2017-2018学年山东省枣庄市第三中学高二上学期10月质量检测化学试题 解析版

2017-2018学年山东省枣庄市第三中学高二上学期10月质量检测化学试题 解析版

山东省枣庄市第三中学2017-2018学年高二10月质量检测 化学试题 ‎1. 下列说法中，正确的是 A. 在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B. 破坏反应产物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需耍的能量时，反应为放热反应 C. 反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，△H<0‎ D. △H的大小与热化学方程式的计算系数无关 ‎【答案】B ‎【解析】A项，化学反应的本质是旧键断裂，新键生成，断裂旧键吸收的能量和形成新键释放的能量不相等，故在化学反应过程中，发生物质变化的同时一定发生能量变化，A错误；由题意得，形成反应产物全部化学键所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量，反应为放热反应，B正确；C项，反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，△H>0，故C正确；D项，焓变与热化学方程式的系数有关，同一个反应热化学方程式中系数变化，△H的数值同比例变化，故D错误。‎ ‎2. 根据热化学方程式S(s)+O2(g)=SO2(g) △H =-297.23 kJ·mol-1，分析下列说法中正确的是 ‎①S(g)+O2(g)=SO2(g) △H =-Q，Q值大于297.23 kJ·mol-1 ②S(g)+O2(g)=SO2(g) △H =-Q， Q值小于 297.23 1 kJ· mol-1 ③1molSO2的键能总和大于1molS与1molO2的键能总和④1molSO2的键能总和小于1molS与1molO2的键能总和 A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ③④‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：因物质由气态转变成固态要放出热量，所以S(g)+O2(g)=SO2(l)的反应热的绝对值大于297.23kJ•mol-1，故①正确，②错误；由于反应热=断键吸收的能量-成键放出的能量，现反应热△H=-297.23kJ/mol＜0，故1molS和1molO2的键能总和小于1molSO2的键能总和，故③正确，④错误；故选A。‎ 考点：考查了热化学方程式、反应热的计算的相关知识。‎ ‎3. 在101 kPa和298 K时，有关反应的热化学方程式有：H2(g)+O2(g)=H2O(g) ‎ ‎ △H1=-241.8 kJ·mol-1，‎ H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H2=-285.8 kJ·mol-1，‎ 下列说法错误的是 A. H2燃烧生成1mol H2O(g)时，放出241.8 kJ的热量 B. O2前面的表示参加反应的O2的分子数目 C. 298K时，lmolH2完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量为285.8 kJ D. 1mol液态水变成水蒸气时吸收44 kJ的热量 ‎【答案】B ‎ ‎ 考点：热化学反应方程式的表示意义。‎ ‎4. 用惰性电极实现下列电解实验，其说法正确的是 A. 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液的c(H+)不变 B. 电解稀氢氧化钠溶液，阳极消耗OH-，故溶液的碱性减弱 C. 电解硫酸钠溶液，阴极和阳极析出产物的物质的量之比为2：1‎ D. 电解氯化铜溶液一段时间后，向溶液中加入适量的CuO可使电解液恢复到起始状态 ‎【答案】C ‎【解析】A项，电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，水少了，溶质不变，硫酸溶液的浓度变大，则c(H+)变大，故A错误；B项，电解稀氢氧化钠溶液，实质上是电解水，水少了，溶质不变，氢氧化钠溶液的浓度变大，则溶液的碱性增强，故B错误；C项，电解硫酸钠溶液，实质上是电解水，阴极生成氢气，阳极生成氧气，反应方程式为：2H2O2H2↑+O2↑，则阴极和阳极析出产物的物质的量之比为2：1，故C正确；D项，电解氯化铜溶液，阴极析出Cu，阳极生成氯气，一段时间后，向溶液中加入适量的CuCl2可使电解液恢复到起始状态，故D错误。‎ 点睛：本题考查电解原理，明确溶液中离子的放电顺序判断发生电解的物质是解题的关键，注意A、B两项根据溶质浓度变化入手对溶液酸碱性强弱进行判断，D项从原子守恒的角度来分析。‎ ‎5. 依据下图装置，下列叙述不正确的是 A. a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B. a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2++2e-=Cu C. a和b分别连接直流电源正、负极，Cu2+向铜电极移动 D. 无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液颜色都会发生变化 ‎【答案】C ‎【解析】A项，a和b不连接时，铁和铜离子直接发生置换反应，铜离子变成铜单质在铁表面析出，故A正确；B项，a和b用导线连接时，构成原电池，铁作负极，铜作正极，溶液中的Cu2+在正极上得电子生成Cu，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故B正确；C项，a和b分别连接直流电源正、负极，构成电解池，a是阳极，b是阴极，阳离子向阴极移动，故Cu2+向铁电极（b）移动，C错误；D项，无论a和b是否连接，都存在自发的氧化还原反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，铁片均会溶解，溶液由蓝色变为浅绿色，故D正确。