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四川省成都市第七中学2022-2023学年高二化学下学期3月月考试题（Word版附解析）
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这是一份四川省成都市第七中学2022-2023学年高二化学下学期3月月考试题（Word版附解析），共24页。试卷主要包含了 关于铅蓄电池的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
成都七中三月阶段性测试化学试卷
1. 化学与生活、生产、环境密切相关，下列有关说法错误的是
A. 和明矾都可做水处理剂，工作原理完全相同
B. 氢能是一种新型能源，具有热值高、资源丰富、无毒、无污染的优点
C. 绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
D. 反应在常温下能自发进行，则该反应
【答案】A
【解析】
【详解】A．和明矾都可做水处理剂，前者具有强氧化性，生成的产物水解生成胶体具有吸附性，其净水作用，则具有消毒杀菌净水作用，明矾只有净水作用，其工作原理不完全相同，故A错误；
B．氢能具有热值高、资源丰富、无毒、无污染的优点，是一种新型能源，故B正确；
C．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能，故C正确；
D．反应在常温下能自发进行，该反应是熵减的反应，根据，则该反应的，故D正确。
综上所述，答案为A。
2. 下列用来表示物质变化的化学用语中，不正确的是
A. 在熔融状态下可导电：
B. 的水溶液导电性极弱：
C. 常温下，的溶液的:
D. 在的溶液中存在如下平衡：，其平衡常数的表达式为
【答案】B
【解析】
【详解】A．在熔融状态下破坏离子键，电离呈离子而导电：，故A正确；
B．的水溶液导电性极弱是因为硫酸钡难溶于水，值溶解极少量的硫酸钡，溶解的硫酸钡全部电离：，故B错误；
C．常温下，的溶液的：说明HF是部分电离，其电离方程式为，故C正确；
D．在的溶液中存在如下平衡：，其平衡常数的表达式为，故D正确。
综上所述，答案为B。
3. 下列现象中，不是由于原电池反应造成的是
A. 含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快
B. 金属在潮湿的空气中易腐蚀
C. 纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率
D. 化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．含杂质的锌与盐酸反应时会形成原电池，加快反应速率，故A不选；
B．金属在潮湿的空气中放置，水蒸气在金属表面形成一层薄薄的水膜，金属和其含有的其他金属或碳构成原电池的两极，溶在水膜中的二氧化碳形成的碳酸提供了电解质溶液，从而构成原电池，金属易发生吸氧腐蚀，故B不选；
C．铁和硫酸铜溶液发生置换反应，被置换出来的铜附着在铁上，和盐酸共同构成原电池，可以加快反应速率，故C不选；
D．化工厂的空气中含有大量的化学物质，有的容易与铁制品反应，导致钢铁直接发生化学反应而被腐蚀，故D选；
故选D。
4. 为研究金属腐蚀的条件呢和速率，某课外小组学生用铜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一周后，下列对实验结束时现象描述不正确的是
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】
【分析】装置I中铁钉和铁丝连接，盐酸易挥发，铁钉腐蚀化学腐蚀；
装置II中盐酸易挥发，铁钉和铜丝连接易形成电化腐蚀；
装置III中浓硫酸是难挥发性酸，而且浓硫酸具有吸水性，则铁与硫酸不接触，即二者不发生化学反应。
【详解】A.装置I中铁钉和铁丝连接，盐酸易挥发，铁钉发生化学腐蚀，铁和盐酸反应生成氢气，左侧的液面一定会下降，A正确；
B.盐酸具有挥发性，所以II中左侧空气中含有稀盐酸，导致II发生析氢腐蚀，发生了反应为2H++2e-=H2↑，生成了气体，则Ⅱ中左侧液面会下降，即左侧液面装置Ⅱ比装置Ⅰ低，B错误；
C.装置II中盐酸易挥发，铁钉和铜丝连接易形成电化腐蚀，电化学腐蚀比化学腐蚀快，所以装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，C正确；
D.装置III中浓硫酸是难挥发性酸，而且浓硫酸具有吸水性，则铁与硫酸不接触，即二者不发生化学反应，干燥的空气中铁不能发生电化学腐蚀，所以装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀，D正确；
故合理选项是B。
【点睛】本题考查了金属的电化腐蚀和防护的原理分析判断，掌握原电池的工作原理的是解题关键。
5. 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错误的是
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
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
【答案】B
【解析】
【详解】A．铁制品通常不纯，铁遇酸性环境会被氢离子腐蚀，同时会形成原电池发生电化学腐蚀，A正确；
B．由于是酸性环境，故正极的反应为4H++O2+4e−=2H2O，B错误；
C．化学腐蚀过程中，铁与氢离子反应生成氢气，C正确；
D． 电化学腐蚀的负极是铁失去电子生成亚铁离子，D正确；
故选B。
6. 关于铅蓄电池的说法正确的是
A. 在放电时，电池的正极材料是铅板
B. 在放电时，电池的负极材料质量减小
C. 在放电时，向正极迁移
D. 在放电时，正极发生的反应是：
【答案】D
【解析】
【分析】铅蓄电池中，放电过程为原电池原理。Pb作负极，发生失电子的氧化反应；PbO2作正极，发生得电子的还原反应，放电的总反应方程式为：，据此结合二次电池的工作原理分析解答。
【详解】A．在放电时，电池的正极材料是PbO2，A错误；
B．在放电时，电池的负极材料Pb放电转化为，电极质量增大，B错误；
C．上述铅蓄电池放电时，阴离子移向负极，所以向负极迁移，C错误；
D．在放电时，正极PbO2发生得电子的还原反应转化为，其电极反应式为：，D正确；
故选D。
7. 用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如图。以下结论错误的是
A. 溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀
B. 在酸性溶液中生铁有可能发生吸氧腐蚀
C. 析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀快
D. 两溶液中负极反应均为：Fe-2e-=Fe2+
【答案】C
【解析】
【分析】根据压强与时间关系图知，pH=2的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该反应发生析氢腐蚀，pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，结合原电池原理分析判断。
【详解】A．根据pH=2的溶液中压强与时间的关系知，压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该装置发生析氢腐蚀，则溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，故A正确；
B．pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，pH=4的醋酸溶液呈酸性，所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀，故B正确；
C．根据压强与时间关系图知，pH=2的溶液和pH=4的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者使用时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，故C错误；
D．两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应式均为Fe-2e-=Fe2+，故D正确；
故选C。
8. 下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是
A. 图①，放置于干燥空气中的铁钉不会生锈
B. 图②，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀
C. 图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀
D. 图③，若金属M比Fe活泼，可防止输水管腐蚀
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．形成原电池需要电解质溶液，所以干燥空气中不易形成原电池，则铁钉不会生锈，A正确；
B．中性、碱性和弱酸性条件下易发生吸氧腐蚀，所以若断开电源，钢闸门会发生吸氧腐蚀，B正确；
C．与原电池的正极相连做阳极，活泼金属做阳极时，金属失电子易被腐蚀，所以若将钢闸门与电源的正极相连，会加速钢闸门的腐蚀，C错误；
D．若M比Fe活泼，则M、Fe形成原电池时，Fe做正极，M做负极，Fe被保护，D正确；
故选C。
9. 利用如图装置，完成很多电化学实验．下列有关此装置的叙述中，不正确的是
A. 若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极保护法
B. 若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀
C. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子会向铜电极移动
D. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A. 开关K置于M处，则该装置为原电池，由于活动性Zn>Fe，所以Zn为负极，Fe为正极，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，A正确；
B. 开关K置于N处，，则该装置为电解池，若阳极X为碳棒，Y为NaCl溶液，Fe为阴极，被保护，不会引起Fe的腐蚀，B错误；
C. 开关K置于M处，则该装置为原电池，若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，由于活动性Fe>Cu，Fe作负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，Cu为正极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，此时铜棒质量将增加，在外电路中的电子由Zn经导线向铜电极移动，C正确；
D. 开关K置于N处，则该装置为电解池，Y为硫酸铜溶液，若阳极X为铜棒，电极反应：Cu-2e-=Cu2+，Fe为阴极，电极反应：Cu2++2e-=Cu可用于铁表面镀铜，由于两电极溶解的Cu的质量和析出的Cu 的质量相等，所以溶液中铜离子浓度将不变，D错误；
