北京市海淀区仁北高级中学2024-2025学年高二上学期9月练习化学试卷（Word版附解析）

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2024.09
班级_____ 姓名_____
注意事项：1.答卷前将班级和姓名写清楚
2.答卷必须用黑色钢笔和签字笔，不允许用铅笔或红笔。
3.本份试卷共二道大题，满分100分，考试时间90分钟。
本试卷可能用到的相对原子质量：H1 C12 Ag108
一、选择题(共20道题，每题3分，共60分)
1. 下列关于反应的说法中正确的是
A. 时，反应吸收能量B. 时，反应吸收能量
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．△U是内能的变化，△U=U (反应产物) -U (反应物)，当△U0时，反应吸收能量，B正确；
C．△U=Q+W，只有体系没有做功(反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功)时，△U=Q，C错误；
D．△H=△U+P△V，D错误；
故选B。
2. 石墨比金刚石更稳定。下列说法正确的是（ ）
A. C(石墨, s) C(金刚石, s) ΔH = a kJ/ml，且 a > 0
B. 因为金刚石和石墨都由碳元素组成，所以二者的燃烧热相等
C. 金刚石在隔绝空气的条件下加热到 1000 ℃可以转变为石墨，此过程吸热
D. 等质量时，石墨的能量比金刚石的能量更高
【答案】A
【解析】
【详解】A.石墨比金刚石更稳定，说明石墨的能量低，所以C(石墨, s) C(金刚石, s) ΔH = a kJ/ml，且a > 0，故A正确；
B.因为金刚石和石墨都由碳元素组成，但两者的能量不同，所以二者的燃烧热不相等，故B错误；
C.石墨比金刚石更稳定，说明石墨的能量低，金刚石在隔绝空气的条件下加热到 1000 ℃可以转变为石墨，此过程放热反应，故C错误；
D.石墨比金刚石更稳定，说明石墨的能量低，所以等质量时，石墨的能量比金刚石的能量低，故D错误；
故答案：A。
3. 下列有关电池的说法错误的是
A. 铜锌原电池工作时，电子沿外电路从流向
B. 无汞环保碱性电池，可以随生活垃圾一起丢弃
C. 碱性氢氧燃料电池的总反应是
D. 金属—空气电池，金属是电池负极
【答案】A
【解析】
【详解】A．已知Zn比Cu活泼，铜锌原电池工作时，电子由负极沿外电路流向正极，A错误；
B．铜锌原电池工作时，无汞环保碱性电池，属于环境友好型电池，可以随生活垃圾一起丢弃，B正确；
C．燃料电池电池总反应先考虑燃烧反应，在考虑燃烧产物是否与电解质溶液反应，氢气和氧气燃烧生成的水不与碱性介质反应，故氢氧燃料电池的总反应均为，C正确；
D．金属—空气电池，空气在正极参与反应，金属是电池负极，D正确；
故答案为：A。
4. 热激活电池(又称热电池)可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水 LiCl−KCl 混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。该电池总反应为：PbSO4 + 2LiCl + Ca ＝ CaCl2 + Li2SO4 + Pb。关于该电池的下列说法中，不正确的是
A. 负极的电极反应：Ca−2e－ ＝ Ca2+
B. 放电时，K+向硫酸铅电极移动
C. 硫酸铅作正极材料，LiCl为正极反应物
D. 常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转
【答案】C
【解析】
【分析】电池总反应为：PbSO4 + 2LiCl + Ca ＝ CaCl2 + Li2SO4 + Pb，Ca化合价升高，失去电子，作负极，PbSO4化合价降低，得到电子，作正极。
【详解】A．根据前面分析得到负极的电极反应：Ca−2e－ ＝ Ca2+，故A正确；
B．放电时，根据离子移动方向“同性相吸”，因此K+向正极(硫酸铅)移动，故B正确；
C．硫酸铅作正极材料，熔融的LiCl作为电解质，根据PbSO4 + 2LiCl + Ca ＝ CaCl2 + Li2SO4 + Pb信息，PbSO4为正极反应物，故C错误；
D．根据题中信息，电解质的无水 LiCl−KCl混合物一旦受热熔融，因此常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转，故D正确。
综上所述，答案为C。
5. 如图是有关的能量循环示意图，下列有关说法不正确的是
A. 图中ΔH3>ΔH1
B. 如果H-O的键能为akJ·ml-1，H-H的键能为bkJ·ml-1，则断开1mlO=O键所需要的能量为(4a-2b-ΔH3)kJ
