2019-2020学年河南省新野县第一高级中学高二上学期第一次月考化学试题 解析版

2019-2020学年河南省新野县第一高级中学高二上学期第一次月考化学试题 解析版

河南省新野县第一高级中学2019-2020学年高二上学期第一次月考 化学试题 ‎1.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 A. 已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)为放热反应，则SO2的能量一定高于SO3的能量 B. 若C(石墨，s)=C(金刚石，s)　ΔH>0，则石墨比金刚石稳定 C. 已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH=－57.4 kJ·mol－1，则20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量 D. 已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)　ΔH1；2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为放热反应，则2molSO2(g)和1molO2(g)的能量一定高于2molSO3(g)的能量，但SO2的能量不一定高于SO3的能量，A错误；‎ B.若C(石墨，s)=C(金刚石，s)　ΔH>0，则石墨含有的能量比等质量的金刚石的能量低，物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强，所以石墨比金刚石稳定，B正确；‎ C.已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH=－57.4 kJ·mol－1，20.0 g NaOH的物质的量是0.5mol，由于NaOH固体溶于水反应放出热量，所以20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出的热量大于28.7 kJ，C错误；‎ D.等质量的C完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量，物质反应放出的热量越多，则反应热就越小，所以ΔH1<ΔH2，D错误；‎ 故合理选项是B。‎ ‎2.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)‎ A. 石墨电极上产生氢气 B. 铜电极发生还原反应 C. 铜电极接直流电源的负极 D. 当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电解总反应：2Cu+H2OCu2O+H2↑，金属铜失电子，说明金属铜一定作阳极，石墨做阴极，在阴极上是溶液中的氢离子得电子，产生氢气，故A正确；‎ B、铜电极本身失电子，发生氧化反应，故B错误；‎ C、铜电极是电解池的阳极，接直流电源的正极，故C错误；‎ D、反应2Cu+H2OCu2O+H2↑中，若失电子的物质的量为2mol，则生成氧化亚铜1mol，所以当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎【点睛】根据电解总反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑可以知道金属铜为阳极材料，在阳极发生失电子的氧化反应，在阴极上是氢离子发生得到的电子的还原反应。‎ ‎3.实验发现，298 K时，在氯化铁酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是 A. 该原电池的正极反应是：Zn－2e－=Zn2＋‎ B. 左烧杯中溶液的红色逐渐褪去 C. 该电池铂电极上立即有气泡出现 D. 该电池总反应为：3Zn＋2Fe3＋=2Fe＋3Zn2＋‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由于金属活动性Zn>Pt，所以Zn为负极，该原电池的负极的反应式是：Zn-2e－=Zn2＋，A错误；‎ B.在左烧杯中发生反应：Fe3++e-=Fe2+，因此会看到溶液的红色逐渐褪去，B正确；‎ C.该电池铂电极上Fe3+获得电子变为Fe2+，H+不能获得电子，因此不会产生气泡，C错误；‎ D.Zn失去电子变为Zn2+，Fe3+获得电子变为Fe2+，故该电池总反应为：Zn＋2Fe3＋=2Fe2+＋Zn2＋，D错误；‎ 故合理选项是B。‎ ‎4.利用如图所示装置，当X、Y选用不同材料时，可将电解原理广泛应用于工业生产。下列说法中正确的是 A. 氯碱工业中，X、Y均为石墨，Y附近能得到氢氧化钠 B. 铜的精炼中，X是纯铜，Y是粗铜，Z是CuSO4‎ C. 电镀工业中，X是待镀金属，Y是镀层金属 D. 外加电流阴极保护法中，X是待保护金属 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：A．氯碱工业上，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阴极附近得到氢氧化钠，即Y附近能得到氢氧化钠，故A错误；B．铜的精炼中，粗铜作阳极X，纯铜作阴极Y，硫酸铜溶液作电解质溶液，故B错误；C．电镀工业上，Y是待镀金属，X是镀层金属，故C错误；D．外加电流的阴极保护法中，阴极是待保护金属，即Y是待保护金属，故D正确，故选D。‎ ‎【考点定位】考查了电解原理 ‎【名师点晴】原电池原理和电解池原理是高考的热点，根据电解时离子的放电顺序、电镀、电解精炼、金属的腐蚀与防护来分析解答即可，具体分析：氯碱工业上，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，阳极上析出氯气，阴极上析出氢气，阴极附近得到氢氧化钠；铜的精炼中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液；电镀工业上，镀层作阳极，镀件作阴极；外加电流的阴极保护法中，阴极是待保护金属，基础性知识考查，要求强调知识面的熟悉程度，据此分析解题。