2021版高考化学一轮复习专题质量评估六含解析苏教版

2021版高考化学一轮复习专题质量评估六含解析苏教版

专题质量评估(六)(专题6)‎ ‎(90分钟　100分)‎ 一、单项选择题(本大题共20小题,每小题2分,共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)‎ ‎1.下列有关能源开发的说法错误的是 (　　)‎ A.硅在太阳能发电过程中具有重要的作用是因为硅是半导体材料 B.金属燃料可能成为新能源,纳米金属燃料更易点燃 C.氢气作高能燃料,不会造成空气污染 D.大力开发利用可燃冰(固态甲烷水合物),符合“绿色化学”思想 ‎【解析】选D。太阳能电池板的主要材料为单质硅,是半导体材料,可导电,A项正确;纳米金属燃料表面积大,活性高,易点燃,B项正确;氢气燃烧的产物是水,不会造成空气污染,C项正确;“绿色化学”要求从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,不产生废弃物,原子利用率为100%。可燃冰是不可再生资源,而且大量使用必然会加剧温室气体的排放,不符合“绿色化学”的思想,D项错误。‎ ‎2.下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是 (　　)‎ A.已知C(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH>0,则金刚石比石墨稳定 B.已知I2(g)+H2(g)2HI(g)　ΔH1;I2(s)+H2(g)2HI(g)　ΔH2;则ΔH1<ΔH2‎ C.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1‎ D.已知H2(g)+F2(g)2HF(g)　‎ ΔH=-270 kJ·mol-1,则2 L氟化氢气体分解成1 L氢气和1 L氟气吸收270 kJ热量 ‎【解析】选B。A.C(石墨,s)C(金刚石,s)吸热,说明石墨能量低,所以石墨比金刚石稳定,故A错误;B.前者比后者放热多,所以ΔH1<ΔH2故B正确;C.因为中和热是指强酸与强碱中和生成1 mol水时放出的热量,H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,故C错误;D.已知H2(g)+F2(g)2HF(g)　ΔH=‎ ‎-270 kJ·mol-1,则2 mol氟化氢气体分解成1 mol氢气和1 mol氟气吸收270 kJ热量,故D错误。‎ ‎3.(2019·浙江4月学考真题)下列说法不正确的是 (　　)‎ A.电解熔融氯化镁可制取金属镁 25‎ B.电解饱和食盐水可制取氯气 C.生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和晶体硅 D.接触法制硫酸的硫元素主要来源于硫黄或含硫矿石 ‎【解析】选C。电解熔融氯化镁可制取金属镁,A正确;电解饱和食盐水可制取氯气,B正确;生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和石英,C错误;接触法制硫酸的硫元素主要来源于硫黄或含硫矿石,D正确。‎ ‎4.下表中列出了25 ℃、101 kPa时一些物质的燃烧热数据 物质 CH4‎ C2H2‎ H2‎ 燃烧热/kJ·mol-1‎ ‎890.3‎ ‎129 9.6‎ ‎285.8‎ 已知键能:C—H键:413.4 kJ·mol-1、H—H键:436.0 kJ·mol-1。则下列叙述正确的是 (　　)‎ A.C≡C键能为796.0 kJ·mol-1‎ B.C—H键键长小于H—H键 C.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)‎ ΔH=-571.6 kJ·mol-1‎ D.2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)‎ ΔH=-376.4 kJ·mol-1‎ ‎【解析】选A。B.C原子半径大于H原子半径,故C—H键键长大于H—H键,错误;C.燃烧热指的是1 mol可燃物燃烧生成稳定的化合物所放出的热量,故H2的燃烧热是H2生成液态水时放出的热量,错误;D.‎ ‎①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)‎ ΔH1=-890.3 kJ·mol-1‎ ‎②C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l)‎ ΔH2=-1299.6 kJ·mol-1‎ ‎③H2(g)+O2(g)H2O(l)‎ ΔH3=-285.8 kJ·mol-1‎ ‎④2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)‎ 25‎ ‎④=①×2-②-③×3‎ ΔH=2ΔH1-ΔH2-3ΔH3=376.4 kJ·mol-1,错误。‎ ‎5.我国科技创新成果斐然,下列成果与电化学无关的是 (　　)‎ A.①环氧烷烃被有机金属材料吸附与CO2生成碳酸酯 B.②研发出水溶液锂离子电池 C.③研发出“可呼吸”Na-CO2电池 D.④常温常压下用电解法制备高纯H2‎ ‎【解析】选A。环氧烷烃被有机金属材料吸附与CO2生成碳酸酯,无电流产生,与电化学无关,A正确;锂电池,能够发生自发的氧化还原反应,属于原电池,与电化学有关,B错误;Na-CO2电池,属于原电池,与电化学有关,C错误;用电解法制备H2,属于电解池,与电化学有关,D错误。‎ ‎6.环保、安全的铝-空气电池的工作原理如图所示,下列有关叙述错误的是 ‎(　　)‎ A.NaCl的作用是增强溶液的导电性 B.正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-‎ C.电池工作过程中,电解质溶液的pH不断增大 D.用该电池作电源电解KI溶液制取1 mol KIO3,消耗铝电极的质量为54 g 25‎ ‎【解析】选C。