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2019-2020学年福建省泉州市泉港区第一中学高二上学期第一次月考化学试题 解析版
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泉港一中2019-2020学年上学期第一次月考试卷高二化学
可能用到的原子量：H:1 C:12 N:14 O:16 Si:28 P:31 Cu:64 Ag:108
一、选择题（共20小题，每题2分，共40分）
1.2019年科幻片《流浪地球》中有个画面，冰原上是身穿“核电池全密封加热服”人类，一旦被卸下核电池，人类就被冻僵，该装置提供电能，并将电能转化为( )
A. 化学能 B. 生物质能 C. 热能 D. 动能
【答案】C
【解析】
【详解】“核电池全密封加热服”，是将电能转化为热能，故C正确；
答案选C。
2.下列变化过程中，属于放热反应的是( )
①煅烧石灰石制生石灰 ②烧木炭取暖 ③固体 NaOH溶于水 ④HCl与 NaOH的反应 ⑤铝热反应 ⑥NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌
A. ① ③ ⑥ B. ② ④ ⑤ C. ② ③ ④ D. ② ④ ⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①煅烧石灰石制生石灰，为分解反应，属于吸热反应，故①不选；
②烧木炭取暖，为燃烧反应，属于放热反应，故②选；
③固体NaOH溶于水，放热，为物理变化，故③不选；
④HCl与 NaOH的反应为酸与碱的中和反应，为放热反应，故④选；
⑤铝热反应为放热反应，故⑤选；
⑥NH4Cl晶体与Ba(OH)2•8H2O混合搅拌，发生吸热反应，故⑥不选；
属于放热反应的有②④⑤；
答案选B。
【点睛】本题的易错点为③，要注意氢氧化钠的溶解属于物理变化，不属于化学变化。
3.把a、b、c、d四块金属片浸在稀硫酸中，用导线两两连接可以组成原电池，若a、b相连时a为负极；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b极发生还原反应；c、d相连时，电流由d到c。则这四种金属的活动性顺序由大到小为：（ ）
A. a>c>d>b B. a>b>c>d C. c>a>b>d D. b>d>c>a
【答案】A
【解析】
【详解】若a、b相连时a为负极，则活泼性a＞b；a、c相连时c极上产生大量气泡，说明c为正极，活泼性a＞c；b、d相连时b极发生还原反应，则b为正极，d为负极，活泼性d＞b；c、d相连时，电流由d到c，说明d为正极，c为负极，活泼性c＞d，则活泼性顺序为a＞c＞d＞b；
答案选A。
4.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A. 钢铁发生电化学腐蚀的正极反应为Fe-2e-=Fe2+
B. 当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C. 在海轮的外壳上连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D. 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以防其被腐蚀
【答案】C
【解析】
【详解】A.钢铁发生电化学腐蚀时，铁为负极，A项错误；
B.铁比锡活泼，镀层破坏后会加速铁的腐蚀，B项错误；
C.形成锌铁原电池，锌比铁活泼，做负极发生氧化反应，从而保护铁，C项正确；
D.钢管与直流电源的正极相连会加速铁的腐蚀，D项错误。
答案选C。
5.已知： ①Fe2O3(s)＋3C(s，石墨) = 2Fe(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋489.0kJ·mol－1；②C(s，石墨) ＋CO2(g) = 2CO(g) ΔH2＝＋172.5kJ·mol－1。则反应Fe2O3(s) ＋3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH为（ ）
A. －28.5kJ·mol-1 B. -109kJ·mol-1 C. +28.5kJ·mol-1 D. +109kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】已知：①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0 kJ·mol－1，②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5 kJ·mol－1，依据盖斯定律，①-②×3得Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)，故△H=489.0 kJ·mol－1-3×172.5 kJ·mol－1=-28.5 kJ·mol－1，故选A。
6.关于如图所示装置的叙述中正确的是( )
A. 锌片为正极
B. 铜片周围溶液氢离子浓度不变
C. 电流从锌片经导线流向铜片
D. 氢离子在铜片表面被还原
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知，为Cu、Zn-稀硫酸原电池，Zn为负极，Cu为正极，结合原电池原理分析解答。
【详解】A. 锌比铜活泼，在Cu、Zn-稀硫酸原电池中，Zn为负极，Cu为正极，故A错误；
B. 铜片为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，铜片周围溶液氢离子浓度减小，故B错误；
C. 原电池中电子从负极流向正极，电流从铜片经导线流向锌片，故C错误；
D. 铜片为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，氢离子在铜片表面被还原，故D正确；
答案选D。
7.下列说法或表示方法正确的是
A. 由C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH = +1.9 kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定
B. 已知S(g)+O2(g)═SO2(g) ΔΗ1 ；S(s)+O2(g)═SO2(g) ΔΗ2 ,则 ΔΗ1<ΔΗ2
C. 在101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH = +285.8 kJ·mol-1
D. 在稀溶液中:H +(aq)+OH -(aq)= H2O(l)ΔH =-57.3 kJ·mol-1,若将含1mol CH3COOH与含1mol NaOH溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
【答案】B
【解析】
【分析】
A、物质的能量越低，物质越稳定；
B. S(g)比S(s)所含有能量高；
C、氢气燃烧是放热反应，焓变为负值；
D、醋酸是弱酸存在电离平衡，电离过程是吸热过程。
【详解】A、通过热化学方程式可知，石墨的能量低于金刚石的能量，而物质的能量越低，越稳定，选项A错误；
B. S(g)比S(s)所含有能量高，所以ΔΗ1<ΔΗ2，选项B正确；
C、在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H=-285.8kJ•mol-1，选项C错误；
D、在稀溶液中：H++OH-═H2O △H=-57.3kJ•mol-1，若将含1mol CH3COOH的醋酸溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，醋酸是弱酸存在电离平衡，电离过程是吸热过程，放出的热量小于57.3kJ，选项D错误；
答案选B。
【点睛】本题考查焓变与反应条件的关系、中和热、能量越低越稳定、热化学方程式中焓变与化学计量数的关系，掌握基础是关键，题目难度中等。
8.如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列说法不正确的是（ ）
A. a极是负极
B. 电流由b通过灯泡流向a
C. 该电池总反应是2H2+ O2=2H2O
D. b极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
【答案】D
【解析】
【分析】
氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-=2H+，通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，该电池总反应是2H2+O2=2H2O，原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，据此分析作答。
【详解】A. 氢氧燃料电池中，H2在负极a上被氧化，O2在正极b上被还原，A项正确；
B. 原电池工作时，电流由正极经外电路流向负极，即由b通过灯泡流向a，B项正确；
C. 该电池总反应是2H2+O2=2H2O，C项正确；
D. 该装置为酸性环境，正极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，D项错误；
答案选D。
【点睛】本原电池工作的原理口诀可概括为“两极一液一连线，活泼金属最优先，负失氧正得还，离子电极同性恋”，可加深学生对原电池的理解与记忆。D是易错点，要考虑电解质溶液的酸碱性，学生要火眼金睛，识破陷阱，提高做题正答率。
9.在一定条件下，N2O氧化NO生成N2和NO2的能量变化如图所示，下列说法不正确的是
A. 反应生成1mol N2时转移4mole-
B. 反应物的总能量大于生成物的总能量
C. N2O(g)+NO(g)═N2(g)+NO2(g); △H=－139 kJ/mol
D. 反应中断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量
【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查化学反应与能量变化、氧化还原反应。
【详解】A. 发生的反应为N2O+NO═N2+NO2，N2O发生还原反应生成1mol N2时转移2mol e-，A项错误；
B. 由图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，B项正确；
C. 该反应的焓△H=209kJ/mol-348kJ/mol=－139 kJ/mol，C项正确；
D.该反应是放热反应，所以反应中断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，D项正确。答案选A项。
【点睛】看清图象的纵横坐标，明确图中数据的涵义，做好信息的处理和加工。
10.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
【答案】C
【解析】
