第四章 化学反应与电能测试题：2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

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第四章 化学反应与电能测试题
一、单选题（共12题）
1．下列各反应的离子方程式书写正确的是
A．用铜作电极电解CuSO4溶液：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
B．泡沫灭火器用硫酸铝与碳酸氢钠溶液反应：Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑
C．向AgCl悬浊液中通入H2S气体：2AgCl(s)+S2-(aq)⇌Ag2S(s)+2Cl-(aq)
D．碱性锌锰电池放电时正极的电极反应：MnO2+e-+H+=MnO(OH)
2．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时下列说法不正确的是
A．粗铜接电源正极
B．纯铜作阳极
C．从阳极泥中可以提炼贵重金属
D．若纯铜片增重6.4 g，则电路通过电子为0.2 mol
3．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是
A．用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－-2e－=Cl2↑
B．向沸水中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体：Fe3++3H2OFe(OH)3↓+ 3H+
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，正极反应式为：Cu-2e－=Cu2+
D．NaHS水解：HS－+H2OH3O++S2－
4．根据电解原理电解 Cu -Zn 合金 ，A 极是铜锌合金（原子个数比为 3 : 1） , B 为纯铜。电解质溶液中含有足量的CuSO4溶液。 通电一段时间后，若 A 极恰好全部溶解 ，此时 B 极质量增加7. 68 g, 此时溶液质量增重为

A．1. 95g B．0. 015g C．0. 09g D．0. 03g
5．在N－羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)介质中，可实现醇向醛的转化，原理如图。下列说法错误的是

A．石墨电极作阴极
B．理论上NHPI的总量在反应前后不变
C．
D．每消耗1mol乙醇，产生22.4mL氢气
6．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A．金属的化学腐蚀比电化学腐蚀更普遍
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．海轮外壳焊接锌块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保护它不受腐蚀
7．下列关于电解池的说法正确的是
A．阳极发生还原反应 B．电解精炼铜时粗铜作为阳极
C．电镀时镀件作为阳极 D．电源负极与电解池阳极连接
8．如图是工业利用菱镁矿(含杂质、)制取镁的工艺流程。

下列有关说法正确的是
A．沉淀混合物为和
B．酸浸池中也可改用稀硫酸浸取
C．实验室将溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得晶体
D．工业上常采用电解法在阴极上制取镁，为保护镁，电解时应该在无水无氧环境下进行
9．全钒液流电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。钒电池电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池堆体内，在机械动力作用下，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，采用质子交换膜作为电池组的隔膜，电解质溶液流过电极表面并发生电化学反应，进行充电和放电。下图为全钒液流电池放电示意图：

下列说法正确的是
A．放电时正极反应为：
B．充电时阴极反应为：
C．放电过程中电子由负极经外电路移向正极，再由正极经电解质溶液移向负极
D．该电池的储能容量，可以通过增大电解液存储罐的容积并增加电解液的体积来实现
10．将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80%(一般柴油发电机只有40%左右)，产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是
A．上述燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质
B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用
C．乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为C2H5OH-12e-=2CO2↑＋3H2O
D．以KOH溶液作电解质溶液，甲烷燃料电池的正极反应O2＋2H2O＋4e-=4OH-
11．利用微生物燃料电池进行废水处理，实现碳氮联合转化。其工作原理如下图所示，其中M、N为厌氧微生物电极。下列有关叙述不正确的是

