专题1化学反应与能量变化基础练习题高二年级上册化学选择性必修1

专题1《化学反应与能量变化》基础练习

一、单选题

1.BaH?常用作强还原剂、供氢剂和真空管除气剂，遇水蒸气剧烈反应。某小组利用如图装置(部分夹持装置未画

出)制备Fe(OH%和Ba%。下列叙述正确的是

A.装置H中的试剂为NaOH溶液，作用是吸收气体中的C1?

B.可以较长时间观察到装置I中产生白色沉淀

C.装置IV的作用是干燥并吸收尾气

D.用水可以检验装置III中钢是否过量

2.含锂物质在能源方面有重要应用。锂在氧气中燃烧与Mg相似，其燃烧热为299kJmo广。锂与氮气反应得到的

LiK可用作储氨材料。锂空气电池是一种二次电池，放电时主要产物为LiQ2,充电时阴极产物易形成固态枝晶,

导致电池短路。目前应用广泛的是锂离子电池，例如，磷酸铁锂电池充电时锂离子由LiFePO4电极迁移至石墨电极

形成LiC、，LiFePO4的前体FePO,可由NH4H2PO4.FeSO,、也。?在pH=2的条件下反应制得。下列化学反应表示

正确的是

A.UK的水解:Li3N+3H2O=3LiOH+NH3T

1

B.锂燃烧的热化学方程式：2Li(s)+O2(g)=Li2O2(s)AH=299kJ.mol

C.锂空气电池充电的阳极反应：Ol+2e-=2O2-

2+

D.制备FePO,的离子方程式：2H2PO；+2Fe+2OH-+H2O2=2FePO4i+4H2O

3.据报道某科研团队在常温常压下通过电化学的方法还原氮得到火箭燃料——胧(N2H以实验过程中选取POM电

解液作为电子与质子的载体，TiO?作催化剂。已知A电极上的电极反应为POM^+ne三POMR，反应原理如图所示

(外接电源略)。下列说法正确的是

B

NiTiO2

POM

N2^H2SO4H2SO4

酸性吸反应器

收罐o质子交也—o=

换膜

A.H+通过质子交换膜从左侧移向右侧

B.反应器中反应的离子方程式为4PoM"+川2+41］也0=小2H,+4POM°x+4nOH.

C.装置工作时反应消耗的N2与产生的O2的物质的量之比为1：I

D.若使用铅蓄电池作电源，则B电极应与铅蓄电池的Pb电极相连

4.下列有关生活生产中的叙述合理的是

A.工业上合成氨采用500C左右的温度，其原因是适当加快NFh的合成速率，催化剂在5000C左右时其活性最

好，且能提高H2的转化率

B.明机和漂白粉分别用于自来水的净化和杀菌消毒，两者的作用原理相同

C.水库的钢闸门与电源负极相连以防止其生锈，该法即牺牲阳极的阴极保护法

D.铜的精炼工业和电镀铜工业，均可采用CuSO,溶液做电解质溶液

5.已知外电路中，电子由b极流向锌，有关如图所示的装置分析不合理的是

,电极r词।卜

氧气

入口

a

bC11SO4溶液

KOH溶液

A.该装置中Cu极为正极

B.当铜极的质量变化为32g时，a极上消耗的02在标准状况下的体积为5.6L

C.b极反应的电极反应式为H?-2e+2OH=2H,O

D.一段时间后锌片一极质量增加

6.下列装置能构成原电池的是

7.关于下列装置说法正确的是()

ZnFe

经酸化的3%

N4溶液

④

A.装置①中，盐桥中的C「移向CuSCh溶液

B.装置②工作一段时间后，a极附近溶液的pH降低

C.用装置③精炼铜时，c极为粗铜

D.装置④中电子由Zn流向Fe,Zn极发生氧化反应

8.利“Na—CO2”电池可将C02变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na—CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管

(MWCNT)为电极材料，放电时总反应的化学方程式为4Na+3cCh=2Na2co3+C。放电时该电池“吸入COJ,其工作

原理如图所示，下列说法中不正确的是

固

体

沉

积

物

钠箔MWCNT

电解质

(NaQO「四甘露醵二甲健)

A.电子流向为MWCNT—导线一钠箔

B.放电时，正极的电极反应式为3co2+4Na++4e=2Na2cO3+C

C.选用高氯酸钠——四甘醇二甲屣作电解液的优点是导电性好，不与金属钠反应，难挥发

D.原两电极质量相等，若生成的Na2c03和C全部沉积在电极表面，当转移0.2mole时，两极的质量差为15.8g

9.腓(N2H4)是一种可燃性液体，以其为原料的燃料电池具有产物无污染的特点，其工作原理如图所示。电解质溶液

为20%~30%的NaOH溶液，下列叙述正确的是

B.实验时漏斗中观察到产生浅绿色火焰.

