专题五-化学反应与电能(解析版)(人教2019必修第二册)

专题五化学反应与电能一、单选题1．（2020·山东泰安市·高一期末）如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是A．B极为原电池的正极 B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀硫酸C．C中阳离子向A极移动 D．A极发生氧化反应【答案】C【分析】电流表指针发生偏转，说明形成原电池反应，化学能转化为电能；同时A极质量减少，则A为原电池负极，B极上有气泡产生，B为原电池正极，C为电解质溶液。【详解】A．B极上有气泡产生，应为氢离子被还原为氢气，为原电池的正极，A正确；B．锌比铜活泼，且可以与稀硫酸反应生成氢气，稀硫酸作电解质溶液形成原电池时，Zn为负极、Cu为正极，符合题意，B正确；C．原电池中阳离子流向正极，即阳离子流向B极，C错误；D．A电极是原电池的负极，失去电子，发生氧化反应，D正确；综上所述答案为C。2．（2020·东北育才学校高一期末）把a、b、c、d四种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a，b相连，a为负极；c、d相连，d上有气泡溢出；a，c相连，a质量减少；b，d相连，b为正极。则四种金属的活动性顺序由大到小为A．a＞c＞b＞d B．a＞c＞d＞b C．b＞d＞c＞a D．a＞b＞c＞d【答案】B【详解】把a、b、c、d四种金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a，b相连，a为负极，说明金属活动性：a＞b；若c、d相连，d上有气泡溢出，说明金属活动性；c＞d；若a，c相连，a质量减少，说明a为负极，则金属活动性：a＞c；若b，d相连，b为正极，则金属活动性：d＞b，故四种金属活动性由强到弱的顺序为：a＞c＞d＞b，故合理选项是B。3．（2020·霍邱县第一中学高一期末）在如下图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，下列关于此装置的叙述不正确的是A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大B．a是正极，b是负极C．导线中有电子流动，电子从a极到b极D．a极上发生了氧化反应【答案】B【分析】a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，则a为负极，b为正极；在正极，H+得电子生成H2，从而使溶液中的c(H+)减小。【详解】A．由分析知，b为正极，碳棒上H+得电子生成H2，从而使溶液中的c(H+)减小，溶液pH变大，A正确；B．由分析知，a是负极，b是正极，B不正确；C．原电池反应发生后，导线中有电子流动，电子从负极(a极)流到正极(b极)，C正确；D．a为负极，在a极上金属失电子生成金属离子，发生了氧化反应，D正确；故选B。4．（2020·黑龙江齐齐哈尔市·高一期末）有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小；b极质量增加b极有气体产生；c极无变化d极溶解；c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c【答案】C【详解】把四个实验从左到右分别编号为①、②、③、④，则由实验①可知，a作原电池负极，b作原电池正极，金属活动性：a>b；由实验②可知，b极有气体产生，c极无变化，则活动性：b>c；由实验③可知，d极溶解，c极有气体产生，c作正极，则活动性：d>c；由实验④可知，电流从a极流向d极，则d极为原电池负极，a极为原电池正极，则活动性：d>a；综上所述可知活动性：d>a>b>c，故答案选C。5．（2020·重庆高一期末）装置中，能构成原电池的是A．只有甲 B．只有乙 C．只有丙 D．除乙均可以【答案】C【详解】甲没有形成闭合回路，不能构成原电池，故甲不符合题意；乙两个电极是相同的电极材料，不能构成原电池，故乙不符合题意；丙满足两个活泼性不同电极，两个电极间接接触，形成了闭合回路，能构成原电池，故丙符合题意；丁中酒精是非电解质，不能构成原电池，故丁不符合题意；选项C符合题意。综上所述，答案选C。6．（2020·江苏省昆山中学高一期末）被称之为“软电池”的纸质电池总反应为Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列说法正确的是A．该电池中Zn作负极，发生还原反应B．该电池反应中MnO2起催化作用C．该电池工作时电子由MnO2经导线流向ZnD．该电池正极反应式为：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-【答案】D【分析】原电池装置中，负极失电子，发生氧化反应，电子从负极出发沿外接导线到达电池正极，正极或正极周围的物质得到电子发生还原反应，据此解答。【详解】A．该原电池中，锌元素化合价由0价变为+2价，锌失电子作负极，发生氧化反应，故A项错误；B．该原电池中，锰元素化合价由+4价变为+3价，化合价降低，发生还原反应，故B项错误；C．该电池工作时，电子从负极Zn沿导线流向MnO2，故C项错误；D．正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2＋e－＋H2O=MnOOH＋OH－，故D项正确；本题答案D。7．（2020·甘肃兰州市·兰州一中高一期末）世界某著名学术刊物介绍了一种新型中温全瓷铁-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．