‎ ‎5.将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。有以下结论：‎ ‎①溶液中几乎没有Br－；②电解质溶液为无色；③最终溶液显碱性；④K＋、Na＋和SO42-的浓度几乎没有变化。正确的是(设Cl2、Br2全部从溶液中逸出)( )‎ A. ①②③ B. 仅③ C. ①④ D. 均正确 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 用铂电极进行电解，且电解时间足够长，根据离子放电顺序，阴离子首先放电的是Br－，其次是Cl－，最后是OH－，阳离子首先放电的是Cu2+，其次是H+，所以先是电解CuBr2，两极分别析出Cu和Br2，当CuBr2电解完毕时，相当于继续电解HCl（H+来自于水的电离），当Cl－被电解完毕时，则继续电解水。①. Br－首先放电生成Br2，所以溶液中几乎没有Br－，故①正确；②. 由于Cu2+和Br－最终都完全电解，转化为单质铜和单质溴，所以电解质溶液变为无色，故②正确；③. Cl－放电时，水电离出的H+放电，使溶液中的c(OH－)增大，最终溶液显碱性，故③正确；④. 由于水被电解，溶液的体积减小，K+、Na+、SO42−的浓度会增大，故④错误；综上所述，①②③正确，答案选A。‎ ‎6.TiO2在光照射下可使水分解：2H2O2H2↑＋O2↑，该过程类似植物的光合作用。下图是光照射下TiO2分解水的装置示意图。下列叙述正确的是 (　　)‎ A. 该装置可以将光能转化为电能，同时也能将其转化为化学能 B. TiO2电极上发生的反应为：2H＋＋2e－=H2↑‎ C. 该装置工作时，电流由TiO2电极经R流向铂电极 D. 该装置工作时，TiO2电极附近溶液的pH变大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：该装置光分解水是将光能转化为化学能，发生氧化还原反应生成氢气和氧气，电子的转移经过R，又将化学能转化为电能；铂电极上生成氢气的反应为2H＋＋2e－=H2↑；TiO2电极上生成氧气的反应为：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，所以TiO2电极附近溶液的pH减小；电子由TiO2电极经R流向铂电极，电流流动方向相反。‎ 考点：本题考查了电池的正极、负极及电解质溶液的相关判断。‎ ‎7. 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 A. a为电池的正极 B. 电池充电反应为LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLi C. 放电时，a极锂的化合价发生变化 D. 放电时，溶液中Li＋从b向a迁移 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：Li发生氧化反应，所以Li为负极，故A正确；电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2Ox+xLi，故B正确；放电时，b极锂的化合价升高发生氧化反应，故C错误；a为正极，放电时溶液中Li+从b向a迁移，故D正确。‎ 考点：本题考查原电池原理。‎ ‎8.有一种纸质软电池，该电池采用薄层纸片作为载体和传导体，一面附着锌，另一面附着MnO2。电池总反应为：Zn＋MnO2＋H2O=ZnO＋Mn(OH)2，关于此电池，下列说法正确的是 A. 该电池Zn为负极，ZnO为正极，MnO2为催化剂 B. 该电池的正极反应为：MnO2+2e－+2H2O=Mn(OH)2+2OH－‎ C. 放电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn D. 电池工作时OH－通过薄层纸片向附着MnO2的电极移动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)可知，反应中Zn被氧化，应为原电池的负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O，MnO2被还原，应为原电池的正极，电极反应式为MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-，原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，以此解答该题。‎ ‎【详解】A.反应中Zn被氧化，应为原电池的负极，MnO2被还原，应为原电池的正极，A错误；‎ B.MnO2被还原，应为原电池的正极，电极反应式为：MnO2+2e－+2H2O=Mn(OH)2+2OH－，B正确；‎ C.放电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路由离子的定向移动形成闭合电路，电子不能通过电解质溶液，C错误；‎ D.电池工作时OH-向负极移动，锌为负极，D错误；‎ 故合理选项是B。‎ ‎【点睛】本题考查原电池原理，注意把握电极反应式书写是解答该题的关键，在学习中注意体会书写方法。‎ ‎9.关于下列各装置图的叙述不正确的是 A. 用图装置实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液 B. 图装置盐桥中KCl的Cl－移向右烧杯 C. 图装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护 D. 