高考一轮复习化学：化学反应与电能

试卷第=page1313页，共=sectionpages1313页试卷第=page11页，共=sectionpages33页高考化学：化学反应与电能学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．（·河北张家口·高三期末）记录学习笔记是学习过程中的良好习惯，可以帮助我们归纳概括、整理提升学习的内容。下面是一位同学学习Zn-Cu原电池后整理的学习笔记，呈现了原电池知识的思维导图。学习笔记中记录错误的是A．①表示电流方向B．②表示移动方向C．③表示电池负极的物质转化及反应类型D．该装置把化学能转化为电能2．（·安徽·安庆市第二中学高三期末）大连理工大学某课题组设计了一种电池(如图所示)，在产氢的同时，处理含肼碱性废水，并能通过自发的离子交换过程实现高浓度食盐水快速淡化。下列说法错误的是A．膜a和膜b分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜B．阳极电极反应式为C．电解过程中，阳极区和阴极区的pH差值逐渐减小D．阴极产生2g气体时，食盐水中减少2mol离子3．（·山东威海·高三期末）下列有关推断错误的是A．铁、碳与氯化铁溶液组成原电池，铁极发生氧化反应B．铁、银与硫酸铜溶液组成的原电池中，和电子均向银极移动C．盐酸与氢氧化钠反应的能量变化可用上图简单表示D．的能量变化如图所示，可推出反应物的键能总和大于生成物的键能总和4．（·陕西·铜川市第一中学高三期末）是汽车尾气中的主要污染物之一、通过传感器可监测的含量，其工作原理如图所示。下列说法正确的是A．电极作负极，电极作正极B．电极上发生的是氧化反应C．电极上发生的是还原反应D．电极的电极反应式为5．（·黑龙江·鹤岗一中高三期末）科技工作者利用催化剂和电化学原理还原CO2，使其转化为可被利用的燃料。如图所示装置就可以将CO2转化为燃料CO。下列有关判断正确的是A．该装置为原电池装置，M极发生还原反应B．该装置工作时，N电极的电极反应式为C．质子由N电极区通过质子交换膜移向M电极区D．M电极可用金属钠作电极材料6．（·湖北·高考真题）含磷有机物应用广泛。电解法可实现由白磷直接制备，过程如图所示(为甲基)。下列说法正确的是A．生成，理论上外电路需要转移电子B．阴极上的电极反应为：C．在电解过程中向铂电极移动D．电解产生的中的氢元素来自于7．（·山西长治·高三期末）全钒液流电池能利用不同价态钒离子之间的相互转化实现电能的储存与释放，工作原理如图所示，其电解质溶液为硫酸和硫酸盐。已知该电池反应原理为。下列说法错误的是A．放电时，M极为正极B．充电时，左侧储液器中溶液酸性增强C．放电时，若转移1mol电子，则有从右往左通过质子交换膜D．该全钒液流电池使用同种元素既可以避免正负极不同活性物质的相互渗透又能使能量完全利用8．（·广西·高三学业考试）有关下图的描述中，不正确的是A．熔融状态下NaCl中的化学键被破坏 B．熔融的NaCl能电离出和C．通电后和将向同一方向移动 D．NaCl是电解质9．（·广西桂林·高三期末）用如下图所示的电化学装置将和进行转化再利用(装置中的电极均为惰性电极)。下列说法正确的是A．装置Ⅰ中的电极a为阳极B．电极b上发生的电极方程式为C．装置Ⅱ中移动的方向是c→dD．每转化67.2L同时可转化1mol10．（·河南开封·高三期末）以铅蓄电池供电，利用双极膜(双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为和，并实现其定向通过)电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。下列说法正确的是A．电极a的电极反应式：B．产品室2制备的产品是磷酸C．当电路中通过电子时，电极c上产生D．M膜为阳离子交换膜，N膜为阴离子交换膜11．（·四川遂宁·高三期末）某甲烷燃料电池的构造如图所示，a、b为电极，C、D为选择性离子交换膜，只允许一种离子通过。下列说法正确的是A．b是电池负极B．电流由b沿导线流向a，再由a通过电解质溶液流回bC．出口Y中KOH的质量分数小于ω%D．a电极的电极反应式为：CH4−8e－+8OH－＝CO2+6H2O12．（·广东·华南师大附中高三期末）如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi，下列说法正确的是A．放电时，N电极的质量减小B．放电时，M电极反应为：Ni-2e-=Ni2+C．充电时，Li+由N电极向M电极移动D．充电时，N电极反应为：Li3Bi+3e-=3Li++Bi二、多选题13．（·山东聊城·高三期末）一种检测空气中甲醛(HCHO)含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是A．工作时，电子由工作电极经导线流向对电极B．工作时，对电极的反应为：C．传感器工作过程中，电解质溶液浓度减小D．传感器工作过程中，电流大小不受空气中甲醛含量的影响14．（·湖南·雅礼中学高三期末）下列四个常用电化学装置的叙述错误的是图Ⅰ水果电池图Ⅱ干电池图Ⅲ铅蓄电池图Ⅳ氢氧燃料电池A．图I所示电池中，电子从铜片流出B．图Ⅱ所示干电池中锌皮作负极C．图Ⅲ所示电池为二次电池，放电过程中硫酸溶液浓度减小D．图IV所示电池中正极反应为：O2+2H2O+4e−=4OH−三、填空题15．（·广东·高三专题练习）氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关，连接K1或K2，可交替得到H2和O2。制H2时，连接___________。产生H2的电极反应式是___________。16．（·山东·高三专题练习）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面方法由氨气得到氢气。