鲁科版高二上学期化学(选择性必修1)《第一章化学反应与能量转化》同步测试题及答案

第第页答案第=page11页，共=sectionpages22页鲁科版高二上学期化学(选择性必修1)《第一章化学反应与能量转化》同步测试题及答案一、单选题1．如图是经电催化还原为的装置示意图。下列说法不正确的是A．该过程是电能转化为化学能的过程B．铜电极的电极反应式为C．一段时间后，①池中不变D．一段时间后，②池中溶液的pH一定下降2．如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是A．从E口逸出的气体是H2B．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性C．标准状况下每生成22.4LCl2，有2molNa+通过离子交换膜D．F电极材料为金属铁3．下列说法正确的是A．1mol硫酸与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热B．25℃、101kPa时，1molS(s)和2molS(s)的燃烧热相等C．CO与O2反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应D．101kPa时，1molC不完全燃烧所放出的热量一定是C的燃烧热4．下列说法正确的是A．可用AgNO3溶液区分NaCl溶液和Na2CO3溶液B．的热稳定性比强C．工业可以电解饱和食盐水制取金属钠D．做焰色反应前，铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至火焰呈无色5．下列电化学装置能达到相应目的的是A．图1：比较的金属性强弱 B．图2：制作“双液”原电池：C．图3：制备少量 D．图4：保护钢闸门：6．下列有关热化学方程式的叙述正确的是A．S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH2则ΔH1＞ΔH2B．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1，将1.5molH2和过量的N2充分反应，放出热量46.2kJC．含20.0gNaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为：2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-28.7kJ/molD．已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH，则ΔH代表甲烷的燃烧热7．下列叙述中，正确个数的为（

）①电解池是将化学能转变为电能的装置②金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化③不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现④电镀过程相当于金属的“迁移”，可视为物理变化⑤银质物品久置表面变暗，是由于发生了电化学腐蚀⑥为了防止钢铁锈蚀，在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中A．1个 B．2个 C．3个 D．4个8．下列指定反应的方程式正确的是A．往二元弱酸亚磷酸中滴加过量的烧碱溶液：B．用惰性电极电解溶液：C．用溶液吸收少量气体：D．向溶液中滴入溶液：9．固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物（能传导O2－）作为电解质，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是

A．电极b为电池负极，电极反应式为O2＋4e－=2O2－B．固体氧化物的作用是让电子在电池内通过C．若H2作为燃料气，接触面上发生的反应为：H2＋2OH－_4e－=2H＋＋H2OD．若C2H4作为燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4＋6O2－—12e－=2CO2＋2H2O10．N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一、下图显示了该反应中的能量变化。下列说法不正确的是A．N≡N键的键能大于O=O键的键能B．完全断开1molNO中的化学键需吸收1264kJ能量C．该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量D．生成NO反应的热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=2NO(g)