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。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；故选C。
11.通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能．下列是一些化学键的键能．根据键能数据估算下列反应的反应热，CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的△H为( )
化学键
C-H
C-F
H-F
F-F
键能/(kJ•mol-1)
414
489
565
155
A. ﹣1940 kJ/mol B. +1940 kJ/mol C. ﹣485 kJ/mol D. +485 kJ/mol
【答案】A
【解析】
【详解】在反应CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)中，△H=反应物的总键能-生成物的总键能=(4×414+4×155)kJ•mol-1-(4×489+4×565)kJ•mol-1=-1940 kJ•mol-1；
答案选A。
12.下列实验现象不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
选项
A
B
C
D
反应装置或图像
实验现象或图像信息
反应开始后，针筒活塞向右移动
反应开始后，甲侧液面低于乙侧液面
温度计的水银柱上升
反应开始后，气球慢慢胀大
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【分析】
A．Zn与稀硫酸反应生成氢气，氢气可使针筒活塞向右移动；
B．甲处液面低于乙处液面，可知瓶内空气受热温度升高；由图可知，反应物总能量大于生成物总能量；
C．温度计的水银柱不断上升，则中和反应放出热量
D．根据气体热胀冷缩原理分析作答。
【详解】A. Zn与稀硫酸反应生成的氢气可使针筒活塞向右移动，则不能充分说明相应的化学反应是放热反应，故A项错误；
B. 甲处液面低于乙处液面，可知瓶内空气受热温度升高，说明相应的化学反应是放热反应，故B项正确；
C. 温度计的水银柱不断上升，则中和反应放出热量，说明相应的化学反应是放热反应，故C项正确；
D. 稀硫酸与氢氧化钾溶液反应后，由于反应放热，导致瓶内气压增大，气球会胀大，则间接说明相应的化学反应为放热反应，故D项正确，
答案选A。
13.甲醇燃料电池能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注，其工作示意图如图，其总反应为：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是
A. 电极A是负极，发生氧化反应
B. 电池工作时，电解液中的H＋通过质子交换膜向B电极迁移
C. 放电前后电解质溶液的pH不变
D. b物质在电极上发生的电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋＝2H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图示，电子由A极流出，沿导线流向B极，则A为负极、B为正极，A极发生氧化反应，故A正确；
B．原电池工作时，电解质溶液中阳离子H+向正极B移动，故B正确；
C．电池反应式为2CH3OH+3O2═2CO2+4H2O，有水生成导致溶液体积增大，溶质浓度减小，则c(H+)减小，所以溶液的pH增大，故C错误；
D．正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，正极的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，故D正确；
故选C。
14.普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝时间。此方法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的
A. Cu为正极，Ag2O为负极
B. 电池工作时，OH—向正极移动
C. 正极的电极反应为：2Cu+2OH——2e—＝Cu2O+H2O
D. 外电路中每通过2mol电子，正极质量减少16g
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据总方程式为：2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag，可知Cu失去电子生成Cu2O，所以Cu为负极；Ag2O中的银得电子生成Ag，所以Ag2O为正极，故A错误：
B.原电池工作时，阴离子向负极迁移，所以OH-应该向负极迁移，故B错误；
C.根据总方程式为：2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag，可知Cu失去电子生成Cu2O做负极，则负极的电极反应为：2Cu+2OH--2e-＝Cu2O+H2O，故C错误；
D.根据总方程式为：2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag，可知Ag2O中的银得电子生成Ag，Ag2O为正极，Ag2O~2Ag~2e-外电路中每通过2mol电子，正极消耗1molAg2O生成2molAg，所以正极质量减少16g，故D正确；
所以本题答案：D。
【点睛】解题依据原电池工作原理。根据总反应2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag中各元素的化合价变化规律判断原电池的正负极，进而判断离子的移动方向，根据转移的电子数判断正极质量的变化。
15.钢铁易生锈是因为在潮湿的空气里,其表面吸附一层薄薄的水膜,构成了若干微小原电池(如图所示)。下列有关说法正确的是 ( )
A. 负极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+
B. 钢铁生锈过程中电能转化为化学能
C. O2在正极参加反应生成OH-
D. 为减缓铁制品生锈，可将其与铜相连
【答案】C
【解析】
【分析】
钢铁腐蚀的本质是通过原电池的反应使铁被氧化，其中吸氧腐蚀更普遍，故以原电池原理分析解答。
【详解】A. 吸氧腐蚀原理图中，铁作原电池负极，电极反应式应为Fe-2e-=Fe2+，A项错误；
B. 钢铁生锈过程发生原电池反应，化学能主要转化为电能，B项错误；
C. 杂质碳作原电池正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，C项正确；
D. 减缓铁制品生锈，可将作其原电池的正极，连接比铁活泼的金属。铜的活泼性小于铁，D项错误。
本题选C。
16.某蓄电池放电、充电时反应为：Fe + Ni2O3 +3H2OFe(OH)2 +2Ni(OH)2 ，下列推断不正确的是（ ）
A. 放电时，负极上的电极反应式是：Fe+2OH－-2e－=Fe (OH)2
B. 放电时，每转移2 mol 电子，正极上有1 mol Ni2O3 被氧化
C. 充电时，阳极上的电极反应式是：2Ni(OH)2 -2e－+ 2OH－ = Ni2O3 +3H2O
D. 该蓄电池的电极必须是浸在某种碱性电解质溶液中
【答案】B
【解析】
【分析】
根据反应中元素化合价的变化可知，放电时，Fe为负极，失电子发生氧化反应生成Fe（OH）2，电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，Ni2O3为正极，得电子发生还原反应生成Ni（OH）2，电极反应式为Ni2O3+2e-+3H2O=2Ni（OH）2+2OH-，原电池充电时，发生电解反应，此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应，阳极反应为原电池正极反应的逆反应。
【详解】A项、放电时， Fe为负极，失电子发生氧化反应生成Fe（OH）2，电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，故A正确；
B项、Ni2O3为正极，得电子发生还原反应生成Ni（OH）2，故B错误；
C项、充电时，阳极反应为原电池正极反应的逆反应，则阳极上的电极反应式为2Ni(OH)2 -2e－+2OH－=Ni2O3 +3H2O，故C正确；
D项、由总方程式可知电池为碱性电池，反应方程式中不能出现H+，只能浸在碱性电解质溶液中，故D正确；
故选B。
【点睛】此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+是解答关键，也是易错点。
17.25 ℃、101 kPa时，有以下能量转化图，下列说法不正确的是
A. 转化Ⅱ的热化学方程式2CO(g)＋O2(g)2CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ·molˉ1
B. 相同条件下，1 mol C(g)和0.5 mol O2(g)总能量高于1 mol CO(g)的能量
C. 由C→CO的热化学方程式2C(s)＋O2(g)2CO(g) ΔH＝－221.2 kJ·molˉ1
D. CO2(g)分解为C(s)和O2(g)吸热反应
【答案】A
【解析】
A、根据能量转化图，转化II的热化学反应方程式为CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g) △H=－282.9kJ·mol－1或者2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) △H=－282.9×2kJ·mol－1=－565.8kJ·mol－1，故A说法错误；B、C和氧气反应生成CO，此反应属于放热反应，因此相同条件下，1molC(s)和0.5molO2(g)总能量高于1molCO(g)的能量，故B说法正确；C、根据能量转化图，C→CO的热化学反应方程式为2C(s)＋O2(g)=2CO(g) △H=－(393.5－282.9)×2kJ·mol－1=－221.2kJ·mol－1，故C说法正确；D、C和O2反应是放热反应，CO2分解为C和O2是吸热反应，故D说法正确。
18.“人工肾脏”是利用间接电化学方法除去人体代谢产物中的尿素，有关反应为：，电解原理如图所示．下列有关说法不正确的是
A. 电极a与电源的正极相连
B. 电极b附近溶液pH升高
C. 电极a上的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑
D. 每除去1 mol尿素，就有6 mol通过质子交换膜
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查电解的应用—— “人工肾脏”。电解过程中，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应为2H++2e-=H2↑。阳极产生的氯气将尿素氧化为CO2和N2，从而消除尿素。
【详解】A.电极a上发生氧化反应，故与电源正极相连，不选A项；
B.根据题中所给图示，H+向电极b移动，故电极b附近溶液pH降低，选择B项；
C.电极a为阳极，发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，不选C项；