‎ 点睛：本题考查原电池和电解池工作原理，主要考查原电池、电解池的电极反应、现象及电极反应式的书写、离子移动方向等，注意根据氧化还原反应原理分析解答。‎ ‎6. 如图所示，a、b是两根石墨棒。下列叙述正确的是 A. a是正极，发生还原反应 B. b是阳极，发生氧化反应 C. 稀硫酸中硫酸根离子的物质的量不变 D. 往滤纸上滴加酚酞试液，a极附近颜色变红 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：左边装置能自发的进行氧化还原反应，属于原电池，右边是电解池，锌易失电子作负极，铜作正极，则a是阳极，b是阴极；A．a是阳极，阳极上失电子发生氧化反应，故A错误；B．b是阴极，阴极上得电子发生还原反应，故B错误；C．左边装置中，负极上锌失电子生成锌离子，正极上氢离子得电子生成氢气，所以硫酸根离子不参加反应，则其物质的量不变，故C正确；D．a电极上氯离子放电生成氯气，b电极上氢离子放电生成氢气，同时b电极附近还生成氢氧根离子，导致碱性增强，所以b极附近颜色变化，故D错误；故选C。‎ ‎【考点定位】考查原电池和电解池原理 ‎【名师点晴】正确判断原电池和电解池及其电极是解本题关键，左边装置能自发的进行氧化还原反应，属于原电池，右边是电解池，锌易失电子作负极，铜作正极，则a是阳极，b是阴极，正极和阴极上都得电子发生还原反应，负极和阳极上都失电子发生氧化反应，据此分析解答。‎ ‎7. 我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均为3. 2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是 A. 此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B. 发生电化学腐蚀时的正极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-‎ C. 在化学腐蚀过程中有氢气产生 D. 发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe-2e-=Fe2+‎ ‎【答案】B ‎【解析】A、金属铁的腐蚀中，金属铁可以和酸电离的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有碳，构成了原电池，会发生电化学腐蚀，故A正确；B、发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，2H++2e-=H2↑，故B错误；C、发生电化学腐蚀时，碳作正极，发生反应：2H++2e-=H2↑，有氢气产生，故C正确；D、发生电化学腐蚀时的负极是金属铁，电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，故D正确；故选B。‎ 点睛：酸雨pH=3.2，所以酸雨中含有大量氢离子；铁制品中含有铁和碳，具备了原电池的构成条件。铁作负极，失去电子生成亚铁离子，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气。‎ ‎8. 用惰性电极电解AgNO3溶液，下列说法不正确的是 A. 电解过程中阴极质量不断增加 B. 电解过程中溶液的pH不断降低 C. 此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况 D. 电解时阴极产生的气体为O2‎ ‎【答案】D ‎【解析】用惰性电极电解AgNO3溶液，阴极反应式为Ag++e-=Ag，阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，总反应为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3；A项，电解过程中阴极析出Ag单质，质量不断增加，A正确；B项，电解过程生成硝酸，溶液的酸性增强，pH不断降低，B正确；C项，由电解总反应可知，从溶液中析出Ag单质和氧气，根据原子守恒，可向溶液中加入适量的Ag2O固体使溶液恢复电解前的状况，C正确；D项，电解时阳极产生的气体为O2，故D错误。‎ ‎9. 如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)，下列叙述正确的是 A. a中铁钉附近呈现红色 B. b中铁钉上发生还原反应 C. a中铜丝上发生氧化反应 D. b中铝条附近有气泡产生 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：A、a中形成的是铁铜原电池，铁作为负极：Fe-2e-=Fe2+，发生氧化反应，没有红色出现，A错误；B、b中形成的是铁铝原电池，铝作负极，铁作正极，发生还原反应，B正确；C、a中铜作为正极，发生还原反应，C错误；D、b中铝作负极：Al-3e-=Al3+，发生氧化反应，没有气泡产生，D错误。答案选B。‎ 考点：原电池原理 ‎10. 氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，当得到1.8 L饮用水时，电池内转移的电子数约为 A. 1.8‎‎ mol B. 0.2 mol C. 100 mol D. 200 mol ‎【答案】D ‎【解析】1.8L水的质量为1800g，水的物质的量为n=m/M=1800g÷18g•mol-1=100mol，‎ 氢氧燃料电池负极反应为：2H2-4e-+4OH-=4H2O，正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应为：2H2+O2=2H2O，100mol氢气反应转移200mol电子，生成100mol水，故选D。