C.A极接电源负极

D.若用粗盐配制饱和食盐水，则阳极区可观察到出现白色浑浊现象

12.原电池要有特定的装置下列装置中能构成原电池的是

稀硫酸

000(1000

晨

导CZU

电J

盐-I

桥B

-

假

情

硫

稀

稀

13.“五千年文化，三千年诗韵。我们的经典从未断流”，明代诗人于谦在《石灰吟》中写道；“千锤万凿出深山，烈

火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。”下列有关说法中，错误的是

A.化学反应过程中同时存在着物质变化和能量变化，其中物质变化是基础

B.这首诗说明化学能与热能在一定条件下可以相互转化

C.石灰石的分解是皤增反应，因此在任何条件下都能自发进行

D.要留清白在人间[Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O],涉及反应中的化学物质有强电解质、弱电解质和非电解质

14.钠硫电池是室温低成木，高比能量能源存储系统的重要部件，其结构如图.下列说法不巧碰的是

A.充电时，电极A连接电源的负极，Na+得到电子，发生还原反应

B.充电时，电极B的电极反应为Na2S「2e-=xS+2Na+

C.放电时，当熔融多硫化钠盐反应转移Imol电子时，电极A中液态钠减轻23g

D.放电时，增大两电极之间的距离可以增大电池的放电电压

二、填空题

15.氮的化合物在生产生活中有重要广泛运用。

(1)实验室用Cu、稀H2so4、稀HN03制备硫酸铜。先在大烧杯中放入铜，加入稀硫酸，再边搅拌边滴加稀硝酸至

固体完全溶解，则最恰当的投料比n(H2so4)：n(HNO3)=_o

(2)12.8gCu与足量硝酸反应得到NO、NO?、N2O4混合气体4.256L(己折算为标准状况)，将混合气外通入含

0.2molNaOH的溶液中恰好被完全吸收，则参加反应的咏03为_川。1。

(3)氨气具有一定还原性，在金属冶炼中因自身不产生污染，常作良好的还原剂，如用NH3热还原CuO的化学方程

式为一。

(4)腓，又称联氨，化学式为N2Hh其电子式为联氨是一种二元弱碱，其电离方程式为：N2H4+也0嶙为N2H；

、2田+在0蜂逊+OHo联氨与硫酸反应生成一种碱式盐的化学式为—o

+OH,N2HT

(5)腓一02燃料电池是一种环境友好电池，介质为20%KOH溶液，其负极反应式为：

16.酸性锌锦干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、MnCh、ZnCb和NHC1等组成

的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据表所示：

溶解度，'(g/100g水)

温度/℃

020406080100

化合物

NHQ29.337.245.855.365.677.3

ZnCh343395452488541614

回答下列问题：

(I)该电池的正极反应式为0

(2)维持电流强度为0.5A,电池工作五分钟，理论上消耗Zng.(已知Q=h,F=96500C/mol)

(3)废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCb和NH」。，二者可通过_________分离回收。

(4)滤渣的主要成分是MnCh、和,欲从中得到较纯的MnOz,最简便的方法是,其原

理是o

17.电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。

(I)图中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择(填字母)。

a.碳棒b.锌板c.铜板d.钠块

(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图为“镁一次氯酸盐''燃料电池原理示意图,

电极为镁合金和伯合金。

C1O-.H2O

①E为该燃料电池的(填“正''或"负”)极。F电极上的电极反应式为

②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因o

③(UmolCuSO』和0.4molNaCl溶于水,配成1L溶液，用该镁燃料电池用惰性电极进行电解，当一个电极得到0.3molCu

时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积为Lo

(3)如图所示，装置I为甲烷燃料电池］电解质溶液为KOH溶液)，通过装置II实现铁棒上镀铜。

III

①b处应通入(填“CHL或“02”)，a处电极上发生的电极反应式是；

②电镀结束后，装置I中溶液的pH；(填写“变大”“变小”或“不变”)装置II中Cu2+的物质的量浓

度____________；(填写“变大”“变小”或“不变”)

③在此过程中若完全反应，装置II中阴极质量变化12.8g,则装置I中理论上消耗甲烷L(标况)。

18.根据下列已知条件，写出相应的热化学方程式：

(l)2.0gC2H2(g)完全燃烧生成CCh和液态水，放出99.6kJ的热量，写出C2H2的燃烧热的热化学方程

式：；

(2)lmolN2(g)与适量O2(g)起反应生成NO2(g),吸收68kJ的热量，写出该反应的热化学方程

式：;

(3)已知拆开ImolH-H键,ImolN-H键，ImolN三N键分别需要的能量是436kJ、39lkJ、947kJ,则N2与H2反应

生成NH?的热化学方程式为：；

(4)已知下列热化学方程式：

①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)；△H=25kJ/mol

②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g);△H=47kJ/mol

③Fe3O«s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)：△H=+19kJ/mol

写出FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和COz的热化学方程

式：:

19.卜・图为氢氧燃料电池装置示意图。

Pt

（1）该装置是利用反应2H2+。2===2凡0设计而成的，该反应能设计成电池的原因是

（2）该电池的正极反应物是,判断依据是。

（3）下列关于装置描述不氐颐的是：o

a.导线是电子导体

b.该装置需要点燃才能产生电流

c.Pt电极主要作用是提供得失电子的场所

d.电子从通氧气一级沿导线转移到通氢气一级

（4）该装置是如何形成电流的？请进行完整说明：。

20.装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电前后溶液体

积不变），A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：

B

CD

底通1

C11SO4溶液滴有酚猷的Fe（OH）3胶体

饱和食盐水

甲乙丙T

（I）若AB电源是甲醇在酸性环境的燃料电池，则B极电极反应式为,甲中C极的电极反应式为,一段时

间后丁中X极附近的颜色逐渐_（填“变深”或“变浅”）。

（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为一。

⑶现用丙装置给铜件镀银，则H应该是_（填“铜”或"银”）。常温下，当乙中溶液的c（OH）=0.1mol・U时（此时乙溶液

体积为500mL）,丙中镀件上析出银的质量为_g,乙中溶液的碱性_（填“变大”“变小”或“不变

⑷若甲烧杯是在铁件表面镀银，已知电镀前两电极质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，发现二

者质量相差2.16g,则电镀时电路中通过的电子为_moL

21.联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年“，2018年中国化学会制作了新版周期表，包含118种元素。回

答卜列问题:

(2)化合物W是由AB两种元素构成的，用电子式表示其形成过程o

⑶用M单质作阳极，J单质作阴极，Ca(HCO3)2溶液作电解液，进行电解，阴极生成的气体和沉淀分别是，阳

极也生成气体和沉淀，写出阳极的电极反应式o

(4)从原子结构角度解释碳化硅中碳元素显负价的原因。

⑸第118号元素为0g(中文名“缸”，2)，下列说法正砸的是o

a.0g是第七周期0族元素b.0g原子的核外有118个电子

c.0g在同周期元素中非金属性最强d.中子数为179的0g核素符号是肾0g

(6)已知X与Y是位于相邻周期的同主族元素,某温度下，X、Y的单质与H2化合生成气态氢化物的平衡常数分别

为Kx=9.7xlOA=5.6xl0\Y是(填元素符号)，判断理由是。

22.回答下列问题：

(I)(1)含有11.2gKOH的稀溶液与IL0.1moHJ的H2s04溶液反应，放出11.46kJ的热量，表示该反应中和热的

热化学方程式为。

(2)己知在常温常压下：

1

①2CHQH⑴+3Ch(g)=2CO2(g)+4H2O(g)AH=1275.6kJmol

②H2(XD=H2O(g)AH=+44.0kJmol1

写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式。

(3)FeSO4可转化为FeCCh,FeCCh在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25C,101kPa时：

4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)AI1=1648kJzmol

C(s)+O2(g)=CO2(g)AH=393kJ/mol

2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)AH=1480kJ/mol

FeCOj在空气中加热反应生成FC2O3的热化学方程式是o

(4)在25°C、101kPaL一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的CCh用过量饱和石灰水吸

收可得100gCaCO?沉淀，则乙醉燃烧的热化学方程式为。

(5)己知反应2HI(g)=H2(g)+b(g)的AH=+11kJ-mol1,1molH2(g)、lmolk(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、

