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2022-2023学年河南省南阳市六校高二上学期第一次月考化学试题含解析
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这是一份2022-2023学年河南省南阳市六校高二上学期第一次月考化学试题含解析，共24页。试卷主要包含了单选题，实验题，填空题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
河南省南阳市六校2022-2023学年高二上学期第一次月考化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．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．长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料
B．嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板
C．和谐号动车以350km/h飞驰
D．世界首部可折叠柔屛手机通话
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A．偏二甲肼为燃料发动机能将化学能转变为了动能，而没有将化学能转变为电能，故A错误；
B．太阳能电池板将太阳能转变为电能，而没有将化学能转变为电能，故B错误；
C．和谐号动车将电能转变为了动能，而没有将化学能转变为电能，故C错误；
D．世界首部可折叠柔屏手机通话是原电池的应用，是将化学能转变为电能，实现了能量之间的转化，故D正确。
答案选D。
2．“不用开水,不用火电,自热米饭真方便!”这是某品牌“自热米饭”的广告词。加热米饭的热量来自饭盒内贮存的某些特殊物质,当这些物质混合后就会发生剧烈的变化而释放出大量热量,则这些特殊物质最可能是( )
A．浓硫酸和水 B．生石灰和水 C．硝酸铵和水 D．烧碱和水
【答案】B
【分析】加热米饭的热量来自饭盒内贮存的某些特殊物质，这些特殊物质应具备成本低和安全性能好两大优点，不能对人体造成伤害。
【详解】A. 浓硫酸和水混合后放热，可加热米饭，但浓硫酸具有强烈的腐蚀性，易对人体造成伤害，错误；
B. 生石灰和水混合后放热，可加热米饭，且二者对人体不会造成伤害，可以使用，正确；
C. 硝酸铵和水混合后吸热，不能加热米饭，错误；
D. 烧碱和水混合后放热，可以加热米饭，但烧碱具有强烈的腐蚀性，对人体不利，错误。
故选B。
3．在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：一艘名叫“阿那吉纳”的货轮满载着精铜砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是( )
A．精铜砂装载过多导致沉船
B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大超过船的承载能力
C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀
D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀
【答案】C
【详解】A、由题干可知，是船体漏水导致的沉船，不是由于承载过多，故A错误；
B、精铜即使在潮湿的环境中与空气的反应也很慢，故不可能是铜与氧气直接反应导致，故B错误；
C、精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池，在此原电池中，船体做负极，被腐蚀，导致漏水，故C正确；
D、精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池，在此原电池中，船体做负极，被腐蚀，导致漏水，故D错误。
故答案选C。
4．下列叙述中正确的是
A．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
B．用情性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1mol NaOH
C．用情性电极电解溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1∶2
D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
【答案】B
【详解】A．在电解池的阴极是阳离子得到电子，发生的是还原反应，A错误；
B．，每生成2mol的NaOH转移电子2mol，所以转移1mol电子，生成的NaOH就是1mol，B正确；
C．用惰性电极电解溶液，实际上是电解水，在阴极上：，在阳极上：，所以阴阳两极产物的物质的量之比为2：1，C错误；
D．镀层破损后，镀锡铁组成的原电池，Fe作负极而被腐蚀，镀锌铁组成的原电池，Zn作负极，所以镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更容易被腐蚀，D错误；
故答案选B。
5．1mol白磷（P4，s）和4mol红磷（P，s）与氧气反应过程中的能量变化如图（E表示能量）。下列说法正确的是
A．红磷燃烧的热化学方程式是4P(s，红磷)＋5O2(g)＝P4O10(s) ΔH=－(E2－E3)kJ • mol-1
B．P4(s，白磷) = 4P(s，红磷) ΔH＞0
C．白磷比红磷稳定
D．以上变化中，白磷和红磷所需活化能相等
【答案】A
【详解】A. 如图所示，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，ΔH= E生- E反，E3生成物的总能量，E2为反应物的总能量，红磷燃烧的热化学方程式是4P(s，红磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH= -(E2-E3)kJ • mol-1，故A正确；
B. 如图所示，白磷的能量高于红磷的能量，反应P4(s，白磷) = 4P(s，红磷)为放热反应，ΔH<0，故B错误；
C. 能量越低越稳定，如图所示，白磷的能量高于红磷的能量，则红磷比白磷稳定，故C错误；
D. 白磷和红磷的分子结构不同，化学键的连接方式不同，由稳定分子变为活化分子需要的能量也不同，则二者需要的活化能不相等，故D错误；
答案选A。
【点睛】物质自身具有的能量越低，这种物质越稳定，键能越大。
6．工业上利用双极膜电渗析法制取盐酸和氢氧化钠的装置如下图所示。图中的双极膜中间层中的电离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。
下列有关说法错误的是
A．N表示阴离子交换膜
B．甲室流出的为氢氧化钠溶液
C．电解总反应：
D．相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法更环保
【答案】C
【详解】A．由图可知，左边石墨为阴极，右边石墨为阳极，电流方向由右向左，阳离子方向由右向左，阴离子方由左向右。氯离子由乙室向丙室迁移，N为阴离子交换膜，A正确；
B．钠离子由乙室向甲室迁移，OH-由双极膜向甲室迁移，甲室流出的为氢氧化钠溶液，B正确；
C．电解总反应为： ，C错误；
D．相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法无氯气产生，更环保，D正确；
故选C。
7．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。
已知：几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键
H2O中H-O键
O2中O=O 键
H2中H-H键
H2O2中O-O键
H2O2中O-H键
键能kJ/mol
463
496
436
138
463
若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是A．总反应为2H2O2H2↑+O2↑ B．过程I吸收了926 kJ能量
C．过程II放出了574 kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应
