化学第四章 化学反应与电能本单元综合与测试课时练习

这是一份化学第四章 化学反应与电能本单元综合与测试课时练习，文件包含第四章检测原卷版docx、第四章检测解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。

1．下列说法中正确的是（ ）
A．垃圾是污染物，一定条件下还可能产生二次污染
B．堆肥法处理垃圾是最理想的垃圾处理方法
C．废旧金属、玻璃等不属于垃圾
D．没有绝对的垃圾，垃圾也可回收利用
【答案】A
【解析】A、垃圾是污染物，垃圾排入环境后，在物理、化学或生物作用下生成新的污染物而对环境产生二次污染，如大量的工业污废物、农业污染物等大量未经处理排放，会对地下水产生污染，故A正确；
B、堆肥法处理垃圾的过程中，其中的重金属有可能对土壤造成污染，故B错误；
C、废旧的金属、玻璃等是一种固体废弃物，能污染环境，也是垃圾，故C错误；
D、不是所有的垃圾都可以回收利用，不能回收的垃圾是绝对的垃圾，故D错误，
2．下列图示中关于铜电极的连接错误的是( )
【答案】C
【解析】电镀时,镀件作阴极,而铜作阳极,C项接反了
3．日常所用的干电池，其电极分别为碳棒(上面有帽)和锌(皮)，以糊状NH4Cl和ZnCl2作为电解质溶液(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应可简化为Zn－2e－===Zn2＋、2NHeq \\al(＋,4)＋2e－===2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋结合)，根据上面叙述判断下列说法正确的是( )
A．Zn为正极，碳为负极
B．负极反应为2NHeq \\al(＋,4)＋2e－===2NH3↑＋H2↑
C．工作时电子由碳极经外电路流向锌极
D．长时间连续使用时，内装的糊状物可能流出腐蚀电器
【答案】D
【解析】活动性：Zn>C，由负极发生氧化反应可知，负极为Zn，正极为C；外电路中电子移动方向为负极→正极，故C错；电池工作时MnO2吸收H2生成H2O，Zn溶解，糊状物变稀，故可能流出腐蚀电器。
4．如下图,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为( )
【答案】C
【解析】金属腐蚀快慢的比较规律:电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极,结合题给装置选C
5．2011年12月江西铜业排污祸及下游，据测定废水中重金属污染物和有毒非金属污染物达二十余种，当地民众重金属中毒病症和奇异怪病时有发生． 废水中的重金属指的是（ ）
A．金属单质B．金属元素C．金属铜D．金属氧化物
【答案】B
【解析】废水中的重金属不是以单质、原子或分子形式存在的，而是指元素，故选B。
6．液流电池是一种新的蓄电池,是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池,电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是 ( )
A．充电时阳极的电极反应式:Zn－2e－Zn2+
B．充电时电极a为外接电源的负极
C．放电时Br－向右侧电极移动
D．放电时左右两侧电解质储罐中的离子总浓度均增大
【答案】D
【解析】题图是一种锌溴液流电池,电解液为溴化锌的水溶液,所以该电池的负极为锌,电极反应式为:Zn－2e－Zn2+,溴为原电池的正极,电极反应式为Br2＋2e－2Br－,充电时阳极的电极反应式与正极的电极反应式相反,所以充电时阳极的电极反应式为2Br－－2e－Br2,故A错;在充电时,原电池的正极连接电源的正极,是电解池的阳极,而原电池的负极连接电源的负极,是电解池的阴极,所以充电时电极a为外接电源的正极,故B错;放电时为原电池,在原电池中间隔着一个阳离子交换膜,所以Br－不能向右侧电极移动,故C错;放电时左侧生成溴离子,右侧生成锌离子,所以放电时左右两侧电解质储罐中的离子总浓度均增大,故D正确。
7．如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中央滴入浓硫酸铜溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中,不考虑铁丝反应及两球的浮力变化) ( )
A．杠杆为导体和绝缘体时,均为A端高B端低
B．杠杆为导体和绝缘体时,均为A端低B端高
C．当杠杆为绝缘体时,A端低,B端高;为导体时,A端高,B端低
D．当杠杆为绝缘体时,A端高,B端低;为导体时,A端低,B端高
【答案】D
【解析】若杠杆为导体则构成原电池,铁作负极失电子而溶解:Fe-2e-Fe2+,溶液中Cu2+在正极(铜极)得电子生成铜,质量增大而下降,A端低,B端高;若杠杆为绝缘体,则铁球和CuSO4溶液发生置换反应生成Cu覆于表面,质量增加而下降,A端高,B端低。
8．下列说法正确的是（ ）
A．雨水淋湿的自行车，先用布擦净后再用带油的布擦
B．原子均由质子和中子构成
C．含有氧元素的物质一定是氧化物
D．CH4中碳元素为+4价
【答案】A
【解析】A、用布擦干可以使水不能与铁充分接触，再用带油的布擦拭可以使铁与氧气和水隔绝，从而防止自行车被腐蚀，故A正确。
B、不是所有的原子都含有中子，如11H不含中子，故B错误。
C、只含有两种元素且一种元素为氧元素的化合物为氧化物，含有氧元素的纯净物不一定是氧化物，如HClO是酸不是氧化物，故C错误。
D、碳元素的电负性大于氢元素，所以甲烷中碳元素的化合价为﹣4价，故D错误。
9． 镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为：xMg+M3S4MgxM3S4下列说法错误的是（ ）
A．放电时，负极反应为Mg﹣2e﹣═Mg2+
B．放电时，正极反应为M3S4+2xe﹣+xMg2+═MgxM3S4
C．放电过程中Mg2+向正极迁移
D．放电时，M3S4发生氧化反应
【答案】D
【解析】
A．放电时，负极上镁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Mg﹣2e﹣＝Mg2+，故A正确；
B．放电时，正极上M3S4得电子发生还原反应，正极反应为M3S4+2xe﹣+xMg2+═MgxM3S4，故B正确；
C．放电时，电解质中阳离子镁离子向正极移动，故C正确；
