子为0.8mol，乙池中开始发生反应，反应0.5L×0.4mol/L=0.2molCuSO4时转移0.4mol电子，生成氧气0.1mol，故又电解水转移0.4mol电子，生成氢气0.2mol、氧气0.1mol，共生成气体0.4mol，标准状况下体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96L。（3）图Ⅱ中滤布的作用为阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯。根据电极Y发生失电子的氧化反应，为阳极，电极X为阴极，发生的电极反应式为。（4）电极X为阴极，发生的电极反应式为，电极Y发生反应，转移相同电子时生成Mn2+比消耗的多，故电解过程中将增大。17． 负 O2+4e-+2H2O=4OH- 溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色 阴 2Cl--2e-=Cl2↑ 用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气 A、E A极上O2放电产生OH-，E极上水放电产生H2和OH-，均导致电极区域呈碱性【详解】(1)打开K2，闭合K1后，构成原电池，B是为活泼金属铁片，作负极，A是正极，由于溶液是氯化钠溶液，因此相当于铁的吸氧腐蚀，A极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。铁失去电子生成亚铁离子，然后结合OH-生成Fe(OH)2沉淀，最终被氧化生成氢氧化铁沉淀，实验现象为溶液中产生白色沉淀，随即变成灰绿色，最终变为红褐色；(2)打开K1，闭合K2，装置是电解池，F与电源正极相连为阳极，E是阴极，阳极氯离子放电，生成氯气，电极反应式为：2Cl-－2e-=Cl2↑，可利用氯气的氧化性来检验，用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，证明是氯气；(3)由(1)、(2)分析可知，A极上O2放电产生OH-，E极上水放电产生H2和OH-，均导致电极区域呈碱性，酚酞遇OH-变红，所以溶液变红。18． 原电池 电解池 负 Zn－2e－=Zn2＋ 正 Cu2＋＋2e－=Cu 阳 2Cl－－2e－=Cl2↑ 有无色气体产生，附近溶液出现红色【分析】该装置中A能自发的进行氧化还原反应为原电池，B为电解池，锌易失电子作负极，铜作正极，B中连接铜的电极为阳极，连接锌的电极为负极，电解池中阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；A中锌电极上失电子生成锌离子进入溶液，铜电极上铜离子得电子生成铜单质，所以其电池反应式为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+；【详解】(1)A能自发的进行氧化还原反应，能将化学能转化为电能，所以为原电池，B有外接电源，属于电解池；(2)该装置中A能自发的进行氧化还原反应为原电池，B为电解池，锌易失电子作负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+；铜作正极，溶液中铜离子得到电子生成铜，电极反应为：Cu2++2e-=Cu；B中连接铜的电极为阳极，连接锌的电极为负极，电解池中阳极上氯离子放电，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑；阴极上氢离子放电，电极反应为2H++2e-=H2↑，电极上有气体生成，溶液中水的电离平衡正向进行，氢氧根离子浓度增大，负极附近的溶液遇到酚酞变红色。19． 4.0 0.2 1.0 b a MnO2+e-+Li+=LiMnO2 否 电极Li是活泼金属，能与水反应【分析】Ⅰ．根据柱状图可知，K+、、Cl-的浓度分别是 9.0mol/L、4.0mol/L、9.0mol/L，由电荷守恒得c()≈c(Cl-)+2c()-c(K+)= 9.0mol/L+8.0mol/L-9.0mol/L=8.0mol/L；Ⅱ．Li作负极，失电子，变为Li+；MnO2作正极，得电子，变为LiMnO2。【详解】Ⅰ．(1)只有K2SO4含，因此c(K2SO4)=c()=4.0mol/L，故答案为：4.0；(2)由图可知V1时c()=8.0mol/L，则V1=0.2；根据c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀)得8.0mol/L×0.2L=1.6mol/L×V2，可求出 V2=1.0，故答案为：0.2；1.0；Ⅱ．(1)锂作负极，因此外电路的电流方向是由正极 b 流向负极 a，故答案为：b；a；(2)MnO2在电池正极b上得到电子变成LiMnO2，电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，故答案为：MnO2+e-+Li+=LiMnO2；(3)由于负极材料 Li 是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂，故答案为：否；电极 Li 是活泼金属，能与水反应。20． 阳极 2Cu2＋＋4e－=2Cu 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 铜 不变 0.25mol c【分析】I.根据电解装置图可知，当用惰性电极电解时，c与电源的正极相连，则c为阳极，d为阴极；Ⅱ.