a极发生氧化反应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极上空气中氧气得电子发生还原反应，为原电池的正极，铁与水反应生成氢气，氢气在b极失电子发生氧化反应，为原电池的负极。【详解】A．a极上空气中氧气得电子发生还原反应，故A错误；B．O2在正极发生反应，电极反应式为O2＋4e－=2O2－，故B错误；C．若有22.4L(标准状况)空气参与反应，则氧气的物质的量为×=0.2mol，电路中转移的电子为0.8mol，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H2O(g)参与反应生成H2，发生的反应为xH2O(g)＋Fe=FeOx＋xH2，故D正确；故选D。8．（2020·广西钦州市·高一期末）如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)A．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低B．杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高C．当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低D．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高【答案】D【详解】A．杠杆为导体时，构成原电池，右边Fe溶解，质量减轻，左边Cu2+得电子生成Cu附着在Cu表面，质量增加，所以A端低，B端高，A不正确；B．杠杆为绝缘体时，Cu与电解质不反应，质量不变，Fe与CuSO4溶液反应生成Cu附着在Fe表面，质量增加，所以A端高B端低，B不正确；C．当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高，C不正确；D．当杠杆为绝缘体时，左端质量不变右端质量增加，所以A端高，B端低；为导体时，左端生成Cu右端溶解，所以A端低，B端高，D正确；故选D。9．（2020·浙江高一期末）将过量的等质量的两份锌粉a、b，分别加入相同质量、相同浓度的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是A． B．C． D．【答案】B【分析】足量的锌和相同量的稀硫酸反应，a中加入硫酸铜溶液，会置换出金属铜，形成锌、铜、稀硫酸原电池，加速金属锌和硫酸反应的速率，产生氢气的量取决于稀硫酸的物质的量，据此分析判断。【详解】足量的锌和相同量的稀硫酸反应，a中加入硫酸铜溶液，会置换出金属铜，形成锌、铜、稀硫酸原电池，加速金属铁和硫酸反应的速率，所以反应速率：a>b，速率越大，锌完全反应时所用的时间越短，所以a所用的时间小于b所用的时间；产生氢气的量取决于稀硫酸的物质的量，而a、b中金属锌均过量，和相同量的硫酸反应生成氢气的量相等，所以氢气的体积：a=b；故选B。10．（2020·兴义市第二高级中学高一期末）分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O+6e-=6OH-+3H2↑C．③中Fe作正极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+D．④中Cu作正极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+【答案】B【分析】①中电解质溶液为稀硫酸，Mg比Al活泼，所以电池总反应为Mg与稀硫酸的反应，则Mg为负极，Al为正极；②中电解质溶液为NaOH溶液，则总反应为Al和NaOH溶液的反应，所以Al为负极，Mg为正极；③中电解质溶液为浓硝酸，Fe会钝化，所以Cu为负极，Fe正极；④中Fe比Cu活泼，所以总反应为空气中的氧气氧化Fe的反应，所以Fe为负极，Cu为正极，由此分析。【详解】A．根据分析，①中Mg作负极，②中Al作负极，③中Cu为负极，④中Fe作负极，故A不符合题意；B．②中总反应为Al和NaOH溶液的反应，反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO+3H2↑，所以Mg为正极，电极反应为6H2O+6e-=6OH-+3H2↑，故B符合题意；C．③中电解质溶液为浓硝酸，Fe会钝化，所以Cu为负极，Fe正极，故C不符合题意；D．④中Fe比Cu活泼，所以总反应为空气中的氧气氧化Fe的反应，所以Fe为负极，Cu为正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，故D不符合题意；答案选B。11．（2020·贵州铜仁伟才学校高一期末）用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是A．加热 B．不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸C．滴加少量CuSO4溶液 D．不用铁片，改用铁粉【答案】B【详解】A．加热使物质的内能增加，微粒之间有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，A不符合题意；B．若不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸，由于在浓硫酸中硫酸主要以分子存在，浓硫酸具有强氧化性，会将表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步反应，即发生钝化现象，因此不能加快化学反应速率，B符合题意；C．向溶液中滴加少量CuSO4溶液，Fe与CuSO4发生置换反应产生Cu，Fe、Cu及H2SO4构成原电池，使反应产生H2的速率大大加快，C不符合题意；D．