利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。(1)电解过程中的移动方向为___________(填“从左往右”或“从右往左”)；(2)阳极的电极反应式为___________。17．（·广东·高三专题练习）高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4，当x=y=时，z=_______。18．（·河北省唐县第一中学高三期中）原电池反应一般是氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。(1)化学反应，_______(填“能”或“不能”)通过原电池原理设计成化学电源，理由是_______。(2)甲醇燃料电池结构简单、能量转化率高，工作原理如图所示。加入的a是_______(填名称)，该电极的名称是_______(填“正”或“负”)极，其电极反应式为_______。(3)我国科学工作者从环境污染物中分离出一株假单胞菌，该菌株能够在分解有机物的同时产生电能，其原理如图所示。①该电池的电流方向：由_______(填“左”或“右”，下同)侧电极经过负载流向_______侧电极。②当1mol参与电极反应时，从_______(填“左”或“右”，下同)侧穿过质子交换膜进入_______侧的数目为_______。19．（·广西·高三阶段练习）I.氮是地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。(1)如图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，写出NO2和CO反应的热化学方程式____。(2)已知：H−H键能为436kJ∙mol−1，N≡N键能为946kJ∙mol−1，N−H键能为391kJ∙mol−1。根据键能计算，消耗1molN2合成氨反应的△H=____。(3)在一固定容积为2L的密闭容器内加入1.5mol的N2和5mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2+3H22NH3，若第5分钟时达到平衡，此时测得NH3的物质的量为2mol，请回答下列问题：①前5分钟的平均反应速率υ(NH3)为____，平衡时H2的转化率为____。②能说明该合成氨反应一定达到平衡状态的是____。a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2b．NH3的浓度保持不变c．容器内压强保持不变d．混合气体的密度保持不变II．2020年一月一场突如其来的新冠肺炎席卷全球，该病最明显的症状就是出现发热，市售体温枪能快速的检测人体体温，该体温枪所用的电池具有使用寿命长、容量大等特点，应用十分广泛。该种电池由氧化银作为正极，金属锌粉作为负极，电解液为氢氧化钾或氢氧化钠，电池的总反应方程式为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，根据信息回答下列问题：(4)放电时，负极电极反应：____；正极电极反应：____。(5)试计算在放电过程中转移3NA个电子时，正极____(填“增大”或“减小”)的质量的为____。20．（·北京·汇文中学高三期中）研究原电池原理及装置具有重要意义。(1)①由“Zn-Cu-稀H2SO4”组成的原电池，工作一段时间后锌片质量减少了6.5g，锌为原电池的_______(填“正”或“负”)极，生成氢气的体积为_______L(标准状况)；②由“Zn-Cu-AgNO3溶液”组成的原电池中负极的电极反应式为_______。(2)如图所示将分别紧紧缠绕铜丝和铝条的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述中正确的是(填序号)_______。A．a中铜丝附近呈现红色 B．a中铁钉上发生氧化反应C．b中铁钉附近有气泡产生 D．与a相比，b中铁钉不易被腐蚀(3)一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极上通CH4和氧气，电池正极的电极反应式为_______。四、实验题21．（·合肥·高三专题练习）Fe(OH)2的制备实验是实验研究的热点，某化学学习小组设计了下列方法制备氢氧化亚铁。方法一：用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。实验步骤如下：I.检查装置气密性后，关闭K2、K5，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽B中空气。II.待B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将A中溶液压入B中并观察现象。III.关闭K1、K2，打开K5，使C中气体通入B中并观察现象。回答下列问题：(1)仪器a的名称是___________，B中长玻璃管的作用___________。(2)H2O2的电子式___________。(3)装置A中金属离子的检验方法___________。(4)步骤III装置B中的现象是，其发生反应的化学方程式为___________。方法二：用铁和石墨作电极材料，通过电解法制备氢氧化亚铁，装置如图所示。(1)铁与电源的___________(填“正”或“负”)极相连。(2)阴极发生的电极反应方程式___________。(3)在标准状况下，当阴极产生11.2L气体时，理论上生成___________gFe(OH)2。22．（·大庆·高三专题练习）学习小组对FeCl3催化H2O2分解实验进行探究：I.实验：①②