（1）要实现在铁制品上镀铜，铁制品需作阴极，镀层铜作阳极，含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液；（2）根据阳极：Cu-2e-→Cu2＋、阴极：Cu2＋+2e-→Cu及电极质量差进行计算；Ⅲ. 电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解液。【详解】I.根据电解装置图可知，当用惰性电极电解时，c与电源的正极相连，则c为阳极；d与电源的负极相连，则d为阴极，溶液中的铜离子在阴极放电生成铜，电极反应为2Cu2＋＋4e－=2Cu；阴极、阳极电极反应相加得到电池的总反应，则电解总反应的化学方程为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；Ⅱ.（1）要实现在铁制品上镀铜，铁制品需作阴极，镀层铜作阳极，含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液，所以c为铜，d为铁，阳极铜放电，阴极溶液中的铜离子放电，则电解液浓度不变；（2）根据阳极：Cu-2e-→Cu2＋、阴极：Cu2＋+2e-→Cu 两极质量差为128，当两极质量差为16g，说明转移的电子为×2mol=0.25mol；Ⅲ. 电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液，不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来，所以粗铜板是图中电极c。21． CH4 CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O 变小 不变 CO32- 0.56【分析】①II中首先镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；②根据I中氢氧根离子浓度变化确定溶液pH变化；II中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量；③I中还有碳酸根离子生成；④根据转移电子相等计算消失甲烷的体积。【详解】①装置II中实现铁上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以a处通入的气体是甲烷；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，b处通的是氧气，电极上发生的电极反应式是：O2+2H2O+4e-=4OH-；②根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，所以溶液的pH减小；II中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，因此溶液中铜离子浓度不变；③I中负极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，所以溶液中除了含有OH-外，还有CO32-；④n(Cu)==0.1 mol，Cu是+2价的金属，所以反应过程中电子转移的物质的量为0.1 mol×2=0.2 mol，由于串联电路中转移电子相等，所以反应消耗甲烷的体积V(CH4)=×22.4 L/mol=0.56 L。【点睛】本题考查了原电池和电解池原理，根据电解池中Cu、Fe电极上发生的反应确定燃料电池中正负极及电极上通入的气体，再结合转移电子相等计算，难点是电极反应式的书写。22． 正极 H2－2e－＋2OH－=2H2O 阴极 2Cl －2e－=Cl2↑ 铁极 减小 0.2NA 12.8 g【分析】甲装置为燃料电池，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，负极反应式为：H2－2e－＋2OH－=2H2O，总反应为2H2+O2=2H2O；乙装置为电解饱和食盐水装置，Fe电极与电源负极相连，为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，C电极为阳极，电极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑，总反应为2Cl-+2H2O2OH-+ H2↑+ Cl2↑；丙装置为铜的电解精炼池，粗铜为阳极，铜及比铜活泼的金属失电子，精铜为阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，据此分析解答。【详解】（1）由分析可知，燃料电池中通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子，电极反应式为：H2－2e－＋2OH－=2H2O；（2）乙池属于电解池，铁电极是阴极，石墨电极是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑；（3）乙池中阴极是铁，阳极是碳，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电，导致阴极附近氢氧根离子逐渐增大，所以乙装置中生成氢氧化钠主要在铁极区；（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，则阳极上的铜、锌都会失电子进入溶液，阴极上析出铜离子，根据得失电子守恒，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小；（5）根据方程式中的转化关系：O2----2H2----2Cu，2.24 L氧气的物质的量为0.1mol，则生成氢气的分子数是0.2mol×6.02×1023/mol=1.204×1023或0.2NA，生成铜的质量是0.2mol×64g/mol=12.8g。