由图示可知Al电极为负极,电极反应式为Al-3e-+3OH-Al(OH)3,O2在正极反应:O2+4e-+2H2O4OH-,总反应方程式为4Al+3O2+6H2O4Al(OH)3↓,pH基本不变,A、B正确,C错误;1 mol KI制得1 mol KIO3转移6 mol电子,消耗2 mol Al,即54 g铝,D正确。‎ ‎【加固训练】‎ 如图,在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示,关于该装置的下列说法中正确的是　 (　　)‎ A.外电路的电流方向为X→外电路→Y B.若两电极分别为Fe和碳棒,则X为碳棒,Y为Fe C.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应 D.若两电极都是金属,则它们的活动性顺序为X>Y ‎【解析】选D。由图示电子流向知X为负极,Y为正极,则电流方向为Y→外电路→X,故A错误;若两电极分别为Fe和碳棒,则X为铁,Y为碳棒,B错误;负极上失去电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,C错误;若两电极均为金属,活泼金属作负极,故有活动性X>Y,D正确。‎ ‎7.某同学用如下装置进行实验①和②,在相同时间内,记录现象如下(溶液的温度变化均不明显)。‎ 实验装置 实验 序号 电极 材料 实验现象 ‎①‎ 铂 两极均产生大量无色气泡,两极区的溶液均未见白色浑浊 ‎②‎ 石墨 两极均产生大量无色气泡,阴极区未见白色浑浊,阳极区产生白色浑浊,分离出该白色固体,加酸溶解,产生气泡 根据实验现象,下列说法正确的是 (　　)‎ A.①②中,阴极的电极反应式:2H2O-4e-O2↑+4H+‎ 25‎ B.②中,白色浑浊的主要成分是Ca(OH)2‎ C.②中,产生白色浑浊的主要原因是电解过程消耗水 D.②中,产生白色浑浊与阳极材料被氧化生成C有关 ‎【解析】选D。惰性电极电解石灰水溶液,在阴极,氢离子得电子变为氢气,2H++2e-H2↑,A错误;②阳极区产生白色浑浊,分离出该白色固体,加酸溶解,产生气泡,说明该白色沉淀为碳酸钙,B错误;②中,阳极中氢氧根离子失电子变为氧气,氧气与电极材料石墨反应生成二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙,这是主要原因,C错误、D正确。‎ ‎8.对于反应Zn(s)+H2SO4(aq)ZnSO4(aq)+H2(g)(反应放热),下列叙述中正确的是 (　　)‎ A.反应过程中的能量关系可用如图表示 B.1 mol锌所具有的能量高于1 mol H2所具有的能量 C.若将该反应设计成原电池,则锌作正极 D.若将该反应设计成原电池,当有32.5 g锌溶解时,正极放出气体的体积为 ‎11.2 L ‎【解析】选A。由于该反应是一个放热反应,依据能量守恒原理可知:反应物总能量高于生成物总能量,A项中图象与此相符,A项正确;反应物、生成物各有两种,B项不正确;反应中锌作负极,C项不正确;D项中因未指明温度、压强等条件,气体体积不确定。‎ ‎9.下列描述中,不符合生产实际的是 (　　)‎ 25‎ A.电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极 B.在镀件上电镀锌,用锌作阳极 C.用如图1装置生产家用消毒液(NaClO)‎ D.用如图2装置为铅蓄电池充电 ‎【解析】选D。用石墨作电极电解饱和NaCl溶液发生的反应是2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,伴随电解过程所发生的副反应是2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O,从而制得有较强杀菌能力的NaClO、NaCl混合溶液,C项正确;蓄电池中PbO2为正极,Pb为负极,给蓄电池充电时,应遵循“正接正,负接负”的原则连接,D项错误。‎ ‎【加固训练】‎ ‎(2018·衢州模拟)用惰性电极电解1 L 0.1 mol·L-1含Cu2+、X3+的水溶液,阴极质量和通过电子的物质的量的关系如图所示,则溶液中离子的氧化性由强到弱的顺序是 (　　)‎ A.Cu2+>X3+>H+‎ B.X3+>Cu2+>H+‎ C.Cu2+>H+>X3+‎ D.H+>Cu2+>X3+‎ ‎【解析】选C。在阴极氧化性强的离子先放电。由图中曲线只有一个拐点可判断阴极上只有一种金属离子放电,随着通过电子的物质的量的增加,阴极质量不再变化,可知此时H+在放电、X3+在水溶液中不放电,则三种阳离子氧化性强弱的顺序为Cu2+>H+>X3+。‎ ‎10.可充电氟镁动力电池比锂电池具有更高的能量密度和安全性,其电池反应为Mg+2MnF32MnF2+MgF2。下列有关说法不正确的是 (　　)‎ A.镁为负极材料 B.正极的电极反应式为MnF3+e-MnF2+F-‎ C.电子从镁极流出,经电解质流向正极 D.每生成1 mol MnF2时转移1 mol电子 25‎ ‎【解析】选C。由电池反应知,镁作还原剂,发生氧化反应,镁极为负极,A项不符合题意;电池反应中,三氟化锰发生还原反应,B项不符合题意;电子由负极(镁极)流出经外电路流向正极,C项符合题意;锰元素由+3价降至+2价,D项不符合题意。‎ ‎11.我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象,在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀,防护原理如图所示。下列说法错误的是 ‎ ‎(　　)‎ A.通电时,锌环是阳极,发生氧化反应 B.通电时,阴极上的电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-‎ C.断电时,锌环上的电极反应为Zn2++2e-Zn D.断电时,仍能防止铁帽被腐蚀 ‎【解析】选C。通电时,锌环与电源正极相连,锌环作阳极,锌失电子发生氧化反应,A正确;铁帽为阴极,阴极上H+得到电子生成氢气,阴极电极反应为2H2O+2e-‎ H2↑+2OH-,B正确;断电时,锌铁形成原电池,锌失电子生成Zn2+,锌环上的电极反应为Zn-2e-Zn2+,Fe作正极被保护,仍能防止铁帽被腐蚀,C错误、D正确。‎ ‎12.