151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能最为kJ。

1

(6)由N2O和NO反应生成N：和NO2的能量变化如图所示，若生成ImolN2,其AH=kJ-mol

23.下图是在KICH.QKCH.QH体系中，以石墨为电极电解2

丁酮(CHQ)制备有机物3碘2丁酮(C4H701)的原理图。回答相应问题。

⑴石墨A连接电源的极。

(2)石墨B上发生的电极反应式为o

(3)反应①的方程式为°

(4)整个过程的总反应离子方程式为。

(5)当电路中通过0.2mol电子时，会生成物质D的质量为

参考答案：

1.B

【分析】I为电解饱和食盐水的装置，C为阴极，H+得到电子生成H2,装置H中的试剂为浓

硫酸，用于干燥Hz,IH中H2和Ba反应生成BaH?,装置IV的作用是防止空气中的水蒸气

进入装置HL以此解答。

【详解】A.由分析可知，装置n中的试剂为浓硫酸，用于干燥H2,故A错误；

B.I为电解饱和食盐水的装置，Fe为阳极，电极方程式为：Fc2e=Fe2+,阴极产生OH,该

装置中阳极用苯隔绝空气，可以较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，故B正确；

C.由分析可知，装置IV的作用是防止空气中的水蒸气进入装置III,小不能用碱石灰除去，

故C错误；

D.Ba和BaH?都可以和水反应，不能用水可以检验装置IH中钢是否过量，故D错误；

故选Bo

2.A

【详解】A.LijN水解生成氢氧化锂和氨，方程式为Li：,N+3H2O=3LiOH+NH",故A正

确；

B.锂燃烧生成LizO,且燃烧热为负值，故B错误：

C.锂空气电池充电的阳极发生氧化反应，方程式为Li2O2-2e=2Li++O2,故C错误；

D.由题已知，LiFePO」的前体FePO,可由NH4H2PO4.FeSO4>HQ?在pH=2的条件下反

应制得，离子方程式为2H2PO4+2Fe2++HQ2=2FePOjJ+2HQ+2H+,故D错误；

故答案选A。

3.C

【详解】A.A电极上的电极反应为POM0'+ne=POMMR"可知A电极发生还原反应，则

A电极为阴极；B电极上发生氧化反应，生成氧气，则B电极为阳极，氏通过质子交换膜

从右侧移向左侧，A错误；

B.根据题意：反应器中发生的反应为NzH-H+通过质子交换膜从右侧移向左侧，

再进入到反应器中，结合题给电极反应和得失电子守恒可得反应器中反应的离子方程式为

Rc+()x

4POM+nN2+4nH=nN:H4+4POM,B错误;

C.装置工作时，反应器中每有ImolN?得到4moi电子生成ImolN2H4时,就有2moiHQ失

去4moi电子生成ImolO?.所以反应消耗的N?与产生的02的物质的量之比为1：1,C正确:

D.铅蓄电池的正极为Pb。?，B电极为阳极，因此B电极应与铅蓄电池的PbO2电极相连,

D错误；

故选C。

4.D

【详解】A.在500℃左右时催化剂的活性最大，所以选择采用500c左右的温度进行，但

使用催化剂时平衡不移动，故不能提高氢气的转化率，故A错误。

B.明研中的铝离子在水中水解牛成氢氧化铝胶体能吸附水中的拒浮颗粒，从而起到净水作

用，但是明矶没有强氧化性不能杀菌消毒，漂白粉有强氧化性能用于自来水的杀菌消毒，故

B错误；

C.水库的钢闸门与电源负极相连以防止其生锈，此时铁作阴极，该法为外接电源的阴极保

护法，故c错误；

D.铜的精炼中粗铜为阳极，纯铜为阴极，硫酸铜溶液为电解质溶液，电镀铜时待镀金属为

阴极，铜为阳极，硫酸铜溶液为电镀液，故D正确；

答案选D。

5.A

【分析】已知外电路中，电子由b极流向锌，根据装置图分析，左边为氢氧燃料电池，a为

正极，电极反应为：Ch+2H2O+4e=4OH,b为负极电极反应为H2+2OH2e=2H2。，右边装置

为电解池，Zn做阴极，电极反应为Cu2++2e=Cu；Cu做阳极，电极反应为Cu2e=Ci)2+,据此

分析解题。

【详解】A.分析判断，铜为电解池中的阳极，故A错误；

B.当铜极的质量变化为32g时物质的量为0.5ml,依据电子守恒和电极反应可知，

2+

O2+2H2O+4e=4OH,Cu2c=Cu；2Cu〜Ch,a极上消耗的。2在物质的量为0.25mol在标准

状况下的体积为5.6L,故B正确；

C.b电极是氢气失电子发生氧化反应，在碱性溶液中生成水，电极反应为：H2+2OH2e=2H2O,

故C正确;

D.Zn做阴极，电极反应为Cu2++2e=Cu,质量增加，故D正确;

故选Ao

6.D

【分析】构成原电池的条件是：活泼性不同的金属或金属和导电的非金属，导线连接，并且

插入电解质溶液中形成闭合回路，能够发生自发的氧化还原反应。

【详解】A.该装置中电极材料相同，所以不能形成原电池，选项A错误；

B.酒精是非电解质，不能构成原电池，选项B错误；

C.没有形成闭合同路，不能构成原电池，选项C错误；

D.Zn比C活泼，锌与稀硫酸反应生成氢气，且形成了闭合回路，能构成原电池，选项D

正确；

答案选D。

7.D

【详解】A.原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，该原电池中，Zn作负极，

Cu作正极，因此盐桥中的C「移向ZnSCh溶液，故A项错误；

B.a电极与电源负极相连，作阴极，石墨电极电解NaCl溶液的阴极反应式为

2H2O+2e=H2f+2OH,产生OH,溶液的pH升高，故B项错误;