专题1《化学反应与能量变化》一、单选题1．与氮同主族，在中性及碱性环境下常以的形式存在，铋及其化合物广泛应用于电子、医药等领域。以辉铋矿(主要成分为，含少量等杂质)为原料，采用湿法冶金工艺制备精铋的工艺流程如图所示，下列说法错误的是A．“浸出”产生S的主要离子反应为B．“浸出”时盐酸可以还原杂质C．“浸出”“置换”“再生”“电解精炼”中均有氧化还原反应发生D．“再生液”不能加入“浸出”操作中循环利用2．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH有关，下列说法不正确的是A．在的溶液中，碳钢腐蚀的负极反应式为B．在的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀C．在的溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢3．下列说法正确的是A．C(s，石墨)=C(s，金刚石)kJ/mol，则金刚石比石墨稳定B．甲烷的燃烧热为kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：，kJ/molC．，，，；则小于D．同温同压下，反应在光照和点燃条件下的不同4．的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和四面体。电池充放电时，脱出或嵌入形成结构示意图如(b)所示。下列说法正确的是A．每个晶胞中个数为1-xB．图(b)中x=0.1875C．图(b)中D．当转化为时，每转移电子，嵌入 5．下列各装置中都盛有0.1 mol•L-1的NaCl溶液，放置相同时间后，锌片的腐蚀速率由快到慢的顺序是A．③①④② B．①②④③ C．②①④③ D．②①③④6．如图为一原电池示意图，在原电池两极之间设有隔膜，Zn2+、SO可以自由通过。则下列说法不正确的是A．Zn2+通过隔膜从负极区向正极区移动B．电子由Cu极通过导线流向Zn极C．一段时间后，ZnSO4溶液浓度增大，CuSO4溶液浓度减小D．隔膜可以避免Zn极直接接触CuSO4溶液，提高了能量转换效率7．下列有关生活中的化学说法不正确的是A．江河入海口三角洲的形成与胶体的性质有关B．霓虹灯管里面填充了氦、氖、氩等稀有气体C．废弃的锂电池属于无害垃圾没必要进行分类D．由洗发液显碱性可以推知护发素应该为酸性8．石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12克石墨完全转化成金刚石时要吸收1KJ的能量。下列说法正确的是A．石墨不如金刚石稳定B．金刚石不如石墨稳定C．固体煤变成气体燃料后，燃烧效率更低D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量更多9．一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是A．电极B是该电池的负极B．电池工作时，向电极A移动C．电极B上发生的电极反应为O2-4e-=2O2-D．H2参与的电极反应为H2+2OH--2e-=2H2O10．下列装置和操作正确且能达到实验目的的是A．用图①装置测定中和反应的反应热 B．用图②装置将碘水和四氯化碳的混合物振荡萃取C．用图③装置验证镁和盐酸反应是放热反应 D．用图④装置灼烧干海带11．设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A．14 g聚丙烯中含C-H键总数目为2NAB．氢氧燃料电池正极消耗22. 4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2NAC．2.3gNa与氧气完全反应，反应中转移的电子数介于0.1NA到0. 2NA之间D．电解精炼铜时，若阳极质量减少64 g，则阴极得到电子的数目为2NA12．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是A．生成物总能量一定低于反应物总能量B．放热反应在常温时即可发生，吸热反应必须加热才能发生C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D．同温同压下，H2（g）+Cl2（g）＝2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH不同13．2022年新余锂电产业营收突破527亿元，同比增长258.6%。目前，新余不仅成为全球重要锂盐加工基地，也是国内重要锂动力与储能电池产业基地。如下是一种新型锂－空气电池示意图，其中固体电解质只允许通过。下列说法正确的是 A．金属锂为负极，发生还原反应B．由石墨烯电极通过固体电解质流向负极C．当有22.4L氧气反应时，负极消耗7g锂D．正极电极反应为：二、填空题14．利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于 处，该电化学防护法称为 。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为 。15．电化学在现代生活、生产和科学技术的发展中发挥着越来越重要的作用。(1)图1是利用燃料电池工作原理处理某酸性废水的示意图。b电极的电极反应式为 。(2)和是主要大气污染物，图2是同时吸收和的示意图。①a是直流电源的 极(填“正”或“负”。)②阳极的电极反应式为 。