常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液,电解一段时间后,下列有关电解质溶液变化的说法正确的是 (　　)‎ A.电解质溶液的浓度增大,pH减小 B.电解质溶液的浓度增大,pH增大 C.电解质溶液的浓度减小,pH减小 D.电解质溶液的浓度不变,pH不变 ‎【解析】选A。NaHSO4Na++H++S,溶液呈酸性,常温下用惰性电极电解NaHSO4溶液实质是电解水,因此NaHSO4溶液的浓度增大,c(H+)增大,pH减小。‎ ‎13.(2020·丽水模拟)近来科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC),它用磺酸类质子作溶剂,在200 ℃左右时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加安全。电池总反应式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O,下列说法不正确的是 (　　)‎ A.C2H5OH在电池的负极上参加反应 25‎ B.1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子 C.在外电路中电子由负极沿导线流向正极 D.电池正极的电极反应式为4H++O2+4e-2H2O ‎【解析】选B。乙醇电池的电极反应,正极:3O2+12H++12e-6H2O,负极:C2H5OH+3H2O-12e-2CO2+12H+,所以1 mol乙醇在负极被氧化时转移电子 ‎12 mol,外电路中电子沿导线由负极流向正极。‎ ‎14.科学家最新研究表明,一种糖生物电池可以完全将糖中的化学能量转变为电流,它使用酶代替贵金属催化剂,利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断正确的是 (　　)‎ A.该电池不宜在高温下工作 B.放电过程中,电池内阳离子向负极迁移 C.若该电池为酸性介质,则正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-‎ D.若该电池为碱性介质,且以葡萄糖为原料,则电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O ‎【解析】选A。该电池中酶作催化剂,而酶为蛋白质,在高温下会变性,失去催化活性,因此该电池不宜在高温下工作,A项正确;放电过程中,电池内阳离子向正极移动,B项错误;该电池正极上O2发生还原反应,酸性介质中H+向正极移动并参与反应,电极反应式为O2+4H++4e-2H2O,C项错误;该电池为碱性介质,以葡萄糖为原料时,总反应为C6H12O6+6O2+12OH-6C+12H2O,D项错误。‎ ‎15.某铁件需长期浸在水下,为减少腐蚀,想采取下列措施,其中不正确的是 ‎(　　)‎ A.在铁件上铆上一些锌片 B.在制造铁件时,在铁中掺入一定量的铜制合金 C.在铁件表面涂上一层较厚的沥青 D.给铁件通入直流电,把铁件与电源负极相连 ‎【解析】选B。A项,铁、锌、水形成原电池,锌比铁活泼,铁被保护;B项,铁比铜活泼,加快铁的腐蚀;C项,涂上沥青,阻止铁与空气、水接触,铁被保护;D项,铁作阴极被保护。‎ ‎【加固训练】‎ ‎1.原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是 ‎(　　)‎ 25‎ A.装置①研究的是金属的吸氧腐蚀,Fe上的反应为Fe-2e-Fe2+‎ B.装置②研究的是电解CuCl2溶液,该装置将电能转化为化学能 C.装置③研究的是电解饱和食盐水,电解过程中B极上发生氧化反应 D.三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应 ‎【解析】选C。A中铁作负极,反应为Fe-2e-Fe2+,弱酸性或中性条件下发生吸氧腐蚀,正确;B中正确;C中B极:2H++2e-H2↑,发生还原反应,错误;D中正确。‎ ‎2.(2018·嘉兴模拟)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是(　　)‎ A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程 B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率 D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 ‎【解析】选C。电镀前,Zn与Fe构成原电池,Zn为负极,Fe为正极,电镀时,Fe为阴极,Zn为阳极,原电池充电时,原电池负极为阴极、正极为阳极,故不属于原电池的充电过程,A错误;根据电子守恒,通过电子的电量与析出Zn的量成正比,B错误;电流恒定,单位时间通过的电子的物质的量恒定,即电解速率恒定,C正确;镀层破损后,Zn与Fe仍能构成原电池,其中Zn为负极被腐蚀,Fe为正极被保护,D错误。‎ ‎3.(2018·湖州模拟)一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示。以下说法不正确的是 (　　)‎ 25‎ A.中间室Cl-移向左室 B.X气体为CO2‎ C.处理后的含硝酸根废水pH降低 D.电路中每通过1 mol电子,产生标准状况下氮气的体积为2.24 L ‎【解析】选C。由图示可知右池中N被还原为N2:2N+10e-+12H+N2↑+6H2O,右室为正极区,左室为负极区。A项,右室中H+被消耗,Na+透过离子交换膜移向右室,Cl-移向左室,正确;B项,左室为负极区,有机物被氧化成CO2,正确;C项,由右室反应可知消耗H+,pH升高,错误;D项,由右室反应可知,正确。‎ ‎16.某科学家利用二氧化铈 ‎(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下:‎ mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2‎ ‎(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO 下列说法不正确的是 (　　)‎ A.