專題五-化學反應與電能(解析版)(人教2019必修第二冊)

專題五化學反應與電能一、單選題1．（2020·山東泰安市·高一期末）如圖所示，電流表指針發(fā)生偏轉，同時A極質量減少，B極上有氣泡產生，C為電解質溶液，下列說法錯誤的是A．B極為原電池的正極 B．A、B、C可能分別為Zn、Cu、稀硫酸C．C中陽離子向A極移動 D．A極發(fā)生氧化反應【答案】C【分析】電流表指針發(fā)生偏轉，說明形成原電池反應，化學能轉化為電能；同時A極質量減少，則A為原電池負極，B極上有氣泡產生，B為原電池正極，C為電解質溶液?！驹斀狻緼．B極上有氣泡產生，應為氫離子被還原為氫氣，為原電池的正極，A正確；B．鋅比銅活潑，且可以與稀硫酸反應生成氫氣，稀硫酸作電解質溶液形成原電池時，Zn為負極、Cu為正極，符合題意，B正確；C．原電池中陽離子流向正極，即陽離子流向B極，C錯誤；D．A電極是原電池的負極，失去電子，發(fā)生氧化反應，D正確；綜上所述答案為C。2．（2020·東北育才學校高一期末）把a、b、c、d四種金屬浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若a，b相連，a為負極；c、d相連，d上有氣泡溢出；a，c相連，a質量減少；b，d相連，b為正極。則四種金屬的活動性順序由大到小為A．a＞c＞b＞d B．a＞c＞d＞b C．b＞d＞c＞a D．a＞b＞c＞d【答案】B【詳解】把a、b、c、d四種金屬浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若a，b相連，a為負極，說明金屬活動性：a＞b；若c、d相連，d上有氣泡溢出，說明金屬活動性；c＞d；若a，c相連，a質量減少，說明a為負極，則金屬活動性：a＞c；若b，d相連，b為正極，則金屬活動性：d＞b，故四種金屬活動性由強到弱的順序為：a＞c＞d＞b，故合理選項是B。3．（2020·霍邱縣第一中學高一期末）在如下圖所示的裝置中，a的金屬活潑性比氫要強，b為碳棒，下列關于此裝置的敘述不正確的是A．碳棒上有氣體放出，溶液pH變大B．a是正極，b是負極C．導線中有電子流動，電子從a極到b極D．a極上發(fā)生了氧化反應【答案】B【分析】a的金屬活潑性比氫要強，b為碳棒，則a為負極，b為正極；在正極，H+得電子生成H2，從而使溶液中的c(H+)減小?！驹斀狻緼．由分析知，b為正極，碳棒上H+得電子生成H2，從而使溶液中的c(H+)減小，溶液pH變大，A正確；B．由分析知，a是負極，b是正極，B不正確；C．原電池反應發(fā)生后，導線中有電子流動，電子從負極(a極)流到正極(b極)，C正確；D．a為負極，在a極上金屬失電子生成金屬離子，發(fā)生了氧化反應，D正確；故選B。4．（2020·黑龍江齊齊哈爾市·高一期末）有a、b、c、d四個金屬電極，有關的實驗裝置及部分實驗現象如下：實驗裝置部分實驗現象a極質量減??；b極質量增加b極有氣體產生；c極無變化d極溶解；c極有氣體產生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c【答案】C【詳解】把四個實驗從左到右分別編號為①、②、③、④，則由實驗①可知，a作原電池負極，b作原電池正極，金屬活動性：a>b；由實驗②可知，b極有氣體產生，c極無變化，則活動性：b>c；由實驗③可知，d極溶解，c極有氣體產生，c作正極，則活動性：d>c；由實驗④可知，電流從a極流向d極，則d極為原電池負極，a極為原電池正極，則活動性：d>a；綜上所述可知活動性：d>a>b>c，故答案選C。5．（2020·重慶高一期末）裝置中，能構成原電池的是A．只有甲 B．只有乙 C．只有丙 D．除乙均可以【答案】C【詳解】甲沒有形成閉合回路，不能構成原電池，故甲不符合題意；乙兩個電極是相同的電極材料，不能構成原電池，故乙不符合題意；丙滿足兩個活潑性不同電極，兩個電極間接接觸，形成了閉合回路，能構成原電池，故丙符合題意；丁中酒精是非電解質，不能構成原電池，故丁不符合題意；選項C符合題意。綜上所述，答案選C。6．（2020·江蘇省昆山中學高一期末）被稱之為“軟電池”的紙質電池總反應為Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH。下列說法正確的是A．該電池中Zn作負極，發(fā)生還原反應B．該電池反應中MnO2起催化作用C．該電池工作時電子由MnO2經導線流向ZnD．該電池正極反應式為：MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-【答案】D【分析】原電池裝置中，負極失電子，發(fā)生氧化反應，電子從負極出發(fā)沿外接導線到達電池正極，正極或正極周圍的物質得到電子發(fā)生還原反應，據此解答?！驹斀狻緼．該原電池中，鋅元素化合價由0價變?yōu)?2價，鋅失電子作負極，發(fā)生氧化反應，故A項錯誤；B．該原電池中，錳元素化合價由+4價變?yōu)?3價，化合價降低，發(fā)生還原反應，故B項錯誤；C．該電池工作時，電子從負極Zn沿導線流向MnO2，故C項錯誤；D．正極上二氧化錳得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為MnO2＋e－＋H2O=MnOOH＋OH－，故D項正確；本題答案D。7．（2020·甘肅蘭州市·蘭州一中高一期末）世界某著名學術刊物介紹了一種新型中溫全瓷鐵-空氣電池，其結構如圖所示。下列有關該電池放電時的說法正確的是A．a極發(fā)生氧化反應B．