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江苏省常熟中学2023-2024学年高二上学期10月阶段性学业水平调研化学试题（解析版）
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这是一份江苏省常熟中学2023-2024学年高二上学期10月阶段性学业水平调研化学试题（解析版），共8页。试卷主要包含了 已知， 下列装置能达到设计目的的是等内容，欢迎下载使用。
（共100分，考试时间75分钟）
请将选择题答案填涂在答题卡上，非选择题答案填写在答题纸
单选题：本题包括14小题，每小题3分。
1. “3060”双碳目标的重点是推动以二氧化碳为主的温室气体减排，下列说法错误的是
A. 研发新型催化剂将分解成C和，同时放出热量
B. 燃煤中适当添加石灰石，减少污染气体排放
C. 一定条件下，将转化为，实现的资源化利用
D. 逐步用太阳能、潮汐能、风能、氢能等清洁能源替代火力发电
【答案】A
【解析】
【详解】A．二氧化碳分解生成碳和氧气为吸热反应，故A错误。
B．燃煤中适当添加石灰石，石灰石分解生成的氧化钙和二氧化硫反应，因此减少污染气体排放，故B正确；
C．二氧化碳转化为甲醇，可以减少二氧化碳排放，同时生成有用物质，实现CO2的资源化利用，故C正确；
D．逐步用太阳能、潮汐能、风能、氢能等清洁能源替代火力发电，可以减少污染性气体的排放，同时降低空气中CO2含量，故D正确；
故选：A。
2. 在生产、生活中，金属腐蚀会带来严重的损失。下列事实与金属电化学腐蚀无关的是
A. 铁制器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
B. 金属钠置于空气中表面变暗
C. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
D. 埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A．铁和铜接触处和电解质溶液会形成原电池反应，铁做负极发生氧化反应被腐蚀，A不符合；
B．金属钠暴露在空气中表面变暗是因为钠被氧化生成了氧化钠，属于化学变化，与金属电化学腐蚀无关，B符合题意；
C．铜锌合金在电解质溶液中形成原电池反应，锌做负极被腐蚀．正极被保护，所以不易形成铜绿，和电化学有关，C不符合；
D．埋在潮湿土壤里的铁管由于潮湿土壤中的电解质更容易导电，发生电化学反应，故比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀，D不符合；
故选B。
3. 已知：
下列有关说法正确的是
A. 的燃烧热为
B.
C. 等质量的和完全燃烧，放出的热量多
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．燃烧热是在101 kPa时，1 ml物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；根据 ，可知1ml氢气燃烧生成1ml液态水放出热量为285.8 kJ⋅ml−1，则氢气燃烧热为285.8 kJ⋅ml−1，A错误；
B．反应中有BaSO4(s)生成，而生成BaSO4也是放热的，所以生成1ml水放出的热量比57.3 kJ多，即该反应的△H< ，B错误；
C．等质量的和完全燃烧，设质量均为1g；则氢气放热，甲醇放热，所以H2(g)放出的热量多，C正确；
D．液体水变为气体水需要吸热，故生成气体水放热少，焓变值变大，D错误；
故选C。
4. 可逆反应在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据反应速率之比等于化学计量数之比，可将各种物质转化成X，以此可比较反应速率大小，此外还要注意B项需换算单位。
【详解】A．；
B．；
C．；
D．；
综上所述，反应速率最大的为，A符合题意。
答案选A。
5. 足量的Zn粉与50mL 0.1ml·L-1的稀硫酸充分反应。为了减慢此反应的速率而不改变H2的产量，可以采用如下方法中的
①加Na2SO4溶液 ②改用50mL 0.1ml·L-1的稀盐酸 ③减压 ④改用50mL 0.1ml·L-1的硝酸 ⑤冰水浴 ⑥加Na2CO3溶液
A. ①②③④B. ①⑤C. ①⑤⑥D. ②⑤⑥
【答案】B
【解析】
【分析】
为了降低此反应速率而不改变H2的产量，少量Zn粉完全反应，则可通过降低氢离子浓度、降低温度等来降低反应速率，以此来解答。
【详解】①加Na2SO4溶液，溶液中的水对硫酸来说其稀释作用，使溶液中c(H+)降低，反应速率减小，但氢气的量不变，①正确；
②改用50mL、0.1ml/L的稀盐酸，溶液中c(H+)降低，反应速率减小，生成氢气的量减小，②错误；
③反应在溶液中进行，减压，对反应速率基本不影响，③错误；
④改用50mL、0.1ml/L的硝酸，由于硝酸具有强的氧化性，与Zn发生反应不生成氢气，而生成NO气体，④错误；
加适量固体醋酸钠，氢离子浓度降低，反应速率减小，但氢气的总量不变，故正确；
⑤冰水浴，使反应温度降低，反应速率减小，由于氢离子的物质的量不变，因此最终产生的氢气的总量不变，⑤正确；
⑥加Na2CO3溶液，Na2CO3与硫酸反应产生CO2气体，反应消耗硫酸，导致生成氢气的总量减小，⑥错误；
则符合题意的叙述是①⑤；故合理选项是B。
【点睛】本题考查影响反应速率的因素，明确常见的影响化学反应速率的外界因素有温度、浓度、原电池对反应速率的影响即可解答，注意Zn粉过量，生成的氢气由硫酸决定为解答的易错点。
6. 下列装置能达到设计目的的是
A. 装置①用于深埋在潮湿的中性土壤中钢管的防腐
B. 装置②用于深浸在海水中的钢闸门的防腐
C. 装置③用于模拟铁制品表面镀铜
D. 装置④用于模拟粗铜的电解精炼
【答案】C
【解析】
【详解】A．铁比铜更活泼，会导致铜铁原电池中铁做负极，加速铁的锈蚀，A错误；
B．用于深浸在海水中的钢闸门的防腐，则闸门应该连接外接电源的负极，本身做阴极被保护，B错误；
C．装置③用于模拟铁制品表面镀铜，镀件做阴极会生成铜镀层，C正确；
D．粗铜的电解精炼，粗铜做阳极连接电源的正极，左侧烧杯中锌活泼发生氧化反应，为负极，故错误，D错误；
故选C。
7. 下列指定反应的方程式正确的是
A. 氢硫酸的电离方程式：
B. 钢铁吸氧腐蚀正极的电极反应式：
C. 用铜电极电解溶液：
D. 用惰性电极电解溶液：
【答案】B
【解析】
【详解】A．氢硫酸为多元弱酸，应分步电离，选项A错误；
B．钢铁吸氧腐蚀时，氧气作正极，得电子生成氢氧根离子，电极反应式为，选项B正确；
C．铜作阳极时，阳极上铜失去电子会溶解，溶液中的氢氧根不会放电、故不会生成，选项C错误；
D．用惰性电极电解溶液，阴极是水提供的氢离子放电、水不能拆写为氢离子，选项D错误。
答案选B。
8. 某兴趣小组设计如下图所示的微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。有关描述正确的是
A. 断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
B. 断开K1，闭合K2时，铜电极反应式为：
