第四章 化学反应与电能 单元质量测试卷 高中化学人教版（2019）选择性必修1

第四章化学反应与电能单元质量测试卷一、单选题1．火星大气中含有大量CO2，科学家采用新颖的光电联合催化池3D-ZnO/Ni/BiVO4/FTO，模拟植物光合作用对CO2进行综合利用，原理如图所示。下列说法正确的是A．该装置由太阳能、化学能转化为电能B．电势：泡沫Ni网电极＞FTO玻璃电极C．阳极反应式：4OH-_4e-=2H2O+O2↑D．外电路每转移2mol电子，有0.5molCO2被还原2．一学生用如图装置研究原电池原理，下列说法错误的是A．图③中Zn片增重质量与Cu棒减轻质量的比为65∶64B．图②中如果两极上都有气体产生，则说明Zn片不纯C．图①中Cu棒上没有气体产生D．图②与图③中正极产物的质量比为1∶32时，Zn棒减轻的质量相等3．下列装置由甲、乙两部分组成(如图所示)，甲是将废水中乙二胺［H2N(CH2)2NH2］氧化为环境友好物质形成的化学电源；乙是利用装置甲模拟工业电解法来处理含废水，电解过程中溶液发生反应：。当电池工作时，下列说法正确的是A．甲从H+透过质子交换膜由右向左移动B．若溶液中减少了0.1mol，则电路中至少转了1.2mol电子C．M极电极反应式：H2N(CH2)2NH2＋2OOH--16e-=2CO＋N2↑＋14H2OD．乙池中碳棒应与甲池中的N极相连4．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：实验装置部分实验现象a极质量减小b极质量增加b极有气体产生c极无变化d极溶解c极有气体产生电流计指示在导线中电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是A．d＞a＞b＞c B．b＞c＞d＞a C．a＞b＞d＞c D．d＞a＞c＞b5．一种以Fe2O3为催化剂的简单高效电合成NH3工艺如图所示(已知Fe2O3/石墨电极上发生的化学反应为2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3)，装置工作时，下列说法错误的是A．OH-向Pt电极迁移B．Fe2O3/石墨电极上的电极反应为Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-C．2.24LN2与Fe反应生成NH3，转移了0.6mol电子D．总反应为2N2+6H2O4NH3+3O26．为早日实现“碳中和、碳达峰”，研究人员利用太阳能电池将工业排放的转化为，原理如图所示。下列说法正确的是A．电子从P极经缓冲溶液到N极B．每转移时，阳极电解质溶液的质量减少8gC．阴极的电极反应式为D．随着反应进行，缓冲溶液中增大，减小7．下列指定反应的离子方程式正确的是A．铅蓄电池放电时负极反应：PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2OB．电解饱和MgCl2溶液：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-C．用惰性电极电解CuCl2溶液：Cu2++2Cl-+2H2OCu(OH)2↓+Cl2↑+H2↑D．铜片上电镀银的总反应(银作阳极，硝酸银溶液作电镀液)：Ag(阳极)Ag(阴极)8．下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是A．用图1装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色B．用图2所示装置从I2的CCl4溶液中回收CCl4C．用图3所示装置制取并收集干燥的NH3D．用图4装置闻气体的气味9．催化剂TAPP-Mn(II)的应用，使Li-CO2电池的研究取得了新的进展。Li-CO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。下列说法错误的是A．Li-CO2电池可使用有机电解液B．充电时，Li+由正极向负极迁移C．放电时，电池总反应为3CO2+4Li=2Li2CO3+CD．该正极反应历程中有4种中间产物10．新华网报道，我国固体氧化物燃料电池技术研发取得新突破。科学家利用该技术实现了H2S废气资源回收利用，并得到单质硫的原理如图所示。下列说法正确的是A．电极b为电池负极B．电极b上的电极反应为：O2+4e-=2O2-C．电子流向：电极a→氧离子固体电解质膜→电极bD．电路中每流过4mol电子，负极消耗44.8LH2S11．下列关于化学反应原理说法正确的是A．金属钠与足量水反应，增加水的量能加快反应速率B．外界条件相同时，放热反应的速率一定大于吸热反应的速率C．同温同压下，在光照和点燃条件的相同D．2.8g铁片与的稀硫酸反应，加入少量固体，可以在加快反应速率的同时不改变的产量12．镁海水电池是直接利用海水将化学能转化为电能的装置，它以镁为负极材料并以海水为电解质溶液，能量密度高、安全性好，在海洋装备领域具有很好的应用前景。(难溶于水)海水电池的总反应式：。下列关于该电池的说法错误的是A．负极反应式为 B．正极反应式为C．电池放电时由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应：二、多选题13．微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴生物电化学系统，示意图如图所示。下列说法错误的是A．该装置能实现从海水中得到淡水，同时去除有机物，而且还可提供电能B．电极b为正极C．负极反应为D．Y为阴离子交换膜14．乙醛酸是一种重要的化工中间体，可用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O可解离为H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是A．KBr在上述电化学合成过程中起电解质和反应物的作用B．阳极上的电极反应式为：+2H++2e-=+H2OC．制得1mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了2mol电子D．双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移三、填空题15．回答下列问题：(1)①若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是____，负极反应为____。②若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为_____(填“Mg”或“Al”)，总反应的化学方程式为____。(2)中国科学院长春应用化学研究所在甲烷燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲烷燃料电池的工作原理如图所示。电池工作时，b口通入的物质为____，c口通入的物质为____。电池负极的电极反应式为____。工作一段时间后，当3.2g甲烷完全反应生成CO2时，有____个电子转移。16．载人航天工程对科学研究及太空资源开发具有重要意义，其发展水平是衡量一个国家综合国力的重要指标。中国正在逐步建立自己的载人空间站“天宫”，神舟十三号载人飞船在北京时间10月16日0时23分点火发射，又一次正式踏上飞向浩渺星辰的征途。(1)氢氧燃料电池(构造示意图如图)单位质量输出电能较高，反应生成的水可作为航天员的饮用水，氧气可以作为备用氧源供给航天员呼吸。由此判断X极为电池的_______极，OH-向_______(填“正”或“负”)极作定向移动，Y极的电极反应式为_______。(2)在宇宙飞船或潜艇中，还可利用氢氧燃料电池所产生的水作为饮用水，今欲得常温下1L水，则电池内电子转移的物质的量约为_______mol(保留整数)(3)“神舟”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。①飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将_______能转化为电能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时，阳极的电极反应式为_______；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性_______(填“增大”“减小”或“不变”)。②紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为_______。17．回答下列问题：(1)火箭推进剂中较普遍的组合是肼()和，两者反应生成和水蒸气。已知：①