C. H2燃烧热为-ΔH1kJ·ml-1
D. 1ml水蒸气所具有的能量比1ml液态水多ΔH2kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A．H2O(g)→H2(g)+O2(g)△H3>0，H2(g)+O2(g)→H2O(l)△H1△H1，故A正确；
B．根据△H=反应物键能总和-生成物的键能总和计算，则△H3=2akJ/ml-[b+E(O=O)]kJ/ml，则E(O=O)=(4a-2b-2△H3)，则断开1mlO=O键所需要的能量为(4a-2b-2△H3)kJ，故B错误；
C．H2燃烧热是指1ml氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，则H2燃烧热为-△H1kJ/ml，故C正确；
D．由图可知，H2O(l)→H2O(g)△H2，则1ml水蒸气所具有的能量比1ml液态水多△H2kJ，故D正确；
故选：B。
6. 一般情况下，活化能越大的化学反应，其反应速率越慢。若反应(吸热反应)分两步进行：①(放热反应，慢反应)，②(吸热反应，快反应)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】第一步反应为放热反应，说明X的能量比A、B的能量和低；第二步反应为吸热反应，则X的能量比生成物C的低，且总反应是吸热反应，说明反应物A、B的能量总和比生成物C的低，则只有选项B的图像符合题意。
故选B。
7. 某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是（ ）
A. 电池工作中，盐桥中的Cl-向负极移动
B. 负极反应式：2H++2e-=H2↑
C. 工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
D. Fe作正极，发生氧化反应
【答案】A
【解析】
【分析】根据电极材料和电解质溶液的成分可知该原电池的总反应为Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑，所以铁为负极，石墨为正极。
【详解】A．根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷，所以Cl-向负极移动，故A正确；
B．铁作负极，电极反应式：Fe-2e-=Fe2+，正极反应式为2H++2e-=H2↑，故B错误；
C．左烧杯中pH基本不变，右烧杯中消耗H+，c(H+)减小，pH增大，故C错误；
D．总电极反应式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，铁作负极，发生氧化反应，故D错误。
综上所答案为A。
8. 有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】第一幅图是原电池装置，a极质量减小，b极质量增加，说明a为负极，b为正极，金属活动性；第二幅图，b极有气体产生，c极无变化说明金属活动性；第三幅图是原电池装置，d极溶解，c极有气体产生，说明d为负极，c为正极，金属活动性；第四幅图是原电池装置，电流从a极流向d极，说明d为负极，a为正极，金属活动性；综上，这四种金属的活动性顺序是，故选C。
9. 用H2O2和H2SO4的混合溶液可腐蚀印刷电路板上的铜，其热化学方程式为Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH
已知①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH1=64kJ·ml-1
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196kJ·ml-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-286kJ·ml-1
下列说法不正确的是（ ）
A. 反应①可通过铜作电极电解稀的H2SO4方法实现
B. 反应②在任何条件下都能自发进行
C. 若H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH4，则ΔH4＜ΔH3
D. ΔH=-320kJ·ml-1
【答案】C
【解析】
【详解】A. Cu与稀硫酸不反应，电解可实现，则反应①可通过铜作电极电解稀H2SO4的方法实现，A正确，不符合；
B. 反应②的△H0，则△H−T△SA>B(D)。
答案为C。
12. 关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是