A．相同条件下，M、N两极生成的CO2和N2的体积之比为3 ： 2
B．电池工作时，H+由M极移向N极
C．负极的电极反应为CH3COO−−8e−+2H2O = 2CO2↑+7H+
D．好氧微生物反应器中发生的反应为+2O2 =+2H++H2O
12．《石雅》云：“青金石色相如天，或复金屑散乱，光辉灿烂，若众星丽于天也。”青金石中主要矿物的化学组成可表示为(Na，Ca)8(AlSiO4)6(SO4，Cl，S)2，故其可看作由Na2SO4、Na2S、NaCl、CaCl2、CaSO4、Al2O3和SiO2等组成。下列说法正确的是
A．Al2O3和SiO2均既能与强酸反应，又能与强碱反应
B．Na2SO4、NaCl和Na2S的焰色都呈黄色
C．用AgNO3溶液可区分Na2SO4溶液和CaCl2溶液
D．以惰性材料为电极电解NaCl水溶液可制得金属钠
二、非选择题（共10题）
13．(1)写出氯碱工业中阳极的电极反应式 。
(2)石英的熔点远高于干冰的原因是 。
(3)离子化合物 MgO2可用于治疗消化道疾病，各原子均满足8电子稳定结构。写出 MgO2的电子式 。
(4)可与H2反应，请用系统命名法对其产物命名 。
14．(一)从NO、SO、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl-等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是 (至少答一种，下同)。
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是 。
(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是 。
(二)关于铁生锈的机理有人提出如下4个步骤：
①Fe-2e-=Fe2+②H++e-=H③4H+O2=2H2O④4Fe2++O2+(4+2x)H2O=2Fe2O3·xH2O+8H+
试根据以上过程回答下列问题：
(4)根据以上机理，判断下列说法正确的是 (填字母，下同)。
A．以上锈蚀过程发生的是化学腐蚀
B．从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂
C．反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化
D．从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀
(5)某铁件需长期浸于水下，为了减缓腐蚀，采取的下列措施正确的有 。
A．给铁件铆上一些锌板
B．给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接
C．在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金
D．在铁件表面涂上一层较厚的沥青
(6)质量为1000g的某铁件已在水下生锈，若已知整个锈蚀过程中有6mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为 L，生锈后铁件的质量为 g(已知铁锈Fe2O3·xH2O中x的值为1)。
15．如图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：

（1）B极是电源的 极，一段时间后，甲中溶液颜色 ，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明氢氧化铁胶体粒子带 电荷（填“正”或“负”，在电场作用下向 极移动（填“X”或“Y”）。
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为 。
（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 （填“镀层金属”或“镀件”），电镀液是 溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 ，甲中溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
（4）若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是 。
16．原电池是将化学能转化为电能的装置。分析甲、乙两原电池装置，回答下列问题：
  
（1）甲、乙两装置中铜电极都有红色物质析出，则Zn电极是 极，Cu电极表面发生反应的电极反应式为 ；与甲装置相比，乙装置的优点是 ，原因是 。
（2）把甲池中的物质进行替换后变成丙装置，用以探究牺牲阳极的阴极保护法。一段时间后往Fe电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，烧杯中的溶液颜色 （填“有”或“无）变化，若把Zn换成Cu后，继续反应一段时间后现象为 。
17．随着“碳中和”“碳达峰”政策的落实，新能源汽车得到极大发展。磷酸铁(FePO4)可用来制备电动汽车锂离子电池的电极材料，工业上常以硫铁矿(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料经过如下步骤制备磷酸铁(FePO4)。
资料：几种金属离子沉淀的pH：
金属氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀的pH
2.3
7.5
4.0
完全沉淀的pH
4.1
9.7
5.2
I．如图所示连接装置，将一定量焙烧后的硫铁矿粉末加入三颈烧瓶中，通过：向三颈烧瓶中缓慢加入一定浓度的稀硫酸，50～60℃加热，充分反应，过滤。

II．向滤液中加入FeS固体，充分搅拌至溶液中Fe3＋全部被还原。
III．向还原后的溶液中加入FeCO3固体，不断搅拌，使A13＋完全转化为Al(OH)3，过滤，得FeSO4溶液。
IV．向除铝后的溶液中加入一种“绿色氧化剂”，充分反应，使FeSO4溶液全部被氧化为Fe2(SO4)3溶液。
V．向含有Fe3＋的溶液中加入一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)，搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4·2H2O。
回答下列问题：
(1)步骤I的实验装置中仪器a的名称是 ，在该步反应过程中温度不宜过高的原因可能是 。
(2)步骤II中还原Fe3＋的目的是 ，检验Fe3＋全部被还原的实验操作是 。
(3)步骤III中加入FeCO3的作用是 。(用离子方程式表示)
(4)步骤IV中，加入的“绿色氧化剂”是 。(填化学式)
(5)步骤V中，反应后Fe3＋沉淀完全(c≤1×10-5mol·L-1)时，c(PO)最小为 mol·L-1,已知常温下，Ksp(FePO4)=1.3×10-22。
(6)实验中制得的FePO4与Li2CO3在高温条件下与H2C2O4煅烧可得LiFePO4，其常用作锂离子电池电极材料，如图为Ca-LiFePO4可充电电池的工作原理示意图，锂离子导体膜只允许Li＋通过。则放电时，电池的总反应式为 。

