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第四章 化学反应与电能 单元测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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这是一份第四章 化学反应与电能 单元测试题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1,共20页。
第四章 化学反应与电能 单元测试题
一、单选题
1.新型硅溴离子液体二次电池,由硅电极(Si)和卤化盐电极()构成(如下图)。下列说法错误的是
A.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子具有芳香性
B.单位质量放电效率:硅近似于锂
C.工作一段时间后,层会增厚
D.充电时,浓度会减小
2.铜锌原电池装置如图所示,下列分析不正确的是
A.使用盐桥可以清楚地揭示出电池中的化学反应
B.原电池工作时,Cu电极流出电子,发生氧化反应
C.原电池工作时,总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu
D.原电池工作一段时间,右侧容器中的溶液增重
3.我国科学家研究出一种钠离子可充电电池,该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作,工作原理示意图如下,其中—代表未参与反应的—COONa,代表未参与反应的—。下列说法错误的是
A.放电时,b极为正极
B.充电时,钠离子由b极向a极移动
C.放电时,正极发生的反应为
D.若电池充满电时a、b两极室质量相等,则放电过程中转移电子时,两极质量差为
4.目前工业废水处理备受关注。我国科研人员设计了一种通过内部物质循环处理含有机物Cm(H2O)n的废水的实验装置,其工作原理如图所示,其中双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-,并在直流电场作用下分别向两极迁移。图中·OH 表示电中性的自由基。下列说法错误的是
A.循环利用的气体X为O2
B.工作时两极区H2SO4溶液和NaOH溶液的浓度均逐渐减小
C.相同时间内,理论上生成CO2的物质的量小于生成O2的物质的量
D.工作时需向催化电极M区补充适量气体X
5.化学与科技、生活密切相关,下列说法错误的是
A.印制货币票面文字、号码等处使用含的油墨,利用了的稳定性
B.“奋斗者”号万米深潜载人舱球壳所使用的钛合金属于金属材料
C.卡塔尔世界杯用球“旅程”使用水性涂料代替有机涂料,更加环保
D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,应用的原理是牺牲阳极的阴极保护法
6.某课题组通过以下过程实现了可再生能源和的资源化利用。下列说法错误的是
A.若反应④的离子导体为NaOH溶液,则正极反应为
B.和在整个转化过程中是中间产物
C.反应②和③均存在极性键的断裂和形成
D.整个过程涉及有机物均为烃类物质
7.为节约资源,许多重要的化工产品可以进行联合生产。如氯碱工业、金属钛的冶炼工业、甲醇的合成工业可以进行联合生产。联合生产时的物质转化如下图所示:
部分反应的热化学方程式为:
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0kJ·mol-1
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.7kJ·mol-1
TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-70.0kJ·mol-1
下列关于联合生产的有关说法正确的是
A.通过电解MgCl2溶液可以实现镁的再生
B.电解饱和食盐水时,阳极附近溶液pH升高
C.还原反应时,每生成48gTi,反应共转移2mol电子
D.反应TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)在任何条件下均不能自发进行
8.双阴极微生物燃料电池处理一N废水的工作原理下图(a)所示,双阴极通过的电流相等,废水在电池中的运行模式如下图(b)所示。
下列说法正确的是
A.I室为负极区
B.Y离子交换膜为阴离子交换膜
C.Ⅲ室中除了O2→H2O,主要发生的反应为+2O2=+2H++H2O
D.生成3.5gN2,理论上需要消耗10gO2
