深圳育才中学(初中)高中化学选修一第四章《化学反应与电能》检测(包含答案解析)

一、选择题
1．(0分)[ID：138994]下列化学转化能用于工业生产的是
A．钠在氯气中燃烧制氯化钠B．电解NaCl溶液制金属钠
C．二氧化碳和烧碱反应制纯碱D．氯气与消石灰反应制漂白粉
2．(0分)[ID：138988]关于下列装置图的叙述中，正确的是()
A．装置①用来电解饱和食盐水，c电极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
B．装置②可用于收集NO、NH3、Cl2、HCl、NO2
C．装置③可用于分离沸点相差较大的互溶的液体混合物
D．装置④可用于干燥、收集氯化氢并吸收多余的氯化氢
3．(0分)[ID：138975]21世纪是钛的世纪。

在800~1000℃时电解熔融TiO2可制得钛单质，装置如图所示。

下列叙述错误的是
A．理论上每生成4.8g钛，转移电子0.2mol
B．a出口放出O2
C．TiO2连接电源负极，发生的反应为：TiO2 +4e- =Ti +2O2-
D．制得的钛单质要用高纯氩气保护下冷却
4．(0分)[ID：138971]如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

下列有关说法正确的是
A．通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为O2-4e-＋2H2O=4OH-
B．乙装置中铁电极为阴极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2＋
C．反应一段时间后，乙装置中在铁电极区生成氢氧化钠
D．反应一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变
5．(0分)[ID：138966]过二硫酸的分子式为：H2S2O8(结构：
)，极易溶于水，且在水中会水解得到硫酸和双氧水。

下
列说法不正确的是
A ．H 2S 2O 8中硫元素的化合价为+6价
B ．用惰性电极电解硫酸可得H 2S 2O 8，阳极的电极反应式为224SO -2e -=2-
28S O
C ．H 2S 2O 8溶液滴入紫色石蕊试液中，溶液变红
D ．硫酸中含有少量杂质亚硫酸，可用过二硫酸除去
6．(0分)[ID ：138959]电子表所用的组扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH 溶液，电池反应为Ag 2O+Zn+H 2O=2Ag+Zn(OH)2，下列判断正确的是
A ．锌为负极，被还原
B ．Ag 2O 为正极，发生氧化反应
C ．纽扣电池工作时，电子从Ag 2O 极经电路流向锌极
D ．纽扣电池工作时，负极附近溶液的pH 减小
7．(0分)[ID ：138945]以一氯代乙酸钠(CH 2ClCOONa)水溶液为原料，通过电解法可以制备1，2-二氯乙烷(CH 2ClCH 2Cl)，且有CO 2生成，装置如图所示。

下列有关说法不正确的是
A ．阳极发生氧化反应，有CO 2生成
B ．阴极的反应为2H 2O+2e -=H 2↑+2OH -
C ．电解过程中应选用阴离子交换膜
D ．该装置的总反应式：2CH 2ClCOO -+2H 2O 通电CH 2ClCH 2Cl+2CO 2↑+H 2↑+2OH -
8．(0分)[ID ：138936]如图所示装置中，试管A 、B 中电极为多孔石墨电极，C 、D 为铂夹。

断开K 1，闭合K 2、K 3一段时间后，A 、B 中气体的量之间的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．a为正极，b为负极
B．紫红色液滴向C端移动
C．断开K2、K3，闭合K1，A极反应式为O2+4e-+2H2O＝4OH-
D．断开K2、K3，闭合K1，溶液的pH增大
9．(0分)[ID：138926]以熔融 Li2CO3和 K2CO3为电解质，天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图。

下列说法正确的是
A．以此电池为电源电解饱和食盐水，当有 0.2 mol e－转移时，阳极产生标准状况下 2.24 L 氢气
CO－8e－=5CO2＋2H2O B．若以甲烷在燃料极反应时，负极电极反应式为： CH4＋42-
3
C．该电池使用过程中需补充 Li2CO3和 K2CO3
CO
D．空气极发生的电极反应式为 O2－4e－＋2CO2 =22-
3
10．(0分)[ID：138917]SiH4广泛用于微电子、光电子行业，用粗硅作原料熔融盐电解法制取硅烷原理如图，下列叙述正确的是
A．通入H2的一极为电解池的阳极，反应式为H2-2e-=2H+
B．粗硅上反应：Si+4H++4e-=SiH4↑
C．为增强导电性，使用粗硅
D．该反应的总反应为Si+2H2=SiH4↑
11．(0分)[ID：138915]某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。