若不用铁片，改用铁粉，固体与酸溶液接触面积增大，反应速率加快，D不符合题意；故合理选项是B。12．（2020·黑龙江鹤岗市·鹤岗一中高一期末）美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：下列说正确的是A．图中能量转化方式只有2种B．H+向a极区移动C．b极发生的电极反应为：N2+6H++6e-=2NH3D．a极上每产生22.4LO2流过电极的电子数一定为4×6.02×1023【答案】C【分析】从图中可以看出，生成氧气的一极为阳极，即a极为阳极，发生氧化反应，其电极反应为；b极为阴极，发生还原反应，其电极反应式为。【详解】A．图中装置为电解池装置，其能量转化方式为电能转化为化学能；该电源由太阳能和风能转化而来，故有3种能量转化方式，故A错误；B．电解池中阳离子向阴极移动，故向b极移动，故B错误；C．b极为阴极，氮气得电子，与生成氨气，其电极反应式为，故C正确；D．氧气为气体，非标况下不能确定数值，故D错误；故选C。【点睛】非标况下不一定等于22.4L/mol。13．（2020·福建省福州第一中学）如图所示装置中，可观察到检流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是选项MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜锌稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液【答案】C【分析】该装置没有外接电源，所以是原电池，负极材料比正极材料活泼，且负极材料是随着反应的进行质量减少，正极材料质量增加或有气泡产生。根据题意可知，N极是负极，M极是正极，N极材料比M极活泼。【详解】A．M为锌，N为铜，M极材料比N极活泼，不符合题意，A项错误；B．M极发生的反应为，有气体生成，M质量不变，不符合题意，B项错误；C．N为锌，M为银，N极材料比M极材料活泼，M极上有银析出，所以M质量增加，符合题意，C项正确；D．M为锌，N为铁，M极材料比N极活泼，不符合题意，D项错误；答案选C。14．（2020·莆田第十五中学高一期末）电解饱和食盐水制取Cl2，除得到Cl2外，还能得到的物质是()A．H2和NaOH B．HCl和HClOC．NaClO和NaCl D．Ca(ClO)2和CaCl2【答案】A【详解】电解饱和食盐水制取Cl2，除得到Cl2外，还能生成H2和NaOH，方程式是。故选：A。15．（2020·西藏拉萨市·拉萨那曲第二高级中学高一期末）现有几种常见的化学电源示意图，有关说法不正确的是A．上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池 B．干电池在长时间使用后，锌筒被破坏C．铅蓄电池工作过程中，铅被还原 D．氢氧燃料电池中负极通入氢气发生氧化反应【答案】C【详解】A．干电池是一次性电池，铅蓄电池是可充电电池属于二次电池，氢氧燃料电池属于燃料电池，故A正确；B．在干电池中，Zn作负极，被氧化，则使用过程中锌筒被破坏，故B正确；C．铅蓄电池工作过程中，负极反应式为Pb-2e-+=PbSO4，铅被氧化，故C错误；D．氢氧燃料电池中负极上通入氢气，失电子，发生氧化反应，故D正确；故选C。16．（2020·湖北荆门市·高一期末）用A、B、C、D四块金属片进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是()A．A＞B＞C＞D B．C＞A＞B＞D C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A【答案】C【分析】一般来说，在原电池中，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属作正极。负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应。放电时电流从正极流向负极，电子从负极流向正极，据此判断金属活动性顺序。【详解】①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，

A极为负极，所以活泼性：A＞B；②在原电池中，电子从负极流经外电路流向正极，C、D用导线相连后同时浸入稀H2SO4中，电流由D→导线→C，则电子由C→导线→D

，则活泼性：C＞D；③A、C相连后，同时浸入稀疏酸溶液中，C极产生大量气泡，说明C极是正极，所以金属活泼性：A＞C；④B、D相连后，同时浸入稀疏酸溶液中，D极发生氧化反应，说明D极是负极，所以金属活泼性：D＞B。综上所述可知四种金属活泼性有强到弱顺序是：A＞C＞D＞B，故合理选项是C。17．（2020·贵阳市第十四中学高一期末）将纯锌片和纯铜片按图示方式插入浓度相同的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（）A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C．两烧杯中溶液的pH均增大D．产生气泡的速度甲比乙慢【答案】C【详解】A．甲是原电池，乙不是，故甲烧杯中铜片表面有气泡产生，乙烧杯中铜片表面有无气泡产生，A错误；B．甲中铜片作正极；乙不是原电池，无负极，B错误；C．两烧杯中，H2SO4都在被消耗，溶液中c(H+)在不断减小，pH均增大，C正确；D．甲是原电池，原电池可加快反应速率，故甲中产生气泡的速度比乙快，D错误；故选C。18．（2020·安徽合肥市·合肥一中高一期末）铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，下列说法正确的是A．铅蓄电池是新型的绿色环保电池B．当电路中转移0.2mol电子时，消耗的H2SO4为0.2molC．