【答案】D
【详解】A．用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，则总反应为2H2O2H2↑+O2↑，故A正确；
B．断裂化学键吸收能量，结合表中数据可知，过程Ⅰ吸收了463kJ×2=926kJ能量，故B正确；
C．形成化学键释放能量，则过程Ⅱ放出了436kJ+138kJ=574kJ能量，故C正确；
D．过程III 为1 mol 过氧化氢 生成1 mol 氧气和1 mol 氢气，吸收的能量大于放出的能量，该过程为吸热反应，，故D错误；
故答案选D。
8．将物质的量浓度相等的溶液和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液的pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法中不正确的是
A．AB段产生氯气，析出铜 B．AB段pH增大是因为有氢氧化钠生成
C．BC段阳极产物是 D．CD段电解的物质是水
【答案】B
【分析】电解等物质的量浓度的CuSO4和NaCl的混合溶液，AB段阳极为氯离子失电子生成氯气，阴极为铜离子得电子生成Cu，溶液中铜离子减少，铜离子水解产生的氢离子减少，pH增大，BC段阳极氢氧根离子失电子生成氧气和水，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，CD段实质为电解水，氢离子浓度增大，pH减小。
【详解】A．AB段：阳极发生，阴极发生，A正确；
B．AB段不生成氢氧化钠，pH增大是因为铜离子浓度减小，水解产生的氢离子浓度减小，B错误；
C．AB段：阳极发生，BC段：阳极发生，整个过程中阳极先产生，后产生，C正确；
D．CD段发生、，即CD段电解的物质是水，D正确；
故答案选B。
9．火药是我国古代的四大发明之一，其原料是硫黄、硝石和木炭。火药爆炸的热化学方程式为：
已知：
则x为
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】碳的燃烧热△H1=akJ•mol-1，其热化学方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=akJ•mol-1①
S(s)+2K(s)═K2S(s)△H2=bkJ•mol-1②
2K(s)+N2(g)+3O2(g)═2KNO3(s)△H3=ckJ•mol-1③
根据盖斯定律，将方程式3①+②-③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s)═K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)，
则△H=xkJ•mol-1=(3a+b-c)kJ•mol-1，所以x=3a+b-c，故选B。
10．世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁一空气电池，其结构如图所示。
下列有关该电池放电时的说法正确的是( )
A．O2- 由b极移向a极
B．正极的电极反应式为FeOx+2xe-=Fe+xO2-
C．若有22.4L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4mol 电子转移
D．铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe=FeOx+xH2
【答案】D
【分析】由新型中温全瓷铁--空气电池的装置图可知，a极通入空气，空气中氧气得电子发生还原反应为正极，铁与水反应生成氢气，氢气在b极失电子发生氧化反应为负极，结合原电池原理分析解答。
【详解】A、原电池中，阴离子向负极移动，O2-由正极移向负极，即a极移向b极，故A错误；
B、a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，电极反应式为：O2+4e-═2O2-，故B错误；
C、标准状况下，22.4L空气的物质的量为1mol，则参与反应的氧气为0.2mol，则电路中转移0.8mol电子，故C错误；
D、由新型中温全瓷铁--空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe═FeOx+xH2，故D正确；
故选D。
11．某科研小组模拟“人工树叶”电化学装置如下图所示，该装置能将和转化为糖类(C6H12O6)和，X、Y是特殊催化剂型电极，下列说法不正确的是
A．电源a极为负极
B．该装置中Y电极发生氧化反应
C．X电极的电极反应式为
D．理论上，每生成22.4L(标准状况下)，必有4mol由X极区向Y极区迁移
【答案】D
【分析】从图示可知，X电极上CO2转化为C6H12O6，C化合价降低，X为阴极，a为电源负极，Y电极上H2O转化为O2，O化合价升高，Y为阳极，b为正极。
【详解】A．X电极上得电子转化为糖类，发生还原反应，为电解池的阴极，连接负极，则电源a极为负极，A正确；
B．该装置是电解池装置，与电源正极b极相连的Y电极是电解池的阳极，阳极失电子发生氧化反应，B正确；
C．X电极是阴极，发生还原反应，电极反应式为，C正确；
D．X电极是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以氢离子从阳极Y极区向阴极X极区移动，D错误；
故答案选D。
12．用氟硼酸(HBF4属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为 ， 为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是
A．充电时，当阳极质量减少23.9g时转移电子
B．放电时，电极附近溶液的增大
C．电子放电时，负极反应为
D．充电时，电极的电极反应式为
【答案】B
【分析】该二次电池放电时为原电池原理：Pb为负极，PbO2为正极；充电时为电解池原理，PbO2与电源正极相连，Pb与电源的负极相连。
【详解】A．充电时阳极发生反应：产生1molPbO2，转移电子2mol，阳极质量增重为：，故阳极增重23.9g时转移电子0.2mol，A错误；
B．放电时正极上发生还原反应：，消耗氢离子，故氢离子浓度减小，pH值增大，B正确；
C．放电时，负极上是Pb失去电子发生氧化反应：，C错误；
D．充电时，Pb电极和电源的负极相连，电极反应为：，D错误；
故选B。
13．用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为：Cl－ + 2OH－－2e－= ClO－ + H2O
C．阴极的电极反应式为：2H2O + 2e－ = H2↑ + 2OH－
D．除去CN－的反应：2CN－+ 5ClO－ + 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl－+ H2O
【答案】D
【详解】A、根据电解的原理，铁作阳极时，铁失电子，参与反应，但根据题中信息，铁不参与反应，因此铁作阴极，故A说法正确；
B、根据信息，环境是碱性，利用ClO－氧化CN－，因此阳极反应式为Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2O，故B说法正确；
C、根据电解原理，阴极上是阳离子放电，即2H＋＋2e－=H2↑，故C说法正确；
D、CN－被ClO－氧化成两种无毒的气体，即为N2和CO2，环境是碱性，不能生成H＋，故D说法错误。
【点睛】电极反应式的书写或氧化还原反应方程式的书写，一定看清楚溶液的环境，如本题溶液是碱性环境，H＋不能大量共存，因此D选项错误。
14．我国科学家成功研制出新型铝—石墨烯(Cn)可充电电池，电解质为阳离子()与阴离子()组成的离子液体，该电池放电过程如图所示。下列说法错误的是
A．放电时电路中每转移1mol电子，有1mol被还原
B．放电时正极的反应为
C．充电时石墨烯与电源的正极相连
D．充电时的总反应为
【答案】B
【分析】由示意图可知，放电时铝为负极，被氧化生成，电极方程式为 ，正极反应为，电解时阳极发生氧化反应电极反应式为，阴极发生还原反应，电极方程式为，据此分析解答。
【详解】A．放电时，正极反应为，则电路中每转移1mol电子，有1mol被还原，A正确，