该过程中CeO2没有消耗 B.该过程实现了太阳能向化学能的转化 C.如图中ΔH1=ΔH2+ΔH3‎ D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e-C+2H2O ‎【解析】选C。A.根据题干中已知的两个反应可以看出,CeO2在反应前后没有变化,CeO2应是水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳的催化剂。B.在太阳能的作用下,水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳,太阳能转化为化学能。C.根据盖斯定律可知-ΔH1=ΔH2+ΔH3。D.‎ 25‎ 以一氧化碳和氧气构成的碱性燃料电池,负极应为一氧化碳失电子,在碱性条件下一氧化碳应变为碳酸根离子,结合选项中所给的电极反应式,再根据电荷守恒、得失电子守恒则可判断其正确。‎ ‎17.NaBH4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。已知,能量密度=电池输出电能/燃料质量,以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是 (　　)‎ A.离子交换膜应为阳离子交换膜,Na+由左极室向右极室迁移 B.该燃料电池的负极反应式为B+8OH--8e-B+6H2O C.若NaBH4燃料电池的电压为U伏,则此电池的能量密度为2.03×104 U kJ·kg-1‎ D.每消耗2.24 L O2(标准状况)时,A电极的质量减轻12.8 g ‎【解析】选D。由题中信息可知,该燃料电池负极发生B+8OH--8e-B+6H2O,正极发生2O2+8e-+4H2O8OH-,由于反应后右室的氢氧化钠溶液的浓度变大,故离子交换膜为阳离子交换膜,Na+由左室向右室迁移。A电极为阳极、B电极为阴极,则A为粗铜、B为纯铜。A.离子交换膜应为阳离子交换膜,Na+由左极室向右极室迁移,A正确;B.该燃料电池的负极反应式为B+8OH--8e-B+6H2O,B正确;C.1 mol NaBH4的质量为38 g,1 mol NaBH4完全反应可转移8 mol电子,1个电子的电量为1.6×10-19 C,若NaBH4燃料电池的电压为U伏,则此电池的能量密度为=2.03×104 UJ·g-1=2.03×104 U kJ·kg-1,C正确;D.每消耗2.24 L O2(标准状况)时,即消耗0.1 mol氧气,则电子转移0.4 mol,A电极是粗铜,除铜溶解外,还有比铜活泼的杂质金属(如锌等)也溶解,故无法计算A电极减轻的质量,D不正确。‎ ‎【加固训练】‎ 25‎ ‎(2018·湖州模拟)铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图一所示,工作原理为Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+。图二为利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫的质子膜燃料电池。下列说法一定正确的是 (　　)‎ A.图一电池放电时,C1-从负极穿过选择性透过膜移向正极 B.图一电池放电时,电路中每通过0.1 mol电子,Fe3+浓度降低0.1 mol·L-1‎ C.用图二电池给图一装置充电时,图二中电极a接图一的正极 D.用图二电池给图一装置充电时,每生成1 mol S2(s),图一装置中就有4 mol Cr3+被还原 ‎【解析】选D。A、根据原电池工作原理,内电路中的阴离子向负极移动,所以A错误;B、电池放电时,电路中每通过0.1 mol电子,Fe3+的物质的量减小0.1 mol,但其浓度降低多少由体积决定,所以B错误;C、图二中在电极a上,H2S失去电子生成S2,所以电极a为负极,因此应连接图一的负极上,所以C错误;D、在图二中每生成1 mol S2(s)转移电子4 mol,则图一中就有4 mol Cr3+被Fe2+还原为Cr2+,所以D正确。‎ ‎18.某传感器工作原理如图所示。利用该传感器可以测定空气中NO、CO、NH3、SO2等有害气体的含量。下列说法正确的是 (　　)‎ A.若M为熔融KOH,X为NH3,Y为N2,则负极的电极反应式为2NH3-6e-N2+6H+‎ B.若M是含O2-的固体电解质,X为NO,则负极电极反应式为2NO-4e-+2O2-2NO2‎ 25‎ C.传感器工作中,电子由Pt(Ⅰ)极经电流仪传到Pt(Ⅱ)极 D.若X为CO,M为KOH溶液,则电池总反应为2CO+O22CO2‎ ‎【解析】选B。由于M是熔融的KOH,放电生成H+会与OH-反应生成水,负极电极反应为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O,A错误;若M是含O2-的固体电解质,则负极的电极反应式为2NO-4e-+2O2-2NO2,正极的电极反应式为O2+4e-2O2-,B正确;题述装置属于原电池,Pt(Ⅰ)极为正极,Pt(Ⅱ)极为负极,电子由负极经外电路流向正极,C错误;若X为CO,M为KOH溶液,则负极的电极反应式为CO-2e-+4OH-‎ C+2H2O,电池总反应为2CO+4KOH+O22K2CO3+2H2O,D错误。‎ ‎【加固训练】‎ 某同学按如图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属,它们的硫酸盐可溶于水,当K闭合时,S从右向左通过交换膜移向A极。下列分析正确的是 ‎(　　)‎ A.溶液中c(A2+)减小 B.B极的电极反应:B-2e-B2+‎ C.Y电极上有H2产生,发生还原反应 D.反应初期,X电极周围出现白色胶状沉淀 ‎【解析】选D。根据S从右向左通过交换膜移向A极,则A极为负极,电极反应为A-2e-A2+,溶液中c(A2+)增大,A错误;B极为正极,发生还原反应,B错误;Y电极为阳极,为Cl-放电,发生氧化反应:2Cl--2e-Cl2↑,有Cl2产生,C错误;右边U形管中最初为电解AlCl3溶液,X电极为H+放电,c(H+)减小,c(OH-)增大,且Al3+移向X极,因此会产生Al(OH)3白色胶状沉淀,D正确。