C.精炼铜时，电解液应为氯化铜或硫酸铜，且粗铜为阳极，即d极为粗铜，故C项错误;

D.ZnFe原电池中，活泼金屈Zn作负极，失电子，发生氧化反应，故D项正确；

综上所述，本题正确答案为D。

【点睛】本题考查原电池和电解池知识，为高频考点，恻重于学生的分析能力和电化学知识

的综合考查与理解，难度不大，注意把握工作原理以及电极方程式的书写。

8.A

【详解】A.根据总反应4Na+3co2=2Na2cO3+C可知，负极为钠箔，正极为多壁碳纳米管

(MWCNT),则屯了流向为：钠箔一导线一MWCNT,A错误：

B.放电时，正极是CO2得到电子生成Na2c03和C,其电极反应式为：

3co2+4Na，+4e=2Na2cO3+C,B正确；

C.高氯酸钠四甘醇二甲醛的特点是不与金属钠反应，而且导电性好，难挥发，C正硬；

D.原两电极质量相等，若生成的Na2c03和C全部沉积在电极表面，当转移0.2mole-时，

负极质量减少0.2molx23ginol_|=4.6g,正极电极反应式为：3co2+4Na~+4e-=2Na2cCh+C,

转移U.2mole一时，生成0.1mol碳酸钠和0.05mol碳，正极质量增加

O.lmolxl()6gmoll+0.05molxl2gmol'=11.2g,因此两极的质量差为。.2g+4.6g=15.8g,D正

确；

答案选A。

9.C

【分析】对于燃料电池，N2H4为燃料，发生氧化反应，N2H4-4C+4OH-=N2T+4H,O,

a为负极，空气发生还原反应，。2+«+2凡0=4"/-，b作负极，以此分析；

【详解JA.根据分析，b为正极，A错误：

B.根据分析，K\~4e-~1N2H4,B错误;

C.根据分析，a负极，N2H4发生氧化反应，C正确：

D.若离子交换膜为阳离子交换膜,b中的Na+移向a,则a中生成NaOH,4NaOH~4e「~N2H4,

消耗的N2H4与生成的NaOH质量小等，D错误；

故答案为：Co

10.C

【详解】A.根据图象可知反应①是放热反应，其AH产EIE2,A错误；

B.根据图象可知反应②也是放热反应，其△H2=E3EI,B错误；

C.已知①2NO(g)=N2O&)AHi,②N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)AH2,则①+②即得到

2NO(g)+Ch(g)=2NO2(g)的△HnAHi+AHzKEi+EsXEz+Ea),C正确：

D.由图可知，应该是2molNO和ImolCh的能量之和高于2moiNO2的能量，D错误；

答案选C。

11.C

电解

【分析】电解饱和食盐水可以生成H2和Ch,2NaCl+2H2O_2NaOH+H2T+CLT，比和

Cb点燃可生成HC1,由图可知火焰在外管处出现，因此外管中为H2,内管中为Cb,故A

接电源的负极，电解池阴极处发生的反应为2H2O+2e=H2f+2OH,B接电源的正极，电解池

阳极的反应为2C12e=CI2f.生成的HC1极易溶于水，倒扣的漏斗可以将生成的HC1收集并

吸收。

【详解】A.根据分析，倒扣的漏斗的作用为便于HC1气体被水吸收，防止气体扩散到空气

中，A错误；

B.H2在Cb中燃烧火焰为苍白色，B错误；

C.根据分析，A接电源的负极，C正确；

D.根据分析，阳极发生的反应为2CI2e=023因此不会有白色浑浊，D错误；

故选C。

12.D

【详解】A.该装置中，虽然有用导线连接的两个活动性不同的电极，但酒精为非电脩质，

不能传导电流，A不符合题意；

B.该装置中，虽然有两个用导线连接的活动性不同的电极，且与电解质溶液相接触，但不

能形成闭合回路，不能形成原电池，B不符合题意；

C.两个电极都为Zn,活动性相同，不能发生电子转移，不能形成原电池，C不符合题意:

D.该装置中，虽然两个活动性不同的电极放在两个烧杯内的稀硫酸溶液中，但两烧杯内的

溶液用盐桥相连，能形成闭合回路，所以能形成原电池，D符合撅意：

故答案选Do

13.C

【详解】A.化学变化的实质是物质的变化，同时会伴随着能量的变化，A正确；

B.化学能和热能可以相互转化，放热反应能将化学能转化为热能，吸热反应能将热能转化

为化学能，B正确：

C.△G=HTAS<0的反应为自发进行的反应，石灰石的分解是病增的反应，但是吸热反应，

故只有在高温时才能自发进行，C错误；

D.Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O,其中氢氧化钙为强电解质，比0为弱电解质，二氧化碳为