③

操作现象a.溶液迅速变红棕色，并有较多气泡产生b.2min时，反应变缓，溶液颜色明显变浅无明显现象a.溶液变棕色，开始5s后产生较少的气泡b.2min时试管内反应速度快(1)对比实验①和③中的现象a证明_______。(2)H2O2中滴加FeCl3溶液颜色均变深，有同学提出观点是H2O2的分解是热放反应，促进了Fe3+水解，支持该观点的操作方法是_______。(3)上述实验证明了FeCl3的催化作用，催化机理可表示为：2Fe3++H2O2=2Fe2++O2+2H+和______。II.为了验证反应中Fe3+和Fe2+之间转化关系的存在，需要进一步实验：再另取两只试管分别为：a、b(4)a中盛有10%H2O2溶液，滴加3滴FeCl3溶液反应开始后，立即滴入K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀说明有_______出现。(5)b中盛有蒸馏水，向其滴加3滴FeCl3溶液后，再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，结果观察到试管内溶液变成为绿色，(Fe3+遇K3[Fe(CN)6]溶液呈绿色)设置该实验的目的_______。(6)再向实验I中的①试管滴加KSCN溶液，溶液变红色，2min后溶液红色褪去：再次滴期KSCN溶液，溶液又变红色。关于溶液红色褪去的原因有同学认为是SCN-被未分解的H2O2氧化了，并预测产物中应该有SO，分析产物中产生SO的合理性_______。实验证实了该同学的预测是正确的。III.关于Fe3+与SCN-的反应：(7)有同学推测Fe3+与SCN-也可发生氧化还原反应，该同学的推测依据是_______。(8)基于上述推测，该同学设计如图装置，连接后发现电流计指针几乎不偏转，再向左侧盛有FeCl3的烧杯中滴入K3[Fe(CN)6]，指针发生明显偏转，对此你的推断是：_______。五、工业流程题23．（·湖南·高三期末）软锰矿是一种常见的锰矿物，主要成分是MnO2，常含有铁、铝元素形成的杂质。工业上，用软锰矿制取高锰酸钾的流程如下(部分条件和产物省略)：请回答下列问题：(1)Mn的价层电子排布式为_______；杂质中的元素在元素周期表中的位置为_______。(2)CO2与K2MnO4反应的离子方程式为_______。(3)KMnO4与K2CO3能用重结晶(冷却结晶)的方法分离的原理是_______。(4)“电解”过程中使用的是惰性电极，则：①阴极附近溶液的pH将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。②工业上可用石墨为电极电解硫酸锰和硫酸的混合溶液制备MnO2，其阳极的电极反应式为_______。(5)可用过氧化氢溶液滴定的方法测定高锰酸钾样品纯度。当达到滴定终点时，溶液中产生的现象为_______。(6)常温下，。常温下，若某溶液中，，，向其中逐滴加入稀氨水，若Mn2+开始沉淀时，c(Fe3+)=_______mol/L。24．（·贵州黔西·高三期末）某科研人员以废镍催化剂(主要为NiO以及少量的、CaO、CuO、BaO等)为原料回收镍，工艺流程如图所示：已知：①常温下，有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如表：物质开始沉淀时的pH(金属离子浓度为)2.26.56.4沉淀完全时的pH(金属离子浓度为)3.29.08.9②在图示条件下，不能将Ni(II)氧化成Ni(III)。