9.一种双膜全碱性多硫化物---空气氧化还原液流电池如图所示。下列说法正确的是
A.图中电子流动方向说明图中电池处于电池放电状态
B.充电过程中,I室中的Na+数目减少
C.膜a为阴离子交换膜,膜b为阳离子交换膜
D.放电时,电势低的电极发生的电极反应为2-2e-=
10.锂离子电池具有比能量大、用途广等特点。如图为一种锂离子电池的结构示意图,电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2(x<1)。下列说法正确的是
A.充电时,a电极发生Li+脱嵌,放电时发生Li+嵌入
B.放电时电解质中Li+数目减少
C.放电时若转移0.02mol电子,电极将增重0.14g
D.充电时a极接外电源的负极
11.电化学合成具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点,利用下图所示装置可合成己二腈[NC(CH2)4CN]。充电时生成己二腈,放电时生成O2,其中a、b是互为反置的双极膜,双极膜中的H2O会解离出H+和OH-向两极移动。下列说法错误的是
A.N极的电势低于M极的电势
B.放电时,双极膜中OH-向N极移动
C.若充电时制得1molNC(CH2)4CN,则放电时需生成1molO2,才能使左室溶液恢复至初始状态
D.充电时,阴极的电极反应式为:2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN
12.镍钴锰三元材料中为主要活泼元素,镍钴锰电极材料可表示为,,通常简写为,三种元素分别显价。下列说法正确的是
A.放电时元素最先失去电子
B.在材料中,若,则
C.可从充分放电的石墨电极中回收金属锂
D.充电时,当转移电子,两极材料质量差为
13.利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是
A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能
B.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3
C.负极区,在氢化酶作用下发生反应2H++2MV+=H2+2MV2+
D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
14.锂-空气电池放电时反应为2Li+O2=Li2O2,某锂-空气电池的构造原理图如图。下列说法正确的是
A.锂作为该电池的正极
B.电子从含催化剂的多孔电极流向锂
C.可选用稀硫酸作为电解液
D.多孔材料可增大催化剂和空气的接触面积
二、非选择题
15.物质都是由微观粒子构成的,这些粒子的结合重组,是构成物质及其物质变化和能量变化的根本原因。
(1)6Li、14C、14N、7Li、23Na、16O这些微粒中,共有 种核素,互为同位素的是 。
(2)下列变化:①碘升华;②冰融化;③氯化钠溶于水;④氯化氢溶于水;⑤氢氧化钠溶于水。化学键未被破坏的是 (填序号),仅离子键被破坏的是 (填序号)。
(3)若将反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+设计成原电池装置,则负极材料为 ,离子导体为 ,正极电极反应式是 ;若反应过程中有0.2mol电子通过,则电解质溶液的质量变化为 。
(4)从能量的变化角度研究反应:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)。已知一定条件下,1mol化学键断裂时吸收的能量相关数据如下表:
化学键
H—H
O=O
H—O
能量(kJ)
436
496
463
则生成1molH2O(g)可以放出热量 kJ。
16.Ⅰ.根据化学能转化为电能的相关知识,回答下列问题:
(1)根据构成原电池的本质判断,下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母,下同)。
A. B.
C. D.
Ⅱ.铅蓄电池是常用的化学电源。
(2)铅蓄电池属于 (填“一次”或“二次”)电池。已知硫酸铅为不溶于水的白色固体,生成时附着在电极上。写出该电池放电时,正极上的电极反应式: 。
(3)甲烷(CH4)燃料电池以30%KOH溶液为电解质溶液,该燃料电池放电时负极上的电极反应式为 ;正极附近溶液的碱性 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(4)银锌电池总反应为:Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag。则该电池的正极电极反应式: 。
