2022-2023学年北京市房山区高二上学期期中质量检测化学试题（解析版）

这是一份2022-2023学年北京市房山区高二上学期期中质量检测化学试题（解析版），共17页。试卷主要包含了5 Fe 56， 下列反应中，属于吸热反应的是，94KJ·ml-1等内容，欢迎下载使用。

(考试时间 90分钟 满分 100分)
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56
第一部分(选择题 共42分)
本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．普通锌锰电池是化学电源，把化学能转化为电能，故选A；
B．电解法冶炼金属钠，电能转化为化学能，故不选B ；
C．太阳能电池把太阳能转化为电能，故不选C；
D．风力发电把风能转化为电能，故不选D；
2. 下列反应中，属于吸热反应的是
A. H2在Cl2中燃烧B. 柠檬酸和碳酸氢钠反应
C. NaOH与稀盐酸反应D. Al与稀硫酸反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．H2在Cl2中燃烧反应产生HCl，同时放出热量，因此该反应是放热反应，A不符合题意；
B．柠檬酸与碳酸氢钠反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水，是吸热反应,，B符合题意；
C．NaOH与稀盐酸发生中和反应会放出热量，使溶液温度升高，因此该反应为放热反应，C不符合题意；
D．Al与稀硫酸发生置换反应产生硫酸铝和氢气，同时放出热量，使溶液温度升高，因此该反应是放热反应，D不符合题意；
故选B。
3. 冰受热转化为1g水蒸气，下列分析不正确的是
A. 该过程是熵增的过程
B. 该过程发生的是物理变化
C. 1g冰与1g水蒸气所具有的内能不同
D. H2与O2反应生成1ml H2O(l)与生成1ml H2O(g)放出的热量相同
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．1g冰与1g水蒸气过程是由有序向无序发展，为熵增的过程，A分析正确；
B．该过程水分子未发生变化，是物理变化，B分析正确；
C．1g冰变为1g水蒸气吸收热量，则1g冰与1g水蒸气所具有的内能不同，C分析正确；
D．1ml H2O(l)与1ml H2O(g)所具有的能量不同，H2与O2初始总能量相同，而生成物的总能量不同，则H2与O2反应生成1ml H2O(l)与生成1ml H2O(g)放出的热量不相同，D分析错误；
答案为D。
4. 下列关于化学反应方向的说法正确的是
A. 凡是放热的反应都是自发反应B. 凡是需要加热才发生的反应都是非自发反应
C. 凡是熵增的反应都是自发反应D. 反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变
【答案】D
【解析】
【详解】A．反应自发与非自发进行不能仅由焓变决定，而是由焓变和熵变共同决定，A错误；
B．△H-T△S<0的反应可自发进行，也可能需要加热，则需要加热的反应可能为自发进行的反应，B错误；
C．△H-T△S<0的反应可自发进行的反应，△H<0，△S>0的反应在低温下是自发进行的反应，若△H>0，△S>0，在低温下反应是非自发进行的反应，C错误；
D．反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件下可以发生，反应是否自发，需要综合考虑反应焓变和熵变，D正确；
故合理选项是D。
5. 氢气可通过下列反应制得：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H＜0，为了提高CO的平衡转化率，可采取的措施是
A. 增大压强B. 降低温度
C. 更换催化剂D. 增大CO的浓度
【答案】B
【解析】
【详解】A．该反应是反应前后气体体积相等的反应，增大压强化学平衡不移动，则CO的平衡转化率不变，A不符合题意；
B．该反应的正反应是放热反应，在其他条件不变时，降低温度，化学平衡向放热的正反应方向移动，从而可提高CO的平衡转化率，B符合题意；
C．催化剂只能加快反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此更换催化剂，CO的平衡转化率不变，C不符合题意；
D．增大CO的浓度，化学平衡正向移动，但平衡移动的趋势是微弱的，平衡移动消耗量远小于投入量的增加，因此CO的平衡转化率反而降低，D不符合题意；
故合理选项是B。
6. 锌铜原电池装置如图，下列说法不正确的是
A 锌电极上发生氧化反应
B. 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
C. 电子从锌片经电流计流向铜片
D. 铜电极上发生反应：Cu2++2e−=Cu
【答案】B
【解析】
【详解】A．该原电池中，锌为负极，负极上发生氧化反应，故A正确；
B．原电池中，阳离子向正极移动，所以盐桥中的K+向正极移动，即移向CuSO4溶液，故B错误；
C．锌为负极，Cu为正极，电子从负极流向正极，即电子从锌片经电流计流向铜片，故C正确；