答案选BD。
10. 磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，电池总反应为M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C，其原理如图所示，下列说法正确的是
A. 放电时，石墨电极的电势更高
B. 充电时，Li+移向磷酸铁锂电极
C. 充电时，磷酸铁锂电极应与电源正极相连
D. 放电时，正极反应式为M1-xFexPO4+e-+Li+=LiFexPO4+(1-x)M
【答案】C
【解析】
【分析】从电池总反应式可以分析出，放电时LiC6变为Li+和6C，Li元素化合价升高被氧化，所以石墨电极是负极，另一侧磷酸铁锂电极为正极，放电过程电解质中Li+向磷酸铁锂电极方向移动；
【详解】A．根据分析，石墨电极为负极，故电势更低，描述错误，不符题意；
B．根据分析，放电时Li+移向磷酸铁锂电极，而充电时离子移动方向相反，向石墨电极移动，描述错误，不符题意；
C．放电时，磷酸铁锂电极是正极，电子流入，充电时，该极需输出电子，故要和电源正极相连，描述正确，符合题意；
D．根据电池模型，可以看到，放电时正极电极反应式应是M1-xFexPO4+e-+Li+=LiM1-xFexPO4，描述错误，不符题意；
综上，本题选C。
11. 地球上锂资源匮乏，应用受到极大制约，难以持续发展。钾元素储量大并且与锂元素具有类似的性质，赋予了钾离子电池良好的应用前景。某研究中的钾离子电池工作原理如图所示(放电时钾离子嵌入层状TiS2中，充电时钾离子则脱嵌。电池总反应为TiS2+xKKxTiS2。下列叙述正确的是
A. 放电时，电子从Cu电极流出
B. 放电时，正极电极反应式为TiS2+xK++xe-=KxTiS2
C. 充电时，Cu电极的电势低于K电极
D. 其电解质溶液可以用水作溶剂
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．放电时，K电极为负极，电子从K电极为流出，故A错误；
B．放电时，正极发生还原反应，K+嵌入TiS2中，电极反应式为TiS2+xK++xe−=KxTiS2，故B正确；
C．充电时，Cu电极为阳极，电势高于K电极(阴极)，故C错误；
D．金属K与水剧烈反应，故其电解质溶液不能用水作溶剂，故D错误；
故选B。
12. 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示，下列说法正确的是
A. 电子从b流出，经外电路流向a
B. HS—在硫氧化菌作用下转化为SO的反应是：HS—+4H2O—8e—=SO+9H+
C. 该电池在高温下进行效率更高
D. 若该电池有0.4mol电子转移，则有0.45molH+通过质子交换膜
【答案】B
【解析】
【分析】由氢离子的移动方向可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为HS—+4H2O—8e—=SO+9H+，b极为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O。
【详解】A．由分析可知，电极b是电池的正极，a是负极，则电子从a流出，经外电路流向b，故A错误；
B．由分析可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为HS—+4H2O—8e—=SO+9H+，故B正确；
C．微生物的主要成分是蛋白质，若电池在高温下进行，蛋白质会发生变性，微生物的催化能力降低，电池的工作效率降低，故C错误；
D．由分析可知，正极的电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O，则当电池有0.4mol电子转移时，负极区有0.4mol氢离子通过质子交换膜加入正极区，故D错误；
故选B。
13. 某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，正极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO32-，则下列推断正确的是 ( )
A. 负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O
B. 该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强的适应性
C. 该电池供应2 mol水蒸气，同时转移2 mol电子
D. 放电时负极有CO2生成
【答案】D
【解析】
【详解】A．总反应为2H2＋O2===2H2O，正极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO，所以负极反应为：2H2-4e-+2CO32-═2CO2+2H2O，A错误；
B．电解质是熔融的碳酸钾，高温时可正常工作，但在常温下无法工作，B错误；
C．该电池供应2 mol水蒸气，同时转移4 mol电子，C错误；
D．放电时负极有CO2生成，D正确。
答案选D。
14. 2019年12月17日，中国首艘国产航母山东舰正式列装服役，山东舰所用特种钢材全部国产，研发过程中重点提高了材料的耐腐蚀性。在一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表所示，下列说法正确的是
pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3
FeO
A. 当pH＜6.5时，碳钢主要发生化学腐蚀
B. 当pH＜4和pH＞13.5时，碳钢主要发生析氢腐蚀
C. pH越大，碳钢的腐蚀速率越慢
D. pH＝14时，负极反应为4OH-+Fe-3e-=+2H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A．当pH＜4时，碳钢主要发生化学腐蚀，当4＜pH＜6.5时，主要发生电化学腐蚀，A不正确；
B．当pH＜4时，碳钢主要发生析氢腐蚀，当pH＞13.5，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B不正确；
C．从表中信息可以得出，pH在6~8之间时，碳钢的腐蚀速率慢，但pH＞8时，碳钢的腐蚀速率加快，C不正确；
D．pH＝14时，在负极，Fe失电子的产物与OH-反应生成等，电极反应式为4OH-+Fe-3e-=+2H2O，D正确；
故选D。
15. 电化学脱硫在金属冶炼和废水处理中均有应用。一种电化学脱硫工作原理示意图如图所示。该装置工作时，下列说法不正确的是
A. a为直流电源负极
B. 导线中通过4.5 mol e-时阳极区溶液质量增加44 g
C. 阳极反应式：Mn2+-e-=Mn3+，FeS+9Mn3++4H2O=9Mn2++8H++Fe3++SO
D. 阴极区溶液pH无明显变化
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知，右侧电极Mn2+生成Mn3+，Mn元素价态升高失电子，发生氧化反应，故右侧电极为阳极，电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，生成的Mn3+氧化FeS，发生的反应为9Mn3++FeS+4H2O=9Mn2++8H++Fe3++SO，则b为正极，a为负极，左侧电极为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，据此分析解答。
【详解】A．右侧电极上Mn2+生成Mn3+，Mn元素价态升高失电子，发生氧化反应，故右侧电极为阳极，则b为直流电源正极，a为直流电源负极，故A正确；
B．导线中通过4.5mol e-时，反应生成4.5molMn3+，消耗0.5molFeS，阳极区溶液质量增重为0.5mol×88g/mol=44g，同时氢离子由右向左迁移4.5mol，质量减少4.5mol×1g/mol=4.5g，阳极区溶液质量增加44g-4.5g=39.5g，故B错误；
C．右侧电极为阳极，电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，生成的Mn3+氧化FeS，发生的反应为9Mn3++FeS+4H2O=9Mn2++8H++Fe3++SO，Mn2+和Mn3+之间的转化可提高脱硫效率，故C正确；
D．阴极区消耗氢离子，阳极区生成氢离子，氢离子由右向左迁移，阳极区氢离子浓度基本不变，溶液的pH基本不变，故D正确；
故选B。
16. 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为、，电解质溶液为溶液，总反应为。下列说法中错误的是
A. 原电池放电时，负极上发生反应的物质是
B. 溶液中向正极移动，、向负极移动
C. 工作时，电子由电极沿导线流向电极
D. 负极上发生的反应是
【答案】B
【解析】
【详解】A．银锌电池总反应为，电极分别为Ag2O和Zn，负极上的物质失电子发生氧化反应，则负极上为Zn失电子生成Zn(OH)2，A正确；
B．电解质溶液为KOH溶液，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，B错误；
C．Zn为负极失电子，Ag2O为正极得电子，工作时电子从Zn电极沿导线流向Ag2O电极，C正确；
D．负极上Zn失电子结合氢氧根离子生成Zn(OH)2，电极反应式为，D正确；
故答案选B。
17. 利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池。下列说法错误的是
A. 通入O2一极发生还原反应
B. 负极的电极反应式为：CH4－8e－+8OH－=CO2+6H2O
C. 该电池总反应为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
D. KOH溶液需要定期补充
【答案】B
【解析】
【详解】利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池，反应中甲烷失去电子，氧气得到电子。则
A. 氧气得到电子，因此通入O2一极发生还原反应，A正确；
B. 负极甲烷发生失去电子的氧化反应，则负极的电极反应式为：CH4－8e－+10OH－＝CO32－+7H2O，B错误；
C. 根据以上分析可知该电池总反应为：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O，C正确；
D. 总反应为：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O，反应中消耗氢氧化钾，因此KOH溶液需要定期补充，D正确；答案选B。
18. 一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性
B. 放电时，正极反应包括：Mg2++MgS2+2e−=2MgS
C. 隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+从b极移向a极
D. 充电时，若发生2mol电子转移，则阳极增加的质量为24g
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．Mg为负极被氧化生成的Mg2+，b电极为正极，石墨可以导电，b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性，故A正确；
B．放电时正极上发生还原反应，得电子，根据装置图可判断正极反应包括：Mg2++MgS2+2e−=2MgS，故B正确；
C．根据图可知，溶液中的阳离子Mg2+通过隔膜移向正极，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+从b极移向a极，故C正确；
D．充电时阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为8MgS－14e－＝MgS8+7Mg2＋，则阳极质量减少，故D错误；
故选D。
19. 利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
B. 电极b上反应为CO2+8HCO-8e-=CH4+CO+2H2O
C. 电解过程中化学能转化为电能
D. 电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
【答案】A
【解析】
【分析】
通过电解法可知此电池为电解池，由a极生成O2可以判断出a极为阳极，则b为阴极。阳离子向阴极流动，a极上反应为4OH－―4e－＝2H2O＋O2，电极b上反应为CO2＋8HCO+8e－＝CH4＋8CO＋2H2O。电解时OH－比更容易失去电子在阳极生成O2，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的。
【详解】A．由a极生成O2可以判断出a极为阳极，b为阴极，阳离子向阴极流动。则H+由a极区向b极区迁移正确，故A正确；
B． 电极方程式配平发生错误，电极b上反应应为CO2＋8HCO+8e－＝CH4＋8CO＋2H2O，故B错误；
C．通过电解法可知此电池为电解池，所以电解过程中是电能转化为化学能，故C错误；
D．电解时OH－比更容易失去电子，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的，故D错误；
故选A。
20. 利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法错误的是
A. 该过程将化学能转化为电能
B. 电流流向：B电极→用电器→A电极
C. A电极上发生氧化反应，电极反应式为：
D. 若有机物为乙酸，处理有机物，透过质子交换膜移动到右室
【答案】D
【解析】
【分析】
由图示可知，A电极由X转化为Y，该过程是失去了两个氢原子，发生氧化反应，为负极，B电极是O2转化为H2O，得到电子发生还原反应，B为正极，据此分析解题。
【详解】A．该装置是原电池，利用的反应原理为有机物氧化反应，故化学能转化为电能，A正确；
B． 由分析可知：A电极为负极，B为正极，故电流由B电极→用电器→A电极，B正确；
C．由图知X到Y少了2个H，有机物升高2价，失去2个电子，电极反应式正确，C正确；
D．由反应CH3COOH+2O2→ 2CO2+2H2O 可知，1mo乙酸反应，转移8mol电子，则有8molH+透过质子交换膜移动到右室，D错误；
故答案为：D。
21. 2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。
(1)经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为_______。
(2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。
①下列说法不正确是________。
A．锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+
B．舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀
C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连
D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极的电极反应式为_________。
(3)船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。
①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。
下列说法正确的是________
A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于有害锈
B．Cu2(OH)2CO3既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液
C．青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层
D．用HNO3溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”
②文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为______。
(4)考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施保护文物。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：________。
【答案】 ①. Fe-2e-=Fe2+ ②. C ③. O2+4e-+2H2O=4OH- ④. A ⑤. 4CuCl +O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl- ⑥. 脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀
【解析】
【分析】舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；“牺牲阳极的阴极保护法”，用比铁活泼的金属如锌，让其充当原电池的负极先被氧化；铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。铜锈分为无害锈(形成了保护层)如Cu2(OH)2CO3和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)如Cu2(OH)3Cl；“脱盐、干燥”的防腐原理：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。
【详解】(1)舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
(2)①A．锌比铁活泼，锌块先发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，故A正确；
B．舰体为正极，是电子流入的一极，正极被保护，可以有效减缓腐蚀，故B正确；
C．采用外加电流的阴极保护法保护金属时，被保护的金属作阴极，若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源负极相连，故C错误；
D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同，都是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；
故答案为：C；
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，正极是氧气得电子发生还原反应，舰体上正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
(3)①A．由图片信息可知，Cu2(OH)3Cl疏松、易吸收水，会使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散，所以属于有害锈，故A正确；
B．Cu2(OH)2CO3能溶于盐酸但不能溶于氢氧化钠溶液，故B错误；
C．青铜器表面涂一层食盐水提供形成原电池的电解质溶液，加快铜的腐蚀，故C错误；
D．HNO3溶液具有强氧化性，加快铜的腐蚀，故D错误；
故答案为：A；
②将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为4CuCl +O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；故答案为：4CuCl +O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；
(4)从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀；故答案为：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。
【点睛】本题考查电化学腐蚀及其防护，把握电化学反应原理等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意理解电化学腐蚀发生的条件和防止金属锈蚀的措施，难点(3)新情境下的氧化还原反应方程式的书写，CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3铜的化合价发生了变化，需要有氧气参加。
22. 太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电，其构造的简化图如下:
（1）下列说法中，正确的是______( 填字母序号)。
a.太阳能、风能都是清洁能源
b.太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化
c.控制系统能够控制储能系统是充电还是放电
d.阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化
（2）全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。已知放电时V2+发生氧化反应，则放电时电极A 的电极反应式为___________；充电时电极B 做______极。
（3）含钒废水会造成水体污染，对含钒废水(除VO2+外，还含有Al3+，Fe3+等)进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下:
已知溶液pH 范围不同时，钒的存在形式如下表所示:
钒的化合价
pH<2
pH>11
+4价
VO2+，VO(OH)+
VO(OH)3-
+5价
VO2+
VO43-
①加入NaOH 调节溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH 后生成沉淀1的反应过程为_______、_______；所得滤液1中，铝元素的存在形式为__________。
②向碱性的滤液1( V的化合价为+4 )中加入H2O2的作用是________(用离子方程式表示)。
【答案】 ①. abc ②. VO2+ + e- + 2H+ VO2+ + H2O ③. 阴 ④. Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2↓ ⑤. 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 ⑥. AlO2- ⑦. 2VO(OH)3- + H2O2 + 4OH- 2VO43-+ 6H2O
【解析】
【详解】（1）考查能源，a、太阳能、风能对环境无影响，属于清洁能源，故a正确；b、太阳能电池是太阳能转化成电能的装置，故b正确；c、根据构造简化图，控制系统能够控制储能系统是充电还是放电，故c正确；d、阳关或风力充足时，实现了由太阳能或风能到电能的转化，故d错误；（2）考查原电池、电解池的工作原理，以及电极反应式的书写，放电时，V2＋发生氧化反应，根据原电池工作原理，电极B为负极，电极A为正极，正极生得到电子，化合价降低，即电极反应式为VO2＋＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O；充电时，电池的正极接电源的正极，电池的负极接电源的负极，即电极B为阴极；（3）考查化学工艺流程，①加入NaOH溶液调节pH至到13，出现的现象是出现沉淀，由灰白色转变成红褐色，反应i中发生2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，反应ii中加入氢氧化钠发生的离子反应是Fe2＋＋2OH=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，氢氧化铝表现两性，又因为调节pH到13，此时Al元素以AlO2－形式存在；②根据流程图，目的是得到＋5价钒，利用H2O2的强氧化性，把＋4价钒氧化成＋5价，碱性溶液中＋4价钒以VO(OH)3－形式存在，因此离子反应有：2VO(OH)3－ + H2O2 + 4OH－=2VO43－+ 6H2O。
点睛：氧化还原反应方程式的书写，是学生的难点，学生往往不正确判断生成物以及环境，如本题的(3)②，先找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，根据流程图，目的是得到＋5价钒，即H2O2作氧化剂，本身被还原成H2O，根据表格数据，碱性条件下，＋4价钒以VO(OH)3－形式存在，＋5价钒在碱性条件下，以VO43－形式存在因此有VO(OH)3－＋H2O2→VO43－＋H2O，根据化合价升降法进行配平，2VO(OH)3－＋H2O2→2VO43－＋H2O，电荷不守恒，因为环境是碱性，因此反应物中缺少OH－，最后配平，即反应方程式为：2VO(OH)3－ + H2O2 + 4OH－=2VO43－+ 6H2O。
23. Ⅰ.甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，工作一段时间后，断开。
（1）甲中负极的电极反应式为___________。
（2）若丙中为铝，为石墨，溶液为稀，若能使铝的表面生成一层致密的氧化膜，则电极反应式为___________。
（3）若、、、均为石墨，溶液为饱和氯化钠溶液：
a． 丙中电解总化学方程式为___________。
b． 工作一段时间后，向乙中所得溶液加入后恰好使电解质溶液复原，则丙中电极上生成的气体标况下的体积为___________。
c． 丙中为使两极产物不发生反应，可以在两极之间放置___________(“阴”或“阳”)离子交换膜。
（4）若把乙装置改为精炼铜装置(粗铜含、、、、等杂质)，下列说法正确的是___________。
A. 电解过程中，阳极减少质量与阴极增加的质量相等
B. 为粗铜，发生氧化反应
C. 溶液的浓度保持不变
D. 杂质都将以单质的形式沉淀到池底
（5）用盐酸和溶液反应测定中和热，实验中测得起始平均温度为，反应后最高温度为，反应后溶液的比热容为，盐酸和溶液的密度都近似认为是，则中和热___________。
Ⅱ.甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源，研究其相关反应并合理利用具有重要意义。请回答下列问题：
（6）已知：
a． 工业上甲烷可用于制造合成气，常温常压下其反应为 ；
b． 、的燃烧热依次为、。常温常压下，甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量为___________。
（7）甲烷属于易燃易爆气体，可用电化学原理测定空气中甲烷的含量防止爆炸事故的发生，其原理如图所示，则负极的电极反应式为___________；若测得标准状况下空气中甲烷的含量为，当甲烷完全被氧化时消耗的为___________。
【答案】（1）
（2）
（3） ①. ②. ③. 阳 （4）B
（5）
（6）890.3 （7） ①. ②. 0
【解析】
【分析】通入燃料（甲醇或甲烷）的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的电极为正极，发生还原反应。因此甲为原电池，乙、丙为电解池，结合原电池和电解池原理分析解答；根据盖斯定律分析解答；先根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量，然后根据△H=-kJ/mol计算出中和热。
【小问1详解】
甲醇燃料电池是原电池反应，甲醇在负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O；
【小问2详解】
丙中C为铝，Al与正极相连为阳极，D为石墨，与负极相连为阴极，阳极上铝失电子生成氧化铝，则阳极的电极反应式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+，故答案为：2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+；
【小问3详解】
若A、B、C、D均为石墨，W溶液为饱和氯化钠溶液，
a．电解饱和氯化钠溶液生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解反应式：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑，故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；
b．电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是氧化铜和水，将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO•H2O•CO2，所以加入0.05molCu2(OH)2CO3就相当于加入0.1molCuO和0.05molH2O，则电解时生成的氧气为(0.1mol+0.05mol)×=0.075mol，转移电子为0.75mol×4=0.3mol；丙中D电极为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，则氢气的体积为0.3mol××22.4L/mol=3.36L，故答案为：3.36L；
c．阴极生成氢氧根离子，阳极生成氯气，氢氧根离子向阳极移动能与氯气反应，所以要阻止阴离子向阳极移动，则使用阳离子交换膜，不允许阴离子通过，故答案为：阳；
【小问4详解】
把乙装置改为精炼铜装置(粗铜含、、、、等杂质)。A．电解过程中，阳极上Cu、Zn等金属失电子，阴极上生成Cu，所以阳极减少的质量大于阴极增加的质量，故A错误；B．A与正极相连为阳极，电解精炼时粗铜为阳极，失电子发生氧化反应，故B正确；C．阳极上Cu、Zn等金属失电子，阴极上生成Cu，析出的铜的量大于溶解的铜的量，所以CuSO4溶液的浓度逐渐减小，故C错误；D．Zn等较活泼的金属失电子形成金属阳离子，活泼性比铜弱的金属如Ag、Au，以单质的形式沉淀到池底，故D错误；故答案为：B；
【小问5详解】
50mL 0.5mol•L-1HCl与50mL 0.55mol•L-1 NaOH进行中和反应，盐酸完全反应，生成水的物质的量为0.05L×0.50mol=0.025mol，溶液的质量为：100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值△T=23.4℃-20.4℃=3.0℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=100g×4.2J/(g•℃)×3.0℃=1260J=1.26kJ，所以实验测得的中和热△H=-=-50.4kJ/mol，故答案为：-50.4kJ/mol；
【小问6详解】
、的燃烧热依次为、，则①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol，②H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol，③CH4(g)+H2O(l)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+250.1kJ/mol，由盖斯定律③+①+3×②可得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=+250.1kJ/mol+(-283.0kJ/mol)+3×(-285.8kJ/mol)=-890.3kJ/mol，16g甲烷物质的量为1mol，完全燃烧生成液态水放出的热量为890.3kJ，故答案为：890.3；
【小问7详解】
通入甲烷的电极为负极，酸性介质中，负极的电极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+，电池总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O，硫酸消耗量为0，故答案为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；0。
24. 回答下列问题
（1）高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中，如图是高铁电池的模拟实验装置，实验过程中碳电极周围出现红褐色沉淀：
①该电池放电时正极的电极反应式为___________；
②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向___________移动(填“左”或“右”)；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向___________移动(填“左”或“右”)。
（2）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是___________，A是___________。
（3）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固熔体)内自由移动，工作时O2-的移动方向___________ (填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为___________。
【答案】（1） ①. ②. 右 ③. 左
（2） ①. ②. 氯化铵或NH4Cl
（3） ①. 从b到a ②. CO+O2-－2e-=CO2
【解析】
【小问1详解】
①根据电池装置可知C为正极，Zn为负极，高铁酸钾具有较强的氧化性，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3，电极反应为：；
②盐桥中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此氯离子向右侧移动，K+向左侧移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则K+向左侧移动；
【小问2详解】
由图可知，该装置的总反应是合成氨的反应，氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得到电子，在正极发生还原反应，那么正极的电极反应为：，氨气与HCl反应生成NH4Cl，因此电解质是NH4Cl；
【小问3详解】
电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极，因此O2−由电极b向电极a移动电子由电极a通过传感器流向电极b；该装置中CO为燃料，在负极(即a极)通入，失电子发生氧化反应，电极反应为：。
成都七中三月阶段性测试化学试卷
1. 化学与生活、生产、环境密切相关，下列有关说法错误的是
A. 和明矾都可做水处理剂，工作原理完全相同
B. 氢能是一种新型能源，具有热值高、资源丰富、无毒、无污染的优点
C. 绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
D. 反应在常温下能自发进行，则该反应
【答案】A
【解析】
【详解】A．和明矾都可做水处理剂，前者具有强氧化性，生成的产物水解生成胶体具有吸附性，其净水作用，则具有消毒杀菌净水作用，明矾只有净水作用，其工作原理不完全相同，故A错误；
B．氢能具有热值高、资源丰富、无毒、无污染的优点，是一种新型能源，故B正确；
C．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能，故C正确；
D．反应在常温下能自发进行，该反应是熵减的反应，根据，则该反应的，故D正确。
综上所述，答案为A。
2. 下列用来表示物质变化的化学用语中，不正确的是
A. 在熔融状态下可导电：
B. 的水溶液导电性极弱：
C. 常温下，的溶液的:
D. 在的溶液中存在如下平衡：，其平衡常数的表达式为
【答案】B
【解析】
【详解】A．在熔融状态下破坏离子键，电离呈离子而导电：，故A正确；
B．的水溶液导电性极弱是因为硫酸钡难溶于水，值溶解极少量的硫酸钡，溶解的硫酸钡全部电离：，故B错误；
C．常温下，的溶液的：说明HF是部分电离，其电离方程式为，故C正确；
D．在的溶液中存在如下平衡：，其平衡常数的表达式为，故D正确。
综上所述，答案为B。
3. 下列现象中，不是由于原电池反应造成的是
A. 含杂质的锌与盐酸反应比纯锌与盐酸反应速率快
B. 金属在潮湿的空气中易腐蚀
C. 纯铁和盐酸反应，如滴入几滴硫酸铜溶液，则可加快反应速率
D. 化工厂中的铁锅炉易腐蚀而损坏
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．含杂质的锌与盐酸反应时会形成原电池，加快反应速率，故A不选；
B．金属在潮湿的空气中放置，水蒸气在金属表面形成一层薄薄的水膜，金属和其含有的其他金属或碳构成原电池的两极，溶在水膜中的二氧化碳形成的碳酸提供了电解质溶液，从而构成原电池，金属易发生吸氧腐蚀，故B不选；
C．铁和硫酸铜溶液发生置换反应，被置换出来的铜附着在铁上，和盐酸共同构成原电池，可以加快反应速率，故C不选；
D．化工厂的空气中含有大量的化学物质，有的容易与铁制品反应，导致钢铁直接发生化学反应而被腐蚀，故D选；
故选D。
4. 为研究金属腐蚀的条件呢和速率，某课外小组学生用铜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一周后，下列对实验结束时现象描述不正确的是
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】
【分析】装置I中铁钉和铁丝连接，盐酸易挥发，铁钉腐蚀化学腐蚀；
装置II中盐酸易挥发，铁钉和铜丝连接易形成电化腐蚀；
装置III中浓硫酸是难挥发性酸，而且浓硫酸具有吸水性，则铁与硫酸不接触，即二者不发生化学反应。
【详解】A.装置I中铁钉和铁丝连接，盐酸易挥发，铁钉发生化学腐蚀，铁和盐酸反应生成氢气，左侧的液面一定会下降，A正确；
B.盐酸具有挥发性，所以II中左侧空气中含有稀盐酸，导致II发生析氢腐蚀，发生了反应为2H++2e-=H2↑，生成了气体，则Ⅱ中左侧液面会下降，即左侧液面装置Ⅱ比装置Ⅰ低，B错误；
C.装置II中盐酸易挥发，铁钉和铜丝连接易形成电化腐蚀，电化学腐蚀比化学腐蚀快，所以装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重，C正确；
D.装置III中浓硫酸是难挥发性酸，而且浓硫酸具有吸水性，则铁与硫酸不接触，即二者不发生化学反应，干燥的空气中铁不能发生电化学腐蚀，所以装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀，D正确；
故合理选项是B。
【点睛】本题考查了金属的电化腐蚀和防护的原理分析判断，掌握原电池的工作原理的是解题关键。
5. 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错误的是
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
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
【答案】B
【解析】
【详解】A．铁制品通常不纯，铁遇酸性环境会被氢离子腐蚀，同时会形成原电池发生电化学腐蚀，A正确；
B．由于是酸性环境，故正极的反应为4H++O2+4e−=2H2O，B错误；
C．化学腐蚀过程中，铁与氢离子反应生成氢气，C正确；
D． 电化学腐蚀的负极是铁失去电子生成亚铁离子，D正确；
故选B。
6. 关于铅蓄电池的说法正确的是
A. 在放电时，电池的正极材料是铅板
B. 在放电时，电池的负极材料质量减小
C. 在放电时，向正极迁移
D. 在放电时，正极发生的反应是：
【答案】D
【解析】
【分析】铅蓄电池中，放电过程为原电池原理。Pb作负极，发生失电子的氧化反应；PbO2作正极，发生得电子的还原反应，放电的总反应方程式为：，据此结合二次电池的工作原理分析解答。
【详解】A．在放电时，电池的正极材料是PbO2，A错误；
B．在放电时，电池的负极材料Pb放电转化为，电极质量增大，B错误；
C．上述铅蓄电池放电时，阴离子移向负极，所以向负极迁移，C错误；
D．在放电时，正极PbO2发生得电子的还原反应转化为，其电极反应式为：，D正确；
故选D。
7. 用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图象如图。以下结论错误的是
A. 溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀
B. 在酸性溶液中生铁有可能发生吸氧腐蚀
C. 析氢腐蚀的速率比吸氧腐蚀快
D. 两溶液中负极反应均为：Fe-2e-=Fe2+
【答案】C
【解析】
【分析】根据压强与时间关系图知，pH=2的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该反应发生析氢腐蚀，pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，结合原电池原理分析判断。
【详解】A．根据pH=2的溶液中压强与时间的关系知，压强随着反应的进行而逐渐增大，说明该装置发生析氢腐蚀，则溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀，故A正确；
B．pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小，说明发生吸氧腐蚀，pH=4的醋酸溶液呈酸性，所以在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀，故B正确；
C．根据压强与时间关系图知，pH=2的溶液和pH=4的溶液中，变化相同的压强时所用时间不同，前者比后者使用时间长，说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率，故C错误；
D．两个溶液中都发生电化学腐蚀，铁均作负极，电极反应式均为Fe-2e-=Fe2+，故D正确；
故选C。
8. 下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是
A. 图①，放置于干燥空气中的铁钉不会生锈
B. 图②，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀
C. 图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀
D. 图③，若金属M比Fe活泼，可防止输水管腐蚀
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．形成原电池需要电解质溶液，所以干燥空气中不易形成原电池，则铁钉不会生锈，A正确；
B．中性、碱性和弱酸性条件下易发生吸氧腐蚀，所以若断开电源，钢闸门会发生吸氧腐蚀，B正确；
C．与原电池的正极相连做阳极，活泼金属做阳极时，金属失电子易被腐蚀，所以若将钢闸门与电源的正极相连，会加速钢闸门的腐蚀，C错误；
D．若M比Fe活泼，则M、Fe形成原电池时，Fe做正极，M做负极，Fe被保护，D正确；
故选C。
9. 利用如图装置，完成很多电化学实验．下列有关此装置的叙述中，不正确的是
A. 若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极保护法
B. 若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可加快铁的腐蚀
C. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子会向铜电极移动
D. 若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，可用于铁表面镀铜，溶液中铜离子浓度将减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A. 开关K置于M处，则该装置为原电池，由于活动性Zn>Fe，所以Zn为负极，Fe为正极，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，A正确；
B. 开关K置于N处，，则该装置为电解池，若阳极X为碳棒，Y为NaCl溶液，Fe为阴极，被保护，不会引起Fe的腐蚀，B错误；
C. 开关K置于M处，则该装置为原电池，若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，由于活动性Fe>Cu，Fe作负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，Cu为正极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，此时铜棒质量将增加，在外电路中的电子由Zn经导线向铜电极移动，C正确；
D. 开关K置于N处，则该装置为电解池，Y为硫酸铜溶液，若阳极X为铜棒，电极反应：Cu-2e-=Cu2+，Fe为阴极，电极反应：Cu2++2e-=Cu可用于铁表面镀铜，由于两电极溶解的Cu的质量和析出的Cu 的质量相等，所以溶液中铜离子浓度将不变，D错误；
答案选BD。
10. 磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，电池总反应为M1-xFexPO4+LiC6LiM1-xFexPO4+6C，其原理如图所示，下列说法正确的是
A. 放电时，石墨电极的电势更高
B. 充电时，Li+移向磷酸铁锂电极
C. 充电时，磷酸铁锂电极应与电源正极相连
D. 放电时，正极反应式为M1-xFexPO4+e-+Li+=LiFexPO4+(1-x)M
【答案】C
【解析】
【分析】从电池总反应式可以分析出，放电时LiC6变为Li+和6C，Li元素化合价升高被氧化，所以石墨电极是负极，另一侧磷酸铁锂电极为正极，放电过程电解质中Li+向磷酸铁锂电极方向移动；
【详解】A．根据分析，石墨电极为负极，故电势更低，描述错误，不符题意；
B．根据分析，放电时Li+移向磷酸铁锂电极，而充电时离子移动方向相反，向石墨电极移动，描述错误，不符题意；
C．放电时，磷酸铁锂电极是正极，电子流入，充电时，该极需输出电子，故要和电源正极相连，描述正确，符合题意；
D．根据电池模型，可以看到，放电时正极电极反应式应是M1-xFexPO4+e-+Li+=LiM1-xFexPO4，描述错误，不符题意；
综上，本题选C。
11. 地球上锂资源匮乏，应用受到极大制约，难以持续发展。钾元素储量大并且与锂元素具有类似的性质，赋予了钾离子电池良好的应用前景。某研究中的钾离子电池工作原理如图所示(放电时钾离子嵌入层状TiS2中，充电时钾离子则脱嵌。电池总反应为TiS2+xKKxTiS2。下列叙述正确的是
A. 放电时，电子从Cu电极流出
B. 放电时，正极电极反应式为TiS2+xK++xe-=KxTiS2
C. 充电时，Cu电极的电势低于K电极
D. 其电解质溶液可以用水作溶剂
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．放电时，K电极为负极，电子从K电极为流出，故A错误；
B．放电时，正极发生还原反应，K+嵌入TiS2中，电极反应式为TiS2+xK++xe−=KxTiS2，故B正确；
C．充电时，Cu电极为阳极，电势高于K电极(阴极)，故C错误；
D．金属K与水剧烈反应，故其电解质溶液不能用水作溶剂，故D错误；
故选B。
12. 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示，下列说法正确的是
A. 电子从b流出，经外电路流向a
B. HS—在硫氧化菌作用下转化为SO的反应是：HS—+4H2O—8e—=SO+9H+
C. 该电池在高温下进行效率更高
D. 若该电池有0.4mol电子转移，则有0.45molH+通过质子交换膜
【答案】B
【解析】
【分析】由氢离子的移动方向可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为HS—+4H2O—8e—=SO+9H+，b极为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O。
【详解】A．由分析可知，电极b是电池的正极，a是负极，则电子从a流出，经外电路流向b，故A错误；
B．由分析可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为HS—+4H2O—8e—=SO+9H+，故B正确；
C．微生物的主要成分是蛋白质，若电池在高温下进行，蛋白质会发生变性，微生物的催化能力降低，电池的工作效率降低，故C错误；
D．由分析可知，正极的电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O，则当电池有0.4mol电子转移时，负极区有0.4mol氢离子通过质子交换膜加入正极区，故D错误；
故选B。
13. 某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气。所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，正极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO32-，则下列推断正确的是 ( )
A. 负极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O
B. 该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强的适应性
C. 该电池供应2 mol水蒸气，同时转移2 mol电子
D. 放电时负极有CO2生成
【答案】D
【解析】
【详解】A．总反应为2H2＋O2===2H2O，正极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO，所以负极反应为：2H2-4e-+2CO32-═2CO2+2H2O，A错误；
B．电解质是熔融的碳酸钾，高温时可正常工作，但在常温下无法工作，B错误；
C．该电池供应2 mol水蒸气，同时转移4 mol电子，C错误；
D．放电时负极有CO2生成，D正确。
答案选D。
14. 2019年12月17日，中国首艘国产航母山东舰正式列装服役，山东舰所用特种钢材全部国产，研发过程中重点提高了材料的耐腐蚀性。在一定条件下，某含碳钢腐蚀情况与溶液pH的关系如表所示，下列说法正确的是
pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2+
Fe3O4
Fe2O3
FeO
A. 当pH＜6.5时，碳钢主要发生化学腐蚀
B. 当pH＜4和pH＞13.5时，碳钢主要发生析氢腐蚀
C. pH越大，碳钢的腐蚀速率越慢
D. pH＝14时，负极反应为4OH-+Fe-3e-=+2H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A．当pH＜4时，碳钢主要发生化学腐蚀，当4＜pH＜6.5时，主要发生电化学腐蚀，A不正确；
B．当pH＜4时，碳钢主要发生析氢腐蚀，当pH＞13.5，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B不正确；
C．从表中信息可以得出，pH在6~8之间时，碳钢的腐蚀速率慢，但pH＞8时，碳钢的腐蚀速率加快，C不正确；
D．pH＝14时，在负极，Fe失电子的产物与OH-反应生成等，电极反应式为4OH-+Fe-3e-=+2H2O，D正确；
故选D。
15. 电化学脱硫在金属冶炼和废水处理中均有应用。一种电化学脱硫工作原理示意图如图所示。该装置工作时，下列说法不正确的是
A. a为直流电源负极
B. 导线中通过4.5 mol e-时阳极区溶液质量增加44 g
C. 阳极反应式：Mn2+-e-=Mn3+，FeS+9Mn3++4H2O=9Mn2++8H++Fe3++SO
D. 阴极区溶液pH无明显变化
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知，右侧电极Mn2+生成Mn3+，Mn元素价态升高失电子，发生氧化反应，故右侧电极为阳极，电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，生成的Mn3+氧化FeS，发生的反应为9Mn3++FeS+4H2O=9Mn2++8H++Fe3++SO，则b为正极，a为负极，左侧电极为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，据此分析解答。
【详解】A．右侧电极上Mn2+生成Mn3+，Mn元素价态升高失电子，发生氧化反应，故右侧电极为阳极，则b为直流电源正极，a为直流电源负极，故A正确；
B．导线中通过4.5mol e-时，反应生成4.5molMn3+，消耗0.5molFeS，阳极区溶液质量增重为0.5mol×88g/mol=44g，同时氢离子由右向左迁移4.5mol，质量减少4.5mol×1g/mol=4.5g，阳极区溶液质量增加44g-4.5g=39.5g，故B错误；
C．右侧电极为阳极，电极反应式为Mn2+-e-=Mn3+，生成的Mn3+氧化FeS，发生的反应为9Mn3++FeS+4H2O=9Mn2++8H++Fe3++SO，Mn2+和Mn3+之间的转化可提高脱硫效率，故C正确；
D．阴极区消耗氢离子，阳极区生成氢离子，氢离子由右向左迁移，阳极区氢离子浓度基本不变，溶液的pH基本不变，故D正确；
故选B。
16. 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为、，电解质溶液为溶液，总反应为。下列说法中错误的是
A. 原电池放电时，负极上发生反应的物质是
B. 溶液中向正极移动，、向负极移动
C. 工作时，电子由电极沿导线流向电极
D. 负极上发生的反应是
【答案】B
【解析】
【详解】A．银锌电池总反应为，电极分别为Ag2O和Zn，负极上的物质失电子发生氧化反应，则负极上为Zn失电子生成Zn(OH)2，A正确；
B．电解质溶液为KOH溶液，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，B错误；
C．Zn为负极失电子，Ag2O为正极得电子，工作时电子从Zn电极沿导线流向Ag2O电极，C正确；
D．负极上Zn失电子结合氢氧根离子生成Zn(OH)2，电极反应式为，D正确；
故答案选B。
17. 利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池。下列说法错误的是
A. 通入O2一极发生还原反应
B. 负极的电极反应式为：CH4－8e－+8OH－=CO2+6H2O
C. 该电池总反应为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
D. KOH溶液需要定期补充
【答案】B
【解析】
【详解】利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池，反应中甲烷失去电子，氧气得到电子。则
A. 氧气得到电子，因此通入O2一极发生还原反应，A正确；
B. 负极甲烷发生失去电子的氧化反应，则负极的电极反应式为：CH4－8e－+10OH－＝CO32－+7H2O，B错误；
C. 根据以上分析可知该电池总反应为：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O，C正确；
D. 总反应为：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O，反应中消耗氢氧化钾，因此KOH溶液需要定期补充，D正确；答案选B。
18. 一种新型镁硫二次电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性
B. 放电时，正极反应包括：Mg2++MgS2+2e−=2MgS
C. 隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+从b极移向a极
D. 充电时，若发生2mol电子转移，则阳极增加的质量为24g
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．Mg为负极被氧化生成的Mg2+，b电极为正极，石墨可以导电，b电极添加石墨烯可以提高电池正极材料导电性，故A正确；
B．放电时正极上发生还原反应，得电子，根据装置图可判断正极反应包括：Mg2++MgS2+2e−=2MgS，故B正确；
C．根据图可知，溶液中的阳离子Mg2+通过隔膜移向正极，所以使用的隔膜是阳离子交换膜，充电时Mg2+从b极移向a极，故C正确；
D．充电时阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为8MgS－14e－＝MgS8+7Mg2＋，则阳极质量减少，故D错误；
故选D。
19. 利用电解法将CO2转化为CH4的原理如图所示。下列说法正确的是
A. 电解过程中，H+由a极区向b极区迁移
B. 电极b上反应为CO2+8HCO-8e-=CH4+CO+2H2O
C. 电解过程中化学能转化为电能
D. 电解时Na2SO4溶液浓度保持不变
【答案】A
【解析】
【分析】
通过电解法可知此电池为电解池，由a极生成O2可以判断出a极为阳极，则b为阴极。阳离子向阴极流动，a极上反应为4OH－―4e－＝2H2O＋O2，电极b上反应为CO2＋8HCO+8e－＝CH4＋8CO＋2H2O。电解时OH－比更容易失去电子在阳极生成O2，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的。
【详解】A．由a极生成O2可以判断出a极为阳极，b为阴极，阳离子向阴极流动。则H+由a极区向b极区迁移正确，故A正确；
B． 电极方程式配平发生错误，电极b上反应应为CO2＋8HCO+8e－＝CH4＋8CO＋2H2O，故B错误；
C．通过电解法可知此电池为电解池，所以电解过程中是电能转化为化学能，故C错误；
D．电解时OH－比更容易失去电子，所以电解Na2SO4溶液的实质是电解水，溶液中的水发生消耗，所以Na2SO4溶液的浓度是增大的，故D错误；
故选A。
20. 利用假单胞菌分解有机物的电化学原理如图所示。下列说法错误的是
A. 该过程将化学能转化为电能
B. 电流流向：B电极→用电器→A电极
C. A电极上发生氧化反应，电极反应式为：
D. 若有机物为乙酸，处理有机物，透过质子交换膜移动到右室
【答案】D
【解析】
【分析】
由图示可知，A电极由X转化为Y，该过程是失去了两个氢原子，发生氧化反应，为负极，B电极是O2转化为H2O，得到电子发生还原反应，B为正极，据此分析解题。
【详解】A．该装置是原电池，利用的反应原理为有机物氧化反应，故化学能转化为电能，A正确；
B． 由分析可知：A电极为负极，B为正极，故电流由B电极→用电器→A电极，B正确；
C．由图知X到Y少了2个H，有机物升高2价，失去2个电子，电极反应式正确，C正确；
D．由反应CH3COOH+2O2→ 2CO2+2H2O 可知，1mo乙酸反应，转移8mol电子，则有8molH+透过质子交换膜移动到右室，D错误；
故答案为：D。
21. 2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远舰。已知：正常海水呈弱碱性。
(1)经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为_______。
(2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。
①下列说法不正确是________。
A．锌块发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+
B．舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀
C．若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连
D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，舰体上正极的电极反应式为_________。
(3)船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。
①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。
下列说法正确的是________
A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于有害锈
B．Cu2(OH)2CO3既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液
C．青铜器表面涂一层食盐水可以做保护层
D．用HNO3溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”
②文献显示Cu2(OH)3Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为______。
(4)考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施保护文物。从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：________。
【答案】 ①. Fe-2e-=Fe2+ ②. C ③. O2+4e-+2H2O=4OH- ④. A ⑤. 4CuCl +O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl- ⑥. 脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀
【解析】
【分析】舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；“牺牲阳极的阴极保护法”，用比铁活泼的金属如锌，让其充当原电池的负极先被氧化；铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。铜锈分为无害锈(形成了保护层)如Cu2(OH)2CO3和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)如Cu2(OH)3Cl；“脱盐、干燥”的防腐原理：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。
【详解】(1)舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
(2)①A．锌比铁活泼，锌块先发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，故A正确；
B．舰体为正极，是电子流入的一极，正极被保护，可以有效减缓腐蚀，故B正确；
C．采用外加电流的阴极保护法保护金属时，被保护的金属作阴极，若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源负极相连，故C错误；
D．地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同，都是牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；
故答案为：C；
②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，正极是氧气得电子发生还原反应，舰体上正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
(3)①A．由图片信息可知，Cu2(OH)3Cl疏松、易吸收水，会使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散，所以属于有害锈，故A正确；
B．Cu2(OH)2CO3能溶于盐酸但不能溶于氢氧化钠溶液，故B错误；
C．青铜器表面涂一层食盐水提供形成原电池的电解质溶液，加快铜的腐蚀，故C错误；
D．HNO3溶液具有强氧化性，加快铜的腐蚀，故D错误；
故答案为：A；
②将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3反应的离子方程式为4CuCl +O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；故答案为：4CuCl +O2+2H2O+2CO=2Cu2(OH)2CO3+4Cl-；
(4)从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀；故答案为：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀。
【点睛】本题考查电化学腐蚀及其防护，把握电化学反应原理等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意理解电化学腐蚀发生的条件和防止金属锈蚀的措施，难点(3)新情境下的氧化还原反应方程式的书写，CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3铜的化合价发生了变化，需要有氧气参加。
22. 太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电，其构造的简化图如下:
（1）下列说法中，正确的是______( 填字母序号)。
a.太阳能、风能都是清洁能源
b.太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化
c.控制系统能够控制储能系统是充电还是放电
d.阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化
（2）全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。已知放电时V2+发生氧化反应，则放电时电极A 的电极反应式为___________；充电时电极B 做______极。
（3）含钒废水会造成水体污染，对含钒废水(除VO2+外，还含有Al3+，Fe3+等)进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下:
已知溶液pH 范围不同时，钒的存在形式如下表所示:
钒的化合价
pH<2
pH>11
+4价
VO2+，VO(OH)+
VO(OH)3-
+5价
VO2+
VO43-
①加入NaOH 调节溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH 后生成沉淀1的反应过程为_______、_______；所得滤液1中，铝元素的存在形式为__________。
②向碱性的滤液1( V的化合价为+4 )中加入H2O2的作用是________(用离子方程式表示)。
【答案】 ①. abc ②. VO2+ + e- + 2H+ VO2+ + H2O ③. 阴 ④. Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2↓ ⑤. 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 4Fe(OH)3 ⑥. AlO2- ⑦. 2VO(OH)3- + H2O2 + 4OH- 2VO43-+ 6H2O
【解析】
【详解】（1）考查能源，a、太阳能、风能对环境无影响，属于清洁能源，故a正确；b、太阳能电池是太阳能转化成电能的装置，故b正确；c、根据构造简化图，控制系统能够控制储能系统是充电还是放电，故c正确；d、阳关或风力充足时，实现了由太阳能或风能到电能的转化，故d错误；（2）考查原电池、电解池的工作原理，以及电极反应式的书写，放电时，V2＋发生氧化反应，根据原电池工作原理，电极B为负极，电极A为正极，正极生得到电子，化合价降低，即电极反应式为VO2＋＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O；充电时，电池的正极接电源的正极，电池的负极接电源的负极，即电极B为阴极；（3）考查化学工艺流程，①加入NaOH溶液调节pH至到13，出现的现象是出现沉淀，由灰白色转变成红褐色，反应i中发生2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，反应ii中加入氢氧化钠发生的离子反应是Fe2＋＋2OH=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，氢氧化铝表现两性，又因为调节pH到13，此时Al元素以AlO2－形式存在；②根据流程图，目的是得到＋5价钒，利用H2O2的强氧化性，把＋4价钒氧化成＋5价，碱性溶液中＋4价钒以VO(OH)3－形式存在，因此离子反应有：2VO(OH)3－ + H2O2 + 4OH－=2VO43－+ 6H2O。
点睛：氧化还原反应方程式的书写，是学生的难点，学生往往不正确判断生成物以及环境，如本题的(3)②，先找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，根据流程图，目的是得到＋5价钒，即H2O2作氧化剂，本身被还原成H2O，根据表格数据，碱性条件下，＋4价钒以VO(OH)3－形式存在，＋5价钒在碱性条件下，以VO43－形式存在因此有VO(OH)3－＋H2O2→VO43－＋H2O，根据化合价升降法进行配平，2VO(OH)3－＋H2O2→2VO43－＋H2O，电荷不守恒，因为环境是碱性，因此反应物中缺少OH－，最后配平，即反应方程式为：2VO(OH)3－ + H2O2 + 4OH－=2VO43－+ 6H2O。
23. Ⅰ.甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料。如图是甲醇燃料电池工作的示意图，工作一段时间后，断开。
（1）甲中负极的电极反应式为___________。
（2）若丙中为铝，为石墨，溶液为稀，若能使铝的表面生成一层致密的氧化膜，则电极反应式为___________。
（3）若、、、均为石墨，溶液为饱和氯化钠溶液：
a． 丙中电解总化学方程式为___________。
b． 工作一段时间后，向乙中所得溶液加入后恰好使电解质溶液复原，则丙中电极上生成的气体标况下的体积为___________。
c． 丙中为使两极产物不发生反应，可以在两极之间放置___________(“阴”或“阳”)离子交换膜。
（4）若把乙装置改为精炼铜装置(粗铜含、、、、等杂质)，下列说法正确的是___________。
A. 电解过程中，阳极减少质量与阴极增加的质量相等
B. 为粗铜，发生氧化反应
C. 溶液的浓度保持不变
D. 杂质都将以单质的形式沉淀到池底
（5）用盐酸和溶液反应测定中和热，实验中测得起始平均温度为，反应后最高温度为，反应后溶液的比热容为，盐酸和溶液的密度都近似认为是，则中和热___________。
Ⅱ.甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源，研究其相关反应并合理利用具有重要意义。请回答下列问题：
（6）已知：
a． 工业上甲烷可用于制造合成气，常温常压下其反应为 ；
b． 、的燃烧热依次为、。常温常压下，甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量为___________。
（7）甲烷属于易燃易爆气体，可用电化学原理测定空气中甲烷的含量防止爆炸事故的发生，其原理如图所示，则负极的电极反应式为___________；若测得标准状况下空气中甲烷的含量为，当甲烷完全被氧化时消耗的为___________。
【答案】（1）
（2）
（3） ①. ②. ③. 阳 （4）B
（5）
（6）890.3 （7） ①. ②. 0
【解析】
【分析】通入燃料（甲醇或甲烷）的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的电极为正极，发生还原反应。因此甲为原电池，乙、丙为电解池，结合原电池和电解池原理分析解答；根据盖斯定律分析解答；先根据Q=m•c•△T计算反应放出的热量，然后根据△H=-kJ/mol计算出中和热。
【小问1详解】
甲醇燃料电池是原电池反应，甲醇在负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O；
【小问2详解】
丙中C为铝，Al与正极相连为阳极，D为石墨，与负极相连为阴极，阳极上铝失电子生成氧化铝，则阳极的电极反应式为2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+，故答案为：2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+；
【小问3详解】
若A、B、C、D均为石墨，W溶液为饱和氯化钠溶液，
a．电解饱和氯化钠溶液生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解反应式：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑，故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；
b．电解硫酸铜溶液后溶液呈酸性，向电解后的溶液中加入能恢复原溶液，碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，溶液质量增加的量是氧化铜和水，将碱式碳酸铜化学式改变为2CuO•H2O•CO2，所以加入0.05molCu2(OH)2CO3就相当于加入0.1molCuO和0.05molH2O，则电解时生成的氧气为(0.1mol+0.05mol)×=0.075mol，转移电子为0.75mol×4=0.3mol；丙中D电极为阴极，阴极上氢离子得电子生成氢气，则氢气的体积为0.3mol××22.4L/mol=3.36L，故答案为：3.36L；
c．阴极生成氢氧根离子，阳极生成氯气，氢氧根离子向阳极移动能与氯气反应，所以要阻止阴离子向阳极移动，则使用阳离子交换膜，不允许阴离子通过，故答案为：阳；
【小问4详解】
把乙装置改为精炼铜装置(粗铜含、、、、等杂质)。A．电解过程中，阳极上Cu、Zn等金属失电子，阴极上生成Cu，所以阳极减少的质量大于阴极增加的质量，故A错误；B．A与正极相连为阳极，电解精炼时粗铜为阳极，失电子发生氧化反应，故B正确；C．阳极上Cu、Zn等金属失电子，阴极上生成Cu，析出的铜的量大于溶解的铜的量，所以CuSO4溶液的浓度逐渐减小，故C错误；D．Zn等较活泼的金属失电子形成金属阳离子，活泼性比铜弱的金属如Ag、Au，以单质的形式沉淀到池底，故D错误；故答案为：B；
【小问5详解】
50mL 0.5mol•L-1HCl与50mL 0.55mol•L-1 NaOH进行中和反应，盐酸完全反应，生成水的物质的量为0.05L×0.50mol=0.025mol，溶液的质量为：100mL×1g/cm3=100g，温度变化的值△T=23.4℃-20.4℃=3.0℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=m•c•△T=100g×4.2J/(g•℃)×3.0℃=1260J=1.26kJ，所以实验测得的中和热△H=-=-50.4kJ/mol，故答案为：-50.4kJ/mol；
【小问6详解】
、的燃烧热依次为、，则①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol，②H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol，③CH4(g)+H2O(l)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+250.1kJ/mol，由盖斯定律③+①+3×②可得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=+250.1kJ/mol+(-283.0kJ/mol)+3×(-285.8kJ/mol)=-890.3kJ/mol，16g甲烷物质的量为1mol，完全燃烧生成液态水放出的热量为890.3kJ，故答案为：890.3；
【小问7详解】
通入甲烷的电极为负极，酸性介质中，负极的电极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+，电池总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O，硫酸消耗量为0，故答案为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；0。
24. 回答下列问题
（1）高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中，如图是高铁电池的模拟实验装置，实验过程中碳电极周围出现红褐色沉淀：
①该电池放电时正极的电极反应式为___________；
②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向___________移动(填“左”或“右”)；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向___________移动(填“左”或“右”)。
（2）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是___________，A是___________。
（3）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固熔体)内自由移动，工作时O2-的移动方向___________ (填“从a到b”或“从b到a”)，负极发生的电极反应式为___________。
【答案】（1） ①. ②. 右 ③. 左
（2） ①. ②. 氯化铵或NH4Cl
（3） ①. 从b到a ②. CO+O2-－2e-=CO2
【解析】
【小问1详解】
①根据电池装置可知C为正极，Zn为负极，高铁酸钾具有较强的氧化性，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3，电极反应为：；
②盐桥中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此氯离子向右侧移动，K+向左侧移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则K+向左侧移动；
【小问2详解】
由图可知，该装置的总反应是合成氨的反应，氢气失去电子，在负极发生氧化反应，氮气得到电子，在正极发生还原反应，那么正极的电极反应为：，氨气与HCl反应生成NH4Cl，因此电解质是NH4Cl；
【小问3详解】
电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，电子由负极流向正极，因此O2−由电极b向电极a移动电子由电极a通过传感器流向电极b；该装置中CO为燃料，在负极(即a极)通入，失电子发生氧化反应，电极反应为：。
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