D.根据题干所给化学方程式，每除去1 mol尿素，就有6 molHCl生成，故有6 mol通过质子交换膜，不选D项
答案选B。
【点睛】本题本质是电解食盐水，弄清原理是解题的关键，本题是利用生成的氯气来氧化尿素，从而达到消除尿素的目的。
19.某兴趣小组用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入右图装置（电极均为惰性材料）进行实验。下列说法正确的是
A. N极为负极
B. 反应一段时间后，左侧电解质溶液的pH增大
C. M极发生的电极反应为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
D. 在相同条件下，M、N两极上消耗的气体体积之比为1:2
【答案】C
【解析】
该装置为原电池。N极上氧气发生还原反应，电极反应式：O2+4H++4e-==2H2O，为原电池的正极，M极上SO2发生氧化反应，电极反应式：SO2+2H2O-2e-==4H++SO42-，为原电池的负极。A. N极上氧气发生还原反应，电极反应式：O2+4H++4e-==2H2O，为原电池的正极，错误；B. M极上SO2发生氧化反应，电极反应式：SO2+2H2O-2e-==4H++SO42-，反应一段时间后，左侧电解质溶液的pH减小，错误；C. M极发生的电极反应为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，正确；D. 根据两极上的电极反应式和电子守恒判断在相同条件下，M、N两极上消耗的气体体积之比为2:1，错误。
20.在25℃、101 kPa条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为-393.5 kJ/mol、-285.8 kJ/mol、-870.3 kJ/mol，则1/2CH3COOH(l) ═ C(s)＋H2(g)＋1/2O2(g)的反应热为（ ）
A. ＋244.15 kJ/mol B. ＋488.3 kJ/mol C. －191 kJ/mol D. ＋191 kJ/mol
【答案】A
【解析】
【详解】25℃、101kPa下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为-393.5 kJ/mol、-285.8 kJ/mol、-870.3 kJ/mol，则①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1，②H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1，③CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=-870.3kJ•mol-1，由盖斯定律可知，①×2+②×2-③可得反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(1)，△H=2×(-285.8kJ•mol-1)+2×(-393.5kJ•mol-1)+870.3kJ•mol-1=-488.3kJ•mol-1，则1/2CH3COOH(l) ═ C(s)＋H2(g)＋1/2O2(g) △H=＋244.15 kJ/mol；
答案选A。
【点睛】正确书写燃烧热的热化学方程式是解答本题的关键。本题的易错点为盖斯定律的应用，要注意△H有正负之分。
二、填空题（每空2分，共60分）
21.（1）SiH4是一种无色的气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O，已知室温下2g SiH4自燃放出热量89.2kJ，其热化学方程式为：_______
（2）已知60g C(s)与高温水蒸气反应制取CO和H2时吸收657.5kJ热量，写出热化学方程式_____________。
（3）某次发射火箭，用气态N2H4(肼)在NO2气体中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：
① N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+67.2kJ/mol
② N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH2=－534kJ/mol,
假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。_______。
（4）利用反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2设计成如下图所示的原电池，回答下列问题：
①写出正极电极反应式：___________；
②图中X溶液是_______，铜电极发生___________反应（填“氧化”或“还原”）。
③盐桥中的_____(填“阳”、“阴”)离子向X溶液方向移动。
【答案】 (1). SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH＝-1427.2kJ·mol-1 (2). C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH＝+131.5kJ·mol-1 (3). 2N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) ΔH=－1135.2kJ·mol－1 (4). Fe3＋＋e－=Fe2＋ (5). FeCl3 (6). 氧化 (7). 阳
【解析】
【分析】
(1)首先根据甲硅烷的质量计算1mol甲硅烷燃烧放出的热量，再书写热化学方程式；
(2)首先计算60gC的物质的量，再计算1mol碳与水蒸气反应吸收的热量，最后书写热化学方程式；
(3)根据盖斯定律计算所需要热化学方程式；
(4)Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2中Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极，C为正极，FeCl3溶液为电解质溶液，据此分析解答。
【详解】(1)n(SiH4)==mol，则1molSiH4燃烧放出的热量为：44.6kJ×32=1427.2kJ，热化学方程式为：SiH4(g)+O2(g)=SiO2(g)+H2O(l) △H=-1427.2kJ/mol，故答案为：SiH4(g)+O2(g)=SiO2(g)+H2O(l) △H=-1427.2kJ/mol；
(2)60g C(s)的物质的量为=5mol，5mol碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收657.5kJ热量，则1mol碳与水蒸气反应吸收热量=131.5kJ，则此反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ•mol-1，故答案为：C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ•mol-1；
(3)①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol，②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol，由盖斯定律②×2-①得到：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol，故答案为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol；
(4)①C为正极，发生还原反应，电极方程式为2Fe3++2e-=2Fe2+，故答案为：2Fe3++2e-=2Fe2+；
②Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2中铜被氧化，发生氧化反应，为原电池负极，由装置图可知，Y是氯化铜溶液，则X溶液是FeCl3，故答案为：FeCl3；氧化；
③铜为负极，C为正极，则X是正极池，Y为负极池，原电池工作时，盐桥中的阳离子向X溶液方向移动，故答案为：阳。
【点睛】本题的易错点为(4)中X、Y溶液的选择，要注意原电池的双池装置中电解质溶液选择依据的应用。
22.根据化学能和热能、电能相关的知识，请回答下列问题：
I．已知31 g白磷(P4)变为31 g红磷(P)时释放能量。上述变化属于__________变化(填“物理”或“化学”)；稳定性白磷_________红磷(填“>”或“<”)；
II．氢气是一种清洁能源，在我国航天工程中也有应用。
(1)已知1g氢气燃烧生成气态水放出热量121kJ，其中断裂1molH—H键吸收436kJ，断裂1molO＝O键吸收496kJ，那么形成1molH—O键放出热__。
(2)航天技术上使用的氢－氧燃料电池原理可以简单看作下图“氢－氧燃料电池的装置图” 则：
①a极为电池的______(填“正极”或“负极”)；溶液中OH－移向_______电极（填“a”或“b”）。
②放电时，b电极附近pH_______。(填增大、减小或不变)。
③如把H2改为甲烷，总反应为：CH4+ 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O，则负极电极反应式为：_________。
【答案】 (1). 化学 (2). ＜ (3). 463kJ (4). 负极 (5). a (6). 增大 (7). CH4－8e－＋10OH－＝CO32-＋7H2O
【解析】
【详解】Ⅰ．白磷和红磷是不同的物质，则白磷变为红磷是化学变化；因白磷变为红磷释放能量，所以白磷具有的能量大于红磷具有的能量，物质的能量越低越稳定，则稳定性：白磷＜红磷，故答案为：化学；＜；
II．(1)1g氢气的物质的量为=0.5mol，燃烧生成气态水放出热量121kJ，2H2+O22H2O，则2mol氢气燃烧生成气态水放出的热量为：121kJ×=484kJ，即2H2(g)+O2(g)2H2O(g)△H=-484kJ/mol，设形成1molH—O键放出热量为x，反应放出的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量=4x -(436kJ×2+496kJ)=484kJ，解得x=463 kJ，故答案为：463kJ；
(2)①原电池中电子从负极流向正极，已知图中电子从a流向b，则a 为负极，b为正极；溶液中阴离子向负极移动，则溶液中OH-移向a，
故答案为：负极；a；
②氢氧燃料电池中氧气在正极上得电子，其电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，b电极附近溶液的碱性增强，pH增大，故答案为：增大；
③如把H2改为甲烷，根据总反应CH4+ 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O，负极电极反应式为CH4－8e－＋10OH－＝CO32-＋7H2O，故答案为：CH4－8e－＋10OH－＝CO32-＋7H2O。