‎ ‎19.甲醇(CH3OH)是一种有毒物质,检测甲醇含量的测试仪工作原理如图所示。下列说法正确的是 (　　)‎ 25‎ A.该装置将电能转化为化学能 B.a电极发生的电极反应为CH3OH-6e-+H2OCO2↑+6H+‎ C.当电路中有1 mol电子转移时,正极区n(H+)增加1 mol D.将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液,该测试仪不可能产生电流 ‎【解析】选B。该装置为燃料电池,将化学能转化为电能,A错误;a电极失去电子发生氧化反应,B正确;正极区H+生成H2O,C错误;碱性条件仍可以构成原电池,D错误。‎ ‎【加固训练】‎ 假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电解、电镀要求,即为理想化。①～⑧为各装置中的电极编号。下列说法错误的是 (　　)‎ A.当K闭合时,A装置发生吸氧腐蚀,在电路中作电源 B.当K断开时,B装置锌片溶解,有氢气产生 C.当K闭合后,整个电路中电子的流动方向为①→⑧;⑦→⑥;⑤→④;③→②‎ D.当K闭合后,A、B装置中pH变大,C、D装置中pH不变 ‎【解析】选A。当K闭合时,B装置构成原电池,在电路中作电源,A、C、D装置是电解池,A错误;当K断开时,B装置锌片与硫酸反应锌片溶解,有氢气产生,B正确;整个电路中电子的流动方向为③→②;①→⑧;⑦→⑥;⑤→④,C正确;当K闭合后,B装置中消耗H+,pH变大,A装置中电解饱和食盐水,pH变大;C装置中相当于在银上镀铜,pH不变;D装置中相当于铜的电解精炼,pH不变,D正确。‎ ‎20.一种可快速充放电的铝离子电池,该电池电解质为离子液体{AlCl3[EMIM]Cl},放电时有关离子转化如图所示。下列说法正确的是 (　　)‎ 25‎ A.放电时,负极发生:2AlC-e-Al2C+Cl-‎ B.放电时,电路中每通过3 mol电子,正极减少27 g C.充电时,泡沫石墨极与外电源的负极相连 D.充电时,阴极发生:4Al2C+3e-Al+7AlC ‎【解析】选D。放电时,活泼的金属铝是负极失电子生成Al3+,然后与AlC结合生成Al2C,电极反应式为Al-3e-+7AlC4Al2C,A错误;负极Al失电子,每通过3 mol电子,负极减少27 g,B错误;泡沫石墨极与外电源的正极相连,C错误;充电时,Al2C在阴极得电子4Al2C+3e-Al+7AlC,D正确。‎ 二、非选择题(本大题共5小题,共60分)‎ ‎21.(12分)能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。‎ ‎(1)已知:‎ ‎①2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1;‎ ‎②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1;‎ ‎③S(s)+O2(gSO2(g) ΔH=-Q3 kJ·mol-1。‎ 工业上常用SO2将CO氧化转化为单质硫的热化学方程式是 _______________‎ ‎_________________________________________________________________。 ‎ ‎(2)已知:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-437.3 kJ·mol-1‎ ‎②H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-285.8 kJ·mol-1‎ ‎③CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1‎ 则煤的气化主要反应的热化学方程式是:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=____________ kJ·mol-1。 ‎ 25‎ ‎(3)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题: 已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为 ‎ ________________________________________________________________。 ‎ ‎(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下,已知该反应每消耗1 mol CuCl(s),放热44.4 kJ,该反应的热化学方程式是 ‎ _______________________________________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)运用盖斯定律,由2×②-③-①即可求得目标反应,目标反应的ΔH=(Q1-2Q2+Q3) kJ·mol-1。‎ ‎(2)根据盖斯定律,C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可以通过①-②-③得到,因此该反应的ΔH=-437.3 kJ·mol-1-(-285.8 kJ·mol-1)-(-283.0 kJ·mol-1)=‎ ‎+131.5 kJ·mol-1。‎ ‎(3)室温时AX3为液体,X2是气体,AX5是固体,热化学方程式为AX3(l)+X2(g)AX5(s)　 ΔH=-123.8 kJ·mol-1。‎ ‎(4)4 mol CuCl反应放热4×44.4 kJ。‎ 答案:(1)SO2(g)+2CO(g)S(s)+2CO2(g)　ΔH=(Q1-2Q2+Q3) kJ·mol-1‎ ‎(2)+131.5‎ ‎(3)AX3(l)+X2(g)AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1‎ ‎(4)4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6 kJ·mol-1‎ ‎22.