B．放电时，正极反应为，B错误；
C．充电时，石墨烯为阳极，与电源的正极相连，C正确；
D．充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为，阴极发生还原反应，电极反应为，则充电时的总反应为，D正确；
故答案选B。
15．利用如图所示装置，可以模拟铁的电化学腐蚀，下列说法不正确的是( )
A．若X为碳棒，为减慢铁的腐蚀，开关K应置于N处
B．若X为锌棒，K置于M或N处，均能减慢铁的腐蚀
C．若X为碳棒，将开关K置于M处时铁棒上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋
D．若X为锌棒，将开关K置于N处时铁棒上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋
【答案】D
【分析】根据金属的防护，若K置于N处，形成电解池，必须让被保护的金属接电源负极；若开关K置于M处，形成原电池，若要使金属铁被保护，需让铁做正极，据此分析判断。
【详解】A．若X为碳棒，当开关K置于N处时，形成电解池，铁做阴极被保护，能减缓铁的腐蚀，故A正确；
B．若 X 为锌棒，开关 K 置于 M处，形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，铁做正极，在原电池中正极被保护，能减缓铁的腐蚀；当开关K置于N处时，形成电解池，铁做阴极被保护，能减缓铁的腐蚀，故B正确；
C．若X为碳棒，开关 K 置于 M处，形成原电池，铁做负极，铁棒上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋，故C正确；
D．当X为锌时，开关K置于N处，形成电解池，铁做阴极，故阴极上的电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故D错误；
故选D。
16．科研人员借助太阳能，将H2S转化为可再利用的S和H2的工作原理如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．该电池能实现将光能转化为化学能
B．a电极的电极反应：2H++2e-=H2↑
C．光照后，b电极的电极反应：H2S-2e-=2H++S
D．a电极区溶液的pH不变
【答案】C
【详解】A．该电池通过光照发生化学反应，形成原电池，将光能转化为化学能，故A不符合题意；
B．根据图示，在a电极上H+获得电子变成氢气，a电极的电极反应为2H++2e-=H2↑，故B不符合题意；
C．根据图示，光照后，b电极上，Fe2+失去电子，电极反应为Fe2+-e-= Fe3+，故C符合题意；
D．电池工作时，a极区消耗的H+的物质的量与通过离子交换膜进入a极区的H+相等，因此a极区溶液的pH不变，故D不符合题意。
答案选C。
二、实验题
17．为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：
（1）上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是_____。
（2）某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是____，说明该反应属于___(填“吸热”或“放热”)反应。
（3）为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_____；
②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水____(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)；
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是____。
【答案】 Ⅲ 左端液柱降低，右端液柱升高 放热 产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱 可能是放热反应 硝酸铵(或其他合理答案)
【分析】（1）装置Ⅰ通过观察右边装置中液面变化、装置Ⅱ通过观察烧杯中是否有气泡判断反应是吸热还是放热，而装置Ⅲ是将生成的气体直接通入水中，无法判断该反应是吸热还是放热反应；
（2）酸碱中和反应为放热反应，反应放出的热使锥形瓶中温度升高，气体热胀冷缩，据此判断U形管中液面的变化；
（3）钠与水的反应为放热反应，温度升高导致大试管中气体受热压强增大，烧杯中有气泡产生，冷却后体积减小，压强减小，导管中会形成水柱；M溶于水放出热量，不一定为化学变化，则不一定属于放热反应；根据熟悉的知识写出溶于水能够吸收热量的试剂。
【详解】（1）装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应，故答案为Ⅲ。
（2）氢氧化钡与硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液柱降低，右端液柱升高，故答案为左端液柱降低，右端液柱升高；放热。
（3）①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放热的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生；反应结束，冷却后大试管中温度降低，压强减小，右边烧杯中的导管会形成一端液柱，故答案为产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱。
②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出的反应不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，如浓硫酸溶于水会放出热量，但是不属于放热反应，故答案为可能是放热反应。
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明M溶于水后导致大试管中温度降低，压强减小，证明M溶于水为吸热过程，溶于水能够吸收热量的物质有：硝酸铵等，故答案为硝酸铵。
【点睛】一般金属和水或酸的置换反应、酸碱中和反应、一切燃烧、大多数化合反应和置换反应、缓慢氧化反应如铁生锈等是放热反应；大多数分解反应、铵盐和碱反应、碳（或氢气或CO）作还原剂的反应等是吸热反应。答题时还需要明确物理变化中的放热或吸热不能归为放热反应或吸热反应，另外硝酸铵溶于水是吸热过程，氢氧化钠溶于水，浓硫酸的稀释是放热过程。
三、填空题
18．如图所示，A、B、C、D均为石墨电极，E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素的单质，且E能与NaOH溶液反应。按图示接通电路，反应一段时间。
(1)甲池是_______(填“原电池”或“电解池”)装置，电极A的名称是_______。
(2)C极为_______(填“阴极”或“阳极”)，电极反应式为_______。
(3)烧杯中溶液会变蓝的是_______(填“a”或“b”)。
(4)甲池中总反应的离子方程式为_______。
(5)乙池中总反应的化学方程式为_______。
【答案】(1) 电解池 阳极
(2) 阳极
(3)a
(4)
(5)
【分析】E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素的单质，且E能与NaOH溶液反应，则E为Al，F为Mg。
（1）
Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池中，Al失去电子被氧化生成，则 电极为负极，电极为正极；甲池和中间U形管均形成电解池，根据电极的连接方式可知，电极A为阳极，故答案为：电解池；阳极；
（2）
U形管是电解池装置，D极连接Al电极(负极)，作阴极，故电极C为阳极，在阳极上发生氧化反应生成，电极反应式为，故答案为：阳极；；
（3）
电极C上发生氧化反应生成，通过导管进入淀粉―KI溶液，发生反应：，反应生成的I2使淀粉溶液变蓝，故a烧杯中溶液会变蓝，故答案为：a；
（4）
甲池中A、B电极材料均为石墨，是惰性电极，电解溶液时，阴极上放电生成，阳极上OH-放电生成，故电池总反应为，故答案为：；