‎ ‎11. 下列说法或表示方法不正确的是 A. 等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的能量少 B. 由H+(aq)+OH-‎(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ·mol -1可知，若将含 1 mol CH3COOH的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ C. 由C(石墨)=C(金刚石）△H=+1.9 kJ·mol -1可知，石墨比金刚石稳定 D. 在100 kPa时，1 g H2完全燃烧生成液态水，放出285. 8 kJ热量，则H2燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol -1‎ ‎【答案】BD ‎【解析】A项，等物质的量的硫蒸气比硫固体能量高，分别完全燃烧，前者放出的热量大于后者，故A正确；B项，醋酸为弱电解质，不能完全电离，电离过程吸热，CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq) △H1>0，根据盖斯定律，CH3COOH(aq)+ OH-(aq)= CH3COO-(aq)+ H2O(l) △H2=△H+△H1，所以若将含1 mol CH3COOH的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热量小于57.3 kJ，B错误；C项，由C(石墨)=C(金刚石）△H=+1.9 kJ·mol -1可知，金刚石能量大于石墨，则石墨更稳定，故C正确；D项，1gH2物质的量是0.5mol，0.5mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-1143.2 kJ·mol-1，故D错误。故选BD。‎ 点睛：本题考查化学反应与能量变化，物质能量越低越稳定，物质的量相同的同种物质在不同状态下能量由高到低为：g>l>s；B项注意电解质的电离为吸热过程；D项注意摩尔反应热数值与化学方程式对应。‎ ‎12. 为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间。下列对实验结束时现象的描述不正确的是 A. 装置I左侧的液面一定会下降 B. 左侧液面装置I比装置II的低 C. 装置II中的铁钉腐蚀最严重 D. 装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 ‎【答案】B ‎【解析】有关金属腐蚀的题型，要求搞清金属腐蚀的主要原因(电化学腐蚀)，运用原电池原理进行恰当的分析，同时掌握金属防护的基本方法：改变金属内部结构(如制成合金)、涂保护层和电化学保护法。Ⅱ中铁钉与铜丝相连，金属活泼性相差较大，且用挥发性盐酸，因此装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，C项正确；Ⅰ中虽然也用了盐酸，但铁钉与铁丝相连，腐蚀不及Ⅱ；由于均发生了2H＋＋2e－=H2↑，Ⅰ和Ⅱ均生成了气体，液面都会下降，左侧液面装置Ⅱ比装置Ⅰ的低，A项正确，B项错误；Ⅲ中虽然铁钉⇒也与铜丝相连，但由于所装试剂为不挥发性硫酸，因此铁钉几乎没被腐蚀，D选项正确。‎ ‎13. 如图装置中，通电后观察到Cu极溶解。下列说法中错误的是 A. 左池总反应相当于电解水 B. Fe为负极，发生氧化反应 C. Pt极产生的气体体积是Ag极产生气体体积为 D. 硫酸铜溶液的浓度不变 ‎【答案】B ‎【解析】该装置为电解池，Cu极溶解，则Cu极为阳极，Fe极为阴极，故a、b、Pt、Ag极分别为：正极、负极、阳极、阴极；A项，左池中惰性电极作阳极电解硫酸溶液，相当于电解水，A正确；B项，Fe为阴极，铜离子在阴极发生还原反应，B错误；C项，左池电解水，Pt极产生氧气，Ag极产生氢气，氧气体积是氢气体积的，C正确；D项，右池为电镀池，所以硫酸铜溶液的浓度不变，D正确。‎ ‎14. 用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 molCu(OH)2后恰好恢复到电解前状态。则电解过程中转移的电子的物质的量为 A. 0.1‎‎ mol B. 0.2 mol C. 0.3 mol D. 0.4 mol ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：‎ 考点：根据电解池的工作原理，要想让电解后的电解质复原，则遵循的原则是：出什么加什么，加入 Cu（OH）2后溶液与电解前相同，则铜离子和氢氧根放电。Cu（OH）2从组成上可看成CuO•H2O，溶液中加入0.1 mol Cu（OH）2后，溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，这说明电解生成了0.1 mol铜和0.05mol氧气，并消耗0.1 mol H2O。由电解反应式：2H2O+2CuSO42Cu+O2↑+2H2SO4和2H2O2H2↑+O2↑ 可知生成0.1 mol铜转移0.2mol 电子，电解0.1 mol H2O转移0.2mol 电子，共转移0.4mol 电子，选项D符合题意。‎ ‎15. 可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是 A. 以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应式都为O2+2H2O+4e- = 4OH-‎ B. 以NaOH溶液为电解液时，负极反应式为Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓‎ C. 以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D. 电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 ‎【答案】A ‎【解析】A、电解质溶液显碱性或中性，该燃料电极的正极发生反应为：O2 +2H2O+4e-=4OH-，故A正确；B、铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中氢氧化铝继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，故B错误；C、该电池在碱性条件下消耗了碱，反应式为4Al+3O2+4OH-=4AlO2-+2H2O，溶液pH降低，故C错误；D、电池工作时，电子从负极出来经过外电路流到正极，故D错误；故选A。‎ 点睛：铝空气燃料电池中负极反应为Al+4OH---3e-═AlO2-+2H2O，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应为4Al+4OH--+3O2═4AlO2-+2H2O，要注意铝为活泼金属，既能与酸反应，又能与碱反应。‎ ‎16. 下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是 A. 构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B. 由铜、铁作电极与浓硝酸组成的原电池中铜是负极 C. 电子沿外导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气 D. 铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：A、构成原电池的正极和负极的材料可以是金属和石墨，A项错误；B、铜、锌与硫酸铜溶液组成的原电池的电池总反应为Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，锌失电子作负极，B项错误；C、电子沿外导线由锌流向铜，在铜电极，溶液中的Cu2＋得电子生成Cu，C项错误；D、根据Zn-2e－=Zn2＋，电路中有0.4 mol电子通过时，锌溶解了0.2ml，质量为13g，D项正确；答案选D。‎ 考点：考查原电池的工作原理。‎ ‎17. 某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应式为 ‎3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，以下说法不正确的是 A. 放电时负极反应式为Zn+2OH--2e- = Zn(OH)2‎ B. 放电时正极反应式为 FeO42-+4H2O+3e-= Fe(OH)3+5OH-‎ C. 放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化 D. 充电时阳极附近溶液的碱性减弱 ‎【答案】C ‎【解析】A项，根据电池的总反应可知，该电池电解质为碱性，放电时负极为Zn失电子，故负极反应式为Zn+2OH--2e- = Zn(OH)2，A正确；B项，K2FeO4在正极得到电子发生还原反应，结合总反应和负极反应可得，电极反应式为FeO42-+4H2O+3e-= Fe(OH)3+5OH-，B正确；C项，根据正极反应式，每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，故C错误；D项，充电时，阳极电极反应式为Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O，消耗OH-离子，故阳极附近溶液的碱性减弱，D正确。‎ ‎18. 用如图所示的装置进行实验，反应一段时间后断开K，向右侧烧杯中加入0.1 molCuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH。下列说法中不正确的是 A. 铜棒为正极，其电极反应式为2H++2e- = H2↑‎ B. 烧杯左侧碳棒为阴极，其电极表面有红色物质析出 C. 反应中消耗锌的质量为13 g D. 导线中通过的电子的物质的量为0.2 mol ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：锌比铜活泼，锌是负极，铜是正极，溶液中的氢离子放电，A正确；烧杯右侧碳棒与电源的负极相连为阴极，溶液中的铜离子放电，其电极表面有红色物质析出，B正确；反应一段时间后断开K，向右侧烧杯中加入0.1 mol CuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH，这说明惰性电极电解硫酸铜溶液时阳极是氢氧根放电产生氧气，阴极是铜离子放电析出铜，电极反应式分别为4OH--4e-=2H2O+O2↑、2Cu2++4e-=2Cu。根据原子守恒可知，析出铜的物质的量是0.1mol，则反应中转移电子的物质的量是0.2mol。根据电子守恒可知锌失去电子的物质的量也是0.2mol，消耗锌的质量是0.1mol×65g/mol=6.5g，故C错误；导线中通过电子的物质的量为0.2 mol，故D正确。‎ 考点：本题考查原电池和电解池。‎ ‎19. 研究化学，不仅要研究化学反应中的物质变化，还要研究伴随着物质变化而发生的能量转化。试回答下列问题：‎ ‎(1)比较下列各组热化学方程式中△H的大小关系。