18．用铂作电极电解某金属的氯化物(XCl2)溶液，当收集到1.12 L氯气时(标准状况)，阴极增重3.2 g，求：(不要求计算过程)
(1)电路中有多少电子通过？
(2)该金属的相对原子质量。
19．以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。
（1）若电解食盐水时消耗NaCl的质量为234 g，则在理论上最多可得氯气的体积为 升(标准状况)。
（2）若将2 mol的氯气通入足量石灰乳中，理论上可得到次氯酸钙 克。
20．碳及其化合物在生产、生活中广泛存在。请回答下列问题：
(1)已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为 K= 。
(2)已知在一定温度下，
①       平衡常数
②       平衡常数
③     平衡常数
则、、之间的关系是 ，= 用含a、b的代数式表示。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：；该反应平衡常数随温度的变化如表所示：
温度
400
500
800
平衡常数K

9
1
该反应的正反应方向是 反应填“吸热”或“放热”，若在500℃时进行，设起始时CO和H2O起始浓度均为0.02mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为 。
(4)电化学法还原二氧化碳为乙烯原理如下图所示。

A为电源的 极(填“正”或“负”)，阴极电极反应式为 。电路中转移0.2 mol 电子，理论上产生氧气 L(标准状况)。
21．下图表示各物质之间的转化关系，已知A、D、F、H均为单质，X常温下为无色液体，B为淡黄色固体，J溶于酸得到黄色溶液。

请按要求填空：
(1)写出B的电子式 。
(2)写出生成E的电极反应式： 。
反应⑤的现象是 。
(3)反应①的化学方程式是 。
在实验室中引发反应④的操作是 。
(4)反应⑥中若转移1 mol电子，则被还原的X是 mol。
22．4种相邻主族短周期元素的相对位置如表,元素x的原子核外电子数是m的2倍,y的氧化物具有两性。


m
n
x
y


回答下列问题:
（1）元素x在周期表中的位置是 ,其单质可采用电解熔融 的方法制备。
（2）气体分子（mn）2的电子式为 ,（mn）2称为拟卤素,性质与卤素相似,其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。
（3）已知氰化钠（NaCN）,可以与很多金属形成络合物,因此工业上采用氰化法提炼金：用稀的氰化钠溶液处理粉碎了的金矿石,通入空气,使金矿石中的金粒溶解,生成能溶于水的络合物Na[Au（CN）2],其反应方程式为:①4Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au（CN）2]+4NaOH，Na[Au（CN）2]在水溶液中的电离方程式为:②Na[Au（CN）2]=Na++[Au（CN）2]-，然后再用锌从溶液中把金置换出来,锌转化为Na2[Zn（CN）4]。据此，请利用①写出在空气中用氰化钠溶液提取金的电极反应式:正极: ，负极: 。
（4）若人不慎氰化钠中毒,可用Na2S2O3缓解,二者反应得到两种含硫元素的离子,其中一种遇到Fe3+可变为红色。写出解毒原理的相关离子方程式 。