（5）
乙池为Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，总反应的化学方程式为，故答案为：。
四、原理综合题
19．Ⅰ.联氨可用作火箭燃料，回答下列问题：
(1)在发射“神舟”十一号的火箭推进器中装有肼()和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。已知： ； 。若用6.4g液态肼与足量过氧化氢反应生成氨气和液态水，则整个过程中放出的热量为_______。
(2)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氨作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知：①
②
③
请写出肼和氟气反应的热化学方程式：_______。
Ⅱ.铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
(3)高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为，则电解时阳极的电极反应式是_______。
(4)高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为_______。
(5)能消毒、净水的原因是_______。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)高铁酸钠具有氧化性，能杀菌消毒，生成的水解形成胶体，具有吸附悬浮物的净水作用
【解析】（1）
6.4g液态肼的物质的量为0.2mol。由盖斯定律可知：液态肼与反应生成和液态水的热化学方程式： ，故0.2mol液态肼放出的热量为。
（2）
根据盖斯定律，由①+②-③得： 。
（3）
电解时阳极发生氧化反应，电极反应式为。
（4）
在强碱性条件下氧化的离子方程式为。
（5）
高铁酸钠具有氧化性，能杀菌消毒，生成的水解形成胶体，具有吸附悬浮物的净水作用。
20．回答下列问题
(1)近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中。再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用如图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时，N电极的电极反应式为_______。
(2)氢气是一种理想的清洁能源，其制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。有一种制氢方法为光电化学分解。其原理如图所示，钛酸锶光电极的电极反应为，则铂电极的电极反应为_______。
(3)熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3 (其中不含O2-和)为电解质，以丁烷为燃料，以空气中的氧气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为。试回答下列问题：
①该燃料电池的总反应式为_______。
②正极电极反应式为_______。
③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。为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是_______，它来自_______。
【答案】(1)CO2+2H++2e-=CO+H2O
(2)2H2O+2e-=2OH-+H2↑
(3) 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O O2+2CO2+4e-=2 CO2 负极反应产物
【解析】（1）
根据装置图，N极为电子流入的极，在该电极，CO2→CO，则CO2得电子生成CO，电极反应式为CO2+2H++2e-=CO+H2O。答案为：CO2+2H++2e-=CO+H2O；
（2）
依据装置图中的电子流向分析，铂电极作原电池正极，水得电子生成H2和OH-，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。答案为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；
（3）
①该燃料电池中，丁烷为燃料，以空气中的氧气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极，丁烷和氧气反应生成二氧化碳和水，则总反应式为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。
②正极上氧气得电子产物与二氧化碳反应生成，电极反应式为O2+2CO2+4e-=2。
③由该电极的正极反应式O2+2CO2+4e-=2可知加入的物质是CO2，由负极反应式2C4H10+26-52e-=34CO2+10H2O可知，CO2来源于负极反应产物。答案为：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O；O2+2CO2+4e-=2；CO2；负极反应产物。
【点睛】书写电极反应式时，应注意电解质中参加电极反应的物质。
21．用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中的反应原理如图所示。
①作负极的物质化学式为___________。
②正极的电极反应式是_____________。
(2)将足量铁粉投入水体中，经24小时测定的去除率和pH，结果如下：
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
的去除率
接近100%
＜50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时，的去除率低。其原因是_________________。
(3)实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设：
I．Fe2+直接还原；
II．Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验，结果如图所示，可得到的结论是_________。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4，该反应的离子方程式为_________，解释加入Fe2+提高去除率的原因：___________。
【答案】 Fe +8e-+10H+=+3H2O FeO(OH)不导电，阻碍电子转移 本实验条件下，Fe2+不能直接还原；在Fe和Fe2+共同作用下能提高的去除率 Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+ Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移
【分析】原电池中，在负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线流向正极，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，结合示意图、获取图中信息，分析回答；
【详解】(1)①原电池中负极材料失电子，根据图1，铁失电子，所以作负极的物质化学式为Fe；
②根据示意图，正极是NO3-得电子生成NH4+，正极的电极反应式是NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O；
(2)根据图示，pH=4.5时，NO3-的去除率低的原因是：pH=4.5生成了较多的FeO(OH)，FeO(OH)不导电，阻碍电子转移，所以NO3-的去除率低；
(3)①根据图2可知，只加入Fe2+的水中NO3-的去除率为0，加入Fe2+、Fe的水中NO3-的去除率最高，可得到的结论是本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率；
