2019年高考化學一輪綜合復習第6章化學反應與能量變化練習（打包4套）.zip,2019,年高,化學,一輪,綜合,復習,化學反應,能量,變化,練習,打包 課時1　化學能與熱能 課時跟蹤訓練 一、選擇題 1．下列說法中正確的是(　　) A．熱化學方程式中，如果沒有注明溫度和壓強，則表示的反應熱是在標準狀況下測得的 B．升高溫度或加入催化劑，可以改變化學反應的反應熱 C．據(jù)能量守恒定律，反應物的總能量一定等于生成物的總能量 D．若生成與斷裂1 mol H—O鍵對應放出和吸收的能量分別為a kJ、b kJ，則a＝b 答案　D 2．已知某化學反應A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子結構為B—A—B)的能量變化如圖所示，下列有關敘述中正確的是(　　) A．該反應是放熱反應 B．該反應的ΔH＝－(E1－E2) kJ· mol－1 C．該反應中反應物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和 D．由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成4 mol A—B鍵吸收E2 kJ能量 解析　由圖可知，該反應是吸熱反應，A項錯誤；吸熱反應的ΔH＞0，該反應的ΔH＝(E1－E2) kJ· mol－1，B項錯誤；C項正確；形成化學鍵需要放出能量，D項錯誤。 答案　C 3．(2017·煙臺模擬)關于如圖所示轉化關系(X代表鹵素)，說法不正確的是(　　) A．2H(g)＋2X(g)===2HX(g)　ΔH3＜0 B．生成HX的反應熱與途徑無關，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 C．Cl、Br、I的非金屬性依次減弱，所以途徑Ⅱ吸收的熱量依次增多 D．生成HCl放出的熱量比生成HBr的多，說明HCl比HBr穩(wěn)定 解析　C項，非金屬性越弱，X2越不穩(wěn)定，破壞化學鍵吸收的能量越少，C項錯誤。 答案　C 4．(2017·杭州期末)根據(jù)如圖所示的反應判斷，下列說法中錯誤的是(　　) A．CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量 B．該反應的焓變大于零 C．該反應中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，化學鍵斷裂吸收能量，化學鍵生成放出能量 D．由該反應可推出凡是需要加熱才能發(fā)生的反應均為吸熱反應 解析　碳酸鈣受熱分解的反應是吸熱反應，焓變大于零，故CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量，A、B項說法正確；在CaCO3中，Ca2＋和CO之間存在離子鍵，CO中C與O之間存在共價鍵，故反應中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，舊化學鍵斷裂需要吸收能量，新化學鍵形成放出能量，C項說法正確；需要加熱才能發(fā)生的反應不一定為吸熱反應，如碳的燃燒需要加熱，但該反應是放熱反應，D項說法錯誤。 答案　D 5．(2017·福建德化三中月考)下列圖像分別表示有關反應的反應過程與能量變化的關系。 據(jù)此判斷下列說法中正確的是(　　) A．由圖1知，石墨轉變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻? B．由圖2知，S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2 C．由圖3知，白磷比紅磷穩(wěn)定 D．由圖4知，CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0 解析　金剛石的能量高于石墨，所以石墨轉變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻?，A正確；固態(tài)S的能量低于氣態(tài)S的能量，所以氣態(tài)S燃燒放出的熱量多，但放熱越多，ΔH越小，B不正確；白磷的能量高于紅磷的能量，所以紅磷比白磷穩(wěn)定，C不正確；D項反應應為放熱反應，ΔH<0，D不正確。 答案　A 6．(2017·廣東四地六校聯(lián)考)下列有關熱化學方程式的敘述正確的是(　　) A．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，則ΔH1＞ΔH2 B．已知C(石墨，s)===C(金剛石，s)　ΔH＞0，則金剛石比石墨穩(wěn)定 C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol，若將含0.6 mol H2SO4的稀硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量等于57.3 kJ D．需要加熱的反應說明它是吸熱反應 解析　碳完全燃燒放出的熱量多，放熱反應的反應熱為負值，所以則ΔH1＜ΔH2，A錯誤；C(石墨，s)===C(金剛石，s)　ΔH＞0，即金剛石的能量比石墨高，故石墨穩(wěn)定，B錯誤；含0.6 mol H2SO4的稀硫酸中H＋物質的量是1.2 mol，與含1 mol NaOH(即OH－是1 mol)的稀溶液混合，硫酸過量，但恰好生成1 mol的水，故放出的熱量等于57.3 kJ，C正確；鋁熱反應需要高溫下才能發(fā)生，但是它是放熱反應，D錯誤。 答案　C 7．(2017·昆明模擬)已知：①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－241.8 kJ·mol－1，下列有關說法正確的是(　　) A．向含0.1 mol NaOH的溶液中加入一定體積的0.1 mol·L－1乙二酸，反應中的能量變化如圖所示 B．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1 C．氫氣的標準燃燒熱為241.8 kJ·mol－1 D．若反應②中水為液態(tài)，則同樣條件下的反應熱：ΔH>ΔH2 解析　因乙二酸是弱酸，弱酸的電離平衡是一個吸熱過程，故生成0.1 mol H2O(l)時放出的熱量小于5.73 kJ，A項正確；B項中Ba2＋與SO反應生成BaSO4沉淀時也會放出熱量，B項錯誤；與物質標準燃燒熱對應生成的水應該是液態(tài)，C項錯誤；水由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)是一個放熱過程，故ΔH<ΔH2，D項錯誤。 答案　A 8．(2017·廣東粵西四校聯(lián)考)在298 K、100 kPa時，已知：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關系正確的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 解析?、?H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1；②Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2；③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3。③＝①＋2×②，由蓋斯定律可知，ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，故本題選A。 答案　A 9．