D．放电过程中正极反应为M3S4+2xe﹣+xMg2+═MgxM3S4，发生的是还原反应，故D错误；
10． 现在污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚（），同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法不正确的是（ ）
A．当乙中铜电极质量减少6.4g，甲中A极区增加的H+的个数为0.1NA
B．A极的电极反应式为+e﹣＝Cl﹣+
C．膜电池不适合在较高温度环境下工作
D．反应过程中乙中电解质溶液c（Cu2+）不变
【答案】B
【解析】A．乙中铜电极质量减少6.4g，Cu﹣2e﹣＝Cu2+，即电路中有0.2mle﹣转移，当外电路中有0.2mle﹣转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NA，而发生，则A极区增加的H+的个数为0.1NA，故A正确；
B．A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为，故B错误；
C．该膜电池的负极反应条件是微生物作用，所以膜电池不适合在较高温度环境下工作，故C正确；
D．电镀过程中阳极铜失电子，阴铜离子得电子，则乙装置中CuSO4溶液浓度不变，即反应过程中乙中电解质溶液c（Cu2+）不变，故D正确；
11． 将质量相等的银片和铂片分别作为阳极和阴极来电解硝酸银溶液:ⅰ. 以电流强度为1 A,通电10 min; ⅱ 10 min后,反接电源,以电流强度为2 A继续通电10 min;下列图象分别表示的是:铂电极的质量,银电极的质量及电解池产生气体质量与电解时间的关系图,正确的是下列 ( )
A．①③ B．①②
C．②③④ D．①②③④
【答案】A
【解析】一开始银电极作阳极失电子形成Ag＋,银电极质量减少;铂电极作阴极,Ag＋在阴极得电子生成银单质,所以铂电极质量增加;反接后银电极作阴极,质量增加,铂电极上的银先失电子,质量减少,当银反应完后,只有OH－失电子(因为铂是惰性电极,不失电子)产生氧气,再从电流强度和时间关系可得出①③正确。
12． 一种热激活电池可用作导弹、火箭的工作电源。热激活电池中作为电解质的固体LiCl﹣KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca＝CaCl2+Li2SO4+Pb，下列有关说法正确的是（ ）
A．负极反应式：PbSO4+2e+2Li+＝Li2SO4+Pb
B．放电过程中，电流由钙电极流向硫酸铅电极
C．室温下，电池工作每转移0.1ml电子，理论上生成10.35gPb
D．放电过程中，Cl﹣向负极移动
【答案】D
【解析】A．原电池的正极为PbSO4电极，发生还原反应，电极方程式为PbSO4+2e﹣+2Li+＝Li2SO4+Pb，故A错误；
B．放电过程中，Ca被氧化生成CaCl2，为原电池的负极，PbSO4发生还原反应，为原电池的正极，电流由硫酸铅电极流向钙电极，故B错误；
C．电解质熔融状态下，由电极方程式PbSO4+2e﹣+2Li+＝Li2SO4+Pb可知每转移0.1ml电子，理论上生成0.05mlPb，生成Pb的质量为207×0.05g＝10.35g，但常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流，故C错误；
D．放电时，内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即Cl﹣向负极移动，故D正确；
13． 500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NOeq \\al(－,3))＝6 ml/L，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体22.4 L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )
A．原混合溶液中c(Na＋)＝6 ml
B．电解后溶液中c(H＋)＝4 ml/L
C．上述电解过程中共转移8 ml电子
D．电解后得到的Cu的物质的量为2 ml
【答案】B
【解析】阳极收集到1 ml O2，转移4 ml e－，而阴极收集到1 ml H2，转移2 ml e－，则生成Cu转移2 ml e－，故Cu(NO3)2的物质的量为1 ml，由c(NOeq \\al(－,3))＝6 ml/L×0.5 L＝3 ml，则NaNO3的物质的量为1 ml，电解后c(H＋)＝2 ml÷0.5 L＝4 ml/L。
14． 如下图所示，乙图是甲图的电解池进行电解时某个量(纵坐标x)随时间变化的函数图象(各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，这个量x是表示( )
A．各电解池析出气体的体积
B．各电解池阳极质量的增加量
C．各电解池阴极质量的增加量
D．各电极上放电的离子总数
【答案】C
【解析】电解氯化钠溶液时，阴、阳极分别产生氢气和氯气，电解硝酸银溶液时阴极上产生单质银，阳极上产生氧气，电解硫酸铜溶液时阴极上产生单质铜，阳极上产生氧气，所以随着电解的进行阴极质量的增加量有如乙图所示的变化。
15． (双选)观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )
A．装置①中阴极上析出红色固体
B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连
C．装置③闭合开关后，外电路电子由a极流向b极
D．装置④的X电极是外接电源的正极
【答案】AC
【解析】电解CuCl2溶液时，阳极产生氯气，阴极析出红色的铜，A项正确；电镀时，应用镀层金属作阳极，连接电源的正极，待镀铁制品作阴极，连接电源的负极，B项错误；装置③中，通入氢气的a极是负极，通入氧气的b极是正极，在外电路中，电子由a极经电流表流向b极，C项正确；装置④是利用电解原理防腐，钢闸门应是被保护的电极，为阴极，所连的X电极是外接电源的负极，D项错误。
16． 工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)
A．碳棒上发生的电极反应:4OH－－4e－O2↑+2H2O