C. 断开K2，闭合K1时，总反应为：
D. 断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
【答案】A
【解析】
【分析】实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生，说明左边为阳极，产生氯气，右边为阴极，产生氢气；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转，说明左边为正极，右边为负极。
【详解】A. 断开K1，闭合K2时，氢气在右边失去电子，作负极，因此石墨电极作正极，故A正确；
B. 断开K1，闭合K2时，石墨电极反应式为：，故B错误；
C. 断开K2，闭合K1时，总反应为：，故C错误；
D. 断开K2，闭合K1时，铜电极是阴极，水中氢离子得到电子，剩余氢氧根，因此铜电极附近溶液变红，故D错误。
综上所述，答案为A。
9. 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。下列说法不正确的是
A. 0~时，铁可能发生了析氢腐蚀
B. ~时，铁一定发生了吸氧腐蚀
C. 负极的电极反应式为
D. 用于润洗锥形瓶的溶液可能是稀盐酸
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，0~t1时锥形瓶内压强增大，说明气体的物质的量增加，则铁可能发生了析氢腐蚀，故A不选；
B．由图可知，t1~t2时锥形瓶内压强减少，说明气体物质的量减少，则铁一定发生了吸氧腐蚀，故B不选；
C．负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故C选；
D．锥形瓶内开始发生析氢腐蚀，则用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，可能是稀盐酸，故D不选；
故选：C。
10. 研究发现，可以用石墨作阳极，钛网作阴极，熔融作电解液，利用如图所示装置获得金属钙，并用钙作还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。下列叙述正确的是
A. 该电池工作过程中，向阴极移动
B. 将熔融换成溶液也可以达到相同目的
C. 在阴极表面放电
D. 制备金属钛前后的量不变
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，石墨为阳极，其电极反应式为C＋2O2－－4e－=CO2↑，钛网是阴极，其电极反应式为Ca2＋＋2e－=Ca。
【详解】A．该电池工作过程中，向阳极移动，选项A错误；
B．将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液，阴极上H＋放电，无法得到金属Ca，，选项B错误；
C．钛网阴极，钙在阴极表面放电，其电极反应式为Ca2＋＋2e－=Ca，选项C错误；
D．钛网是阴极，其电极反应式为Ca2＋＋2e－=Ca，钙还原二氧化钛的化学方程式为2Ca＋TiO2=Ti＋2CaO，通电条件下该装置总反应为C＋TiO2=CO2↑+Ti，则制备金属钛前后，CaO的总量不变，选项D正确；
答案选D。
11. 利用电化学装置实现CO2和CH4转化的原理如下图所示，下列说法正确的是
A. 电极B上发生还原反应
B. O2-从电极B移向电极A
C. 阴极反应：CO2-2e-=CO+O2-
D. 相同条件下，若生成的乙烯和乙烷的体积比为2：3，则消耗的CH4和CO2体积比为10：7
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，电极A表面CO2生成CO，碳元素由+4价降低为+2价得电子，电极A为阴极，电极反应式为CO2+2e-=CO+O2-，电极B为阳极，电极反应式分别为2CH4-4e-+2O2-=C2H4+2H2O和2CH4-2e-+O2-=C2H6+H2O，据此分析作答。
【详解】A．电极B上甲烷失电子，发生氧化反应，A错误；
B．电极A生成O2-，电极B消耗O2-，O2-从电极A移向电极B，B错误；
C．电极A为阴极，电极反应式为CO2+2e-=CO+O2-，C错误；
D．相同条件下，若生成乙烯和乙烷的体积比为2：3，设乙烯的物质的量为2ml，由电极反应式2CH4-4e-+2O2-=C2H4+2H2O可知，消耗甲烷的物质的量为4ml，转移电子8ml，生成乙烷的物质的量为3ml，由电极反应式2CH4-2e-+O2-=C2H6+H2O可知，消耗甲烷的物质的量为6ml，转移电子6ml，共消耗甲烷4ml+6ml=10ml，转移电子8ml+6ml=14ml，由电极反应式CO2+2e-=CO+O2-可知转移14ml电子消耗CO2为7ml，则消耗的CH4和CO2体积比为10：7，D正确；
故答案为：D。
12. 利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。下列说法不正确的是
A. ①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触
B. ①中检测到，推测可能发生反应：、
C. 随阴极析出，推测②阴极以铜离子得电子为主
D. ②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密
【答案】C
【解析】
【分析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。
【详解】A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；
B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为，故B正确；
C．由分析可知，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，随阴极析出铜，四氨合铜离子浓度减小， 平衡向正反应方向移动，故C错误；
D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确；
故选C。
13. 用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如下图所示，则下列有关说法中不正确的是
A. X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极
B. 阳极区pH增大
C. 图中的b>a
D. 该过程中的产品主要为H2SO4和H2
【答案】B
【解析】
【分析】该装置是电解池，电解液中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，故Pt(Ⅰ)为阴极，Pt(Ⅱ)为阳极，X为直流电源负极，Y是正极。
【详解】A．由分析可知X为直流电源负极，Y是正极，A正确；
B．阳极区亚硫酸氢根离子失电子被氧化为硫酸根离子、氢离子，阳极区pH减小，B错误；
C．结合B可知阳极区生成硫酸，故b>a，C正确；
D．由图可知，该过程中的产品主要为H2SO4和H2，D正确；