②

③

和反应的热化学方程式为_______(2)拆开1mol共价键所吸收的能量或形成1mol共价键所释放的能量称为键能。已知H-H键能为436，H-N键能为391，键能为946。则工业合成氨的热化学方程式为_______。(3)溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为_______，当线路中转移0.4mol电子时，则被腐蚀铜的质量为_______g。(4)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。①B为生物燃料电池的_______(填“正”或“负”)极。②正极反应式为_______。③电池工作过程中，将移向_______(填“正”或“负”)极。④在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是_______L。18．新型电池具有广阔的发展前景，根据所学知识回答下列问题：(1)一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如下图所示，写出放电过程中负极的电极反应式：___________，若过程中产生，则消耗标准状况下的体积为___________L。(2)科学家设计出质子膜燃料电池，实现了利用废气资源回收能量并得到单质破，质子膜燃料电池的结构示意图如图所示，写出负极的电极反应式___________。(3)以为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀作电解质溶液，写出该电池正极电极反应式：___________四、实验题19．通过海水晾晒可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案，各步操作流程如图：(1)在第①步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌，作用是____。(2)第②步操作加入过量的BaCl2目的是除去粗盐中的____；写出这个反应的化学方程____。(3)第⑤步“过滤”操作中得到沉淀的成分有泥沙____(多选)。A．BaSO4 B．CaCO3 C．BaCO3 D．Mg(OH)2(4)在第③步操作中，选择的除杂的试剂不能用KOH代替NaOH，理由是____。(5)在利用粗盐制备精盐过程的第⑥步操作中，加入适量盐酸的目的是除去滤液中的NaOH和____。(6)食盐水也可以通过电解得到更多种类的化工原料，写出电解饱和食盐水的化学方程式____；电解过程中，阳极有____色氯气产生，可用湿润的____试纸检验该气体。20．氮化镓(GaN)被称为第三代半导体材料，其应用已经取得了突破性的进展。已知：(i)氮化镓性质稳定，不与水、酸反应，只在加热时溶于浓碱。(ii)NiCl2溶液在加热时，先转化为Ni(OH)2，后分解为NiO。(iii)制备氮化镓的反应为2Ga+2NH32GaN+3H2。某学校化学兴趣小组实验室制备氮化镓，设计实验装置如图所示。设计实验步骤如下：①滴加几滴NiCl2溶液润湿金属镓粉末，置于反应器内。②先通入一段时间的H2，再加热。③停止通氢气，改通入氨气，继续加热一段时间。④停止加热，继续通入氨气，直至冷却。⑤将反应器内的固体转移到盛有盐酸的烧杯中，充分反应后过滤、洗涤、于燥。(1)仪器X中的试剂是_______，A和C装置中都有一个连接分液漏斗的导管，其作用为_______。(2)该套装置中存在一处明显的错误是_______。(3)步骤①中选择NiCl2溶液，不选择氧化镍的原因是_______(填字母序号)。a.增大接触面积，加快化学反应速率b.使镍能均匀附着在镓粉的表面，提高催化效率c.为了能更好形成原电池，加快反应速率(4)步骤③中制备氮化镓，判断该反应接近完成时，观察到的现象是_______。(5)请写出步骤⑤中检验产品氮化镓固体洗涤于净的操作：_______。(6)镓元素与铝同族，其性质与铝类似，请写出氮化镓溶于热的NaOH浓溶液的离子方程式：_______。五、原理综合题21．能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。如图所示的装置，X、Y都是惰性电极。将电路接通后，向乙中滴入酚酞溶液，在Fe极附近显红色。试回答下列问题：(1)甲装置是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，则a处通入的是___________(填CH4”或“O2)，电极上发生的电板反应是___________。(2)在乙装置中，总反应的离子方程式是___________。(3)如果两装置中精铜电极的质量增加了6.4g，则甲装置中消耗的CH4的质量为___________。(4)丁装置中在通电一段时间后，Y电极上发生的电极反应是___________。(5)若将乙装置单独拿出并用导线将两电极相接，则C电极上发生的电极反应为___________。22．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列的探究实验活动。(1)如下图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)___________。设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极相差12g，导线中通过___________mol电子。(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NaCl溶液，石墨电极为___________(填写正、负、阴、阳)，这时乙池溶液呈碱性，可向溶液中滴加酚酞指示剂，指示剂变红色。用吸管吸出铁片附近的溶液少许于试管中，向其中滴加少量的新制饱和氯水，写出发生的离子方程式___________，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制氯水，颜色褪去，同学们对些做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的+3价铁被氧化为更高价态”。如果+3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式：___________。(3)如下图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示。一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是___________，电极反应式___________；乙装置中石墨(1)为___________极(填写正、负、阴、阳)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为___________，产物常用___________检验，反应的离子方程式___________。23．2022年4月16日，中国空间站的3名航天员乘神舟十三号载人飞船平安返回地球。空间站处理CO2的一种重要方法是对CO2进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步：I．固态胺吸收与浓缩CO2(1)在水蒸气存在下固态胺吸收CO2反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应)，再解吸出CO2的简单方法是____。第二步：CO2的加氢甲烷化H2还原CO2制CH4的部分反应如下：i．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

△H1=+41kJ∙mol−1ii．CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)