23.(1)工业上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，其离子反应方程式为___________，有学者探究用电解法制备的效率，装置如图，试写出其阳极电极反应式_________；
(2)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇(CH3CH2OH)的一种反应原理为：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol，己知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol，以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成气态乙醇，并放出热量，写出该反应的热化学反应方程式：_________________。
(3)如下图所示，某研究性学习小组利用上述燃烧原理设计一个肼(N2H4)─空气燃料电池(如图甲)并探究某些工业原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜(即只允许阳离子通过)。
根据要求回答相关问题：
①甲装置中正极的电极反应式为：________________。
②乙装置中石墨电极产生产物如何检验______，电解一段时间后，乙池中的溶液呈___性。
③图中用丙装置模拟工业中的________原理，如果电解后丙装置精铜质量增加3.2g，则理论上甲装置中肼消耗质量为_____g。
【答案】 (1). 2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl- (2). 2NH3-2e－+O2- =N2H4+H2O (3). 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b) kJ/mol (4). O2+4e-+2H2O=4OH- (5). 用一端粘有湿润的碘化钾淀粉试纸的玻璃棒靠近石墨电极，若试纸变蓝，则生成氯气 (6). 碱 (7). 粗铜的精炼 (8). 0.8
【解析】
【分析】
(1)由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，该反应中N元素化合价由-3价变为-2价、Cl元素化合价由+1价变为-1价，根据反应物和生成物及转移电子守恒书写反应的方程式；根据图知，NH3发生氧化反应，通入氨气的电极为阳极，据此书写电极反应式；
(2)根据盖斯定律分析解答；
(3)甲装置为肼(N2H4)─空气燃料电池，通入肼的是负极，通入空气的电极为正极，乙装置中石墨与电源正极相接，为阳极，电解食盐水的总反应为2H2O+2Cl- Cl2↑+H2↑+2OH-；丙装置中粗铜作阳极，纯铜作阴极，为粗铜精炼装置，结合原电池原理和电解池原理分析解答。
【详解】(1)由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，该反应中N元素化合价由-3价变为-2价、Cl元素化合价由+1价变为-1价，根据反应物和生成物及转移电子守恒配平方程式为2NH3+ClO-=N2H4+H2O+Cl-；根据图知，NH3发生氧化反应，通入氨气的电极为阳极，电极反应式为2NH3-2e－+O2- =N2H4+H2O，故答案为：2NH3+ClO-=N2H4+H2O+Cl-；2NH3-2e－+O2- =N2H4+H2O；
(2)①2CO(g)+4H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol，②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol，根据盖斯定律，将方程式 ①-②×2得：2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b)kJ/mol，故答案为：2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b)kJ/mol；
(3)①肼(N2H4)─空气燃料电池中通入肼的是负极，通入空气的电极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
②乙装置中石墨与电源正极相接，为阳极，阳极上氯离子失去电子生成氯气，发生氧化反应，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，生成的氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，观察是否变蓝；电解食盐水的总反应为2H2O+2Cl- Cl2↑+H2↑+2OH-，电解后的溶液呈碱性，故答案为：用一端粘有湿润的碘化钾淀粉试纸的玻璃棒靠近石墨电极，若试纸变蓝，则生成氯气；碱；
③装置丙中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以该装置为粗铜精炼装置；
原电池负极和纯铜电极上有：N2H4～N2～4e-，Cu～Cu2+～2e-，根据电子守恒得到关系式：N2H4～2Cu，n(N2H4)=n(Cu)=×=0.025mol，m(N2H4)=nM=0.025mol×32g/mol =0.8g，故答案为：粗铜的精炼；0.8。
24.(一)在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成 NO3-。两步反应的能量变化示意图如下：
(1)第一步反应是_________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的热化学方程式是___________。
(二)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。
①作负极的物质化学式为___________。
②正极的电极反应式是_______________。
(2)将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3-去除率和pH，结果如下：
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3-的去除率
接近100%
＜50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时，NO3-的去除率低。其原因是_______________。
(3)实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设：
Ⅰ．Fe2+直接还原NO3-；
Ⅱ．Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验，结果如图所示，可得到的结论是_________。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4，该反应的离子方程式为_________解释加入Fe2+提高NO3-去除率的原因：________。
【答案】 (1). 放热 (2). (aq)＋2O2(g)=NO (aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346 kJ·mol－1 (3). Fe (4). NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O (5). FeO（OH）不导电，阻碍电子转移 (6). 本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率 (7). Fe2++2FeO（OH）=Fe3O4+2H+ (8). Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移
【解析】
【分析】
(一)(1)根据图象可知，第一步反应的反应物能量高于生成物；(2)1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)可由两步反应加和得到；
(二)(1)①Fe还原水体中NO3-，根据题意Fe3O4为电解质，则Fe作还原剂，失去电子，作负极；②NO3-在正极得电子发生还原反应产生NH4+，据此书写电极反应式；
(2)由于Fe3O4为电解质，而电解质的主要作用是为电子转移提供媒介，结合FeO(OH)不导电分析解答；
(3)①根据图中的三个实验结果进行分析，单独加入Fe2+时，NO3-的去除率为0，而Fe和Fe2+共同加入时NO3-的去除率比单独加入Fe高；②结合铁的最终物质形态的导电差异分析解答。
【详解】(一)(1)根据图象可知，第一步反应中反应物能量高于生成物，依据能量守恒分析可知反应为放热反应，故答案为：放热；
(2)1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)可由两步反应加和得到，热化学方程式为NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq)△H=(-273kJ/mol)+(-73kJ/mol)=-346kJ/mol，故答案为：NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq)△H=-346kJ/mol
(二)(1)①Fe还原水体中NO3-，Fe3O4为电解质，则Fe作还原剂，失去电子，作负极，故答案为：铁；
②NO3-在正极得电子，发生还原反应产生NH4+，则正极的电极反应式为：NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O，故答案为：NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O；
(2)根据实验，pH越高，Fe3+越易水解生成FeO(OH)，而FeO(OH)不导电，将铁全部覆盖，阻碍电子转移，所以NO3-的去除率低，故答案为：FeO(OH)不导电，阻碍电子转移；
(3)①从实验结果可以看出，单独加入Fe2+时，NO3-的去除率为0，因此得出Fe2+不能直接还原NO3-；而Fe和Fe2+共同加入时NO3-的去除率比单独加入Fe高，因此可以得出结论：本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率，故答案为：本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率；
②同位素示踪法证实了Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4，反应的离子方程式为：Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+，Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移，因此加入Fe2+可以提高NO3-去除率，故答案为：Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+；Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移。