当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生偏转。

下列有关说法正确的是()
A．实验一段时间后，甲烧杯中溶液的质量增大
B．甲装置中Zn作正极，Cu作负极
C．当甲中产生22.4 L气体时，乙中石墨电极析出固体的质量为64 g
D．将乙中的C电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀铜装置
12．(0分)[ID：138901]将如图所示实验装置的K闭合(已知：盐桥中装有琼脂凝，内含KCl)，下列判断正确的是
A．Cu电极上发生还原反应
B．电子沿Zn→a→b→Cu路径移动
SO )增大
C．片刻后甲池中c(24
D．片刻后可观察到滤纸b处变红色
二、填空题
13．(0分)[ID：139185]如图装置中，A、B两池盛有足量的电解质溶液。

(1)A池为___________，B池为___________。

(2)A池中Cu棒为___________极，电极反应式为___________。

(3)B池中Zn棒为___________极，电极反应式为___________。

(4)若工作一段时间后，电路中通过0.4 mol电子，则B池中Cu棒上析出气体的体积为___________L(标准状况)。

(5)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于___________处。

若X为锌，开关K置于M 处，该电化学防护法称为___________。

14．(0分)[ID：139172]如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。

将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在 F 极附近显红色，试完成以下问题：
(1)电源 A 极的名称是______。

(2)甲装置中电解反应的总化学方程式是______。

(3)如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是______。

(4)欲用丙装置给铜镀银，G 应该是______ (填“铜”或“银”)，电镀液的主要成分是_____(填化学式)。

(5)装置丁中的现象是______，说明氢氧化铁胶粒带_____(填“正”或“负”)电荷。

15．(0分)[ID：139167]下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：
(1)M电极的材料是_____，N的电极电极反应式为：_______________；乙池的总反应式是__________，通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为_____。

(2)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为____L(标准状况下)；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的H+的浓度为_________。

16．(0分)[ID：139164]将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置：
（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。

（1）铁片上的电极反应式为_________________，铜片上的电极反应式为
___________________；
（2）铜片周围溶液会出现的现象___________________。

（3）若2min后测得铁片质量减少5.6g，导线中流过的电子的物质的量为_________ mol；（4）金属的电化学腐蚀的本质是形成了原电池。

如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。

①图2 B中的Sn为_________极，Sn极附近溶液的pH_________（填“增大”“减小”或“不变”）。

②图2 C中被腐蚀的金属是_________。

比较A、B、C中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是_________。

（5）人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。

燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：
氢氧燃料电池的正极电极反应是：_________。

电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度
_________（填“增大”“减小”或“不变”）。

17．(0分)[ID：139158]羟氨(NH2OH)可看作氨分子内一个氢原子被羟基(-OH)取代的产物。

(1)写出羟氨的电子式___。

羟氨易溶于水的主要原因是___。

(2)羟氨的水溶液受热可以产生两种气体，其体积之比为1∶1，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，写出羟氨分解可能的化学反应方程式___。

(3)已知25℃时，NH2OH＋H2O NH3OH+＋OH- K=6.6×10-9；K b(NH3·H2O)=1.7×10-5。

则0.1mol·L-1(NH3OH)Cl溶液的pH___（填写“＞”、“=”或“＜”）0.1mol·L-1NH4Cl溶液。

(4)以硝酸、硫酸混合溶液为电解质进行电解，在汞电极上-3NO 可转化为NH 2OH ，以铂为另一极，则该电解反应的总化学方程式为___。

18．(0分)[ID ：139122]铁及其化合物用途非常广泛。

（1）已知赤铁矿还原冶炼时是逐级进行的，已知：
(a) 3Fe 2O 3(s)＋CO(g)
2Fe 3O 4(s)＋CO 2(g) H = a kJ·mol －1 (b) Fe 2O 3(s)＋3CO(g)
2Fe(s)＋3CO 2(g) H =b kJ·mol －1 (c) Fe 3O 4(s)＋CO(g)
3FeO(s)＋CO 2 (g) H = c kJ·mol －1 ①上述反应(a)平衡常数表达式为K=___________________。