‎ 已知：S(s)+O2(g)=SO2(g) △H1‎ S(g)+O2(g)=SO2(g) △H2‎ CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H3‎ CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H4‎ 则△H1______△H2， △H3______△H4 (“>”、“<”或“=”）‎ ‎(2)煤作为燃料有两种途径：‎ 途径1-直接燃烧：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1<0‎ 途径2-先制水煤气：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H2>0‎ 再燃烧水煤气：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3<0，‎ ‎2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H4<0‎ 则△H1、△H2、△H3、△H4的关系式是___________________。‎ ‎(3)①在298 K、100 kPa下，1 g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧的热化学方程式为__________________________。‎ ‎②在甲醇燃烧过程中，当反应中转移1.2mol电子时，燃烧的甲醇的质量为_______g，生成的CO2在标况下的体积为_________L。‎ ‎【答案】 (1). > (2). < (3). △H1=△H2+(△H3+△H4) (4). ‎ CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76 kJ • mol-1 (5). 6.4g (6). 4. 48‎ ‎【解析】（1）固体硫变化为气态硫需要吸收热量，所以气态硫放热多，由于△H＜0，所以△H1>△H2；因为气态水变为液态水放热，所以甲烷完全燃烧生成液态水比生成气态水时放热多，由于△H＜0，所以△H3<△H4。‎ ‎（2）给四个反应热化学方程式依次编号为①②③④，根据盖斯定律②+(③+④)得①，所以△H1=△H2+(△H3+△H4)。‎ ‎（3）①1g甲醇（CH3OH）燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，则1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热22.68kJ×32＝725.76KJ，所以表示甲醇燃烧的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.76 kJ • mol-1。②CH3OH中C元素化合价为-2价，CO2中C元素化合价为+4价，所以1molCH3OH完全燃烧转移6mol电子，则当反应中转移1.2mol电子时，燃烧的甲醇为0.2mol，质量为0.2mol×32g•mol-1=6.4g；生成CO2 0.2mol，在标准状况下的体积为0.2mol×22.4L•mol-1=4.48L。‎ ‎20. 钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。‎ ‎(1)在空气酸度不大的环境中，其正极反应式为___________________‎ ‎(2)下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是___________（用序号表示）。 ‎ ‎(3)下图装罝的盐桥中盛有饱和NH4NO3琼脂溶液，能够连接两份电解质溶液，形成闭合回路：‎ ‎①该装置的能量转化形式为：_________，装置工作时，盐桥中的NH4+移向___________。(“CuSO4溶液”或“AgNO3溶液”)‎ ‎②若将盐桥换成铜丝，电路中也有电流通过，则铜丝左端为_________极，该极反应式为：___________。‎ ‎(4)运用原电池原理，设计实验验证Cu2+、Fe3+氧化性的强弱，在下图方框内画出实验装置图_____________（要求：设计一个带盐桥的原电池，标出电极名称及电解质溶液）。该原电池正极反应式__________________。‎ ‎【答案】 (1). O2+ 2H2O+4e- = 4OH- (2). (5) >(2)>(1)>(3)>(4) (3). 化学能转化为电能 (4). AgNO3溶液 (5). 阴 (6). Cu2++2e-=Cu (7). Fe3++e-=Fe2+ (8). ‎ ‎【解析】（1）钢铁在空气酸度不大的环境中，形成原电池发生吸氧腐蚀，正极碳上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+ 2H2O+4e- = 4OH-。‎ ‎（2）由图知，(1)装置为化学腐蚀；(2)(3)装置是原电池，(2)中，铁作负极，(3)中铁作正极，作负极的腐蚀速率快，正极被保护；(4)(5)装置是电解池，(4)中铁作阴极，(5)中铁作阳极，阳极金属腐蚀速率快，阴极被保护；根据电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞原电池原理防护＞电解池原理防护，所以Fe片腐蚀由快到慢的顺序是：(5)>(2)>(1)>(3)>(4)。‎ ‎（3）①该装置存在自发的氧化还原反应：Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，可形成原电池，能量转化形式为：化学能转化为电能；Cu作负极，Ag作正极，盐桥中的NH4+向正极方向移动，移向AgNO3溶液。②若将盐桥换成铜丝，则右池为原电池，铜丝右端为负极，Ag为正极，左池为电解池，铜丝左端为阴极，Cu2+得电子发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu。‎ ‎（4）氧化性Fe3+>Cu2+，可发生反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，Cu作还原剂被氧化，可选铜棒作原电池的负极，Fe3+作氧化剂被还原，可选碳棒作正极，实验装置如图所示：；Fe3+在正极上得电子被还原，正极反应式为 ‎：2Fe3++2e-=2Fe2+。‎ 点睛：本题综合考查原电池和电解池的工作原理及金属腐蚀与防护知识，对知识的考查比较全面，侧重于学生的分析能力的考查，注意从氧化还原反应的角度由电池反应判断电极反应。‎ ‎21. 燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点，己成为一种发展前景十分广阔的化学电源。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，它可以使用不同的电解质，如酸式、碱式、熔融碳酸盐、固体电解质等。回答以下问题：‎ ‎(1)通入氧气的一极为___________极，若电解质溶液为硫酸溶液，负极反应式为________________，若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为__________________ 。‎ ‎(2)若将氢气改为CH4，电解质溶液为KOH溶液，此时负极反应式为：_________________，—段时间后，电解质溶液的pH将_________________(填“升高”、“降低”或“不变”）。‎ ‎(3)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。己知N2H4燃烧产物之一为空气中含量最高的一种气体。‎ ‎①胼-空气燃料电池放电时：负极的电极反应式为：_____________________。‎ ‎②假设使用肼-空气燃料电池作为下图电解过程的电源，当阴极增重1.28 g，则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气____________L。（假设空气中氧气体积分数为20%)‎ ‎【答案】 (1). 正 (2). H2-2e-=2H+ (3). O2+4e-+2H2O=4OH- (4). CH4+100H+-8e-=CO32-+7H2O- (5). 降低 (6). N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ (7). 1.12‎ ‎【解析】（1）燃料电池中通入氧化剂的一极为正极，故氢氧燃料电池中通入氧气的一极为正极；H2失电子发生氧化反应，若电解质溶液为硫酸溶液，则负极反应为H2-2e-=2H+；O2得电子发生还原反应，若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。‎ ‎（2）若将氢气改为CH4，CH4中则-4价C元素被氧化为+4价，电解质溶液为KOH溶液，OH-参与负极反应，此时负极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；总反应为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，反应消耗OH-，—段时间后，电解质溶液的pH将降低。‎ ‎（3）①肼(N2H4)-空气碱性燃料电池，总反应为：N2H4+O2=N2+H2O，负极上N2H4失电子，‎ 氢氧根离子参与反应，生成水和氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。②电池放电时正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，以该燃料电池做电源，铜作阳极电解硫酸铜溶液时，阴极反应Cu-2e-=Cu2+，当阴极增重1.28 g时，生成0.02molCu，转移0.04mol电子，根据电子守恒，有0.01mol氧气反应，则需要标准状况下空气的体积=0.01mol×22.4L•mol-1÷20%=1.12L。‎ 点睛：本题考查燃料电池，综合性较强，主要考查电极反应式书写和有关计算，书写电极反应式时，要注意电解质溶液的酸碱性；根据得失电子守恒，利用电极反应式进行有关计算。‎ ‎22. 如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加21.6 g。试冋答：‎ ‎(1)电源中Y极是__________极，Cu极为_____________ 极。‎ ‎(2)电解初始阶段B中总反应的离子方程式为________________。通电5 min时，B中共收集到2. 24L(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前CuSO4溶液的浓度为______。‎ ‎(3)电解后，A中溶液pH将_________ ( “升高”、“降低”或“不变”）。‎ ‎(4)若电解后A中仍有Cl-，要使A中溶液恢复至初始状态，需要补充_____________，其质量为_____g。‎ ‎【答案】 (1). 正 (2). 阴 (3). 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ (4). 0.25 mol·L-1 (5). 升高 (6). HCl (7). 7.3‎ ‎【解析】（1）由已知铜电极的质量增加，所以该极发生反应为：Ag++e-=Ag，铜电极为阴极，则Ag电极为阳极，电源中Y极是正极。‎ ‎（3）A为惰性电极电解KCl溶液，总反应为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故电解后A中溶液pH将升高。‎ ‎（4）若电解后A中仍有Cl-，则只发生反应2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，根据原子守恒，要使A中溶液恢复至初始状态，需要补充HCl；由上面的分析知，该串联电路中转移0.2mol电子，则A中生成0.1molCl2和0.1molH2，故恢复至初始状态需要补充0.2molHCl，质量为7.3g。‎ ‎ ‎