根據(jù)以下三個熱化學方程式： ①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1， ②2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1， ③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g)　ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1。 判斷Q1、Q2、Q3三者關系正確的是(Q1、Q2、Q3均大于0)(　　) A．Q1>Q2>Q3　　　　　 B．Q1>Q3>Q2 C．Q3>Q2>Q1　　 D．Q2>Q1>Q3 解析　由得：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝(ΔH1－ΔH2)<0，所以(－Q1＋Q2)<0，即Q1>Q2。由得：H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝(ΔH2－ΔH3)<0，所以(－Q2＋Q3)<0，即Q2>Q3。故Q1>Q2>Q3。 答案　A 10．根據(jù)如圖關系(圖中計量單位為mol)計算2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH為(　　) A．(a＋b－c－d)kJ·mol－1 B．(c＋a－d－b)kJ·mol－1 C．(c＋d－a－b)kJ·mol－1 D．(c＋d－a－b)kJ·mol－1 解析　由圖中轉化可知，斷裂化學鍵吸收能量，形成化學鍵釋放能量，2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(a＋b－c－d)kJ·mol－1。 答案　A 11．(2017·日喀則一中月考)已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJ·mol－1 H—H鍵、O===O鍵和O—H鍵的鍵能分別為436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，則a為(　　) A．－332　　 B．－118 C．＋350　　 D．＋130 解析　根據(jù)蓋斯定律，由第一個反應×2－第二個反應得，2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH＝(2a＋220)kJ·mol－1。根據(jù)反應熱與鍵能的關系計算，則2a＋220＝4×462－(436×2＋496)，解得a＝＋130。本題選D。 答案　D 12．(2017·金華十校期末)常溫下，0.01 mol·L－1MOH溶液的pH為10。已知：2MOH(aq)＋H2SO4(aq)===M2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH1＝－24.2 kJ·mol－1；H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1。則MOH在水溶液中電離的ΔH為(　　) A．＋33.1 kJ·mol－1　　 B．＋45.2 kJ·mol－1 C．－81.5 kJ·mol－1　　 D．－33.1 kJ·mol－1 解析　根據(jù)題中0.01 mol/L MOH溶液的pH＝10，知MOH為弱堿，MOH溶液與硫酸的中和反應可以看做兩個過程：MOH(aq)M＋(aq)＋OH－(aq)　ΔH、H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH2，根據(jù)蓋斯定律知ΔH1＝2(ΔH＋ΔH2)，則ΔH＝ΔH1－ΔH2＝(－24.2 kJ·mol－1)×－(－57.3 kJ·mol－1)＝＋45.2 kJ·mol－1，B項正確。 答案　B 二、填空題 13．(2016·濟南模擬)(1)如圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，則E1________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，ΔH________。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：____________________________________________。 (2)甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是： ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49.0 kJ· mol－1 ②CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ· mol－1 又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ· mol－1 則甲醇蒸氣完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式為________________________________________________________________。 解析　(1)觀察圖像，E1為反應的活化能，加入催化劑，反應的活化能降低，但是ΔH不變。1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)的反應熱ΔH＝E1－E2＝－234 kJ· mol－1。 (2)由3×②－2×①＋2×③得：CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝3×(－192.9 kJ· mol－1)－2×49.0 kJ· mol－1＋2×(－44 kJ· mol－1)＝－764.7 kJ· mol－1。 答案　(1)減小　不變　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ· mol－1 (2)CH3OH(g)＋3/2 O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764.7 kJ· mol－1 14．按要求回答下列問題 (1)已知在常溫常壓下： ①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 275.6 kJ·mol－1 ②H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1 寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式___________________________。 (2)已知：CH3OH(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g)　ΔH1＝－192.9 kJ·mol－1 H2(g)＋O2(g)H2O(g)　ΔH2＝－120.9 kJ·mol－1 則甲醇與水蒸氣催化重整反應的焓變ΔH3＝________________。 (3)苯乙烯是重要的基礎有機原料。工業(yè)中用乙苯(C6H5—CH2CH3)為原料，采用催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6H5—CH===CH2)的反應方程式為 C6H5—CH2CH3(g)C6H5—CH===CH2(g)＋H2(g)　ΔH1 已知：3C2H2(g)C6H6(g)　ΔH2 C6H6(g)＋C2H4(g)C6H5—CH2CH3(g)　ΔH3 則反應3C2H2(g)＋C2H4(g)C6H5—CH===CH2(g)＋H2(g)的ΔH＝________。 (4)氨的合成是最重要的化工生產之一。 工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取的方法： ①用焦炭跟水反應：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)； ②用天然氣跟水蒸氣反應：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) 已知有關反應的能量變化如下圖所示，則方法②中反應的ΔH＝________。 答案　(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.8 kJ·mol－1 (2)－72.0 kJ·mol－1 (3)ΔH1＋ΔH2＋ΔH3　(4)(a＋3b－c)kJ·mol－1 15．(2017·石家莊一模)能源是國民經濟發(fā)展的重要基礎，我國目前使用的能源主要是化石燃料，而氫氣、二甲醚等都是很有發(fā)展前景的新能源。 (1)在25 ℃、101 kPa時，1 g CH4完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是55.64 kJ，則表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式是_______________________________________________________________。 (2)液化石油氣的主要成分是丙烷，丙烷燃燒的熱化學方程式為C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220.0 kJ· mol－1，已知CO氣體燃燒的熱化學方程式為2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－565.14 kJ· mol－1，試計算相同物質的量的C3H8和CO燃燒產生的熱量的比值________(保留小數(shù)點后一位)。 (3)氫氣既能與氮氣發(fā)生反應又能與氧氣發(fā)生反應，但是反應的條件卻不相同。 已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ· mol－1 3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ· mol－1 計算斷裂1 mol N≡N鍵需要消耗能量________kJ。 (4)由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚，其中的主要過程包括以下四個反應： 甲醇合成反應： ①CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1＝－90.1 kJ· mol－1 ②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2＝－49.0 kJ· mol－1 水煤氣變換反應： ③CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.1 kJ· mol　　　　 二甲醚合成反應： ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝－24.5 kJ· mol－1 由H2和CO直接制備二甲醚(另一產物為水蒸氣)的熱化學方程式為________________________。根據(jù)化學反應原理，分析增大壓強對直接制備二甲醚反應的影響：_____________________________________________。 解析　(1)燃燒熱是指25 ℃ 101 kPa下1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量。(2)2 220.0÷282.57≈7.9。(3)3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)中，斷裂1 mol N≡N鍵和3 mol H—H鍵，形成6 mol N－H鍵，則E(N≡N)＋3E(H—H)－6E(N—H)＝－92.4 kJ· mol－1，則E(N≡N)＝1 173.2 kJ· mol－1× 2－436 kJ· mol－1×3－92.4 kJ· mol－1＝946 kJ· mol－1。E(N≡N)>E(O＝O)，故氮氣分子中化學鍵比氧氣分子中的化學鍵強。(4)根據(jù)蓋斯定律，①×2＋④得：2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－90.1 kJ· mol－1×2－24.5 kJ· mol－1＝－204.7 kJ· mol－1。這是一個氣體分子數(shù)減小的反應，壓強增大，平衡正向移動，有利于提高反應速率和二甲醚的生成。 答案　(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.24 kJ· mol－1 (2)7.9　(3)946　 (4)2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－204.7 kJ· mol－1　該反應分子數(shù)減少，壓強升高使平衡右移，CO和H2的轉化率增大，CH3OCH3產率增加；壓強升高使CO和H2濃度增加，反應速率增大 - 8 - 課時2　原電池　化學電源 課時跟蹤訓練 一、選擇題 1．(2017·洛陽期末)下列有關電池的說法不正確的是(　　) A．太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅 B．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從鋅電極流向銅電極 C．氫氧燃料電池工作時，氫氣在負極被氧化 D．原電池中一定發(fā)生了氧化還原反應 解析　太陽能電池的主要材料是高純度的晶體硅，A項錯誤；銅鋅原電池工作時，電子沿外電路由負極(鋅)流向正極(銅)，B項正確；氫氧燃料電池工作時，氫氣在負極失去電子被氧化，C項正確；由原電池的工作原理可知原電池中一定發(fā)生了氧化還原反應，D項正確。 答案　A 2．下列示意圖中能構成原電池的是(　　) 解析　Cu、C與稀硫酸不反應，A裝置不能構成原電池；Al與氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應，B裝置能構成原電池；C裝置中的“導線”不是鹽橋，不能構成原電池；D裝置中缺少鹽橋。 答案　B 3．下列事實不能用原電池原理解釋的是(　　) A．將鎂粉、鐵粉和食鹽一塊加到水中迅速反應放熱 B．鐵被鈍化處理后不易腐蝕 C．純鋅與稀硫酸反應時，滴入少量CuSO4溶液后反應速率加快 D．鍍層破損后，鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐用 解析　將鎂粉、鐵粉和食鹽一塊加到水中，構成原電池裝置，金屬鎂是負極，鎂和水的反應是放熱反應，形成原電池可以加快化學反應速率，能用原電池原理解釋，A不符合題意；鐵被鈍化后，在金屬表面會形成一層致密的金屬氧化膜，保護內部金屬不易被腐蝕，不能用原電池原理解釋，B符合題意；純鋅與稀硫酸反應時，滴入少量CuSO4溶液后，金屬鋅可以和硫酸銅反應置換出銅，Zn、Cu、硫酸會構成原電池裝置，Zn為負極，使得Zn和硫酸的反應速率加快，能用原電池原理解釋，C不符合題意；鍍層破損后，鍍鋅鐵和潮濕空氣形成的原電池中，金屬Zn為負極，F(xiàn)e為正極，F(xiàn)e被保護，鍍錫鐵和潮濕空氣形成的原電池中，金屬Fe為負極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕速率加快，鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐用，能用原電池原理解釋，D不符合題意。 