图两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量不同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.在铁上镀铜，铜应该为阳极，与电源的正极连接，Fe为阴极，与电源的负极连接，根据电流方向可知a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液，A正确；‎ B.在原电池反应中Zn为负极，失去电子变为Zn2+进入溶液，盐桥中KCl的Cl－向左边的烧杯中移动，B错误；‎ C.图装置中采用电解方法保护钢闸门，钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护，C正确；‎ D.金属活动性Al>Ag，Zn>C，所以在两个原电池中，Al、Zn分别为该电池的负极，失去电子发生氧化反应，Al-3e-=Al3+；Zn-2e-=Zn2+，1molgAl失去3mol电子，1molZn失去2mol电子，所以两个装置中若通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量不同，D正确；‎ 故合理选项是B。‎ ‎10.某同学组装了如图所示的电化学装置。电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则下列说法正确的是 A. 电流方向：电极Ⅳ→→电极Ⅰ B. 电极Ⅰ发生还原反应 C. 电极Ⅱ逐渐溶解 D. 电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋+2e－=Cu ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电极Ⅰ为Al，其它均为Cu，Al易失电子作负极，所以Ⅰ是负极、Ⅳ是阴极，Ⅲ是阳极、Ⅱ是正极。‎ A.电流方向从正极流向阳极，阴极流向负极，即电极Ⅳ→→电极Ⅰ，A正确；‎ B.电极Ⅰ上Al失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Al-3e-=Al3+，B错误；‎ C.电极Ⅱ是正极，正极上发生反应为Cu2++2e-=Cu，所以电极Ⅱ质量逐渐增大，C错误；‎ D.电极Ⅲ为阳极，电极反应式为Cu-2e-═Cu2+，D错误；‎ 故合理选项是A。‎ ‎11. 如图所示，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色，下列说法中正确的是 A. X是正极，Y是负极 B. X是负极，Y是正极 C. CuSO4溶液的pH逐渐增大 D. CuSO4溶液的pH保持不变 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：根据“b极附近溶液显红色”确定b极为阴极，a为阳极，Y为电源负极，X为电源正极，A项正确，B项错误；同时，另一电池中Pt为阳极，Cu为阴极，电解硫酸铜溶液时溶液中产生了硫酸，pH逐渐减小，故C、D项错误。‎ 考点：考查电解原理。‎ ‎12.用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是 A. 待加工铝质工件为阳极 B. 可选用不锈钢网作为阴极 C. 阴极的电极反应式为：‎ D. 硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A说法正确；B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B说法正确；C、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是H＋放电，即2H＋＋2e－=H2↑，故C说法错误；D、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D说法正确。‎ ‎13.某模拟“人工树叶”的电化学实验装置如图所示。该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法错误的是 A. 该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移 B. a电极的反应为：3CO2+18H＋+18e－=C3H8O+5H2O C. 每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原 D. C3H8O形成燃料电池以氢氧化钠溶液作为电解质溶液的负极反应式：C3H8O－18e－+24OH－=3CO32-+16H2O ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.a与电源负极相连，所以a是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以H+从阳极b极区向阴极a极区迁移，A正确；‎ B.a与电源负极相连，则a电极是阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O，B正确；‎ C.电池总的方程式为：6CO2+8H2O2C3H8O+9O2，可知：每生成9mol的氧气，阴极有6mol的二氧化碳被还原，则有1mol的氧气产生，阴极二氧化碳被还原的物质的量为mol=mol，其质量为=29.3g，C错误；‎ D.在负极C3H8O发生氧化反应，在碱性条件下生成碳酸根离子，所以负极的电极反应式：C3H8O-18e-+24OH-=3CO32-+16H2O，D正确。‎ 故合理选项是C。‎ ‎14.如图所示装置中，X是铁，Y是石墨电极，a是硫酸钠溶液，实验开始前，在U形管的两边同时各滴入几滴酚酞溶液，下列叙述正确的是（ ）‎ A. 闭合K1，断开K2,X极放出H2‎ B. 