ΔH=+180kJ/mol11．世界首款石墨烯锂离子电池产品已发布，可在-30℃-80℃环境下工作，电池循环寿命高达3500次左右，充电效率是普通充电产品的24倍。它是利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性制作的一种新型二次电池。其工作原理如图所示，电池反应式为。下列关于该电池的说法不正确的是A．充电时，移向石墨烯B．充电时，转移电子理论上阴极材料质量增加3.5gC．放电时，极发生的电极反应为D．对废旧的该电池进行“放电处理”，让从石墨烯中脱出有利于回收12．下图是一种高效低能耗制备的装置，下列有关说法错误的是A．a为电源的正极B．装置中的离子交换膜是让阴离子自由通过C．阳极区反应为—2e—+2H2O=+2H+D．理论上，当糠醛完全反应时，同时有生成13．下列说法正确的是A．吸热反应使环境的温度升高B．当反应放热时ΔH>0，反应吸热时ΔH<0C．所有的化合反应都是放热反应D．所有的燃烧反应都是放热反应14．煤的电化学脱硫是借助煤在电解槽阳极发生的电化学氧化反应，将煤中黄铁矿(FeS2)或有机硫化物氧化成可溶于水的含硫化合物而达到净煤目的，下图是一种脱硫机理，则下列说法正确的是l—电极a

2—黄铁矿

3—MnSO4、H2SO4混合溶液

4—未反应黄铁矿

5一电解产品A．Mn3+充当了电解脱硫过程的催化剂B．电极a应与电源负极相连C．脱硫过程中存在的离子反应为：8H2O+FeS2+15Mn3+=Fe3++16H++2SO42－+15Mn2+D．阴极发生的反应：2H2O+2e－=4H++O2↑15．在存在下，可利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示，下列说法不正确的是A．负极的电极反应式为B．电路中每转移电子，正极生成C．电子从左侧经导线流向右侧D．反应温度越高，该装置处理含苯酚废水的效率越高二、填空题16．肼(N2H4)是一种应用广泛的化工原料，可作为火箭发动机的燃料。已知：①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH1＝+67.7kJ/mol。②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2＝-534kJ/mol。请回答：(1)反应①属于(填“吸热”或“放热”)反应。(2)反应①消耗28gN2(g)时，∆H＝kJ/mol。(3)反应②生成1molN2(g)时，∆H＝kJ/mol。(4)反应2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)，∆H＝kJ/mol。17．(I)在25℃、101kPa的条件下，断裂1molH—H键吸收436kJ能量，断裂1molCl—Cl键吸收243kJ能量，形成1molH—Cl键放出431kJ能量。H2+Cl2=2HCl的化学反应可用如图表示：(1)反应物断键吸收的总能量为。(2)反应物的总能量(填“＞”，“=”或“＜”)生成物的总能量。(II)某同学为了探究原电池产生电流的过程，设计了如图所示实验。(3)打开K，观察到的现象为。(4)关闭K，观察到的现象是。此电池的负极的电极反应式为。总反应式为。(5)关闭K，溶液中阳离子向(填“Zn”或“C”)极移动。18．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为(填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入CH3OH电极的电极反应式为。(2)乙池中A(石墨)电极的名称为(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”)，总反应式为。(3)当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为mL(标准状况)，丙池中极析出g铜。(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲池中溶液的pH将(填“增大”“减小”或“不变”)；若将丙池中溶液复原，需加入。19．镍(Ni)及其化合物广泛应用于生产电池、电镀和催化剂等领域。(1)晶体是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣(除含镍外，还含有、和等)为原料获得。操作步骤如图：①加入的目的是。[已知：]②可用氯酸钠代替，写出氯酸钠与滤液Ⅱ反应的离子方程式为。③向滤液II中加入NaOH调节pH在一范围内生成氢氧化铁沉淀。已知常温下的若要使溶液中，则应该控制溶液pH范围不小于。(2)双膜三室电解法处理含镍废水并回收金属镍的原理如下图所示：判断a是(填“阳膜”或“阴膜”)；电解过程中，需要控制溶液pH为4左右，原因是。20．已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减少11.2g。请回答下列问题:(1)A是铅蓄电池的极,铅蓄电池正极反应式为,放电过程中电解液的密度(填“减小”“增大”或“不变”)。(2)Ag电极的电极反应式是,该电极的电极产物共g。(3)Cu电极的电极反应式是，CuSO4溶液的浓度(填“减小”“增大”或“不变”)。21．煤和石油通常都含有硫的化合物，燃烧生成的二氧化硫为大气主要污染物之一，二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示。已知：回答下列问题：(1)图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是。(2)写出表示的燃烧热的热化学方程式：。