D．铜电极上发生还原反应，即Cu2++2e−=Cu，故D正确；
故答案为B。
7. 下列事实中，与电化学腐蚀无关的是
A. 用铜质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀
B. 为了保护海轮的船壳，常在船壳上附加锌块
C. 在空气中，银器表面会生成一层黑色的物质
D. 埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀
【答案】C
【解析】
【详解】A．用铜质铆钉铆接铁板，铁、铜在电解质溶液中形成原电池，Fe为负极，Cu为正极，加快铁的腐蚀，与电化学腐蚀有关，故A不符合题意；
B．在船壳上附加锌块，Zn为负极，被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，与电化学腐蚀有关，故B不符合题意；
C．金属银与空气中的硫化氢气体反应生成黑色硫化银的过程属于化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，故C符合题意；
D．与埋在干燥土壤里的铁管相比，铁管在潮湿的环境下容易形成原电池，Fe为负极，C为正极，加快铁的腐蚀，与电化学腐蚀有关，故D不符合题意；
故选C。
【点睛】金属的腐蚀分为电化学腐蚀和化学腐蚀，电化学腐蚀速率快于化学腐蚀，注意电化学腐蚀形成条件是解答关键。
8. 下列铁制品防护的装置或方法中，不正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．此为外加电源的阴极保护法，被保护金属钢制管桩应与电源负极相连，故A错误；
B．镁比铁活泼，此为牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；
C．铁上镀铜，铁质镀件接电源负极，铜接电源正极，硫酸铜作电镀液，故C正确；
D．表面刷漆可以隔绝空气，起到防护作用，故D正确；
故答案为A
9. 1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94KJ热量，此反应的热化学方程式为
A. C + H2O=CO + H2 ΔH=+131.3KJ·ml-1
B. C(s)+ H2O(g)=CO(g) + H2(g) ΔH=+10.94KJ·ml-1
C. C(s)+ H2O(l)=CO(g) + H2(g) ΔH= +131.3KJ·ml-1
D. C(s)+ H2O(g)=CO(g) + H2(g) ΔH=+131.3KJ·ml-1
【答案】D
【解析】
【详解】1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94KJ热量，可知1mlC完全反应吸热为12×10.94KJ=131.3KJ，则此反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131kJ/ml或C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)-131.3KJ，
故选：D。
10. 某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：H2 (g) ＋ I2 (g) 2HI (g) ΔH < 0，下列情况代表该反应已达平衡的是
A. H2和I2全部转化为HIB. 混合气体颜色不再发生变化
C. H2、I2、HI三者的浓度相等D. 容器内压强不再发生变化
【答案】B
【解析】
【详解】A．H2 (g) ＋ I2 (g) 2HI (g)反应是可逆反应，反应物的转化率小于100%，A项不符合题意；
B．混合气体颜色不再发生变化，说明碘单质的浓度不再改变，B项符合题意；
C．H2、I2、HI三者的浓度相等，不能说明该反应达到平衡，C项符合题意；
D．该反应是气体体积系数不变的反应，体系压强与气体物质的量成正比，故压强一直不变化，D项不符合题意；
故答案选B。
11. 已知：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ，不同条件下反应过程能量变化如图所示。下列说法中不正确的是
A. 反应的H＜0
B. 过程b使用了催化剂
C. 使用催化剂可以改变反应的限度
D. 过程b发生两步反应，第一步为吸热反应
【答案】C
【解析】
【分析】能降低活化能的只有催化剂，曲线b的活化能低于曲线a的活化能，说明过程b使用了催化剂。通过起始反应物能量和生成物能量的高低可以判断反应吸热反应还是放热反应。
【详解】A．由图中信息可知，该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应为放热反应，反应的△H<0，不符合题意，A错误；
B．只有使用催化剂才可以降低反应的活化能。由图中信息可知，过程b的活化能比过程a的低，因此可以判断过程b使用了催化剂，不符合题意，B错误；
C．催化剂可以同等程度地加快正反应速率和逆反应速率，因此，使用催化剂不能可以改变反应的限度，符合题意，C错误；
D．由图中信息可知，过程b发生两步反应，第一步生成中间产物，中间产物的总能量高于反应物，因此第一步为吸热反应，不符合题意，D错误；
故答案为：C.