正極的電極反應式為FeOx+2xe-=Fe+xO2-C．若有22.4L(標準狀況)空氣參與反應，則電路中有4mol電子轉移D．鐵表面發(fā)生的反應為xH2O(g)+Fe=FeOx+xH2【答案】D【分析】由新型中溫全瓷鐵空氣電池的裝置圖可知，a極上空氣中氧氣得電子發(fā)生還原反應，為原電池的正極，鐵與水反應生成氫氣，氫氣在b極失電子發(fā)生氧化反應，為原電池的負極。【詳解】A．a極上空氣中氧氣得電子發(fā)生還原反應，故A錯誤；B．O2在正極發(fā)生反應，電極反應式為O2＋4e－=2O2－，故B錯誤；C．若有22.4L(標準狀況)空氣參與反應，則氧氣的物質的量為×=0.2mol，電路中轉移的電子為0.8mol，故C錯誤；D．由新型中溫全瓷鐵空氣電池的裝置圖可知，鐵表面H2O(g)參與反應生成H2，發(fā)生的反應為xH2O(g)＋Fe=FeOx＋xH2，故D正確；故選D。8．（2020·廣西欽州市·高一期末）如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質量相等的空心銅球和空心鐵球，調節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中央滴入濃CuSO4溶液，一段時間后，下列有關杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中，不考慮鐵絲反應及兩球的浮力變化)A．杠桿為導體和絕緣體時，均為A端高B端低B．杠桿為導體和絕緣體時，均為A端低B端高C．當杠桿為絕緣體時，A端低，B端高；為導體時，A端高，B端低D．當杠桿為絕緣體時，A端高，B端低；為導體時，A端低，B端高【答案】D【詳解】A．杠桿為導體時，構成原電池，右邊Fe溶解，質量減輕，左邊Cu2+得電子生成Cu附著在Cu表面，質量增加，所以A端低，B端高，A不正確；B．杠桿為絕緣體時，Cu與電解質不反應，質量不變，Fe與CuSO4溶液反應生成Cu附著在Fe表面，質量增加，所以A端高B端低，B不正確；C．當杠桿為絕緣體時，A端高，B端低；為導體時，A端低，B端高，C不正確；D．當杠桿為絕緣體時，左端質量不變右端質量增加，所以A端高，B端低；為導體時，左端生成Cu右端溶解，所以A端低，B端高，D正確；故選D。9．（2020·浙江高一期末）將過量的等質量的兩份鋅粉a、b，分別加入相同質量、相同濃度的稀硫酸，同時向a中加少量CuSO4溶液，圖中產生H2的體積V(L)與時間t(min)的關系，其中正確的是A． B．C． D．【答案】B【分析】足量的鋅和相同量的稀硫酸反應，a中加入硫酸銅溶液，會置換出金屬銅，形成鋅、銅、稀硫酸原電池，加速金屬鋅和硫酸反應的速率，產生氫氣的量取決于稀硫酸的物質的量，據此分析判斷?！驹斀狻孔懔康匿\和相同量的稀硫酸反應，a中加入硫酸銅溶液，會置換出金屬銅，形成鋅、銅、稀硫酸原電池，加速金屬鐵和硫酸反應的速率，所以反應速率：a>b，速率越大，鋅完全反應時所用的時間越短，所以a所用的時間小于b所用的時間；產生氫氣的量取決于稀硫酸的物質的量，而a、b中金屬鋅均過量，和相同量的硫酸反應生成氫氣的量相等，所以氫氣的體積：a=b；故選B。10．（2020·興義市第二高級中學高一期末）分析如圖所示的四個原電池裝置，其中結論正確的是A．①②中Mg作負極，③④中Fe作負極B．②中Mg作正極，電極反應式為6H2O+6e-=6OH-+3H2↑C．③中Fe作正極，電極反應式為Fe-2e-=Fe2+D．④中Cu作正極，電極反應式為Cu-2e-=Cu2+【答案】B【分析】①中電解質溶液為稀硫酸，Mg比Al活潑，所以電池總反應為Mg與稀硫酸的反應，則Mg為負極，Al為正極；②中電解質溶液為NaOH溶液，則總反應為Al和NaOH溶液的反應，所以Al為負極，Mg為正極；③中電解質溶液為濃硝酸，Fe會鈍化，所以Cu為負極，Fe正極；④中Fe比Cu活潑，所以總反應為空氣中的氧氣氧化Fe的反應，所以Fe為負極，Cu為正極，由此分析?！驹斀狻緼．根據分析，①中Mg作負極，②中Al作負極，③中Cu為負極，④中Fe作負極，故A不符合題意；B．②中總反應為Al和NaOH溶液的反應，反應方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO+3H2↑，所以Mg為正極，電極反應為6H2O+6e-=6OH-+3H2↑，故B符合題意；C．③中電解質溶液為濃硝酸，Fe會鈍化，所以Cu為負極，Fe正極，故C不符合題意；D．④中Fe比Cu活潑，所以總反應為空氣中的氧氣氧化Fe的反應，所以Fe為負極，Cu為正極，電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-，故D不符合題意；答案選B。11．（2020·貴州銅仁偉才學校高一期末）用鐵片與稀硫酸反應制取氫氣時，下列措施不能使氫氣生成速率加大的是A．加熱 B．不用稀硫酸，改用98%的濃硫酸C．滴加少量CuSO4溶液 D．不用鐵片，改用鐵粉【答案】B【詳解】A．加熱使物質的內能增加，微粒之間有效碰撞次數增加，化學反應速率加快，A不符合題意；B．若不用稀硫酸，改用98%的濃硫酸，由于在濃硫酸中硫酸主要以分子存在，濃硫酸具有強氧化性，會將表面氧化產生一層致密的氧化物保護膜，阻止金屬的進一步反應，即發(fā)生鈍化現象，因此不能加快化學反應速率，B符合題意；C．向溶液中滴加少量CuSO4溶液，Fe與CuSO4發(fā)生置換反應產生Cu，Fe、Cu及H2SO4構成原電池，使反應產生H2的速率大大加快，C不符合題意；D．