参考答案：
1．B
A．用铜作电极电解CuSO4溶液时，阳极反应为Cu-2e-=Cu2+，阴极反应为Cu2++2e-=Cu，无法写总反应；用惰性电极电解CuSO4溶液时的离子反应为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，故A错误；
B．硫酸铝与碳酸氢钠溶液会发生双水解反应，离子方程式为：Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑，故B正确；
C．H2S为二元弱酸，书写离子方程式时不能拆成离子形式，故C错误；
D．碱性锌锰电池放电时反应中不能出现H+，所以正极的电极反应应为：MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-，故D错误；
故答案选B。
2．B
A．在电解精炼粗铜时，粗铜接电源正极作阳极，A正确；
B．精铜连接电源负极，作阴极，B错误；
C．粗铜作阳极，Cu及活动性比Cu强的金属原子失去电子，发生氧化反应变为金属阳离子进入溶液中，活动性比Cu弱的金属就沉积在阳极底部，俗称阳极泥，其中含有Au、Pt等金属，因此可以从阳极泥中可以提炼贵重金属，C正确；
D．在阴极上Cu2+得到电子变为Cu单质附着在阴极上，若纯铜片增重6.4 g，则产生Cu的物质的量是0.1 mol，由于Cu是+2价金属，因此电路通过电子为0.2 mol，D正确；
故合理选项是B。
3．A
A．用惰性电极电解饱和食盐水时，由于阴离子的放电能力Cl->OH-，所以阳极的电极反应式为：2Cl－-2e－=Cl2↑，A正确；
B．向沸水中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体，盐水解程度微弱，没有形成沉淀，反应是可逆反应，水解的离子方程式是：Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+ 3H+，B错误；
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是粗铜，阳极反应式为：Cu-2e－=Cu2+，C错误；
D．NaHS水解，反应消耗水电离产生的H+，离子方程式是：HS－+H2OH2S+OH-，D错误。
故选A。
4．D
电解精炼铜时，铜锌合金为阳极，锌比铜活泼，所以一开始阳极反应为Zn-2e-=Zn2+，锌完全反应后铜放电，电极反应为Cu-2e-=Cu2+；阴极反应始终为Cu2++2e-=Cu。
B 极质量增加7. 68 g，即B极上产生=0.12mol，转移0.12mol´2=0.24mol电子；设铜锌合金中锌的物质的量为x，则铜的物质的量为3x，根据电子守恒有2x+3x´2=0.24mol，解得x=0.03mol；根据电极反应可知溶液的增重即锌放电时进入溶液的Zn2+和阴极产生的Cu单质的质量差，所以溶液增重0.03mol´(65-64)=0.03g，故答案为D。
5．D
A．由图中信息可知石墨上发生反应：，石墨作阴极，A正确；
B．NHPI和PINO循环转化，则理论上NHPI的总量在反应前后不变，故B正确；
C．由图可知，循环物质在总反应中不体现，则总反应为：，故C正确；
D．气体体积没有告诉是标准状况，故D错误；
故选：D。
6．C
分析：A.钢铁的腐蚀主要是析氢腐蚀和吸氧腐蚀；
B.Fe、Sn形成原电池时，Fe为负极；
C.Fe、Zn形成原电池时，Fe为正极；
D.Fe与正极相连作阳极，被腐蚀。
详解:A.钢铁的腐蚀主要是析氢腐蚀和吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故A错误；
B.Fe、Sn形成原电池时，Fe为负极，负极失电子被腐蚀，所以当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层不能对铁制品起保护作用，故B错误；
C.Fe、Zn形成原电池时，Fe为正极，Zn为负极失电子，则Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，所以C选项是正确的；
D.Fe与正极相连作阳极，活性电极作阳极时，电极失电子被腐蚀，则地下输油管与外加直流电源的负极相连以保护它不受腐蚀，故D错误。
所以C选项是正确的。
点睛：金属腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀，且主要也是以电化学腐蚀为主。而金属的防护也主要是依据电化学原理，常用的方法是牺牲阳极的阴极保护法以及外接电流的以及保护法。
7．B
A．电解池阳极失电子发生氧化反应，A错误；
B．电解精炼铜时需要Cu2+在阴极得电子生成Cu单质，从而得到精铜，所以阳极为粗铜，B正确；
C．电镀时镀层金属阳离子在阴极得电子生成金属单质，所以镀件要为阴极，C错误；
D．电解池中与电源负极相连的电极为阴极，D错误；
综上所述答案为B。
8．D