12. 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。
若反应过程中分解了2 ml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
【解析】
【分析】
【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 ml 过氧化氢 生成1 ml 氧气和1 ml 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。
13. 痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠（NaUr）有关（NaUr增多，病情加重），其化学原理为：HUr(aq)+Na+(aq)NaUr(s)+H+(aq) ∆H＜0。下列说法不正确的是（ ）
A. 寒冷季节更易诱发关节疼痛
B. 大量饮水会增大痛风病发作的可能性
C. 饮食中摄入过多食盐，会加重痛风病病情
D. 患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物
【答案】B
【解析】
【详解】A．寒冷季节温度降低，平衡正向移动，从而增大c(NaUr)，更易诱发关节疼痛，A正确；
B．大量饮水，会降低c(NaUr)，从而降低痛风病发作的风险，B不正确；
C．饮食中摄入过多食盐，会使平衡正向移动，c(NaUr)增大，加重痛风病病情，C正确；
D．患痛风病的人吃能代谢产生更多尿酸的食物，会增大c(NaUr)，所以应少吃，以减轻痛风病病情，D正确；
故选B。
14. 用下图所示装置进行实验，在相同电压、相同时间内，记录现象如下(温度变化均不明显)：
下列说法中，不正确的是
A. X电极为阳极
B. 阴极的电极反应式为：
C. Ⅰ中Pt电极附近发生了反应：
D. Ⅱ中石灰水变浑浊的原因是X区产生的与反应生成了
【答案】D
【解析】
【分析】实验I中用铂、石墨作电极时，二者都是惰性电极，电解饱和Na2CO3溶液，实质上是电解水，阴阳极电极反应式分别为2H2O+4e-═2OH-+H2↑、2H2O-4e-═O2↑+H+，Pt电极附近发生的反应为CO+H+═HCO；实验Ⅱ中用石墨作电极时，二者都是惰性电极，阴阳极电极反应式分别为2H2O+4e-═2OH-+H2↑、2H2O-4e-═O2↑+H+，澄清石灰水变浑浊，则X电极为阳极，阳极上C和生成的O2发生反应生成CO2，CO2在阳极区发生的反应为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
【详解】A． 根据实验Ⅱ可知，澄清石灰水变浑浊，说明X电极上生成了CO2，即X电极石墨和O2反应生成了CO2，则X电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+H+，为阳极，故A正确；
B． 左侧石墨电极为阴极，水放电生成氢气，阴极电极反应式为：，故B正确；
C． Ⅰ中Pt电极：阳极反应式为2H2O-4e-═O2↑+H+，生成的H+与CO反应生成HCO，反应为，故C正确；
D． Ⅱ中石灰水变浑浊的原因是：II中右侧石墨电极为阳极，阳极反应为2H2O-4e-═O2↑+H+，石墨电极C和O2反应生成了CO2，CO2逸出使澄清石灰水变浑浊，故D错误；
故选D。
第二部分 (非选择题 共58分)
本部分共6小题，共58分。
15. 反应可用于汽车尾气净化。在恒温恒容密闭容器中加入一定量反应物，获得如下数据：
（1）___________，___________。
（2）CO的平衡转化率为___________。
（3）该温度下该反应的K的数值为___________。
（4）该温度下，按未知浓度配比进行反应，某时刻测得如下数据：
此时反应向___________方向(填“正反应”或者“逆反应”)进行，结合计算说明理由：___________。
【答案】（1） ①. 0.2 ②. 0.1
（2）50% （3）2.5
（4） ①. 正反应 ②. 计算得此时，因此反应向正反应方向进行
【解析】
【分析】根据已知数据和反应方程式可列三段式：
【小问1详解】
由以上分析可知：x=0.2，y=0.1。
【小问2详解】
由以上分析可知：CO的平衡转化率为=50%。
【小问3详解】
由以上分析可求得该温度下该反应的K==2.5。
【小问4详解】
根据给出的某时刻各物质的浓度可计算浓度商Qc==0.4＜2.5，所以此时反应向正反应方向进行。
16. 工业上利用 CO2和 H2反应生成甲醇，也是减少CO2的一种方法。在容积为1 L的恒温密闭容器中充入1 ml CO2和3 ml H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-49.0 kJ/ml，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