③当均为NO时，吸收池中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的之比为 。(3)图3是甲醇()燃料电池的工作原理示意图。①该电池工作时，燃料电池负极的电极反应式为 。②若用该电池电解精炼铜，氧气放电电极应接 (填“纯铜”或“粗铜”。)(4)图4是高铁酸钾电池的模拟实验装置(已知：放电时，石墨电极附近有红褐色浑浊)。①该电池放电时，正极的电极反应式为 。②盐桥中盛有饱和溶液，此盐桥中向 |(填“左”或“右”移动)。(5)如图所示，装置甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置乙实现铁棒上镀铜。①b处电极上的反应是 ；②电镀结束后，装置甲中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。16．“电化学”与人类生产、生活密不可分，下图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌：下图Ⅱ可通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和。回答下列问题：(1)上图Ⅰ中A电极的电极材料为 ；乙池电解开始时发生反应的化学方程式为 。(2)上图Ⅰ，工作一段时间后，若甲池阴极增重26g，则乙池中产生气体的体积为 L(标准状况)。(3)上图Ⅱ中滤布的作用为 。X电极为 极，其电极反应式为 。(4)上图Ⅱ电解过程中将 (填“增大”“减小”或“不变”，忽略电解过程中溶液体积的变化)。17．如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题。(1)打开K2，合并K1，B为 极，A的电极反应式为： ，最终可观察到的现象是 。(2)打开K1，合并K2，E为 极，F极的电极反应式为： ；检验F极产生气体的方法是 。(3)若往U形管中滴加酚酞，进行(1)(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是 ，原因是 。18．按如图装置进行实验，并回答下列问题。（1）判断装置的名称：A池为 ，B池为 。（2）锌极为 极，电极反应式为 。铜极为 极，电极反应式为 。石墨棒C1为 极，电极反应式为 。石墨棒C2附近发生的实验现象为 。19．Ⅰ.某 0.2L 无土栽培用的营养液中含有 KCl、K2SO4、NH4Cl三种溶质，测得该营养液中部分离子的浓度柱状图如图甲所示。(1)该营养液中 K2SO4的物质的量浓度为 mol/L。(2)若 NH不参与其他任何反应，将该营养液加水稀释，稀释过程中NH的浓度(c)随溶液体积(V)变化的曲线如图乙所示，则V1= ，V2= 。Ⅱ.锂锰电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4，溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2，回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由 极流向 极(填字母)。(2)电池正极反应式为 。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？ (填“是”或“否”)，原因是 。20．电解装置如图所示：Ⅰ.当用惰性电极电解时，c为 极， d极的电极反应 ，电解总反应的化学方程 Ⅱ.(1)若用此装置进行铁上镀铜则c为 （填铁或铜），电解液浓度 (增大，减小或不变）(2)电镀一段时间后对电极进行称量发现两极质量差为16克，则电路中转移的电子 mol.Ⅲ.若用此装置进行粗铜的电解精炼。则要求粗铜板是图中电极 (填图中的字母)。21．如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。①a处应通入 (填“CH4”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应式是 ；②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH (填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度 ；③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH-以外还含有 ；④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化6.4 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷 L(标准状况下)。22．如下图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题：（1）通入氧气的电极为 （填“正极”或“负极”），负极的电极反应式为 。（2）铁电极为 （填“阳极”或“阴极”），石墨电极(C)的电极反应式为 。（3）反应一段时间后，乙装置中生成氢氧化钠主要在 区。（填“铁极”或“石墨极”）（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，则丙装置中反应一段时间后，硫酸铜溶液浓度将 （填“增大”“减小”或“不变”）。（5）若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为 ；丙装置中阴极析出铜的质量为 。 参考答案：1．