答案　B 4．某小組進行電化學研究，甲同學設計如圖的原電池裝置，乙同學利用甲設計的裝置及提供的藥品與材料，不能完成的實驗是(　　) A．使甲同學的正極變?yōu)樨摌O B．設計一個新的原電池 C．在石墨電極上鍍鋅 D．使鋅電極受到保護 解析　A項，將銅與石墨相連，以AgNO3溶液作電解質，銅為負極，正確；B項，鋁－銅－AgNO3溶液、鋁－銅－CuSO4溶液等均可以組成新的原電池，正確；C項，鍍鋅是電解池，錯誤；D項，鋅、鋁作電極，鋅作正極，受到保護，正確。 答案　C 5．按如圖所示裝置進行實驗，下列說法不正確的是(　　) A．裝置甲的鋅片上和裝置乙的銅片上均可觀察到有氣泡產生 B．甲、乙裝置中的能量變化均為化學能轉化為電能 C．裝置乙中的鋅、銅之間用導線連接電流計，可觀察到電流計指針發(fā)生偏轉 D．裝置乙中負極的電極反應式：Zn－2e－===Zn2＋ 解析　裝置甲中鋅與稀硫酸發(fā)生氧化還原反應，生成氫氣，產生氣泡，裝置乙中形成銅鋅原電池，且鋅作負極，銅作正極，正極上H＋得電子生成氫氣，A項正確；裝置甲中沒有形成原電池，不存在化學能與電能的轉化，B項錯誤；裝置乙形成了原電池，鋅、銅之間用導線連接電流計，可觀察到電流計指針發(fā)生偏轉，C項正確；裝置乙中負極的電極反應式為Zn－2e－===Zn2＋，D項正確。 答案　B 6．(2016·湖北聯(lián)考)將編號為①②③④的四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時，外電路電流從②流向①，①③相連時，③為正極；②④相連時，②上有氣泡逸出，③④相連時，③的質量減少；據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是(　　) A．①③②④　　　　　　　 B．①③④② C．③④②①　　 D．③①②④ 解析?、佗谙噙B時，外電路電流從②流向①，說明②是正極；①比較活潑；①③相連時，③為正極，說明①比③活潑；②④相連時，②上有氣泡逸出，說明②是正極，④比②活潑；③④相連時，③的質量減少，說明③是負極，③比④活潑，所以金屬的活動性順序為：①③④②。 答案　B 7．(2017·廣州模擬)某小組為研究原電池原理，設計如圖裝置，下列敘述正確的是(　　) A．若X為Fe，Y為Cu，鐵為正極 B．若X為Fe，Y為Cu，電子由銅片流向鐵片 C．若X為Fe，Y為C，碳棒上有紅色固體析出 D．若X為Cu，Y為Zn，鋅片發(fā)生還原反應 解析　Fe比Cu活潑，F(xiàn)e作負極，電子從Fe流向Cu，故A、B兩項錯誤；若X為Fe，Y為C，電解質溶液為硫酸銅，則正極C上析出Cu，故C正確；Zn比Cu活潑，Zn作負極發(fā)生氧化反應，故D錯誤。 答案　C 8．如圖是某同學設計的原電池裝置，下列敘述中正確的是(　　) A．氧化劑和還原劑必須直接接觸才能發(fā)生反應 B．電極Ⅱ上發(fā)生還原反應，作原電池的正極 C．該原電池的總反應式為：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋ D．鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，K＋移向負極區(qū) 解析　該原電池反應中氧化反應和還原反應在兩個不同的燒杯中進行，因此氧化劑和還原劑沒有直接接觸，A項錯誤；B項，Cu電極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為：Cu－2e－===Cu2＋，錯誤；D項，正極發(fā)生反應：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，正電荷數(shù)減小，K＋移向正極補充正電荷，錯誤。 答案　C 9．(2016·大連檢測)電化學在日常生活中用途廣泛，下圖是鎂—次氯酸鈉燃料電池，電池總反應為：Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，下列說法不正確的是(　　) A．惰性電極上發(fā)生氧化反應 B．鎂電極是該電池的負極 C．正極反應式為ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－ D．進料口加入NaClO溶液，出口流出的為NaCl溶液 解析　由總反應可知鎂發(fā)生氧化反應，“負氧正還原”，鎂為負極，惰性電極上發(fā)生還原反應，A項錯誤，B項正確；負極反應為：Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2↓，正極反應為：ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－，C、D項正確。 答案　A 10．MCFC型燃料電池可同時供應電和水蒸氣，其工作溫度為600～700 ℃，所用燃料為H2，電解質為熔融的K2CO3。已知該電池的總反應為2H2＋O2===2H2O，下列有關該電池的說法正確的是(　　) A．該電池的正極反應式為4OH－＋4e－===O2↑＋2H2O B．該電池的負極反應式為H2－2e－===2H＋ C．放電時OH－向負極移動 D．當生成1 mol H2O時，轉移2 mol電子 解析　該燃料電池的燃料為H2，電解質為熔融的K2CO3，總反應為2H2＋O2===2H2O，負極反應式為2H2＋2CO－4e－===2H2O＋2CO2，正極反應式為O2＋2CO2＋4e－===2CO，故A、B均錯誤；電解質中移動的陰離子為CO，不是OH－，故C錯誤；根據(jù)負極反應式知，生成1 mol H2O時轉移2 mol電子，故D正確。 答案　D 11．(2017·蘭州模擬)關于如圖微生物燃料電池結構示意圖的說法：①微生物促進了電子的轉移?、谖⑸锼陔姌O區(qū)放電時發(fā)生還原反應?、鄯烹娺^程中，H＋從正極區(qū)移向負極區(qū)?、苷龢O反應式為：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O正確的是(　　) A．④　　 B．①③ C．①④　　 D．②③ 解析?、僭谖⑸镒饔孟翪m(H2O)n轉化為CO2促進電子的轉移，正確；②微生物在右側， 右側電極為電源的負極，所以微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生氧化反應，錯誤；③根據(jù)電流的方向，放電過程中，H＋從負極區(qū)移向正極區(qū)，錯誤；④電池左側為電池的正極區(qū)，MnO2在H＋條件下發(fā)生得電子反應，所以正極反應式為：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O，④正確。 答案　C 12．鈉離子電池具有資源廣泛、價格低廉、環(huán)境友好、安全可靠的特點，特別適合于固定式大規(guī)模儲能應用的需求。一種以Na2SO4水溶液為電解液的鈉離子電池的總反應為：NaTi2(PO4)3＋2Na2NiFeⅡ(CN)6Na3Ti2(PO4)3＋2NaNiFeⅢ(CN)6(注：其中P的化合價為＋5，F(xiàn)e的上標Ⅱ、Ⅲ代表其價態(tài))。下列說法不正確的是(　　) A．放電時NaTi2(PO4)3在正極發(fā)生還原反應 B．放電時負極材料中的Na＋脫離電極進入溶液，同時溶液中的Na＋嵌入到正極材料中 C．