△H2=−246kJ∙mol−1(2)反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

△H=____kJ∙mol−1。(3)有利于提高甲烷平衡产率的反应条件是____(写一种)。(4)科学家研究在催化剂表面上CO2与H2的反应，前三步历程如图所示，吸附在催化剂表面上的物种用“•”标注，Ts表示过渡态。下列说法中一定正确的是____(填字母)。A．前三步的总能量变化为ΔH=−2.1eVB．该转化反应的速率取决于Ts1的能垒C．•HOCO转化为•CO和•OH的反应△H＜0D．改用高效催化剂能提高反应物的平衡转化率第三步：CO2甲烷化生成的H2O电解再生氧气(5)电解时阳极产生O2的电极反应式为____。II．神舟十三号载人飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。(6)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将太阳能转化为电能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时，阳极的电极反应式为____；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时负极附近溶液的碱性____(填“增大”、“减小”或“不变”)。(7)紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为____。参考答案：1．C【分析】根据图示，在光照条件下，太阳能电池将光能转化为电能，该装置为电解池，根据电池中电子的移动方向，CO2在阴极得到电子，发生还原反应生成乙酸和乙醇，OH-在阳极失去电子，发生氧化反应放出氧气，据此分析解答。【详解】A．该装置由太阳能转化为电能、电能转化为化学能，故A错误；B．泡沫Ni网电极为阴极，FTO玻璃电极为阳极，因此电势：泡沫Ni网电极＜FTO玻璃电极，故B错误；C．阳极发生氧化反应，根据图示，阳极反应式为，4OH--4e－＝2H2O＋O2↑，故C正确；D．根据图示，CO2在阴极得到电子，发生还原反应生成乙酸和乙醇，且生成乙酸和乙醇过程中转移的电子数不等，当外电路转移2mol电子，无法判断被还原的CO2的物质的量，故D错误；故选C。2．A【详解】A．在图③中，构成Zn/Cu/CuSO4原电池，由于金属活动性：Zn＞Cu，Zn为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；正极Cu上发生得到电子的还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，当电路中转移2mol电子时，负极减轻65g，正极质量增加64g，故图③中Zn片减轻质量与Cu棒增重质量的比为65∶64，A错误；B．图②中构成Zn/Cu/CuSO4原电池，负极Zn上发生反应：Zn-2e-=Zn2+，正极Cu上发生反应：2H++2e-=H2↑，如果两极上都有气体产生，则说明Zn片不纯锌片上杂质与Zn构成原电池，在Zn片上也有H+得到电子变为H2的还原反应，因此如果两极上都有气体产生，可以说明Zn片不纯，B正确；C．由于Cu在金属活动性顺序表中位于H元素的后边，在图①中Cu棒没有与Zn棒连接，因此Cu棒上不发生反应，因此没有气体产生，C正确；D．图②与图③都构成原电池，在图②中正极反应为：2H++2e-=H2↑，图③中正极反应为：Cu2++2e-=Cu。若两个正极产物的质量比为1∶32时，反应过程中转移电子的物质的量为：=1：1，由于负极都是Zn失去电子变为Zn2+，因此图②与图③中Zn棒减轻的质量相等，D正确；故选A。3．B【分析】依据甲中N极发生的过程为，可以确定N极得到电子，为原电池的正极，则M为原电池的负极，失去电子；再结合乙是模拟工业电解法来处理废水，涉及到的离子反应方程式为，由此可推断处理的为，则乙中Fe电极作为阳极，失去电子，转变为，C极为阴极，得到电子；【详解】A．