B．电解过程中,B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减小
C．为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH
D．若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生改变
【答案】B
【解析】电极反应式,阳极:4OH－－4e－O2↑+2H2O↑,阴极:Ni2＋＋2e－Ni、2H＋＋2e－H2↑,A项正确;B项,由于C室中Ni2＋、H＋不断减少,Cl－通过阴离子膜从C室移向B室,A室中OH－不断减少,Na+通过阳离子膜从A室移向B室,所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大,错误;C项,由于H+的氧化性大于Ni2+(低浓度)的氧化性,所以为了提高Ni的产率,电解过程需要控制废水的pH,正确;D项,若去掉阳离子膜,在阳极Cl－首先放电生成Cl2,反应总方程式发生改变,正确。
17． 如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是 ( )
A．K1闭合,铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－H2↑
B．K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001 ml气体
【答案】B
【解析】K1闭合形成原电池,铁作负极,石墨电极是正极,氧气得电子变为OH－,pH逐渐升高,A错误、B正确;K2闭合,铁棒作阴极被保护,不会被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法,C错误;K2闭合形成电解池,两极分别产生氯气和氢气,电路中通过0.002NA个电子时,每极上产生0.001 ml气体,共0.002 ml气体,D错误。
18． “神舟九号”与“天宫一号”成功对接，是我国载人航天事业发展走向成熟的一个标志。空间实验室“天宫一号”的供电系统为再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。如下图为RFC工作原理示意图，下列有关说法正确的是( )
A．图甲把化学能转化为电池，图乙把电能转化为化学能，水得到了循环使用
B．当有0.1 ml电子转移时，a极产生0.56 L O2(标准状况下)
C．c极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．图乙中电子从c极流向d极，提供电能
【答案】C
【解析】 A项，图甲把电能转化为化学能，图乙把化学能转化为电能，水得到了循环使用；B项，a极产生的是H2；C项，c极是原电池的正极，电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；D项 ，图乙中电子从d极流向c极。
19． 下列叙述中不正确的是( )
A．用石墨作电极电解CuSO4溶液，通电一段时间后，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的CuO
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．电解池中的阳极和原电池中的负极上都发生还原反应
【答案】D
【解析】依据2CuSO4＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2Cu＋O2↑＋2H2SO4，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的CuO，A选项正确；D选项，电解池的阳极和原电池的负极都发生氧化反应，错误。
20． 下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( )
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
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．海轮外壳连接锌块以保护外壳不受腐蚀
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀
【答案】B
【解析】银器在空气中久置会被氧化变黑，为化学腐蚀，A正确；当镀层破损时，Sn、Fe可形成原电池，Fe为负极，不再起到保护作用，B错；Fe与Zn块形成原电池，Zn作负极(阳极)，从而保护Fe正极(阴极)，C正确；外加电流的阴极保护法应使被保护对象与直流电源的负极相连，故D正确。
二、非选择题（共40分）
21． (8分)Ⅰ.某化学活动小组利用如图甲装置对原电池进行研究，请回答下列问题：(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)
(1)在甲图装置中，当电流计中指针发生偏转时，盐桥中K＋移向________(填“A”或“B”)烧杯。
(2)锌电极为电池的________极，发生的电极反应式为________；铜电极上发生的电极反应式为________。
Ⅱ.该小组同学提出设想：如果将实验中的盐桥换为导线(铜制)，电流表是否也发生偏转呢？带着疑问，该小组利用图乙装置进行了实验，发现电流计指针同样发生偏转。回答下列问题：
(3)对于实验中产生电流的原因，该小组进行了深入探讨，后经老师提醒注意到使用的是铜导线，烧杯A实际为原电池，B成了用电器。对于图乙，烧杯A实际是原电池的问题上，该小组成员发生了很大分歧。
①一部分同学认为是由于ZnSO4溶液水解显酸性，此时原电池实际是由Zn、Cu作电极，H2SO4溶液作为电解质溶液而构成的原电池。如果这个观点正确，那么原电池的正极反应为
________________________________________________________________________。
②另一部分同学认为是溶液酸性较弱，由于溶解在溶液中的氧气的作用，使得Zn、Cu之间形成原电池。如果这个观点正确，那么原电池的正极反应为________________________________________________________________________。