D【分析】辉铋矿(主要成分为，含少量等杂质)中加盐酸和足量的FeCl3溶液“浸出”，发生反应、，“浸出”后的溶液中主要含有的阳离子为、、和，加入适量铁粉将、、分别还原为、、，过滤分离后得粗铋，经电解精炼得精铋，“再生”过程中将氧化为得到“再生液”， 可加入“浸出”操作中循环利用，据此分析解答。【详解】A．“浸出”时将-2价的S氧化为硫单质，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可以得到离子方程式为，A正确；B．盐酸可以提供和，酸性环境中可以将氧化为，自身被还原为，B正确；C．根据以上分析可知“浸出”过程中2个反应均为氧化还原反应；“浸出”后的溶液中主要含有的阳离子为、、和，加入适量铁粉将、、分别还原为、、，发生的反应均是氧化还原反应；“再生”过程中将氧化为，发生氧化还原反应，由粗铋“电解精炼”制精铋的反应也是氧化还原反应，C正确；D．根据C项分析可知，“再生液”为氯化铁溶液，可以加入“浸出”操作中循环利用，D错误；故选D。2．C【详解】A．在的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极反应式为，A正确；B．在的溶液中，碳钢在弱酸性环境中，主要发生吸氧腐蚀，B正确；C．在的溶液中，碳钢在碱性环境中主要发生吸氧腐蚀，则碳钢腐蚀的正极反应式为，C错误；D．将碱性溶液煮沸除去O2后，正极上O2生成的速率减小，所以碳钢腐蚀速率会减缓，D正确； 故选C。3．C【详解】A．C(s，石墨)=C(s，金刚石) =+1.9kJ/mol，该反应是吸热反应，石墨的能量比金刚石低，能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，A项错误；B．燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量， 甲烷的燃烧热为=−890.3kJ/mol，甲烷燃烧的热化学方程式中水是气态的不是稳定状态则甲烷燃烧的热化学方程式为，B项错误；C．S在中燃烧产生的反应是放热反应，由于气态S含有的能量比等质量的固体S多，反应物含有的能量越多，反应物放出的热量越多，故，C项正确；D．反应热的大小只与反应物及生成物的状态有关，而与反应条件无关，同温同压下，反应在光照和点燃条件下的相同，D项错误；答案选C。4．B【详解】A．原子位于晶胞的8个顶点，4个侧面和4 条棱，故晶胞中 个数 个，A错误；B．对比(a)和 (b)晶胞结构可发现 比 少了面心的一个 和一个棱上的，由①的分析可知晶胞的化学式为 ，(b)比(a)少，则晶胞为 ，所以 ，，B正确；C．设 、数目分别为 x、y，则，根据化学式中正负化合价绝对值相等，则，解出 ，则，C错误；D．转化为电极反应式为：，每转移电子，嵌入 ，D错误； 故选B。5．C【分析】电化学腐蚀较化学腐蚀快，金属得到保护时，腐蚀较慢，作原电池正极和电解池阴极的金属被保护。【详解】①中锌作负极，发生电化学腐蚀，加快锌的腐蚀；②中锌作电解池阳极，在外加电源的作用下，更加快锌的腐蚀；③中锌作电解池阴极，不易被腐蚀；④中发生化学腐蚀，所以腐蚀速率由快到慢的顺序为②①④③，故合理选项是C。6．B【分析】该原电池中，锌易失电子作负极，铜作正极，负极上电极反应式为Zn-2e+=Zn2+，正极上电极反应式为Cu2++2e+=Cu，电池反应式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，放电时，电子从负极沿导线流向正极，电流从铜沿导线流向锌，原电池工作时阳离子向正极移动。【详解】A． 原电池工作时，阳离子向正极移动，则Zn2+通过隔膜从负极区向正极区移动，故A正确；B． Zn失去电子被氧化，电子沿导线从Zn极流向Cu极，故B错误；C． 该原电池总反应为Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，故CuSO4浓度减小，ZnSO4浓度增大，故C正确；D． 隔膜可以避免Zn极直接接触CuSO4溶液，提高电池中氧化剂和还原剂的利用率，提高了能量转换效率，故D正确；故选B。7．C【详解】A．江河为胶体，遇到海水，海水中含有的电解质可以使胶体聚沉而形成三角洲，故A正确；B．霓虹灯管是一个两端有电极的密封玻璃管，其中填充了一些低气压的气体，例如氦、氖、氩等稀有气体，故B正确；C．废旧电池含有汞镉等重金属，用完随便丢弃容易造成环境污染，应集中回收处理，防止污染土壤与水体，故C错误；D．碱性洗发水可以去除油脂，洗发时去油污先用显碱性的洗发水，再用显酸性的护发素中和掉残留的碱性物质，因此由洗发液显碱性可以推知护发素应该为酸性，故D正确；故选C。8．B【详解】A．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨比金刚石稳定，故A错误；B．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨比金刚石稳定，故B正确；C．固体煤变为气体燃料后，接触面积增大，燃烧更充分，燃烧效率更高，故C错误；D．金刚石的能量高，等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多，故D错误；答案选B。9．B【分析】由图可知，A极碳元素、氢元素价态升高失电子，电极A为负极，电极反应式为H2+ CO+ 2-4e-═H2O+3CO2，电极B为正极，电极反应式为O2+4e-+2CO2═2，据此作答。【详解】A．电极B上氧气得电子作正极，故A错误；B．原电池工作时，阴离子向负极移动，则向电极A移动，故B正确；C．电极B为正极，电极反应式为O2+4e-+2CO2═，故C错误；D．