回答下列问题：(1)“酸浸”时，为提高酸浸的反应速率，通常采用的措施有_______(任答一点)；“滤流I”的主要成分为_______(填化学式)。(2)“除铜”时发生氧化还原反应的离子方程式为_______。(3)“除铜”“除钙”后，都需要进行的操作是_______，该操作中使用的玻璃仪器为_______。(4)“调pH”后，若溶液中浓度为，则pH=_______。(5)“电解”时加入NaCl的作用是_______；阴极发生的电极反应为_______。答案第=page2424页，共=sectionpages1111页参考答案：1．A【分析】该装置为原电池，存在自发的氧化还原反应，锌失去电子，发生氧化反应，为负极，铜为正极，发生得电子的还原反应生成氢气。【详解】A．原电池中，电子从负极经导线流向正极，①表示电子移动的方向，故A错误；B．原电池中，阳离子移动向正极，②表示移动方向，故B正确；C．锌为负极，失去电子发生氧化反应，故③表示电池负极的物质转化及反应类型，故C正确；D．该装置为原电池，把化学能转化为电能，故D正确；故选A。2．D【详解】A．为实现高浓度食盐水淡化，应使移向阴极、移向阳极，膜a和膜b分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜，A正确；B．由图示可知，阳极失电子结合氢氧根离子生成氮气和水，电极反应式为：，B正确；C．阴极氢离子得电子，消耗，逐渐增大，阳极失电子消耗，逐渐减小，阳极区和阴极区的pH差值逐渐减小，C正确；D．阴极氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，2g氢气的物质的量为1mol，当产生时，电路中转移电子，则各有和通过离子交换膜离开食盐水，共减少离子，D错误；答案选D。3．D【详解】A．铁、碳与氯化铁溶液组成原电池，铁极失去电子发生氧化反应，A正确；B．铁、银与硫酸铜溶液组成的原电池中，银极得电子为正极，和电子均向正极移动，B正确；C．由图知反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，盐酸与氢氧化钠反应为放热反应，其能量变化可用上图简单表示，C正确；D．的能量变化如图所示，根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和，可推出反应物的键能总和小于生成物的键能总和，D错误；故答案为D。4．D【分析】根据氧离子迁移过程和原电池“同性相吸”得到NiO电极为负极，Pt为正极。【详解】A．根据前面分析电极作正极，电极作负极，故A错误；B．电极为正极，发生的是还原反应，故B错误；C．电极是负极，发生的是氧化反应，故C错误；D．电极上是一氧化氮失去电子和氧离子结合生成二氧化氮，其电极反应式为，故D正确；综上所述，答案为D。5．B【分析】发生氧化反应，发生还原反应，故M电极为负极，N电极为正极；【详解】A．该电化学装置产生电能的装置，为原电池装置，M极上水发生氧化反应，A项错误；B．N电极的二氧化碳发生还原反应生成一氧化碳，电极反应为，B项正确；C．原电池工作时，阳离子从负极移向正极，即质子从M电极区通过质子交换膜移向N电极区，C项错误；D．钠为活泼金属，会和电解质溶液中氢离子反应，不能使M电极材料，D项错误；答案选B。6．D【详解】A．石墨电极发生反应的物质：P4→化合价升高发生氧化反应，所以石墨电极为阳极，对应的电极反应式为：，则生成，理论上外电路需要转移电子，A错误；B．阴极上发生还原反应，应该得电子，为阳极发生的反应，B错误；C．