答案选B。
14. Ni可活化C2H6制得CH4，其反应历程如图所示：
下列关于活化历程的说法正确的是
A. 总反应的ΔH＞0
B. Ni不是该反应的催化剂
C. “中间体1→中间体2”的活化能大于“中间体2→中间体3”
D. 总反应的速率由“中间体1→中间体2”决定
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知反应物的能量大于生成物的能量，反应为放热反应，故A错误；
B．根据图示，Ni是反应物不是催化剂，故B错误；
C．由图可知，“中间体1→中间体2”的活化能为-28.89kJ·ml-1+56.21kJ·ml-1=27.23 kJ·ml-1，“中间体2→中间体3” 的活化能为49.50kJ·ml-1+154.82kJ·ml-1=204.32 kJ·ml-1，故C错误；
D．总反应的速率由速率最慢的反应决定，活化能越大，反应速率越慢，中间体2到过渡态2的能垒(活化能)最大，为204.32 kJ·ml-1，反应速率最慢，总反应的速率由“中间体2→中间体3”决定，故D错误；
故选B。
15. 氢能是具有广泛应用前景的新能源。
（1）下图1所示是时氢气在氯气中点燃生成氯化氢气体的能量变化示意图：
写出此反应的热化学方程式__________________。
（2）电解法制取，同时可获得氢气：，工作原理如图所示。已知：若溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质：只在强碱性条件下稳定，易被还原。
①电解时，电极发生的电极反应式为__________________。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，主要原因是________________________。
③随初始的变化如图，则分别分析、点均低于最高值的可能的原因：点______；点______。
【答案】（1）H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆H=-183kJ·ml-1
（2） ①. Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O ②. 防止生成的Na2FeO4被H2还原，降低Na2FeO4的产率 ③. M点：c(OH-)低，Na2FeO4的稳定性差 ④. N点：c(OH-)过高，铁电极区会产生Fe(OH)3，使c(Na2FeO4)降低
【解析】
【小问1详解】
由图中信息可知1mlH2和1mlCl2生成2mlHCl，反应热为，热化学方程式H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆H=-183kJ·ml-1，答案：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆H=-183kJ·ml-1；
【小问2详解】
①电解时，Fe电极为阳极，铁失去电子变为高铁酸根，则发生的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，故答案为：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O；
②Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原，电解过程中，须将阴极产生气体氢气，要及时排出，防止生成的高铁酸根被氢气还原，故答案为：防止生成的Na2FeO4被H2还原，降低Na2FeO4的产率；
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图，根据信息若NaOH溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质，Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原，则分别分析M、N点
c(Na2FeO4)均低于最高值的可能的原因： M点 c(OH¯)低，Na2FeO4稳定性差，N点 c(OH¯)过高，铁电极上有Fe(OH)₃生成，使Na2FeO4产率降低， 答案：M点：c(OH-)低，Na2FeO4的稳定性差；N点：c(OH-)过高，铁电极区会产生Fe(OH)3，使c(Na2FeO4)降低。
16. 甲醇又称“木醇”或“木精”，沸点64.7℃，是无色有酒精气味易挥发的液体。甲醇有毒，误饮5~10mL能双目失明，大量饮用会导致死亡。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料，可用于制造甲醛和农药。
（1）工业上可利用和生产甲醇，方程式如下：
又查资料得知：①
，则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为__________________。
（2）甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池，如图是以甲醇燃料电池（甲池）为电源的电解装置。已知：A、B、C、D、E、F都是惰性电极，丙中为溶液（假设反应前后溶液体积不变），当向甲池通入物质和时，极附近呈红色。
①物质的化学式为______，电极的电极反应式为____________。
②乙装置中D电极方程式为__________________。
③丙装置中总反应的离子方程式为__________________。
④当乙装置中电极收集到（标况下）气体时，丙中溶液的______。
【答案】（1）CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H=(2Q1+3Q2+2Q3)kJ·ml-1
（2） ①. O2 ②. CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O ③. 2H2O+2e-=H2↑+2OH- ④. ⑤. 0.1ml·L-1
【解析】
【小问1详解】
已知：① ；
② ；
③ ；
根据盖斯定律，将①2+②3+③2，整理可得表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为 (1) ；
【小问2详解】
甲为原电池，乙、丙为电解池，当向甲池通入气体a和b时，D极附近呈红色，说明D为电解池的阴极，C为电解池的阳极，b为正极，a为负极，E为阳极，F为阴极：
①上述分析可知A电极通入物质a为甲醇，B电极通入的b物质为，A电极通入CH3OH，失去电子，发生氧化反应，产生的 与溶液中的OH-反应方程式CH3OH-6e-+8OH-= +6H2O；
②乙中是电解饱和食盐水，反应生成 溶液，其中D电级也就是阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
③丙装置为电解硫酸铜溶液，放电离子为铜离子和氢氧根离子，总反应方程式为；
④当乙装置中C电极收集到224mL（标况下）气体时，生成氯气物质的量 ，可知转移电子的物质的量为，对应氢离子的物质的量为0.02，则此时氢离子浓度为0.1ml·L-1。