(12分)燃料电池具有广阔的发展前途,科学家近年研制出一种微型的燃料电池,采用甲醇取代氢气作燃料可以简化电池设计,该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。‎ 请根据图示回答下列问题: ‎ 25‎ ‎(1)图中a极是________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”),a电极上发生的电极反应式为 ________________________________________________。 ‎ ‎(2)碱性条件下,通入甲醇的一极发生的电极反应式为 ____________________‎ ‎________________________________________________________________。 ‎ ‎(3)当消耗3.36 L氧气时(已折合为标准状况),理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是________。 ‎ ‎(4)25 ℃,101 kPa时,燃烧16 g CH3OH生成CO2和H2O(l),放出的热量为363.26 kJ,写出甲醇燃烧的热化学方程式: ______________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)通入氧气的电极是正极,通甲醇的电极是负极,又因为a电极和电源的正极相连,则a极是阳极(失电子反应),故发生电极反应的是溶液中的氢氧根离子,即4OH--4e-O2↑+2H2O。‎ ‎(2)碱性条件下,碳元素反应后以C的形式存在,故电极反应是CH3OH-6e-十8OH-C+6H2O;‎ ‎(3)原电池中消耗氧气的物质的量等同于电解水生成的氧气量,所以生成的气体总的物质的量应是氧气的3倍,即0.45 mol。‎ ‎(4)25 ℃,101 kPa时,燃烧16 g CH3OH生成CO2和H2O(1),放出的热量为363.26 kJ,则燃烧1 mol CH3OH放出的热量为726.52 kJ。由此写出热化学方程式。‎ 答案:(1)阳极　4OH--4e-O2↑+2H2O ‎(2)CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O ‎(3)0.45 mol ‎(4)CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.52 kJ·mol-1‎ ‎【加固训练】‎ ‎ (1)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。‎ 25‎ 负极反应式为 __________________________________________________, ‎ 正极反应式为 __________________________________________________。 ‎ ‎(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示,该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。‎ ‎①X为________极,Y电极反应式为__ ______________________________。 ‎ ‎②Y极生成1 mol Cl2时,__ ____mol Li+移向____ __极(填“X”或“Y”)。 ‎ ‎(3)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂,KOH作电解质。‎ 负极反应式为______________________________________________________, ‎ 正极反应式为______________________________________________________。 ‎ ‎【解析】 (1)根据装置可知O2得电子,在正极反应生成H2O,呼气中的C2H5OH失电子,在负极反应生成CH3COOH。(2)根据装置可知生成H2的电极为正极,生成Cl2的电极为负极。‎ ‎(3)根据装置可知N2H4→N2为氧化反应,在负极上反应。‎ 答案:(1)C2H5OH-4e-+H2OCH3COOH+4H+　O2+4e-+4H+2H2O ‎(2)①正　2Cl--2e-Cl2↑　②2　X ‎(3)N2H4-4e-+4OH-N2↑+4H2O O2+4e-+2H2O4OH-‎ 25‎ ‎23.(10分)氨在工农业生产中应用广泛。在压强为30 MPa时,合成氨时平衡混合气体中NH3的体积分数与温度的关系如表所示:‎ 温度/ ℃‎ ‎200‎ ‎300‎ ‎400‎ ‎500‎ ‎600‎ 氨的体积 分数/%‎ ‎89.9‎ ‎71.0‎ ‎47.0‎ ‎26.4‎ ‎13.8‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)根据表中数据,结合化学平衡移动原理,说明合成氨反应是放热反应的原因: ________________________________________________________。 ‎ ‎(2)根据图写出合成氨的热化学方程式是 ___________________________。 ‎ ‎(3)将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量______(填“大于”“等于”或“小于”)92.2 kJ,原因是________________________;若加入催化剂,ΔH________(填“变大”“不变”或“变小”)。 ‎ ‎(4)已知分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键时需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ,则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为________kJ。 ‎ ‎(5)N2H4可视为NH3分子中的H被—NH2取代的产物。