A. 原电池中失去电子的一极为负极
B. 电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C. 原电池中相对活泼的一极为正极
D. 电解池中发生氧化反应的一极为阳极
【答案】C
【解析】
【详解】A．在原电池中较活泼的电极失去电子，为负极 ，A正确；
B．电解池中电极的名称与外接电源的连接有关，与直流电源负极相连的一极为阴极，B正确；
C．原电池中相对活泼的一极为负极，不活泼的一极为正极，C错误；
D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极，D正确；
答案选C。
13. 电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. NH3在电极a上发生氧化反应
B. 溶液中K+向电极b移动
C. 正极的电极反应式为O2+2e-+H2O=2OH-
D. 当电路中转移3 ml电子时，反应消耗标准状况下NH3的体积约为22.4L
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图象可知，NH3在电极a上失电子，化合价升高，发生氧化反应，A说法正确；
B．电极b得电子，作正极，溶液中K+向正极移动，即向电极b移动，B说法正确；
C．正极的氧气化合价由0价变为-2价，得4e-，电极反应式为O2+4e-+H2O=2OH-，C说法错误；
D．当电路中转移3 ml电子时，消耗1ml氨气，即反应消耗标准状况下NH3的体积约为22.4L，D说法正确；
答案为C。
14. 如图为一原电池装置，其中X、Y为两种不同的金属。对此装置的下列说法中正确的是
A. 活动性顺序：X>Y
B. 外电路的电流方向是：X→外电路→Y
C. 随反应的进行，溶液的pH减小
D. Y极上发生的是氧化反应
【答案】A
【解析】
【分析】由装置图中标示出的电子流向可判断X极为负极，Y为正极，结合原电池的工作原理可得结论。
【详解】A.一般构成原电池的两个金属电极的活泼性为：负极>正极，故X>Y，故A正确；
B. 外电路的电流方向与电子的流向相反，应为是：Y→外电路→X，故B错误；
C. 随反应的进行，溶液中氢离子浓度不断减小，溶液的pH增大，故C错误；
D. Y极上得到电子，发生还原反应，故D错误；
答案选A。
15. 下列有关反应热的说法不正确的是（ ）
A. 在稀溶液中：H+(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)，ΔH=-57.3kJ/ml，若将含0.5mlH2SO4的稀硫酸与含1.1mlNaOH的稀溶液混合，放出的热量等于57.3kJ
B. 甲烷的燃烧热ΔH=-890kJ·ml-1，则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·ml-1
C. H-H键、O=O键和O-H键的键能分别为436kJ/ml，496kJ/ml和462kJ/ml，则反应2H2+O2=2H2O的△H=-1832kJ/ml
D. 已知：S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-Q1kJ·ml-1，S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-Q2kJ·ml-1，则Q1＜Q2
【答案】C
【解析】
【详解】A. 将含0.5mlH2SO4的稀硫酸与含1.1mlNaOH的稀溶液混合时，反应生成水的物质的量为：0.5ml×2=1ml，根据中和热的热化学方程式可知，放出的热量等于57.3kJ，故A正确；
B．甲烷的燃烧热ΔH=-890 kJ·ml-1，表示1 ml甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出890 kJ的热量，则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·ml-1，故B正确；
C．因为没有注明各物质的聚集状态，所以不能计算反应过程中的能量变化值，故C错误；
D．S(g)变化为S(s)要释放出热量，所以S(g)完全燃烧时比S(s)完全燃烧放出的热量多，则Q1＜Q2，故D正确；
答案选C。
16. 如图所示装置，检流计G发生偏转，同时A 极逐渐变粗、B 极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的
A. A是 Zn， B是Cu， C为稀硫酸
B. A是Cu， B是Zn， C为稀硫酸
C. A是 Fe， B是 Ag， C为AgNO3溶液