菱镁矿用盐酸酸浸后全部溶解，溶液中的金属离子有Mg2+、Al3+、Fe2+，氧化池中氯气将Fe2+氧化为Fe3+，沉淀池中加MgO，Al3+、Fe3+加水解生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，溶液为MgCl2溶液，氯化氢气流中蒸干得到无水氯化镁晶体，电解得到金属镁。
A．由分析可知，沉淀混合物为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，A错误；
B．流程过程中得到MgCl2溶液，改用稀硫酸会引入硫酸根离子，B错误；
C．镁离子会水解，故应该在氯化氢气流中蒸干得到无水氯化镁晶体，C错误；
D．金属镁为活泼金属，易与水和氧气反应，故应该在无水无氧环境下进行，D正确；
故选D。
9．D
放电时，消耗H+，溶液pH升高，由此分析解答。
A. 正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2++2H++e-═VO2++H2O，故A错误；
B.充电时，阴极反应为还原反应，故为V3+得电子生成V2+的反应，故B错误；
C.电子只能在导线中进行移动，在电解质溶液中是靠阴阳离子定向移动来形成闭合回路，故C错误；
D.该电池的储能容量，可以通过增大电解液存储罐的容积并增加电解液的体积来实现，正确；
故答案为D。
【点睛】本题综合考查原电池知识，侧重于学生的分析能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握原电池的工作原理，答题时注意体会电极方程式的书写方法，难度不大。
10．C
A．燃料电池中，燃料做负极，负极反应物可以是氢气、甲烷、乙醇等物质，A正确；
B、航天飞行器中氢氧燃料电池的总反应为O2+2H2=2H2O，反应产物是水，经过处理之后可供宇航员使用，B正确；
C、乙醇燃料电池的电解质用KOH时，生成的二氧化碳会和其反应生成碳酸盐，负极发生反应C2H5OH-12e-+16OH-=2+11H2O，C错误；
D、燃料电池中正极上氧气得电子，碱性环境下，正极上电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，D正确；
故答案为：C。
11．A
该微生物燃料电池M极是CH3COO-是电子生成CO2，电极反应为CH3COO--8e-+2H2O = 2CO2↑+7H+；N极是 得电子生成N2，电极反应为 。
A．根据分析，相同条件下，M、N两极失去和得到的电子数相等，生成的CO2和N2的体积之比为5 : 2，A错误；
B．该微生物燃料电池用质子交换膜，电池工作时，H+由负极移向正极，即从M极移向N极，B正确；
C．据分析，负极的电极反应为CH3COO--8e-+2H2O = 2CO2↑+7H+，C正确；
D．从图中得知，该好氧微生物反应器中发生的反应为+2O2 =+2H++H2O，D正确；
故答案选A。
12．B
A．不与强酸反应，故A错误；
B．、NaCl、都含钠元素，焰色都呈黄色，故B正确；
C．、AgCl都是难溶于水的白色固体，用AgNO3溶液不能区分Na2SO4溶液和CaCl2溶液，故C错误；
D．电解氯化钠水溶液得到的是氢氧化钠，不能制得钠单质，故D错误；
答案选B。
13． 石英是原子晶体，干冰是分子晶体(或石英熔化时破坏共价键，干冰熔化时破坏分子间作用力) 3，3，6—三甲基辛烷
(4)碳碳双键与H2发生加成反应得到烷烃。
(1)氯碱工业中阳极是氯离子失电子产生氯气，电极反应式：；
(2)石英的熔点远高于干冰的原因是：石英是原子晶体，干冰是分子晶体(或石英熔化时破坏共价键，干冰熔化时破坏分子间作用力)；
(3)离子化合物MgO2的电子式：；
(4)与H2反应的产物是：系统命名法命名为：3，3，6—三甲基辛烷。
14．(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2
(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4
(3)HCl、BaCl2
(4)C
(5)AD
(6) 33.6 1066
(1)
两极分别放出H2和O2时，阴极极反应为：2H++2e-=H2↑，阳极极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，两极放电的分别为氢离子和氢氧根离子，相当于电解的是水，因此电解质的化学式可能是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2等；
(2)
若阴极析出金属，阳极放出O2，则在阴极放电的为氧化性较强的铜离子和银离子，阳极为氢氧根离子放电，因此电解质的化学式可能是AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4；
(3)
当阴极放出氢气，则阴极为氢离子放电，溶液中的阳离子为氢离子，阳极放出氯气，阴离子为氯离子放电，所以两极分别放出气体，且体积比为1∶1时，电解质为HCl、BaCl2中的任意一种；
(4)