②根据得失电子守恒，Fe2+与FeO(OH)反应生成Fe3O4的离子方程式是Fe2++2 FeO(OH)=Fe3O4+2H+；加入Fe2+提高NO3-去除率的原因是：Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移，所以加入Fe2+提高NO3-去除率。
【点睛】考查化学反应原理，涉及电化学、氧化还原反应等相关知识，题中的Fe与NO3-的反应跟溶液酸碱性有关，抓住这一点是解题的关键。
河南省南阳市六校2022-2023学年高二上学期第一次月考化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．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．长征三号乙运载火箭用偏二甲肼为燃料
B．嫦娥四号月球探测器上的太阳能电池板
C．和谐号动车以350km/h飞驰
D．世界首部可折叠柔屛手机通话
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A．偏二甲肼为燃料发动机能将化学能转变为了动能，而没有将化学能转变为电能，故A错误；
B．太阳能电池板将太阳能转变为电能，而没有将化学能转变为电能，故B错误；
C．和谐号动车将电能转变为了动能，而没有将化学能转变为电能，故C错误；
D．世界首部可折叠柔屏手机通话是原电池的应用，是将化学能转变为电能，实现了能量之间的转化，故D正确。
答案选D。
2．“不用开水,不用火电,自热米饭真方便!”这是某品牌“自热米饭”的广告词。加热米饭的热量来自饭盒内贮存的某些特殊物质,当这些物质混合后就会发生剧烈的变化而释放出大量热量,则这些特殊物质最可能是( )
A．浓硫酸和水 B．生石灰和水 C．硝酸铵和水 D．烧碱和水
【答案】B
【分析】加热米饭的热量来自饭盒内贮存的某些特殊物质，这些特殊物质应具备成本低和安全性能好两大优点，不能对人体造成伤害。
【详解】A. 浓硫酸和水混合后放热，可加热米饭，但浓硫酸具有强烈的腐蚀性，易对人体造成伤害，错误；
B. 生石灰和水混合后放热，可加热米饭，且二者对人体不会造成伤害，可以使用，正确；
C. 硝酸铵和水混合后吸热，不能加热米饭，错误；
D. 烧碱和水混合后放热，可以加热米饭，但烧碱具有强烈的腐蚀性，对人体不利，错误。
故选B。
3．在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：一艘名叫“阿那吉纳”的货轮满载着精铜砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精铜砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是( )
A．精铜砂装载过多导致沉船
B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大超过船的承载能力
C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀
D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀
【答案】C
【详解】A、由题干可知，是船体漏水导致的沉船，不是由于承载过多，故A错误；
B、精铜即使在潮湿的环境中与空气的反应也很慢，故不可能是铜与氧气直接反应导致，故B错误；
C、精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池，在此原电池中，船体做负极，被腐蚀，导致漏水，故C正确；
D、精铜砂在潮湿的环境下与船体形成原电池，在此原电池中，船体做负极，被腐蚀，导致漏水，故D错误。
故答案选C。
4．下列叙述中正确的是
A．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
B．用情性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1mol NaOH
C．用情性电极电解溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1∶2
D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
【答案】B
【详解】A．在电解池的阴极是阳离子得到电子，发生的是还原反应，A错误；
B．，每生成2mol的NaOH转移电子2mol，所以转移1mol电子，生成的NaOH就是1mol，B正确；
C．用惰性电极电解溶液，实际上是电解水，在阴极上：，在阳极上：，所以阴阳两极产物的物质的量之比为2：1，C错误；
D．镀层破损后，镀锡铁组成的原电池，Fe作负极而被腐蚀，镀锌铁组成的原电池，Zn作负极，所以镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更容易被腐蚀，D错误；
故答案选B。
5．1mol白磷（P4，s）和4mol红磷（P，s）与氧气反应过程中的能量变化如图（E表示能量）。下列说法正确的是
A．红磷燃烧的热化学方程式是4P(s，红磷)＋5O2(g)＝P4O10(s) ΔH=－(E2－E3)kJ • mol-1
B．P4(s，白磷) = 4P(s，红磷) ΔH＞0
C．白磷比红磷稳定
D．以上变化中，白磷和红磷所需活化能相等
【答案】A
【详解】A. 如图所示，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，ΔH= E生- E反，E3生成物的总能量，E2为反应物的总能量，红磷燃烧的热化学方程式是4P(s，红磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH= -(E2-E3)kJ • mol-1，故A正确；
B. 如图所示，白磷的能量高于红磷的能量，反应P4(s，白磷) = 4P(s，红磷)为放热反应，ΔH<0，故B错误；
C. 能量越低越稳定，如图所示，白磷的能量高于红磷的能量，则红磷比白磷稳定，故C错误；
D. 白磷和红磷的分子结构不同，化学键的连接方式不同，由稳定分子变为活化分子需要的能量也不同，则二者需要的活化能不相等，故D错误；
答案选A。
【点睛】物质自身具有的能量越低，这种物质越稳定，键能越大。
6．工业上利用双极膜电渗析法制取盐酸和氢氧化钠的装置如下图所示。图中的双极膜中间层中的电离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。
下列有关说法错误的是
A．N表示阴离子交换膜
B．甲室流出的为氢氧化钠溶液
C．电解总反应：
D．相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法更环保
【答案】C
【详解】A．由图可知，左边石墨为阴极，右边石墨为阳极，电流方向由右向左，阳离子方向由右向左，阴离子方由左向右。氯离子由乙室向丙室迁移，N为阴离子交换膜，A正确；
B．钠离子由乙室向甲室迁移，OH-由双极膜向甲室迁移，甲室流出的为氢氧化钠溶液，B正确；
C．电解总反应为： ，C错误；
D．相比现有氯碱工业制取氢氧化钠，该方法无氯气产生，更环保，D正确；
故选C。
7．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。
已知：几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键
H2O中H-O键
O2中O=O 键
H2中H-H键
H2O2中O-O键
H2O2中O-H键
键能kJ/mol
463
496
436
138
463
若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是A．总反应为2H2O2H2↑+O2↑ B．过程I吸收了926 kJ能量
C．过程II放出了574 kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应
【答案】D
【详解】A．用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，则总反应为2H2O2H2↑+O2↑，故A正确；
B．断裂化学键吸收能量，结合表中数据可知，过程Ⅰ吸收了463kJ×2=926kJ能量，故B正确；