H2参与的电极A为负极，电解质没有OH-，负极反应为H2+CO+2-4e-=H2O+3CO2，故D错误；故选：B。10．C【详解】A．图①装置缺少温度计不能测定中和反应的反应热，正确的装置是 ，A错误；B．振荡萃取时应该是把分液漏斗倒转过来，B错误；C．反应放热，空气膨胀，导致U形管右侧液面下降，左侧液面上升，因此可用图③装置验证镁和盐酸反应是放热反应，C正确；D．灼烧干海带应该用坩埚，不能用蒸发皿，D错误；答案选C。11．A【详解】A．聚丙烯中C—H键数目等于H原子数，聚丙烯的最简式为CH2，所以14g聚丙烯含有2mol氢原子，含C-H键总数目为2NA，故A正确；B．标况下22.4L气体的物质的量为1mol，氢氧燃料电池中正极氧气得到电子，1mol氧气完全反应转移了4mol电子，则电路中通过的电子数目为4NA，故B错误；C．2.3g钠的物质的量为0.1mol，0.1mol钠完全反应会失去0.1mol电子，反应中转移的电子数为0.1NA，故C错误；D．由于粗铜中含有杂质，所以最初失去电子的是活泼的就是锌、铁等，因此阴极得到电子数为2NA个，则阳极质量减少不是64 g，故D错误；故选A。12．C【详解】A．不同的反应，生成物与反应物的总能量的大小关系不确定，放热反应中，生成物总能量一定低于反应物总能量，选项A错误；B．化学反应与能量的关系与反应条件无关，只与反应物与生成物的总能量的相对大小有关，选项B错误；C．盖斯定律是指任何化学反应的反应热只与反应物与生成物的状态有关，与途径无关，所以应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变，选项C正确；D．光照与点燃条件下，氢气与氯气反应的物质的状态均相同，则反应热相同，选项D错误；答案选C。13．D【详解】A．金属锂失电子发生氧化反应，金属锂为负极，故A错误； B．阳离子向正极移动，由负极通过固体电解质流向正极，故B错误；C．没有明确是否为标准状况，22.4L氧气的物质的量不一定是1mol，故C错误；D．根据图示，正极氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应为：，故D正确；选D。14． N 外加电流法 牺牲阳极法【分析】若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe连接电源的负极；若X为锌，开关K置于M处，Zn比铁活泼，作负极，铁为正极，据此分析解答。【详解】若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极，铁电极上的反应为2H++2e-=H2↑，故K连接N处，这种防护法称为外加电流法；若X为锌，开关K置于M处，Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：N；外加电流法(或外加电流的阴极保护法)；牺牲阳极法(或牺牲阳极的阴极保护法)。15．(1)O2+ 4e- +4H+=2H2O(2) 负 SO2-2e-+2H2O=+4H+ 1:1(3) CH3OH＋8OH-－6e－=CO＋6H2O 粗铜(4) 右(5) O2+2H2O+ 4e- =4OH- 变小【详解】（1）由图可知，原电池中阳离子向正极运动，b极为正极，氧气得到电子发生还原反应，O2+ 4e- +4H+=2H2O；（2）①左室中发生还原反应生成，则为阴极室，a是直流电源的负极；②阳极的二氧化硫失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为SO2-2e-+2H2O=+4H+；③吸收池中发生还原反应为氧化剂，发生氧化反应为还原剂；当均为NO时，由电子守恒可知，，则氧化剂与还原剂的物质的之比为1:1；（3）①该电池工作时，燃料电池种甲醇发生氧化反应生成碳酸根离子和水，为负极，电极反应式为CH3OH＋8OH-－6e－=CO＋6H2O；②若用该电池电解精炼铜，氧气放电电极为正极，应接电解池的阳极，故接粗铜；（4）①已知：放电时，石墨电极附近有红褐色浑浊，则说明高铁酸钾发生还原反应生成三价铁，为正极，电极反应式为；②由①分析可知，锌电极为负极，原电池中阴离子向负极移动，则此盐桥中向右移动；（5）①装置甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置乙实现铁棒上镀铜，则乙中铜为阳极，连接b为正极，甲烷燃料电池中氧气发生还原反应为正极，b处电极上的反应是O2+2H2O+ 4e- =4OH-；②装置甲中总反应为甲醇和氧气、氢氧化钾生成碳酸钾和水，反应后溶液的碱性变弱，pH变小。16．(1) 铁 (2)8.96(3) 阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯 阴 (4)增大【分析】根据图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌，可知A为铁，B为铜；下图Ⅱ可通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和，则电极Y发生失电子的氧化反应，为阳极，电极X为阴极。（1）根据图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌，可知A为铁；乙池电解硫酸铜溶液生成铜、氧气和硫酸，故反应的化学方程式为。