(3)从图中可看出将氧化成有两条途径：①经过程Ⅲ、过程Ⅳ转化成；②经过程Ⅱ转化成。这两种途径相比，①改变的条件是，改变该条件主要是降低了。已知过程Ⅳ的化学方程式为，则过程Ⅲ的热化学方程式为。(4)和在一定条件下连续发生过程Ⅰ和过程Ⅱ的反应，充分反应后无固体剩余，测得放出的热量为。则反应后的体系中各组分的物质的量分别为(保留两位有效数字)。22．某小组按下图所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。(1)写出正、负极反应的方程式。正极：，负极：。(2)按图装置实验，约8分钟才看到的导管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是。a．用纯氧气代替具支试管内的空气b．用纯铁代替铁钉c．用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水(3)升高温度可以加快化学反应速率，建议用酒精灯加热具支试管。这一措施(填“可行”或“不行”)，原因是。23．成都外国语学校化学兴趣小组探究了原电池、电解池的相关工作原理。(1)小组同学进行了如下两个实验，其中电池工作效率更高的应是实验。实验2中，盐桥(含KCl饱和溶液的琼胶)中K+流向(选填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液，如果Zn的消耗速率为1×10-3mol·s-1，则K+的迁移速率为mol·s-1。(2)小组同学分析研究甲醇和氧气以强碱(用NaOH表示)做电解质溶液的新型电池。甲醇在极反应；电极反应式为。(3)小组同学设计了如下装置，用电解法把Na2CrO4转化为Na2Cr2O7。电解过程中，Na+的移动方向为(填“左至右”或“右至左”)。Na2Cr2O7在阳极区产生的原理为。24．目前，液流电池是电化学储能领域的一个研究热点，优点是储能容量大、使用寿命长。一种简单钒液流电池的电解液存储在储液罐中，放电时的结构及工作原理如图：回答下列问题：(1)放电时，导线中电流方向为，质子通过质子交换膜方向为(填“从A到B”或“从B到A”)。(2)用该电池作为电源电解饱和食盐水，电解反应的化学方程式为；若欲利用电解所得产物制取含149kgNaClO的消毒液用于环境消毒，理论上电解过程中至少需通过电路mol电子。(3)若将该电池电极连接电源充电，则A极连接电源的极，发生的电极反应为。25．回答下列问题：(1)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为。若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为。(2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是。a.电能全部转化为化学能b.粗铜接电源正极，发生氧化反应c.溶液中Cu2+向阳极移动d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属参考答案1．C【分析】CO2电催化还原为CH4，C的化合价降低、发生得电子的还原反应、则铜电极为电解池的阴极，电极反应式为，即a电极为电源的负极，b电极为正极，Pt电极为阳极，硫酸钾溶液中，氢氧根离子在阳极发生失电子的氧化反应生成氧气，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，据此分析解题。【详解】A．CO2电催化还原为CH4的装置图是电解池，将电能转化为化学能，A正确；B．CO2电催化还原为CH4的过程是一个还原反应过程，所以铜电解是电解池的阴极，电极上发生得电子的还原反应，电极反应为：，B正确；C．在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即一段时间后n(KHCO3)会减小，C错误；D．硫酸钾溶液中，氢氧根离子在电解池的阳极上发生失电子的氧化反应生成氧气，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，所以溶液的酸性增强，pH一定下降，D正确；故答案为：C。2．D【分析】钠离子向阴极移动，则左边装置是阳极区、右边装置是阴极区，F是阳极，阳极上Cl-失电子，所以A应该是精制食盐水，B是含有少量NaOH的水溶液，阳极区部分氯离子放电生成氯气，则C是稀的NaCl溶液；G为阴极，阴极区电极上氢离子放电生成氢气，同时阴极区域生成氢氧根离子，钠离子从阳极通过离子交换膜到达阴极区域，所以D是浓的NaOH溶液，E是氢气，据此分析解答。【详解】A．通过以上分析知，从E口逸出的气体是H2，故A正确；B．离子浓度越大，溶液导电能力越大，所以从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性，故B正确；C．电池反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，根据氯气和转移电子之间的关系式得，标准状况下每生成22.4LCl2，转移2mol电子，则有2molNa+通过离子交换膜，故C正确；D．阳极上Cl-失电子生成氯气，所以阳极不能是活性电极，即F电极材料不能是金属铁，故D错误；故答案选D。3．