闭合K1，断开K2,Y极为阳极 C. 闭合K2，断开K1，Y极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-‎ D. 闭合K2，断开K1，工作一段时间后，X电极附近溶液显红色 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 分析】‎ 本题考查的知识点是原电池和电解池综合应用题。两者同时考查时很容易混淆。在原电池中：失电子发生氧化反应的一极为负极，得电子发生还原反应的一极为正极；电解池中：与电源正极相连的一极为阳极，阳极失电子发生氧化反应，与电源负极相连的一极为阴极，阴极得电子发生还原反应。‎ ‎【详解】A.闭合K1，断开K2，形成原电池，X极(铁)作负极，失电子发生氧化反应生成Fe2+，故A错误；‎ B.闭合K1，断开K2，形成原电池，Y(石墨)为正极，故B错误；‎ C.闭合K2，断开K1，形成电解池，Y是阳极，OH-失电子发生氧化反应，电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，故C错误；‎ D.闭合K2，断开K1，形成电解池，X是阴极，电极反应式可表示为：2H2O+2e-=H2+2OH-，所以工作一段时间后，X电极附近显红色，故D正确。答案选D。‎ ‎15.锂-空气电池由于具有较高的比能量而成为未来电动汽车的希望。其原理模型如图所示，下列说法不正确的是 A. 可以用LiOH溶液做电解质溶液 B. 锂既是负极材料又是负极反应物 C. 正极反应为2Li+ + O2 + 2e- Li2O2‎ D. 正极采用多孔碳材料是为了更好的吸附空气 ‎【答案】A ‎【解析】‎ A、锂和水反应生成氢氧化锂和氢气，所以不能让金属锂与水溶性电解液直接接触，故A错误；B、锂失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Li-e－=Li＋，锂既是负极材料又是负极反应物，故B正确；C、正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2Li+ + O2 + 2e- ‎ ‎ Li2O2，故C正确；D、多孔碳材料表面积大，正极采用多孔碳材料是为了更好的吸附空气，故D正确；故选A。‎ 点睛：根据阴阳离子的移动方向确定正负极，明确各个电极上发生的电极反应。选项A是易错点，电极反应要注意电池的介质，锂是活泼金属，能与水反应。选项C，Li2O2是固体，写离子方程式时不能拆开。‎ ‎16.铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为：Fe3＋＋Cr2＋Fe2＋＋Cr3＋。下列说法一定正确的是 A. 电池充电时，b极的电极反应式为：Cr3＋＋e－=Cr2＋‎ B. 电池放电时，b极的电极反应式为：Fe2＋－e－=Fe3＋‎ C. 电池放电时，Cl－从b极穿过选择性透过膜移向a极 D. 电池放电时，电路中每通过0.1 mol电子，Fe3＋浓度降低0.1 mol·L－1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.充电时是电解池工作原理，阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为Cr3++e-=Cr2+，A正确；‎ B.电池放电时，反应是原电池的工作原理，负极发生失电子的氧化反应，电极反应式为Cr2+-e-=Cr3+，B错误；‎ C.电池放电时，Cl-从正极室穿过选择性透过膜移向负极室，即从a极穿过选择性透过膜移向b极，C错误；‎ D.放电时，电路中每流过0.1mol电子，就会有0.1mol的铁离子得电子，减小浓度与体积有关，因此不能确定Fe3＋浓度降低数值，D错误；‎ 故合理选项是A。‎ ‎17.二甲醚是一种重要的清洁燃料。合成二甲醚是解决能源危机的研究方向之一。‎ ‎(1)用CO2和H2可以合成二甲醚(CH3OCH3)。‎ 已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=－90.1 kJ·mol－1‎ CO(g)+H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH2=－41.1 kJ·mol－1‎ ‎2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=－24.5 kJ·mol－1‎ 则反应2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=________。‎ ‎(2)二甲醚(CH3OCH3)燃料电池可以提升能量利用率。利用二甲醚酸性介质燃料电池电解200 mL饱和食盐水(惰性电极)，一段时间后，阴极收集到标况下的氢气2.24 L(设电解后溶液体积不变)。‎ ‎①二甲醚燃料电池的正极反应式为：___________，负极反应式为：_____________。‎ ‎②请写出电解食盐水的化学方程式：____________________。‎ ‎③电解后溶液的c(OH－)=________，理论上消耗二甲醚的质量为________(保留一位小数)。‎ ‎【答案】 (1). －122.5 kJ·mol－1 (2). 3O2＋12H＋＋12e－=6H2O (3). CH3OCH3＋3H2O-12e－=2CO2＋12H＋ (4). 2NaCl+2H2O2NaOH＋H2↑+Cl2↑ (5). 1 mol·L－1 (6). 