②反应FeO(s)＋CO(g)
Fe(s)＋CO 2(g) H =__________kJ·mol －1（用含a 、b 、c 的代数式表示）。

（2）用类似冶炼铝的方法， 在600～1000℃时电解熔融的Fe 2O 3冶炼铁（装置示意图如图），该法除消耗能量较少外，另一最突出的优点是
__________________________________；电解时阳极发生的电极反应为____________。

（3）生铁在自然界中可发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀，析氢腐蚀的负极的电极反应式为_________；如图所示，纯铁处于a 、b 、c 三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填字母）_____________。

19．(0分)[ID ：139115]工业废水中常含有一定量的Cr 2O 72-和CrO 42-，它们会对人类及生态系统产生很大危害，必须进行处理。

常用的处理方法有以下两种：
方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为：
CrO 42-+H −−−→转化① C r2O 72-2+Fe −−−→②还原Cr 3+-
OH −−−→③还原Cr(OH)3 其中第①步存在平衡2CrO 42-（黄色）+2H +
Cr 2O 32-（橙色）+H 2O
(1)若平衡体系的pH=2，该溶液显______色。

(2)能说明第①步反应达平衡状态的是_____（填序号）
A ．Cr 2O 72-和CrO 42-的浓度相同
B ．2v （Cr 2O 72-）=v （CrO 42-）
C ．溶液的颜色不变
(3)第②步中，还原1mol Cr2O72-离子，需要______mol的FeSO4·7H2O。

(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)
Cr3+(aq)+3OH−(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积K sp=c(Cr3+)·c3(OH−)=10−32，要使
c(Cr3+)降至10−5mol/L，溶液的pH应调至______。

方法2：电解法
该法用Fe做电极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解的进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。

(5)用Fe做电极的原因为______（用电极反应式解释）。

(6)在阴极附近溶液pH升高，溶液中同时生成的沉淀还有______。

20．(0分)[ID：139104]Ⅰ.铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。

(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。

为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述________(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为_________________。

(2)为处理银器表面的黑斑(Ag2S)，将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S 转化为Ag，食盐水的作用为_______________________。

Ⅱ.纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用肼(N2H4)燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中c(OH－)制备纳米Cu2O，其装置如图甲、乙。

(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”)，该电解池中离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。

(2)该电解池的阳极反应式为____________________。

(3)当反应生成14.4g Cu2O时，至少需要肼________mol。

三、解答题
21．(0分)[ID：139088]如图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答相关问题：
（1）通入氢气的电极为___（填“正极”或“负极”），该电极反应式为___。

（2）乙装置中石墨电极（C）为___（填“阳极”或“阴极”），铁电极的电极反应式为___。

（3）反应一段时间后，如何检验乙装置中石墨电极的产物___。

（4）如果粗铜中含有锌、银、金等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将
___。

（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（5）若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则乙装置中（NaCl足量）C电极上生成的气体的物质的量为___；丙装置中阴极析出铜的质量为___。

22．(0分)[ID：139084]I．一定的条件下，合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。

图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。

图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

(1)该反应的平衡常数表达式为_____，升高温度，平衡常数____(填“增大”或“减小”或“不变”)。

(2)由图2信息，计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)=____，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为______(填“a”或“b”或“c”或“d”)
(3)图3的a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是_____点，温度
T1___T2(填“＞”或“=”或“＜”)
Ⅱ．如图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：
(1)M电极的材料是________。

(2)通入乙醇的铂电极的电极反应式为：________。

23．(0分)[ID：139066]CO2资源化再生利用在解决环境和能源问题两个领域都极具重要意义。

(1)CO2-CH4催化重整可得到合成气：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。

已知：C(s)+2H2(g)CH4(g)ΔH=-75 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1
C(s)+1
2
O2(g)CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
①该催化重整反应的ΔH=____kJ·mol-1。

②某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为____。

③反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。

积碳反应：CH4(g)C(s)+2H2(g)；消碳反应：CO2(g)+C(s)2CO(g)。

在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。

在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则p a(CO2)、p b(CO2)、p c(CO2)从大到小的顺序为____。

(2)利用电化学装置可实现CH4和CO2两种分子的耦合转化，其原理如图所示。

①阴极上的反应式为____。

②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2：1，则消耗的CH4和CO2体积比为____。

(3)CO2与甲醇直接合成DMC(CH3OCOOCH3)近年来备受关注。

一种在有氧空位的催化剂上合成DMC的反应机理如图所示。

①上述过程包括吸附和脱附，其中属于脱附的是____(填数字)。

②合成DMC的反应方程式为____。

24．(0分)[ID：139055]氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1)和S(+6)的速率v(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如图所示，已知这个反应速率随着溶液中c(H+)增大而加快。