D. A是Ag， B是 Fe， C为AgNO3溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A．若该溶液为稀硫酸，锌与稀硫酸反应生成氢气，锌为负极，铜为正极，氢气在正极析出，A极质量减小，B极保持不变，A错误；
B．若C为硫酸溶液，锌与稀硫酸反应生成氢气，锌为负极，铜为正极，氢气在正极析出，A极保持不变，B极质量减小，B错误；
C．若该溶液为硝酸银溶液，A为铁，铁失去电子发生氧化反应，为负极，使铁的质量减小，生成的单质银在正极银上析出，使A电极质量减小，B电极的质量增加，C错误；
D．该溶液为硝酸银溶液，B为铁，铁失去电子发生氧化反应，为负极，使铁的质量减小，生成的单质银在正极银上析出，使A电极质量增加，B电极的质量减小，D正确；
故选D。
17. 利用阳离子交换膜电解槽电解饱和食盐水时，以下工艺不正确的是
A. 用石墨作阳极B. 用铁丝网作阴极
C. 饱和食盐水注入电解槽的阴极室D. 电解前必须精制粗食盐水
【答案】C
【解析】
【分析】电解食盐水时，石墨做阳极发生氧化反应，氯离子失电子生成氯气，铁丝网做阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，为防止阴极生成的氢氧根移动到阳极与氯气反应，所以采用阳离子交换膜。
【详解】A．电解饱和食盐水时阳极上氯离子放电生成氯气，所以要用惰性电极，如石墨，故A正确；
B．阴极上发生还原反应，金属单质可以导电但不能被还原，所以可用铁丝网作阴极，故B正确；
C．饱和食盐水中氯离子要在阳极放电，该工艺采用阳离子交换膜，氯离子无法通过阳离子交换膜，所以只有将饱和食盐水注入阳极室氯离子才能在阳极反应，故C错误；
D．粗盐中含有杂质离子，为防止杂质离子放电产生杂质，需要对食盐进行精制除去杂质后进行电解，故D正确；
综上所述答案为C。
18. 关于下列各装置图的叙述不正确的是（ ）

A. 用图①装置实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液
B. 图②装置盐桥中KCl的Cl－移向左烧杯
C. 图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D. 图④两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量相同
【答案】D
【解析】
【详解】A. 根据装置图中电流方向可知，a电极为阳极、b电极为阴极，铁上镀铜时，Cu为阳极、Fe作阴极，电解质溶液可以是CuSO4溶液，即a电极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液，故A正确；
B. 双液铜锌原电池中，Zn为负极、Cu为正极，原电池工作时：阳离子移向正极、阴离子移向负极，即盐桥中KCl的Cl－移向负极，移向左烧杯，故B正确；
C. 图③装置是利用电解原理防止钢闸门生锈，即外加电流的阴极保护法，其中钢闸门接外加电源的负极、作阴极，发生得电子的还原反应，故C正确；
D. 图④中两装置均为原电池，左侧Al电极为负极，电极反应式为，左侧Zn电极为负极，电极反应式为，装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的关系式为 ，消耗负极材料的物质的量不同，故D错误。
故答案选：D。
19. 已知：① CH3OH(g) +O2(g) = CO2(g) + 2H2(g) △H = -192.9 kJ/ml
②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/ml
则CH3OH(g) +O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH为
A. +478.7kJ/mlB. -764.5 kJ/ml C. - 478.7 kJ/mlD. +764.5 kJ/ml
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】已知热化学方程式：① CH3OH(g) +O2(g) = CO2(g) + 2H2(g) △H = -192.9 kJ/ml；
②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/ml；根据盖斯定律可知，将①+②×2可得目标方程式：CH3OH(g) +O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) △H=(-192.9kJ/ml)+(−285.8kJ/ml)×2= -764.5kJ/ml，故B正确；
故选B。
20. 按下图装置进行实验，若x轴表示流入正极的电子的物质的量，则y轴可以表示
① ② ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A. ①③B. ②④C. ①③⑤D. ②④⑥
【答案】A
【解析】
【分析】该原电池中，Fe为负极，Fe极电极反应为Fe-2e-=Fe2+，Ag为正极，Ag极电极反应为2Ag++2e-=2Ag。
【详解】①Ag极电极反应为2Ag++2e-=2Ag，随着流入正极的电子物质的量增多，Ag+不断被消耗，Ag+的浓度逐渐减小，y轴可以表示Ag+的浓度；
②原电池工作时，硝酸根离子的浓度不变，y轴不能表示硝酸根离子的浓度；
③a棒上的电极反应为Fe-2e-=Fe2+，随着流入正极的电子物质的量增多，Fe不断被消耗，质量逐渐减小，y轴可以表示a棒的质量；
④b棒上的电极反应为2Ag++2e-=2Ag，随着流入正极的电子物质的量增多，b棒上有Ag析出，b棒的质量逐渐增大，y轴不能表示b棒的质量；
⑤该原电池的总反应为Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，工作过程中消耗2mlAg+（即216g）生成1mlFe2+（即56g），溶液的质量减小，但溶液质量最终不会为0，y轴不能表示溶液的质量；
y轴可以表示①③，答案选A。
二、非选择题(共5道题，共40分)
21. 氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
（1）下图是N2(g)和H2(g)反应生成1mlNH3(g)过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：___________。
（2）已知化学键键能是形成或拆开1ml化学键放出或吸收的能量，单位kJ·ml-1.若已知下列数据：
试根据表中及图中数据计算N-H的键能为___________kJ·ml-1.
（3）用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物污染。已知：
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-akJ·ml-1①
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=-bkJ·ml-1②
若1mlNH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3=___________kJ·ml-1(用含a、b的式子表示)。
【答案】（1）N2(g)+32H2(g)⇌NH3(g) ∆H=-46kJ/ml或N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H=-92 kJ/ml
（2）390 （3）(3b-a)/4
【解析】
【小问1详解】
由图象可知该反应的反应热∆H=E1-E2=254kJ·ml-1-300kJ·ml-1=-46kJ/ml，所以其热化学方程式为N2(g)+32H2(g)⇌NH3(g) ∆H=-46kJ/ml，或者N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H=-92 kJ/ml；答案为：N2(g)+32H2(g)⇌NH3(g) ∆H=-46kJ/ml或N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H=-92 kJ/ml。
【小问2详解】
已知∆H=反应物键能总和-生成物键能总和=943kJ/ml+3×435kJ·ml-1-6E=-92kJ/ml，E=390kJ/ml，即N-H的键能为390kJ/ml；答案为：390
【小问3详解】
根据盖斯定律，(①-②×3)/4即得1 ml NH；还原NO至N2的过程中的反应热∆H3=(3b-a)/4kJml-1；答案为：(3b-a)/4。
22. 下图是某氢氧燃料电池的结构示意图，电解质为硫酸溶液。氢气在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为2H2＋O2=2H2O，完成下列问题：
（1）通H2的一极为电池的_______极(填“正”或“负”)。
（2）b极上的电极反应式为：_______。
（3）每转移0.2ml电子，消耗H2的体积为_______L(标准状况下)。
（4）若将氢气换成甲烷(CH4)，电解质溶液更换为NaOH溶液，去掉质子交换膜。
①则a极的电极反应式为_______。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