C．形成化学键释放能量，则过程Ⅱ放出了436kJ+138kJ=574kJ能量，故C正确；
D．过程III 为1 mol 过氧化氢 生成1 mol 氧气和1 mol 氢气，吸收的能量大于放出的能量，该过程为吸热反应，，故D错误；
故答案选D。
8．将物质的量浓度相等的溶液和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液的pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法中不正确的是
A．AB段产生氯气，析出铜 B．AB段pH增大是因为有氢氧化钠生成
C．BC段阳极产物是 D．CD段电解的物质是水
【答案】B
【分析】电解等物质的量浓度的CuSO4和NaCl的混合溶液，AB段阳极为氯离子失电子生成氯气，阴极为铜离子得电子生成Cu，溶液中铜离子减少，铜离子水解产生的氢离子减少，pH增大，BC段阳极氢氧根离子失电子生成氧气和水，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，CD段实质为电解水，氢离子浓度增大，pH减小。
【详解】A．AB段：阳极发生，阴极发生，A正确；
B．AB段不生成氢氧化钠，pH增大是因为铜离子浓度减小，水解产生的氢离子浓度减小，B错误；
C．AB段：阳极发生，BC段：阳极发生，整个过程中阳极先产生，后产生，C正确；
D．CD段发生、，即CD段电解的物质是水，D正确；
故答案选B。
9．火药是我国古代的四大发明之一，其原料是硫黄、硝石和木炭。火药爆炸的热化学方程式为：
已知：
则x为
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】碳的燃烧热△H1=akJ•mol-1，其热化学方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=akJ•mol-1①
S(s)+2K(s)═K2S(s)△H2=bkJ•mol-1②
2K(s)+N2(g)+3O2(g)═2KNO3(s)△H3=ckJ•mol-1③
根据盖斯定律，将方程式3①+②-③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s)═K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)，
则△H=xkJ•mol-1=(3a+b-c)kJ•mol-1，所以x=3a+b-c，故选B。
10．世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁一空气电池，其结构如图所示。
下列有关该电池放电时的说法正确的是( )
A．O2- 由b极移向a极
B．正极的电极反应式为FeOx+2xe-=Fe+xO2-
C．若有22.4L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4mol 电子转移
D．铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe=FeOx+xH2
【答案】D
【分析】由新型中温全瓷铁--空气电池的装置图可知，a极通入空气，空气中氧气得电子发生还原反应为正极，铁与水反应生成氢气，氢气在b极失电子发生氧化反应为负极，结合原电池原理分析解答。
【详解】A、原电池中，阴离子向负极移动，O2-由正极移向负极，即a极移向b极，故A错误；
B、a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，电极反应式为：O2+4e-═2O2-，故B错误；
C、标准状况下，22.4L空气的物质的量为1mol，则参与反应的氧气为0.2mol，则电路中转移0.8mol电子，故C错误；
D、由新型中温全瓷铁--空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe═FeOx+xH2，故D正确；
故选D。
11．某科研小组模拟“人工树叶”电化学装置如下图所示，该装置能将和转化为糖类(C6H12O6)和，X、Y是特殊催化剂型电极，下列说法不正确的是
A．电源a极为负极
B．该装置中Y电极发生氧化反应
C．X电极的电极反应式为
D．理论上，每生成22.4L(标准状况下)，必有4mol由X极区向Y极区迁移
【答案】D
【分析】从图示可知，X电极上CO2转化为C6H12O6，C化合价降低，X为阴极，a为电源负极，Y电极上H2O转化为O2，O化合价升高，Y为阳极，b为正极。
【详解】A．X电极上得电子转化为糖类，发生还原反应，为电解池的阴极，连接负极，则电源a极为负极，A正确；
B．该装置是电解池装置，与电源正极b极相连的Y电极是电解池的阳极，阳极失电子发生氧化反应，B正确；
C．X电极是阴极，发生还原反应，电极反应式为，C正确；
D．X电极是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以氢离子从阳极Y极区向阴极X极区移动，D错误；
故答案选D。
12．用氟硼酸(HBF4属于强酸)代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为 ， 为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是
A．充电时，当阳极质量减少23.9g时转移电子
B．放电时，电极附近溶液的增大
C．电子放电时，负极反应为
D．充电时，电极的电极反应式为
【答案】B
【分析】该二次电池放电时为原电池原理：Pb为负极，PbO2为正极；充电时为电解池原理，PbO2与电源正极相连，Pb与电源的负极相连。
【详解】A．充电时阳极发生反应：产生1molPbO2，转移电子2mol，阳极质量增重为：，故阳极增重23.9g时转移电子0.2mol，A错误；
B．放电时正极上发生还原反应：，消耗氢离子，故氢离子浓度减小，pH值增大，B正确；
C．放电时，负极上是Pb失去电子发生氧化反应：，C错误；
D．充电时，Pb电极和电源的负极相连，电极反应为：，D错误；
故选B。
13．用下图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反应式为：Cl－ + 2OH－－2e－= ClO－ + H2O
C．阴极的电极反应式为：2H2O + 2e－ = H2↑ + 2OH－
D．除去CN－的反应：2CN－+ 5ClO－ + 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl－+ H2O
【答案】D
【详解】A、根据电解的原理，铁作阳极时，铁失电子，参与反应，但根据题中信息，铁不参与反应，因此铁作阴极，故A说法正确；
B、根据信息，环境是碱性，利用ClO－氧化CN－，因此阳极反应式为Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2O，故B说法正确；
C、根据电解原理，阴极上是阳离子放电，即2H＋＋2e－=H2↑，故C说法正确；
D、CN－被ClO－氧化成两种无毒的气体，即为N2和CO2，环境是碱性，不能生成H＋，故D说法错误。
【点睛】电极反应式的书写或氧化还原反应方程式的书写，一定看清楚溶液的环境，如本题溶液是碱性环境，H＋不能大量共存，因此D选项错误。
14．我国科学家成功研制出新型铝—石墨烯(Cn)可充电电池，电解质为阳离子()与阴离子()组成的离子液体，该电池放电过程如图所示。下列说法错误的是
A．放电时电路中每转移1mol电子，有1mol被还原
B．放电时正极的反应为
C．充电时石墨烯与电源的正极相连
D．充电时的总反应为
【答案】B
【分析】由示意图可知，放电时铝为负极，被氧化生成，电极方程式为 ，正极反应为，电解时阳极发生氧化反应电极反应式为，阴极发生还原反应，电极方程式为，据此分析解答。
【详解】A．放电时，正极反应为，则电路中每转移1mol电子，有1mol被还原，A正确，
B．放电时，正极反应为，B错误；
C．充电时，石墨烯为阳极，与电源的正极相连，C正确；
D．充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为，阴极发生还原反应，电极反应为，则充电时的总反应为，D正确；
故答案选B。