(4)若第(3)问中②观点正确，则可以利用此原理设计电池为在偏远海岛工作的灯塔供电。其具体装置为以金属铝和石墨为电极，以海水为电解质溶液，最终铝变成氢氧化铝。请写出该电池工作时总反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)B (2)负 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu (3)①2H＋＋2e－===H2↑ ②O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (4)4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3
【解析】 (1)在甲图装置中，Zn易失电子作负极、Cu作正极，当电流计中指针发生偏转时，盐桥中K＋向正极移动，即向B烧杯移动。(2)锌为负极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，Cu为正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu。(3)①正极上氢离子放电生成氢气，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑。②正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(4)以金属铝和石墨为电极，以海水为电解质溶液，最终铝变成氢氧化铝，则负极上Al放电生成Al3＋，正极上生成OH－，Al3＋和OH－反应生成Al(OH)3，所以电池反应式为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3。
22．(7分)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2－(O2＋4e－===2O2－)。
(1)c电极的名称为________，d电极上的电极反应式为
________________________________________________________________________。
如图2所示用惰性电极电解100 mL 0.5 ml·L－1 CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为_______________________________________________________________________，若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH＝________(不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入________(填序号)。
a．CuO b．Cu(OH)2
c．CuCO3 d．Cu2(OH)2CO3
【答案】(1)正极 CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O
(2)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 1 a、c
【解析】(1)原电池中电流的方向是从正极流向负极，故c电极为正极；d电极为负极，通入的气体为甲烷，d电极反应式为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O。(2)用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极(a电极)反应式：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极反应式：2Cu2＋＋4e－===2Cu，n(O2)＝eq \f(0.056 L,22.4 L·ml－1)＝2.5×10－3 ml。线路中转移电子的物质的量为2.5×10－3 ml×4＝0.01 ml，溶液中c(H＋)＝eq \f(0.01 ml,0.1 L)＝0.1 ml·L－1，pH＝－lg 0.1＝1。加入CuO或CuCO3与溶液中的H＋反应，可使电解质溶液恢复到电解前的状态。
23． (8分)观察下列装置，回答下列问题：
(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为
________________________________________________________________________。
(2)装置A中总反应的离子方程式为
_________________________________________________________________________。
(3)若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则溶液X为________，极板N的材料为________。极板M处的电极反应式为__________________________________。
(4)当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时，装置D中产生的气体体积为________ L(标准状况下，不考虑气体的溶解)。
【答案】(1)PbO2＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O
(2)Cu＋2H＋eq \(=====,\s\up7(电解))Cu2＋＋H2↑ (3)含Ag＋的溶液(AgNO3溶液) Ag Ag＋＋e－===Ag (4)3.92
【解析】 (1)装置B中PbO2是铅蓄电池的正极，发生还原反应：PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)===PbSO4＋2H2O。(2)装置A是电解池，Cu作阳极，Pt电极为阴极，总反应为Cu＋2H＋eq \(=====,\s\up7(电解))Cu2＋＋H2↑。(3)装置E是电镀池，要实现在Cu材料上镀银，则M为Cu，N为Ag，电解质溶液X为含Ag＋的溶液(AgNO3溶液)。(4)装置A中Cu电极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋，质量减小6.4 g时，转移电子0.2 ml。装置D是电解NaCl溶液，由于n(NaCl)＝1.0 ml/L×0.1 L＝0.1 ml，故电解分两阶段进行：