(5)如图为氢氧燃料电池的构造示意图。
①氧气从 (填“a”或“b”)口通入;电池工作时,OH-向 (填“X”或“Y”)极移动。
②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-,则电池工作时负极电极反应式为 。
17.、、是化工生产中的重要气体原料,它们都有一定的毒性。用氨水可NaOH溶液处理可以有效防止对空气的污染。请回答下列问题:
(1)工业上用电解饱和食盐水生产氯气,用浓氨水检验是否泄漏。
①在电解池阳极上发生的电极反应是
②电解饱和食盐水制氯气的化学反应方程式为
③已知:当测试到有少量泄漏时,可以观察到的明显现象 ,若反应中有0.08 mol的氨气被氧化,则有 mol电子发生转移。
(2)①若用热烧碱溶液吸收,反应后的混合溶液中含NaCl、NaClO和物质的量比值为n:1:1,则 。
②是形成酸雨的主要因素,工业上常利用过量氨水吸收,其发生反应的离子方程式是 。
(3)是燃油汽车尾气中的主要污染物之一,实验室可用烧碱溶液吸收和NO,(已知,),当消耗的烧碱溶液时,共吸收混合气体 L(标准状态)。
18.原电池揭示了氧化还原反应的本质是电子转移,实现了化学能转化成电能,使氧化还原反应在现代生活中获得重大应用,从而改变了人们的生活方式。某兴趣小组为探究原电池工作原理,利用金属Zn与稀H2SO4反应,通过如图所示装置A、B进行实验,实验过程中装置A内溶液的温度升高,装置B的电流计指针发生偏转。
根据所学知识,完成下列各题:
(1)装置B为原电池,则Cu作 (填“正”或“负”)极,Zn电极上的电极反应式为 。
(2)一般把金属导线称为“电子导体”,把电解质溶液称为“离子导体”。装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为 。
(3)从能量转化的角度来看,装置A中反应物的总能量 (填“高于”、“低于”或“=”)生成物的总能量;从反应速率的角度上看,可以观察到A中反应比B中 (填“快”或“慢”)。
(4)该小组同学由此得出的结论错误的是 。(多选)
A.任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池
B.装置B中Cu电极不可用碳棒代替
C.原电池的负极发生还原反应
D.原电池装置中化学能全部转化为电能
参考答案:
1.D
【详解】A.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中,连接丁基的N原子,还有一对孤对电子,如 ,和下面的双键,形成五元杂环的芳香性,故A正确;
B.Si的价电子数为4,相对原子质量为28,Li的价电子数为1,相对原子质量为7 ,单位质量放电效率:Si4/28=1/7,Li1/7=1/7,故B正确;
C.放电时,Si失去电子生成,所以层增厚,故C正确;
D.根据图示,F元素在溶液中存在,充电时,F元素进入溶液,H元素守恒,所以,所以增多,故D错误;
选D。
2.B
【分析】该原电池中锌为负极,铜为正极。
【详解】A.使用盐桥能使电池的正负极的反应分开,清楚电池中的化学反应,A正确;
B.原电池工作时,铜电极为正极,发生还原反应,B错误;
C.锌为负极,铜为正极,总反应为锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,C正确;
D.右侧溶液中铜离子得到电子生成铜,每转移2mol电子,有1mol铜析出,减少64克,有盐桥中的2mol钾离子进入溶液中,溶液质量增加78克,故溶液的质量增加78-64=14克,D正确;
故选B。
3.D
【分析】放电时,b极发生的反应为 ,反应类型为还原反应,所以b极为正极,充电时b极作阳极、a极作阴极,以此分析;
【详解】A.根据分析,放电时,b极发生的反应为 ,反应类型为还原反应,所以b极为正极,A选项正确;
B.b极放电时作正极,充电时b极作阳极、a极作阴极,由b极向a极移动,B选项正确;
C.根据分析可知,C选项正确;
D.若电池充满电时a、b两极室质量相等,根据电子转移关系可知钠离子迁移情况为,则放电过程中转移电子时,有的钠离子发生迁移,则两极质量差为,D选项错误;
故答案为:D。
4.C
【分析】从图看,催化电极M为O2结合H+发生还原反应,该极为电解池的阴极。则电极N为电解池的阳极,该极OH-优先放电得到O2。
【详解】A.M极消耗O2,而N极产生的O2可循环利用,所以X为O2,A项正确;