15．利用如图所示装置，可以模拟铁的电化学腐蚀，下列说法不正确的是( )
A．若X为碳棒，为减慢铁的腐蚀，开关K应置于N处
B．若X为锌棒，K置于M或N处，均能减慢铁的腐蚀
C．若X为碳棒，将开关K置于M处时铁棒上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋
D．若X为锌棒，将开关K置于N处时铁棒上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋
【答案】D
【分析】根据金属的防护，若K置于N处，形成电解池，必须让被保护的金属接电源负极；若开关K置于M处，形成原电池，若要使金属铁被保护，需让铁做正极，据此分析判断。
【详解】A．若X为碳棒，当开关K置于N处时，形成电解池，铁做阴极被保护，能减缓铁的腐蚀，故A正确；
B．若 X 为锌棒，开关 K 置于 M处，形成原电池，锌比铁活泼，锌为负极，铁做正极，在原电池中正极被保护，能减缓铁的腐蚀；当开关K置于N处时，形成电解池，铁做阴极被保护，能减缓铁的腐蚀，故B正确；
C．若X为碳棒，开关 K 置于 M处，形成原电池，铁做负极，铁棒上发生的反应为Fe－2e－=Fe2＋，故C正确；
D．当X为锌时，开关K置于N处，形成电解池，铁做阴极，故阴极上的电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故D错误；
故选D。
16．科研人员借助太阳能，将H2S转化为可再利用的S和H2的工作原理如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．该电池能实现将光能转化为化学能
B．a电极的电极反应：2H++2e-=H2↑
C．光照后，b电极的电极反应：H2S-2e-=2H++S
D．a电极区溶液的pH不变
【答案】C
【详解】A．该电池通过光照发生化学反应，形成原电池，将光能转化为化学能，故A不符合题意；
B．根据图示，在a电极上H+获得电子变成氢气，a电极的电极反应为2H++2e-=H2↑，故B不符合题意；
C．根据图示，光照后，b电极上，Fe2+失去电子，电极反应为Fe2+-e-= Fe3+，故C符合题意；
D．电池工作时，a极区消耗的H+的物质的量与通过离子交换膜进入a极区的H+相等，因此a极区溶液的pH不变，故D不符合题意。
答案选C。
二、实验题
17．为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下三套实验装置：
（1）上述3个装置中，不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的是_____。
（2）某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是____，说明该反应属于___(填“吸热”或“放热”)反应。
（3）为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在甲中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_____；
②若观察到烧杯里产生气泡，则说明M溶于水____(填“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)；
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，则M可能是____。
【答案】 Ⅲ 左端液柱降低，右端液柱升高 放热 产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱 可能是放热反应 硝酸铵(或其他合理答案)
【分析】（1）装置Ⅰ通过观察右边装置中液面变化、装置Ⅱ通过观察烧杯中是否有气泡判断反应是吸热还是放热，而装置Ⅲ是将生成的气体直接通入水中，无法判断该反应是吸热还是放热反应；
（2）酸碱中和反应为放热反应，反应放出的热使锥形瓶中温度升高，气体热胀冷缩，据此判断U形管中液面的变化；
（3）钠与水的反应为放热反应，温度升高导致大试管中气体受热压强增大，烧杯中有气泡产生，冷却后体积减小，压强减小，导管中会形成水柱；M溶于水放出热量，不一定为化学变化，则不一定属于放热反应；根据熟悉的知识写出溶于水能够吸收热量的试剂。
【详解】（1）装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应，故答案为Ⅲ。
（2）氢氧化钡与硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U形管左端液柱降低，右端液柱升高，故答案为左端液柱降低，右端液柱升高；放热。
（3）①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放热的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生；反应结束，冷却后大试管中温度降低，压强减小，右边烧杯中的导管会形成一端液柱，故答案为产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段液柱。
②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出的反应不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，如浓硫酸溶于水会放出热量，但是不属于放热反应，故答案为可能是放热反应。
③若观察到烧杯里的玻璃管内形成一段水柱，说明M溶于水后导致大试管中温度降低，压强减小，证明M溶于水为吸热过程，溶于水能够吸收热量的物质有：硝酸铵等，故答案为硝酸铵。
【点睛】一般金属和水或酸的置换反应、酸碱中和反应、一切燃烧、大多数化合反应和置换反应、缓慢氧化反应如铁生锈等是放热反应；大多数分解反应、铵盐和碱反应、碳（或氢气或CO）作还原剂的反应等是吸热反应。答题时还需要明确物理变化中的放热或吸热不能归为放热反应或吸热反应，另外硝酸铵溶于水是吸热过程，氢氧化钠溶于水，浓硫酸的稀释是放热过程。
三、填空题
18．如图所示，A、B、C、D均为石墨电极，E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素的单质，且E能与NaOH溶液反应。按图示接通电路，反应一段时间。
(1)甲池是_______(填“原电池”或“电解池”)装置，电极A的名称是_______。
(2)C极为_______(填“阴极”或“阳极”)，电极反应式为_______。
(3)烧杯中溶液会变蓝的是_______(填“a”或“b”)。
(4)甲池中总反应的离子方程式为_______。
(5)乙池中总反应的化学方程式为_______。
【答案】(1) 电解池 阳极
(2) 阳极
(3)a
(4)
(5)
【分析】E、F分别为短周期相邻两种活泼金属元素的单质，且E能与NaOH溶液反应，则E为Al，F为Mg。
（1）
Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池中，Al失去电子被氧化生成，则 电极为负极，电极为正极；甲池和中间U形管均形成电解池，根据电极的连接方式可知，电极A为阳极，故答案为：电解池；阳极；
（2）
U形管是电解池装置，D极连接Al电极(负极)，作阴极，故电极C为阳极，在阳极上发生氧化反应生成，电极反应式为，故答案为：阳极；；
（3）
电极C上发生氧化反应生成，通过导管进入淀粉―KI溶液，发生反应：，反应生成的I2使淀粉溶液变蓝，故a烧杯中溶液会变蓝，故答案为：a；
（4）
甲池中A、B电极材料均为石墨，是惰性电极，电解溶液时，阴极上放电生成，阳极上OH-放电生成，故电池总反应为，故答案为：；
（5）
乙池为Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，总反应的化学方程式为，故答案为：。
四、原理综合题
19．Ⅰ.联氨可用作火箭燃料，回答下列问题：
(1)在发射“神舟”十一号的火箭推进器中装有肼()和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。已知： ； 。若用6.4g液态肼与足量过氧化氢反应生成氨气和液态水，则整个过程中放出的热量为_______。