发射卫星时以N2H4(g)为燃料、NO2为氧化剂,二者反应生成N2和H2O(g)。‎ 已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH1=+67.7 kJ· mol-1‎ N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ· mol-1‎ 则1 mol N2H4与NO2完全反应的热化学方程式为 ________________________。 ‎ ‎【解析】(1)温度升高,氨在混合气体中的体积分数减小,平衡向吸热反应方向移动,故正反应是放热反应。(2)根据图可知反应放热,焓变ΔH=-92.2 kJ· mol-1。(3)合成氨的热化学方程式表示1 mol氮气与3 mol氢气完全反应生成2 mol NH3时放出92.2 kJ的热量,而合成氨的反应是可逆反应,1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不可能完全反应生成2 mol的NH3(g),故测得反应放出的热量小于92.2 kJ。‎ 25‎ ‎(4)设破坏1 mol N—H键需吸收的能量为x kJ,946+436×3-6x=-92.2,x≈391。(5)首先依信息反应物为N2H4(g)和NO2(g),生成物为N2(g)和H2O(g),写出方程式并配平得N2H4(g)+NO2(g)N2(g)+2H2O(g),依据盖斯定律可得此反应的ΔH=ΔH2-ΔH1=-567.85 kJ· mol-1。‎ 答案:(1)温度升高,氨在混合气体中的体积分数减小,平衡向吸热反应方向移动,故正反应是放热反应 ‎(2)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ· mol-1‎ ‎(3)小于　该反应是可逆反应,反应物不能全部转化为生成物　不变 ‎(4)391‎ ‎(5)N2H4(g)+NO2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85 kJ· mol-1‎ ‎24.(12分)电解原理在化学工业中有广泛应用。‎ ‎(1)电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解示意图如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题:‎ ‎①图中A极要连接电源的________(填“正”或“负”)极。 ‎ ‎②精制饱和食盐水从图中________位置补充,氢氧化钠溶液从图中________位置流出。(填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”) ‎ ‎③电解总反应的离子方程式是 _____________________________________。 ‎ ‎(2)电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。‎ 25‎ ‎①写出电解时NO2发生反应的电极反应: _______________________________。 ‎ ‎②若有标准状况下2.24 L NO2被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H+为________ mol。 ‎ ‎(3)为了减缓钢制品的腐蚀,可以在钢制品的表面镀铝。电解液采用一种非水体系的室温熔融盐,由有机阳离子、Al2C和AlC组成。‎ ‎①钢制品应接电源的________极。 ‎ ‎②已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 __________________________________________________。 ‎ ‎③若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极电极反应式为____________________。 ‎ ‎【解析】(1)①电解过程中阳离子向阴极移动,则图中A极为阳极,要连接电源的正极。‎ ‎②B电极为阴极,表面H+发生还原反应,促进水的电离,阴极区产生大量OH-,同时阳极区Cl-发生氧化反应,则精制饱和食盐水从图中a位置补充,氢氧化钠溶液从图中d位置流出。‎ ‎③电解饱和食盐水发生反应的离子方程式是2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。‎ ‎(2)①根据图知,电解时,左室中电极上H+放电生成氢气,则左室为阴极室,右室为阳极室,阳极上通入的是氮氧化物,生成的是硝酸,所以阳极上氮氧化物失电子和水反应生成硝酸,阳极反应式为NO2-e-+H2ON+2H+;②n(NO2)=‎ ‎=0.1 mol,阳极反应式为NO2-e-+H2ON+2H+,有0.2 mol H+生成,因为有0.1 mol硝酸生成,则有0.1 mol H+通过阳离子交换膜。‎ ‎(3)①依据电镀原理分析,钢制品上镀铝是利用铝作阳极与电源正极相连,钢制品作阴极与电源负极相连;‎ ‎②由有机阳离子、Al2C和AlC 25‎ 组成的离子液体作电解液来实现,离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,则阴极反应生成铝发生的是还原反应,铝元素化合价降低,分析离子液体成分,结合电荷守恒分析可知是Al2C得到电子生成,电极反应为4Al2C+3e-‎ Al+7AlC;‎ ‎③改用AlCl3水溶液作电解液是溶液中氢离子在阴极放电生成氢气,2H++2e-‎ H2↑。‎ 答案:(1)①正　②a　d ‎③2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-‎ ‎(2)①NO2-e-+H2ON+2H+　②0.1‎ ‎(3)①负　②4Al2C+3e-Al+7AlC　③2H++2e-H2↑‎ ‎【加固训练】‎ ‎(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。