該電池在較長時間的使用過程中電解質溶液中Na＋的濃度基本保持不變 D．充電過程中陽極反應式為：2NaNiFeⅢ(CN)6＋2Na＋＋2e－===2Na2NiFeⅡ(CN)6 解析　由題給反應可知放電時，F(xiàn)eⅡ轉化為FeⅢ，發(fā)生氧化反應，負極的電極反應式為：2Na2NiFeⅡ(CN)6－2e－===2NaNiFeⅢ(CN)6＋2Na＋(該反應為充電時陰極的逆反應)，正極為NaTi2(PO4)3發(fā)生還原反應：NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3(該反應為充電時陽極的逆反應)。 答案　D 二、填空題 13．(1)分析如圖所示的四個裝置，回答下列問題： ①裝置a和b中鋁電極上的電極反應式分別為____________________________、___________________________。 ②裝置c中產生氣泡的電極為________電極(填“鐵”或“銅”)，裝置d中銅電極上的電極反應式為___________________________________。 (2)觀察如圖所示的兩個裝置，圖1裝置中銅電極上產生大量的無色氣泡，圖2裝置中銅電極上無氣體產生，而鉻電極上產生大量的有色氣體。根據(jù)上述現(xiàn)象試推測金屬鉻具有的兩種重要化學性質為______________________。 解析　(1)在稀H2SO4溶液中，鎂比鋁活潑，鋁電極作正極，正極的電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑。在NaOH溶液中，鋁比鎂活潑，鋁電極作負極，負極的電極反應式為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。在濃硝酸中，鐵被鈍化，鐵電極作正極，正極上發(fā)生NO的還原反應，產生氣泡。裝置d相當于金屬鐵發(fā)生吸氧腐蝕，銅電極作正極，正極的電極反應式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)由圖1可知還原性Cr＞Cu，但在稀硝酸中卻出現(xiàn)了反常，結合稀硝酸的氧化性，不難推測鉻被稀硝酸鈍化，導致活性降低。 答案　(1)①2H＋＋2e－===H2↑　Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O?、阼F　O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)金屬鉻的活潑性比銅強且能和稀硫酸反應生成 H2、金屬鉻易被稀硝酸鈍化 14.(2016·深圳模擬)如圖所示，是原電池的裝置圖。請回答： (1)若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉，B電極材料為Fe且做負極，則A電極上發(fā)生的電極反應式為________________________；反應進行一段時間后溶液C的pH將________(填“升高”“降低”或“基本不變”) (2)若需將反應：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設計成如上圖所示的原電池裝置，則A(負極)極材料為________，B(正極)極材料為________，溶液C為________。 (3)若C為CuCl2溶液，Zn是________極，Cu極發(fā)生________反應，電極反應為________________________。反應過程溶液中c(Cu2＋)________(填“變大”“變小”或“不變”)。 (4)CO與H2反應還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質子交換膜燃料電池的結構示意圖如下： 電池總反應為2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，則c電極是________(填“正極”或“負極”)，c電極的反應方程式為____________________________。 若線路中轉移2 mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的O2在標準狀況下的體積為________L。 解析　(1)鐵作負極，則該原電池反應是鐵與稀硫酸置換氫氣的反應，所以正極反應是氫離子得電子生成氫氣，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑；溶液中氫離子放電，導致溶液中氫離子濃度減小，pH升高； (2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋設計成如題圖所示的原電池裝置，根據(jù)方程式中物質發(fā)生的反應類型判斷，Cu發(fā)生氧化反應，作原電池的負極，所以A材料是Cu，B極材料是比Cu不活潑的導電物質如石墨、Ag等即可。溶液C中含有Fe3＋，如FeCl3溶液； (3)Zn比較活潑，在原電池中做負極，Cu做正極，正極發(fā)生還原反應，Cu2＋在正極得到電子變成Cu，電極反應為Cu2＋＋2e－===Cu，Cu2＋發(fā)生了反應，則c(Cu2＋)變??； (4)根據(jù)圖中的電子流向知c是負極，是甲醇發(fā)生氧化反應：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，線路中轉移2 mol電子時消耗氧氣0.5 mol，標況下體積為11.2 L。 答案　(1)2H＋＋2e－===H2↑　升高 (2)Cu　石墨　FeCl3溶液 (3)負極　還原　Cu2＋＋2e－===Cu　變小 (4)負極　CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　11.2 15．(能力挑戰(zhàn)題)(2017·鄭州模擬)某實驗小組同學對電化學原理進行了一系列探究活動。 (1)如圖為某實驗小組依據(jù)的氧化還原反應：(用離子方程式表示)______________________________________________________________。 設計的原電池裝置，反應前，電極質量相等，一段時間后，兩電極質量相差12 g，導線中通過________mol電子。 (2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應式為__________________________________________________________________，這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性”“堿性”或“中性”)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因_____________________________________，用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，寫出發(fā)生反應的離子方程式______________________________________，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，同學們對此做了多種假設，某同學的假設是：“溶液中的＋3價鐵被氧化為更高的價態(tài)?！比绻?價鐵被氧化為FeO，試寫出該反應的離子方程式_______________________________________________。 (3)如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，如圖所示， 一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，現(xiàn)象是________________，電極反應為________；乙裝置中石墨(1)為________極(填“正”“負”“陰”或“陽”)，乙裝置中與銅絲相連石墨(2)電極上發(fā)生的反應式為________________________，產物常用________檢驗，反應的離子方程式為________________________________________________________________。 解析　(1)若一段時間后，兩電極質量相差12 g，消耗負極0.1 mol Fe，同時正極生成0.1 mol Cu，導線中通過0.2 mol電子。(2)其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，由于NH水解，NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，所以NH4Cl溶液顯酸性，石墨電極上H＋得到電子，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑；鐵電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋，用吸管吸出鐵片附近溶液少許置于試管中，向其中滴加少量新制飽和氯水，發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液，由于存在Fe3＋，所以溶液變紅，繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水，顏色褪去，如果原因是＋3價鐵被氧化為FeO，則該反應的離子方程式為2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋。(3)如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，則甲池為原電池，鐵電極反應為Fe－2e－===Fe2＋，銅電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－；乙池為電解池，石墨(2)電極為陽極，電極反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，石墨(1)電極為陰極，電極反應為Cu2＋＋2e－===Cu；所以一段時間后，在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液，溶液變紅，乙裝置中石墨(2)電極產物可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗，反應的離子方程式為Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，反應后試紙變藍。 答案　(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　0.2 (2)2H＋＋2e－===H2↑　酸性 NH＋H2ONH3·H2O＋H＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋ (3)溶液變紅　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　陰 2Cl－－2e－===Cl2↑ 濕潤的淀粉碘化鉀試紙　Cl2＋2I－===2Cl－＋I2 - 9 - 課時3　電解池、金屬的腐蝕與防護 課時跟蹤訓練 一、選擇題 1．(2017·貴陽調研)在世界海運史上曾發(fā)生過這樣一個悲?。阂凰颐小鞍⒛羌{”號的貨輪滿載著精選銅礦砂，在向日本海岸行駛時突然發(fā)生大面積漏水，最終沉沒。堅硬的鋼制船體為什么會突然漏水呢？事后的事故調查結果表明導致沉船的原因與船上的精選銅礦砂密切相關。下列對此調查結論的理解正確的是(　　) A．精銅礦砂裝載過多導致沉船 B．運輸途中銅與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應導致質量增大，超過船的承載能力 C．在潮濕的環(huán)境中，船體與銅構成了原電池，加速了作為負極的船體的腐蝕 D．在潮濕的環(huán)境中，船體與銅構成了電解池，鋼制船體作陽極而被氧化腐蝕 解析　即使在潮濕的環(huán)境中精銅與空氣(O2)的反應也很慢，但當它與鋼(船體)、水膜(溶解有O2)形成原電池時會加速鋼(船體)的腐蝕。 答案　C 2．某溶液中含有Cu2＋、Fe2＋、Al3＋、Cl－、NO，且濃度均為0.1 mol/L，用石墨作電極進行電解時，肯定得不到的產物是(　　) A．Cl2　　 B．Al　　 C．Cu　　 D．H2 解析　陰極上Al3＋、Fe2＋的放電能力弱于H＋，而Cu2＋的放電能力比水電離出的H＋的放電能力強，陽極上Cl－放電能力強于OH－。 答案　B 3．下列關于電化學知識的說法正確的是(　　) A．電解飽和食鹽水在陽極得到氯氣，陰極得到金屬鈉 B．電解精煉銅時，陽極質量的減少不一定等于陰極質量的增加 C．電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，在陰極上依次析出Al、Fe、Cu D．電解CuSO4溶液一段時間后(Cu2＋未反應完)，加入適量Cu(OH)2可以使溶液恢復至原狀態(tài) 解析　A項，電解飽和食鹽水的化學方程式為2NaCl＋2H2O＋Cl2↑，錯誤；B項，陽極除銅放電外，比銅活潑的金屬如Zn、Fe也放電，但陰極上只有Cu2＋放電，正確；C項，根據(jù)金屬活動性順序可知，陰極上離子的放電順序是Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Al3＋，F(xiàn)e2＋和Al3＋不放電，F(xiàn)e3＋得電子生成Fe2＋，不會析出鐵和鋁，在陰極上依次生成的是銅、亞鐵離子、氫氣，錯誤；D項，電解CuSO4溶液，陰極析出Cu，陽極生成氧氣，應加入CuO。 答案　B 4．(2017·衡水檢測)如圖所示的電化學裝置，下列敘述不正確的是(　　) A．a和b用導線連接，電子由鐵經過導線流向碳 B．a和b用導線連接，鐵電極的電極反應式為：Fe－2e－===Fe2＋ C．a、b分別連接直流電源正、負極，可以防止鐵被腐蝕 D．a、b分別連接直流電源負、正極，電壓足夠大時，Na＋向鐵電極移動 解析　a和b用導線連接構成原電池，鐵是負極，電子由鐵經過導線流向碳，A正確；a和b用導線連接，鐵電極的電極反應式為：Fe－2e－===Fe2＋，B正確；a、b分別連接直流電源正、負極，碳棒是陽極，鐵電極是陰極，可以防止鐵被腐蝕，C正確；a、b分別連接直流電源負、正極，碳棒是陰極，鐵電極是陽極，電解池中陽離子Na＋向陰極碳電極移動，D錯誤。 答案　D 5．(2017·邢臺期末)常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液，電解一段時間后，下列有關電解質溶液變化的說法正確的是(　　) A．電解質溶液的濃度增大，pH減小 B．電解質溶液的濃度增大，pH增大 C．電解質溶液的濃度減小，pH減小 D．電解質溶液的濃度不變，pH不變 解析　NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，溶液呈酸性，常溫下用惰性電極電解NaHSO4溶液實質是電解水，因此NaHSO4溶液的濃度增大，c(H＋)增大，pH減小，故A項正確。 答案　A 6．用如圖裝置電解K2SO4溶液，同時制備H2SO4溶液和KOH溶液，Ⅱ中裝入K2SO4溶液，下列有關分析正確的是(　　) A．