B.M极H+与O2结合消耗导致酸的浓度下降,同时在N极OH-被电解消耗,所以H2SO4溶液和NaOH溶液的浓度均逐渐减小,B项正确;
C.由电子得失守恒mCO2~Cm(H2O)n~mO2,即生成CO2的物质的量等于生成O2的物质的量,C项错误;
D.M极其他还原物质可能消耗O2,所以需要适量补充O2,D项正确;
故选C。
5.A
【详解】A.Fe3O4具有磁性,可将印有磁性编码的货币投入磁码识读器中辨识真伪,不是利用其稳定性,A错误;
B.钛合金是钛与其他金属制成的合金,属于金属材料,B正确;
C.有机涂料中的有机溶剂能挥发出有害物质,而水性涂料是用水作溶剂或者分散介质的涂料,相对于有机涂料更加环保,C正确;
D.镁的金属活泼性强于铁,做原电池的负极,铁作正极被保护,原理为牺牲阳极的阴极保护法,D正确;
故答案选A。
6.D
【详解】A.反应④为氢氧燃料电池的反应,若电解质溶液为NaOH,则正极反应为,A正确;
B.H2和CH3OH都是前面反应的产物,也是后面反应的反应物,在整个转化过程中是中间产物,B正确;
C.反应②和③均存在极性键的断裂和生成,如反应②存在C=O键的断裂和H-O键生成,反应③存在H-O键断裂和C=O键生成,C正确;
D.该过程中涉及有机物并不全是烃类,如CH3OH不是烃类,D错误;
故答案选D。
7.D
【详解】A.电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2,没有Mg生成,不能实现镁的再生,A不正确;
B.电解饱和食盐水时,阳极生成Cl2,阴极生成NaOH、H2等,所以阴极附近溶液pH升高,B不正确;
C.还原反应时,Ti元素的化合价由+4价降为0价,48gTi的物质的量为1mol,则反应共转移4mol电子,C不正确;
D.由反应TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-70.0kJ·mol-1和2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221.0kJ·mol-1,根据盖斯定律可得出TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+151kJ·mol-1,该反应的ΔS<0,△H>0,则在任何条件下均不能自发进行,D正确;
故选D。
8.C
【详解】A.I室发生反应,反应类型为还原反应,I室为正极区,故A错误;
B.Ⅱ室为负极区、Ⅲ室为正极区,Ⅱ室消耗阴离子,所以Y离子交换膜为阳离子交换膜,故B错误;
C.根据图示,Ⅲ室中液体运动到I室,I室硝酸根离子发生还原反应,可知Ⅲ室中生成硝酸根离子,所以除了O2→H2O,主要发生的反应为+2O2=+2H++H2O,故C正确;
D.I室发生反应,生成3.5gN2,左侧阴极转移1.25mol电子,消耗0.25mol硝酸根离子;双阴极通过的电流相等,所以右侧阴极同样转移1.25mol电子,右侧阴极反应消耗氧气的物质的量为0.3125mol,Ⅲ室发生+2O2=+2H++H2O反应生成0.25mol硝酸根离子消耗0.5mol氧气,理论上需要消耗26gO2,故D错误;
选C。
9.D
【详解】A.放电时,O2在电极B放电,电极B为正极,电子应从电极A流向电极B,A错误;
B.充电时,I室为阴极区,Na+从Ⅱ室通过膜a进入I室,故I室的Na+数目增加,B错误;
C.膜a为阳离子膜,放电过程中1室发生氧化反应,钠离子交换到2室;b为阴离子交换膜,C错误;
D.放电时,电势低的电极为负极,发生的电极反应式为2-2e-=,D正确;
故选D。
10.A
【分析】电池反应式为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2(x<1),根据图中信息得到b极为负极,a极为正极。
【详解】A.充电时,a电极为阳极,LiCoO2发生Li+脱嵌变为Li1-xCoO2,放电时a电极为正极,Li1-xCoO2发生Li+嵌入变为LiCoO2,故A正确;
B.放电时负极Li变为Li+,正极Li1-xCoO2发生Li+嵌入变为LiCoO2,因此电解质中Li+数目不变,故B错误;
C.放电时电极为负极,LixC6变为Li+,若转移0.02mol电子,电极将减轻0.14g,故C错误;
D.充电时a极为阳极,接外电源的正极,故D错误。
综上所述,答案为A。
11.C
【分析】放电时生成O2,结合图可知,N极的水失去电子发生氧化反应生成氧气,N为负极,M为正极;充电时N为阴极、M为阳极;
【详解】A.由分析可知,放电时N为负极、M为正极,充电时N为阴极、M为阳极,N极的电势低于M极的电势,A正确;