17. 某同学用图中装置电解硫酸钾溶液来获得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的___________(填“正”或“负”)极相连，氢气从___________(填“A”“B”“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为___________(填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为___________交换膜，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是___________。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为___________。
(4)若使用铅蓄电池作电源完成上述电解，当制得11.2 L标准状况下的氢气时，理论上铅蓄电池消耗硫酸___________ml，负极板质量增加___________g。
【答案】 ①. 正 ②. C ③. 阴离子 ④. 阳离子 ⑤. 增强溶液的导电性 ⑥. H2-2e-+2OH-=2H2O ⑦. 1 ⑧. 48
【解析】
【详解】目的是用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾，由装置图可知，硫酸应在左室得到，KOH在右室得到，左室为阳极室，氢氧根离子放电生成氧气，M为阴离子交换膜，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入左室，右室为阴极室，氢离子放电生成氢气，N为阳离子交换膜，钾离子通过阳离子交换膜进入右室。则
（1）左室为阳极室，X极与电源正极相连，右室为阴极室，氢离子放电生成氢气，氢气从C口导出；
（2）由上述分析可知，M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜。硫酸与氢氧化钾均是强电解质，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是增强溶液导电性；
（3）将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池（石墨为电极），负极发生氧化反应，氢气在负极失去电子，碱性条件下生成水，负极电极反应式为：H2－2e－＋2OH－＝2H2O；
（4）生成氢气物质的量为11.2L÷22.4L/ml=0.5ml，转移电子为0.5ml×2=1ml。铅蓄电池的总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l)，所以理论上铅蓄电池消耗硫酸1ml，正极板发生反应：PbO2(s)+2e－+4H＋(aq)+SO42－aq)＝PbSO4(s)+H2O(l)，负极板反应为Pb(s)－2e－+SO42－(aq)＝PbSO4(s)，质量增加0.5ml×96g/ml＝48g。
18. 含元素的部分物质对环境有影响。含、的废气会引起空气污染，含、、的废水会引起水体富营养化，都需要经过处理后才能排放。消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
（1）利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。
①化学家正在研究尿素动力燃料电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示：
甲的电极反应式为__________________；理论上每净化尿素，消耗的体积约为______（标准状况下）。
②图为电解制备的装置。该装置中阴极的电极反应式为__________________；“反应室”中发生反应的离子方程式为__________________。
（2）工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如下图所示，写出电解时铁电极的电极反应式__________________。随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是________________________。
（3）工业上以钛基氧化物涂层材料为阳极，碳纳米管修饰的石墨为阴极，电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使转变为，后续再将反应除去。②其他条件不变，只向混合溶液中投入一定量，后续去除的效果明显提高，溶液中氮元素含量显著降低。可能原因是________________________。
【答案】（1） ①. CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+ ②. 33.6 ③. NO+5e-+6H+=+H2O ④. NH3+H+=
（2） ①. Fe-2e-=Fe2+ ②. 生成的亚铁离子将溶液中的还原成N2
（3）Cl-在阳极上失去电子生成Cl2，氯气具有强氧化性，可将NH4+氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低
【解析】
【小问1详解】
①原电池甲电极为负极,CO(NH2)2失电子生成CO2、N2，电极反应式CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+，乙电极为正极，电极反应式，根据得失电子守恒，理论上每净化尿素，消耗1.5ml，标准状况下体积约为33.6L。答案：CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+；33.6；
②该装置为电解池，阴极的电极反应式为NO+5e-+6H+=+H2O； 阳极反应式NO-3e-+2H2O = +4H+，总反应方程式为，所以在该“反应室”中通入氨气，发生反应的离子方程式为NH3+H+=，答案：NO+5e-+6H+=+H2O；NH3+H+=；
【小问2详解】
工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染。根据题中所示阳离子移动方向，可判断铁为电解池阳极，电极反应式Fe-2e-=Fe2+，随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是生成的亚铁离子将溶液中的 还原成N2，答案：Fe-2e-=Fe2+；生成的亚铁离子将溶液中的 还原成N2；
【小问3详解】
以钛基氧化物涂层材料为阳极，碳纳米管修饰的石墨为阴极，电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使得电子生成，后续再将反应除去。其他条件不变，只向混合溶液中投入一定量，Cl-在阳极上失去电子生成Cl2，氯气具有强氧化性，可将氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低。答案：Cl-在阳极上失去电子生成Cl2，氯气具有强氧化性，可将氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低。装置示意图