若不用鐵片，改用鐵粉，固體與酸溶液接觸面積增大，反應速率加快，D不符合題意；故合理選項是B。12．（2020·黑龍江鶴崗市·鶴崗一中高一期末）美國研究人員成功實現在常溫常壓下用氮氣和水生產氨，原理如下圖所示：下列說正確的是A．圖中能量轉化方式只有2種B．H+向a極區(qū)移動C．b極發(fā)生的電極反應為：N2+6H++6e-=2NH3D．a極上每產生22.4LO2流過電極的電子數一定為4×6.02×1023【答案】C【分析】從圖中可以看出，生成氧氣的一極為陽極，即a極為陽極，發(fā)生氧化反應，其電極反應為；b極為陰極，發(fā)生還原反應，其電極反應式為?！驹斀狻緼．圖中裝置為電解池裝置，其能量轉化方式為電能轉化為化學能；該電源由太陽能和風能轉化而來，故有3種能量轉化方式，故A錯誤；B．電解池中陽離子向陰極移動，故向b極移動，故B錯誤；C．b極為陰極，氮氣得電子，與生成氨氣，其電極反應式為，故C正確；D．氧氣為氣體，非標況下不能確定數值，故D錯誤；故選C?！军c睛】非標況下不一定等于22.4L/mol。13．（2020·福建省福州第一中學）如圖所示裝置中，可觀察到檢流計指針偏轉，M棒變粗，N棒變細，由此判斷下表中所列M、N、P物質，其中可以成立的是選項MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鋅稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液【答案】C【分析】該裝置沒有外接電源，所以是原電池，負極材料比正極材料活潑，且負極材料是隨著反應的進行質量減少，正極材料質量增加或有氣泡產生。根據題意可知，N極是負極，M極是正極，N極材料比M極活潑?！驹斀狻緼．M為鋅，N為銅，M極材料比N極活潑，不符合題意，A項錯誤；B．M極發(fā)生的反應為，有氣體生成，M質量不變，不符合題意，B項錯誤；C．N為鋅，M為銀，N極材料比M極材料活潑，M極上有銀析出，所以M質量增加，符合題意，C項正確；D．M為鋅，N為鐵，M極材料比N極活潑，不符合題意，D項錯誤；答案選C。14．（2020·莆田第十五中學高一期末）電解飽和食鹽水制取Cl2，除得到Cl2外，還能得到的物質是()A．H2和NaOH B．HCl和HClOC．NaClO和NaCl D．Ca(ClO)2和CaCl2【答案】A【詳解】電解飽和食鹽水制取Cl2，除得到Cl2外，還能生成H2和NaOH，方程式是。故選：A。15．（2020·西藏拉薩市·拉薩那曲第二高級中學高一期末）現有幾種常見的化學電源示意圖，有關說法不正確的是A．上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池 B．干電池在長時間使用后，鋅筒被破壞C．鉛蓄電池工作過程中，鉛被還原 D．氫氧燃料電池中負極通入氫氣發(fā)生氧化反應【答案】C【詳解】A．干電池是一次性電池，鉛蓄電池是可充電電池屬于二次電池，氫氧燃料電池屬于燃料電池，故A正確；B．在干電池中，Zn作負極，被氧化，則使用過程中鋅筒被破壞，故B正確；C．鉛蓄電池工作過程中，負極反應式為Pb-2e-+=PbSO4，鉛被氧化，故C錯誤；D．氫氧燃料電池中負極上通入氫氣，失電子，發(fā)生氧化反應，故D正確；故選C。16．（2020·湖北荊門市·高一期末）用A、B、C、D四塊金屬片進行如下實驗：①A、B用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，A極為負極；②C、D用導線相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導線→C；③A、C相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，C極產生大量氣泡；④B、D相連后，同時浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應。據此，判斷四種金屬的活動性順序是()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】一般來說，在原電池中，較活潑的金屬作負極，較不活潑的金屬作正極。負極上失電子發(fā)生氧化反應，正極上得電子發(fā)生還原反應。放電時電流從正極流向負極，電子從負極流向正極，據此判斷金屬活動性順序?！驹斀狻竣貯、B用導線相連后，同時浸入稀硫酸溶液中，

A極為負極，所以活潑性：A＞B；②在原電池中，電子從負極流經外電路流向正極，C、D用導線相連后同時浸入稀H2SO4中，電流由D→導線→C，則電子由C→導線→D

，則活潑性：C＞D；③A、C相連后，同時浸入稀疏酸溶液中，C極產生大量氣泡，說明C極是正極，所以金屬活潑性：A＞C；④B、D相連后，同時浸入稀疏酸溶液中，D極發(fā)生氧化反應，說明D極是負極，所以金屬活潑性：D＞B。綜上所述可知四種金屬活潑性有強到弱順序是：A＞C＞D＞B，故合理選項是C。17．（2020·貴陽市第十四中學高一期末）將純鋅片和純銅片按圖示方式插入濃度相同的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是（）A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產生氣泡的速度甲比乙慢【答案】C【詳解】A．甲是原電池，乙不是，故甲燒杯中銅片表面有氣泡產生，乙燒杯中銅片表面有無氣泡產生，A錯誤；B．甲中銅片作正極；乙不是原電池，無負極，B錯誤；C．兩燒杯中，H2SO4都在被消耗，溶液中c(H+)在不斷減小，pH均增大，C正確；D．