（1）反应达到平衡的时刻是第_______min(填“3”或“10”)。
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______。
A. 容器内压强不再变化B. 混合气体中c(CO2)不变
C. 反应停止，不再进行D. c(CH3OH)=c(H2O)
（3）达平衡后，H2的转化率是_______。为了提高H2的转化率，可采取_______(填“增大”或“减小”)CO2浓度的措施。
（4）工业上也可用CO和H2合成甲醇
已知：①CO(g)+O2(g)=CO2(g) H1=-283.0 kJ·ml-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) H2=-241.8 kJ·ml-1
③CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H3=-192.2 kJ·ml-1
则反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H=_______kJ·ml-1
【答案】（1）10 （2）AB
（3） ①. 75% ②. 增大
（4）-574.4
【解析】
【小问1详解】
根据图象可知：反应在进行到第10 min后各种物质的浓度不再发生变化， 此时反应恰好达到平衡状态，故反应达到平衡的时刻是第10 min；
【小问2详解】
A．反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是反应前后气体物质的量改变的反应，反应是在恒容密闭容器中进行，若容器内压强不再变化，说明气体的物质的量不变，则反应达到了平衡状态，A符合题意；
B．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；若混合气体中c(CO2)不变，则说明CO2的物质的量不变，反应达到了平衡状态，B符合题意；
C．化学平衡状态是动态平衡，当反应达到平衡状态时，化学反应仍然在进行，任何物质的反应消耗速率与产生速率相等，任何物质的浓度不变，C不符合题意；
D．CH3OH(g)、H2O(g)都是生成物，化学方程式中二者的化学计量数相等，则二者的浓度始终相等，因此不能根据c(CH3OH)=c(H2O)判断反应是否达到平衡状态，D不符合题意；
故合理选项是AB；
【小问3详解】
根据图线可知：反应开始时c(CO2)=1.00 ml/L，反应达到平衡时c(CO2)=0.25 ml/L，△c(CO2)=0.75 ml/L，则根据物质反应转化关系可知在反应达到平衡时△c(H2)=3△c(CO2)=2.25 ml/L，反应开始时H2的浓度△c(H2)=3 ml/L，故H2的平衡转化率为：；
反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-49.0 kJ/ml的正反应是气体物质的量减小的放热反应，根据平衡移动原理，要提高H2的转化率，可采取的措施是增大CO2(g)浓度的方法；
【小问4详解】
已知：①CO(g)+O2(g)=CO2(g) H1=-283.0 kJ·ml-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) H2=-241.8 kJ·ml-1
③CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H3=-192.2 kJ·ml-1
则根据盖斯定律，将反应①+2×②-③，整理可得反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H=-574.4 kJ/ml。
17. 电解是海水资源综合利用的重要手段。
（1）电解饱和食盐水的原理如图所示。
①电解饱和食盐水化学方程式是_______。
②电极a接电源的_______(填“正”或“负”)极。
③离子交换膜主要允许_______(填离子符号)通过。
④解释装置右侧出口得到较浓NaOH溶液的原因_______。
（2）我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。
①生成锂单质的电极反应式是_______。
②理论分析，阳极电解产物可能有O2、Cl2。
i.生成O2的电极反应式是_______。
ii.实验室模拟上述过程，气体中未检测到Cl2，推测可能是Cl2溶于水。写出Cl2与水反应的化学方程式_______。
iii.取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极Cl−放电。实验所用的试剂及现象是_______。