（1）结合离子方程式说明反应开始时反应速率加快的原因是___。

（2）反应后期反应速率下降的原因是___。

（3）若纵坐标表示的是某一反应物的单位时间内的浓度变化，阴影“面积”表示_____。

（4）氯化铁溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式是___。

（5）若将（4）中的反应设计成原电池，可用__作负极，___作正极，___作电解质溶液。

（6）负极反应式是____，正极反应式是___。

25．(0分)[ID：139054]甲醇是一种重要的试剂，有着广泛的用途，工业上可利用CO2制备甲醇。

(1)间接法：用CH4与CO2反应制H2和CO，再利用H2和CO化合制甲醇。

已知：①2CH3OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(l) ΔH1＝－1450.0 kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH3＝－571.6 kJ/mol
则H2和CO制液态甲醇的热化学方程式为____________________________________。

(2)直接法： H2和CO2特定条件下制甲醇的反应3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。

在某固定体积的密闭容器中充入一定量的H2和CO2，在催化剂、一定温度作用下(前30分钟内温度为T0℃)，测得反应物浓度与时间的关系如下图所示。

回答下列问题：
①该反应的化学平衡常数表达式K=________；在T0℃反应达到平衡时，甲醇的体积分数为________。

(保留三位有效数字)
②保持温度和体积不变，下列情况可说明反应一定达到平衡状态的是________。

(填序号) a．混合气体密度不变
b．反应体系压强不变
c．H2和 CO2的浓度之比为3：1
d．每断裂3mol的H-H键同时断裂3molC-H键
③其他条件不变，温度调至T1℃(T1>T0 )，当反应达到平衡时测得平衡常数为K1(K1<K0)，则该反应为________ (填“吸热反应”、“放热反应”)。

④在30分钟时，通过改变CO2的浓度(由0.5mol/L增至1.0mol/L)于45分钟时重新建立平衡。

根据图示变化，通过计算(相关结果保留三位有效数字)，说明只改变该条件能否建立45分钟时的平衡状态________________________________。

(3)甲醇可作燃料电池的原料，若电解质溶液为盐酸，当外电路转移12mol电子时(不考虑电
子损失)，将负极所产生的气体全部通入到2L 1.5mol/L的NaOH溶液中，充分反应，则溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为_______________________________。

26．(0分)[ID：139023]芒硝化学式为Na2SO4·10H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。

用如图所示装置电解硫酸钠溶液，模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法。

（1）该电解槽的阴极反应式为__。

（2）电解时，通过阴离子交换膜的离子数__通过阳离子交换膜的离子数。

(填“大于”、“小于”或“等于”)
（3）制得的氢氧化钠溶液从出口(填写“A”、“B”、“C”或“D”)__导出。

（4）①若将制得的氧气、氢氧化钠溶液与天然气组合为甲烷燃料电池，则电池负极的电极反应式为__。

②若将该电池连接两惰性电极，用于电解800mLlmol/L的AgNO3溶液，当原电池中消耗CH4的体积在标况下为0.224L时，电解池中阴极将得到__g的单质，电解池中H+的浓度为__(假设溶液体积不变)。

【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．D
【详解】
A．工业制氯化钠是用海水晒制而得，不是用钠在氯气中燃烧制氯化钠，这样成本太高，故A错误；
B．电解氯化钠溶液时，阴极上是水电离出的氢离子得电子生成氢气，得不到金属钠，应
用电解熔融的氯化钠制备金属钠，故B 错误；
C ． 氢氧化钠成本高，不适宜工业生产，工业上用饱和食盐水和氨气、二氧化碳制备纯碱，故C 错误；
D ． 工业制漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得，故D 正确；
故选D 。

2．A
【详解】
A ．根据电流方向可知a 为电源的正极，电解时c 作阳极，氯离子在阳极放电生成Cl 2，氯气具有氧化性，可以用湿润的淀粉KI 试纸，A 正确；
B 、NO 易与空气中的O 2反应，不能用排空气法收集，B 错误；
C 、蒸馏时温度计水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管出口处，C 错误；
D 、氯化氢密度大于空气，不能用图示的排空气法收集，D 错误；
答案选A 。