据分析，M为负极，失去电子，N为正极，得到电子，所以透过质子交换膜由左向右移动，A错误；B．若溶液中减少了0.1mol，结合离子反应方程式，可知电解至少产生了，结合Fe极的电极反应式，可知电路中至少转了1.2mol电子，B正确；C．M极为原电池的负极，失去电子，结合甲可看出来，有机废水转化产生了，则电极反应式为，C错误；D．乙池中碳棒为电解池的阴极，应与电源的负极相连，即与M极相连，D错误；故合理选项为B。4．A【详解】原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线流向正极，溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。a极质量减小，b极质量增加，这说明a电极是负极，失去电子，b电极是正极，溶液中的铜离子得到电子，则金属性是a＞b。b电极有气体产生，c极无变化，这说明b的金属性强于c的；d极溶解，c极有气体产生，这说明d电极是负极，c电极是正极，溶液中的氢离子放电，生成氢气，则金属性是d＞c；电流计指示在导线中电流从a极流向d极，这说明d电极是负极，a电极是正极，则金属性是d＞a，所以这四种金属的活动性顺序是d＞a＞b＞c。答案选A。5．C【详解】A．电极与电源正极相连，为阳极，阴离子向阳极迁移，A正确；B．Fe2O3/石墨电极为阴极发生还原反应，介质为碱性溶液，阴极反应式应为，B正确；C．未知是否为标况，不能确定量，C错误；D．总反应氮气和水通过电解装置生成氨气和氧气，为，D正确；故选C。6．C【分析】由图示知，该装置外电路有光伏电池(将太阳能转化为电能)，故为电解池装置，在P极上，CO2得电子转化为CO，故P极为阴极，N极为阳极，阴极电极反应式为，需要缓冲溶液提供H+，故离子交换膜为阳离子交换膜，阳极电极反应式为。【详解】A．据分析知，P极为阴极，N极为阳极，则电子从N极经外电路到P极，电子不能经过溶液，A错误；B．据分析知，阳极电极反应式为，每转移时，阳极电解质溶液的质量减少0.5molH2O，即9g，B错误；C．据分析知，阴极的电极反应式为，C正确；D．根据得失电子守恒和阴阳极电极反应知，缓冲溶液流入阴极的H+和阳极流入缓冲溶液的H+数目相等，故随着反应进行，缓冲溶液中不变，不变，D错误；故选C。7．D【详解】A．铅蓄电池放电时，铅为电池的负极，铅失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb-2e-+=PbSO4，选项A错误；B．电解饱和MgCl2溶液会生成氢氧化镁沉淀，离子方程式应为：Mg2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+Mg(OH)2↓，选项B错误；C．用惰性电极电解CuCl2溶液，Cu2+氧化性比H+强，故Cu2+先放电，正确的离子方程式为CuCl2Cu+Cl2↑，选项C错误；D．银作阳极，阳极的电极反应式为Ag-e-=Ag+，铜片作阴极，阴极的电极反应式为Ag++e-=Ag，总反应为Ag(阳极)Ag(阴极)，选项D正确；答案选D。8．D【详解】A．铁作为阴极，铁本身不反应，无法制得Fe(OH)2，A项错误；B．蒸发装置，无法回收CCl4，B项错误；C．由于氨气密度比空气小，无法收集到氨气，C项错误；D．闻气体采用扇闻法，操作方法，D项正确；答案选D。9．D【分析】放电时的电极反应式正极：3CO2+4Li+十4e-=2Li2CO3+C，负极：Li-e-=Li+【详解】A．Li是活泼金属，能与水反应，不能用水溶液作电解质，可使用有机电解液，故A正确；B．充电时，原电池的负极与电源的负极相连作阴极，原电池的正极与电源的正极相连作阳极，阳离子有样机向阴极移动，故充电时，Li+由正极向负极迁移，故B正确；C．放电时，C作正极，电极反应式为3CO2+4Li+十4e-=2Li2CO3+C，故C正确；D．由正极反应历程可知，C为最终产物，*LiCO2、*CO、*LiC2O3是中间产物，共3种，故D错误；故答案选D。