0.8 g ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)首先写出反应的化学方程式，然后利用盖斯定律计算所需热化学方程式；‎ ‎(2)①原电池负极发生氧化反应，二甲醚在负极放电，酸性条件下生成二氧化碳碳，正极是氧气得到电子在酸性溶液中生成水，结合电荷守恒和原子守恒书写电极反应；‎ ‎②电极饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气；‎ ‎③根据电解氯化钠溶液的电解方程式来计算溶液中的OH-的物质的量，然后根据物质的量浓度与物质的量关系式计算溶液中c(OH-)，结合电极反应和电子守恒计算消耗二甲醚的质量。‎ ‎【详解】(1)利用盖斯定律进行计算，将三个方程式进行形式变换。‎ ‎①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=－90.1 kJ·mol－1‎ ‎②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH2=－41.1 kJ·mol－1‎ ‎③2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=－24.5 kJ·mol－1‎ 根据盖斯定律，①×2-2×②+③整理可得：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.5‎ ‎ kJ•mol-1；‎ ‎(2)①正极上是氧气得到电子发生还原反应，在酸性溶液中生成生成水，电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，也可写为：3O2+12H＋+12e－=6H2O；在负极上二甲醚失去电子发生氧化反应，酸性条件下生成二氧化碳，电极反应式为：CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+；‎ ‎②电极饱和食盐水阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，同时溶液中生成氢氧化钠，反应的化学方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH＋H2↑+Cl2↑；‎ ‎③由方程式：2NaCl+2H2O2NaOH＋H2↑+Cl2↑可知：之后反应为直接电解水，n(H2)==0.1mol，则根据方程式可知n(NaOH)=2n(H2)=0.2mol，由于溶液的体积是0.2L，所以c(NaOH)=0.2mol÷0.2L=1mol/L；‎ 电解过程中电子转移总数为0.2mol，结合电极反应和电子守恒计算CH3OCH3＋3H2O-12e－=2CO2＋12H＋，消耗甲醚物质量n(CH3OCH3)=mol，其质量为m(CH3OCH3)=mol×46g/mol=0.8g。‎ ‎【点睛】本题考查用盖斯定律进行有关反应热的计算、原电池和电解池原理及有关化学计算的知识，掌握电极反应书写，并根据电子守恒进行计算是解题的关键。‎ ‎18.据报道，某种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可连续使用较长时间。下图是一个电化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O。‎ 请填空：‎ ‎(1)充电时，①燃料电池的负极与电源________极相连。‎ ‎②阳极的电极反应式为：________________________。‎ ‎(2)放电时：负极的电极反应式为：__________________。‎ ‎(3)在此过程中若完全反应，乙池中A极的质量增加648 g，则甲池中理论上消耗O2____________L(标准状况)。‎ ‎(4)若在常温常压下，1 g CH3OH燃料生成CO2和液态H2O时放热22.68 kJ，表示该反应的热化学方程式为：____________________。‎ ‎【答案】 (1). 负 (2). 4OH－-4e-=2H2O+O2↑ (3). CH3OH＋8OH－-6e－=CO32-＋6H2O (4). 33.6 (5). CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=－725.76 kJ·mol－1‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)充电时，原电池负极与电源负极相连，作阴极，发生还原反应；阳极失电子发生氧化反应；‎ ‎(2)放电时，负极上甲醇失电子发生氧化反应；‎ ‎(3)乙池中A极为阴极，银离子得电子发生还原反应，根据转移电子相等计算氧气的体积；‎ ‎(4)根据物质反应放出的热量与反应的物质多少呈正比计算反应热，然后书写热化学方程式。‎ ‎【详解】(1)①充电时，燃料电池负极与电源负极相连；‎ ‎②阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；‎ ‎(2)放电时，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，所以电极反应式为：CH3OH＋8OH--6e-=CO32-＋6H2O；‎ ‎(3)乙池中A电极上Ag+得电子发生还原反应，当乙池中A电极的质量增加648g，n(Ag)==6mol，则根据同一闭合回路中电子转移数目相等可知：在甲池中理论上消耗O2体积V(O2)=33.6L。‎ ‎(4)若在常温常压下，1g CH3OH燃料生成CO2和液态H2O时放热22.68 kJ，由于1mol甲醇的质量是32g，所以1mol CH3OH燃料生成CO2和液态H2O时放热22.68 kJ×32=725.76 kJ，所以表示该反应的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=－725.76 kJ·mol－1。‎ ‎【点睛】本题考查了原电池和电解池原理、热化学方程式的书写等知识，注意电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性，串联电路中转移电子相等，在书写热化学方程式时，反应放出或吸收的热量既与反应的物质多少有关，也与物质的存在状态有关，一定要将反应的热量与物质的存在状态相对应。