【答案】（1） ①. ②. 正 ③. Na+ ④. 说明左室消耗氯离子，钠离子发生迁移，b电极室加入稀氢氧化钠溶液，水中的氢离子放电产生氢氧根，钠离子透过阳离子交换膜，右侧得到较浓的NaOH溶液；
（2） ①. Li++e-=Li ②. 2H2O-4e-=O2↑+4H+ ③. Cl2+H2O=HCl+HClO ④. KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝
【解析】
【小问1详解】
由图可知a电极室加入饱和食盐水，获得稀食盐水，说明左室消耗氯离子，钠离子发生迁移，则离子交换膜为阳离子交换膜，允许钠离子通过，左室电极a应为阳极，接电源正极， b电极室加入稀氢氧化钠溶液，右室获得浓氢氧化钠溶液，说明生成NaOH， 则右室电极b为阴极，接电源负极；
①电解饱和食盐水的化学方程式是
；
②根据分析可知a极产生氯气，电极a接电源的正极；
③据分析可知，离子交换膜主要允许Na+通过；
④由图可知a电极室加入饱和食盐水，获得稀食盐水，说明左室消耗氯离子，钠离子发生迁移，b电极室加入稀氢氧化钠溶液，水中的氢离子放电产生氢氧根，钠离子透过阳离子交换膜，右侧得到较浓的NaOH溶液；
【小问2详解】
该装置是利用太阳能从海水中提取到锂单质，则上面电极为阴极，阴极上锂离子得电子发生还原反应析出金属锂，故下面电极为阳极，为氯离子放电生成氯气。
①生成锂单质的电极反应式是Li++e-=Li；
②i.生成O2的电极反应式是2H2O-4e-=O2↑+4H+；
ii．Cl2与水反应的化学方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO；
iii．阳极Cl-放电生成Cl2，检验有Cl2生成即可，利用Cl2与KI溶液反应生成I2，I2 遇淀粉变蓝来检验，故实验所用的试剂及现象是KI溶液和淀粉溶液，溶液变蓝。
18. 人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。回答下列问题：
（1）纸电池是未来电池发展的一个重要研究方向。某研究小组，根据纸电池结构示意图，利用实验室中的稀硫酸、蒸馏水和滤纸制作电解液，用铜片与镁片作为电极材料。
①其中放置镁片的位置是_______(填a或b)，电池工作时H+向_______(填a或b)极作定向移动。
②某学生用硫酸铜溶液替代稀硫酸，请写出正极发生的电极反应式_______
（2）某种甲烷燃料电池的工作原理如下图所示：
①该装置的负极是电极_______(填“A”或“B”)；c处通入的物质是_______(填“CH4”或“O2”)。
②甲烷燃料电池供电时的总反应方程式为_______，正极电极方程式：_______。
③当该装置转移电子的数目为0.4ml时，消耗CH4标准状况下_______L。
【答案】（1） ①. b ②. a ③. Cu2++2e-=Cu
（2） ①. A ②. CH4 ③. CH4+2O2=CO2+2H2O ④. 2O2+8H++8e-=4H2O ⑤. 1.12
【解析】
【小问1详解】
①由题意可知，电极材料为铜片与镁片，镁比铜活泼，因此镁作负极，铜作正极，根据电子的转移方向可知，b为负极，a为正极，则放置镁片的位置是b；原电池工作时，阳离子向正极移动，因此H+向a极移动，故答案为：b；a；
②用硫酸铜溶液替代稀硫酸，则正极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu；
【小问2详解】
①原电池工作时，阳离子向正极移动，则A为正极，B为负极，燃料电池中，通入燃料的电极是负极，c处通入的物质是CH4；
②酸性条件下，总反应式方程式为：CH4+2O2=CO2+2H2O，氧气在正极得电子生成水，电极方程式为：2O2+8H++8e-=4H2O；
③酸性条件下，总反应式方程式为：CH4+2O2=CO2+2H2O，甲烷在负极失去电子生成二氧化碳和氢离子，电极方程式为：CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+，当该装置转移电子的数目为0.4ml时，消耗0.05mlCH4，标准状况下的体积为1.12L。
19. 某实验小组想探究实验室用MnO2与盐酸反应制取氯气的反应条件，实验装置及药品如下。
（1）写出实验室制氯气的离子方程式_______。
（2）结合平衡移动原理，解释饱和食盐水的作用是_______。
（3）已知：不同温度下MnO2与盐酸反应的平衡常数
MnO2与盐酸的反应是_______反应(填“放热”或“吸热”)。
（4）为探究条件对该反应的影响，小组同学设计并完成以下实验：
①根据上述实验可知MnO2与盐酸产生氯气的反应条件为_______。
②针对实验1和实验3的现象，小组同学从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
写出实验中制氯气反应的电极反应式：