铅蓄电池放电时负极质量减小，正极质量增加D．铅蓄电池放电时电子由负极经过溶液定向移动到正极【答案】B【详解】A．铅蓄电池是传统的化学电源，使用了重金属铅和浓硫酸均会造成环境污染，故不是新型的绿色环保电池，A错误；B．分析总反应式Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O不难得出，当电路中转移0.2mol电子时，消耗的H2SO4为0.2mol，B正确；C．由负极反应式：Pb+-2e-=PbSO4可知铅蓄电池放电时负极质量增加，正极反应式：PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O可知质量也增加，C错误；D．铅蓄电池放电时电子由负极导线定向移动到正极，电子不能经过电解质溶液，D错误；故答案为：B。19．（2020·四川省广安代市中学校高一期末）如图为发光二极管连接柠檬电池装置，下列说法不正确的是A．负极的电极反应为：Fe－2e－=Fe2+B．电子由Fe环经导线流向发光二极管C．铜线作为柠檬电池的正极D．可将柠檬替换成盛装酒精溶液的装置【答案】D【详解】A．Fe作负极失电子，发生Fe－2e－=Fe2+，A正确；B．Fe作负极，Cu作正极，电子流向为Fe→发光二极管→Cu，B正确；C．结合B可知，Cu作正极，C正确；D．酒精是非电解质，不能作电解质溶液形成原电池，D错误。答案选D。20．（2020·北京市第十二中学高一期末）锌锰碱性干电池是依据原电池原理制成的化学电源。电池中负极与电解质溶液接触直接反应会降低电池的能量转化效率，称为自放电现象。下列关于原电池和干电池的说法不正确的是A．两者正极材料不同B．MnO2的放电产物可能是KMnO4C．两者负极反应式均为Zn失电子D．原电池中Zn与稀H2SO4存在自放电现象【答案】B【详解】A．左图为干电池，干电池的正极材料是碳棒，右图为原电池，正极材料是铜单质，两者正极材料不同，故A说法正确；B．干电池中MnO2应作氧化剂，Mn的化合价降低，故B说法错误；C．所给装置中Zn为负极，Zn失去电子，故C说法正确；D．根据自放电现象的定义，Zn与稀硫酸能够发生反应，即原电池中Zn与稀硫酸存在自放电现象，故D说法正确；故选B。21．（2021·菏泽思源学校高一期末）现有X、Y、Z、W四种金属片，①把X、Y用导线连接后同时浸入硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解；②把Z、W用导线连接后同时浸入硫酸溶液中，W发生还原反应；③把X、Z用导线连接后同时浸入硫酸溶液中，电子流动方向为X→导线→Z。则下列选项中正确的是A．①中金属片Y发生还原反应B．②中金属片W做负极C．上述四种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z＞WD．如果把Y、W用导线相连后同时浸入硫酸溶液中，则电子流动方向为Y→导线→W【答案】CD【分析】原电池中，一般来说，较活泼金属作负极、较不活泼金属作正极，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应；电子从负极沿导线流向正极。①把X、Y用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，X上有气泡产生，Y溶解，说明X是正极、Y是负极，则金属活动性Y>X；②把Z、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，W发生还原反应，则W是正极、Z是负极，金属活动性Z>W；

③把X、Z用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液.中，电子流动方向为Y→导线→W，则X是负极、Z是正极，金属活动性X>Z，通过以上分析知，金属活动性顺序是Y>X>Z>W，据此解答；【详解】A．在①中，Y是负极、X是正极，负极上X得电子发生还原反应，故A错误；B．在②中，金属片Z作负极、W作正极，故B错误；C．通过以上分析知，上述四种

金属的活动顺序是Y＞X＞Z＞W，故C正确；D．金属性Y>

W，如果把Y、W用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液，构成原电池，Y是负极、W是正极，则电子流动方向为Y→导线→W，故D正确；故选CD。第II卷（非选择题）22．（2021·汕头市第一中学高一期末）在学习氧化还原反应时，某同学提出Ag+具有较强氧化性，I-具有较强还原性，二者也可发生氧化还原反应。为验证这个问题，该学生设计了系列实验。（1）研究AgNO3溶液与KI溶液反应产物向盛有1mL1mol/LAgNO3溶液的试管中加入1mL1mol/LKI溶液，振荡试管，向其中加入___，溶液无明显变化。(提示：若发生氧化还原反应，I-应被氧化为单质)(实验结论)二者混合只发生沉淀反应，无明显氧化还原反应。（2）验证Ag+的氧化性将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中铁的氧化产物，将溶液中的Ag+除尽后，进行了如下实验。可选用试剂：①KSCN溶液②NaOH溶液③酸性KMnO4溶液。请完成下表：操作现象结论取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡____存在Fe3+取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入1～2滴____(填序号)溶液，振荡_____存在Fe2+(实验结论)铁的氧化产物为Fe2+和Fe3+，则Ag+氧化性强于Fe3+。另一同学用pH计测得常温该硝酸银溶液的pH为5.50，于是该同学对实验结论提出质疑。你认为他提出质疑的理由可能是____。