3．A
【详解】
A ．4.8gTi 物质的量为 4.8g 48g/mol
=0.1mol ，电解熔融TiO 2可制得Ti 单质，则生成Ti 的电极反应式为TiO 2+4e -=Ti+2O 2-，理论上每生成4.8g 钛，转移电子0.4mol ，A 错误； B ．a 出口所在区域为阳极区，电极反应为2O 2--4e -=O 2↑，a 出口放出O 2，B 正确； C ．电解熔融TiO 2可制得Ti 单质，TiO 2发生得电子的还原反应，TiO 2在阴极反应，TiO 2连接电源负极，发生的反应为：TiO 2 +4e - =Ti +2O 2-，C 正确；
D ．为防止Ti 在冷却过程中与空气中O 2反应，故制得的钛单质要用高纯氩气保护下冷却，D 正确；
答案选A 。

4．C
5．C
【详解】
A ．由结构可知，H 2S 2O 8中含有1个2-2O ，O 元素的化合价为-1价，再根据化合物元素化合价之和为0计算可得，H 2S 2O 8中硫元素的化合价为
()()()0261212[]2--⨯+-⨯++⨯=+6价，A 正确；
B ．用惰性电极电解硫酸可得H 2S 2O 8，阳极24SO -
失去电子，发生氧化反应，电极反应式为224SO --2e -=2-28S O ，B 正确；
C ．H 2S 2O 8极易溶于水，且在水中会水解得到硫酸和双氧水，双氧水具有漂白性，滴入紫色石蕊试液中，溶液褪色，C 错误；
D ．过二硫酸在水中会水解得到硫酸和双氧水，双氧水可将亚硫酸氧化成硫酸，故硫酸中
含有少量杂质亚硫酸，可用过二硫酸除去，D正确；
答案选C。

【点睛】
A选项为易错点，注意分析过二硫酸根的结构，得出过二硫酸根中还含有过氧根，并不是所有的O元素的化合价均为-2价。

6．D
7．C
【详解】
A．电解池的阳极发生氧化反应，CH2ClCOO-在阳极发生反应生成CH2ClCH2Cl和CO2，A 正确；
B．阴极发生还原反应，H2O在阴极放电生成OH-，2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B正确；
C．若选用阴离子交换膜，阴极区生成的OH-会通过阴离子交换膜进入阳极区，卤代烃在碱性条件下容易发生水解反应，故应选择阳离子交换膜，Na+由阳极区通过交换膜进入阴极区，C错误；
D．由A、B选项分析可知，电解的总反应为2CH2ClCOO-
+2H2O通电CH2ClCH2Cl+2CO2↑+H2↑+2OH-，D正确；
故选C。

8．C
9．B
10．D
11．A
12．A
二、填空题
13．电解池原电池阳Cu-2e-=Cu2+负Zn-2e-=Zn2+ 4.48N牺牲阳极法
14．正极2CuSO4 + 2H2O 电解
2Cu+ O2↑ +2H2SO41:1银AgNO3Y极附近红褐色变
深正
15．铁4OH--4e-=O2↑+2H2O4AgNO3+2H2O 通电
4Ag+O2↑+4HN O3CH4-8e-+10OH-
=2
3
CO-+7H2O0.224L0.1mol/L
16．Fe-2e-=Fe2+Cu2++2e-=Cu溶液颜色变浅0.2正增大Zn B>A>C O2+4H++4e-=2H2O减小
【详解】
(1)该原电池中，铁片作负极，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，铜片作正极，其电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
(2)铜片周围，Cu 2+不断被消耗，其浓度逐渐降低，则溶液颜色变浅；
(3)铁片质量减少5.6g ，即参加反应的铁的物质的量为0.1mol ，则根据铁片的电极反应式可知，导线中流过电子的物质的量为0.2mol ；
(4)①B 为原电池装置，其中Fe 比Sn 活泼，则Fe 极作负极，Sn 极作正极，H +在Sn 极得到电子产生H 2，导致Sn 极附近H +的浓度降低，pH 增大；
②C 为原电池装置，其中Zn 比Fe 活泼，则Zn 作负极，被腐蚀的金属为Zn ，Fe 被保护；同理，在B 中，Fe 被腐蚀；A 不是原电池装置，Fe 的腐蚀速度要慢一些；故三个装置中，纯铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是B>A>C ；
(5)该电池为原电池，电解质溶液为稀硫酸，正极上，O 2和H +反应生成水：O 2+4H ++4e -=2H 2O ；该电池的总反应为2H 2+O 2=2H 2O ，电池工作一段时间后，水的量增多，硫酸的量没有改变，则硫酸溶液的浓度减小。