B【详解】A．1molH2SO4与1molBa(OH)2完全中和生成2mol水，反应生成硫酸钡沉淀也会放热，所放出的热量不是中和热，故A错误；B．条件一定，燃烧热为定值，与物质的量无关，故B正确；C．CO的燃烧反应一定是放热反应，故C错误；D．101kPa时，1mol碳完全燃烧生成二氧化碳，所放出的热量为碳的燃烧热，故D错误；故答案为B。4．D【详解】A．NaCl溶液和Na2CO3溶液分别与硝酸银反应均产生白色沉淀，现象相同不能鉴别，故A错误；B．碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，碳酸钠的稳定性强于碳酸氢钠，故B错误；C．工业可以电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，应该是电解熔融的氯化钠制取金属钠，故C错误；D．做焰色反应前，铂丝需要用稀盐酸清洗并灼烧至火焰呈无色后在蘸取待测物进行实验，故D正确；故选D。5．D【分析】根据原电池构成条件：发生自发的氧化还原反应，两极和溶液构成闭合回路等，据此判断是否是原电池，根据两极的活泼性判断原电池的正负极，利用得电子的一极是被保护的一极判断原电池的正极、电解池中的阴极被保护。【详解】A．铜做负极能与三价铁发生反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，不能证明铁和铜的金属性强弱，故A不正确；B．盐桥是铜导体，不能构成原电池，故B不正确；C．铁做负极，不能产生亚铁离子，故不能制备氢氧化亚铁，故C不正确；D．根据阴极被保护判断，D正确；故选答案D。【点睛】注意原电池和电解池相同点是发生氧化还原反应，而原电池是发生自发的氧化还原反应，电解池是发生非自发的氧化还原反应。6．A【详解】A．反应物中气态S比固态S的能量高，燃烧为放热反应，焓变为负，后者放热多，后者焓变小，则△H1＞△H2，故A正确；B．由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1可知，合成氨为可逆反应，氮气过量时，1.5molH2也不能完全转化，则此条件下充分反应，放出的热量小于46.2kJ，故B错误；C．含20.0gNaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7kJ的热量，n(NaOH)==0.5mol，与稀硫酸完全中和生成0.5mol水，则生成1mol水放出热量为28.7kJ×2=57.4kJ，则表示该反应的热的热化学方程式为NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.4kJ/mol，故C错误；D．燃烧热是在101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，则水应为液态，由CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH可知，该热化学方程式中水的状态不是液态，ΔH不代表甲烷的燃烧热，故D错误；答案为A。7．B【详解】①电解池是将电能转化为化学能的装置，说法错误；②金属和石墨导电是因为有自由移动的电子，靠自由移动的电子定向移动的过程，没有新物质产生，均为物理变化，电解质溶液导电就是被电解的过程，在电解过程中发生氧化还原反应，是化学变化，说法正确；③不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现，例如电解食盐水，说法正确；④电镀过程相当于金属的“迁移”，是通电情况下的氧化还原反应，是化学变化，说法错误；⑤银质物品久置表面变暗，是由于发生了化学腐蚀生成了硫化银等物质，说法错误；⑥为了防止钢铁锈蚀，在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块比铁活泼的金属例如锌，一同浸入海水中，采用牺牲阳极的阴极保护法，说法错误；则正确的说法有2个，答案选B。8．A【详解】A．二元弱酸亚磷酸中滴加过量的烧碱溶液生成和水，A正确；B．惰性电极电解溶液，阴极铜离子发生还原反应生成铜，反应为，B错误；C．Na2S溶液吸收少量SO2时，两者发生氧化还原反应会反应生成硫沉淀：，C错误；D．向溶液中滴入溶液，会生成氢氧化铝沉淀和碳酸钙沉淀：，D错误；故选A。9．D【分析】燃料电池中通入燃料的一极失去电子，则电极a为负极，通入空气或氧气的一极得到电子，则电极b为正极；【详解】A．原电池中负极失去电子，而氧气是得到电子的，则电极b为电池正极，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，A不正确；B．电子是通过导线传递的，而不是在固体氧化物中，B不正确；C．由于电解质是固体氧化物，所以电池内部传递的是氧离子，即负极反应式是H2＋O2－－2e－＝H2O，C不正确；D．若C2H4作为燃料气，发生反应生成CO2，接触面上发生的反应为：C2H4＋6O2－—12e－=2CO2＋2H2O，D正确；故选D。10．B【详解】A．据图可知1molN≡N键断裂吸收946kJ的能量，1molO=O键断裂吸收498kJ能量，即N≡N键的键能大于O=O键的键能，故A正确；B．据图可知由2molN原子和2molO原子形成2molNO时放出1264kJ能量，则完全断开2molNO中的化学键才需吸收1264kJ能量，故B错误；C．焓变=断键吸收总能量-成键释放总能量=946kJ/mol+498kJ/mol-1264kJ/mol=+180kJ/mol，焓变大于0则为吸热反应，所以该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量，故C正确；D．该反应焓变为ΔH=+180kJ/mol，结合图可知热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g)