①Fe-2e-=Fe2+②H++e-=H③4H+O2=2H2O④4Fe2++O2+(4+2x)H2O=2Fe2O3·xH2O+8H+
A．铁生锈为铁、氧气以及空气中的水形成原电池发生腐蚀，属于电化学腐蚀，故A错误；
B．从锈蚀反应的最终结果看，水中元素化合价不变，则水既不是氧化剂，又不是还原剂，故B错误；
C．铁、氧气以及空气中的水形成原电池发生腐蚀，氧气得到电子发生还原反应被还原，金属铁失电子发生氧化反应被氧化，故C正确；
D．从反应机理看，锈蚀过程发生的是吸氧腐蚀，故D错误；
故选C。
(5)
A．在铁柱上铆上一些锌片，这样锌铁构成的原电池，金属锌是负极，铁是正极，正极金属铁能被被保护，能够达到目的，故A正确；
B．与原电池的负极相连，为阴极，阴极被保护，把铁件与电源正极连接，做阳极，被腐蚀，不能达到目的，故B错误；
C．在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金，锌铜构成的原电池，金属铁是负极，铜是正极，铁易被腐蚀，不能达到目的，故C错误；
D．在铁件表面涂上一层较厚的沥青，可以隔绝金属和空气、水的接触、能被保护，能够达到目的，故D正确；
故选AD。
(6)
由4Fe+3O2+2H2O===2Fe2O3·H2O得关系式
3O2 ～ 12e- ～   增加质量
3×22.4L     12mol          132g
V(O2) 6mol Δm
V(O2)==33.6L，Δm==66g；生锈后铁件质量为1000g+66g=1066g。
15． 负极 逐渐变浅 正 Y 1∶2∶2∶2 镀件 AgNO3 5.4 g 变小 Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋
将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F极显碱性，是水提供的氢离子在该电极放电引起，所以F极是阴极，B为电源负极、A为电源正极，可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极。
(1)据分析，B电极是电源的负极。C、D、电极发生的电极反应分别为：2H2O-4e-=O2+4H+、Cu2++2e-═Cu，则一段时间后，甲中溶液颜色变浅。Y极是阴极，该电极颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶粒向该电极移动，外电场中阳离子向阴极移动，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷。
(2)C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：2H2O-4e-=O2+4H+、Cu2++2e-═Cu、2Cl--2e-═Cl2↑、2H++2e-═H2↑，电极上得失电子守恒，当各电极转移电子均为1mol时，生成单质的量分别为：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为1:2:2:2。
(3)电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以H应该是镀件，电镀液含有镀层金属阳离子，故电镀液为AgNO3溶液；当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol•L-1时(此时乙溶液体积为500mL)，根据电极反应2H2O+2e-═H2↑+2OH-，则放电的氢离子的物质的量为：0.1mol/l×0.5L=0.05mol，则转移0.05mol电子，则丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g，电解硫酸铜的过程中水放电生成氧气，有硫酸生成，所以氢离子浓度增大，所以酸性增强，甲中溶液的pH变小。
(4)C电极换为铁，则阳极铁失电子，阴极铜离子得电子，电解池反应为：Fe+Cu2+ Cu+Fe2+。
【点睛】本题考查电解池的工作原理，综合性很强，依据实验现象确定阴阳极、正确书写电极反应式是解答关键所在，注意电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，各个电极上转移的电子数是相等的。
16． 负 Cu2+ + 2e- =Cu 能量转化率高 Zn不和Cu2+接触，不会直接将电子给予Cu2+ 无 生成蓝色沉淀
（1）锌比铜活泼，锌作负极；铜为正极；与甲装置相比，乙装置的优点是能量转化率高， Zn不和Cu2+接触，不会直接将电子给予Cu2+。
（2）活泼性：锌>铁>铜，锌和铁作电极时，锌作负极，被氧化；铁和铜作电极时，铁作负极，被氧化；
（1）甲、乙两装置中铜电极都有红色物质析出，锌比铜活泼，则Zn电极是负极，铜为正极，Cu电极表面发生反应的电极反应式为Cu2+ + 2e- =Cu；与甲装置相比，乙装置的优点是能量转化率高，原因是 Zn不和Cu2+接触，不会直接将电子给予Cu2+。