（3）电池原理探究Ag+与I-之间的氧化还原反应按图设计原电池。电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。读懂文中划线部分内容，请回答以下问题：根据下表数据，盐桥中应选择_____作为电解质。阳离子u∞×108(m2∙s-1∙V-1)阴离子u∞×108(m2∙s-1∙V-1)Li+4.074.61Na+5.197.40Ca2+6.59Cl-7.91K+7.628.27（4）已知Cl2能氧化+4价的硫为+6价的硫。请写出Na2SO3溶液和Cl2反应反应的离子方程式____。（5）硫酸亚铁受热可按下式分解：aFeSO4=bFeO+cFe2O3+dSO3+eSO2+fO2，a、b、c、d、e、f为待定系数，若d：e：f=3：4：1，则b：c=_____。【答案】淀粉溶液溶液变为红色③溶液的紫色褪去NO具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+KNO3+Cl2+H2O=+2Cl−+2H+3：2【详解】（1）淀粉遇碘单质变蓝，检验有无碘单质，可用淀粉溶液，故答案为：淀粉溶液；（2）Fe3+遇SCN-溶液变为血红色；Fe2+检验可用酸性KMnO4溶液，Fe2+具有还原性能被酸性KMnO4溶液氧化，酸性KMnO4溶液紫色褪去；pH计测得常温该硝酸银溶液的pH为5.50，由于酸性环境下，NO具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，故答案为：溶液变为血红色；③；溶液的紫色褪去；酸性环境下，NO具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+；（3）盐桥中电解质电离的阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率（U∞）应尽可能地相近，Ag+与Cl-、HCO、SO反应不能选用，阴离子只剩余NO可选，NO电迁移率（U∞）与K+最接近，故盐桥中应选择KNO3作为电解质；故答案为：KNO3；（4）已知Cl2能氧化+4价的硫为+6价的硫，其还原产物是氯离子，则Na2SO3溶液和Cl2反应反应的离子方程式为+Cl2+H2O=+2Cl－+2H+。（5）硫酸亚铁受热可按下式分解：aFeSO4=bFeO+cFe2O3+dSO3+eSO2+fO2，a、b、c、d、e、f为待定系数，若d：e：f=3：4：1，根据硫原子守恒a＝3+4＝7，根据铁原子守恒b+2c＝7，根据氧原子守恒28＝b+3c+3×3+4×2+1×2，解得b＝3，c＝2，所以b：c=3：2。23．（2020·哈密市第八中学高一期末）从能量的变化和反应的快慢等角度研究化学反应具有重要意义。（1）已知一定条件下，反应N2+3H22NH3为放热反应：①下图能正确表示该反应中能量变化的是_______；②一定温度下，将3molH2和1molN2通入容积为2L的密闭容器中发生反应，5min达到平衡，测得c(NH3)=0.6mol/L，则0至5min时v(N2)=_______。（2）某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置。①a和b用导线连接，Cu极为原电池_______极(填“正”或“负”)，电极反应式是：_______；Al极发生_______(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式为：_______，溶液中SO移向_______(填“Cu”或“Al”)极。当负极金属溶解5.4g时，_______NA电子通过导线。②不将a、b连接，请问如何加快Al与稀硫酸的反应速率_______。【答案】A0.06mol/(L·min)正2H++2e-=H2↑氧化Al-3e-=Al3+Al0.6往溶液里滴入少量硫酸铜溶液；或将铜棒直接靠在铝棒上【分析】装置中以硫酸为电解质溶液，金属铜和铝作为电极，构成原电池，其中铝能和硫酸反应，而铜不能，故铝作负极，发生氧化反应，铜作正极，发生还原反应；【详解】（1）①反应N2+3H22NH3为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量。图A中反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，符合题意；图B中反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应，不符合题意，故填A；②根据题意，平衡时的浓度为0.6mol/L，0~5min内其反应速率为==，其中，即==，故填；（2）①铜作电池的正极，在正极得电子被还原，其电极反应式为；铝作电池的负极，发生氧化反应，其电极反应式为；阴离子向负极移动，故向Al极移动；当Al极溶解5.4g时，电路中转移电子的物质的量为，==0.2mol，故=0.6mol，根据=，故填正、、氧化、、Al、0.6；②在不连接导线的情况下，形成微原电池也可以加快铝的腐蚀，可以向溶液中加入硫酸铜与Al反应生成Cu与Al形成微原电池；也可以将铜棒和铝棒靠在一起，形成原电池，故填往溶液里滴入少量硫酸铜溶液；或将铜棒直接靠在铝棒上。24．（2021·菏泽思源学校高一期末）已知化学反应：a．b．请回答下列问题：（1）上述两个化学反应中有一个不可用于设计原电池，它是___________(填写代号)；另一个可用于设计原电池，该原电池中，负极反应式是___________，正极反应式是___________，电池总反应的离子方程式是___________。（2）如果利用化学反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，设计原电池，请在如图方框中标明电极材料和电解质溶液的名称(图中“I”表示电流)。