（5）若将氢气换成一氧化碳(CO)，电解质溶液更换为固体电解质(传导O2-)，去掉质子交换膜。则a极的电极反应式为_______。
【答案】（1）负 （2）O2+4H++4e- = 2H2O
（3）2.24L （4） ①. CH4+10OH- - 8e- = CO +7H2O ②. 减小
（5）CO-2e- + O2-=CO2
【解析】
【分析】电池总反应为2H2＋O2=2H2O，氢气失电子发生氧化反应，因此通H2的电极为电池的负极；b极为正极，正极上氧气得到电子发生还原反应生成水；将氢气换成甲烷、一氧化碳，仍然作负极，根据不同的电解质写出电极反应式。
【小问1详解】
电池总反应为2H2+O2=2H2O，氢气失电子发生氧化反应，通H2的一极为电池的负极，故答案为：负；
【小问2详解】
b极为正极，正极上氧气得到电子发生还原反应生成水，b极上的电极反应式为：O2+4H++4e- = 2H2O，故答案为：O2+4H++4e- = 2H2O；
【小问3详解】
由H2-2e-=2H+可知，每转移0.2ml电子，消耗H2 0.1ml，在标准状况下的体积为0.1ml×22.4L/ml=2.24L，故答案为：2.24L；
【小问4详解】
①若将氢气换成甲烷(CH4)，电解质溶液更换为NaOH溶液，去掉质子交换膜，a极仍为负极，a极的电极反应式为CH4+10OH- - 8e- = CO +7H2O，故答案为：CH4+10OH- - 8e- = CO +7H2O；
②电池的总反应为CH4+2O2+2OH-= CO +3H2O，电池工作一段时间后电解质溶液的pH减小，故答案为：减小；
【小问5详解】
若将氢气换成一氧化碳(CO)，电解质溶液更换为固体电解质(传导O2-)，去掉质子交换膜，a极仍为负极，a极的电极反应式为CO-2e- + O2-=CO2，故答案为：CO-2e- + O2-=CO2。
23. 电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
① 电解池中X极上的电极反应式为___________。
② Y电极上的电极反应式为_________
③该反应的总反应方程式是：_________
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
① X电极的材料是_____________
② Y电极的材料是_____________。
(3)如要用电镀方法铁上镀铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
① X电极的材料是_______，电极反应式是__________。
② Y电极的材料是_______，电极反应式是__________。
【答案】 ①. 2H＋＋2e−=H2↑或2H2O+2e- = H2↑ + 2OH- ②. 2Cl−−2e−=Cl2↑ ③. ④. 纯铜 ⑤. 粗铜 ⑥. 铁 ⑦. Cu2++2e−═Cu ⑧. 铜 ⑨. Cu−2e−═Cu2+
【解析】
【详解】(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，X连接电源负极，为阴极，Y连接电源正极，为阳极。
①阴极发生还原反应，溶液中的氢离子发生得电子的还原反应，电极反应式为：2H＋＋2e−=H2↑ ，故答案为：2H＋＋2e−=H2↑ ；又因为H＋是水电离产生的，故电极反应式也可写为2H2O+2e- = H2↑ + 2OH-
②阳极发生氧化反应，氯离子在阳极失去电子生成氯气，电极反应式为：2Cl−−2e−═Cl2↑，
③该反应的总反应方程式是：
(2)电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，粗铜做阳极，纯铜做阴极。
①X为阴极，则X电极材料为纯铜；
②Y为阳极，则Y电极材料为粗铜；
(3)如要用电解方法在铁上镀铜，电解液a选用CuSO4溶液，铁为阴极、铜为阳极，阳极发生氧化反应，Cu失去电子生成Cu2+；阴极上发生还原反应，Cu2+得电子生成Cu；
①X为阴极，则X电极材料为铁，电极反应式为：Cu2++2e−═Cu，故答案为：铁；Cu2++2e−═Cu；
②Y为阳极，则Y电极材料是铜，电极反应式为：Cu−2e−═Cu2+，故答案为：铜；Cu−2e−═Cu2+
24. 下图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O
（1）请回答：甲池是________________装置，B（石墨）电极的名称是_____________________。
（2）写出下列电极反应式：通入CH3OH的电极的电极反应式是___________________________，A（Fe）电极的电极反应式为___________________________。