序号
电解质溶液
实验现象
①
+少量
阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有
②
+过量氨水
阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素
（共100分，考试时间75分钟）
请将选择题答案填涂在答题卡上，非选择题答案填写在答题纸
单选题：本题包括14小题，每小题3分。
1. “3060”双碳目标的重点是推动以二氧化碳为主的温室气体减排，下列说法错误的是
A. 研发新型催化剂将分解成C和，同时放出热量
B. 燃煤中适当添加石灰石，减少污染气体排放
C. 一定条件下，将转化为，实现的资源化利用
D. 逐步用太阳能、潮汐能、风能、氢能等清洁能源替代火力发电
【答案】A
【解析】
【详解】A．二氧化碳分解生成碳和氧气为吸热反应，故A错误。
B．燃煤中适当添加石灰石，石灰石分解生成的氧化钙和二氧化硫反应，因此减少污染气体排放，故B正确；
C．二氧化碳转化为甲醇，可以减少二氧化碳排放，同时生成有用物质，实现CO2的资源化利用，故C正确；
D．逐步用太阳能、潮汐能、风能、氢能等清洁能源替代火力发电，可以减少污染性气体的排放，同时降低空气中CO2含量，故D正确；
故选：A。
2. 在生产、生活中，金属腐蚀会带来严重的损失。下列事实与金属电化学腐蚀无关的是
A. 铁制器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
B. 金属钠置于空气中表面变暗
C. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
D. 埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A．铁和铜接触处和电解质溶液会形成原电池反应，铁做负极发生氧化反应被腐蚀，A不符合；
B．金属钠暴露在空气中表面变暗是因为钠被氧化生成了氧化钠，属于化学变化，与金属电化学腐蚀无关，B符合题意；
C．铜锌合金在电解质溶液中形成原电池反应，锌做负极被腐蚀．正极被保护，所以不易形成铜绿，和电化学有关，C不符合；
D．埋在潮湿土壤里的铁管由于潮湿土壤中的电解质更容易导电，发生电化学反应，故比埋在干燥土壤里的铁管更容易被腐蚀，D不符合；
故选B。
3. 已知：
下列有关说法正确的是
A. 的燃烧热为
B.
C. 等质量的和完全燃烧，放出的热量多
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．燃烧热是在101 kPa时，1 ml物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；根据 ，可知1ml氢气燃烧生成1ml液态水放出热量为285.8 kJ⋅ml−1，则氢气燃烧热为285.8 kJ⋅ml−1，A错误；
B．反应中有BaSO4(s)生成，而生成BaSO4也是放热的，所以生成1ml水放出的热量比57.3 kJ多，即该反应的△H< ，B错误；
C．等质量的和完全燃烧，设质量均为1g；则氢气放热，甲醇放热，所以H2(g)放出的热量多，C正确；
D．液体水变为气体水需要吸热，故生成气体水放热少，焓变值变大，D错误；
故选C。
4. 可逆反应在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据反应速率之比等于化学计量数之比，可将各种物质转化成X，以此可比较反应速率大小，此外还要注意B项需换算单位。
【详解】A．；
B．；
C．；
D．；
综上所述，反应速率最大的为，A符合题意。
答案选A。
5. 足量的Zn粉与50mL 0.1ml·L-1的稀硫酸充分反应。为了减慢此反应的速率而不改变H2的产量，可以采用如下方法中的
①加Na2SO4溶液 ②改用50mL 0.1ml·L-1的稀盐酸 ③减压 ④改用50mL 0.1ml·L-1的硝酸 ⑤冰水浴 ⑥加Na2CO3溶液
A. ①②③④B. ①⑤C. ①⑤⑥D. ②⑤⑥
【答案】B
【解析】
【分析】
为了降低此反应速率而不改变H2的产量，少量Zn粉完全反应，则可通过降低氢离子浓度、降低温度等来降低反应速率，以此来解答。
【详解】①加Na2SO4溶液，溶液中的水对硫酸来说其稀释作用，使溶液中c(H+)降低，反应速率减小，但氢气的量不变，①正确；
②改用50mL、0.1ml/L的稀盐酸，溶液中c(H+)降低，反应速率减小，生成氢气的量减小，②错误；
③反应在溶液中进行，减压，对反应速率基本不影响，③错误；
④改用50mL、0.1ml/L的硝酸，由于硝酸具有强的氧化性，与Zn发生反应不生成氢气，而生成NO气体，④错误；
加适量固体醋酸钠，氢离子浓度降低，反应速率减小，但氢气的总量不变，故正确；
⑤冰水浴，使反应温度降低，反应速率减小，由于氢离子的物质的量不变，因此最终产生的氢气的总量不变，⑤正确；
⑥加Na2CO3溶液，Na2CO3与硫酸反应产生CO2气体，反应消耗硫酸，导致生成氢气的总量减小，⑥错误；
则符合题意的叙述是①⑤；故合理选项是B。
【点睛】本题考查影响反应速率的因素，明确常见的影响化学反应速率的外界因素有温度、浓度、原电池对反应速率的影响即可解答，注意Zn粉过量，生成的氢气由硫酸决定为解答的易错点。
6. 下列装置能达到设计目的的是
A. 装置①用于深埋在潮湿的中性土壤中钢管的防腐
B. 装置②用于深浸在海水中的钢闸门的防腐
C. 装置③用于模拟铁制品表面镀铜
D. 装置④用于模拟粗铜的电解精炼
【答案】C
【解析】
【详解】A．铁比铜更活泼，会导致铜铁原电池中铁做负极，加速铁的锈蚀，A错误；
B．用于深浸在海水中的钢闸门的防腐，则闸门应该连接外接电源的负极，本身做阴极被保护，B错误；
C．装置③用于模拟铁制品表面镀铜，镀件做阴极会生成铜镀层，C正确；
D．粗铜的电解精炼，粗铜做阳极连接电源的正极，左侧烧杯中锌活泼发生氧化反应，为负极，故错误，D错误；
故选C。
7. 下列指定反应的方程式正确的是
A. 氢硫酸的电离方程式：
B. 钢铁吸氧腐蚀正极的电极反应式：
C. 用铜电极电解溶液：
D. 用惰性电极电解溶液：
【答案】B
【解析】
【详解】A．氢硫酸为多元弱酸，应分步电离，选项A错误；
B．钢铁吸氧腐蚀时，氧气作正极，得电子生成氢氧根离子，电极反应式为，选项B正确；
C．铜作阳极时，阳极上铜失去电子会溶解，溶液中的氢氧根不会放电、故不会生成，选项C错误；
D．用惰性电极电解溶液，阴极是水提供的氢离子放电、水不能拆写为氢离子，选项D错误。
答案选B。
8. 某兴趣小组设计如下图所示的微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。有关描述正确的是
A. 断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
B. 断开K1，闭合K2时，铜电极反应式为：
C. 断开K2，闭合K1时，总反应为：
D. 断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