①___________、②___________、③___________（3）氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置，是一种具有应用前景的绿色电源。下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示回答下列问题：①该燃料电池的负极是___________(写a或b)。②负极反应式为___________。【答案】aCu—2e—=Cu2+2Ag++2e—=2AgCu+2Ag+=Cu2++2Ag不如铜活泼的金属或石墨Cu可溶性铁盐溶液aH2—2e—=2H+【详解】（1）由题给方程式可知，反应a为复分解反应，属于非氧化还原反应，反应b为置换反应，属于氧化还原反应，原电池反应一定是氧化还原反应，则反应a不能用于设计原电池，反应b能用于设计原电池；铜、银在硝酸银溶液中形成原电池，铜的金属性强于银，做原电池的负极，银做原电池的正极，负极上铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，电极反应式为Cu—2e—=Cu2+，银离子在正极上得到电子发生还原反应生成银，电极反应式为2Ag++2e—=2Ag，总反应的离子方程式为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，故答案为：a；Cu—2e—=Cu2+；2Ag++2e—=2Ag；Cu+2Ag+=Cu2++2Ag；（2）由电流的移动方向可知，①为原电池的正极，②为负极，由反应方程式可知，铜、不如铜活泼的金属或石墨在可溶性铁盐溶液中构成原电池，铜做原电池的负极，不如铜活泼的金属或石墨做正极，则①为不如铜活泼的金属或石墨、②为铜、③为可溶性铁盐溶液，故答案为：不如铜活泼的金属或石墨；Cu；可溶性铁盐溶液；（3）①由燃料电池中电子的移动方向可知，a电极为负极，故答案为：a；②酸性条件下，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，电极反应式为H2—2e—=2H+，故答案为：H2—2e—=2H+。25．（2020·南昌市新建区第二中学高一期末）某反应中反应物与生成物有：FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。（1）将上述反应设计成的原电池如图甲所示，请回答下列问题：①图中X溶液是___________；②石墨电极上发生的电极反应式为___________；（2）将上述反应设计成的电解池如图乙所示，图丙中的①②③分别表示乙烧杯中某种金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系，请回答下列问题：①M是___________极；②图丙中的②线是___________的变化。③当电子转移为2mol时，向乙烧杯中加入___________L5mol·L-1NaOH溶液才能使Cu2+沉淀完全。（3）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。①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe＋2NaOH＋2H2ONa2FeO4＋3H2↑，则电解时阳极的电极反应式是___________。②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为___________。【答案】FeCl3、FeCl2Fe3++e-=Fe2+负Fe2＋(或者FeCl2)2.8Fe＋8OH--6e-=FeO＋4H2O2Fe(OH)3＋3ClO-＋4OH-=2FeO＋3Cl-＋5H2O【详解】（1）①该反应应该是Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，其中铜是还原剂作负极，正极是氯化铁得到电子被还原为氯化亚铁，所以装置中X应该是FeCl3、FeCl2，故答案为：FeCl3、FeCl2；②石墨是正极，铁离子得到电子，电极上发生的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，故答案为：Fe3++e-=Fe2+；（2）①根据丙图可知溶液中有三种金属阳离子，而根据X的成分可知X中只有两种金属阳离子，说明在电解过程中还有Cu2+生成，因此Cu做阳极，石墨做阴极，所以M为负极，N为正极，故答案为：负；②根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化，可知①为Fe3+，②为Fe2+，③为Cu2+，故答案为：Fe2＋(或者FeCl2)；③当电子转移为2mol时，溶液中有Fe3+2mol，Fe2+3mol，Cu2+为1mol，所以需要加入NaOH溶液14mol，因此NaOH溶液等体积为14mol÷5mol/L=2.8L，故答案为：2.8；（3）①电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe＋8OH--6e-=FeO＋4H2O，故答案为：Fe＋8OH--6e-=FeO＋4H2O；②NaClO氧化Fe(OH)3的反应方程式为2Fe(OH)3＋3ClO-＋4OH-=2FeO＋3Cl-＋5H2O，故答案为：2Fe(OH)3＋3ClO-＋4OH-=2FeO＋3Cl-＋5H2O。26．（2020·吉林油田高级中学高一期末）如图所示的装置，电源为Zn-MnO2干电池，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向甲中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色。