Ⅰ區(qū)生成H2SO4 B．a是陰離子交換膜 C．Ⅱ區(qū)的K＋進入Ⅰ區(qū) D．Ⅲ區(qū)溶液的pH會升高 解析?、駞^(qū)是陰極區(qū)，溶液中的H＋放電，故Ⅰ區(qū)生成的是堿，K＋通過陽離子交換膜進入Ⅰ區(qū)，故A、B錯，C對；Ⅲ區(qū)生成H2SO4，溶液pH下降，D錯。 答案　C 7．(2016·福建四地六校聯(lián)考)某小組設計電解飽和食鹽水的裝置如圖，通電后兩極均有氣泡產生，下列敘述正確的是(　　) A．銅電極附近觀察到黃綠色氣體 B．石墨電極附近溶液呈紅色 C．溶液中的Na＋向石墨電極移動 D．銅電極上發(fā)生還原反應 解析　根據(jù)電解飽和食鹽水的裝置，如果通電后兩極均有氣泡產生，則金屬銅一定是陰極，該極上的反應為：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，石墨為陽極，發(fā)生的電極反應為：2Cl－－2e－===Cl2↑，故石墨電極附近觀察到黃綠色氣體，銅電極極附近溶液呈紅色，A、B錯誤，D正確；電解池中，陽離子移向陰極，即移向銅電極，C錯誤。 答案　D 8．(2016·太原測評)結合圖示判斷，下列敘述正確的是(　　) A．K與N連接時，X為硫酸，一段時間后溶液的pH增大 B．K與N連接時，X為氯化鈉，石墨極電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑ C．K與M連接時，X為硫酸，一段時間后溶液的pH增大 D．K與M連接時，X為氯化鈉，石墨極電極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 解析　A項，K與N連接時形成原電池，X為硫酸時，電池總反應式為Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，溶液pH增大，正確；B項，X為NaCl時，發(fā)生Fe的吸氧腐蝕，石墨是正極，正極反應式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，錯誤；C項，K與M相連時形成電解池，X為硫酸，實質是發(fā)生電解水的反應，H2O被消耗掉，則硫酸濃度增大，pH減小，錯誤；D項，電解NaCl溶液，石墨是陽極，陽極反應式：2Cl－－2e－===Cl2↑，錯誤。 答案　A 9．在銅片上鍍銀時，下列敘述正確的是(　　) ①將銅片接在電源的正極上?、趯y片接在電源的正極上?、墼阢~片上發(fā)生的反應是：Ag＋＋e－===Ag　④在銀片上發(fā)生的反應是：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O?、菪栌昧蛩徙~溶液為電鍍液?、扌栌孟跛徙y溶液為電鍍液 A．①③⑥　　 B．②③⑥　　 C．①④⑤　　 D．②③④⑥ 解析　在銅片上鍍銀時，需將銅片接在電源的負極上，將銀片接在電源的正極上，用硝酸銀溶液作電鍍液。在銅片上發(fā)生的反應是：Ag＋＋e－===Ag，在銀片上發(fā)生的反應是：Ag－e－===Ag＋。 答案　B 10．下面兩套實驗裝置，都涉及金屬的腐蝕反應，假設其中的金屬塊和金屬絲都是足量的。下列敘述正確的是(　　) A．裝置Ⅰ在反應過程中只生成NO2氣體 B．裝置Ⅱ開始階段鐵絲只發(fā)生析氫腐蝕 C．裝置Ⅱ在反應過程中能產生氫氣 D．裝置Ⅰ在反應結束時溶液中的金屬陽離子只有Cu2＋ 解析　裝置Ⅰ中，鐵被濃硝酸鈍化，銅與濃硝酸反應，在這種條件下，銅作原電池的負極，鐵作正極，反應生成紅棕色的NO2，隨著反應的進行，濃硝酸變?yōu)橄∠跛幔S后鐵作負極Cu作正極，稀硝酸發(fā)生還原反應生成無色的NO，金屬過量，故反應結束時溶液中既有Fe2＋，又有Cu2＋。因為裝置Ⅱ中充滿氧氣，一開始發(fā)生吸氧腐蝕，消耗氧氣導致左邊液面上升，鐵與稀硫酸反應產生氫氣，發(fā)生析氫腐蝕。 答案　C 11．(2016·廣州一測)用電解法可提純含有某種含氧酸根雜質的粗KOH溶液，其工作原理如圖所示。下列有關說法錯誤的是(　　) A．陽極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．通電后陰極區(qū)附近溶液的pH會增大 C．K＋通過交換膜從陰極區(qū)移向陽極區(qū) D．純凈的KOH溶液從b口導出 解析　陽極區(qū)為粗KOH溶液，陽極上OH－失電子發(fā)生氧化反應：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，A項正確；陰極上H2O得電子發(fā)生還原反應：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陰極區(qū)附近溶液中c(OH－)增大，pH增大，B項正確；電解時陽離子向陰極移動，故K＋通過陽離子交換膜從陽極區(qū)移向陰極區(qū)，C項錯誤；陰極區(qū)生成KOH，故純凈的KOH溶液從b口導出，D項正確。 答案　C 12．常溫下，NCl3是一種黃色黏稠狀液體，是制備新型水消毒劑ClO2的原料，可以采用如圖所示裝置制備NCl3。下列說法正確的是(　　) A．每生成1 mol NCl3，理論上有4 mol H＋經質子交換膜向右側向左側遷移 B．可用濕潤的淀粉－KI試紙檢驗氣體M C．石墨極的電極反應式為NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋ D．電解過程中，質子交換膜右側溶液的pH會減小 解析　A項，由NH→NCl3，根據(jù)元素化合價變化知，NH中N由－3價升高至＋3價，每生成1 mol NCl3，理論上有6 mol H＋由質子交換膜右側向左側(陰極區(qū))遷移，錯誤。B項，M是氫氣，不能用濕潤的淀粉－KI試紙檢驗，錯誤。C項，石墨電極發(fā)生氧化反應，電極反應式為NH＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋，正確。D項，電解過程中，質子交換膜右側溶液中c(H＋)減小，溶液pH增大，錯誤。 答案　C 二、填空題 13．(2015·貴陽期末，17)某課外活動小組的同學在學習了電化學相關知識后，用如圖裝置進行實驗，請回答下列問題： (1)實驗一：將開關K與a連接，則乙為________極，電極反應式為________________________________________________________________。 (2)實驗一結束后，該研究小組的同學決定在乙電極表面上鍍下列金屬中的一種以防止鐵被腐蝕，正確的選擇是________(填字母編號)。 A．Cu　　 B．Zn　　 C．Sn　　 D．Ag (3)實驗二：開關K與b連接，則乙________極，總反應的離子方程式為_______________________________________________________________。 (4)對于實驗二，下列說法正確的是________(填字母編號)。 A．溶液中Na＋向甲極移動 B．從甲極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸郏璌I試紙變藍 C．反應一段時間后加適量鹽酸可恢復到電解前電解質的濃度 D．反應在結束后，甲電極和乙電極上收集到的氣體體積一定相等 (5)該研究小組的同學在進行實驗二結束的溶液中滴加酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)________(填“甲”或“乙”)極附近變紅。若標準狀況下乙電極產生22.4 mL氣體，轉移電子的物質的量為________ mol；若剩余溶液體積為200 mL，則該溶液的pH為________。 