‎ ‎19.图中的A为直流电源，B为渗透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：‎ ‎(1)电源A中a点________极。‎ ‎(2)滤纸B上发生氧化反应的电极反应方程式为：____________________。‎ ‎(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路：‎ ‎①电极e上发生的反应为：__________________；‎ ‎②在此过程中电解液的浓度（填“始终不变”、“略微增大”、“略微减小”）___________；‎ ‎③电镀槽中盛放的电镀液可以是________或________(只要求填两种电解质溶液)。‎ ‎【答案】 (1). 正 (2). 2Cl－-2e－= Cl2↑ (3). Zn-2e－=Zn2＋ (4). 始终不变 (5). 硫酸锌溶液 (6). 氯化锌溶液 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色，说明c点有氢氧根离子生成，所以c是阴极、d是阳极，则a是正极、b是负极，e是阳极、f是阴极；‎ ‎(2)滤纸B上，阴极上氢离子放电生成氢气、同时电极附近有氢氧根离子生成，阳极上氯离子放电生成氯气；‎ ‎(3)电镀时，镀层金属作阳极、镀件作阴极，含镀层金属的阳离子作电解质溶液。‎ ‎【详解】(1)A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色，说明c点有氢氧根离子生成，因此c电极是阴极、d电极是阳极，则a是正极、b是负极；‎ ‎(2)滤纸B上，阴极上H+离子放电生成H2、同时阴极附近有OH-离子生成，在阳极上Cl-离子放电生成Cl2，所以c点的电极反应式为：2H++2e-=H2，d点的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2；‎ ‎(3)①电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，含镀层金属的阳离子作电解质溶液，所以若在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K点，使c、d两点短路，由于a为正极，b为负极，则e为阳极Zn，锌失电子发生氧化反应，电解反应为Zn-2e-=Zn2+，f为阴极Fe，在阴极上锌离子得；‎ ‎②电子发生还原反应，由于在反应过程中溶液中Zn2+物质的量不变，溶液的体积不变，所以在此过程中电解液的浓度始终不变；‎ ‎③电解液可以为ZnSO4或ZnCl2或Zn(NO3)2等溶液。‎ ‎【点睛】本题考查电解原理的应用及电镀的知识，根据通电后B上的c点显红色。判断电源的正负极是本题解答的突破口，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意电镀时镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属离子的溶液为电镀溶液。‎ ‎20.科学家制造出一种使用固态电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作为惰性电极，在电极上分别通入CH4和空气，其中固态电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－(O2＋4e－=2O2－)。‎ ‎(1)c电极的名称为________(填“正极”或“负极”)，d电极上的电极反应式为： ____。‎ ‎(2)如图2所示用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L－1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为： __________，若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的c(H＋)=________(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入________(填字母)。‎ a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3‎ ‎【答案】 (1). 正极 (2). CH4＋4O2－-8e－=CO2+2H2O (3). 4OH－-4e－=2H2O＋O2↑ (4). 0.1 mol·L－1 (5). ac ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)依据装置图中电流流向分析，c为正极，氧气得电子发生还原反应，d为负极，甲烷失电子发生氧化反应；‎ ‎(2)图2是电解池，与电源正极连接的a电极为阳极，发生4OH--4e-=O2↑+2H2O，b为阴极，发生为Cu2++2e-=Cu，结合电极方程式计算，使溶液恢复的方法是加入两个电极产物反应后得到的物质。