10．B【分析】根据题目所给图像分析，电极a上H2S转化生成S2和H2O，S元素化合价上升，被氧化，发生氧化反应，所以电极a是负极；电子流由负极a流出，经外电路过负载到达正极b；O2-在电解质中由电极b向电极a方向移动；【详解】A．经分析，电极a为负极，A错误；B．电极b上O2得电子生成O2-，B正确；C．经分析，电子流向应由a→负载→b，C错误；D．未提及标准状况，气体物质的量不能直接换算成气体体积，D错误；综上，本题选B。11．C【详解】A．水为纯液体，不影响钠与水反应的速率，则金属钠与足量水反应时，增加水的量不能加快反应速率，故A错误；B．反应速率与物质的性质有关，与反应热无关，如金属的腐蚀为放热反应，但非常缓慢，故B错误；C．反应的焓变与反应物和生成物的能量有关，与反应条件、变化过程无关，所以同温同压下，在光照和点燃条件的相同，故C正确；D．n（Fe）=2.8g÷56g/mol=0.05mol，n（H+）=0.1L×1.0mol/L×2=0.2mol，由Fe+2H+=Fe2++H2↑可知，Fe完全反应，生成的氢气由Fe的物质的量决定，加入少量CuSO4固体，Fe可置换出Cu，则构成原电池可加快反应速率，但生成氢气减少，故D错误；故选C。12．B【详解】A．负极镁失电子发生氧化反应，反应式为，故A正确；B．正极氯化亚铜得电子，反应式为，故B错误；C．原电池内部阴离子移向负极，电池放电时由正极向负极迁移，故C正确；D．Mg是活泼金属，能与水反应，负极会发生副反应：，故D正确；故选B。13．CD【分析】燃料电池通入O2的电极为正极，因此b为正极；CH3COO-反应的电极为负极，即a为负极；【详解】A．该装置为原电池，a极有机物发生氧化反应生成二氧化碳，海水中的Na+和Cl-通过离子交换膜分别移向正极和负极，能实现从海水中得到淡水，同时去除有机物，而且还可提供电能，A正确；B．根据分析，电极b通入氧气，得电子，为正极，B正确；C．由图可知，负极为有机弱酸性废水CH3COO-的电极，失电子发生氧化反应，溶液为酸性，电极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2+7H+，C错误；D．原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐目的，所以Y为阳离子交换膜、X为阴离子交换膜，D错误；故选CD。14．BC【分析】如图电解池，乙二酸转化为乙醛酸发生还原反应，故铅电极为阴极，反应为：HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O，石墨极为阳极，反应为：2Br--2e-=Br2，H+移向铅电极，OH-移向石墨极；【详解】A．KBr中Br-参与阳极反应，2Br--2e-=Br2，后发生反应：OHC-CHO+Br2+2OH-=HOOC-CHO+H2O+2Br-，故在上述电化学合成过程中起电解质与催化剂的作用，故A正确；B．阳极失电子发生氧化反应，阳极上的反应式为：2Br--2e-=Br2，故B错误；C．设：阴极区生成乙醛酸为x，阳极区生成乙醛酸为y，则x+y=1mol，根据阴极反应HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O，阴极区生成的乙醛酸与得电子数之比为1：2，故阴极区得电子物质的量为2x，阳极区反应：OHC-CHO+Br2+2OH-=HOOC-CHO+H2O+2Br-，生成的乙醛酸与消耗的Br2之比为1：1，根据阳极反应2Br--2e-=Br2，阳极区生成的乙醛酸与阳极区失电子数之比为1：2，故阳极区失电子物质的量为2y，根据得失电子守恒，2x=2y，x=y=0.5mol，故制得1mol乙醛酸理论上外电路中迁移电子的物质的量=2×0.5mol=1mol，故C错误；D．阳离子移向阴极，故双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移，故D正确；故选：BC。15．(1)