甲是原電池，原電池可加快反應速率，故甲中產生氣泡的速度比乙快，D錯誤；故選C。18．（2020·安徽合肥市·合肥一中高一期末）鉛蓄電池的工作原理為:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，下列說法正確的是A．鉛蓄電池是新型的綠色環(huán)保電池B．當電路中轉移0.2mol電子時，消耗的H2SO4為0.2molC．鉛蓄電池放電時負極質量減小，正極質量增加D．鉛蓄電池放電時電子由負極經過溶液定向移動到正極【答案】B【詳解】A．鉛蓄電池是傳統(tǒng)的化學電源，使用了重金屬鉛和濃硫酸均會造成環(huán)境污染，故不是新型的綠色環(huán)保電池，A錯誤；B．分析總反應式Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O不難得出，當電路中轉移0.2mol電子時，消耗的H2SO4為0.2mol，B正確；C．由負極反應式：Pb+-2e-=PbSO4可知鉛蓄電池放電時負極質量增加，正極反應式：PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O可知質量也增加，C錯誤；D．鉛蓄電池放電時電子由負極導線定向移動到正極，電子不能經過電解質溶液，D錯誤；故答案為：B。19．（2020·四川省廣安代市中學校高一期末）如圖為發(fā)光二極管連接檸檬電池裝置，下列說法不正確的是A．負極的電極反應為：Fe－2e－=Fe2+B．電子由Fe環(huán)經導線流向發(fā)光二極管C．銅線作為檸檬電池的正極D．可將檸檬替換成盛裝酒精溶液的裝置【答案】D【詳解】A．Fe作負極失電子，發(fā)生Fe－2e－=Fe2+，A正確；B．Fe作負極，Cu作正極，電子流向為Fe→發(fā)光二極管→Cu，B正確；C．結合B可知，Cu作正極，C正確；D．酒精是非電解質，不能作電解質溶液形成原電池，D錯誤。答案選D。20．（2020·北京市第十二中學高一期末）鋅錳堿性干電池是依據原電池原理制成的化學電源。電池中負極與電解質溶液接觸直接反應會降低電池的能量轉化效率，稱為自放電現象。下列關于原電池和干電池的說法不正確的是A．兩者正極材料不同B．MnO2的放電產物可能是KMnO4C．兩者負極反應式均為Zn失電子D．原電池中Zn與稀H2SO4存在自放電現象【答案】B【詳解】A．左圖為干電池，干電池的正極材料是碳棒，右圖為原電池，正極材料是銅單質，兩者正極材料不同，故A說法正確；B．干電池中MnO2應作氧化劑，Mn的化合價降低，故B說法錯誤；C．所給裝置中Zn為負極，Zn失去電子，故C說法正確；D．根據自放電現象的定義，Zn與稀硫酸能夠發(fā)生反應，即原電池中Zn與稀硫酸存在自放電現象，故D說法正確；故選B。21．（2021·菏澤思源學校高一期末）現有X、Y、Z、W四種金屬片，①把X、Y用導線連接后同時浸入硫酸溶液中，X上有氣泡產生，Y溶解；②把Z、W用導線連接后同時浸入硫酸溶液中，W發(fā)生還原反應；③把X、Z用導線連接后同時浸入硫酸溶液中，電子流動方向為X→導線→Z。則下列選項中正確的是A．①中金屬片Y發(fā)生還原反應B．②中金屬片W做負極C．上述四種金屬的活動性順序為Y＞X＞Z＞WD．如果把Y、W用導線相連后同時浸入硫酸溶液中，則電子流動方向為Y→導線→W【答案】CD【分析】原電池中，一般來說，較活潑金屬作負極、較不活潑金屬作正極，負極上發(fā)生氧化反應、正極上發(fā)生還原反應；電子從負極沿導線流向正極。①把X、Y用導線連接后同時浸入稀硫酸溶液中，X上有氣泡產生，Y溶解，說明X是正極、Y是負極，則金屬活動性Y>X；②把Z、W用導線連接后同時浸入稀硫酸溶液中，W發(fā)生還原反應，則W是正極、Z是負極，金屬活動性Z>W；

③把X、Z用導線連接后同時浸入稀硫酸溶液.中，電子流動方向為Y→導線→W，則X是負極、Z是正極，金屬活動性X>Z，通過以上分析知，金屬活動性順序是Y>X>Z>W，據此解答；【詳解】A．在①中，Y是負極、X是正極，負極上X得電子發(fā)生還原反應，故A錯誤；B．在②中，金屬片Z作負極、W作正極，故B錯誤；C．通過以上分析知，上述四種

金屬的活動順序是Y＞X＞Z＞W，故C正確；D．金屬性Y>

W，如果把Y、W用導線連接后同時浸入稀硫酸溶液，構成原電池，Y是負極、W是正極，則電子流動方向為Y→導線→W，故D正確；故選CD。第II卷（非選擇題）22．（2021·汕頭市第一中學高一期末）在學習氧化還原反應時，某同學提出Ag+具有較強氧化性，I-具有較強還原性，二者也可發(fā)生氧化還原反應。為驗證這個問題，該學生設計了系列實驗。（1）研究AgNO3溶液與KI溶液反應產物向盛有1mL1mol/LAgNO3溶液的試管中加入1mL1mol/LKI溶液，振蕩試管，向其中加入___，溶液無明顯變化。(提示：若發(fā)生氧化還原反應，I-應被氧化為單質)(實驗結論)二者混合只發(fā)生沉淀反應，無明顯氧化還原反應。（2）驗證Ag+的氧化性將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中，一段時間后將鐵絲取出。為檢驗溶液中鐵的氧化產物，將溶液中的Ag+除盡后，進行了如下實驗?？蛇x用試劑：①KSCN溶液②NaOH溶液③酸性KMnO4溶液。請完成下表：操作現象結論取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入KSCN溶液，振蕩____存在Fe3+取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入1～2滴____(填序號)溶液，振蕩_____存在Fe2+(實驗結論)鐵的氧化產物為Fe2+和Fe3+，則Ag+氧化性強于Fe3+。