‎ ‎【详解】(1)图1是原电池，依据电流流向是从正极流向负极，c电极为正极，氧气得到电子发生还原反应，d电极为电池负极，甲烷失电子发生还原反应，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2-离子，负极电极反应为：CH4+4O2－-8e－=CO2+2H2O；‎ ‎(2)如图2所示电解100mL0.5mol/LCuSO4溶液，发生的电解池反应为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，与电源正极相连的为阳极，溶液中OH-失去电子发生氧化反应，电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；‎ 若a电极产生56mL(标准状况)气体为O2，其物质的量n(O2)=0.056L÷22.4L/mol=0.0025mol，消耗OH-离子的物质的量为n(OH-)=4n(O2)=0.01mol，则溶液中生成H+物质的量n(H+)= n(OH-)=0.01mol，c(H+)==0.1mol/L；‎ 在所得溶液电解过程中，CuSO4溶液每反应产生2个Cu原子，就会同时损失2个O原子，相当于失去2个CuO，为了使CuSO4溶液，恢复原浓度，应加入CuO，也可以加入CuCO3，因为CuCO3+H2SO4=CuSO4+CO2↑+H2O，相当于加CuO，符合恢复溶液浓度的定量关系；但不能加入Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3，而Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O、Cu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O，除增加溶质外还增加了水，故合理选项是ac。‎ ‎【点睛】本题考查有关电解的判断与计算的知识，注意与电源负极连接的为阴极，发生还原反应，与电源正极连接的电极为阳极，发生氧化反应，根据在同一回路中电子转移数目相等进行有关计算，要使溶液复原，方法是将电解时两个电极中析出的物质反应产生的物质加入到该溶液中就可以。该题在注重对基础知识巩固和训练的同时，主要侧重对学生能力的培养，有助于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。‎ ‎21.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中阴极产物为：_____________________。‎ ‎(2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CnH2nOn、O2为原料，硫酸溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为：_________________。‎ ‎(3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。‎ ‎　‎ 图2电池负极区的电极反应为：_______________；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现________色，c位置的电极反应式为____________________，若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是___________(填A或B)电极。‎ ‎【答案】 (1). ②③ (2). NaOH和H2 (3). CnH2nOn-4ne－+nH2O=nCO2+4nH＋ (4). BH4--8e－＋8OH-=BO2-+6H2O (5). 红 (6). O2+2H2O+4e-=4OH- (7). B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)①装置为原电池铁为负极被腐蚀；②装置为原电池锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护；③装置为电解池，铁作阴极被保护；‎ ‎(2)CnH2nOn的电极为负极，电极反应为：CnH2nOn-4ne-+nH2O=nCO2+4nH+；‎ ‎(3)图2负极是BH4-发生氧化反应；原电池发生吸氧腐蚀，正极是氧气得电子生成大量的氢氧化钠，能使酚酞变红色；若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则阳极放电的是I-离子，反应产生I2，b为阳极，与正极B相连。‎ ‎【详解】(1)①装置为原电池铁为负极被腐蚀；②装置为原电池锌为负极被腐蚀，，Fe作正极被保护；③装置为电解池，铁作阴极被保护；②③装置中铁被保护；装置③中发生的是电解饱和食盐水的反应，阳极是Cl-失电子生成Cl2，阴极是H+得到电子，反应产生H2，H+放电发生还原反应，破坏了附近的水的电离平衡，水进一步电离，最终附近溶液中c(OH-)>c(H+)，所以阴极附近溶液中含有大量NaOH，故装置③中阴极产物为：H2、NaOH； ‎ ‎(2)通入CnH2nOn的电极为负极，电极反应为：CnH2nOn-4ne－+nH2O=nCO2+4nH＋；‎ ‎(3)图2燃料电池的负极是BH4-发生氧化反应，电极反应式为BH4--8e－＋8OH-=BO2-+6H2O；正极上H2O2获得电子变为OH-，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，构成原电池，则a电极是锌板，锌电极为负极，锌失电子，铅笔芯为正极，O2得电子，在该极生成大量的氢氧化钠，使溶液显碱性，酚酞溶液变为红色；c位置的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则阳极放电的是I-，为阳极，b电极与电源的正极B相连。‎ ‎【点睛】本题考查了电化学在金属腐蚀与防护的应用的知识。防止金属腐蚀的方法有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法、制成合金、覆盖保护层等；注意电极反应书写要与溶液的酸碱性结合起来分析，在书写电极池中阳极电极式时，书写看电极材料，若为活性电极，则电极失去电子发生氧化反应；若为惰性电极，则按照阴离子放电顺序S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子顺序分析判断。‎ ‎ ‎