解析　(1)K與a相連構成原電池，鐵作為原電池的負極，失去電子發(fā)生氧化反應：Fe－2e－===Fe2＋。(2)在Fe上鍍的金屬必須比鐵活潑，所以選擇Zn。(3)K與b相連構成電解池，乙與電源負極相連，所以作為電解池的陰極。(4)A項，電解池中陽離子向陰極移動，錯誤；B項，甲極Cl－放電生成Cl2，Cl2可使?jié)駶櫟牡矸郏璌I試紙變藍，正確；C項，兩電極生成的是等量的H2和Cl2，應通入HCl，若加入鹽酸會引進H2O，使溶液濃度變稀，錯誤；D項，陰極Cl－放電結束后，OH－放電得到O2，錯誤。(5)乙電極是H＋放電，所以該電極處產生了大量的OH－，加入酚酞溶液變紅；乙電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，n(e－)＝2n(H2)＝2×0.022 4 L÷22.4 L·mol－1＝0.002 mol c(OH－)＝＝＝＝0.01 mol·L－1，所以pH＝12。 答案　(1)負　Fe－2e－===Fe2＋　(2)B (3)陰　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑ (4)B　(5)乙　0.002　12 14．如圖所示，E為浸過含酚酞的Na2SO4溶液的濾紙。A、B分別為鉑片，壓在濾紙兩端，R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni制成的電極，在堿溶液中可視為惰性電極。G為電流計，K為開關。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央滴一滴紫色的KMnO4溶液，將開關K打開，接通電源一段時間后，C、D中有氣體產生。 請回答下列問題： (1)R為________(填“正”或“負”)極。 (2)A附近溶液的現(xiàn)象是_________________________________________， B附近發(fā)生的電極反應式為_____________________________________。 (3)濾紙上的紫色點向________(填“A”或“B”)方向移動。 (4)當C、D中的氣體產生到一定量時，切斷外電源并接通開關K，經過一段時間后，C、D中的氣體逐漸減少，C中的電極為________(填“正”或“負”)極，電極反應式為_______________________________________________。 解析　電解KOH溶液就是電解水，兩極分別產生H2和O2，因為相同條件下產生H2的體積是O2體積的兩倍，所以C管中收集到的是H2，D管中收集到的是O2。 (1)H2是在陰極產生的，所以M是陰極，與之相連的R是電源的負極。 (2)B是電解池的陽極，A是電解池的陰極。電解Na2SO4溶液也是電解水，電解時H＋移動到A極，得電子被還原為H2，破壞了A極附近水的電離平衡，導致A極附近的溶液顯堿性，使酚酞溶液變紅。B極上OH－被氧化生成O2。 (3)KMnO4溶液中，紫紅色的MnO向陽極移動。 (4)當C、D中的氣體產生到一定量時，切斷外電源并接通開關K，此時裝置變?yōu)槿剂想姵亍＝涍^一段時間，C、D中的氣體逐漸減少，H2和O2反應生成水，在堿性條件下，C中H2發(fā)生氧化反應。 答案　(1)負　(2)溶液變紅　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　(3)B　(4)負　2H2＋4OH－－4e－===4H2O 15．(2016·海淀期末)電化學原理在防止金屬腐蝕、能量轉換、物質合成等方面應用廣泛。 (1)圖1中，為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕，材料B可以選擇________(填字母序號)。 a．碳棒　　　　　　b．鋅板　　　　　　c．銅板 用電化學原理解釋材料B需定期拆換的原因：_____________________________________________________________。 (2)圖2中，鋼閘門C作________極。若用氯化鈉溶液模擬海水進行實驗，D為石墨塊，則D上的電極反應式為__________________________________，檢測該電極反應產物的方法是______________________________________。 (3)鎂燃料電池在可移動電子設備電源和備用電源等方面應用前景廣闊。圖3為“鎂—次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖，電極為鎂合金和鉑合金。 ①E為該燃料電池的________極(填“正”或“負”)。F電極上的電極反應式為_______________________________________________________________。 ②鎂燃料電池負極容易發(fā)生自腐蝕產生氫氣，使負極利用率降低，用化學用語解釋其原因：___________________________________________________。 (4)乙醛酸()是有機合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產乙醛酸，原理如圖4所示，該裝置中陰、陽兩極為惰性電極，兩極室均可產生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產物反應生成乙醛酸。 ①N電極上的電極反應式為_____________________________________。 ②若有2 mol H＋通過質子交換膜，并完全參與了反應，則該裝置中生成的乙醛酸為________ mol。 解析　根據(jù)電化學原理，材料B對應的金屬的活潑性應強于被保護的金屬，所以材料B可以為鋅板。(2)圖2為外加電流的陰極保護法，被保護的金屬應與電源負極相連，作陰極，則D作陽極，Cl－在陽極發(fā)生失電子反應生成Cl2?？梢杂脻駶櫟牡矸鄣饣浽嚰埢虻矸鄣饣浫芤簛頇z驗Cl2。(3)①鎂具有較強的還原性，且由圖示可知Mg轉化為Mg(OH)2，發(fā)生失電子的氧化反應，故E為負極。次氯酸根離子具有強氧化性，且由圖示可知在F電極(正極)ClO－轉化為Cl－，發(fā)生得電子的還原反應。②鎂可與水緩慢反應生成氫氣(與熱水反應較快)，即發(fā)生自腐蝕現(xiàn)象。(4)①由H＋的遷移方向可知N為陰極，發(fā)生得電子的還原反應，結合題意“兩極室均可產生乙醛酸”，可知N電極為乙二酸發(fā)生得電子的還原反應生成乙醛酸。②1 mol乙二酸在陰極得到2 mol電子，與2 mol H＋反應生成1 mol乙醛酸和1 mol H2O，同時在陽極產生的1 mol Cl2能將1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸，兩極共產生2 mol乙醛酸。 答案　(1)b　鋅等作原電池的負極，(失電子，Zn－2e－===Zn2＋)不斷遭受腐蝕，需定期拆換 (2)陰　2Cl－－2e－===Cl2↑　將濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在陽極附近，試紙變藍，證明生成氯氣(或取陽極附近溶液滴加淀粉KI溶液，變藍) (3)①負　ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－ ②Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ (4)①HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O?、? - 9 -