‎ ‎①图中用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为 _________________________________________________。 ‎ ‎②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因:__ _____________________________________________。 ‎ ‎(2)为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,在高温下它能传导O2-。电池工作时正极反应式为 ________________________________。 ‎ 若以该电池为电源,用石墨作电极电解100 mL含有以下离子的溶液。‎ 离子 Cu2+‎ H+‎ Cl-‎ S 25‎ c/mol·L-1‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎4‎ ‎1‎ 电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),阳极上收集到氧气的物质的量为________mol。 ‎ ‎【解析】(1)①阳极失去电子发生氧化反应。②水电离产生的H+在阴极上放电产生氢气,转移电子的物质的量n(e-)=2n(H2)=2×(0.112 L÷22.4 L·mol-1)=‎ ‎0.01 mol,则在内电路中移动的电荷为0.01 mol,每个Na+带一个单位的正电荷,则通过阳离子交换膜的Na+为0.01 mol。‎ ‎(2)电池工作时,正极上O2得电子发生还原反应生成O2-。结合离子浓度可知电解过程可分为三个阶段:先是电解CuCl2、然后电解HCl、最后电解水,由此可见阴极首先析出0.1 mol Cu(同时阳极析出0.1 mol Cl2),然后析出氢气;阳极上先是析出0.2 mol Cl2(此时阴极已析出0.1 mol H2),再析出氧气,设阳极析出x mol O2时两极析出气体体积相等,由题意可得:0.2+x=0.1+2x,解得x=0.1。‎ 答案:(1)①Cl--5e-+2H2OClO2↑+4H+‎ ‎②0.01　在阴极发生2H++2e-H2↑,H+浓度减小,使H2OH++OH-的平衡向右移动,OH-浓度增大,pH增大 ‎(2)O2+4e-2O2-　0.1‎ ‎25.(14分)钢铁是目前应用最广泛的金属材料,了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义,对钢铁制品进行抗腐蚀处理,可适当延长其使用寿命。‎ ‎(1)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。‎ ‎①若X为碳棒,为减缓铁件的腐蚀,开关K应置于______处。 ‎ ‎②若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为________________________。 ‎ ‎(2)图中若X为粗铜,容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,一段时间后,当铁件质量增加3.2 g时,X电极溶解的铜的质量 ‎ ‎3.2 g(填“<”“>”或“=”)。‎ ‎(3)图中若X为铜,容器中海水替换为FeCl3溶液,开关K置于M处,铜电极发生的反应是____________________________________________。 ‎ 25‎ ‎(4)已知双氧水是绿色氧化剂,工业上常用Pt为阳极,石墨为阴极,电解饱和硫酸氢铵溶液,再用稀硫酸水解得到双氧水。方程式为3H2O+3O23H2O2+O3,其中H2O2只为还原产物,则阳极反应式为________________________ ___,阴极反应式为 ‎_______________________________________________。 ‎ ‎(5)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。则阴极的电极反应是____________ ;阳极的电极反应________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)①若X为碳棒,由于Fe比较活泼,为减缓铁的腐蚀,应使Fe为电解池的阴极即连接电源的负极,故K连接N处。‎ ‎②若X为锌,开关K置于M处,Zn为负极被腐蚀,Fe为正极被保护,该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。‎ ‎(2)若X为粗铜,容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,一段时间后,当铁件质量增加3.2 g时,由于粗铜中有杂质参加反应,所以X电极溶解的铜的质量<3.2 g。‎ ‎(3)若X为铜,容器中海水替换为FeCl3溶液,开关K置于M处,此时构成原电池装置,铜电极为正极,发生的反应是Fe3++e-Fe2+。‎ ‎(4)分析总方程式中电子得失情况,标出化合价的变化及电子得失数目。‎ 根据反应中转移电子的数目写出简单的电极反应式。即阳极(失电子的物质):3H2O-6e-→O3;阴极(得电子的物质):3O2+6e-→3H2O2,根据反应式左右两边电荷和原子个数守恒,配平电极反应式,在配平电极反应式时,酸性介质选H+,碱性介质选OH-,电极反应式两边常用H2O配平。则上述反应式配平后得:阳极:3H2O ‎-6e-O3+6H+;阴极:3O2+6e-+6H+3H2O2。‎ ‎(5)根据电解酸化的MnSO4溶液生产MnO2,Mn元素的化合价由+2→+4,所以Mn2+在阳极上失电子,则H+在阴极上得电子,所以阴极2H++2e-H2↑;阳极:Mn2+-2e-+‎ ‎2H2O MnO2+4H+。‎ 答案:(1)①N　②牺牲阳极的阴极保护法 ‎(2)<‎ ‎(3)Fe3++e-Fe2+ ‎ ‎(4)3H2O-6e-O3+6H+‎ 25‎ ‎3O2+6e-+6H+3H2O2‎ ‎(5)2H++2e-H2↑‎ Mn2+-2e-+2H2O MnO2+4H+‎ 25‎