泉港一中2019-2020学年上学期第一次月考试卷高二化学
可能用到的原子量：H:1 C:12 N:14 O:16 Si:28 P:31 Cu:64 Ag:108
一、选择题（共20小题，每题2分，共40分）
1.2019年科幻片《流浪地球》中有个画面，冰原上是身穿“核电池全密封加热服”人类，一旦被卸下核电池，人类就被冻僵，该装置提供电能，并将电能转化为( )
A. 化学能 B. 生物质能 C. 热能 D. 动能
【答案】C
【解析】
【详解】“核电池全密封加热服”，是将电能转化为热能，故C正确；
答案选C。
2.下列变化过程中，属于放热反应的是( )
①煅烧石灰石制生石灰 ②烧木炭取暖 ③固体 NaOH溶于水 ④HCl与 NaOH的反应 ⑤铝热反应 ⑥NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌
A. ① ③ ⑥ B. ② ④ ⑤ C. ② ③ ④ D. ② ④ ⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①煅烧石灰石制生石灰，为分解反应，属于吸热反应，故①不选；
②烧木炭取暖，为燃烧反应，属于放热反应，故②选；
③固体NaOH溶于水，放热，为物理变化，故③不选；
④HCl与 NaOH的反应为酸与碱的中和反应，为放热反应，故④选；
⑤铝热反应为放热反应，故⑤选；
⑥NH4Cl晶体与Ba(OH)2•8H2O混合搅拌，发生吸热反应，故⑥不选；
属于放热反应的有②④⑤；
答案选B。
【点睛】本题的易错点为③，要注意氢氧化钠的溶解属于物理变化，不属于化学变化。
3.把a、b、c、d四块金属片浸在稀硫酸中，用导线两两连接可以组成原电池，若a、b相连时a为负极；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b极发生还原反应；c、d相连时，电流由d到c。则这四种金属的活动性顺序由大到小为：（ ）
A. a>c>d>b B. a>b>c>d C. c>a>b>d D. b>d>c>a
【答案】A
【解析】
【详解】若a、b相连时a为负极，则活泼性a＞b；a、c相连时c极上产生大量气泡，说明c为正极，活泼性a＞c；b、d相连时b极发生还原反应，则b为正极，d为负极，活泼性d＞b；c、d相连时，电流由d到c，说明d为正极，c为负极，活泼性c＞d，则活泼性顺序为a＞c＞d＞b；
答案选A。
4.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A. 钢铁发生电化学腐蚀的正极反应为Fe-2e-=Fe2+
B. 当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C. 在海轮的外壳上连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D. 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以防其被腐蚀
【答案】C
【解析】
【详解】A.钢铁发生电化学腐蚀时，铁为负极，A项错误；
B.铁比锡活泼，镀层破坏后会加速铁的腐蚀，B项错误；
C.形成锌铁原电池，锌比铁活泼，做负极发生氧化反应，从而保护铁，C项正确；
D.钢管与直流电源的正极相连会加速铁的腐蚀，D项错误。
答案选C。
5.已知： ①Fe2O3(s)＋3C(s，石墨) = 2Fe(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋489.0kJ·mol－1；②C(s，石墨) ＋CO2(g) = 2CO(g) ΔH2＝＋172.5kJ·mol－1。则反应Fe2O3(s) ＋3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g)的ΔH为（ ）
A. －28.5kJ·mol-1 B. -109kJ·mol-1 C. +28.5kJ·mol-1 D. +109kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】已知：①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0 kJ·mol－1，②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5 kJ·mol－1，依据盖斯定律，①-②×3得Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)，故△H=489.0 kJ·mol－1-3×172.5 kJ·mol－1=-28.5 kJ·mol－1，故选A。
6.关于如图所示装置的叙述中正确的是( )
A. 锌片为正极
B. 铜片周围溶液氢离子浓度不变
C. 电流从锌片经导线流向铜片
D. 氢离子在铜片表面被还原
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知，为Cu、Zn-稀硫酸原电池，Zn为负极，Cu为正极，结合原电池原理分析解答。
【详解】A. 锌比铜活泼，在Cu、Zn-稀硫酸原电池中，Zn为负极，Cu为正极，故A错误；
B. 铜片为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，铜片周围溶液氢离子浓度减小，故B错误；
C. 原电池中电子从负极流向正极，电流从铜片经导线流向锌片，故C错误；
D. 铜片为正极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，氢离子在铜片表面被还原，故D正确；
答案选D。
7.下列说法或表示方法正确的是
A. 由C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH = +1.9 kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定
B. 已知S(g)+O2(g)═SO2(g) ΔΗ1 ；S(s)+O2(g)═SO2(g) ΔΗ2 ,则 ΔΗ1<ΔΗ2
C. 在101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH = +285.8 kJ·mol-1
D. 在稀溶液中:H +(aq)+OH -(aq)= H2O(l)ΔH =-57.3 kJ·mol-1,若将含1mol CH3COOH与含1mol NaOH溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
【答案】B
【解析】
【分析】
A、物质的能量越低，物质越稳定；
B. S(g)比S(s)所含有能量高；
C、氢气燃烧是放热反应，焓变为负值；
D、醋酸是弱酸存在电离平衡，电离过程是吸热过程。
【详解】A、通过热化学方程式可知，石墨的能量低于金刚石的能量，而物质的能量越低，越稳定，选项A错误；
B. S(g)比S(s)所含有能量高，所以ΔΗ1<ΔΗ2，选项B正确；
C、在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H=-285.8kJ•mol-1，选项C错误；
D、在稀溶液中：H++OH-═H2O △H=-57.3kJ•mol-1，若将含1mol CH3COOH的醋酸溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，醋酸是弱酸存在电离平衡，电离过程是吸热过程，放出的热量小于57.3kJ，选项D错误；
答案选B。
【点睛】本题考查焓变与反应条件的关系、中和热、能量越低越稳定、热化学方程式中焓变与化学计量数的关系，掌握基础是关键，题目难度中等。
8.如图是氢氧燃料电池构造示意图。下列说法不正确的是（ ）
A. a极是负极
B. 电流由b通过灯泡流向a
C. 该电池总反应是2H2+ O2=2H2O
D. b极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
【答案】D
【解析】
【分析】
氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-=2H+，通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，该电池总反应是2H2+O2=2H2O，原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，据此分析作答。
【详解】A. 氢氧燃料电池中，H2在负极a上被氧化，O2在正极b上被还原，A项正确；
B. 原电池工作时，电流由正极经外电路流向负极，即由b通过灯泡流向a，B项正确；
C. 该电池总反应是2H2+O2=2H2O，C项正确；
D. 该装置为酸性环境，正极电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，D项错误；
答案选D。
【点睛】本原电池工作的原理口诀可概括为“两极一液一连线，活泼金属最优先，负失氧正得还，离子电极同性恋”，可加深学生对原电池的理解与记忆。D是易错点，要考虑电解质溶液的酸碱性，学生要火眼金睛，识破陷阱，提高做题正答率。
9.在一定条件下，N2O氧化NO生成N2和NO2的能量变化如图所示，下列说法不正确的是
A. 反应生成1mol N2时转移4mole-
B. 反应物的总能量大于生成物的总能量
C. N2O(g)+NO(g)═N2(g)+NO2(g); △H=－139 kJ/mol
D. 反应中断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量
【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查化学反应与能量变化、氧化还原反应。
【详解】A. 发生的反应为N2O+NO═N2+NO2，N2O发生还原反应生成1mol N2时转移2mol e-，A项错误；
B. 由图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，B项正确；
C. 该反应的焓△H=209kJ/mol-348kJ/mol=－139 kJ/mol，C项正确；
D.该反应是放热反应，所以反应中断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，D项正确。答案选A项。
【点睛】看清图象的纵横坐标，明确图中数据的涵义，做好信息的处理和加工。
10.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
【答案】C
【解析】
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。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；故选C。