17． 羟氨可与水分子间形成氢键 3NH 2OH ΔNH 3↑＋N 2↑＋3H 3O < 2HNO 3＋2H 2O 电解2NH 2OH ＋3O 2↑
【详解】
(1)羟氨(NH 2OH)是共价化合物，H 形成1对共用电子，N 形成3对共用电子，O 形成2对共用电子，其电子式为
，羟氨易溶于水是因为羟氨可与水分子间形成氢键，故答案为：；羟氨可与水分子间形成氢键；
⑵由于O 的非金属性更强，羟氨分解时不可能发生N 化合价降低而O 化合价升高，故只能是N 元素发生歧化，而邻近的高价是0价，故另一气体产物是N 2，因此羟氨分解的化学方程式为3NH 2OH ΔNH 3↑＋N 2↑＋3H 3O ，故答案为：3NH 2OH ΔNH 3↑＋N 2↑＋3H 3O ；
⑶由电离常数K 可知，NH 2OH 碱性弱于NH 3·
H 2O ，则NH 3OH +水解程度大于+4NH ，等浓度的(NH 3OH)Cl 溶液和NH 4Cl 溶液相比(NH 3OH)Cl 溶液的酸性更强，pH 更小，故答案为：<；
⑷根据信息，-3NO 可转化为NH 2OH 时N 元素化合价降低，应发生在阴极上，阳极是铂电极，则铂电极上的反应是溶液中OH -放电生成O 2，故总反应式是2HNO 3＋
2H 2O 电解2NH 2OH ＋3O 2↑，故答案为：2HNO 3＋2H 2O 电解2NH 2OH ＋3O 2↑。

18．()
()2CO CO c c (3b-a-2c)/6 不产生CO 2 2O 2--4e -=O 2↑ Fe-2e -=Fe 2+ c>a>b
19．橙 C 6 5 阳极反应为Fe−2e −=Fe 2+，提供还原剂Fe 2+ Fe(OH)3
【详解】
(1)溶液显酸性，c (H +)较大，上述平衡右移，该溶液显橙色；
(2)A ．反应过程中可能出现Cr 2O 72-和CrO 42-的浓度相同，但反应不一定达到平衡状态，A 错误；
B ．2v （Cr 2O 72-）=v （CrO 42-），没有标出正逆反应速率，无法判定反应是否达到平衡状态，B 错误；
C ．平衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变，可以判断反应达到平衡状态，C 正确；综上所述选C ；
(3)根据电子得失守恒可以知道，还原1mol Cr 2O 72-离子得到Cr 3+，得到电子：2×（6-3）=6mol ，Fe 2+被氧化为Fe 3+，需要FeSO 4·7H 2O 的物质的量为()6
32-=6mol ；
(4)当c (Cr 3+)=10−5mol/L 时，溶液的c (OH −
)=25331010-- mol/L =10−9mol/L ，c (H +)=1491010-- mol/L =10−5mol/L ，pH=5，即要使c (Cr 3+)降至10−5mol/L ，溶液的pH 应调至5；
(5)用Fe 做阳极，发生氧化反应，失电子：Fe−2e −=Fe 2+，产生的亚铁离子做还原剂将Cr 2O 72-还原成Cr 3+；
(6)溶液中氢离子在阴极得电子被还原为氢气，阴极极反应为：2H ++2e −=H 2↑，溶液酸性减弱，溶液pH 升高，亚铁离子被氧化为铁离子，酸性减弱，铁离子产生沉淀Fe(OH)3。

20．②③ 2Cl －＋2H 2O 2OH －＋Cl 2↑＋H 2↑ 作电解质溶液(或导电) B 阴 2Cu －2e －＋2OH －＝Cu 2O ＋H 2O 0.05
【详解】
Ⅰ.(1)①装置为原电池铁为负极被腐蚀；②装置为原电池锌做负极被腐蚀，铁做正极被保护；③装置为电解池，铁做阴极被保护；装置③中发生的是电解饱和食盐水的反应，阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子发生还原反应，反应离子方程式为：2Cl －＋2H 2O 2OH －＋Cl 2↑＋H 2↑；
(2)为处理银器表面的黑斑（Ag 2S ），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag 2S 转化为Ag ，是利用原电池原理，用铝置换出银，食盐水的作用为做电解质溶液，形成原电池。