另一同學用pH計測得常溫該硝酸銀溶液的pH為5.50，于是該同學對實驗結論提出質疑。你認為他提出質疑的理由可能是____。（3）電池原理探究Ag+與I-之間的氧化還原反應按圖設計原電池。電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質發(fā)生化學反應，并且電遷移率(u∞)應盡可能地相近。讀懂文中劃線部分內容，請回答以下問題：根據下表數據，鹽橋中應選擇_____作為電解質。陽離子u∞×108(m2?s-1?V-1)陰離子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價的硫為+6價的硫。請寫出Na2SO3溶液和Cl2反應反應的離子方程式____。（5）硫酸亞鐵受熱可按下式分解：aFeSO4=bFeO+cFe2O3+dSO3+eSO2+fO2，a、b、c、d、e、f為待定系數，若d：e：f=3：4：1，則b：c=_____。【答案】淀粉溶液溶液變?yōu)榧t色③溶液的紫色褪去NO具有強氧化性，可將Fe2+氧化為Fe3+KNO3+Cl2+H2O=+2Cl?+2H+3：2【詳解】（1）淀粉遇碘單質變藍，檢驗有無碘單質，可用淀粉溶液，故答案為：淀粉溶液；（2）Fe3+遇SCN-溶液變?yōu)檠t色；Fe2+檢驗可用酸性KMnO4溶液，Fe2+具有還原性能被酸性KMnO4溶液氧化，酸性KMnO4溶液紫色褪去；pH計測得常溫該硝酸銀溶液的pH為5.50，由于酸性環(huán)境下，NO具有強氧化性，可將Fe2+氧化為Fe3+，故答案為：溶液變?yōu)檠t色；③；溶液的紫色褪去；酸性環(huán)境下，NO具有強氧化性，可將Fe2+氧化為Fe3+；（3）鹽橋中電解質電離的陰、陽離子不與溶液中的物質發(fā)生化學反應，并且電遷移率（U∞）應盡可能地相近，Ag+與Cl-、HCO、SO反應不能選用，陰離子只剩余NO可選，NO電遷移率（U∞）與K+最接近，故鹽橋中應選擇KNO3作為電解質；故答案為：KNO3；（4）已知Cl2能氧化+4價的硫為+6價的硫，其還原產物是氯離子，則Na2SO3溶液和Cl2反應反應的離子方程式為+Cl2+H2O=+2Cl－+2H+。（5）硫酸亞鐵受熱可按下式分解：aFeSO4=bFeO+cFe2O3+dSO3+eSO2+fO2，a、b、c、d、e、f為待定系數，若d：e：f=3：4：1，根據硫原子守恒a＝3+4＝7，根據鐵原子守恒b+2c＝7，根據氧原子守恒28＝b+3c+3×3+4×2+1×2，解得b＝3，c＝2，所以b：c=3：2。23．（2020·哈密市第八中學高一期末）從能量的變化和反應的快慢等角度研究化學反應具有重要意義。（1）已知一定條件下，反應N2+3H22NH3為放熱反應：①下圖能正確表示該反應中能量變化的是_______；②一定溫度下，將3molH2和1molN2通入容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應，5min達到平衡，測得c(NH3)=0.6mol/L，則0至5min時v(N2)=_______。（2）某興趣小組為研究原電池原理，設計如圖裝置。①a和b用導線連接，Cu極為原電池_______極(填“正”或“負”)，電極反應式是：_______；Al極發(fā)生_______(填“氧化”或“還原”)反應，其電極反應式為：_______，溶液中SO移向_______(填“Cu”或“Al”)極。當負極金屬溶解5.4g時，_______NA電子通過導線。②不將a、b連接，請問如何加快Al與稀硫酸的反應速率_______?！敬鸢浮緼0.06mol/(L·min)正2H++2e-=H2↑氧化Al-3e-=Al3+Al0.6往溶液里滴入少量硫酸銅溶液；或將銅棒直接靠在鋁棒上【分析】裝置中以硫酸為電解質溶液，金屬銅和鋁作為電極，構成原電池，其中鋁能和硫酸反應，而銅不能，故鋁作負極，發(fā)生氧化反應，銅作正極，發(fā)生還原反應；【詳解】（1）①反應N2+3H22NH3為放熱反應，反應物總能量高于生成物總能量。圖A中反應物總能量高于生成物總能量，屬于放熱反應，符合題意；圖B中反應物總能量低于生成物總能量，屬于吸熱反應，不符合題意，故填A；②根據題意，平衡時的濃度為0.6mol/L，0~5min內其反應速率為==，其中，即==，故填；（2）①銅作電池的正極，在正極得電子被還原，其電極反應式為；鋁作電池的負極，發(fā)生氧化反應，其電極反應式為；陰離子向負極移動，故向Al極移動；當Al極溶解5.4g時，電路中轉移電子的物質的量為，==0.2mol，故=0.6mol，根據=，故填正、、氧化、、Al、0.6；②在不連接導線的情況下，形成微原電池也可以加快鋁的腐蝕，可以向溶液中加入硫酸銅與Al反應生成Cu與Al形成微原電池；也可以將銅棒和鋁棒靠在一起，形成原電池，故填往溶液里滴入少量硫酸銅溶液；或將銅棒直接靠在鋁棒上。24．（2021·菏澤思源學校高一期末）已知化學反應：a．b．請回答下列問題：（1）上述兩個化學反應中有一個不可用于設計原電池，它是___________(填寫代號)；另一個可用于設計原電池，該原電池中，負極反應式是___________，正極反應式是___________，電池總反應的離子方程式是___________。