（3）乙池中反应的化学方程式为___________________________。
（4）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗标准状况下的氧气___________mL。
【答案】（1） ①. 原电池 ②. 阳极
（2） ①. CH3OH+8OH－－6 e－=+6H2O ②. Ag++e-=Ag
（3）4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
（4）280
【解析】
【分析】甲池能自发的进行氧化还原反应，所以是原电池，则乙池是电解池。
【小问1详解】
由图可知，甲装置是一个原电池，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2发生还原反应，所以该电极是正极；石墨与原电池的正极相连，所以石墨电极是阳极，故答案为原电池，阳极。
【小问2详解】
根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，CH3OH与氢氧根共同得电子生成碳酸根离子和水；铁电极是阴极，该电极上银离子得电子发生还原反应，故答案为CH3OH+8OH--6e-=+6H2O；4Ag++4e-=4Ag。
【小问3详解】
乙池中离子放电顺序为：阳离子Ag+＞H+，阴离子OH-＞，所以电池反应式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，故答案为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。
【小问4详解】
根据得失电子数相等，氧气与银的关系式为：O2～4Ag，则氧气的体积=22.4L×5.40g÷（4×108g/ml）=0.28L=280mL，故答案为280。
25. 某实验小组用石墨作电极电解饱和氯化铜溶液，并记录了电解过程中两电极的现象。请分析：
（1）已知在氯化铜溶液中存在平衡：(为蓝色，为黄色)，则饱和氯化铜溶液呈绿色原因是_______。
（2）针对a极溶液出现“黑色”，该实验小组提出了以下猜想：
猜想一：黑色物质可能是纳米铜粉。推测理由：纳米铜粉为紫黑色粉末，电解过程中由于析出铜速率太快，形成了纳米级小颗粒。
猜想二：黑色物质可能是氧化铜。推测理由：a极可能有部分放电，且电解过程中溶液温度升高，简述该猜想中生成CuO的原因为_______。
（3）取“黑色悬浊液”加入稀硝酸产生红棕色气体，证明了黑色物质中一定含有纳米铜粉，理由是_______(用化学方程式说明)。
（4）该小组经过查阅资料和实验验证，a极上产生的“白色薄膜”为氯化亚铜，则a极产生该物质的电极反应式为_______。
（5）若将电解液更换为硫酸铜溶液进行实验，a电极不会产生白色物质；若将氯化铜溶液的浓度控制在5%~10%时(肉眼观察溶液为淡蓝色)，可在a电极看到比较纯净的红色固体。由此可知，a电极产生的白色物质和黑色物质与_______、_______等因素有关。
【答案】（1）饱和氯化铜溶液中浓度较高，生成较多的，此时溶液中与共存
（2）水解生成，电解过程中溶液温度升高，分解为黑色的CuO
（3）、
（4）
（5） ①. 电解质溶液的阴离子 ②. 氯化铜溶液的浓度
【解析】
【小问1详解】
通电前饱和氯化铜中氯离子浓度较高，生成较多的，此时溶液中与共存，溶液呈现绿色；
【小问2详解】
氯化铜为强酸弱碱盐，其中水解生成，电解过程中溶液温度升高，分解为黑色的CuO；
【小问3详解】
加入稀硝酸，产生红棕色气体，该气体为二氧化氮，产生过程为纳米铜粉与稀硝酸反应生成一氧化氮：，一氧化氮遇空气中的氧气被氧化成红棕色的二氧化氮气体：；
【小问4详解】
a极上产生氯化亚铜是因为铜离子电解中得到电子变成亚铜离子，并与溶液中的氯离子结合形成了氯化亚铜沉淀：；
【小问5详解】
由（4）可知将氯化铜溶液换成硫酸铜溶液，溶液中阴离子发生变化，使得白色沉淀氯化亚铜消失，因此产生白色物质与电解质溶液的阴离子有关；改变氯化铜溶液浓度过后，电解出现的纯净红色固体为铜单质，而不是纳米铜粉，说明产生黑色物质纳米铜粉与氯化铜的浓度有关。实验装置
部分实验现象
a极质量减小；b极质量增加
b极有气体产生；c极无变化
d极溶解；c极有气体产生
电流从a极流向d极
化学键
H-H
N≡N
键能/kJ·ml-1
435
943
实验装置
实验现象
通电前
溶液呈绿色。
通电2min
a极碳棒周围的溶液颜色变成黑色；b极产生有刺激性气味的气体。
通电20min，关闭电源
a极碳棒上端表面覆盖一层白色的薄膜；电极周围溶液为黑色。取出碳棒放置一晚后碳棒表面的白色固体变成绿色。