非电解质，D正确；

答案选C。

14.D

【分析】根据放电时电流方向可知，放电时为原电池，电极A是负极，B是电池的正极，

负极上Na失电子生成Na+,负极反应式为Nae=Na+,正极反应式为2Na++xS+2e=NazSx,电

池总反应为2Na+xS=Na2Sx,放电时阳离子移向止极、阴离子移向负极；充电时为电解池，

原电池正负极接电源的正负极，负极变为阴极、正极变为阳极，阴极反应为Na++e=Na,阳

极反应为Na2s、2e=2Na++xS,据此分析解答。

【详解】A.由分析可知，充电时，电极A连接电源的负极，Na♦得到电子，发生还原反应，

电极反应为Na,+e=Na,A正确;

B.由分析可知，充电时，电极B与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，电极反应为

+

Na2Sx-2e-=xS+2Na,B正确；

C.放电时,当熔融多硫化钠盐反应转移Imol电子时，电极A是负极，负极反应式为Nae=Na+,

则有lmolNa+流向正极,既电极A中液态钠减轻1molx23g/mol=23g,C正确；

D.放电时，增大两电极之间的距离将增大内电阻和内电动势，既将导致减小电池的放电电

压，D错误；

故答案为：Do

15.(1)3:2

(2)0.6

⑶2N“3+3C〃O=3Cu+N2+3H2O

(4)H：N：N：H(A(27/5)2SO4

(5)N2HA-4e-+4OH-=NA+4H2O

【详解】(1)根据反应3C〃+3/5O4+2"NQ=3C〃SO#2NOT+4“2O,最恰当的投料比

n(H2SO4):n(HNO3)=3:2o

(2)Cu还原HNO3得到的气体中的N原子被NaOH溶液吸收后均转为NaNO3,0.2molNaOH

恰好完全吸收，则得到的NaNCh物质的量为0.2mol,则原硝酸被还原0.2mol：12.8gCu被

128

氧化生成K=S2(/m")Cu(NOa)2消耗原硝酸HNCHMmol;则参加反应的HNO3为

64

0.2mol+0.4mol=0.6mol。

(3)用NH3热还原CuO可以冶炼金属而且自身不产生污染，推断其化学方程式为

2NH.+3CuO=3Cu+/V,+3H2O0

(4)N2H4电子式为H：y.y：H;联氨是一种二元弱碱，从其电离方程式可知N?H；

••••

是其硬式阳离子，联氨与流酸反应生成一种硬式盐的化学式为

(5)燃料电池负极是燃料失去电子，反应式为NJ/4-4e+40〃=MT+4HQ。

16.MnCh+e+H+=MnOOH0.05g加热浓缩、冷却结晶碳粉

MnOOH在空气中加热碳粉转变为CO2,MnOOH氧化为MnCh

【详解】⑴该电池的正极发生还原反应，MnO?被还原生成MnOOH,电极方程式为

MnO2+H++e=MnOOH,负极锌被氧化生成Z/+,电池总反应式为

+2++

2MnO2+Zn+2H=2MnOOH+Zn,故答案为MnO2+H+e=MnOOH；

(2)电池工作5分钟，通过的电显2=0.5Ax5minx60s/min=150C,因此通过电子的物质的最

n(e-)=Q/F=150C/96500C/mol=1.554xl0-3mol,则理论消耗Zn的质量是/w(Zn)=

1.554xl8mol/2x65g/mol=0.05g,故答案为0.05。

(3)由于ZnCb的溶解度受温度影响较大，而NH4cl的溶解度受温度影响较小，所以可采用

加热浓缩、冷却结晶的方法分离氯化锌和氯化锭混合物；故答案为：加热浓缩、冷却结晶；

(4)根据废电池糊状填充物中碳粉和MnCh及正极放电产生的MnOOH都不溶于水，可确定

滤渣的主要成分：碳粉在足量氧气中燃烧转变为CO2,MnOOH在足量氧气中燃烧转变为

MnO，,因此得到较纯的二氧化锅最简便的方法是在足最空气或氧气中燃烧滤渣，故答案为：

碳粉；MnOOH；在空气中加热；碳粉转变为CO2,MnOOH氧化为MnCh。

17.b负ClO+2e+H2O=Cl+2OHMg+2H2O=Mg(OH)2+H2t5.6

O2CH48e+10OH=CO?+7H2O变小不变1.12

【分析】(1)形成原电池时，Fe作正极被保护；活泼性比Fe强的金属作负极，被腐蚀。

(2)①原电池中，负极上失电子发生氧化反应，化合价升高，正极上得电子发生还原反应，

化合价降低，据此判断正负极“

②镁能和热水反应生成氢氧化镁和氢气。

③电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上氯离子先放电，然后氢氧根离子放电，阴极上铜离子

放电，后氢离子放电，当阴极上析出析出铜的物质的量为0.3molV0.4mol,根据转移电子守

恒计算阳极上生成气体体积。

(3)II中首先镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负

极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以b处通入的气体是02。

①装置II实现铁棒上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正

极，负极上通入燃料、止极上通入氧化剂，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和

水。

②装置I中消耗氢氧化钾溶液PH减小，电镀过程中阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜

的质量。

③根据整个装置中电子转移相等计算消耗的甲烷的体积。

【详解】(1)该装置形成原电池，Fe作负极被保护，所以应该连接比Fe活泼的金属，故锌板。

故答案为:b：

(2)①电池中，负极.上失电子发生氧化反应，化合价升高，正极上得电子发生还原反应，化合价降

低，根据图知,Mg元素化合价由0价变为+2价、C1元素化合价由+1价变为-1价，所以E是负