（2）如果利用化學反應Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，設計原電池，請在如圖方框中標明電極材料和電解質溶液的名稱(圖中“I”表示電流)。①___________、②___________、③___________（3）氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發(fā)電裝置，是一種具有應用前景的綠色電源。下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示回答下列問題：①該燃料電池的負極是___________(寫a或b)。②負極反應式為___________。【答案】aCu—2e—=Cu2+2Ag++2e—=2AgCu+2Ag+=Cu2++2Ag不如銅活潑的金屬或石墨Cu可溶性鐵鹽溶液aH2—2e—=2H+【詳解】（1）由題給方程式可知，反應a為復分解反應，屬于非氧化還原反應，反應b為置換反應，屬于氧化還原反應，原電池反應一定是氧化還原反應，則反應a不能用于設計原電池，反應b能用于設計原電池；銅、銀在硝酸銀溶液中形成原電池，銅的金屬性強于銀，做原電池的負極，銀做原電池的正極，負極上銅失去電子發(fā)生氧化反應生成銅離子，電極反應式為Cu—2e—=Cu2+，銀離子在正極上得到電子發(fā)生還原反應生成銀，電極反應式為2Ag++2e—=2Ag，總反應的離子方程式為Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，故答案為：a；Cu—2e—=Cu2+；2Ag++2e—=2Ag；Cu+2Ag+=Cu2++2Ag；（2）由電流的移動方向可知，①為原電池的正極，②為負極，由反應方程式可知，銅、不如銅活潑的金屬或石墨在可溶性鐵鹽溶液中構成原電池，銅做原電池的負極，不如銅活潑的金屬或石墨做正極，則①為不如銅活潑的金屬或石墨、②為銅、③為可溶性鐵鹽溶液，故答案為：不如銅活潑的金屬或石墨；Cu；可溶性鐵鹽溶液；（3）①由燃料電池中電子的移動方向可知，a電極為負極，故答案為：a；②酸性條件下，氫氣在負極失去電子發(fā)生氧化反應生成氫離子，電極反應式為H2—2e—=2H+，故答案為：H2—2e—=2H+。25．（2020·南昌市新建區(qū)第二中學高一期末）某反應中反應物與生成物有：FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。（1）將上述反應設計成的原電池如圖甲所示，請回答下列問題：①圖中X溶液是___________；②石墨電極上發(fā)生的電極反應式為___________；（2）將上述反應設計成的電解池如圖乙所示，圖丙中的①②③分別表示乙燒杯中某種金屬陽離子的物質的量與電子轉移的物質的量的變化關系，請回答下列問題：①M是___________極；②圖丙中的②線是___________的變化。③當電子轉移為2mol時，向乙燒杯中加入___________L5mol·L-1NaOH溶液才能使Cu2+沉淀完全。（3）鐵的重要化合物高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型飲用水消毒劑，具有很多優(yōu)點。①高鐵酸鈉生產方法之一是電解法，其原理為Fe＋2NaOH＋2H2ONa2FeO4＋3H2↑，則電解時陽極的電極反應式是___________。②高鐵酸鈉生產方法之二是在強堿性介質中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高鐵酸鈉、氯化鈉和水，該反應的離子方程式為___________?！敬鸢浮縁eCl3、FeCl2Fe3++e-=Fe2+負Fe2＋(或者FeCl2)2.8Fe＋8OH--6e-=FeO＋4H2O2Fe(OH)3＋3ClO-＋4OH-=2FeO＋3Cl-＋5H2O【詳解】（1）①該反應應該是Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，其中銅是還原劑作負極，正極是氯化鐵得到電子被還原為氯化亞鐵，所以裝置中X應該是FeCl3、FeCl2，故答案為：FeCl3、FeCl2；②石墨是正極，鐵離子得到電子，電極上發(fā)生的電極反應式為Fe3++e-=Fe2+，故答案為：Fe3++e-=Fe2+；（2）①根據丙圖可知溶液中有三種金屬陽離子，而根據X的成分可知X中只有兩種金屬陽離子，說明在電解過程中還有Cu2+生成，因此Cu做陽極，石墨做陰極，所以M為負極，N為正極，故答案為：負；②根據轉移電子的物質的量和金屬陽離子的物質的量的變化，可知①為Fe3+，②為Fe2+，③為Cu2+，故答案為：Fe2＋(或者FeCl2)；③當電子轉移為2mol時，溶液中有Fe3+2mol，Fe2+3mol，Cu2+為1mol，所以需要加入NaOH溶液14mol，因此NaOH溶液等體積為14mol÷5mol/L=2.8L，故答案為：2.8；（3）①電解時陽極發(fā)生氧化反應，電極反應方程式為Fe＋8OH--6e-=FeO＋4H2O，故答案為：Fe＋8OH--6e-=FeO＋4H2O；②NaClO氧化Fe(OH)3的反應方程式為2Fe(OH)3＋3ClO-＋4OH-=2FeO＋3Cl-＋5H2O，故答案為：2Fe(OH)3＋3ClO-＋4OH-=2FeO＋3Cl-＋5H2O。26．（2020·吉林油田高級中學高一期末）如圖所示的裝置，電源為Zn-MnO2干電池，其電解質溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向甲中滴入酚酞溶液，在Fe極附近顯紅色。