石墨电极：P4→发生氧化反应，为阳极，铂电极为阴极，应该向阳极移动，即移向石墨电极，C错误；D．由所给图示可知HCN在阴极放电，产生和，而HCN中的H来自，则电解产生的中的氢元素来自于，D正确；故选D。7．D【分析】由图可知，放电时，N极为负极，电极反应式为，M极为正极，电极反应式为；充电时，N极为阴极，电极反应式为，M极为阳极，电极反应式为，据此分析作答。【详解】A．由分析可知，放电时，M极为正极，A项正确；B．充电时，M极为阳极，电极反应式为，可知左侧储液器中溶液酸性增强，B项正确；C．放电时，若转移1mol电子，左侧会消耗，因为氢离子要平衡电荷，则有从右往左通过质子交换膜，C项正确；D．使用同种元素组成电池系统，能避免正负极不同活性物质相互渗透产生交叉污染，但是能量不能完全利用，D项错误；答案选D。8．C【详解】A．NaCl为离子化合物，熔融状态下NaCl中的离子键被破坏，成为自由移动的钠离子和氯离子，A正确；B．NaCl为离子化合物，由钠离子和氯离子构成，熔融的NaCl能电离出和，B正确；C．通电后向与电源负极相连的电极移动，氯离子向与电源正极相连的电极移动，两者移动方向不同，C错误；D．氯化钠在溶于水或熔融状态下能电离出自由移动的离子，氯化钠是电解质，D正确；答案选C。9．C【分析】由装置图可知，装置I为原电池，装置II为电解池，二氧化硫中硫元素化合价升高，失电子，电极a为原电池的负极，氧气中氧元素化合价降低，得电子，电极b为原电池的正极，则电极c为电解池的阳极，电极d为电解池的阴极。【详解】A．由分析可知，装置Ⅰ中的电极a为原电池的负极，A错误；B．电极b为原电池的正极，正极氧气得电子结合氢离子生成水，电极反应式为：，B错误；C．装置II中电极c为阳极，电极d为阴极，则阳离子氢离子的移动方向为：c→d，C正确；D．没有指明二氧化硫所处的温度、压强，无法计算67.2L的物质的量，也就无法计算转化二氧化碳的物质的量，D错误；答案选C。10．C【分析】铅蓄电池中铅为负极，氧化铅为正极。由图可知，与直流电源正极相连的电极c为电解池的阳极，d为阴极，电解池工作时阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移，M膜为阴离子交换膜，原料室中通过M膜进入产品室1，与双极膜产生的反应生成，N膜为阳离子交换膜，原料室中钠离子通过N膜进入产品室2得到氢氧化钠。【详解】A．电极a是铅蓄电池的负极，反应为，A错误；B．根据分析，产品室2得到氢氧化钠，B错误；C．由分析可知，与直流电源正极相连的电极c为电解池的阳极，在阳极失电子发生氧化反应生成氧气，可知电路中通过电子时，电极c上产生氧气的物质的量为，C正确；D．根据分析，M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜，D错误；故选C。11．B【分析】某甲烷燃料电池的构造如图所示，根据图中分析甲烷是还原剂，因此a为原电池负极，氧气为氧化剂，因此b为原电池正极。【详解】A．根据前面分析b是电池正极，a是电池负极，故A错误；B．电流由正极经导线流向负极即电流由b沿导线流向a，再由a通过电解质溶液流回b，故B正确；C．KOH溶液中的钾离子穿过D膜向b移动，氧气变为氢氧根离子，因此出口Y中KOH的质量分数大于ω%，故C错误；D．a电极上甲烷变为碳酸根，其电极反应式为：CH4−8e－+10OH－＝+7H2O，故D错误。综上所述，答案为B。12．C【分析】由题中信息可知，放电时，作原电池，M极由于Li比Ni更活泼，也比N极上的Sb、Bi、Sn更活泼，故M极作负极，电极反应为Li-e-