试回答下列问题：（1）在电源中，B电极为___________极(填“正极”或“负极”)；该极的电极反应是___________。（2）甲装置中总的化学方程式是___________。（3）丙装置中Y电极为___________极(填“阴极”或“阳极”)；通电一段时间后，X电极上发生的电极反应式是___________。（4）如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g，请问甲装置中，铁电极上产生的气体在标准状况下为___________L。【答案】负极Zn-2e-=Zn2+2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑阴极2Cl--2e-=Cl2↑0.224【分析】向甲中滴入酚酞溶液，在铁极附近显红色，说明该极上H＋放电，因此该电极是阴极，C电极是阳极，阳极与电源的正极相连，则A是电源的正极，B是电源的负极，乙中是精炼铜，粗铜作阳极，精铜作阴极，丙中X电极是阳极，Y是阴极，串联电路中转移的电子物质的量相等，据此解答；【详解】（1）根据上述分析，B电极为负极，Zn为活泼金属，Zn为负极，该电池为锌锰干电池，其电极反应式为Zn-2e-=Zn2＋；（2）C电极为阳极，Fe为阴极，根据电解池的原理，甲装置电解饱和食盐水，其总化学反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；（3）X电极为阳极，Y是阴极，根据电解原理，阴极Cl-失去电子，X电极上的反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；（4）乙装置中精铜电极的电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu，甲装置中铁电极的电极反应式为2H＋＋2e-=H2↑，串联电路，通过电子物质的量相同，即有Cu～2e-～H2↑，氢气的体积为。27．（2020·辽源市第五中学校高一期末）如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验.向插入石墨棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为___。（2）装置2中发生的总反应的离子方程式为___。（3）装置3中甲烧杯盛放100mL0.2mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL0.5mol/L的CuSO4溶液.反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红。停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为__mL。（4）电化学沉解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图，阴极反应式为：___。【答案】O2+4e-+2H2O═4OH-2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+2242NO+12H++10e-=N2↑+6H2O【详解】（1）铁的吸氧腐蚀中石墨一极为正极，电极反应为O2+4e-+2H2O═4OH-；（2）装置2中为原电池，发生的总反应为铜和氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，离子方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；（3）铜电极的质量增加，说明该电极为阴极，铜离子得到电子生成铜，质量增加的为铜的质量，即0.64克铜，0.01mol，转移0.02mol电子。甲烧杯中铁为阳极，失去电子生成亚铁离子，石墨为阴极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，根据电子守恒分析，转移0.02mol电子，生成0.01mol氢气，标况下的体积为224mL；（4）从图分析，硝酸根离子得到电子生成氮气，结合质子交换膜分析，该电极反应中有氢离子参与，电极反应为2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O。28．（2020·江苏省昆山中学高一期末）甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料，工业常以CO和H2的混合气体为原料一定条件下制备甲醇。（1）现在实验室中模拟甲醇合成反应，在2L的密闭容器中充入1molCO和2molH2，一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。测得CO和CH3OH(g)浓度变化如图所示。①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)=___________。②能够判断该反应达到平衡的是___________(填选项)。A．CO、H2和CH3OH三种物质的浓度为1：2：1B．密闭容器中混合气体的密度不再改变C．CO的体积分数保持不变D．相同时间内消耗lmolCO，同时消耗lmolCH3OHE．每生成1molCH3OH的同时有2molH—H键断裂（2）工业上可以通过下列途径获得H2，其中节能效果最好的是___________。A．高温分解水制取H2：2H2O2H2↑+O2↑B．电解水制取H2：2H2O2H2↑+O2↑C．甲烷与水反应制取H2：CH4+H2O3H2+COD．