Ⅱ. (1)燃料电池正极通氧化剂，负极通燃料，即A 极为负极，B 极为正极。

图乙为电解池装置，电解目的为制备Cu 2O ，则D 极作阳极，接电池正极(B 极)，铜被氧化。

阳极反应为2Cu -2e -+2OH －＝Cu 2O +H 2O ，反应消耗OH -，采用阴离子交换膜使OH -向阳极移动。

(2)根据上述分析，阳极反应为2Cu －2e －＋2OH －＝Cu 2O ＋H 2O ；
(3)根据电极反应2Cu -2e -+2OH -＝Cu 2O +H 2O 和N 2H 4-4e -+4OH -＝N 2↑+4H 2O 可知，Cu 2O 与N 2H 4的数量关系式为2Cu 2O ～N 2H 4～4e -，当反应生成14.4 g Cu 2O (0.1mol )时，至少需要肼为0.05mol 。

三、解答题
21．负极 H 2﹣2e -+2OH -═2H 2O 阳极 2H ++2e -=H 2↑（或2H 2O+2e -=H 2↑+2OH -） 将湿润的淀粉碘化钾试纸置于电极附近 减小 0.2mol 12.8g
22．23322(NH )=(N )(H )c K c c ⋅或[][][]
K 23322NH =N H 减小 0.045mol/(L·min) d c ＜ 铁 C 2H 5OH -12e -+16OH -=2CO 2-3+11H 2O
23．13
mol 2·L -2 p c (CO 2)、p b (CO 2)、p a (CO 2) CO 2+2e -=CO+O 2- 6：5 4 2CH 3OH+CO 2催化剂−−−−−→
+H 2O 【详解】
(1)①已知：(i)C(s)+2H 2(g)
CH 4(g) ΔH =-75 kJ·mol -1 (ii)C(s)+O 2(g)
CO 2(g) ΔH =-394 kJ·mol -1 (iii)C(s)+12O 2(g)CO(g) ΔH =-111 kJ·mol -1
根据盖斯定律，将(iii)×
2-[(i)+(ii)]，整理可得CH 4(g)+CO 2(g)2CO(g)+2H 2(g) ΔH =+247 kJ/mol ；
②某温度下，在体积为2 L 的容器中加入2 mol CH 4、1 mol CO 2，物质起始浓度c (CH 4)=1 mol/L ，c (CO 2)=0.5 mol/L ，使用催化剂进行重整反应，达到平衡时CO 2的转化率是50%，则CO 2转化浓度为0.25 mol/L ，根据物质反应转化关系可知各种气体的平衡浓度分别是：c (CH 4)=1 mol/L-0.25 mol/L=0.75 mol/L ，c (CO 2)=0.25 mol/L ，c (CO)=c (H 2)=0.5 mol/L 所以其
平衡常数K =22
0.5?0.50.75?0.25
mol 2·L -2=13mol 2·L -2； ③根据沉积碳的生成速率可知：CH 4压强越大，CO 2压强越小，沉积碳的生成速率越小，在p(CH 4)一定时，p(CO 2)越大，积碳量就越小。

根据图象可知：物质的积碳量a ＞b ＞c ，则CO 2的压强大小关系为：p c (CO 2)＞p b (CO 2)＞p a (CO 2)；
(2)①在阴极上CO 2得到电子被还原产生CO ，则阴极的电极反应式为：CO 2+2e -=CO+O 2-； ②在阳极上CH 4失去电子，被氧化产生CH 2=CH 2及CH 3-CH 3，该电极上甲烷失电子生成C 2H 4反应式为2CH 4-4e -+2O 2-=C 2H 4+2H 2O ，生成C 2H 6反应式为2CH 4-2e -+O 2-=C 2H 6+H 2O 。