(2)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氨作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知：①
②
③
请写出肼和氟气反应的热化学方程式：_______。
Ⅱ.铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
(3)高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为，则电解时阳极的电极反应式是_______。
(4)高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为_______。
(5)能消毒、净水的原因是_______。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)高铁酸钠具有氧化性，能杀菌消毒，生成的水解形成胶体，具有吸附悬浮物的净水作用
【解析】（1）
6.4g液态肼的物质的量为0.2mol。由盖斯定律可知：液态肼与反应生成和液态水的热化学方程式： ，故0.2mol液态肼放出的热量为。
（2）
根据盖斯定律，由①+②-③得： 。
（3）
电解时阳极发生氧化反应，电极反应式为。
（4）
在强碱性条件下氧化的离子方程式为。
（5）
高铁酸钠具有氧化性，能杀菌消毒，生成的水解形成胶体，具有吸附悬浮物的净水作用。
20．回答下列问题
(1)近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中。再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用如图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时，N电极的电极反应式为_______。
(2)氢气是一种理想的清洁能源，其制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。有一种制氢方法为光电化学分解。其原理如图所示，钛酸锶光电极的电极反应为，则铂电极的电极反应为_______。
(3)熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3 (其中不含O2-和)为电解质，以丁烷为燃料，以空气中的氧气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为。试回答下列问题：
①该燃料电池的总反应式为_______。
②正极电极反应式为_______。
③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。为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是_______，它来自_______。
【答案】(1)CO2+2H++2e-=CO+H2O
(2)2H2O+2e-=2OH-+H2↑
(3) 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O O2+2CO2+4e-=2 CO2 负极反应产物
【解析】（1）
根据装置图，N极为电子流入的极，在该电极，CO2→CO，则CO2得电子生成CO，电极反应式为CO2+2H++2e-=CO+H2O。答案为：CO2+2H++2e-=CO+H2O；
（2）
依据装置图中的电子流向分析，铂电极作原电池正极，水得电子生成H2和OH-，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑。答案为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑；
（3）
①该燃料电池中，丁烷为燃料，以空气中的氧气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极，丁烷和氧气反应生成二氧化碳和水，则总反应式为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O。
②正极上氧气得电子产物与二氧化碳反应生成，电极反应式为O2+2CO2+4e-=2。
③由该电极的正极反应式O2+2CO2+4e-=2可知加入的物质是CO2，由负极反应式2C4H10+26-52e-=34CO2+10H2O可知，CO2来源于负极反应产物。答案为：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O；O2+2CO2+4e-=2；CO2；负极反应产物。
【点睛】书写电极反应式时，应注意电解质中参加电极反应的物质。
21．用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中的反应原理如图所示。
①作负极的物质化学式为___________。
②正极的电极反应式是_____________。
(2)将足量铁粉投入水体中，经24小时测定的去除率和pH，结果如下：
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
的去除率
接近100%
＜50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时，的去除率低。其原因是_________________。
(3)实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设：
I．Fe2+直接还原；
II．Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验，结果如图所示，可得到的结论是_________。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4，该反应的离子方程式为_________，解释加入Fe2+提高去除率的原因：___________。
【答案】 Fe +8e-+10H+=+3H2O FeO(OH)不导电，阻碍电子转移 本实验条件下，Fe2+不能直接还原；在Fe和Fe2+共同作用下能提高的去除率 Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+ Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移
【分析】原电池中，在负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线流向正极，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，结合示意图、获取图中信息，分析回答；
【详解】(1)①原电池中负极材料失电子，根据图1，铁失电子，所以作负极的物质化学式为Fe；
②根据示意图，正极是NO3-得电子生成NH4+，正极的电极反应式是NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O；
(2)根据图示，pH=4.5时，NO3-的去除率低的原因是：pH=4.5生成了较多的FeO(OH)，FeO(OH)不导电，阻碍电子转移，所以NO3-的去除率低；
(3)①根据图2可知，只加入Fe2+的水中NO3-的去除率为0，加入Fe2+、Fe的水中NO3-的去除率最高，可得到的结论是本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率；
②根据得失电子守恒，Fe2+与FeO(OH)反应生成Fe3O4的离子方程式是Fe2++2 FeO(OH)=Fe3O4+2H+；加入Fe2+提高NO3-去除率的原因是：Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移，所以加入Fe2+提高NO3-去除率。
【点睛】考查化学反应原理，涉及电化学、氧化还原反应等相关知识，题中的Fe与NO3-的反应跟溶液酸碱性有关，抓住这一点是解题的关键。
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