（2）把甲池中的物质进行替换后变成丙装置，用以探究牺牲阳极的阴极保护法。锌和铁作电极时，锌作负极，被氧化，铁没有参加反应，一段时间后往Fe电极区滴入2滴铁氰化钾溶液，烧杯中的溶液颜色无变化；
若把Zn换成Cu后，金属铁是负极，发生电极反应：Fe-2e－=Fe2＋；滴入2滴K3[Fe（CN）6]（铁氰化钾）溶液时，发生反应：3Fe2＋+2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2↓，产生蓝色沉淀。
17．(1) 分液漏斗 防止Fe3+水解生成Fe(OH)3
(2) 防止除去Al3+的同时Fe3+一起沉淀 取少量溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液不变红，则Fe3+全部被还原
(3)
(4)H2O2
(5)
(6)
（1）步骤I的实验装置中仪器a的名称是分液漏斗；硫铁矿粉焙烧后铁被氧化为+3价，加入稀硫酸会生成Fe3+，Fe3+会发生水解，水解为吸热反应，升高温度，促进铁离子水解生成氢氧化铁，故温度不易过高的原因是：防止Fe3+水解生成Fe(OH)3；
（2）依据表格中数据以及步骤III的目的是除铝，让Al元素以氢氧化铝形式沉淀除去时，Fe3+必先沉淀，因此用FeS还原Fe3+的目的是防止除去Al3+的同时Fe3+一起沉淀；检验Fe3＋全部被还原的实验操作是：取少量溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液不变红，则Fe3+全部被还原；
（3）加入FeCO3的目的是调节pH值，让Al3+以氢氧化铝沉淀而除去，Al3+发生水解，，，促使平衡正向移动，得到氢氧化铝沉淀，总反应为：；
（4）双氧水作为氧化剂，还原产物为H2O，不引入杂质，对环境无影响，故绿色氧化剂选择H2O2；
（5）当时，；
（6）据图可知，放电时Ca转化为Ca2+，发生氧化反应，所以钙电极为负极，Ca-2e-=Ca2+；Li1-xFePO4/LiFePO4电极为正极，电极上发生Li+的嵌入，，放电时正极反应与负极反应相加得到总反应方程式：。
18．(1)0.1mol
(2)64
（1）电解过程中，阳极是氯离子失去电子生成氯气(2Cl--2e-=Cl2↑)，氯气的物质的量为，则转移0.1mol电子。
（2）阴极析出金属，则金属阳离子得到电子生成金属单质，1mol X2+得到2mol电子，则反应中得到0.05mol金属单质，则金属的摩尔质量为，相对原子质量等于摩尔质量的数值，因此金属的相对原子质量为64。
19． 44.8 143
（1）电解食盐水时消耗NaCl的质量为234g，反应的氯化钠物质的量为=4mol，
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
4mol                       2mol
生成氯气的物质的量为2mol，标准状况下的体积为2mol×22.4L/mol=44.8L，
答案为：44.8；
（2）氯气通入足量石灰乳中发生反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，反应方程式为：
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；
2mol       1mol
生成次氯酸钙物质的量为1mol，则次氯酸钙质量=1mol×143g/mol=143g，
答案为：143。
20． 放热 75% 负 2CO2+8H2O+12e−=C2H4+12OH− 1.12
(1) 化学平衡常数表达式各生成物（固体除外）浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度（固体除外）的化学计量数次幂的乘积所得的比值，故某温度下某反应的化学平衡常数表达式为，故答案为：；
(2)已知① 平衡常数
② 平衡常数
③ 平衡常数
由平衡常数表达式定义可得，，，所以。再由盖斯定律得，化学方程式③=①+②则=+=，故答案为：；；
(3)由表中数据可知，随着温度的升高，平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，说明正反应为放热反应。已知在500℃时进行，起始时CO和H2O起始浓度均为0.02mol/L，设转化的CO浓度为xmol/L，列三段式为：由表中数据知500℃时平衡常数为9，则有=9，解得x=0.015，则CO的平衡转化率==75%，故答案为：放热；75%；
(4)由图可知左端CO2生成C2H4碳元素化合价降低得电子，发生还原反应，故左端电极应为该电解池的阴极，连接电源的负极，故A为电源的负极。结合图中所示pH=8(默认常温时)此时溶液显碱性，故阴极电极反应式为2CO2+8H2O+12e−=C2H4+12OH−。该电解池中氧气与电子的关系式为，故当电路中转移0.2 mol 电子时，理论上产生氧气应为0.05mol，标况下体积为0.05mol×22.4L/mol =1.12L。故答案为：负极；2CO2+8H2O+12e−=C2H4+12OH−；1.12。