11.通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能．下列是一些化学键的键能．根据键能数据估算下列反应的反应热，CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的△H为( )
化学键
C-H
C-F
H-F
F-F
键能/(kJ•mol-1)
414
489
565
155
A. ﹣1940 kJ/mol B. +1940 kJ/mol C. ﹣485 kJ/mol D. +485 kJ/mol
【答案】A
【解析】
【详解】在反应CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)中，△H=反应物的总键能-生成物的总键能=(4×414+4×155)kJ•mol-1-(4×489+4×565)kJ•mol-1=-1940 kJ•mol-1；
答案选A。
12.下列实验现象不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
选项
A
B
C
D
反应装置或图像
实验现象或图像信息
反应开始后，针筒活塞向右移动
反应开始后，甲侧液面低于乙侧液面
温度计的水银柱上升
反应开始后，气球慢慢胀大
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【分析】
A．Zn与稀硫酸反应生成氢气，氢气可使针筒活塞向右移动；
B．甲处液面低于乙处液面，可知瓶内空气受热温度升高；由图可知，反应物总能量大于生成物总能量；
C．温度计的水银柱不断上升，则中和反应放出热量
D．根据气体热胀冷缩原理分析作答。
【详解】A. Zn与稀硫酸反应生成的氢气可使针筒活塞向右移动，则不能充分说明相应的化学反应是放热反应，故A项错误；
B. 甲处液面低于乙处液面，可知瓶内空气受热温度升高，说明相应的化学反应是放热反应，故B项正确；
C. 温度计的水银柱不断上升，则中和反应放出热量，说明相应的化学反应是放热反应，故C项正确；
D. 稀硫酸与氢氧化钾溶液反应后，由于反应放热，导致瓶内气压增大，气球会胀大，则间接说明相应的化学反应为放热反应，故D项正确，
答案选A。
13.甲醇燃料电池能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注，其工作示意图如图，其总反应为：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。下列说法不正确的是
A. 电极A是负极，发生氧化反应
B. 电池工作时，电解液中的H＋通过质子交换膜向B电极迁移
C. 放电前后电解质溶液的pH不变
D. b物质在电极上发生的电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋＝2H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图示，电子由A极流出，沿导线流向B极，则A为负极、B为正极，A极发生氧化反应，故A正确；
B．原电池工作时，电解质溶液中阳离子H+向正极B移动，故B正确；
C．电池反应式为2CH3OH+3O2═2CO2+4H2O，有水生成导致溶液体积增大，溶质浓度减小，则c(H+)减小，所以溶液的pH增大，故C错误；
D．正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，正极的电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，故D正确；
故选C。
14.普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝时间。此方法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag，下列有关说法正确的
A. Cu为正极，Ag2O为负极
B. 电池工作时，OH—向正极移动
C. 正极的电极反应为：2Cu+2OH——2e—＝Cu2O+H2O
D. 外电路中每通过2mol电子，正极质量减少16g
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据总方程式为：2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag，可知Cu失去电子生成Cu2O，所以Cu为负极；Ag2O中的银得电子生成Ag，所以Ag2O为正极，故A错误：
B.原电池工作时，阴离子向负极迁移，所以OH-应该向负极迁移，故B错误；
C.根据总方程式为：2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag，可知Cu失去电子生成Cu2O做负极，则负极的电极反应为：2Cu+2OH--2e-＝Cu2O+H2O，故C错误；
D.根据总方程式为：2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag，可知Ag2O中的银得电子生成Ag，Ag2O为正极，Ag2O~2Ag~2e-外电路中每通过2mol电子，正极消耗1molAg2O生成2molAg，所以正极质量减少16g，故D正确；
所以本题答案：D。
【点睛】解题依据原电池工作原理。根据总反应2Cu+Ag2O＝Cu2O+2Ag中各元素的化合价变化规律判断原电池的正负极，进而判断离子的移动方向，根据转移的电子数判断正极质量的变化。
15.钢铁易生锈是因为在潮湿的空气里,其表面吸附一层薄薄的水膜,构成了若干微小原电池(如图所示)。下列有关说法正确的是 ( )
A. 负极的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+
B. 钢铁生锈过程中电能转化为化学能
C. O2在正极参加反应生成OH-
D. 为减缓铁制品生锈，可将其与铜相连
【答案】C
【解析】
【分析】
钢铁腐蚀的本质是通过原电池的反应使铁被氧化，其中吸氧腐蚀更普遍，故以原电池原理分析解答。
【详解】A. 吸氧腐蚀原理图中，铁作原电池负极，电极反应式应为Fe-2e-=Fe2+，A项错误；
B. 钢铁生锈过程发生原电池反应，化学能主要转化为电能，B项错误；
C. 杂质碳作原电池正极，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，C项正确；
D. 减缓铁制品生锈，可将作其原电池的正极，连接比铁活泼的金属。铜的活泼性小于铁，D项错误。
本题选C。
16.某蓄电池放电、充电时反应为：Fe + Ni2O3 +3H2OFe(OH)2 +2Ni(OH)2 ，下列推断不正确的是（ ）
A. 放电时，负极上的电极反应式是：Fe+2OH－-2e－=Fe (OH)2
B. 放电时，每转移2 mol 电子，正极上有1 mol Ni2O3 被氧化
C. 充电时，阳极上的电极反应式是：2Ni(OH)2 -2e－+ 2OH－ = Ni2O3 +3H2O
D. 该蓄电池的电极必须是浸在某种碱性电解质溶液中
【答案】B
【解析】
【分析】
根据反应中元素化合价的变化可知，放电时，Fe为负极，失电子发生氧化反应生成Fe（OH）2，电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，Ni2O3为正极，得电子发生还原反应生成Ni（OH）2，电极反应式为Ni2O3+2e-+3H2O=2Ni（OH）2+2OH-，原电池充电时，发生电解反应，此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应，阳极反应为原电池正极反应的逆反应。
【详解】A项、放电时， Fe为负极，失电子发生氧化反应生成Fe（OH）2，电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，故A正确；
B项、Ni2O3为正极，得电子发生还原反应生成Ni（OH）2，故B错误；
C项、充电时，阳极反应为原电池正极反应的逆反应，则阳极上的电极反应式为2Ni(OH)2 -2e－+2OH－=Ni2O3 +3H2O，故C正确；
D项、由总方程式可知电池为碱性电池，反应方程式中不能出现H+，只能浸在碱性电解质溶液中，故D正确；
故选B。
【点睛】此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+是解答关键，也是易错点。
17.25 ℃、101 kPa时，有以下能量转化图，下列说法不正确的是
A. 转化Ⅱ的热化学方程式2CO(g)＋O2(g)2CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ·molˉ1
B. 相同条件下，1 mol C(g)和0.5 mol O2(g)总能量高于1 mol CO(g)的能量
C. 由C→CO的热化学方程式2C(s)＋O2(g)2CO(g) ΔH＝－221.2 kJ·molˉ1
D. CO2(g)分解为C(s)和O2(g)吸热反应
【答案】A
【解析】
A、根据能量转化图，转化II的热化学反应方程式为CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g) △H=－282.9kJ·mol－1或者2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) △H=－282.9×2kJ·mol－1=－565.8kJ·mol－1，故A说法错误；B、C和氧气反应生成CO，此反应属于放热反应，因此相同条件下，1molC(s)和0.5molO2(g)总能量高于1molCO(g)的能量，故B说法正确；C、根据能量转化图，C→CO的热化学反应方程式为2C(s)＋O2(g)=2CO(g) △H=－(393.5－282.9)×2kJ·mol－1=－221.2kJ·mol－1，故C说法正确；D、C和O2反应是放热反应，CO2分解为C和O2是吸热反应，故D说法正确。
18.“人工肾脏”是利用间接电化学方法除去人体代谢产物中的尿素，有关反应为：，电解原理如图所示．下列有关说法不正确的是
A. 电极a与电源的正极相连
B. 电极b附近溶液pH升高
C. 电极a上的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑
D. 每除去1 mol尿素，就有6 mol通过质子交换膜
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查电解的应用—— “人工肾脏”。电解过程中，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应为2H++2e-=H2↑。阳极产生的氯气将尿素氧化为CO2和N2，从而消除尿素。
【详解】A.电极a上发生氧化反应，故与电源正极相连，不选A项；
B.根据题中所给图示，H+向电极b移动，故电极b附近溶液pH降低，选择B项；
C.电极a为阳极，发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，不选C项；
D.根据题干所给化学方程式，每除去1 mol尿素，就有6 molHCl生成，故有6 mol通过质子交换膜，不选D项
答案选B。
【点睛】本题本质是电解食盐水，弄清原理是解题的关键，本题是利用生成的氯气来氧化尿素，从而达到消除尿素的目的。