試回答下列問題：（1）在電源中，B電極為___________極(填“正極”或“負極”)；該極的電極反應是___________。（2）甲裝置中總的化學方程式是___________。（3）丙裝置中Y電極為___________極(填“陰極”或“陽極”)；通電一段時間后，X電極上發(fā)生的電極反應式是___________。（4）如果乙裝置中精銅電極的質量增加了0.64g，請問甲裝置中，鐵電極上產生的氣體在標準狀況下為___________L?！敬鸢浮控摌OZn-2e-=Zn2+2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑陰極2Cl--2e-=Cl2↑0.224【分析】向甲中滴入酚酞溶液，在鐵極附近顯紅色，說明該極上H＋放電，因此該電極是陰極，C電極是陽極，陽極與電源的正極相連，則A是電源的正極，B是電源的負極，乙中是精煉銅，粗銅作陽極，精銅作陰極，丙中X電極是陽極，Y是陰極，串聯(lián)電路中轉移的電子物質的量相等，據此解答；【詳解】（1）根據上述分析，B電極為負極，Zn為活潑金屬，Zn為負極，該電池為鋅錳干電池，其電極反應式為Zn-2e-=Zn2＋；（2）C電極為陽極，Fe為陰極，根據電解池的原理，甲裝置電解飽和食鹽水，其總化學反應方程式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；（3）X電極為陽極，Y是陰極，根據電解原理，陰極Cl-失去電子，X電極上的反應式為2Cl--2e-=Cl2↑；（4）乙裝置中精銅電極的電極反應式為Cu2＋＋2e-=Cu，甲裝置中鐵電極的電極反應式為2H＋＋2e-=H2↑，串聯(lián)電路，通過電子物質的量相同，即有Cu～2e-～H2↑，氫氣的體積為。27．（2020·遼源市第五中學校高一期末）如圖所示三套實驗裝置，分別回答下列問題。（1）裝置1為鐵的吸氧腐蝕實驗.向插入石墨棒的玻璃筒內滴入酚酞溶液，可觀察到碳棒附近的溶液變紅，該電極反應為___。（2）裝置2中發(fā)生的總反應的離子方程式為___。（3）裝置3中甲燒杯盛放100mL0.2mol/L的NaCl溶液，乙燒杯盛放100mL0.5mol/L的CuSO4溶液.反應一段時間后，停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞，觀察到石墨電極附近首先變紅。停止電解，取出Cu電極，洗滌、干燥、稱量、電極增重0.64g，甲燒杯中產生的氣體標準狀況下體積為__mL。（4）電化學沉解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學降解NO的原理如圖，陰極反應式為：___?！敬鸢浮縊2+4e-+2H2O═4OH-2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+2242NO+12H++10e-=N2↑+6H2O【詳解】（1）鐵的吸氧腐蝕中石墨一極為正極，電極反應為O2+4e-+2H2O═4OH-；（2）裝置2中為原電池，發(fā)生的總反應為銅和氯化鐵反應生成氯化亞鐵和氯化銅，離子方程式為2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；（3）銅電極的質量增加，說明該電極為陰極，銅離子得到電子生成銅，質量增加的為銅的質量，即0.64克銅，0.01mol，轉移0.02mol電子。甲燒杯中鐵為陽極，失去電子生成亞鐵離子，石墨為陰極，溶液中的氫離子得電子生成氫氣，根據電子守恒分析，轉移0.02mol電子，生成0.01mol氫氣，標況下的體積為224mL；（4）從圖分析，硝酸根離子得到電子生成氮氣，結合質子交換膜分析，該電極反應中有氫離子參與，電極反應為2NO+12H++10e-=N2↑+6H2O。28．（2020·江蘇省昆山中學高一期末）甲醇(CH3OH)是重要的溶劑和替代燃料，工業(yè)常以CO和H2的混合氣體為原料一定條件下制備甲醇。（1）現在實驗室中模擬甲醇合成反應，在2L的密閉容器中充入1molCO和2molH2，一定條件下發(fā)生反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。測得CO和CH3OH(g)濃度變化如圖所示。①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)=___________。②能夠判斷該反應達到平衡的是___________(填選項)。A．CO、H2和CH3OH三種物質的濃度為1：2：1B．密閉容器中混合氣體的密度不再改變C．CO的體積分數保持不變D．相同時間內消耗lmolCO，同時消耗lmolCH3OHE．每生成1molCH3OH的同時有2molH—H鍵斷裂（2）工業(yè)上可以通過下列途徑獲得H2，其中節(jié)能效果最好的是___________。A．高溫分解水制取H2：2H2O2H2↑+O2↑B．電解水制取H2：2H2O2H2↑+O2↑C．甲烷與水反應制取H2：CH4+H2O3H2+COD．在光催化劑作用下，利用太陽能分解水制取H2：2H2O2H2↑+O2↑（3）已知甲醇燃料電池的工作原理如下圖所示。該電池工作時，CH3OH從___________(填“A”或“B”)通入，b極的電極反應式為___________，電池放電過程中溶液的pH將___________(填“增大”“減小”或“不變”)。當6.4gCH3OH完全反應時，有___________mol電子發(fā)生轉移?！