ΔH=+180kJ/mol，故D正确；综上所述答案为B。11．C【详解】A．根据得到放电时石墨烯为负极，则充电时，石墨烯为阴极，移向阴极(石墨烯)，故A正确；B．充电时，移向阴极(石墨烯)，电极反应式为，转移电子理论上阴极材料质量增加0.5mol×7g∙mol−1＝3.5g，故B正确；C．放电时，正极(极)发生的电极反应为，故C错误；D．对废旧的该电池进行“放电处理”，让从石墨烯中脱出有利于回收，故D正确；综上所述，答案为C。12．C【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极a相连的泡沫镍电极为电解池的正极，碱性条件下在阳极失去电子发生氧化反应生成和水，电极反应式为—2e—+2OH—=+2H2O，与负极b相连的催化吸附电极为阴极，水分子作用下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2e—+2H2O=H2O2+2OH—，氢氧根离子通过阴离子交换膜由右侧向左侧移动。【详解】A．由分析可知，a为电源的正极，故A正确；B．由分析可知，装置中氢氧根离子通过阴离子交换膜由右侧向左侧移动，故B正确；C．由分析可知，与直流电源正极a相连的泡沫镍电极为电解池的正极，碱性条件下在阳极失去电子发生氧化反应生成和水，电极反应式为—2e—+2OH—=+2H2O，故C错误；D．由得失电子数目守恒可知，理论上，当0.2mol糠醛完全反应时，同时有0.2mol过氧化氢生成，故D正确；故选C。13．D【详解】A．吸热反应是体系从环境中吸收热量的反应，使环境的温度降低，故A错误；B．反应吸热时ΔH>0，反应放热时ΔH<0，故B错误；C．多数的化合反应是放热反应，部分化合反应为吸热反应，如C和CO2反应生成CO为吸热反应，故C错误；D．所有的燃烧反应都是放热反应，故D正确；故选D。14．C【详解】A、电解初期，电极a发生Mn2+-e－=Mn3＋，电解后期Mn3＋又还原，Mn3＋充当了电解脱硫过程的中间产物，故A错误；B、电极a发生Mn2+-e－=Mn3＋，是电解池的阳极，应与电源的正极相连，故B错误；C、脱硫过程中Mn3＋将FeS2氧化成Fe3+和SO42－，存在的离子反应为：8H2O+FeS2+15Mn3+=Fe3++16H++2SO42－+15Mn2+，故C正确；D、阴极发生的反应：4H++4e－+O2=2H2O，故D错误；故选C。15．D【详解】A．负极失电子发生氧化反应，根据图示，负极苯酚失电子生成二氧化碳和水，负极的电极反应式为，故A正确；B．正极得电子发生还原反应生成Cr(OH)3，Cr元素化合价由+6降低为+3，电路中每转移电子，生成1molCr(OH)3，生成Cr(OH)3的质量为103g，故B正确；C．左侧电极苯酚失电子生成二氧化碳和水，左侧电极为负极、右侧电极为正极，电子从左侧经导线流向右侧，故C正确；D．利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，反应温度过高，可能使微生物失去活性，处理含苯酚废水的效率降低，故D错误；选D。16．吸热+67.7-534-1135.7【详解】(1)反应①的ΔH1＝+67.7kJ/mol0，则该反应属于吸热反应；故答案为：吸热；(2)反应①每消耗1molN2(g)吸收67.7kJ能量，消耗28gN2(g)即消耗1molN2(g)，则ΔH＝+67.7kJ/mol；故答案为：+67.7；(3)反应②每生成1molN2(g)时，放出534kJ能量，即ΔH＝-534kJ/mol；故答案为：-534；(4)根据盖斯定律，将②2-①得2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)∆H＝（-534kJ/mol）2-（+67.7kJ/mol）=-1135.7kJ/mol；故答案为-1135.7。17．(1)679kJ(2)＞(3)锌棒上附着有红色固体(4)碳棒上附着有红色固体Zn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++Cu(5)C【解析】(1)根据示意图可判断反应物断键吸收的总能量为436kJ+243kJ＝679kJ。(2)形成化学键放出的能量为431kJ×2＝862kJ＞679kJ，所以该反应是放热反应，则反应物的总能量＞生成物的总能量。(3)打开K时锌直接和溶液中的铜离子发生置换反应，所以观察到的现象为锌棒上附着有红色固体。(4)关闭K时构成原电池，锌作负极，碳作正极，溶液中的铜离子在正极放电，因此观察到的现象是碳棒上附着有红色固体。此电池的负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+。