（2）甲池阴极发生反应Zn2++2e-=Zn，26gZn的物质的量为=0.4mol，转移电子为0.8mol，乙池中开始发生反应，反应0.5L×0.4mol/L=0.2molCuSO4时转移0.4mol电子，生成氧气0.1mol，故又电解水转移0.4mol电子，生成氢气0.2mol、氧气0.1mol，共生成气体0.4mol，标准状况下体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96L。（3）图Ⅱ中滤布的作用为阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯。根据电极Y发生失电子的氧化反应，为阳极，电极X为阴极，发生的电极反应式为。（4）电极X为阴极，发生的电极反应式为，电极Y发生反应，转移相同电子时生成Mn2+比消耗的多，故电解过程中将增大。17． 负 O2+4e-+2H2O=4OH- 溶液中产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色 阴 2Cl--2e-=Cl2↑ 用湿润的淀粉-KI试纸检验，试纸变蓝则说明是氯气 A、E A极上O2放电产生OH-，E极上水放电产生H2和OH-，均导致电极区域呈碱性【详解】(1)打开K2，闭合K1后，构成原电池，B是为活泼金属铁片，作负极，A是正极，由于溶液是氯化钠溶液，因此相当于铁的吸氧腐蚀，A极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。铁失去电子生成亚铁离子，然后结合OH-生成Fe(OH)2沉淀，最终被氧化生成氢氧化铁沉淀，实验现象为溶液中产生白色沉淀，随即变成灰绿色，最终变为红褐色；(2)打开K1，闭合K2，装置是电解池，F与电源正极相连为阳极，E是阴极，阳极氯离子放电，生成氯气，电极反应式为：2Cl-－2e-=Cl2↑，可利用氯气的氧化性来检验，用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，证明是氯气；(3)由(1)、(2)分析可知，A极上O2放电产生OH-，E极上水放电产生H2和OH-，均导致电极区域呈碱性，酚酞遇OH-变红，所以溶液变红。18． 原电池 电解池 负 Zn－2e－=Zn2＋ 正 Cu2＋＋2e－=Cu 阳 2Cl－－2e－=Cl2↑ 有无色气体产生，附近溶液出现红色【分析】该装置中A能自发的进行氧化还原反应为原电池，B为电解池，锌易失电子作负极，铜作正极，B中连接铜的电极为阳极，连接锌的电极为负极，电解池中阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；A中锌电极上失电子生成锌离子进入溶液，铜电极上铜离子得电子生成铜单质，所以其电池反应式为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+；【详解】(1)A能自发的进行氧化还原反应，能将化学能转化为电能，所以为原电池，B有外接电源，属于电解池；(2)该装置中A能自发的进行氧化还原反应为原电池，B为电解池，锌易失电子作负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+；铜作正极，溶液中铜离子得到电子生成铜，电极反应为：Cu2++2e-=Cu；B中连接铜的电极为阳极，连接锌的电极为负极，电解池中阳极上氯离子放电，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑；阴极上氢离子放电，电极反应为2H++2e-=H2↑，电极上有气体生成，溶液中水的电离平衡正向进行，氢氧根离子浓度增大，负极附近的溶液遇到酚酞变红色。19． 4.0 0.2 1.0 b a MnO2+e-+Li+=LiMnO2 否 电极Li是活泼金属，能与水反应【分析】Ⅰ．根据柱状图可知，K+、、Cl-的浓度分别是 9.0mol/L、4.0mol/L、9.0mol/L，由电荷守恒得c()≈c(Cl-)+2c()-c(K+)= 9.0mol/L+8.0mol/L-9.0mol/L=8.0mol/L；Ⅱ．Li作负极，失电子，变为Li+；MnO2作正极，得电子，变为LiMnO2。【详解】Ⅰ．(1)只有K2SO4含，因此c(K2SO4)=c()=4.0mol/L，故答案为：4.0；(2)由图可知V1时c()=8.0mol/L，则V1=0.2；根据c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀)得8.0mol/L×0.2L=1.6mol/L×V2，可求出 V2=1.0，故答案为：0.2；1.0；Ⅱ．(1)锂作负极，因此外电路的电流方向是由正极 b 流向负极 a，故答案为：b；a；(2)MnO2在电池正极b上得到电子变成LiMnO2，电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，故答案为：MnO2+e-+Li+=LiMnO2；(3)由于负极材料 Li 是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂，故答案为：否；电极 Li 是活泼金属，能与水反应。20． 阳极 2Cu2＋＋4e－=2Cu 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 铜 不变 0.25mol c【分析】I.根据电解装置图可知，当用惰性电极电解时，c与电源的正极相连，则c为阳极，d为阴极；Ⅱ.（1）要实现在铁制品上镀铜，铁制品需作阴极，镀层铜作阳极，含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液；（2）根据阳极：Cu-2e-→Cu2＋、阴极：Cu2＋+2e-→Cu及电极质量差进行计算；Ⅲ. 