=Li+

，N极为正极，电极反应为3Li++3e-

+Bi=Li3Bi；据此解答。【详解】A．由上述分析可知，放电时，作原电池，N极为正极，电极反应为3Li++3e-

+Bi=Li3Bi，质量增大，故A错误；B．由上述分析可知，放电时，作原电池，M为负极，Li比Ni更活泼，则M电极反应为Li-e-

=Li+

，故B错误；C．充电时，作电解池，M为阴极，得电子发生还原反应，阳离子移动向阴极，则Li+由N电极向M电极移动，故C正确；D．充电时，作电解池，N为阳极，失电子发生氧化反应，N电极反应为Li3Bi-3e-

=3Li++Bi，故D错误；答案为C。13．AC【分析】该装置为化学电源，通氧气一极为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，通甲醛一极为负极，其电极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+，据此分析；【详解】A．工作电极为负极，对电极为正极，根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，即工作时，电子从工作电极经导线流向对电极，故A说法正确；B．交换膜为质子交换膜，因此负极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+，故B说法错误；C．正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，负极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+，电池总反应为HCHO+O2=CO2+H2O，反应生成水，稀释电解质，即电解质溶液浓度减小，故C说法正确；D．负极反应式为HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+，甲醛越多，通过电子物质的量越多，因此电流大小受空气中甲醛含量的影响，故D说法错误；答案为AC。14．AD【详解】A．图I所示电池中，Zn为负极，Cu为正极，电流从铜片流出，进入锌片，故A错误；B．图II所示干电池中，锌发生失电子的反应，则锌皮作负极，C作正极，故B正确；C．铅蓄电池是可充电电池，为二次电池，放电时电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，消耗硫酸，则硫酸溶液浓度减小，故C正确；D．图IV所示电池为氢氧酸性燃料电池，a电极为负极，b为正极，正极上O2得电子生成H2O，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故D错误；故选AD。15．

K1

2H2O+2e-=H2↑+2OH-【详解】生成H2时，根据电极放电规律可知，H+得到电子变为氢气，因而电极须连接在负极上，制H2时，连接K1，该电池在碱性溶液中，由H2O提供H+，水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-。16．(1)从右往左(2)2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O【解析】(1)由图可知，通NH3的一极氮元素化合价升高，失电子，发生氧化反应，为电解池的阳极，则另一电极为阴极，电解过程中阴离子OH-移向阳极，则从右往左移动。(2)由图可知，通NH3的一极氮元素化合价升高，失电子，为电解池的阳极，NH3失电子发生氧化反应生成N2，结合碱性条件，阳极电极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。17．【详解】根据化合物中各元素化合价代数和为0得：+1+(+2)×x+(+3)×y+(+4)×z+(−2)×2=0，已知，x=y=，带入计算得：z=；故答案为：。18．(1)

不能

该反应是非氧化还原反应(2)

甲醇

负

(3)

右

左

左

右

4【分析】（1）从是否为氧化还原反应的角度判断能否设计为原电池；（2）根据电子和离子的移动方向可以判断左右两侧电极，左侧为负极，右侧为正极；（3）根据右侧电极上物质的变化及元素价态的升降，可以判断左右两侧电极，左侧为负极，右侧为正极，根据转移的电子所带电荷与转移H+所带电荷相等来分析转移的氢离子数目。(1)化学反应CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，反应前后元素化合价没有发生变化，是一个非氧化还原反应，所以不能通过原电池原理设计成化学电源；故答案为：不能；该反应是非氧化还原反应；(2)根据甲醇燃料电池工作原理图可知，左边加入a，在电极上失去电子，发生氧化反应，作电源的负极，所以加入的a是甲醇，电极反应式为:；故答案为：甲醇；负；；(3)从图中可以看出，右侧氧气得电子，转化为H2O，所以左侧为负极，右侧为正极，①所以该电池的电流方向：由右侧电极经过负载流向左侧电极，②当1mol参与电极反应时，正极电极反应式为：，当1mol参与电极反应时消耗4molH+，所以从左侧穿过质子交换膜进入右侧的数目为4；故答案为：右；左；左；右；419．(1)NO2(g)＋CO(g)＝CO2(g)＋NO(g)