【答案】A
【解析】
【分析】实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生，说明左边为阳极，产生氯气，右边为阴极，产生氢气；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转，说明左边为正极，右边为负极。
【详解】A. 断开K1，闭合K2时，氢气在右边失去电子，作负极，因此石墨电极作正极，故A正确；
B. 断开K1，闭合K2时，石墨电极反应式为：，故B错误；
C. 断开K2，闭合K1时，总反应为：，故C错误；
D. 断开K2，闭合K1时，铜电极是阴极，水中氢离子得到电子，剩余氢氧根，因此铜电极附近溶液变红，故D错误。
综上所述，答案为A。
9. 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。下列说法不正确的是
A. 0~时，铁可能发生了析氢腐蚀
B. ~时，铁一定发生了吸氧腐蚀
C. 负极的电极反应式为
D. 用于润洗锥形瓶的溶液可能是稀盐酸
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，0~t1时锥形瓶内压强增大，说明气体的物质的量增加，则铁可能发生了析氢腐蚀，故A不选；
B．由图可知，t1~t2时锥形瓶内压强减少，说明气体物质的量减少，则铁一定发生了吸氧腐蚀，故B不选；
C．负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故C选；
D．锥形瓶内开始发生析氢腐蚀，则用于润洗锥形瓶的溶液一定显酸性，可能是稀盐酸，故D不选；
故选：C。
10. 研究发现，可以用石墨作阳极，钛网作阴极，熔融作电解液，利用如图所示装置获得金属钙，并用钙作还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。下列叙述正确的是
A. 该电池工作过程中，向阴极移动
B. 将熔融换成溶液也可以达到相同目的
C. 在阴极表面放电
D. 制备金属钛前后的量不变
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，石墨为阳极，其电极反应式为C＋2O2－－4e－=CO2↑，钛网是阴极，其电极反应式为Ca2＋＋2e－=Ca。
【详解】A．该电池工作过程中，向阳极移动，选项A错误；
B．将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液，阴极上H＋放电，无法得到金属Ca，，选项B错误；
C．钛网阴极，钙在阴极表面放电，其电极反应式为Ca2＋＋2e－=Ca，选项C错误；
D．钛网是阴极，其电极反应式为Ca2＋＋2e－=Ca，钙还原二氧化钛的化学方程式为2Ca＋TiO2=Ti＋2CaO，通电条件下该装置总反应为C＋TiO2=CO2↑+Ti，则制备金属钛前后，CaO的总量不变，选项D正确；
答案选D。
11. 利用电化学装置实现CO2和CH4转化的原理如下图所示，下列说法正确的是
A. 电极B上发生还原反应
B. O2-从电极B移向电极A
C. 阴极反应：CO2-2e-=CO+O2-
D. 相同条件下，若生成的乙烯和乙烷的体积比为2：3，则消耗的CH4和CO2体积比为10：7
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，电极A表面CO2生成CO，碳元素由+4价降低为+2价得电子，电极A为阴极，电极反应式为CO2+2e-=CO+O2-，电极B为阳极，电极反应式分别为2CH4-4e-+2O2-=C2H4+2H2O和2CH4-2e-+O2-=C2H6+H2O，据此分析作答。
【详解】A．电极B上甲烷失电子，发生氧化反应，A错误；
B．电极A生成O2-，电极B消耗O2-，O2-从电极A移向电极B，B错误；
C．电极A为阴极，电极反应式为CO2+2e-=CO+O2-，C错误；
D．相同条件下，若生成乙烯和乙烷的体积比为2：3，设乙烯的物质的量为2ml，由电极反应式2CH4-4e-+2O2-=C2H4+2H2O可知，消耗甲烷的物质的量为4ml，转移电子8ml，生成乙烷的物质的量为3ml，由电极反应式2CH4-2e-+O2-=C2H6+H2O可知，消耗甲烷的物质的量为6ml，转移电子6ml，共消耗甲烷4ml+6ml=10ml，转移电子8ml+6ml=14ml，由电极反应式CO2+2e-=CO+O2-可知转移14ml电子消耗CO2为7ml，则消耗的CH4和CO2体积比为10：7，D正确；
故答案为：D。
12. 利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。下列说法不正确的是
A. ①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触
B. ①中检测到，推测可能发生反应：、
C. 随阴极析出，推测②阴极以铜离子得电子为主
D. ②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密
【答案】C
【解析】
【分析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。
【详解】A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；
B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为，故B正确；
C．由分析可知，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，随阴极析出铜，四氨合铜离子浓度减小， 平衡向正反应方向移动，故C错误；
D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确；
故选C。
13. 用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如下图所示，则下列有关说法中不正确的是
A. X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极
B. 阳极区pH增大
C. 图中的b>a
D. 该过程中的产品主要为H2SO4和H2
【答案】B
【解析】
【分析】该装置是电解池，电解液中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，故Pt(Ⅰ)为阴极，Pt(Ⅱ)为阳极，X为直流电源负极，Y是正极。
【详解】A．由分析可知X为直流电源负极，Y是正极，A正确；
B．阳极区亚硫酸氢根离子失电子被氧化为硫酸根离子、氢离子，阳极区pH减小，B错误；
C．结合B可知阳极区生成硫酸，故b>a，C正确；
D．由图可知，该过程中的产品主要为H2SO4和H2，D正确；
答案选B。
14. Ni可活化C2H6制得CH4，其反应历程如图所示：
下列关于活化历程的说法正确的是
A. 总反应的ΔH＞0
B. Ni不是该反应的催化剂