B.原电池中阴离子向负极迁移,故放电时,双极膜中OH-向N极移动,B正确;
C.充电时生成己二腈,则阴极反应为CH2=CHCN得到电子发生还原反应生成己二腈:2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN,放电时水失去电子发生氧化反应生成氧气,;根据电子守恒可知,,若充电时制得1molNC(CH2)4CN,则放电时需生成0.5molO2,才能使左室溶液恢复至初始状态,C错误;
D.由C分析可知,D正确;
故选C。
12.B
【分析】图为原电池时,A极LinC,B极Li1-nMO2,隔膜中X通过,应该为Li+,原电池中阳离子定向移动到正极,故B为正极,电极反应为;A为负极,电极反应为,电极总反应为;
【详解】A.中金属性最强的为Mn,放电时Mn元素最先失去电子,选项A错误;
B.在中,,三种元素分别显价,若x:y:z=2:3:5,根据化合价中元素正负化合价的代数和为0可得:+1(1-a)+(+20.2)+(+30.3)+(+40.5)+(-2)2=0,解得a=0.3,选项B正确;
C.B电极反应为,不能通过充分放电的石墨电极中回收金属锂,选项C错误;
D.充电时阴极发生反应nLi++C6+ne-=LinC6,当转移nmol电子时,有nmolLi+进入负极的C6材料中,故理论上负极材料增加nmolLi,质量增加7ng,阳极,质量减少7ng,故两极材料质量变化量相差为,而无法确定两极质量差,选项D错误;
答案选B。
13.C
【分析】利用原电池工作原理进行分析,负极上化合价升高,发生氧化反应,根据装置图可知,左边电极为负极,右边电极为正极,据此分析;
【详解】A.该反应中存在化合价的变化,能产生电流,工业上合成氨,需要高温、高压,本装置不需要,题中所给方法比较温和,故A说法正确;
B.根据上述分析,右边电极为正极,依据装置图可知,正极区,固氮酶作催化剂,N2→NH3,N元素化合价降低,被还原,故B说法正确;
C.左边电极为负极,根据装置图可知,在氢化酶作用下发生2MV2++H2=2MV++2H+,故C说法错误;
D.根据原电池工作原理,内电路中H+通过交换膜由负极区移向正极区,故D说法错误;
答案为C。
14.D
【分析】根据该空气电池放电时的化学方程式可知Li的化合价升高,O的化合价降低,根据原电池的工作原理可知锂为负极,含催化剂的多孔电极为正极。
【详解】A.由分析可知,锂是该电池的负极,A错误;
B.根据原电池的电子流向可知,电子从负极流向正极,所以电子从锂流向含催化剂的多孔电极,B错误;
C.稀硫酸会和Li、Li2O2反应,故不能使用稀硫酸,C错误;
D.由于材料多孔,表面积增大,与空气接触的面积增大,D正确;
故选D。
15.(1) 6 6Li和7Li
(2) ①② ③⑤
(3) 铜或Cu FeCl3溶液或其他含Fe3+的盐溶液 Fe3++e-=Fe2+或2Fe3++2e-=2Fe2+ 增加6.4g
(4)242
【详解】(1)核素是具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子,故共有6种核素。同位素是质子数相同,中子数不同的同种元素的不同原子,互为同位素的是6Li和7Li。
(2)①碘的升华,只是状态的变化,化学键未被破坏;
②冰融化,只是状态的变化,化学键未被破坏;
③氯化钠溶于水,电离出自由移动的离子,离子键被破坏;
④氯化氢溶于水,电离出自由移动的离子,共价键被破坏;
⑤氢氧化钠溶于水,离子键被破坏;
化学键未被破坏的是①②,仅离子键被破坏的是,故答案为:①②;。
(3)电池总反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,Cu失电子,做负极,离子导体为FeCl3溶液或其他含Fe3+的盐溶液,正极反应式为Fe3++e-=Fe2+或2Fe3++2e-=2Fe2+;根据2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可知,反应转移2mol电子,电解质溶液质量增加1mol×64g/mol=64g,若反应过程中有0.2mol电子通过,则电解质溶液的质量变化为6.4g。
(4)根据反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),反应的H=反应物的总键能-生成物的总键能=2×436kJ/mol+496kJ/mol-4×463kJ/mol=-484kJ/mol,则生成1molH2O(g)可以放出热量242kJ。