△H＝−234kJ∙mol−1(2)−92kJ∙mol−1(3)

60%

bc(4)

Zn−2e－＋2OH－=Zn(OH)2

Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag(5)

减小

24g【解析】(1)如图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，根据图中信息，该反应是放热反应，则NO2和CO反应的热化学方程式NO2(g)＋CO(g)＝CO2(g)＋NO(g)

△H＝134kJ∙mol−1−368kJ∙mol−1＝−234kJ∙mol−1；故答案为：NO2(g)＋CO(g)＝CO2(g)＋NO(g)

△H＝−234kJ∙mol−1。(2)已知：H−H键能为436kJ∙mol−1，N≡N键能为946kJ∙mol−1，N−H键能为391kJ∙mol−1。根据键能计算，消耗1molN2合成氨反应即N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的△H=436kJ∙mol−1×3＋946kJ∙mol−1−391kJ∙mol−1×6＝−92kJ∙mol−1；故答案为：−92kJ∙mol−1。(3)①根据题意，前5分钟时测得NH3的物质的量为2mol，则前5分钟时NH3的平均反应速率，根据方程式关系得到消耗氢气3mol，则平衡时H2的转化率为；故答案为：；60%。②a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2，与平衡是否达到无关，不能说明达到平衡，故a不符合题意；b．NH3的浓度保持不变，则说明达到平衡，故b符合题意；c．该反应正向反应是体积减小反应，压强不断减小，当容器内压强保持不变，则达到平衡，故c符合题意；d．密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，当混合气体的密度保持不变，不能作为判断平衡标志，故d不符合题意；综上所述，答案为：bc。(4)该种电池由氧化银作为正极，金属锌粉作为负极，电解液为氢氧化钾或氢氧化钠，电池的总反应方程式为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，锌失去电子变为氢氧化锌，因此放电时，负极电极反应：Zn−2e－＋2OH－=Zn(OH)2；正极是氧化银得到电子变为银单质，则正极电极反应：Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag；故答案为：Zn−2e－＋2OH－=Zn(OH)2；Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag。(5)根据Ag2O＋2e－＋H2O=2OH－＋2Ag分析，1mol氧化银变为2mol银转移2mol电子，质量减少16g，则放电过程中转移3NA个电子即3mol电子时，正极减小的质量的为；故答案为：减小；24g。20．(1)

负

2.24

Zn-2e-=Zn2+(2)ABD(3)O2+4e-+2H2O=4OH-【解析】(1)①由“Zn-Cu-稀H2SO4”组成的原电池，锌比铜活泼，锌为原电池的负极，工作一段时间后锌片质量减少了6.5g，物质的量是0.1mol，则转移电子0.2mol，生成氢气0.1mol，标准状况下体积为2.24L。②由“Zn-Cu-AgNO3溶液”组成的原电池中，锌比铜活泼，更容易与Ag+反应，锌作负极，负极的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+。(2)a中形成以铁钉为负极、铜丝为正极、NaCl为电解质溶液的原电池，形成吸氧腐蚀，负极反应：Fe-2e-=Fe2+，正极反应：O2+4e-+2H2O=4OH-；b中形成以铝条为负极、铁钉为正极、NaCl为电解质溶液的原电池。据此分析，A．a中铜丝是正极，附近生成OH-，遇酚酞呈现红色，A正确；B．a中铁钉是负极，发生氧化反应，B正确；C．b中铁钉是正极，发生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，附近没有气泡产生，C错误；D．a中铁钉作负极，发生氧化反应，与a相比，b中铁钉作正极，被保护，不易被腐蚀，D正确；故选ABD。(3)该燃料电池的正极通入氧气，负极通入CH4，以KOH溶液为电解质溶液，负极反应：CH4–8e-+10OH-=CO+7H2O，正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-。21．

