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上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-84化学能与电能（3）
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这是一份上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-84化学能与电能（3），共27页。试卷主要包含了单选题，原理综合题，结构与性质，实验题等内容，欢迎下载使用。
上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-84化学能与电能（3）
一、单选题
1．（2022·上海·一模）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是
A．阳极发生将海水中的氧化生成的反应
B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C．阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的等积垢需要定期清理
2．（2022·上海·模拟预测）在通风橱中进行下列实验：
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止
Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡
下列说法不正确的是
A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为：2NO+O2=NO2
B．Ⅱ中现象因为Fe被浓HNO3氧化，使其表面生成一层氧化膜，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流表，可判断Fe是否被氧化
3．（2022·上海·模拟预测）港珠澳大桥桥体的钢构件采用了多种防腐方法。有关其分析正确的是
A．越靠近海底的钢构件，腐蚀越严重
B．钢构件上镶嵌铝块，属牺牲阳极的阴极保护法
C．钢构件若腐蚀，正极反应式为：Fe—2e—=Fe2＋
D．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，防止形成电解池
4．（2022·上海·模拟预测）如图所示装置的相关叙述正确的是
A．当a和b用导线连接，溶液中的向铜片附近移动
B．当a和b用导线连接，电路中通过电子时，产生气体
C．当a和b用导线连接后，铜片上发生的反应为：
D．将a与直流电源正极相连可以保护锌片，即牺牲阳极的阴极保护法
5．（2022·上海·模拟预测）用滴有氯化钠溶液的湿润的滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断不正确的是
A．a极上发生氧化反应 B．铁片腐蚀速率：甲＞乙
C．d为阴极，发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+ D．b极上发生的反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
6．（2022·上海·模拟预测）工业上使用阳离子隔膜法(仅允许Na+通过)电解饱和食盐水，装置如图所示，则以下说法错误的是
A．惰性电极X是阳极，发生氧化反应
B．进料口1需补充高浓度氯化钠溶液
C．出气口a中会导出H2，出气口b中会导出Cl2
D．电解过程离子方程式：2Cl- +2H2O Cl2↑ + H2↑ + 2OH-
7．（2022·上海长宁·统考一模）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是
A．阴极的电极反应式为
B．金属M的活动性比Fe的活动性弱
C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
8．（2022·上海嘉定·统考二模）观察如图装置，下列说法正确的是
A．a、b接电流表，该装置为原电池
B．a、b接直流电源，该装置为电解池
C．a、b接直流电源，铁可能不易被腐蚀
D．a、b接电流表或接直流电源，铁都可能是负极
9．（2022·上海·统考一模）下图装置中X和Y均为石墨电极，电解液为500mL某CuCl2溶液，电解时X电极表面有红色固体生成，Y电极有气体产生。一段时间后，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g。下列有关说法中正确的是
A．X电极连接电源正极
B．生成气体体积为0.56L
C．Y电极上发生氧化反应
D．该CuCl2溶液浓度为0.05mol/L
10．（2021·上海崇明·统考一模）钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上的电极反应式为
A． B．
C． D．
11．（2021·上海浦东新·统考二模）选取和的醋酸溶液分别与生铁反应，进行腐蚀实验，测量密闭容器内压强变化情况如图。下列结论错误的是
A．的醋酸溶液中一定存在吸氧腐蚀
B．酸度不同，腐蚀的主要类型可能不同
C．两组溶液的pH一定逐渐变大
D．若改用盐酸进行实验，腐蚀速率一定变大
12．（2021·上海徐汇·统考二模）电解法是制备物质的重要途径，下列物质不能通过电解盐溶液制备的是
A．Na B．Cl2 C．H2 D．Cu
13．（2021·上海徐汇·统考二模）锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法错误的是
A．0~t1时，铁可能发生了析氢腐蚀
B．0~t1时，铁可能发生了吸氧腐蚀
C．t1~t2时，铁一定发生了吸氧腐蚀
D．用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性
14．（2021·上海长宁·统考二模）对金属腐蚀及防护的表述正确的是
A．金属腐蚀的本质：金属失电子发生还原反应
B．牺牲阳极的阴极保护法：被保护的金属应做负极
C．外加电流阴极保护法：被保护的金属应与电源正极相连
D．钢铁表面烤蓝生成一层致密的，能起到防腐蚀作用
15．（2021·上海嘉定·统考二模）关于下图甲乙两个装置，以下说法正确的是
A．铜是阳极，铜片上有气泡逸出
B．离子在铁的表面被还原
C．金属的腐蚀速率由慢到快的顺序是：
D．一段时间后，两烧杯中溶液的均增大
16．（2021·上海虹口·统考二模）图是离子交换膜电解槽，电解饱和食盐水时，离子交换膜只允许阳离子通过，下列说法错误的是
A．a是电源的正极 B．X处产生的是氯气
C．可用铁作电极A的材料 D．Z处流出溶液是较浓的NaOH溶液
17．（2021·上海静安·统考二模）氢氧化钾碱性介质下的甲烷燃料电池总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH→K2CO3+3H2O，其工作原理如图所示，a、b均为石墨电极。关于该电池的说法正确的是
A．a电极为正极
B．b点电极附近的pH在工作一段时间后会减小
C．工作时电能转化为化学能
D．电流由b电极经导线、用电器流向a电极
18．（2021·上海崇明·统考二模）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，如图所示。下列说法正确的是
A．X是阳极
B．Y极发生还原反应
C．该装置将电能转化为化学能
D．X极的电极反应为：Fe2＋-e → Fe3＋
19．（2021·上海·统考二模）下列化工生产的主要原理不涉及氧化还原反应的是
A．氯碱工业 B．合成氨 C．氨碱法制纯碱 D．海水提溴
20．（2021·上海松江·统考二模）如图所示装置，工作一段时间后，下列叙述错误的是
A．铁是阴极，发生还原反应
B．碳棒上发生的电极反应为：O2+2H2O+4e=4OH-
C．铁片一定被腐蚀
D．电子从铁片经导线流向碳棒
21．（2021·上海黄浦·统考二模）用如图装置完成电解实验，对实验现象的解释或推测合理的是（ ）
A．a处的试纸变红 B．b电极是正极
C．a处发生的电极反应： D．b处发生的电极反应：
22．（2021·上海·统考二模）深埋在潮湿土壤中的铁制管道，在硫酸盐还原菌(最佳生存环境为)作用下，能被腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是
A．管道发生了吸氧腐蚀 B．此类腐蚀会使土壤的增大
C．酸性条件，管道不易被腐蚀 D．刷富铜油漆可以延缓管道腐蚀
23．（2021·上海杨浦·统考二模）《自然科学》杂志上关于Li—空气电池如图所示。对该电池的分析正确的是
A．多孔碳材料是负极 B．Li发生氧化反应
C．电子由多孔碳材料沿导线流向Li D．发生
24．（2021·上海·统考二模）在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，厌氧细菌可促使土壤中的与H2反应生成S2-，加速钢管的腐蚀，其反应原理如下图所示。
下列说法正确的是
A．正极的电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-
B．钢管腐蚀的直接产物中含有FeS、Fe(OH)2
C．在钢管表面镀锌或镀铜均可减缓钢管的腐蚀
D．与H2的反应可表示为：4H2+-8e-S2-+4H2O
25．（2021·上海静安·统考一模）港珠澳大桥水下钢柱的防护采用了镶铝块的方法(如图)，关于该方法的分析错误的是
A．钢柱做正极 B．铝块发生的电极反应：Al-3e-=Al3+
C．可使化学能转变为电能 D．电子由钢柱经导线流向铝块
26．（2021·上海青浦·统考一模）如图，在盛有CCl4的U形管左右两端分别加入饱和食盐水和稀硫酸，使两边液面相平，再塞上插有铁丝的塞子，密封放置一段时间。下列说法不正确的是
A．左右两边负极反应均为Fe-2e→Fe2+
B．左边液面高于右边液面
C．左右两边溶液的pH均升高
D．左右两边铁丝腐蚀速率一样快
二、原理综合题
27．（2022·上海·一模）CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：
（1）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，CO2主要转化为______（写离子符号）；若所得溶液c(HCO3−)∶c(CO32−)=2∶1，溶液pH=___________。（室温下，H2CO3的K1=4×10−7；K2=5×10−11）
（2）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：
CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C=O
H—H
CO(CO)
键能/kJ·mol−1
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=_________。分别在VL恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______（填“A” 或“B ”）。
②按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是________。
（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：________。
电池的正极反应式：6O2+6e−6O2−
6CO2+6O2−3C2O42−+6O2
反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式：________。
28．（2021·上海宝山·统考二模）电解精制饱和食盐水的方法制取氢氧化钠、氢气、氯气等系列化工产品，这种工业生产称为氯碱工业。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
(1)自然界一切物质都具有能量，而且能量可以相互转化。从能量来看，电解是___________转变为___________的过程。
(2)能量的转化很多是以热量的形式出现的，例如甲烷作为一种清洁能源，标准状况下燃烧0.448L甲烷生成液态水，放出QkJ热量，写出该反应的热化学方程式___________。
(3)写出电解饱和食盐水的离子方程式___________。
(4)试预测离子交换膜法电解食盐水中离子交换膜可能的作用是___________、___________。
(5)电解熔融的氯化钠可以得到金属钠。写出该反应的化学方程式___________。铝也可以用电解法得到，请用一个实验事实说明钠与铝的金属性强弱___________。
(6)室温下，0.1mol/LNaClO溶液的pH___________0.1mol/LNa2SO3溶液的pH。(选填“大于”、“小于”或“等于”)。浓度均为0.1mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO、CO、HSO、HCO浓度从大到小的顺序为___________。(酸性：H2SO3＞H2CO3＞HSO＞HClO＞HCO)
三、结构与性质
29．（2021·上海长宁·统考二模）碳酸锂是生产锂离子电池的重要原料。
(1)碳酸锂制取锂的反应原理为：
①；
②。
锂原子的电子排布式为___；CO2的结构式为____；反应②中物质涉及的化学键类型有____。
(2)碳原子核外电子有_种不同能量的电子，其中有两个电子的能量最高且能量相等，这两个电子所处的轨道分别是__。
(3)氢化锂(LiH)是离子化合物，写出其阴离子的电子式___，氢负离子(H-)与锂离子具有相同电子层结构，试比较两者微粒半径的大小，并用原子结构理论加以解释：___。
(4)用、氨水和液溴制备。除生成外，还产生了两种参与大气循环的气体，补全产物并配平该反应的化学方程式：，_____。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为：，放电时，负极为___(填写化学式)。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有气体(标准状况)产生时，该电池消耗锂的质量为___。
四、实验题
30．（2021·上海·统考二模）二氧化氯是一种易溶于水的黄绿色气体，体积分数超过10%时易引起爆炸，具有强氧化性，可用于水处理。的制备方法有多种，其中两种如下：
方法一：以石墨为电极，在一定条件下电解饱和食盐水。
方法二：以作还原剂，在稀硫酸中还原。
完成下列填空：
(1)写出方法一制备的化学方程式_______。
(2)实验宝模拟方法二的过程，并将制得的处理含废水的装置如下。
①B中反应温度控制30℃左右的原因是_______。
②通入的作用除了搅拌、有利于将排出外，还有_______。
③C中将氧化成无毒的_______气体。
(3)为测定D中的物质的量浓度，进行了下列实验：
i。取D中溶液，加入锥形瓶，用稀硫酸调节溶液，再加入足量晶体，充分反应；
ii.加入淀粉溶液作指示剂，用标准溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗溶液的平均值为。(已知：)。
①i中反应的离子方程式为_______。
②D中的物质的量浓度是_______；若滴定操作耗时过长，则测定结果会_______(选填“偏高”“偏低”或“不变”)。
参考答案：
1．D
【分析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-，结合海水成分及电解产物分析解答。
【详解】A．根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2，发生氧化反应，A正确；
B．设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；
C．因为H2是易燃性气体，所以阴极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C正确；
D．阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理，D错误。
故选D。
2．C
【分析】I 中铁和稀硝酸生成一氧化氮，一氧化氮遇空气生成二氧化氮；Ⅱ中Fe遇浓硝酸钝化，表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，所以产生少量红棕色气泡后，迅速停止；Ⅲ中构成原电池，Fe作为负极，且Fe与浓硝酸直接接触，会产生少量二氧化氮，Cu作为正极，发生得电子的反应，生成二氧化氮。
【详解】A．I 中铁和稀硝酸生成一氧化氮，一氧化氮遇空气生成二氧化氮，化学方程式为: 2NO+O2=2NO2，选项A正确；
B．常温下，Fe遇浓硝酸易钝化，表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，选项B正确；
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，不能说明浓HNO3和稀HNO3的氧化性强弱，选项C错误；
D．Ⅲ中构成原电池，在Fe、 Cu之间连接电流计，可判断Fe是否持续被氧化，选项D正确；
答案选C。
3．B
【详解】A．海水溶解氧的含量越多，金属的腐蚀速度越快，腐蚀越严重，海面的海水中溶解的氧气比海底溶解的氧气多，则越靠近海面的钢构件，腐蚀越严重，故A错误；
B．钢构件上镶嵌铝块，比铁活泼的铝在海水中构成的铁铝原电池中做负极被损耗，钢构件做正极被保护，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；
C．钢构件若腐蚀，铁做原电池的负极，电极反应式为Fe—2e—=Fe2＋，故C错误；
D．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，防止钢构件在海水中形成原电池，故D错误；
故选B。
4．C
【详解】A．a和b用导线连接，该装置是原电池，锌作负极，铜作正极，阳离子移向正极铜，阴离子移向负极锌，所以溶液中的SO42-向锌片附近移动，故A错误；
B．a和b用导线连接时，该装置是原电池，铜作正极，铜片上发生的反应为：2H++2e−=H2↑， 所以电路中通过0.02mol电子时， 产生0.01mol气体，气体状况未知，无法计算气体体积， 故B错误；
C．a和b用导线连接时， 该装置是原电池， 锌作负极， 铜作正极， 铜片上发生的反应为：2H++2e−=H2↑， 故C正确；
D．a与电源正极相连，该装置是电解池，则铜为阳极，锌为阴极，可以保护锌被腐蚀，这叫外接电源的阴极保护法，故D错误；
故选C。
5．C
【分析】甲装置为原电池，乙装置为电解池；a为负极，b为正极；c为阳极，d为阴极。
【详解】A．a极为负极，Fe失电子发生氧化反应，A正确；
B．甲池，铁失电子发生腐蚀，乙池，铁作阴极，不能失电子而得到保护，所以铁片腐蚀速率：甲＞乙，B正确；
C．d为阴极，发生的反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，C不正确；
D．b极为正极，O2得电子产物与水反应生成OH -，发生的反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，D正确；
故选C。
6．C
【详解】A．钠离子由离子交换膜左侧向右侧移动，则左侧为阳极区，惰性电极X是阳极，发生氧化反应，A正确；
B． 进料口1需补充高浓度氯化钠溶液，氯离子失电子被氧化转变为氯气，钠离子通过离子交换膜进入阴极区，B正确；
C．左侧为阳极区，惰性电极X是阳极，出气口a中会导出Cl2，右侧为阴极区，惰性电极Y是阴极，出气口b中会导出H2，C不正确；
D． 电解饱和食盐水生成Cl2、 H2和NaOH，离子方程式：2Cl- +2H2O Cl2↑ + H2↑ + 2OH-，D正确；
答案选C。
7．C
【分析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正极，据此分析解答。
【详解】A.阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；
B.阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误；
C.金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；
D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；
故选：C。
8．C
【详解】A、如果液体c为乙醇等非电解质，则不符合构成原电池的条件，故A错误；
B、如果液体c为乙醇等非电解质，该电路为断路，不能构成电解池，故B错误；
C、连接直流电源，如果让铁作阴极，按照电解原理，铁不被腐蚀，故C正确；
D、如果接电流表，构成原电池，铁作负极，如果接直流电源，构成电解池，两极的名称为阴阳极，故D错误。
9．C
【分析】根据题意，在阳极Y上放出的是氯气，在阴极X上析出金属铜。
【详解】A. 该电解池中，X电极表面有红色的固态物质生成， X为阴极，连接电源负极，故A错误；
B.未注明是否为标准状况， 生成气体体积不一定为0.56L，故B错误；
C. X为阴极，Y为阳极，阳极上发生氧化反应，故C正确；
D. 根据题意，无法判断氯化铜是否电解完毕，因此无法计算CuCl2溶液的浓度，故D错误；
答案选C。
10．B
【详解】钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上氧气得电子生成OH－，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，B项正确。
答案选B。
11．D
【分析】pH=2.5的醋酸溶液与铁反应的压强增大，则为析氢腐蚀，电极反应式为：2CH3COOH+2e-=H2↑+2CH3COO-，pH=5.0时压强减小，则是吸氧腐蚀，电极反应式为：O2+4 CH3COOH +4e-=2H2O+4CH3COO-；
【详解】A．pH=5.0醋酸溶液时压强减小，则是吸氧腐蚀，故A正确；
B．pH=2.5时，压强增大，是析氢腐蚀，pH=5.0时，压强减小，是吸氧腐蚀，酸度不同，腐蚀的主要类型可能不同，故B正确；
C．两组溶液都在消耗氢离子，pH一定逐渐变大，故C正确；
D．腐蚀速率与氢离子浓度有关，换成盐酸，若pH相同，则速率相同，故D错误；
故选：D。
12．A
【详解】A．Na的制备是电解熔融的氯化钠溶液，2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑，A符合题意；
B．工业上制备Cl2是电解饱和食盐水，2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，B不合题意；
C．工业上制备H2可以电解饱和食盐水，2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，C不合题意；
D．工业上电解CuSO4溶液可以制备Cu，2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，D不合题意；
故答案为：A。
13．D
【分析】图中0~t1段压强逐渐增大，可能是发生了析氢腐蚀使气体体积增大或者反应放热使温度升高，锥形瓶中气体体积增大；t1~t2时，容器中压强逐渐减小，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，以此分析解答。
【详解】A．由图可知，0~t1时，压强逐渐增大，说明锥形瓶中气体体积增大，铁可能发生了析氢腐蚀，A项正确；
B．用于润洗锥形瓶的溶液为中性时，0~t1时铁会发生了吸氧腐蚀，由于反应放热，导致锥形瓶中压强增大，故B正确；
C．t1~t2时，压强逐渐减小，说明锥形瓶中气体体积减小，说明铁发生了吸氧腐蚀，C项正确；
D．0~t1段发生吸氧腐蚀时，用于润洗锥形瓶可能为中性，故D错误；
故答案为D。
14．D
【详解】A．金属腐蚀的本质：金属失电子发生氧化反应，故A错误；
B．牺牲阳极的阴极保护法，利用原电池原理，被保护的金属应做正极，故B错误；
C．外加电流阴极保护法，利用电解原理，被保护的金属应与电源负极相连，作阴极，故C错误；
D．钢铁表面烤蓝是在钢铁表面生成一层有一定厚度和强度的致密的 Fe3O4 ，能起到防腐蚀作用，故D正确；
故选D。
15．D
【详解】A．甲图中，氢离子在铜电极发生还原反应，被还原成氢气，为原电池的负极，而不是阳极，故A错；
B．由乙图可知，石墨电极为阳极，发生氧化反应，所以离子应在石墨的表面被还原，而不是在铁电极表面，故B错；
C．甲乙量装置分别原电池和电解池，甲装置中Cu为正极被保护，Zn为负极被腐蚀；乙装置中Fe为阴极被保护，所以金属腐蚀最快的为Zn，故C错；
D．原电池中氢离子被还原为氢气，电解池中电解NaCl生成NaOH，所以两烧杯中红pH均增大，故选D；
答案选D
16．C
【分析】图为电解饱和食盐水装置，电极B附近产生氢气，则电极B附近发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电极B为阴极，b为电源负极；则电极A为阳极，a为电源正极，结合电解原理解答。
【详解】A．由分析可知a是电源的正极，A正确；
B．电极A为阳极，电极反应式为2Cl -2e-=Cl2↑，因此X处产生的是氯气，B正确；
C．电极A为阳极，材料为Fe时，Fe失电子生成Fe2+，将不再产生氯气，且Fe2+穿过离子交换膜与阴极产生的OH-生成Fe(OH)2，导致不能生产NaOH，因此不可用铁作电极A的材料，C错误；
D．电极B为阴极，发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，左室Na+穿过离子交换膜与右室产生的OH-结合为NaOH，因此Z处流出溶液是较浓的NaOH溶液，D正确；
答案选C。
17．D
【分析】根据总反应可知CH4被氧化，O2被还原，所以通入甲烷的a极为负极，通入空气的b极为正极。
【详解】A．根据分析可知a极为负极，A错误；
B．b电极上氧气被还原，电解质溶液显碱性，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，所以电极附近的pH增大，B错误；
C．该装置为原电池装置，工作时将化学能转化为电能，C错误；
D．a极为负极，b极为正极，电流由正极经用电器流向负极，D正确；
综上所述答案为D。
18．C
【详解】A．装置有电源，说明是电解池，氢离子移向X极，X极是阴极；故A错误；
B．Y极是阳极，发生氧化反应；故B错误；
C．装置有电源，是电解池，是电能转化为化学能，故C正确；
D．X极是阴极，发生还原反应，电极反应为Fe3＋+e -=Fe2＋；故D错误；
故答案为：C
19．C
【详解】A．氯碱工业是指用惰性电极电解饱和食盐水生成氢气，氯气和氢氧化钠，H、Cl元素化合价变化，是氧化还原反应，故A不符合；
B．工业合成氨是指氮气和氢气在高温高压催化剂的作用下合成氨气，N、H元素的化合价发生变化，是氧化还原反应，故B不符合；
C．氨碱法制纯碱，是向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠，反应过程中无元素化合价变化，不是氧化还原反应，故C符合；
D. 海水中溴元素是以Br-的形式存在，从海水中提溴时，先用氧化剂将Br-氧化为溴单质，再用空气吹出溴蒸汽，溴元素的化合价发生变化，是氧化还原反应，故D不符合；
故选C。
20．A
【分析】根据图示，该装置为碳-铁原电池，铁比碳活泼作负极，碳作正极，铁发生吸氧腐蚀，负极上Fe-2e-=Fe2+，正极上O2+2H2O+4e=4OH-，据此分析解答。
【详解】A．根据分析，铁是负极，发生氧化反应，故A错误；
B．根据分析，碳棒为正极，正极上发生的电极反应为：O2+2H2O+4e=4OH-，故B正确；
C．根据分析，铁片发生吸氧腐蚀，故C正确；
D．根据分析，该装置为碳-铁原电池，铁比碳活泼作负极，碳作正极，原电池中，电子由负极流向正极，即从铁片经导线流向碳棒，故D正确；
答案选A。
21．D
【分析】由图可知，b处与电源正极相连，b为阳极，a与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，以此来解答。
【详解】A．实验相当于电解饱和氯化钠溶液，a作为阴极，氢离子放电后浓度降低，使氢氧根浓度增大，碱性增强，故使pH试纸变蓝，故A错误；
B．b处与电源正极相连，b为阳极，故B错误；
C．a与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，发生的电极反应： ，故C错误；
D．b处与电源正极相连，b为阳极，氯离子放电生成氯气，发生的电极反应：，故D正确；
故答案选：D。
22．B
【详解】A．由题意可知，原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为 +5H2O+8e-=HS-+9OH-，故不是发生吸氧腐蚀，A错误；
B．由图示可知正极发生的电极反应为+5H2O+8e-=HS-+9OH-，负极上是Fe失电子的氧化反应，土壤中的 pH 增大，B正确；
C．根据题意，硫酸盐还原菌在弱碱性条件下活性高，电化学腐蚀速率快，酸性条件下，虽然硫酸盐还原菌会失活，但铁会发生析氢腐蚀，C错误；
D．管道上刷富铜油漆，形成Cu-Fe原电池，Fe作为负极，可以加快管道的腐蚀，D错误；故答案为：B。
23．B
【详解】A．电池放电时，O2中O的化合价降低，过程为得电子的过程，所以放电时，多孔碳材料电极为正极，故A错误；
B．原电池中锂电极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，故B正确；
C．放电时，Li转化为Li+，电子经外电路从锂电极流向多孔碳材料，故C错误；
D．当电池工作时，O2与 Li+在多孔碳材料电极处生成 Li2O2，正极反应式为2Li++O2+2e-=Li2O2，故D错误；
故选B。
24．B
【详解】A．由图知，钢铁发生析氢腐蚀，正极反应式为： ，A错误；
B．铁发生析氢腐蚀时，负极反应式是，正极反应式为： ，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，厌氧细菌可促使土壤中的与H2反应生成S2-，亚铁离子和硫离子反应生成FeS，则钢管腐蚀的直接产物中含有、Fe(OH)2，B正确；
C．原电池中，作负极的金属加速被腐蚀，作正极的金属被保护，Fe、Zn和电解质溶液构成原电池时，锌易失电子作负极，Fe作正极，所以Fe被保护，在钢管表面镀锌可以防止腐蚀，但在钢管表面镀铜，铁易失电子作负极，铜作正极，铁腐蚀得更快， C错误；
D． 与H2发生氧化还原反应，反应可表示为：4H2+S2-+4H2O，D错误；
答案选B。
25．D
【详解】A．钢柱的主要成分是铁，铁、铝、海水构成原电池，铝比铁活泼，所以钢柱做正极，A项正确；
B．钢柱的主要成分是铁，铁、铝、海水构成原电池，铝比铁活泼，所以铝为负极，失电子，电极反应为Al-3e-=Al3+，B项正确；
C．钢柱的主要成分是铁，铁、铝、海水构成原电池，原电池可使化学能转变为电能，C项正确；
D．钢柱的主要成分是铁，铁、铝、海水构成原电池，铝比铁活泼，所以铝为负极，失电子，电子由铝块经导线流向钢柱，D项错误；
答案选D。
26．D
【分析】铁丝和氯化钠溶液、稀硫酸都能构成原电池，左边氯化钠溶液中铁丝发生吸氧腐蚀，右侧稀硫酸中铁丝发生析氢腐蚀。
【详解】A．a处负极上Fe失电子，正极上O2得到电子，b处负极上Fe失电子，正极上H+得到电子，a、b两处负极反应相同，均为Fe-2e-=Fe2+，A正确；
B．a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀，一段时间以后，a处气体压强减小，b处气体压强增大，导致a处液面升高b处液面降低，左侧高于右侧，B正确；
C．a出发生吸氧腐蚀，生成OH-，b处发生析氢腐蚀，消耗H+剩余OH-，左右两侧pH均升高，C正确；
D．右侧析氢腐蚀为电化学腐蚀，左侧吸氧腐蚀为化学腐蚀，析氢腐蚀的速率高于吸氧腐蚀的速率，D错误；
故答案选D。
27． CO32- 10 +120 kJ·mol-1 B 900 ℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低 Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+） 催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
【详解】（1）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，因为得到溶液的碱性较强，所以CO2主要转化为碳酸根离子（CO32-）。若所得溶液c(HCO3−)∶c(CO32−)=2∶1，，则根据第二步电离平衡常数K2==5×10−11，所以氢离子浓度为1×10-10mol/L，pH=10。
（2）①化学反应的焓变应该等于反应物键能减去生成物的键能，所以焓变为(4×413+2×745)－(2×1075+2×436)= +120 kJ·mol-1。初始时容器A、B的压强相等，A容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大（气体物质的量增加）；B容器恒压，压强不变；所以达平衡时压强一定是A中大，B中小，此反应压强减小平衡正向移动，所以B的反应平衡更靠右，反应的更多，吸热也更多。
②根据图3得到，900℃时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择900℃为反应最佳温度。
（3）明显电池的负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al失电子应转化为Al3+，方程式为：Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）。根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。
【点睛】本题的第（2）小问中的①涉及了恒容容器和恒压容器在不同反应中的影响。此类问题可以直接利用如下的结论：如果初始状态完全相同，是由恒容和恒压的区别，则一定是恒压容器更有利于反应的进行。除非是气体物质的量不变的反应，恒压和恒容是一样的。本就可以直接得到，容器B恒压，所以有利于反应进行，反应的更多，热量也更多。
28． 电能 化学能 CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-50QkJ/mol 2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2↑+H2↑ 能得到纯度更高的氢氧化钠溶液 避免氯气与氢气反应 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 钠和冷水反应，铝和冷水不反应，说明金属性：Na>Al 大于 c(SO)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(HSO)
【分析】电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子不能通过，能够防止生成的氯气和氢气混合据此分析解答(3)(4)；根据酸性：H2SO3＞H2CO3＞HSO＞HClO＞HCO，说明ClO-水解程度大于SO， SO水解程度小于CO，据此分析解答(6)。
【详解】(1)电解过程将电能转化为化学能，故答案为：电能；化学能；
(2)甲烷作为一种清洁能源，标准状况下燃烧0.448L甲烷，其物质的量n==0.02mol，生成液态水，放出QkJ热量，则1mol甲烷完全燃烧放出热量=×1mol=50QkJ，反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-50QkJ/mol，故答案为：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-50QkJ/mol；
(3)电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，电解反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑，故答案为：2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；
(4)离子交换膜只允许阳离子通过，其它离子不能通过；且生成的氯气和氢气不混合，则交换膜的作用是能得到纯度更高的氢氧化钠溶液、避免Cl2与H2反应，故答案为：能得到纯度更高的氢氧化钠溶液；避免Cl2与H2反应；
(5)电解熔融的氯化钠可以得到金属钠和氢气，反应的化学方程式为2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑；钠和冷水反应，铝和冷水不反应，说明金属性：Na＞Al，故答案为：2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑；钠和冷水反应，铝和冷水不反应，说明金属性Na＞Al；
(6) 酸性：H2SO3＞H2CO3＞HSO＞HClO＞HCO，则ClO-水解程度大于SO，0.1mol/L NaClO溶液的pH大于0.1mol/L Na2SO3溶液的pH；浓度均为0.1mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO水解程度小于CO，SO、CO、HSO、HCO浓度从大到小的顺序为c(SO)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(HSO)，故答案为：大于；c(SO)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(HSO)。
29． 1s22s1 O=C=O 离子键、共价键、金属键 3 2p [H：]- 氢负离子和锂离子具有相同的电子层结构，但是氢负离子的核电荷数比锂离子少，原子核对核外电子的吸引力比锂离子弱，所以氢负离子的半径比锂离子大 3Li2CO3+3Br2+2NH3•H2O=6LiBr+5H2O+N2↑+CO2↑ Li 1.4g
【分析】LiH的阴离子为H-，结合核外电子排布相同的离子，核电荷数越大离子半径越小分析判断；Li2CO3、氨水混合物加入液溴，反应生成LiBr，两种参与大气循环的气体为氮气和二氧化碳，据此书写反应的方程式；电池放电时原电池原理，结合电解饱和食盐水得到的气体为氢气和氯气，结合得失电子守恒计算。
【详解】(1)Li核外有3个电子，分两层排布，基态锂原子的电子排布式是1s22s1；二氧化碳分子中碳原子与两个氧原子分别共用两对电子，结构式为O=C=O；反应②中，氧化锂中含有离子键，碳、一氧化碳含有共价键，锂单质含有金属键，故答案为：1s22s1；O=C=O；离子键、共价键、金属键；
(2)C原子核外有6个电子，分别在1s、2s、2p轨道，有3种不同能量的电子，能量最高的电子在2p轨道，故答案为：3；2p；
(3)LiH的阴离子为H-，其电子式为[H：]-，氢负离子(H-)与锂离子具有相同电子层结构，核外电子数相等，质子数越多，对核外电子吸引作用力越强，微粒半径越小，所以氢负离子的半径比锂离子大，故答案为：[H：]-；氢负离子和锂离子具有相同的电子层结构，但是氢负离子的核电荷数比锂离子少，原子核对核外电子的吸引力比锂离子弱，所以氢负离子的半径比锂离子大；
(4)Li2CO3、氨水混合物中加入液溴，反应生成LiBr，溴将氨水氧化生成氮气，同时生成二氧化碳气体，反应的化学方程式为3Li2CO3+3Br2+2NH3•H2O=6LiBr+5H2O+N2↑+CO2↑，故答案为：3Li2CO3+3Br2+2NH3•H2O=6LiBr+5H2O+N2↑+CO2↑；
(5) 磷酸亚铁锂电池总反应为：，电池放电时为原电池原理，Li失电子发生氧化反应做原电池负极；若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时，则氢气和氯气的总物质的量为=0.2mol，则生成氢气和氯气的物质的量都是0.1mol，根据H2～2Li～2e-，消耗锂的质量为0.2mol×7g/mol=1.4g，故答案为：Li；1.4g。
30． 2NaCl+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2NaOH 防止过氧化氢分解 稀释ClO2 和 0.08 偏高
【分析】装置A中，NaClO3和H2O2在酸性条件下反应生成ClO2、O2和H2O，化学方程式为：2NaCl+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2NaOH，ClO2浓度过高时易发生分解引起爆炸，因此通入N2，一是可以起到搅拌作用，二是稀释ClO2，防止因ClO2浓度过高而发生爆炸，装置B是为了防止倒吸，装置C中装有水，ClO2会溶于水中，装置D中装有NaOH溶液，可以吸收尾气，防止污染空气。
【详解】(1)方法一制备，惰性电极电解饱和食盐水制取，化学方程式：2NaCl+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2NaOH；
(2)① B中反应温度控制30℃左右的原因是防止过氧化氢分解；
②ClO2浓度过高时易发生分解引起爆炸，因此通入N2，一是可以起到搅拌作用，二是稀释ClO2，防止因ClO2浓度过高而发生爆炸；
③ClO2可将废水中的氧化成和，ClO2被还原成，离子方程式为：；
(3)①i中反应的离子方程式为：；
②；
：；则原溶液中；步骤2用稀硫酸调节试样的pH≤2，加入足量的KI晶体，充分反应，步骤2所得溶液放置时间太长，氧气氧化碘离子生成碘单质，消耗硫代硫酸钠体积增多，则测定结果会偏高。
上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-84化学能与电能（3）
一、单选题
1．（2022·上海·一模）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是
A．阳极发生将海水中的氧化生成的反应
B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的
C．阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气
D．阳极表面形成的等积垢需要定期清理
2．（2022·上海·模拟预测）在通风橱中进行下列实验：
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止
Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡
下列说法不正确的是
A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为：2NO+O2=NO2
B．Ⅱ中现象因为Fe被浓HNO3氧化，使其表面生成一层氧化膜，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流表，可判断Fe是否被氧化
3．（2022·上海·模拟预测）港珠澳大桥桥体的钢构件采用了多种防腐方法。有关其分析正确的是
A．越靠近海底的钢构件，腐蚀越严重
B．钢构件上镶嵌铝块，属牺牲阳极的阴极保护法
C．钢构件若腐蚀，正极反应式为：Fe—2e—=Fe2＋
D．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，防止形成电解池
4．（2022·上海·模拟预测）如图所示装置的相关叙述正确的是
A．当a和b用导线连接，溶液中的向铜片附近移动
B．当a和b用导线连接，电路中通过电子时，产生气体
C．当a和b用导线连接后，铜片上发生的反应为：
D．将a与直流电源正极相连可以保护锌片，即牺牲阳极的阴极保护法
5．（2022·上海·模拟预测）用滴有氯化钠溶液的湿润的滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断不正确的是
A．a极上发生氧化反应 B．铁片腐蚀速率：甲＞乙
C．d为阴极，发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+ D．b极上发生的反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
6．（2022·上海·模拟预测）工业上使用阳离子隔膜法(仅允许Na+通过)电解饱和食盐水，装置如图所示，则以下说法错误的是
A．惰性电极X是阳极，发生氧化反应
B．进料口1需补充高浓度氯化钠溶液
C．出气口a中会导出H2，出气口b中会导出Cl2
D．电解过程离子方程式：2Cl- +2H2O Cl2↑ + H2↑ + 2OH-
7．（2022·上海长宁·统考一模）将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是
A．阴极的电极反应式为
B．金属M的活动性比Fe的活动性弱
C．钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D．钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
8．（2022·上海嘉定·统考二模）观察如图装置，下列说法正确的是
A．a、b接电流表，该装置为原电池
B．a、b接直流电源，该装置为电解池
C．a、b接直流电源，铁可能不易被腐蚀
D．a、b接电流表或接直流电源，铁都可能是负极
9．（2022·上海·统考一模）下图装置中X和Y均为石墨电极，电解液为500mL某CuCl2溶液，电解时X电极表面有红色固体生成，Y电极有气体产生。一段时间后，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g。下列有关说法中正确的是
A．X电极连接电源正极
B．生成气体体积为0.56L
C．Y电极上发生氧化反应
D．该CuCl2溶液浓度为0.05mol/L
10．（2021·上海崇明·统考一模）钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上的电极反应式为
A． B．
C． D．
11．（2021·上海浦东新·统考二模）选取和的醋酸溶液分别与生铁反应，进行腐蚀实验，测量密闭容器内压强变化情况如图。下列结论错误的是
A．的醋酸溶液中一定存在吸氧腐蚀
B．酸度不同，腐蚀的主要类型可能不同
C．两组溶液的pH一定逐渐变大
D．若改用盐酸进行实验，腐蚀速率一定变大
12．（2021·上海徐汇·统考二模）电解法是制备物质的重要途径，下列物质不能通过电解盐溶液制备的是
A．Na B．Cl2 C．H2 D．Cu
13．（2021·上海徐汇·统考二模）锥形瓶内壁用某溶液润洗后，放入混合均匀的新制铁粉和碳粉，塞紧瓶塞，同时测量锥形瓶内压强的变化，如图所示。下列说法错误的是
A．0~t1时，铁可能发生了析氢腐蚀
B．0~t1时，铁可能发生了吸氧腐蚀
C．t1~t2时，铁一定发生了吸氧腐蚀
D．用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性
14．（2021·上海长宁·统考二模）对金属腐蚀及防护的表述正确的是
A．金属腐蚀的本质：金属失电子发生还原反应
B．牺牲阳极的阴极保护法：被保护的金属应做负极
C．外加电流阴极保护法：被保护的金属应与电源正极相连
D．钢铁表面烤蓝生成一层致密的，能起到防腐蚀作用
15．（2021·上海嘉定·统考二模）关于下图甲乙两个装置，以下说法正确的是
A．铜是阳极，铜片上有气泡逸出
B．离子在铁的表面被还原
C．金属的腐蚀速率由慢到快的顺序是：
D．一段时间后，两烧杯中溶液的均增大
16．（2021·上海虹口·统考二模）图是离子交换膜电解槽，电解饱和食盐水时，离子交换膜只允许阳离子通过，下列说法错误的是
A．a是电源的正极 B．X处产生的是氯气
C．可用铁作电极A的材料 D．Z处流出溶液是较浓的NaOH溶液
17．（2021·上海静安·统考二模）氢氧化钾碱性介质下的甲烷燃料电池总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH→K2CO3+3H2O，其工作原理如图所示，a、b均为石墨电极。关于该电池的说法正确的是
A．a电极为正极
B．b点电极附近的pH在工作一段时间后会减小
C．工作时电能转化为化学能
D．电流由b电极经导线、用电器流向a电极
18．（2021·上海崇明·统考二模）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，如图所示。下列说法正确的是
A．X是阳极
B．Y极发生还原反应
C．该装置将电能转化为化学能
D．X极的电极反应为：Fe2＋-e → Fe3＋
19．（2021·上海·统考二模）下列化工生产的主要原理不涉及氧化还原反应的是
A．氯碱工业 B．合成氨 C．氨碱法制纯碱 D．海水提溴
20．（2021·上海松江·统考二模）如图所示装置，工作一段时间后，下列叙述错误的是
A．铁是阴极，发生还原反应
B．碳棒上发生的电极反应为：O2+2H2O+4e=4OH-
C．铁片一定被腐蚀
D．电子从铁片经导线流向碳棒
21．（2021·上海黄浦·统考二模）用如图装置完成电解实验，对实验现象的解释或推测合理的是（ ）
A．a处的试纸变红 B．b电极是正极
C．a处发生的电极反应： D．b处发生的电极反应：
22．（2021·上海·统考二模）深埋在潮湿土壤中的铁制管道，在硫酸盐还原菌(最佳生存环境为)作用下，能被腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是
A．管道发生了吸氧腐蚀 B．此类腐蚀会使土壤的增大
C．酸性条件，管道不易被腐蚀 D．刷富铜油漆可以延缓管道腐蚀
23．（2021·上海杨浦·统考二模）《自然科学》杂志上关于Li—空气电池如图所示。对该电池的分析正确的是
A．多孔碳材料是负极 B．Li发生氧化反应
C．电子由多孔碳材料沿导线流向Li D．发生
24．（2021·上海·统考二模）在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，厌氧细菌可促使土壤中的与H2反应生成S2-，加速钢管的腐蚀，其反应原理如下图所示。
下列说法正确的是
A．正极的电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-
B．钢管腐蚀的直接产物中含有FeS、Fe(OH)2
C．在钢管表面镀锌或镀铜均可减缓钢管的腐蚀
D．与H2的反应可表示为：4H2+-8e-S2-+4H2O
25．（2021·上海静安·统考一模）港珠澳大桥水下钢柱的防护采用了镶铝块的方法(如图)，关于该方法的分析错误的是
A．钢柱做正极 B．铝块发生的电极反应：Al-3e-=Al3+
C．可使化学能转变为电能 D．电子由钢柱经导线流向铝块
26．（2021·上海青浦·统考一模）如图，在盛有CCl4的U形管左右两端分别加入饱和食盐水和稀硫酸，使两边液面相平，再塞上插有铁丝的塞子，密封放置一段时间。下列说法不正确的是
A．左右两边负极反应均为Fe-2e→Fe2+
B．左边液面高于右边液面
C．左右两边溶液的pH均升高
D．左右两边铁丝腐蚀速率一样快
二、原理综合题
27．（2022·上海·一模）CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：
（1）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，CO2主要转化为______（写离子符号）；若所得溶液c(HCO3−)∶c(CO32−)=2∶1，溶液pH=___________。（室温下，H2CO3的K1=4×10−7；K2=5×10−11）
（2）CO2与CH4经催化重整，制得合成气：
CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C=O
H—H
CO(CO)
键能/kJ·mol−1
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=_________。分别在VL恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______（填“A” 或“B ”）。
②按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是________。
（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：________。
电池的正极反应式：6O2+6e−6O2−
6CO2+6O2−3C2O42−+6O2
反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式：________。
28．（2021·上海宝山·统考二模）电解精制饱和食盐水的方法制取氢氧化钠、氢气、氯气等系列化工产品，这种工业生产称为氯碱工业。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
(1)自然界一切物质都具有能量，而且能量可以相互转化。从能量来看，电解是___________转变为___________的过程。
(2)能量的转化很多是以热量的形式出现的，例如甲烷作为一种清洁能源，标准状况下燃烧0.448L甲烷生成液态水，放出QkJ热量，写出该反应的热化学方程式___________。
(3)写出电解饱和食盐水的离子方程式___________。
(4)试预测离子交换膜法电解食盐水中离子交换膜可能的作用是___________、___________。
(5)电解熔融的氯化钠可以得到金属钠。写出该反应的化学方程式___________。铝也可以用电解法得到，请用一个实验事实说明钠与铝的金属性强弱___________。
(6)室温下，0.1mol/LNaClO溶液的pH___________0.1mol/LNa2SO3溶液的pH。(选填“大于”、“小于”或“等于”)。浓度均为0.1mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO、CO、HSO、HCO浓度从大到小的顺序为___________。(酸性：H2SO3＞H2CO3＞HSO＞HClO＞HCO)
三、结构与性质
29．（2021·上海长宁·统考二模）碳酸锂是生产锂离子电池的重要原料。
(1)碳酸锂制取锂的反应原理为：
①；
②。
锂原子的电子排布式为___；CO2的结构式为____；反应②中物质涉及的化学键类型有____。
(2)碳原子核外电子有_种不同能量的电子，其中有两个电子的能量最高且能量相等，这两个电子所处的轨道分别是__。
(3)氢化锂(LiH)是离子化合物，写出其阴离子的电子式___，氢负离子(H-)与锂离子具有相同电子层结构，试比较两者微粒半径的大小，并用原子结构理论加以解释：___。
(4)用、氨水和液溴制备。除生成外，还产生了两种参与大气循环的气体，补全产物并配平该反应的化学方程式：，_____。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为：，放电时，负极为___(填写化学式)。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有气体(标准状况)产生时，该电池消耗锂的质量为___。
四、实验题
30．（2021·上海·统考二模）二氧化氯是一种易溶于水的黄绿色气体，体积分数超过10%时易引起爆炸，具有强氧化性，可用于水处理。的制备方法有多种，其中两种如下：
方法一：以石墨为电极，在一定条件下电解饱和食盐水。
方法二：以作还原剂，在稀硫酸中还原。
完成下列填空：
(1)写出方法一制备的化学方程式_______。
(2)实验宝模拟方法二的过程，并将制得的处理含废水的装置如下。
①B中反应温度控制30℃左右的原因是_______。
②通入的作用除了搅拌、有利于将排出外，还有_______。
③C中将氧化成无毒的_______气体。
(3)为测定D中的物质的量浓度，进行了下列实验：
i。取D中溶液，加入锥形瓶，用稀硫酸调节溶液，再加入足量晶体，充分反应；
ii.加入淀粉溶液作指示剂，用标准溶液滴定至终点，重复2次，测得消耗溶液的平均值为。(已知：)。
①i中反应的离子方程式为_______。
②D中的物质的量浓度是_______；若滴定操作耗时过长，则测定结果会_______(选填“偏高”“偏低”或“不变”)。
参考答案：
1．D
【分析】海水中除了水，还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2，阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-，结合海水成分及电解产物分析解答。
【详解】A．根据分析可知，阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2，发生氧化反应，A正确；
B．设置的装置为电解池原理，根据分析知，阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O，其中NaClO具有强氧化性，可氧化灭杀附着的生物，B正确；
C．因为H2是易燃性气体，所以阴极区生成的H2需及时通风稀释，安全地排入大气，以排除安全隐患，C正确；
D．阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，会使海水中的Mg2+沉淀积垢，所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理，D错误。
故选D。
2．C
【分析】I 中铁和稀硝酸生成一氧化氮，一氧化氮遇空气生成二氧化氮；Ⅱ中Fe遇浓硝酸钝化，表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，所以产生少量红棕色气泡后，迅速停止；Ⅲ中构成原电池，Fe作为负极，且Fe与浓硝酸直接接触，会产生少量二氧化氮，Cu作为正极，发生得电子的反应，生成二氧化氮。
【详解】A．I 中铁和稀硝酸生成一氧化氮，一氧化氮遇空气生成二氧化氮，化学方程式为: 2NO+O2=2NO2，选项A正确；
B．常温下，Fe遇浓硝酸易钝化，表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，选项B正确；
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，不能说明浓HNO3和稀HNO3的氧化性强弱，选项C错误；
D．Ⅲ中构成原电池，在Fe、 Cu之间连接电流计，可判断Fe是否持续被氧化，选项D正确；
答案选C。
3．B
【详解】A．海水溶解氧的含量越多，金属的腐蚀速度越快，腐蚀越严重，海面的海水中溶解的氧气比海底溶解的氧气多，则越靠近海面的钢构件，腐蚀越严重，故A错误；
B．钢构件上镶嵌铝块，比铁活泼的铝在海水中构成的铁铝原电池中做负极被损耗，钢构件做正极被保护，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；
C．钢构件若腐蚀，铁做原电池的负极，电极反应式为Fe—2e—=Fe2＋，故C错误；
D．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，防止钢构件在海水中形成原电池，故D错误；
故选B。
4．C
【详解】A．a和b用导线连接，该装置是原电池，锌作负极，铜作正极，阳离子移向正极铜，阴离子移向负极锌，所以溶液中的SO42-向锌片附近移动，故A错误；
B．a和b用导线连接时，该装置是原电池，铜作正极，铜片上发生的反应为：2H++2e−=H2↑， 所以电路中通过0.02mol电子时， 产生0.01mol气体，气体状况未知，无法计算气体体积， 故B错误；
C．a和b用导线连接时， 该装置是原电池， 锌作负极， 铜作正极， 铜片上发生的反应为：2H++2e−=H2↑， 故C正确；
D．a与电源正极相连，该装置是电解池，则铜为阳极，锌为阴极，可以保护锌被腐蚀，这叫外接电源的阴极保护法，故D错误；
故选C。
5．C
【分析】甲装置为原电池，乙装置为电解池；a为负极，b为正极；c为阳极，d为阴极。
【详解】A．a极为负极，Fe失电子发生氧化反应，A正确；
B．甲池，铁失电子发生腐蚀，乙池，铁作阴极，不能失电子而得到保护，所以铁片腐蚀速率：甲＞乙，B正确；
C．d为阴极，发生的反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，C不正确；
D．b极为正极，O2得电子产物与水反应生成OH -，发生的反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，D正确；
故选C。
6．C
【详解】A．钠离子由离子交换膜左侧向右侧移动，则左侧为阳极区，惰性电极X是阳极，发生氧化反应，A正确；
B． 进料口1需补充高浓度氯化钠溶液，氯离子失电子被氧化转变为氯气，钠离子通过离子交换膜进入阴极区，B正确；
C．左侧为阳极区，惰性电极X是阳极，出气口a中会导出Cl2，右侧为阴极区，惰性电极Y是阴极，出气口b中会导出H2，C不正确；
D． 电解饱和食盐水生成Cl2、 H2和NaOH，离子方程式：2Cl- +2H2O Cl2↑ + H2↑ + 2OH-，D正确；
答案选C。
7．C
【分析】该装置为原电池原理的金属防护措施，为牺牲阳极的阴极保护法，金属M作负极，钢铁设备作正极，据此分析解答。
【详解】A.阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；
B.阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M活动性比Fe的活动性强，故B错误；
C.金属M失电子，电子经导线流入钢铁设备，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；
D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误；
故选：C。
8．C
【详解】A、如果液体c为乙醇等非电解质，则不符合构成原电池的条件，故A错误；
B、如果液体c为乙醇等非电解质，该电路为断路，不能构成电解池，故B错误；
C、连接直流电源，如果让铁作阴极，按照电解原理，铁不被腐蚀，故C正确；
D、如果接电流表，构成原电池，铁作负极，如果接直流电源，构成电解池，两极的名称为阴阳极，故D错误。
9．C
【分析】根据题意，在阳极Y上放出的是氯气，在阴极X上析出金属铜。
【详解】A. 该电解池中，X电极表面有红色的固态物质生成， X为阴极，连接电源负极，故A错误；
B.未注明是否为标准状况， 生成气体体积不一定为0.56L，故B错误；
C. X为阴极，Y为阳极，阳极上发生氧化反应，故C正确；
D. 根据题意，无法判断氯化铜是否电解完毕，因此无法计算CuCl2溶液的浓度，故D错误；
答案选C。
10．B
【详解】钢铁在中性条件下发生电化学腐蚀时，正极上氧气得电子生成OH－，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，B项正确。
答案选B。
11．D
【分析】pH=2.5的醋酸溶液与铁反应的压强增大，则为析氢腐蚀，电极反应式为：2CH3COOH+2e-=H2↑+2CH3COO-，pH=5.0时压强减小，则是吸氧腐蚀，电极反应式为：O2+4 CH3COOH +4e-=2H2O+4CH3COO-；
【详解】A．pH=5.0醋酸溶液时压强减小，则是吸氧腐蚀，故A正确；
B．pH=2.5时，压强增大，是析氢腐蚀，pH=5.0时，压强减小，是吸氧腐蚀，酸度不同，腐蚀的主要类型可能不同，故B正确；
C．两组溶液都在消耗氢离子，pH一定逐渐变大，故C正确；
D．腐蚀速率与氢离子浓度有关，换成盐酸，若pH相同，则速率相同，故D错误；
故选：D。
12．A
【详解】A．Na的制备是电解熔融的氯化钠溶液，2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑，A符合题意；
B．工业上制备Cl2是电解饱和食盐水，2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，B不合题意；
C．工业上制备H2可以电解饱和食盐水，2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑，C不合题意；
D．工业上电解CuSO4溶液可以制备Cu，2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，D不合题意；
故答案为：A。
13．D
【分析】图中0~t1段压强逐渐增大，可能是发生了析氢腐蚀使气体体积增大或者反应放热使温度升高，锥形瓶中气体体积增大；t1~t2时，容器中压强逐渐减小，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，以此分析解答。
【详解】A．由图可知，0~t1时，压强逐渐增大，说明锥形瓶中气体体积增大，铁可能发生了析氢腐蚀，A项正确；
B．用于润洗锥形瓶的溶液为中性时，0~t1时铁会发生了吸氧腐蚀，由于反应放热，导致锥形瓶中压强增大，故B正确；
C．t1~t2时，压强逐渐减小，说明锥形瓶中气体体积减小，说明铁发生了吸氧腐蚀，C项正确；
D．0~t1段发生吸氧腐蚀时，用于润洗锥形瓶可能为中性，故D错误；
故答案为D。
14．D
【详解】A．金属腐蚀的本质：金属失电子发生氧化反应，故A错误；
B．牺牲阳极的阴极保护法，利用原电池原理，被保护的金属应做正极，故B错误；
C．外加电流阴极保护法，利用电解原理，被保护的金属应与电源负极相连，作阴极，故C错误；
D．钢铁表面烤蓝是在钢铁表面生成一层有一定厚度和强度的致密的 Fe3O4 ，能起到防腐蚀作用，故D正确；
故选D。
15．D
【详解】A．甲图中，氢离子在铜电极发生还原反应，被还原成氢气，为原电池的负极，而不是阳极，故A错；
B．由乙图可知，石墨电极为阳极，发生氧化反应，所以离子应在石墨的表面被还原，而不是在铁电极表面，故B错；
C．甲乙量装置分别原电池和电解池，甲装置中Cu为正极被保护，Zn为负极被腐蚀；乙装置中Fe为阴极被保护，所以金属腐蚀最快的为Zn，故C错；
D．原电池中氢离子被还原为氢气，电解池中电解NaCl生成NaOH，所以两烧杯中红pH均增大，故选D；
答案选D
16．C
【分析】图为电解饱和食盐水装置，电极B附近产生氢气，则电极B附近发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，电极B为阴极，b为电源负极；则电极A为阳极，a为电源正极，结合电解原理解答。
【详解】A．由分析可知a是电源的正极，A正确；
B．电极A为阳极，电极反应式为2Cl -2e-=Cl2↑，因此X处产生的是氯气，B正确；
C．电极A为阳极，材料为Fe时，Fe失电子生成Fe2+，将不再产生氯气，且Fe2+穿过离子交换膜与阴极产生的OH-生成Fe(OH)2，导致不能生产NaOH，因此不可用铁作电极A的材料，C错误；
D．电极B为阴极，发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-，左室Na+穿过离子交换膜与右室产生的OH-结合为NaOH，因此Z处流出溶液是较浓的NaOH溶液，D正确；
答案选C。
17．D
【分析】根据总反应可知CH4被氧化，O2被还原，所以通入甲烷的a极为负极，通入空气的b极为正极。
【详解】A．根据分析可知a极为负极，A错误；
B．b电极上氧气被还原，电解质溶液显碱性，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，所以电极附近的pH增大，B错误；
C．该装置为原电池装置，工作时将化学能转化为电能，C错误；
D．a极为负极，b极为正极，电流由正极经用电器流向负极，D正确；
综上所述答案为D。
18．C
【详解】A．装置有电源，说明是电解池，氢离子移向X极，X极是阴极；故A错误；
B．Y极是阳极，发生氧化反应；故B错误；
C．装置有电源，是电解池，是电能转化为化学能，故C正确；
D．X极是阴极，发生还原反应，电极反应为Fe3＋+e -=Fe2＋；故D错误；
故答案为：C
19．C
【详解】A．氯碱工业是指用惰性电极电解饱和食盐水生成氢气，氯气和氢氧化钠，H、Cl元素化合价变化，是氧化还原反应，故A不符合；
B．工业合成氨是指氮气和氢气在高温高压催化剂的作用下合成氨气，N、H元素的化合价发生变化，是氧化还原反应，故B不符合；
C．氨碱法制纯碱，是向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠，反应过程中无元素化合价变化，不是氧化还原反应，故C符合；
D. 海水中溴元素是以Br-的形式存在，从海水中提溴时，先用氧化剂将Br-氧化为溴单质，再用空气吹出溴蒸汽，溴元素的化合价发生变化，是氧化还原反应，故D不符合；
故选C。
20．A
【分析】根据图示，该装置为碳-铁原电池，铁比碳活泼作负极，碳作正极，铁发生吸氧腐蚀，负极上Fe-2e-=Fe2+，正极上O2+2H2O+4e=4OH-，据此分析解答。
【详解】A．根据分析，铁是负极，发生氧化反应，故A错误；
B．根据分析，碳棒为正极，正极上发生的电极反应为：O2+2H2O+4e=4OH-，故B正确；
C．根据分析，铁片发生吸氧腐蚀，故C正确；
D．根据分析，该装置为碳-铁原电池，铁比碳活泼作负极，碳作正极，原电池中，电子由负极流向正极，即从铁片经导线流向碳棒，故D正确；
答案选A。
21．D
【分析】由图可知，b处与电源正极相连，b为阳极，a与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，以此来解答。
【详解】A．实验相当于电解饱和氯化钠溶液，a作为阴极，氢离子放电后浓度降低，使氢氧根浓度增大，碱性增强，故使pH试纸变蓝，故A错误；
B．b处与电源正极相连，b为阳极，故B错误；
C．a与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，发生的电极反应： ，故C错误；
D．b处与电源正极相连，b为阳极，氯离子放电生成氯气，发生的电极反应：，故D正确；
故答案选：D。
22．B
【详解】A．由题意可知，原电池的正极发生还原反应，由图示可知发生的电极反应为 +5H2O+8e-=HS-+9OH-，故不是发生吸氧腐蚀，A错误；
B．由图示可知正极发生的电极反应为+5H2O+8e-=HS-+9OH-，负极上是Fe失电子的氧化反应，土壤中的 pH 增大，B正确；
C．根据题意，硫酸盐还原菌在弱碱性条件下活性高，电化学腐蚀速率快，酸性条件下，虽然硫酸盐还原菌会失活，但铁会发生析氢腐蚀，C错误；
D．管道上刷富铜油漆，形成Cu-Fe原电池，Fe作为负极，可以加快管道的腐蚀，D错误；故答案为：B。
23．B
【详解】A．电池放电时，O2中O的化合价降低，过程为得电子的过程，所以放电时，多孔碳材料电极为正极，故A错误；
B．原电池中锂电极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，故B正确；
C．放电时，Li转化为Li+，电子经外电路从锂电极流向多孔碳材料，故C错误；
D．当电池工作时，O2与 Li+在多孔碳材料电极处生成 Li2O2，正极反应式为2Li++O2+2e-=Li2O2，故D错误；
故选B。
24．B
【详解】A．由图知，钢铁发生析氢腐蚀，正极反应式为： ，A错误；
B．铁发生析氢腐蚀时，负极反应式是，正极反应式为： ，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，厌氧细菌可促使土壤中的与H2反应生成S2-，亚铁离子和硫离子反应生成FeS，则钢管腐蚀的直接产物中含有、Fe(OH)2，B正确；
C．原电池中，作负极的金属加速被腐蚀，作正极的金属被保护，Fe、Zn和电解质溶液构成原电池时，锌易失电子作负极，Fe作正极，所以Fe被保护，在钢管表面镀锌可以防止腐蚀，但在钢管表面镀铜，铁易失电子作负极，铜作正极，铁腐蚀得更快， C错误；
D． 与H2发生氧化还原反应，反应可表示为：4H2+S2-+4H2O，D错误；
答案选B。
25．D
【详解】A．钢柱的主要成分是铁，铁、铝、海水构成原电池，铝比铁活泼，所以钢柱做正极，A项正确；
B．钢柱的主要成分是铁，铁、铝、海水构成原电池，铝比铁活泼，所以铝为负极，失电子，电极反应为Al-3e-=Al3+，B项正确；
C．钢柱的主要成分是铁，铁、铝、海水构成原电池，原电池可使化学能转变为电能，C项正确；
D．钢柱的主要成分是铁，铁、铝、海水构成原电池，铝比铁活泼，所以铝为负极，失电子，电子由铝块经导线流向钢柱，D项错误；
答案选D。
26．D
【分析】铁丝和氯化钠溶液、稀硫酸都能构成原电池，左边氯化钠溶液中铁丝发生吸氧腐蚀，右侧稀硫酸中铁丝发生析氢腐蚀。
【详解】A．a处负极上Fe失电子，正极上O2得到电子，b处负极上Fe失电子，正极上H+得到电子，a、b两处负极反应相同，均为Fe-2e-=Fe2+，A正确；
B．a处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀，一段时间以后，a处气体压强减小，b处气体压强增大，导致a处液面升高b处液面降低，左侧高于右侧，B正确；
C．a出发生吸氧腐蚀，生成OH-，b处发生析氢腐蚀，消耗H+剩余OH-，左右两侧pH均升高，C正确；
D．右侧析氢腐蚀为电化学腐蚀，左侧吸氧腐蚀为化学腐蚀，析氢腐蚀的速率高于吸氧腐蚀的速率，D错误；
故答案选D。
27． CO32- 10 +120 kJ·mol-1 B 900 ℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低 Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+） 催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
【详解】（1）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，因为得到溶液的碱性较强，所以CO2主要转化为碳酸根离子（CO32-）。若所得溶液c(HCO3−)∶c(CO32−)=2∶1，，则根据第二步电离平衡常数K2==5×10−11，所以氢离子浓度为1×10-10mol/L，pH=10。
（2）①化学反应的焓变应该等于反应物键能减去生成物的键能，所以焓变为(4×413+2×745)－(2×1075+2×436)= +120 kJ·mol-1。初始时容器A、B的压强相等，A容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大（气体物质的量增加）；B容器恒压，压强不变；所以达平衡时压强一定是A中大，B中小，此反应压强减小平衡正向移动，所以B的反应平衡更靠右，反应的更多，吸热也更多。
②根据图3得到，900℃时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择900℃为反应最佳温度。
（3）明显电池的负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al失电子应转化为Al3+，方程式为：Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）。根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。
【点睛】本题的第（2）小问中的①涉及了恒容容器和恒压容器在不同反应中的影响。此类问题可以直接利用如下的结论：如果初始状态完全相同，是由恒容和恒压的区别，则一定是恒压容器更有利于反应的进行。除非是气体物质的量不变的反应，恒压和恒容是一样的。本就可以直接得到，容器B恒压，所以有利于反应进行，反应的更多，热量也更多。
28． 电能 化学能 CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-50QkJ/mol 2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2↑+H2↑ 能得到纯度更高的氢氧化钠溶液 避免氯气与氢气反应 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 钠和冷水反应，铝和冷水不反应，说明金属性：Na>Al 大于 c(SO)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(HSO)
【分析】电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子不能通过，能够防止生成的氯气和氢气混合据此分析解答(3)(4)；根据酸性：H2SO3＞H2CO3＞HSO＞HClO＞HCO，说明ClO-水解程度大于SO， SO水解程度小于CO，据此分析解答(6)。
【详解】(1)电解过程将电能转化为化学能，故答案为：电能；化学能；
(2)甲烷作为一种清洁能源，标准状况下燃烧0.448L甲烷，其物质的量n==0.02mol，生成液态水，放出QkJ热量，则1mol甲烷完全燃烧放出热量=×1mol=50QkJ，反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-50QkJ/mol，故答案为：CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-50QkJ/mol；
(3)电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，电解反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑，故答案为：2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑；
(4)离子交换膜只允许阳离子通过，其它离子不能通过；且生成的氯气和氢气不混合，则交换膜的作用是能得到纯度更高的氢氧化钠溶液、避免Cl2与H2反应，故答案为：能得到纯度更高的氢氧化钠溶液；避免Cl2与H2反应；
(5)电解熔融的氯化钠可以得到金属钠和氢气，反应的化学方程式为2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑；钠和冷水反应，铝和冷水不反应，说明金属性：Na＞Al，故答案为：2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑；钠和冷水反应，铝和冷水不反应，说明金属性Na＞Al；
(6) 酸性：H2SO3＞H2CO3＞HSO＞HClO＞HCO，则ClO-水解程度大于SO，0.1mol/L NaClO溶液的pH大于0.1mol/L Na2SO3溶液的pH；浓度均为0.1mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO水解程度小于CO，SO、CO、HSO、HCO浓度从大到小的顺序为c(SO)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(HSO)，故答案为：大于；c(SO)＞c(CO)＞c(HCO)＞c(HSO)。
29． 1s22s1 O=C=O 离子键、共价键、金属键 3 2p [H：]- 氢负离子和锂离子具有相同的电子层结构，但是氢负离子的核电荷数比锂离子少，原子核对核外电子的吸引力比锂离子弱，所以氢负离子的半径比锂离子大 3Li2CO3+3Br2+2NH3•H2O=6LiBr+5H2O+N2↑+CO2↑ Li 1.4g
【分析】LiH的阴离子为H-，结合核外电子排布相同的离子，核电荷数越大离子半径越小分析判断；Li2CO3、氨水混合物加入液溴，反应生成LiBr，两种参与大气循环的气体为氮气和二氧化碳，据此书写反应的方程式；电池放电时原电池原理，结合电解饱和食盐水得到的气体为氢气和氯气，结合得失电子守恒计算。
【详解】(1)Li核外有3个电子，分两层排布，基态锂原子的电子排布式是1s22s1；二氧化碳分子中碳原子与两个氧原子分别共用两对电子，结构式为O=C=O；反应②中，氧化锂中含有离子键，碳、一氧化碳含有共价键，锂单质含有金属键，故答案为：1s22s1；O=C=O；离子键、共价键、金属键；
(2)C原子核外有6个电子，分别在1s、2s、2p轨道，有3种不同能量的电子，能量最高的电子在2p轨道，故答案为：3；2p；
(3)LiH的阴离子为H-，其电子式为[H：]-，氢负离子(H-)与锂离子具有相同电子层结构，核外电子数相等，质子数越多，对核外电子吸引作用力越强，微粒半径越小，所以氢负离子的半径比锂离子大，故答案为：[H：]-；氢负离子和锂离子具有相同的电子层结构，但是氢负离子的核电荷数比锂离子少，原子核对核外电子的吸引力比锂离子弱，所以氢负离子的半径比锂离子大；
(4)Li2CO3、氨水混合物中加入液溴，反应生成LiBr，溴将氨水氧化生成氮气，同时生成二氧化碳气体，反应的化学方程式为3Li2CO3+3Br2+2NH3•H2O=6LiBr+5H2O+N2↑+CO2↑，故答案为：3Li2CO3+3Br2+2NH3•H2O=6LiBr+5H2O+N2↑+CO2↑；
(5) 磷酸亚铁锂电池总反应为：，电池放电时为原电池原理，Li失电子发生氧化反应做原电池负极；若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时，则氢气和氯气的总物质的量为=0.2mol，则生成氢气和氯气的物质的量都是0.1mol，根据H2～2Li～2e-，消耗锂的质量为0.2mol×7g/mol=1.4g，故答案为：Li；1.4g。
30． 2NaCl+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2NaOH 防止过氧化氢分解 稀释ClO2 和 0.08 偏高
【分析】装置A中，NaClO3和H2O2在酸性条件下反应生成ClO2、O2和H2O，化学方程式为：2NaCl+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2NaOH，ClO2浓度过高时易发生分解引起爆炸，因此通入N2，一是可以起到搅拌作用，二是稀释ClO2，防止因ClO2浓度过高而发生爆炸，装置B是为了防止倒吸，装置C中装有水，ClO2会溶于水中，装置D中装有NaOH溶液，可以吸收尾气，防止污染空气。
【详解】(1)方法一制备，惰性电极电解饱和食盐水制取，化学方程式：2NaCl+6H2O2ClO2↑+5H2↑+2NaOH；
(2)① B中反应温度控制30℃左右的原因是防止过氧化氢分解；
②ClO2浓度过高时易发生分解引起爆炸，因此通入N2，一是可以起到搅拌作用，二是稀释ClO2，防止因ClO2浓度过高而发生爆炸；
③ClO2可将废水中的氧化成和，ClO2被还原成，离子方程式为：；
(3)①i中反应的离子方程式为：；
②；
：；则原溶液中；步骤2用稀硫酸调节试样的pH≤2，加入足量的KI晶体，充分反应，步骤2所得溶液放置时间太长，氧气氧化碘离子生成碘单质，消耗硫代硫酸钠体积增多，则测定结果会偏高。
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