19.某兴趣小组用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入右图装置（电极均为惰性材料）进行实验。下列说法正确的是
A. N极为负极
B. 反应一段时间后，左侧电解质溶液的pH增大
C. M极发生的电极反应为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
D. 在相同条件下，M、N两极上消耗的气体体积之比为1:2
【答案】C
【解析】
该装置为原电池。N极上氧气发生还原反应，电极反应式：O2+4H++4e-==2H2O，为原电池的正极，M极上SO2发生氧化反应，电极反应式：SO2+2H2O-2e-==4H++SO42-，为原电池的负极。A. N极上氧气发生还原反应，电极反应式：O2+4H++4e-==2H2O，为原电池的正极，错误；B. M极上SO2发生氧化反应，电极反应式：SO2+2H2O-2e-==4H++SO42-，反应一段时间后，左侧电解质溶液的pH减小，错误；C. M极发生的电极反应为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，正确；D. 根据两极上的电极反应式和电子守恒判断在相同条件下，M、N两极上消耗的气体体积之比为2:1，错误。
20.在25℃、101 kPa条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为-393.5 kJ/mol、-285.8 kJ/mol、-870.3 kJ/mol，则1/2CH3COOH(l) ═ C(s)＋H2(g)＋1/2O2(g)的反应热为（ ）
A. ＋244.15 kJ/mol B. ＋488.3 kJ/mol C. －191 kJ/mol D. ＋191 kJ/mol
【答案】A
【解析】
【详解】25℃、101kPa下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为-393.5 kJ/mol、-285.8 kJ/mol、-870.3 kJ/mol，则①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1，②H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1，③CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=-870.3kJ•mol-1，由盖斯定律可知，①×2+②×2-③可得反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(1)，△H=2×(-285.8kJ•mol-1)+2×(-393.5kJ•mol-1)+870.3kJ•mol-1=-488.3kJ•mol-1，则1/2CH3COOH(l) ═ C(s)＋H2(g)＋1/2O2(g) △H=＋244.15 kJ/mol；
答案选A。
【点睛】正确书写燃烧热的热化学方程式是解答本题的关键。本题的易错点为盖斯定律的应用，要注意△H有正负之分。
二、填空题（每空2分，共60分）
21.（1）SiH4是一种无色的气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O，已知室温下2g SiH4自燃放出热量89.2kJ，其热化学方程式为：_______
（2）已知60g C(s)与高温水蒸气反应制取CO和H2时吸收657.5kJ热量，写出热化学方程式_____________。
（3）某次发射火箭，用气态N2H4(肼)在NO2气体中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：
① N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+67.2kJ/mol
② N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH2=－534kJ/mol,
假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。_______。
（4）利用反应Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2设计成如下图所示的原电池，回答下列问题：
①写出正极电极反应式：___________；
②图中X溶液是_______，铜电极发生___________反应（填“氧化”或“还原”）。
③盐桥中的_____(填“阳”、“阴”)离子向X溶液方向移动。
【答案】 (1). SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH＝-1427.2kJ·mol-1 (2). C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH＝+131.5kJ·mol-1 (3). 2N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+4H2O(l) ΔH=－1135.2kJ·mol－1 (4). Fe3＋＋e－=Fe2＋ (5). FeCl3 (6). 氧化 (7). 阳
【解析】
【分析】
(1)首先根据甲硅烷的质量计算1mol甲硅烷燃烧放出的热量，再书写热化学方程式；
(2)首先计算60gC的物质的量，再计算1mol碳与水蒸气反应吸收的热量，最后书写热化学方程式；
(3)根据盖斯定律计算所需要热化学方程式；
(4)Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2中Cu元素化合价由0价变为+2价、Fe元素化合价由+3价变为+2价，所以Cu作负极，C为正极，FeCl3溶液为电解质溶液，据此分析解答。
【详解】(1)n(SiH4)==mol，则1molSiH4燃烧放出的热量为：44.6kJ×32=1427.2kJ，热化学方程式为：SiH4(g)+O2(g)=SiO2(g)+H2O(l) △H=-1427.2kJ/mol，故答案为：SiH4(g)+O2(g)=SiO2(g)+H2O(l) △H=-1427.2kJ/mol；
(2)60g C(s)的物质的量为=5mol，5mol碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收657.5kJ热量，则1mol碳与水蒸气反应吸收热量=131.5kJ，则此反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ•mol-1，故答案为：C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ•mol-1；
(3)①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol，②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol，由盖斯定律②×2-①得到：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol，故答案为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol；
(4)①C为正极，发生还原反应，电极方程式为2Fe3++2e-=2Fe2+，故答案为：2Fe3++2e-=2Fe2+；
②Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2中铜被氧化，发生氧化反应，为原电池负极，由装置图可知，Y是氯化铜溶液，则X溶液是FeCl3，故答案为：FeCl3；氧化；
③铜为负极，C为正极，则X是正极池，Y为负极池，原电池工作时，盐桥中的阳离子向X溶液方向移动，故答案为：阳。
【点睛】本题的易错点为(4)中X、Y溶液的选择，要注意原电池的双池装置中电解质溶液选择依据的应用。
22.根据化学能和热能、电能相关的知识，请回答下列问题：
I．已知31 g白磷(P4)变为31 g红磷(P)时释放能量。上述变化属于__________变化(填“物理”或“化学”)；稳定性白磷_________红磷(填“>”或“<”)；
II．氢气是一种清洁能源，在我国航天工程中也有应用。
(1)已知1g氢气燃烧生成气态水放出热量121kJ，其中断裂1molH—H键吸收436kJ，断裂1molO＝O键吸收496kJ，那么形成1molH—O键放出热__。
(2)航天技术上使用的氢－氧燃料电池原理可以简单看作下图“氢－氧燃料电池的装置图” 则：
①a极为电池的______(填“正极”或“负极”)；溶液中OH－移向_______电极（填“a”或“b”）。
②放电时，b电极附近pH_______。(填增大、减小或不变)。
③如把H2改为甲烷，总反应为：CH4+ 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O，则负极电极反应式为：_________。
【答案】 (1). 化学 (2). ＜ (3). 463kJ (4). 负极 (5). a (6). 增大 (7). CH4－8e－＋10OH－＝CO32-＋7H2O
【解析】
【详解】Ⅰ．白磷和红磷是不同的物质，则白磷变为红磷是化学变化；因白磷变为红磷释放能量，所以白磷具有的能量大于红磷具有的能量，物质的能量越低越稳定，则稳定性：白磷＜红磷，故答案为：化学；＜；
II．(1)1g氢气的物质的量为=0.5mol，燃烧生成气态水放出热量121kJ，2H2+O22H2O，则2mol氢气燃烧生成气态水放出的热量为：121kJ×=484kJ，即2H2(g)+O2(g)2H2O(g)△H=-484kJ/mol，设形成1molH—O键放出热量为x，反应放出的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量=4x -(436kJ×2+496kJ)=484kJ，解得x=463 kJ，故答案为：463kJ；
(2)①原电池中电子从负极流向正极，已知图中电子从a流向b，则a 为负极，b为正极；溶液中阴离子向负极移动，则溶液中OH-移向a，
故答案为：负极；a；
②氢氧燃料电池中氧气在正极上得电子，其电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，b电极附近溶液的碱性增强，pH增大，故答案为：增大；
③如把H2改为甲烷，根据总反应CH4+ 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O，负极电极反应式为CH4－8e－＋10OH－＝CO32-＋7H2O，故答案为：CH4－8e－＋10OH－＝CO32-＋7H2O。
23.(1)工业上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，其离子反应方程式为___________，有学者探究用电解法制备的效率，装置如图，试写出其阳极电极反应式_________；