16.(1)D
(2) 二次 PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O
(3) CH4-8e-+10OH-=+7H2O 增强
(4)
(5) b X
【详解】(1)原电池发生的反应是氧化还原反应。
A.该反应是中和反应,反应过程中元素化合价不变,因此不属于氧化还原反应,不能构成原电池,A不符合题意;
B.该反应属于氧化还原反应,但离子方程式书写中,电子不守恒,电荷不守恒,B不符合题意;
C.该反应基本类型是化合反应,但反应反应过程中元素化合价不变,因此不属于氧化还原反应,不能构成原电池,C不符合题意;
D.该反应属于氧化还原反应,反应过程中电子守恒,元素守恒,方程式书写正确,因此能构成原电池,D符合题意;
故合理选项是D。
(2)铅蓄电池能够反复放电和充电使用,因此属于二次电池;
在铅蓄电池放电时,负极材料是Pb,Pb失去电子发生氧化反应,负极的电极反应式为:Pb-2e-+=PbSO4;正极材料是PbO2,PbO2得到电子被还原产生Pb2+结合溶液中的生成PbSO4;O2-结合H+生成H2O,则正极的电极反应式为:PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O;
(3)在甲烷燃料电池中,通入燃料甲烷的电极为负极,CH4失去电子被氧化产生的CO2与溶液中的OH-结合形成,同时产生H2O,则负极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O;
在正极上O2得到电子,与溶液中的H2O结合形成OH-,故正极附近c(OH-)增大,故正极附近溶液的碱性增强;
(4)银锌电池中,Zn为负极,失去电子发生氧化反应,Ag2O为正极,得到电子发生还原反应,正极的电极反应式为:;
(5)①根据图示可知:在X电极上有电子流出,则X电极为负极,a口通入的气体为H2;在Y电极上有电子流入,则Y电极为正极,b口通入的气体为O2。因此氧气从b口通入;电池工作时,OH-向正电荷较多的负极区移动,因此OH-向X电极移动。
②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-,则电池工作时负极上H2失去电子产生的H+结合O2-生成H2O,则负极的电极反应式为。
17.(1) 有白烟生成 0.24mol
(2) 6
(3)1.12
【详解】(1)①电解池阳极发生氧化反应,即氯离子失电子生成氯气,;②电解饱和食盐水生成氢氧化钠和氯气、氢气,即方程式为;③由已知方程式知有氯化铵固体生成,即现象有白烟生成;结合方程式2mol氨气被氧化转移6mol电子,所以当有0.08 mol的氨气被氧化,则有0.24mol电子发生转移;
(2)①由信息知生成的次氯酸钠和氯酸钠为氧化产物,氯化钠为还原产物,令生成次氯酸钠和氯酸钠物质的量之比为1mol时,共失去电子,所以该过程也要得到6mol电子,即需要生成氯化钠6mol,所以n=6;②工业上常利用过量氨水吸收,即二氧化硫少量,生成亚硫酸铵,即离子方程式为;
(3)由信息知,最终吸收的混合气体中氮原子和钠原子按物质的量之比1:1形成盐,共消耗氢氧化钠物质的量为,由氮原子守恒知混合气体总物质的量为0.05mol,即体积为=1.12L。
18.(1) 正 Zn-2e=Zn2+
(2)电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu)
(3) 高于 慢
(4)BCD
【详解】(1)由于金属活动性Zn>Cu,所以在装置B构成的原电池中Cu作正极,Zn电极是负极,失去电子变为Zn2+进入溶液,故Zn电极的反应式是: Zn-2e=Zn2+;
(2)装置B中电池工作时“电子导体”中电子的流动方向可描述为电子从负极(Zn)流出经外电路流向正极(Cu);
(3)在装置A中Zn与硫酸发生置换反应产生ZnSO4、H2,发生反应过程中会放出热量,使溶液的温度升高,说明反应物的总能量大于生成物的总能量;
B中形成原电池,反应速率加快,故从反应速率的角度上看,可以观察到A中反应比B中慢;
(4)A.构成原电池内界条件是自发的发生氧化还原反应,所以理论上,任何自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池,选项A正确;
B.装置B中Cu电极可用碳棒代替,作为正极,锌为负极,形成原电池原理不变,选项B错误;
C.原电池的负极发生失电子的氧化反应,选项C错误;
D.原电池装置中化学能主要转化为电能,也有部分转化为热能等,选项D错误;
答案选BCD。