总反应式为锌置换铜，即Zn+Cu2+=Zn2++Cu。(5)关闭K时构成原电池，锌作负极，碳作正极，溶液中阳离子向C极移动。18．(1)原电池CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O(2)阳极4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3(3)280mLD1.60g(4)减小HCl【分析】由图可知，甲池为燃料电池，通入甲醇的的Pt电极为负极，碱性条件下，甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，通入氧气的Pt电极为正极，碱性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子；乙池为电解池，A电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，B电极为阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银；丙池为电解池，C电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，D电极为阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜，以此来解析；(1)由分析可知，甲池为燃料电池，通入甲醇的的Pt电极为负极，碱性条件下，甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水，CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O；(2)由分析可知，乙池是电解池，A与原电池正极相连，为阳极，水电离的OH-在A极失电子生成氧气，B为阴极，溶液中的Ag+在B极得电子生成Ag，结合原子守恒、得失电子守恒可得：B池中的总反应为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3；(3)5.40g银的物质的量为=0.05mol，由得失电子数目守恒可知，甲池中理论上消耗氧气的体积为0.05mol××22.4L/mol×1000mL/L=280mL，丙池中D极析出铜的质量为0.05mol×12×64g/mol=1.60g；(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成氯化钠溶液，电键闭合一段时间后，甲池中的总反应为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO+6H2O，反应中消耗氢氧根离子，溶液的pH将减小；丙池中电解氯化钠溶液的，阳极：2Cl--2e-＝Cl2↑，阴极：2H++2e-＝H2↑，电解方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，所以要加入的就是HCl，和火碱反应变回NaCl；19．(1)除去溶液中的和3(2)阳膜pH过高时会形成氢氧化物沉淀，pH过低时会有氢气析出，降低镍的回收率【分析】废渣（除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等元素的化合物杂质），在硫酸溶解调节pH后过滤后除去铁离子，滤液含有二价铁离子、三价铬离子、铜离子、锌离子等杂质，滤液I中加入硫化钠形成CuS、ZnS沉淀，可除去铜离子、锌离子，过滤，滤液II中加H2O2是将二价铁氧化成三价铁，再通过调节pH使三价铁和三价铬都以氢氧化物的沉淀而除去，滤液Ⅲ含有可溶性硫酸盐，主要是NiSO4，还有Na2SO4，再加碳酸钠沉淀二价镍，过滤、洗涤，然后与硫酸反应生成NiSO4晶体；【详解】（1）①由上述分析可知，加入Na2S的目的是除去溶液中Cu2+、Zn2+；②加入氧化剂将滤液II中的Fe2+转化成Fe3+，氯酸钠与滤液Ⅱ反应的离子方程式为：6Fe2++ClO+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；③溶液中c(Fe3+)≤1.0×10-6mol·L-1，c(OH-)==，常温下，c(H+)==1×10−3mol/L，则应该控制溶液pH范围不小于3；答案为：①除去溶液中的Zn2+和Cu2+②6Fe2++ClO+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O③3（2）①根据图示a允许Na+通过，所以a为阳膜；②pH过高，镍离子形成氢氧化物沉淀，pH过低，氢离子放电较多，有氢气析出，也不利于Ni的回收，故电解过程中，需要控制溶液pH值为4左右；答案为：①阳膜②pH过高时Ni2+会形成氢氧化物沉淀，pH过低时会有氢气析出，降低镍的回收率。20．负PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O减小2H++2e-=H2↑0.4Cu-2e-=Cu2+不变【详解】（1）当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，阴极连接原电池负极，所以A是负极，B是正极，铜为阳极，锌极为阴极；铅蓄电池的正极上二氧化铅得电子发生还原反应，电极反应式为PbO2+4H++SO+2e-=PbSO4+2H2O，依据电解方程式判断，放电过程中电解液消耗，所以密度减小；（2）银电极作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑，生成氢气的物质的量是0.4mol÷2＝0.2mol，质量=0.2mol×2g/mol=0.4g；（3）铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池，因此电解质溶液中硫酸铜浓度不变。21．(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ(2)S(s)＋O2(g)＝SO2(g)△H＝kJ/mol(3)使用催化剂降低了反应的活化能2SO2(g)＋2V2O5(s)＝2SO3(g)＋2V2O4(s)△H＝(E3−E2)kJ/mol(4)n(SO2)＝0.2mol，n(SO3)＝0.1mol，n(O2)＝0.15mol【分析】(1)反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应；(2)△H＝生成物的总能量−反应物的总能量，S(s)的燃烧热是指在101kPa时，1molS(s)完全燃烧生成SO2(g)时所放出的热量；(3)催化剂改变反应机理，降低反应的活化能，由于①SO2经过程Ⅲ、过程Ⅳ转化成SO3，反应机理改变了，则①改变的条件是使用催化剂，改变该条件主要是降低了反应的活化能，由于总反应是2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g)，过程Ⅳ的化学方程式为2V2O4(s)＋O2(g)⇌2V2O5(s)，利用盖斯定律可至，总反应−过程Ⅳ＝过程Ⅲ；(4)n(S)＝0.3mo，n(O2)＝0.5mol，充分反应后无固体剩余，S完全反应，根据关系式：S～O2～SO2～SO3，过程Ⅰ消耗氧气0.3mol，生成SO20.3mol，放出热量89.01kJ，则过程Ⅱ中放出热量为9.9kJ，则过程Ⅱ中生成SO3的物质的量为0.1mol，即可计算最后气体的成分。【详解】（1）反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应，则图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ；故答案为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ；（2）△H＝生成物的总能量−反应物的总能量，S(s)的燃烧热是指在101kPa时，1molS(s)完全燃烧生成SO2(g)时所放出的热量，则其的燃烧热的热化学方程式为S(s)＋O2(g)＝SO2(g)△H＝kJ/mol；故答案为S(s)＋O2(g)＝SO2(g)△H＝kJ/mol；（3）催化剂改变反应机理，降低反应的活化能，由于①SO2经过程Ⅲ、过程Ⅳ转化成SO3，反应机理改变了，则①改变的条件是使用催化剂，改变该条件主要是降低了反应的活化能，由于总反应是2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g)，过程Ⅳ的化学方程式为2V2O4(s)＋O2(g)⇌2V2O5(s)，利用盖斯定律可至，总反应−过程Ⅳ＝过程Ⅲ，则过程Ⅲ的热化学方程式为2SO2(g)＋2V2O5(s)＝2SO3(g)＋2V2O4(s)△H＝(E3−E2)kJ/mol；故答案为使用催化剂；降低了反应的活化能；2SO2(g)＋2V2O5(s)＝2SO3(g)＋2V2O4(s)△H＝(E3−E2)kJ/mol；（4）充分反应后无固体剩余，S完全反应，根据关系式：S～O2～SO2～SO3，过程Ⅰ消耗氧气0.3mol，生成SO20.3mol，放出热量：0.3mol×296.7kJ＝89.01kJ，则过程Ⅱ中放出热量为(98.91kJ−89.01kJ)＝9.9kJ，则过程Ⅱ中生成SO3的物质的量为，所以最后气体的成分为：n(SO2)＝0.3mol−0.1mol＝0.2mol，n(SO3)＝0.1mol，n(O2)＝0.5mol−0.3mol−0.05mol＝0.15mol；故答案为n(SO2)＝0.2mol，n(SO3)＝0.1mol，n(O2)＝0.15mol。【点睛】本题考查反应过程中的能量变化，侧重考查学生盖斯定律、燃烧热和热化学方程式的书写。22．(1)Fe-2e-=Fe2+2H2O+O2+4e-=4OH-(2)ac(3)不行温度越高，氧气的溶解度越小，反应速率越小【详解】（1）该装置中，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+；正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-。（2）a．用纯氧气代替具支试管内的空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，可以更快更清晰地观察到液柱上升，故a选；b．由于纯铁中没有杂质，不能发生电化学腐蚀，用纯铁代替铁钉，不能更快更清晰地观察到液柱上升，故b