电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解液。【详解】I.根据电解装置图可知，当用惰性电极电解时，c与电源的正极相连，则c为阳极；d与电源的负极相连，则d为阴极，溶液中的铜离子在阴极放电生成铜，电极反应为2Cu2＋＋4e－=2Cu；阴极、阳极电极反应相加得到电池的总反应，则电解总反应的化学方程为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；Ⅱ.（1）要实现在铁制品上镀铜，铁制品需作阴极，镀层铜作阳极，含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液，所以c为铜，d为铁，阳极铜放电，阴极溶液中的铜离子放电，则电解液浓度不变；（2）根据阳极：Cu-2e-→Cu2＋、阴极：Cu2＋+2e-→Cu 两极质量差为128，当两极质量差为16g，说明转移的电子为×2mol=0.25mol；Ⅲ. 电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液，不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来，所以粗铜板是图中电极c。21． CH4 CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O 变小 不变 CO32- 0.56【分析】①II中首先镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；②根据I中氢氧根离子浓度变化确定溶液pH变化；II中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量；③I中还有碳酸根离子生成；④根据转移电子相等计算消失甲烷的体积。【详解】①装置II中实现铁上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以a处通入的气体是甲烷；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，b处通的是氧气，电极上发生的电极反应式是：O2+2H2O+4e-=4OH-；②根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，所以溶液的pH减小；II中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，因此溶液中铜离子浓度不变；③I中负极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，所以溶液中除了含有OH-外，还有CO32-；④n(Cu)==0.1 mol，Cu是+2价的金属，所以反应过程中电子转移的物质的量为0.1 mol×2=0.2 mol，由于串联电路中转移电子相等，所以反应消耗甲烷的体积V(CH4)=×22.4 L/mol=0.56 L。【点睛】本题考查了原电池和电解池原理，根据电解池中Cu、Fe电极上发生的反应确定燃料电池中正负极及电极上通入的气体，再结合转移电子相等计算，难点是电极反应式的书写。22． 正极 H2－2e－＋2OH－=2H2O 阴极 2Cl －2e－=Cl2↑ 铁极 减小 0.2NA 12.8 g【分析】甲装置为燃料电池，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，负极反应式为：H2－2e－＋2OH－=2H2O，总反应为2H2+O2=2H2O；乙装置为电解饱和食盐水装置，Fe电极与电源负极相连，为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，C电极为阳极，电极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑，总反应为2Cl-+2H2O2OH-+ H2↑+ Cl2↑；丙装置为铜的电解精炼池，粗铜为阳极，铜及比铜活泼的金属失电子，精铜为阴极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，据此分析解答。【详解】（1）由分析可知，燃料电池中通入氧气的电极是正极，负极上氢气失电子，电极反应式为：H2－2e－＋2OH－=2H2O；（2）乙池属于电解池，铁电极是阴极，石墨电极是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑；（3）乙池中阴极是铁，阳极是碳，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电，导致阴极附近氢氧根离子逐渐增大，所以乙装置中生成氢氧化钠主要在铁极区；（4）如果粗铜中含有锌、银等杂质，则阳极上的铜、锌都会失电子进入溶液，阴极上析出铜离子，根据得失电子守恒，阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜，所以丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将减小；（5）根据方程式中的转化关系：O2----2H2----2Cu，2.24 L氧气的物质的量为0.1mol，则生成氢气的分子数是0.2mol×6.02×1023/mol=1.204×1023或0.2NA，生成铜的质量是0.2mol×64g/mol=12.8g。
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