(2)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料，工业生产乙醇(CH3CH2OH)的一种反应原理为：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol，己知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol，以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成气态乙醇，并放出热量，写出该反应的热化学反应方程式：_________________。
(3)如下图所示，某研究性学习小组利用上述燃烧原理设计一个肼(N2H4)─空气燃料电池(如图甲)并探究某些工业原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜(即只允许阳离子通过)。
根据要求回答相关问题：
①甲装置中正极的电极反应式为：________________。
②乙装置中石墨电极产生产物如何检验______，电解一段时间后，乙池中的溶液呈___性。
③图中用丙装置模拟工业中的________原理，如果电解后丙装置精铜质量增加3.2g，则理论上甲装置中肼消耗质量为_____g。
【答案】 (1). 2NH3+ClO- =N2H4+H2O + Cl- (2). 2NH3-2e－+O2- =N2H4+H2O (3). 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b) kJ/mol (4). O2+4e-+2H2O=4OH- (5). 用一端粘有湿润的碘化钾淀粉试纸的玻璃棒靠近石墨电极，若试纸变蓝，则生成氯气 (6). 碱 (7). 粗铜的精炼 (8). 0.8
【解析】
【分析】
(1)由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，该反应中N元素化合价由-3价变为-2价、Cl元素化合价由+1价变为-1价，根据反应物和生成物及转移电子守恒书写反应的方程式；根据图知，NH3发生氧化反应，通入氨气的电极为阳极，据此书写电极反应式；
(2)根据盖斯定律分析解答；
(3)甲装置为肼(N2H4)─空气燃料电池，通入肼的是负极，通入空气的电极为正极，乙装置中石墨与电源正极相接，为阳极，电解食盐水的总反应为2H2O+2Cl- Cl2↑+H2↑+2OH-；丙装置中粗铜作阳极，纯铜作阴极，为粗铜精炼装置，结合原电池原理和电解池原理分析解答。
【详解】(1)由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，该反应中N元素化合价由-3价变为-2价、Cl元素化合价由+1价变为-1价，根据反应物和生成物及转移电子守恒配平方程式为2NH3+ClO-=N2H4+H2O+Cl-；根据图知，NH3发生氧化反应，通入氨气的电极为阳极，电极反应式为2NH3-2e－+O2- =N2H4+H2O，故答案为：2NH3+ClO-=N2H4+H2O+Cl-；2NH3-2e－+O2- =N2H4+H2O；
(2)①2CO(g)+4H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol，②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol，根据盖斯定律，将方程式 ①-②×2得：2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b)kJ/mol，故答案为：2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) △H=-(a-2b)kJ/mol；
(3)①肼(N2H4)─空气燃料电池中通入肼的是负极，通入空气的电极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
②乙装置中石墨与电源正极相接，为阳极，阳极上氯离子失去电子生成氯气，发生氧化反应，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，生成的氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，观察是否变蓝；电解食盐水的总反应为2H2O+2Cl- Cl2↑+H2↑+2OH-，电解后的溶液呈碱性，故答案为：用一端粘有湿润的碘化钾淀粉试纸的玻璃棒靠近石墨电极，若试纸变蓝，则生成氯气；碱；
③装置丙中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以该装置为粗铜精炼装置；
原电池负极和纯铜电极上有：N2H4～N2～4e-，Cu～Cu2+～2e-，根据电子守恒得到关系式：N2H4～2Cu，n(N2H4)=n(Cu)=×=0.025mol，m(N2H4)=nM=0.025mol×32g/mol =0.8g，故答案为：粗铜的精炼；0.8。
24.(一)在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成 NO3-。两步反应的能量变化示意图如下：
(1)第一步反应是_________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的热化学方程式是___________。
(二)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。
①作负极的物质化学式为___________。
②正极的电极反应式是_______________。
(2)将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3-去除率和pH，结果如下：
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3-的去除率
接近100%
＜50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时，NO3-的去除率低。其原因是_______________。
(3)实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设：
Ⅰ．Fe2+直接还原NO3-；
Ⅱ．Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验，结果如图所示，可得到的结论是_________。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4，该反应的离子方程式为_________解释加入Fe2+提高NO3-去除率的原因：________。
【答案】 (1). 放热 (2). (aq)＋2O2(g)=NO (aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l) ΔH＝－346 kJ·mol－1 (3). Fe (4). NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O (5). FeO（OH）不导电，阻碍电子转移 (6). 本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率 (7). Fe2++2FeO（OH）=Fe3O4+2H+ (8). Fe2+将不导电的FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移
【解析】
【分析】
(一)(1)根据图象可知，第一步反应的反应物能量高于生成物；(2)1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)可由两步反应加和得到；
(二)(1)①Fe还原水体中NO3-，根据题意Fe3O4为电解质，则Fe作还原剂，失去电子，作负极；②NO3-在正极得电子发生还原反应产生NH4+，据此书写电极反应式；
(2)由于Fe3O4为电解质，而电解质的主要作用是为电子转移提供媒介，结合FeO(OH)不导电分析解答；
(3)①根据图中的三个实验结果进行分析，单独加入Fe2+时，NO3-的去除率为0，而Fe和Fe2+共同加入时NO3-的去除率比单独加入Fe高；②结合铁的最终物质形态的导电差异分析解答。
【详解】(一)(1)根据图象可知，第一步反应中反应物能量高于生成物，依据能量守恒分析可知反应为放热反应，故答案为：放热；
(2)1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)可由两步反应加和得到，热化学方程式为NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq)△H=(-273kJ/mol)+(-73kJ/mol)=-346kJ/mol，故答案为：NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+H2O(l)+NO3-(aq)△H=-346kJ/mol
(二)(1)①Fe还原水体中NO3-，Fe3O4为电解质，则Fe作还原剂，失去电子，作负极，故答案为：铁；
②NO3-在正极得电子，发生还原反应产生NH4+，则正极的电极反应式为：NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O，故答案为：NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O；
(2)根据实验，pH越高，Fe3+越易水解生成FeO(OH)，而FeO(OH)不导电，将铁全部覆盖，阻碍电子转移，所以NO3-的去除率低，故答案为：FeO(OH)不导电，阻碍电子转移；
(3)①从实验结果可以看出，单独加入Fe2+时，NO3-的去除率为0，因此得出Fe2+不能直接还原NO3-；而Fe和Fe2+共同加入时NO3-的去除率比单独加入Fe高，因此可以得出结论：本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率，故答案为：本实验条件下，Fe2+不能直接还原NO3-；在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率；
②同位素示踪法证实了Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4，反应的离子方程式为：Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+，Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移，因此加入Fe2+可以提高NO3-去除率，故答案为：Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+；Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4，利于电子转移。
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