第一阶段：
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
当溶液中的Cl－全部放电时转移电子0.1 ml生成气体共0.1 ml
第二阶段：
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
阴极：4H＋＋4e－===2H2↑
转移0.1 ml电子时共生成气体0.075 ml
故产生气体共(0.1 ml＋0.075 ml)×22.4 ml/L＝3.92 L。
24．(8分) 铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：
(1)黄铁矿(FeS2，其中S为－1价)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2＋8O2eq \(=====,\s\up7(高温))6SO2＋Fe3O4，氧化产物为________，若有3 ml FeS2参加反应，转移电子的物质的量为________。
(2)①钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在下图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。
②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀时石墨电极的电极反应式：_______________________。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)可作净水剂，也可用于制造高铁电池。高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq \(,\s\up7(放电),\s\d5(充电))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，该电池放电时正极反应式为________________。用该电池电解100 mL 1 ml·L－1的AgNO3溶液，当电路中通过0.1 ml电子时，被电解溶液的pH为________(溶液体积变化忽略不计)。
【答案】(1)SO2、Fe3O4；32 ml
(2)①如图所示
②O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3)FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－ 0
【解析】 (1)标化合价3Feq \(e,\s\up6(＋2,))eq \(S,\s\up6(－1,))2＋8eq \(O,\s\up6(0,))2高温,6eq \(S,\s\up6(＋4,))eq \(O,\s\up6(－2,))2＋Feq \(e,\s\up6(＋8/3,))3eq \(O,\s\up6(－2,))4，化合价升高的元素为Fe、S，所以氧化产物为SO2、Fe3O4，若有3 ml FeS2参加反应，则有8 ml O2参加反应，化合价降低4×8 ml＝32 ml。(2)碳是惰性电极，所以只能形成电解池才能防止铁腐蚀。(3)正极是得电子的，FeOeq \\al(2－,4)得电子，铁的化合价由＋6降到＋3，FeOeq \\al(2－,4)＋3e－===Fe(OH)3，由电池反应式可知电解质溶液为碱性溶液，用OH－配平电荷：FeOeq \\al(2－,4)＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，最后用水配平得：FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－；根据阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，所以参加反应的n(OH－)＝0.1 ml，生成n(H＋)＝0.1 ml，c(H＋)＝1 ml·L－1，pH＝0。
25．(9分) 肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。
(1)已知在101 kPa时，32.0 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624 kJ(25 ℃时)，N2H4完全燃烧的热化学方程式是___________________________________________。
(2)肼­空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼­空气燃料电池放电时，正极的反应式是________；负极的反应式是___________________。
(3)右图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应式是_________________________________。
②假设使用肼­空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128 g，则肼­空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气______L(假设空气中氧气体积分数为20%)。
【答案】(1)N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－624 kJ·ml－1
(2)O2＋4e－＋2H2O===4OH－；N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O
(3)①Cu2＋＋2e－===Cu②112
【解析】(2)对于肼—空气燃料电池，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，用总反应减去正极的反应式即为负极的电极反应式。
(3)128 g Cu的物质的量为2 ml，即转移4 ml e－。由O2＋4e－＋2H2O===4OH－可知消耗1 ml O2，则消耗5 ml空气，标准状况下体积为112 L。