21． Fe－2e-+ 2OH-= Fe(OH)2 白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色 3Fe + 4H2O(g)Fe3O4+ 4H2 在铝热剂表面加入少量KClO3，插上镁条，并将镁条点燃 1
A、D、F、H均为单质,X常温下为无色液体,B为淡黄色固体,J溶于酸得到黄色溶液.X常温下为无色液体,可确定为H2O,B为淡黄色固体,且可与水反应生成气体单质,且B为Na2O2，G为氢氧化钠溶液,F为O2；A既能与水在高温下反应生成单质D,又可做电极电解氢氧化钠溶液得到D,且E在氧气和水的作用下得到J,J溶于酸为黄色溶液,则A为铁,C为四氧化三铁,D为氢气,E为氢氧化亚铁,J为氢氧化铁；H既能与氢氧化钠溶液反应,又能与四氧化三铁反应,故为金属铝,由此可以知道I 为氧化铝,K为偏铝酸钠溶液；据以上分析进行解答。
A、D、F、H均为单质,X常温下为无色液体,B为淡黄色固体,J溶于酸得到黄色溶液.X常温下为无色液体,可确定为H2O,B为淡黄色固体,且可与水反应生成气体单质,且B为Na2O2，G为氢氧化钠溶液,F为O2；A既能与水在高温下反应生成单质D,又可做电极电解氢氧化钠溶液得到D,且E在氧气和水的作用下得到J,J溶于酸为黄色溶液,则A为铁,C为四氧化三铁,D为氢气,E为氢氧化亚铁,J为氢氧化铁；H既能与氢氧化钠溶液反应,又能与四氧化三铁反应,故为金属铝,由此可以知道I 为氧化铝,K为偏铝酸钠溶液；
(1)B为过氧化钠为离子化合物,电子式为；
答案是: ；
(2)反应(5),铁为活性电极,电解氢氧化钠溶液,在阳极铁首先放电,电极反应式为Fe－2e-+2OH-=Fe(OH)2；E+F+X→J，氢氧化亚铁不稳定,遇到氧气和水会迅速由白色变成灰绿色最终变为红褐色；
答案是: Fe－2e-+2OH-= Fe(OH)2；迅速由白色变成灰绿色最终变为红褐色；
(3)反应(1)的化学反应方程式是铁与水蒸气之间的反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为: 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；反应(4)是铝与四氧化三铁发生的铝热反应,在实验室引发反应(4)的操作是:在铝热剂上加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；
答案是: 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；在铝热剂表面加入少量KClO3，插上镁条，并将镁条点燃；
(4)反应(6)是铝和氢氧化钠溶液的反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式:
2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2+4H2O；该反应中水作氧化剂，2mol铝完全反应，转移6mol电子，消耗水6mol，现反应转移1mol电子，所以被还原的水是1mol；
答案是:1。
22． 第三周期ⅡA族 MgCl2 2NaOH+（CN）2=NaCN+NaOCN+H2O O2+2H2O+4e-=4OH- Au+2CN--e-=[Au（CN）2]- S2O32-+CN-=SCN-+SO32-
试题分析：这几种元素都是短周期元素，且为相邻主族，根据元素在周期表中的位置知，m和n位于第二周期、x和y位于第三周期，x原子核外电子数是m的2倍，y的氧化物具有两性，则y是Al元素，根据元素位置知，x是Mg元素、m是C元素、n元素N元素。
（1）元素x是Mg元素，在周期表中的位置是第三周期第IIA族，其单质可以采用电解熔融氯化镁的方法制备，故答案为三；IIA；氯化镁；
（2）气体分子（mn）2为（CN）2，电子式为，根据氯气和氢氧化钠溶液反应知，（CN）2和NaOH反应生成NaCN、NaCNO、H2O，反应方程式为2NaOH+（CN）2=NaCN+NaCNO+H2O，故答案为；2NaOH+（CN）2=NaCN+NaCNO+H2O；
（3）由4Au+8NaCN+2H2O+O2═4Na[Au（CN）2]+4NaH可知，Au元素的化合价升高，O元素的化合价降低，则正极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-，负极反应为4Au+8CN--4e-═4[Au（CN）2]-，故答案为O2+2H2O+4e-═4OH-；4Au+8CN--4e-═4[Au（CN）2]-；
（4）氰化钠中毒，可用Na2S2O3缓解，二者反应得到两种含硫元素的离子，其中一种遇到Fe3+可变为血红色，即反应生成SCN-、SO32-，离子反应为S2O32-+CN-═SCN-+SO32-，故答案为S2O32-+CN-═SCN-+SO32-。
考点：考查了元素周期律与元素周期表、氧化还原反应的相关知识。