极、F是正极，正极上次氯酸根离子得电子和水反应生成氯离子和氢氧根离子,离子方程式为

CIO+?e+H,O=rr+7OHo

故答案为：负；CIO+2e+H;O=C1+2OHo

②镁能和热水反应生成氢氧化镁和氢气而导致负极利用率降低，反应方程式为

Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2T。

故答案为：Mg+2H2OMg(OH)2+H2T0

③电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上飘离:先放电，然后氢氧根离子放电，阴极匕铜离f

放电，后氢离子放电，当羽极上析出铜的物质的量为0.3m。］，阴极上转移电子的物质的量

n=0.3molx2=0.6mol,根据原子守恒知，溶液中n(Cl)=0.4mol,氯离子完全放甩时转移电子

的物质的量n=0.4molxl=0.4mol,所以阳极上生成的气体是氯气和氧气，生成氯气的体枳为

0.2mol即4.48L。根据电极反应，4OH-4c=2H2O+O2T,转移0.2mol电子，生成氧气的物

质的量是0.05mol,即L12L,所以另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是

4.48L+L12L=5.6L<.

故答案为：5.6。

(3)①通过装置0实现铁棒上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极」中a处电极为负极、b处电

极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以b处通入的气体是02,甲烷失电子和氢

氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH「8e+10OH=CO『+7Hq,

2

故答案为：02；CH4-8e+1OOH=CO3-+7H.0。

②根据I中电池反应为C%+2O2+2KOH=K2co3+3Hq,KOH参加反应导致溶液中KOH浓

度降低，则溶液的pH减小；1【中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，

则溶液中铜离子浓度不变，

故答案为：变小：不变。

③左边原电池和右边电解池转移电子数相等,所以消耗甲烷的体积

12.8g

=64g|lni°lx22.4L/mol=1.12L°

8

故答案为：1.12。

【点睛】电解硫酸铜和氯化钠溶液时，阳极上C「先放电，然后0H■放电，阴极.上CW，放

电，后H-放电，当阴极上析出析出铜的物质的量为0.3molV0.4mol,根据转移电子守恒计

算阳极上生成气体体积。

18.C2H2(g)+102(g)===2CO2(g)+H2O(l)△“=1294.8kJ/mol

N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)△"=+68kJ/molN2(g)+3H2(g)=2NH3(g)A〃=9lkJmo尸

CO(g)+FeO(s)=CO?(g)+Fe(s)bH=IIkJmol1

【详解】(I)燃烧热是指Imol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，例如

C->CO2(g),S->SO2(g),H->H2O(1),2.0gC2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水，放出99.6kJ

的热量，ImolC2H2(g)的质量为26g,则lm。IC2H2(g)完全燃烧生成CO2和液态水，放出的

热量为99.6kJx13=1294.8kJ,则C2H2的燃烧热的热化学方程式：C2H2(g)+1

O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)AH=1294.8kJ/mol；

(2)ImolN?(g)与适量Ch(g)起反应生成NO?(g),吸收68kJ的热量,则该反应的热化学方程式：

N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)△"二+68kJ/mol；

(3)N2与H2反应生成NFh的化学方程式为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),则AH=947kJmoF

'+3x436kJmor'6x391kJmo「=9IkJmol1则Nz与Hz反应生成N。的热化学方程式为:

-

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=91kJ-mol':

(4)FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和CO2的化学方程式为：CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s),已知

下列热化学方程式：①Fe2OMs)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=25kJ/mol；

@3Fe2O3(s)+CO(g)=2FeaO4(s)+CO2(g)△〃=47kJ/mo］；③

3_1_

Fe3O.i(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)AW=+19kJ/mol：根据盖斯定律可得.由:①②③可得

目标方程式CO(g)+FcO(s)=CO2(g)+Fc(s),△"=-x(25kJ/mol)—x(47kJ/mol)(+19kJ/mol)

22

=1lkJ・mo「，故FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和CO2的热化学方程式为：CO(g)+FeO(si=