i．还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii．氧化反应：_______。
提出假设：
ⅰ．增大c(H+)，可以_______。
ⅱ．增大c(Cl-)，可以增大Cl-的还原性。
③补充实验，实验II、III分别证实了②中的分析。
(固液混合物A为一定浓度的盐酸和MnO2混合物；加热装置已略去)
较浓a溶液是_______，固体b是_______。
【答案】（1）MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
（2）Cl2在水中存在化学平衡：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，水中加入NaCl，c(Cl-)增大，化学平衡逆向移动，能够抑制Cl2的溶解、反应，同时饱和食盐水又能够除去杂质HCl气体
（3）吸热 （4） ①. 浓HCl、加热 ②. 2Cl--2e-=Cl2↑ ③. 增大MnO2的氧化性 ④. H2SO4 ⑤. NaCl
【解析】
【分析】MnO2与浓盐酸在加热时发生反应产生Cl2。浓盐酸具有挥发性，挥发的HCl可以被饱和NaCl溶液除去；然后通过浓硫酸干燥，就得到纯净干燥的Cl2，然后用向上排空气的方法收集，最后用NaOH溶液进行尾气处理，防止污染空气。根据化学平衡常数与温度关系判断反应的热效应；在理论上，任何一个放热的氧化还原反应都可以设计为原电池，负极失去电子发生氧化反应，正极上发生还原反应。物质的氧化性、还原性强弱不仅与微粒的种类有关，也与微粒的浓度及溶液的酸碱性及温度等外界因素有关。
【小问1详解】
MnO2与浓盐酸在加热时发生氧化还原反应产生Cl2，该反应的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；
【小问2详解】
Cl2能够溶于水，与水反应产生HCl、HClO，该反应是可逆反应，反应方程式为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，向水中加入NaCl，NaCl电离产生Cl-，使c(Cl-)增大，化学平衡逆向移动，能够减少Cl2的溶解及反应消耗，同时溶液中的水可以溶解HCl，从而达到除去Cl2中杂质HCl的目的；
【小问3详解】
根据表格数据可知：温度越高，平衡常数K越大，说明升高温度，化学平衡正向移动，则正反应为吸热反应；
【小问4详解】
①根据上述实验可知MnO2与盐酸产生氯气的反应条件为浓盐酸、加热；
②针对实验1和实验3的现象，小组同学从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律，由方程式MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O可知：Cl-在反应中失去电子被氧化为Cl2，故氧化反应为：2Cl--2e-=Cl2↑；还原反应为：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O。增大c(H+)，可以增大MnO2的氧化性；增大c(Cl-)，可以增大Cl-的还原性；
③要证实②的分析结论增大c(H+)，可以增大MnO2的氧化性；增大c(Cl-)，可以增大Cl-的还原性。由于固液混合物A为一定浓度的盐酸和MnO2混合物，加热装置已略去，向其中加热较浓的H2SO4溶液，有气体Cl2生成，由于浓硫酸加入，只增大了c(H+)，说明MnO2的氧化性增大；加入了固态b可以为NaCl，由于NaCl固态加入，只增大了c(Cl-)，说明增大c(Cl-)，可以增大Cl-的还原性。故较浓a溶液是H2SO4；固体b是NaCl。A.普通锌锰电池
B.冶炼金属钠
C.太阳能电池
D.风力发电
A.外加电流
B.牺牲阳极
C.表面镀铜
D.表面刷油漆
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/ml
463
496
436
138
463
实验序号
X电极材料
现象
Ⅰ
铂(Pt)
两极均有气泡产生，澄清石灰水不变浑浊
Ⅱ
石墨
两极均有气泡产生，澄清石灰水变浑浊
起始时各物质的物质的量浓度/()
04
0.4
0
0
平衡时各物质的物质的量浓度/()
0.2
x
y
z
某时刻各物质的物质的量浓度/()
0.5
0.5
0.1
0.5
温度t/℃
50
80
110
平衡常数K
3.104×10-4
2.347×10-3
1.293×10-2
序号
试剂
实验操作
现象
实验1
4 ml/L盐酸、MnO2
加热
无明显现象
实验2
7 ml/L浓盐酸、MnO2
不加热
无明显现象
实验3
7 ml/L浓盐酸、MnO2
加热
产生黄绿色气体
实验序号
实验操作
试剂
产物
I
没有添加新的试剂
无氯气生成
II
较浓a溶液
有氯气生成
III
固体b
有氯气生成