当生成的乙烯和乙烷的体积比为2：1时，阳极总反应：6CH 4+5O 2--10e -
=2C 2H 4+C 2H 6+5H 2O ，消耗6 mol CH 4生成2 mol C 2H 4、1 mol C 2H 6时，则转移电子10 mol ，阴极反应式为CO 2+2e -=CO+O 2-，根据电子守恒可知，当转移电子10 mol 时，消耗5 mol CO 2，所以消耗CH 4和CO 2的物质的量比或体积比为6：5；
(3)①根据图示可知：过程1、2、3为吸附过程，过程4为脱附过程；
②CH 3OH 与CO 2反应产生碳酸二甲酯(即DMC)和水，该反应的化学方程式为：
2CH 3OH+CO 2催化剂−−−−−→ +H 2O 。

24．ClO 3-+3HSO 3-=Cl -+3SO 24-
+3H +，氢离子浓度增大，反应速率加快 反应物浓度减小，反应速率减慢 t 1～t 2时间段内该反应物的浓度的减小值 2Fe 3++Cu=2Fe 2++Cu 2+ 铜
石墨 氯化铁溶液 Cu-2e -=Cu 2+ 2Fe 3++2e -=2Fe 2+
【详解】
（1）刚开始发生反应：ClO 3-+3HSO 3-=Cl -+3SO 24-+3H +，c(H +)增大，反应速率增大，故答案为：ClO 3-+3HSO 3-=Cl -+3SO 24-
+3H +，氢离子浓度增大，反应速率加快；
（2）反应随溶液中c(H +)的增大而加快，一开始c(H +)很小，速率很小，但随反应进行，c(H +)增大，反应速率增大，但到一定程度后，反应物c(ClO 3-)、c(HSO 3-)减小，此时反应物的浓度起主要作用，反应速率减小，故答案为：反应物浓度减小，反应速率减慢； （3）若纵坐标表示的是某一反应物的单位时间内的浓度变化，阴影“面积”表示t 1～t 2时间段内该反应物的浓度的减小值，故答案为：t 1～t 2时间段内该反应物的浓度的减小值； （4）氯化铁溶液腐蚀印刷电路铜板的反应中，Cu 还原Fe 3+生成Cu 2+、Fe 2+，离子方程式为：2Fe 3++Cu=2Fe 2++Cu 2+，故答案为：2Fe 3++Cu=2Fe 2++Cu 2+；
（5）设计成原电池时，电池反应中发生氧化反应的金属作负极，所以铜作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，可选石墨作正极，发生还原反应的FeCl 3溶液作原电池的电解质溶液，故答案为：铜；石墨； 氯化铁溶液；
（6）设计成原电池时，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，该电池反应中三价铁离子得电子发生还原反应，所以正极上的电极反应式为2Fe 3++2e -=2Fe 2+，铜失电子发生氧化反应，所以负极上的电极反应式为Cu−2e −=Cu 2+；故答案为：Cu-2e -=Cu 2+；2Fe 3++2e -=2Fe 2+。

25．CO(g)+2H 2(g)＝CH 3OH(l)ΔH ＝－129.6 kJ/mol ()()
()()23322H O CH OH CO H c c c c 16.7% bd 放
热反应 若只改变图示CO 2的浓度，温度不变，K 0= K 2，实际K 0=
30.50.50.5 1.5⨯⨯=0.148，而K 2=30.750.750.750.75
⨯⨯=1.78，K 2> K 0，故只增大CO 2的浓度不能建立图示45分钟时的化学平衡状态(还得降低反应温度) c (Na +)>c (HCO 3-)>c (CO 23-)>c (OH －)>c (H +)
【详解】
(1)反应方程式：①2CH 3OH(l)+3O 2(g)＝2CO 2(g)+4H 2O(l) ΔH 1＝－1450.0 kJ/mol ②2CO(g)+O 2(g)＝2CO 2(g) ΔH 2＝－566.0 kJ/mol
③2H 2(g)+O 2(g)＝2H 2O(l) ΔH 3＝－571.6 kJ/mol
由盖斯定律可知，H 2和CO 制液态甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H 2(g)＝CH 3OH(l)ΔH ＝22⨯+-③②①=()()()571.62566.01450.02
-⨯+---kJ/mol=－129.6kJ/mol ； (2)①反应3H 2(g)+CO 2(g)
CH 3OH(g)+H 2O(g)的平衡常数表达式K =()()
()()233
22H O CH OH CO H c c c c ；反应过程中Δc (H 2)=3Δc (CO 2)=3Δc (CH 3OH)=3Δc (H 2O)，由图可知，反应在20min 时达到平衡，因此在T 0 ℃反应达到平衡时，c (H 2)=1.50mol/L ，。