恒压分液漏斗

平衡气压或辅助排除装置B中的空气

取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无血红色出现，再滴加H2O2溶液变为血红色，则证明存在Fe2＋

白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3

正极

2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－

45【分析】本实验制备氢氧化亚铁，方法一：因为氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此先用装置A产生的H2排除装置B中的空气，然后关闭K3，打开K2，将A中FeSO4压入装置B中，发生Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，观察现象；方法二：利用电解原理产生氢氧化亚铁，根据电解原理，铁单质应作阳极，阳极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，阴极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，总电极反应式为Fe＋2H2OFe(OH)2↓＋H2↑，据此分析解答。【详解】方法一：(1)根据仪器a的特点，仪器a为恒压分液漏斗；该实验制备氢氧化亚铁，氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开K1、K3、K4，关闭K2和K5，装置A中产生H2，排除装置B中的氧气，让空气沿导管排除，因此长导管作用之一是辅助排除装置B中的空气，同时长导管作用之二是平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险；故答案为恒压分液漏斗；平衡气压或辅助排除装置B中的空气；(2)过氧化氢为共价化合物，其结构式为H－O－O－H，因此H2O2的电子式为；故答案为；(3)装置A中发生Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，金属离子为Fe2＋，检验Fe2＋操作方法是取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无血红色出现，再滴加H2O2溶液变为血红色，则证明存在Fe2＋；或者取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，加入铁氰化钾溶液，溶液出现蓝色沉淀，说明Fe2＋存在；故答案为：取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无血红色出现，再滴加H2O2溶液变为血红色，则证明存在Fe2＋；(4)装置C中H2O2在MnO2催化剂下分解成H2O和O2，打开K5，关闭K1、K2，氧气进入B装置，发生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，观察到白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色；故答案为白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3；方法二：(1)根据电解原理，活动性金属作阳极，活动性金属先失电子，即铁作阳极，与电源的正极相连；故答案为：正；(2)阴极上得电子，化合价降低，根据阳离子放电顺序水电离出H＋先放电，即电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；故答案为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；(3)根据转移电子守恒，建立关系式为H2～2e－～Fe2＋～Fe(OH)2，因此m[Fe(OH)2]=45g；故答案为：45g。22．

H2O2浓度增大，反应速率加快

把温度计插入液面下，看温度计示数是否升高，(或用手触摸试管底部，感觉温度是否发热)

2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O

Fe2+

证明Fe3+的存在不会干扰对Fe2+的鉴别

SCN-中S元素的化合价为-2价，具有还原性，可以被H2O2氧化升高到+6价，生成SO

2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+

K3[Fe(CN)6]氧化了KSCN，K3[Fe(CN)6]加入FeCl3溶液中，增强FeCl3的氧化性【详解】(1)对比实验①和③可知不同的是双氧水的浓度，因此根据实验现象a可证明H2O2浓度增大，反应速率加快。(2)如果反应放热，则溶液温度会发生变化，因此可通过测量温度变化来证明，所以支持该观点的操作方法是把温度计插入液面下，看温度计示数是否升高。(3)上述实验证明了FeCl3的催化作用，由于总反应是2H2O2=2H2O+O2↑，催化机理可表示为：2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+，因此总反应减去该反应可得到另一个反应为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O。(4)为了验证反应中Fe3+和Fe2+之间转化关系的存在，需要分别检验亚铁离子和铁离子存在，若a中盛有10%H2O2溶液，滴加3滴FeCl3溶液反应开始后，立即滴入K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀说明有Fe2+出现。(5)检验亚铁离子用K3[Fe(CN)6]溶液，而铁离子遇K3[Fe(CN)6]溶液呈绿色，因此说明设计该实验的目的是证明Fe3+的