C. “中间体1→中间体2”的活化能大于“中间体2→中间体3”
D. 总反应的速率由“中间体1→中间体2”决定
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知反应物的能量大于生成物的能量，反应为放热反应，故A错误；
B．根据图示，Ni是反应物不是催化剂，故B错误；
C．由图可知，“中间体1→中间体2”的活化能为-28.89kJ·ml-1+56.21kJ·ml-1=27.23 kJ·ml-1，“中间体2→中间体3” 的活化能为49.50kJ·ml-1+154.82kJ·ml-1=204.32 kJ·ml-1，故C错误；
D．总反应的速率由速率最慢的反应决定，活化能越大，反应速率越慢，中间体2到过渡态2的能垒(活化能)最大，为204.32 kJ·ml-1，反应速率最慢，总反应的速率由“中间体2→中间体3”决定，故D错误；
故选B。
15. 氢能是具有广泛应用前景的新能源。
（1）下图1所示是时氢气在氯气中点燃生成氯化氢气体的能量变化示意图：
写出此反应的热化学方程式__________________。
（2）电解法制取，同时可获得氢气：，工作原理如图所示。已知：若溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质：只在强碱性条件下稳定，易被还原。
①电解时，电极发生的电极反应式为__________________。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，主要原因是________________________。
③随初始的变化如图，则分别分析、点均低于最高值的可能的原因：点______；点______。
【答案】（1）H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆H=-183kJ·ml-1
（2） ①. Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O ②. 防止生成的Na2FeO4被H2还原，降低Na2FeO4的产率 ③. M点：c(OH-)低，Na2FeO4的稳定性差 ④. N点：c(OH-)过高，铁电极区会产生Fe(OH)3，使c(Na2FeO4)降低
【解析】
【小问1详解】
由图中信息可知1mlH2和1mlCl2生成2mlHCl，反应热为，热化学方程式H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆H=-183kJ·ml-1，答案：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ∆H=-183kJ·ml-1；
【小问2详解】
①电解时，Fe电极为阳极，铁失去电子变为高铁酸根，则发生的电极反应式为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O，故答案为：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O；
②Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原，电解过程中，须将阴极产生气体氢气，要及时排出，防止生成的高铁酸根被氢气还原，故答案为：防止生成的Na2FeO4被H2还原，降低Na2FeO4的产率；
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图，根据信息若NaOH溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质，Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原，则分别分析M、N点
c(Na2FeO4)均低于最高值的可能的原因： M点 c(OH¯)低，Na2FeO4稳定性差，N点 c(OH¯)过高，铁电极上有Fe(OH)₃生成，使Na2FeO4产率降低， 答案：M点：c(OH-)低，Na2FeO4的稳定性差；N点：c(OH-)过高，铁电极区会产生Fe(OH)3，使c(Na2FeO4)降低。
16. 甲醇又称“木醇”或“木精”，沸点64.7℃，是无色有酒精气味易挥发的液体。甲醇有毒，误饮5~10mL能双目失明，大量饮用会导致死亡。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料，可用于制造甲醛和农药。
（1）工业上可利用和生产甲醇，方程式如下：
又查资料得知：①
，则表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为__________________。
（2）甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池，如图是以甲醇燃料电池（甲池）为电源的电解装置。已知：A、B、C、D、E、F都是惰性电极，丙中为溶液（假设反应前后溶液体积不变），当向甲池通入物质和时，极附近呈红色。
①物质的化学式为______，电极的电极反应式为____________。
②乙装置中D电极方程式为__________________。
③丙装置中总反应的离子方程式为__________________。
④当乙装置中电极收集到（标况下）气体时，丙中溶液的______。
【答案】（1）CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H=(2Q1+3Q2+2Q3)kJ·ml-1
（2） ①. O2 ②. CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O ③. 2H2O+2e-=H2↑+2OH- ④. ⑤. 0.1ml·L-1
【解析】
【小问1详解】
已知：① ；
② ；
③ ；
根据盖斯定律，将①2+②3+③2，整理可得表示甲醇标准燃烧热的热化学方程式为 (1) ；
【小问2详解】
甲为原电池，乙、丙为电解池，当向甲池通入气体a和b时，D极附近呈红色，说明D为电解池的阴极，C为电解池的阳极，b为正极，a为负极，E为阳极，F为阴极：
①上述分析可知A电极通入物质a为甲醇，B电极通入的b物质为，A电极通入CH3OH，失去电子，发生氧化反应，产生的 与溶液中的OH-反应方程式CH3OH-6e-+8OH-= +6H2O；
②乙中是电解饱和食盐水，反应生成 溶液，其中D电级也就是阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
③丙装置为电解硫酸铜溶液，放电离子为铜离子和氢氧根离子，总反应方程式为；
④当乙装置中C电极收集到224mL（标况下）气体时，生成氯气物质的量 ，可知转移电子的物质的量为，对应氢离子的物质的量为0.02，则此时氢离子浓度为0.1ml·L-1。
17. 某同学用图中装置电解硫酸钾溶液来获得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾。
(1)X极与电源的___________(填“正”或“负”)极相连，氢气从___________(填“A”“B”“C”或“D”)口导出。