Mg逐渐溶解；Al片上有气泡冒出，电流计指针偏转

Mg-2e-=Mg2+

Al

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑(2)

CH4

O2##空气

CH4-8e-+2H2O=CO2↑+8H+

1.6NA【解析】（1）①若烧杯中溶液为稀硫酸，因Mg的活泼性比Al强，故Mg作负极，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，镁片溶解；Al作正极，正极反应为2H++2e-=H2，铝片有气泡冒出；因电路中产生电流，故电流计指针偏转；故答案为：Mg逐渐溶解；Al片上有气泡冒出，电流计指针偏转；Mg-2e-=Mg2+；②若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，因为Mg不与NaOH溶液反应，但Al与NaOH溶液反应，所以Al为负极，Mg为正极，总反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；故答案为：Al；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；（2）由H+移动方向可知，左侧为负极，右侧为正极，CH4与O2或空气燃烧生成CO2和H2O，CH4化合价升高，失去电子，故b口通入的物质为CH4，c口通入的物质为O2或空气；电池负极的电极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2↑+8H+；根据负极反应式可知，当3.2g即0.2mol甲烷完全反应生成CO2时，有1.6NA个电子转移；故答案为：CH4；O2或空气；CH4-8e-+2H2O=CO2↑+8H+；1.6NA。16．(1)