CO2(g)+Fe(s)AH=HkJ-moF^

19.该反应属于氧化还原反应，有电子的转移氧气氧气中氧元素化合价为

0,降低为HzO中的2价，得电子，做正极反应物b、d氢气在负极上失去电子生

成氢离子，电子沿导电流向正极，氧气在正极上得到电子生成氢氧根离子，氢氧化钾溶液传

导离子，形成闭合回路，形成电流

【详解】（1）该装置是利用反应2H2+O2===2H2O设计而成的，该反应能设计成电池的原

因是该反应属于氧化还原反应，有电子的转移。（2）该电池的正极反应物是氧气，判断依据

是氧气中氧元素化合价为0,降低为H2O中的2价，得电子，做正极反应物。（3）a.导线

中自由电子能定向移动，是电子导体，故正确；b.该装置不需要点燃才能产生电流，在催

化剂作用下自发进行，故b不正确；c.Pt电极主要作用是提供得失电子的场所，故C正确；

d.电子从通氢气一级沿导线转移到通氧气一级，故d错误；故选bd.（4）该装置形成电流

的原因：氢气在负极上失去电子生成氢离子，电子沿导电流向正极，氧气在正极上得到电子

生成氢氧根离子，氢氧化钾溶液传导离子，形成闭合回路，形成电流。

+

20.CH30H6e+H2O=CO2T+6H+2H2O4e=O2t+4H变浅1：2：2：2

铜5.4变大0.01

【分析】由C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B

为外接直流电源的两极，将直流电源接通后，F极附近呈红色可知，F电极附近有碱生成，

则F电极上水电离出的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，为串联电解池的阴极，所以

C、E、G、X是阳极，D、F、H、Y是阴极，连接阳极的电极A是电源的正极、连接阴极

的电极B是电源的负极。依次分析解答。

【详解】（1）由分析可知A是电源的正极、连接阴极的电极B是电源的负极，若AB电源是

甲S?在酸性环境的燃料电池，则B极电极反应式为CH30H6e+H2O=CO2T+6H\C极为串联

电解池的阳极，电解硫酸铜溶液，所以水电离出的氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应

生成氧气，其电极反应式为：2H2O4c=O2t+4H\丁装置中为氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶粒

带正电荷，通电一段时间后，氢氧化铁胶粒向阴极Y移均，则电极X附近的颜色逐渐变浅，

+

故答案：CH30H6e+H2O=CO2f+6H+；2H2O4e=O2t+4H；变浅。

⑵由上述分析可知，C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH4JO2T十2H2O、CU2-+2C-CU、

2Q2e=CLT、2H++2e=H2f,当电路中转移电子为Imol时，各电极生成单质的量分别为O.25mol、

0.5mok0.5mok0.5mol,则单质的物质的量之比为1：2：2：2,故答案为：1：2：2：2。

（3）现用丙装置给铜件镀银，电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以H应该

是镀件铜，电解质溶液中含银离子，应为AgN03溶液。当乙中溶液的c（OH）=0.1mol-L”时，

由电极反应2H++2e=H2f可知，乙中放电的氢离子的物质的量为0.1mol/|x（）.5L=0.05mol,当

转移U.U5moi电子时，内中镀件上析出银的质量=10电moixu.U5moi=5.4g；乙装置为电解饱

和氯化钠溶液，随着电解的进行，溶液中氢氧根的浓度增大，所以电解液的碱性增强，故答

案为：铜；AgNOj；5.4g；变大；

(4)若甲烧杯是在铁件表面镀银，已知电镀前两电极质量相同，电镀完成后将它们取出，洗

净、烘干、称量，发现二者质量相差2.16g,说明阳极溶解的铜的物质的量仁而恶称

=0.02mol,贝lj电路中通过口勺电子为=0.01mol,故答案为：0.01molo

21.第三周期第IVA族

:?.匕〉•CaH^.F：——>［：F：rCa2+［：F：r生和CaCChAl-3e

••••••••

)、位于同一主族，从上到下随核电荷数递增，原子半径

+3HCO3=A1(OH3+3CO2tCSi••♦♦

逐渐增大，原子核吸引电子的能力逐渐减弱，c、Si之间形成的共用电子对偏向C,所以碳

元素显负价abBr理由：由KX>KY,说明X更易与H2发生化合反应，根据

单质与氢气生成氧化物越容易，其非金属性越强可知，非金属性：X>Y,而同主族从上到下，

非金属性逐渐减弱，故Y为Br；

【详解】(1)硅的质子数为14,在元素周期表中的位置是第三周期第IVA族；

(2)A为Ca,B为F,化合物W是CaFz,CaF2是离子化合物，其形成过程为：

•CaH-^.F：——>［：F：rCa2+［：F：］_；

••••••••

(3)以Al作阳极，C作阴极，电