敬鸢浮?.25mol/(L·min)CDDAO2+4e-+2H2O=4OH-減小1.2【詳解】（1）①由CO和CH3OH(g)濃度圖，可知從反應開始到平衡用了3分鐘，CO的物質的量從1mol減少到0.25mol，則Δc(CO)==0.325mol/L，則V(CO)=，所以V(H2)=2V(CO)=2=0.25mol/(L·min)。②A．CO、H2和CH3OH三種物質的濃度為1：2：1，并不能說明同一種物質的正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，故A說法不符合題意；B．容器是密封恒容的，所以容器內混合氣體的密度是一直不變的，故混合氣體密度不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故B說法不符合題意；C．該反應是混合氣體的物質的量減少的反應，故CO的體積分數不再發(fā)生改變，說明反應達到了限度，說明反應達到了平衡狀態(tài)，故C說法符合題意；D．相同時間內消耗lmolCO，必然同時生成lmolCH3OH，生成CH3OH和消耗CH3OH的速率是相等，則反應達到平衡狀態(tài)，故D說法符合題意；E．2molH—H鍵斷裂，意味著反應了1molH2，減少了1molH2同時生成1molCH3OH，此種情況并不能說明同一種物質的正逆反應速率相等，故E說法不符合題意；本題答案CD。（2）A．高溫分解水消耗大量熱能，則A不符合題意；B．電解水消耗大量電能，則B不符合題意；C．甲烷與水反應制取H2，消耗大量的熱能，則C不符合題意；D．在光催化劑作用下，利用太陽能分解水制取H2，消耗的是太陽能，節(jié)能效果最好，故D說法符合題意；本題答案D。（3）根據甲醇燃料電池的工作原理圖可知，電子是從a極沿外接導線流向b極的，CH3OH在反應中是還原劑，故可判斷該電池工作時，CH3OH從A通入的，b極是電池的正極，氧氣在正極得到了電子，則正極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-，負極的反應式為CH3OH-6e-+8OH-=+5H2O，從正負極反應式可看出，溶液中OH-的量是不斷減小的，故放電過程中溶液的pH將不斷減小，根據負極反應式，當有32gCH3OH反應時，轉移電子為6mol，所以當有6.4gCH3OH完全反應時，轉移電子物質的量應是1.2mol。29．（2020·浙江紹興市·高一期末）化學是人類利用自然資源和應對環(huán)境問題的重要科學依據。請回答以下問題：（1）含硫煤燃燒會產生大氣污染物，為防治該污染，某工廠設計了新的治污方法，同時可得到化工產品，該工藝流程如圖所示。請寫出該過程中涉及反應的離子方程式：_______。（2）在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術的基礎上，科學家最近采用碳基電極材料設計了一種新的工藝方案，主要包括電化學過程和化學過程，如下圖所示：①正(陽)極區(qū)發(fā)生的電極反應式為_______。②電路中轉移1mol電子需消耗氧氣_______L(在標準狀況下)。（3）開發(fā)和利用清潔、高效的新能源已成為人類共同關注的重大課題。①已知標準狀況下11.2L甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出445kJ的熱量，請寫出甲烷燃燒的熱化學方程式_______。②煤制合成天然氣是煤氣化的一種重要方法。其工藝核心是合成過程中的甲烷化。涉及的主要反應有：反應ICO+3H2?CH4+H2O反應IICO2+4H2?CH4+2H2O在300℃時，容積為2L的密閉容器中進行有關合成天然氣實驗，相關數據記錄如下：CO/molCO2/molH2/molCH4/molH2O/mol0min4320005min22a34則：a=_______；請用CO2表示反應在0～5min內的反應速率，v(CO2)=_______?！敬鸢浮?Fe2++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)【詳解】（1）由圖可知，在反應過程中，FeSO4溶液和O2在H2SO4溶液中發(fā)生反應生成了Fe2(SO4)3，生成的Fe2(SO4)3和SO2在溶液中反應生成了H2SO4和FeSO4，兩個反應均為離子反應，離子方程式為：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+。（2）①在電解池中，陽離子移向陰極，則a為陰極，b為陽極，在陽極，HCl失去電子生成了Cl2和H+，電極反應式為：2HCl-2e-=Cl2↑+2H+。②在陰極，Fe3++e-=Fe2+，轉移1mol電子，生成1molFe2+，生成的Fe2+和氧氣反應：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，1molFe2+消耗0.25molO2，則標準狀況下O2的體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L。（3）①標準狀況下11.2L甲烷的物質的量為0.5mol，0.5mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出445kJ的熱量，則1mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出890kJ的熱量，甲烷燃燒的熱化學方程式為