在光催化剂作用下，利用太阳能分解水制取H2：2H2O2H2↑+O2↑（3）已知甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。该电池工作时，CH3OH从___________(填“A”或“B”)通入，b极的电极反应式为___________，电池放电过程中溶液的pH将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。当6.4gCH3OH完全反应时，有___________mol电子发生转移。【答案】0.25mol/(L·min)CDDAO2+4e-+2H2O=4OH-减小1.2【详解】（1）①由CO和CH3OH(g)浓度图，可知从反应开始到平衡用了3分钟，CO的物质的量从1mol减少到0.25mol，则Δc(CO)==0.325mol/L，则V(CO)=，所以V(H2)=2V(CO)=2=0.25mol/(L·min)。②A．CO、H2和CH3OH三种物质的浓度为1：2：1，并不能说明同一种物质的正逆反应速率相等，达到平衡状态，故A说法不符合题意；B．容器是密封恒容的，所以容器内混合气体的密度是一直不变的，故混合气体密度不变不能说明反应达到平衡状态，故B说法不符合题意；C．该反应是混合气体的物质的量减少的反应，故CO的体积分数不再发生改变，说明反应达到了限度，说明反应达到了平衡状态，故C说法符合题意；D．相同时间内消耗lmolCO，必然同时生成lmolCH3OH，生成CH3OH和消耗CH3OH的速率是相等，则反应达到平衡状态，故D说法符合题意；E．2molH—H键断裂，意味着反应了1molH2，减少了1molH2同时生成1molCH3OH，此种情况并不能说明同一种物质的正逆反应速率相等，故E说法不符合题意；本题答案CD。（2）A．高温分解水消耗大量热能，则A不符合题意；B．电解水消耗大量电能，则B不符合题意；C．甲烷与水反应制取H2，消耗大量的热能，则C不符合题意；D．在光催化剂作用下，利用太阳能分解水制取H2，消耗的是太阳能，节能效果最好，故D说法符合题意；本题答案D。（3）根据甲醇燃料电池的工作原理图可知，电子是从a极沿外接导线流向b极的，CH3OH在反应中是还原剂，故可判断该电池工作时，CH3OH从A通入的，b极是电池的正极，氧气在正极得到了电子，则正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极的反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+5H2O，从正负极反应式可看出，溶液中OH-的量是不断减小的，故放电过程中溶液的pH将不断减小，根据负极反应式，当有32gCH3OH反应时，转移电子为6mol，所以当有6.4gCH3OH完全反应时，转移电子物质的量应是1.2mol。29．（2020·浙江绍兴市·高一期末）化学是人类利用自然资源和应对环境问题的重要科学依据。请回答以下问题：（1）含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示。请写出该过程中涉及反应的离子方程式：_______。（2）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：①正(阳)极区发生的电极反应式为_______。②电路中转移1mol电子需消耗氧气_______L(在标准状况下)。（3）开发和利用清洁、高效的新能源已成为人类共同关注的重大课题。①已知标准状况下11.2L甲烷完全燃烧生成液态水时放出445kJ的热量，请写出甲烷燃烧的热化学方程式_______。②煤制合成天然气是煤气化的一种重要方法。其工艺核心是合成过程中的甲烷化。涉及的主要反应有：反应ICO+3H2⇌CH4+H2O反应IICO2+4H2⇌CH4+2H2O在300℃时，容积为2L的密闭容器中进行有关合成天然气实验，相关数据记录如下：CO/molCO2/molH2/molCH4/molH2O/mol0min4320005min22a34则：a=_______；请用CO2表示反应在0～5min内的反应速率，v(CO2)=_______。【答案】4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+2HCl-2e-=Cl2↑+2H+5.6CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ/mol100.1mol/(L•min)【详解】（1）由图可知，在反应过程中，FeSO4溶液和O2在H2SO4溶液中发生反应生成了Fe2(SO4)3，生成的Fe2(SO4)3和SO2在溶液中反应生成了H2SO4和FeSO4，两个反应均为离子反应，离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+。（2）①在电解池中，阳离子移向阴极，则a为阴极，b为阳极，在阳极，HCl失去电子生成了Cl2和H+，电极反应式为：2HCl-2e-=Cl2↑+2H+。②在阴极，Fe3++e-=Fe2+，转移1mol电子，生成1molFe2+，生成的Fe2+和氧气反应：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，1molFe2+消耗0.25molO2，则标准状况下O2的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L。（3）①标准状况下11.2L甲烷的物质的量为0.5mol，0.5mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出445kJ的热量，则1mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出890kJ的热量，甲烷燃烧的热化学方程式为