负

负

O2＋2H2O＋4e-=4OH-(2)111(3)

太阳

Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O

减小

Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2【解析】（1）根据电子流向可知，X电极是电子流出的一极，由此判断X极为电池的负极，原电池中阴离子向负极移动，则OH-向负极作定向移动，Y极是正极，氧气得到电子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，故答案：负；负；O2＋2H2O＋4e-=4OH-；（2）1L水质量为，物质的量为；氢氧燃料电池总反应式为，每生成一个水分子，转移2个电子，故生成1L水，电子转移的物质的量约为，故答案：111；（3）①飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将太阳能转化为电能；其工作原理为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2，充电时相当于是电解池，阳极Ni失去电子，其电极反应式为Ni(OH)2－e-+OH-=NiOOH+H2O；当飞船运行到地影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，此时相当于是原电池，Cd失去电子结合氢氧根离子生成Cd(OH)2，因此负极附近溶液的碱性减小，故答案：太阳；Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O；减小；②紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极是Zn失去电子，其电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，故答案：紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极是Zn失去电子，其电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，故答案：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。17．(1)

(2)

(3)

Cu

12.8(4)

负

正

22.4【解析】(1)已知：①

②

③

依据盖斯定律可知③×2－①－②×2即得到和反应的热化学方程式为

；(2)反应热等于断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，因此反应热为（946+3×436－2×3×391）kJ/mol＝－92kJ/mol，则工业合成氨的热化学方程式为

。(3)根据可知铜失去电子，铁离子得到电子，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为铜，1mol铜失去2mol电子，当线路中转移0.4mol电子时，则被腐蚀铜的质量为0.2mol×64g/mol＝12.8g。(4)①B电极是葡萄糖转化为二氧化碳，发生失去电子的氧化反应，为生物燃料电池的负极。②正极氧气得到电子，反应式为。③原电池中阳离子移向正极，电池工作过程中，将移向正极。④总反应式可表示为6O2+C6H12O6=6CO2+6H2O，因此每消耗1mol氧气，理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是22.4L。18．(1)

NO-3e-+2H2O=+4H+

33.6(2)2H2S-4e-=S2+4H+(3)O2+4e-+4H+=2H2O【解析】(1)由原电池的工作原理图示可知，左端的铂电极为负极，其电极反应式为NO-3e-+2H2O=+4H+，当过程中产生2molHNO3时转移6mole-，而1molO2参与反应转移4mole-，故需要1.5molO2参与反应，标准状况下的体积为33.6L；(2)a极上硫化氢失电子生成S2和氢离子，发生氧化反应，则a为负极，其电极反应为2H2S-4e-=S2+4H+；(3)甲烷燃料电池中，氧气在正极被还原，电解质为硫酸，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。19．(1)加速溶解(2)

Na2SO4

Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl(3)ABCD(4)会引入新的杂质(5)Na2CO3(6)