(2)离子交换膜只允许一类离子通过，则M为___________(填“阴离子”或“阳离子”，下同)交换膜，N为___________交换膜，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是___________。
(3)若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池(石墨为电极)，则电池负极的电极反应式为___________。
(4)若使用铅蓄电池作电源完成上述电解，当制得11.2 L标准状况下的氢气时，理论上铅蓄电池消耗硫酸___________ml，负极板质量增加___________g。
【答案】 ①. 正 ②. C ③. 阴离子 ④. 阳离子 ⑤. 增强溶液的导电性 ⑥. H2-2e-+2OH-=2H2O ⑦. 1 ⑧. 48
【解析】
【详解】目的是用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾，由装置图可知，硫酸应在左室得到，KOH在右室得到，左室为阳极室，氢氧根离子放电生成氧气，M为阴离子交换膜，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入左室，右室为阴极室，氢离子放电生成氢气，N为阳离子交换膜，钾离子通过阳离子交换膜进入右室。则
（1）左室为阳极室，X极与电源正极相连，右室为阴极室，氢离子放电生成氢气，氢气从C口导出；
（2）由上述分析可知，M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜。硫酸与氢氧化钾均是强电解质，图中少量硫酸和少量氢氧化钾的作用是增强溶液导电性；
（3）将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池（石墨为电极），负极发生氧化反应，氢气在负极失去电子，碱性条件下生成水，负极电极反应式为：H2－2e－＋2OH－＝2H2O；
（4）生成氢气物质的量为11.2L÷22.4L/ml=0.5ml，转移电子为0.5ml×2=1ml。铅蓄电池的总反应为Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)+2H2O(l)，所以理论上铅蓄电池消耗硫酸1ml，正极板发生反应：PbO2(s)+2e－+4H＋(aq)+SO42－aq)＝PbSO4(s)+H2O(l)，负极板反应为Pb(s)－2e－+SO42－(aq)＝PbSO4(s)，质量增加0.5ml×96g/ml＝48g。
18. 含元素的部分物质对环境有影响。含、的废气会引起空气污染，含、、的废水会引起水体富营养化，都需要经过处理后才能排放。消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
（1）利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。
①化学家正在研究尿素动力燃料电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示：
甲的电极反应式为__________________；理论上每净化尿素，消耗的体积约为______（标准状况下）。
②图为电解制备的装置。该装置中阴极的电极反应式为__________________；“反应室”中发生反应的离子方程式为__________________。
（2）工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如下图所示，写出电解时铁电极的电极反应式__________________。随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是________________________。
（3）工业上以钛基氧化物涂层材料为阳极，碳纳米管修饰的石墨为阴极，电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使转变为，后续再将反应除去。②其他条件不变，只向混合溶液中投入一定量，后续去除的效果明显提高，溶液中氮元素含量显著降低。可能原因是________________________。
【答案】（1） ①. CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+ ②. 33.6 ③. NO+5e-+6H+=+H2O ④. NH3+H+=
（2） ①. Fe-2e-=Fe2+ ②. 生成的亚铁离子将溶液中的还原成N2
（3）Cl-在阳极上失去电子生成Cl2，氯气具有强氧化性，可将NH4+氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低
【解析】
【小问1详解】
①原电池甲电极为负极,CO(NH2)2失电子生成CO2、N2，电极反应式CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+，乙电极为正极，电极反应式，根据得失电子守恒，理论上每净化尿素，消耗1.5ml，标准状况下体积约为33.6L。答案：CO(NH2)2-6e-+H2O=CO2↑+N2↑+6H+；33.6；
②该装置为电解池，阴极的电极反应式为NO+5e-+6H+=+H2O； 阳极反应式NO-3e-+2H2O = +4H+，总反应方程式为，所以在该“反应室”中通入氨气，发生反应的离子方程式为NH3+H+=，答案：NO+5e-+6H+=+H2O；NH3+H+=；
【小问2详解】
工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染。根据题中所示阳离子移动方向，可判断铁为电解池阳极，电极反应式Fe-2e-=Fe2+，随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是生成的亚铁离子将溶液中的 还原成N2，答案：Fe-2e-=Fe2+；生成的亚铁离子将溶液中的 还原成N2；
【小问3详解】
以钛基氧化物涂层材料为阳极，碳纳米管修饰的石墨为阴极，电解硝酸钠和硫酸钠混合溶液，可使得电子生成，后续再将反应除去。其他条件不变，只向混合溶液中投入一定量，Cl-在阳极上失去电子生成Cl2，氯气具有强氧化性，可将氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低。答案：Cl-在阳极上失去电子生成Cl2，氯气具有强氧化性，可将氧化成N2，使溶液中氮元素的含量明显降低。装置示意图
序号
电解质溶液
实验现象
①
+少量
阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有
②
+过量氨水
阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素
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