2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

黄绿色

淀粉碘化钾试纸【分析】粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质，加水溶解后，加入过量的BaCl2溶液，沉淀溶液中的硫酸根离子，再加入过量的NaOH溶液，沉淀溶液中的Mg2+，再加入过量的Na2CO3溶液，沉淀溶液中的Ca2+，同时沉淀过量的Ba2+，过滤，滤去BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3沉淀以及泥沙，向滤液中加入盐酸，中和过量的NaOH和Na2CO3溶液，将得到的NaCl溶液进行蒸发浓缩，同时使过量的HCl挥发掉，然后冷却结晶，洗涤、烘干、得到纯净的NaCl晶体，据此解答。（1）第①步粗盐溶解操作中用玻璃棒搅拌，可加速粗盐的溶解，故答案为：加速溶解；（2）根据以上分析可知第②步操作加入过量的BaCl2目的是除去粗盐中的Na2SO4，反应的方程式为Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl；（3）通过过滤可把溶液中的不溶物除去，则可以除去的物质有泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、BaCO3、CaCO3，答案选ABCD；（4）提纯的是氯化钠，若用氢氧化钾会引入新的杂质氯化钾；（5）根据以上分析可知在利用粗盐制备精盐过程的第⑥步操作中，加入适量盐酸的目的是除去滤液中的NaOH和Na2CO3。（6）电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；电解过程中，阳极氯离子放电，有黄绿色氯气产生，氯气具有强氧化性，可用湿润的淀粉碘化钾试纸试纸检验该气体。20．(1)

浓氨水

平衡烧瓶和分液漏斗中的压强，有利于液体顺利滴下(2)装置F中会产生倒吸(3)ab(4)装置F中几乎不再产生气泡(5)取最后一次洗涤液于试管中，滴加AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，则证明产品氮化镓固体已洗涤于净(6)GaN+OH-+H2OGaO+NH3↑【解析】（1）根据题中信息可知，装置A制取氢气，装置C制取氨气，不需要加热条件液体与固体作用制氨气，则仪器X中的试剂是浓氨水，仪器Y的名称是球形于燥管。故答案为：浓氨水；球形于燥管；（2）因过量的氨气进入装置F与浓硫酸反应，装置F中会产生倒吸；故答案为：装置F中会产生倒吸；（3）步骤①中选择NiCl2溶液，NiCl2溶液在加热时，先转化为Ni(OH)2，后分解为NiO,增大接触面积，加快化学反应速率；使镍能均匀附着在镓粉的表面，提高催化效率；故选ab；（4）步骤③中制备氮化镓，反应为：，氨气极易溶于水，氢气不溶于水，则判断该反应接近完成时观察到的现象是装置F中几乎不再产生气泡；故答案为：装置F中几乎不再产生气泡；（5）步骤⑤中检验产品氮化镓固体洗涤于净的操作：取最后的一次洗涤液于试管中，滴加AgNO3溶液，若无白色沉淀，则证明产品氮化镓固体已洗涤于净。故答案为：取最后的一次洗涤液于试管中，滴加AgNO3溶液，若无白色沉淀，则证明产品氮化镓固体已洗涤于净；（6）镓元素与铝同族，其性质与铝类似，铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O2+3H2↑，则氮化镓溶于热NaOH溶液的离子方程式为：GaN+OH-+H2OGaO+NH3↑。故答案为：GaN+OH-+H2OGaO+NH3↑。21．(1)

CH4

(2)(3)0.4g(4)(5)【分析】电解饱和食盐水时，酚酞变红的极是阴极，阴极和电源负极相连，则在Fe极附近显红色，所以Fe是阴极，C为阳极，a是负极、b是正极，粗铜是阳极，精铜是阴极，X为阳极，Y为阴极。（1）（甲）装置是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），a是负极、b是正极，则b处通入的是氧气，a极通入的是甲烷，a处电极上发生的电极反应式为；故答案为：CH4；；（2）电解饱和氯化钠溶液生成氯气、氢气和氢氧化钠溶液，电极离子方程式为：；故答案为：；（3）乙装置中精铜电极的质量增加了6.4g，根据电极反应：Cu2++2e-=Cu，即生成6.4g铜即0.1mol铜，转移电子是0.2mol，铁电极是阴极，该极上产生氢气，2H++2e-=H2↑，当转移0.2mol电子时，该极上产生的气体为0.1mol，在标准状况下体积为2.24L，甲烷失去电子，电极反应为，消耗的CH4的物质的量为=0.025mol，质量为0.025mol×16g/mol=0.4g；（4）丁中X为阳极，Y为阴极，Y电极上发生的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu；（5）若将乙装置中两电极用导线直接相连，则构成原电池，铁为负极，石墨(C)为正极，发生的电极反应为:，故答案为: