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高中鲁科版 (2019)第2节 化学能转化为电能——电池同步训练题
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这是一份高中鲁科版 (2019)第2节 化学能转化为电能——电池同步训练题，共38页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如下图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．电池总反应为2H2+O2=2H2O
C．b极电极反应式为O2+4e-+4OH-=2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
2．碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，其结构示意图如图所示，电池总反应式为：。下列说法中不正确的是
A．电池工作时，电子转移方向是由经外电路流向
B．电池正极反应式为
C．电池工作时，不参与反应
D．电池工作时，发生氧化反应，发生还原反应
3．甲酸钠燃料电池是一种膜基碱性电池，提供电能的同时可以获得烧碱，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是
A．CEM隔膜为质子交换膜
B．甲为电池负极，电极反应为：
C．电池在工作时，乙极附近溶液增大
D．单位时间内甲极产生的与乙极消耗的物质的量之比为
4．“绿水青山就是金山银山”，利用电池原理治理各种污染是今后科研的重要课题。某微生物电池在运行时可同时实现净化有机物污水、净化含Cr2O废水(pH约为6)和淡化食盐水，其装置示意图如图。图中，D和E为阳离子交换膜或阴离子交换膜。已知Cr3+完全沉淀所需的pH为5.6。下列说法不正确的是
A．C是正极室，E为阴离子交换膜
B．X为有机物污水，Z为待淡化食盐水
C．理论上处理1ml的Cr2O的同时可脱除6ml的NaCl
D．C室的电极反应式为Cr2O+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O
5．工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制得盐酸，流程复杂且造成能量浪费，有人设想利用原电池原理直接制备盐酸，下列说法正确的是
A．假设这种想法可行，则可能在制取盐酸的同时，获取电能
B．负极材料用锌，正极材料用石墨，用氢氧化钠作电解质溶液
C．通入氢气的电极为原电池的正极
D．电解质溶液中的阴离子向通氯气的电极移动
6．某科研小组设计如图所示的原电池装置制取硫酸并处理含氯废水 []。下列有关说法正确的是
A．电极A为原电池负极，电极材料可以选用Fe
B．I区溶液中升高，II区溶液中降低
C．电极的电极反应式为
D．每消耗气体，理论上可以处理含氯废水
7．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是
A．a和b不连接时，铁片上不会有金属铜析出
B．a和b用导线连按时，负极发生的电极反应式：
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b连接时，铜片上发生氧化反应
8．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．0.5ml SF4分子中含有共用电子对数为1.5NA
B．标准状况下，4.48L C3H6和C3H8的混合气体中碳原子数为0.6NA
C．氢氧碱性燃料电池中负极有1ml气体反应时转移电子数为4NA
D．1L 0.1ml·L-1 NH4ClO4溶液中、的数目都小于0.1NA
9．原电池产生电流的本质原因是
A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子
B．用导线将两个活动性不同的电极连接
C．正极发生了氧化反应，而负极发生了还原反应
D．电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移
10．CO2辅助的Na—CO2电池工作原理如下图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池的总反应为。下列有关说法不正确的是
A．电路中每转移4ml电子，理论上要消耗67.2LCO2(标状)
B．放电时，正极反应为：
C．该电池可用硫酸溶液代替含NaClO4的有机溶液
D．放电时，ClO向b极移动
二、填空题
11．如图所示，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细 丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入 CuSO4溶液。
(1)表示氧化反应的电极反应式是 。
(2)片刻后，铁圈向 (填“上”或“下”)倾斜。
12．加快氧化还原反应速率
如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成 ，加快了反应，使产生H2的速率加快。
13．I.合金是生活中常用的材料，请回答下列问题：
(1)生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金，含碳量在2％～4.3％的称为 。不锈钢在空气中比较稳定，不易生锈，有强的抗腐蚀能力，其合金元素主要是 ；
(2)钢铁的腐蚀给社会造成的损失是巨大的，所以采取各种措施防止钢铁的腐蚀是十分必要的，请列举三种防止钢铁腐蚀的方法 ；
(3)青铜的主要合金元素为 ，黄铜的主要合金元素为 ：
(4)储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料。如镧镍合金，它吸收氢气可结合成金属氢化物，其化学式可近似地表示为（中各元素化合价均可看作是零)，它跟可组成镍氢可充电电池：
该电池放电时，负极反应是 。市面上出售的标称容量为2000 mA h的1节镍氢电池至少应含有镧镍合金 g(已知1法拉第电量为96500库仑或安培·秒)。
II.有机化合物与生活息息相关。请回答下列有关问题：
(5)棉花、蚕丝、小麦主要成分分别为 、 、 ，它们都属于天然有机高分子化合物；
(6)味精是烹饪常用的调味品，其主要成分的化学名称为 ；
(7)解热镇痛药阿司匹林主要成分的结构简式为 。
14．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)和反应时的能量变化关系如图1所示，则该反应为 反应(选填：吸热、放热)。
(2)某实验小组设计了上述图2中的三套实验装置，其中不能用来证明“和反应的能量变化情况”的是 (填序号)。
(3)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入和发生上述反应，U形管中可观察到的现象是
原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重要贡献。现有如图原电池装置，插入电解质溶液前和电极的质量相等。
(4)当图3中的电解质溶液为氯化铁时，铜片作 极，图中箭头的方向表示 (填“电子”或“电流”)的流向，铁片上发生反应的电极方程式为 .
(5)当图3中电解质溶液更换为X溶液时，两电极的质量变化曲线如图4所示：
①该电解质溶液X可以是下列中的 (填字母)。
A．稀硫酸B．溶液C．稀盐酸D．溶液
②电极的电极反应式为 ；6min时电极的质量为 g。
15．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe＋Ni2O3＋3H2O=Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，电池放电时正极的电极反应式为 。
16．依据原电池原理，回答下列问题：
如图是使用固体电解质的燃料电池，装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入和空气，其中固体电解质是掺杂了的固体，它在高温下能传导正极生成的()。
(1)c电极为 (填“正”或“负”)极。
(2)d电极上的电极反应为 。
(3)如果消耗甲烷，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为 (用表示)，需要消耗标准状况下氧气的体积为 L。
17．—次电池
(1)种类：有 电池、 电池、 电池等。
(2)碱性锌锰电池的构造：负极是 ，正极是 ，电解质是 。
18．原电池的概念
原电池是利用将 能转化为 能的装置。
19．氯化铁是常见的水处理剂，无水晶FeCl3易升华。工业上制备无水的FeCl3的一种工艺如图所示：
(1)加入吸收塔的吸收剂X应是 （填字母编号）。
a. NaOH溶液 b. 饱和食盐水 c. FeCl2溶液 d. 淀粉KI溶液
（2）取0.5mL饱和FeCl3溶液滴入50mL沸水中，得红褐色氢氧化铁胶体，则发生反应的离子方程式为 ，区分胶体和溶液的方法是 。
（3）实验室中从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的过程中，需先加入盐酸且保持过量，然后进行的操作依次为 、冷却结晶、过滤。
（4）将H2S气体通入FeCl3溶液中会出现浑浊，则其反应的离子方程式为 。
（5）铁铬氯化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如右图所示（电极材料为石墨），工作原理为：，则电池放电时，Cl-将移向 极（填“正”或“负”）。
20．火力发电
(1)火力发电原理：通过 燃烧时发生的氧化还原反应，使 能转化为 ，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动 发电。间接实现了 转化为电能。
(2)能量转换过程： 能 能 能 能。
三、实验题
21．某小组探究和的反应的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
【实验探究】
实验i：向装有0.5g的烧杯中加入20mL30%溶液，一段时间内无明显现象，10小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式： 。
【继续探究】
针对该反应速率较慢，小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
(2)实验ii中：溶液变蓝的原因是 (用离子反应方程式表示)；经检验产生的气体为氧气，产生氧气的原因是 。
(3)对比实验i和iii，为探究氨水对的还原性或氧化性的影响，该同学利用如图装置继续实验。
已知：电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。
a.K闭合时，电压为x。
b.向U型管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变。
c.继续向U型管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。
①利用电极反应解释该实验的结论： 。
②利用该方法也可证明酸性增强可提高的氧化性，与上述实验操作不同的是 。
(4)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是 。
(5)应用：分别与的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因 。
22．小组同学探究+3价铬元素和+6价铬元素的相互转化。
资料：(绿色)、(灰绿色，不溶于水)、(橙色)、(黄色)、(砖红色，难溶于水)
实验Ⅰ：向2mL0.1ml/L溶液中滴入2mL3%溶液，无明显变化，得到溶液a．取少量溶液a，加入溶液，未观察到砖红色沉淀。
实验Ⅱ：向溶液a中加入2mL10%NaOH溶液，产生少量气泡，水浴加热，有大量气泡产生，经检验气体为，溶液最终变为黄色。取少量黄色溶液，加入稀硫酸调节溶液的pH约为3，再加入溶液，有砖红色沉淀生成。
(1)实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是 。
(2)甲同学认为实验Ⅱ中溶液变黄生成的原因是将+3价铬元素氧化为，乙同学认为该说法不严谨。
①乙的理由是 。
②设计实验否定了乙的猜想， (填操作)，溶液未变成黄色。
(3)对比实验I和Ⅱ，小组同学研究碱性环境对+3价铬元素或性质的影响。
①提出假设：
假设a：碱性增强，的氧化性增强
假设b： 。
②参与的电极反应式是 ，据此分析，假设a不成立。
③设计实验证实假设b，画出实验装置图(注明试剂)并写出实验操作和现象 。
实验Ⅲ：向实验Ⅱ中的黄色溶液中加入稀硫酸，溶液变为橙色，再加入3%溶液，溶液最终变为绿色，有气泡生成。
(4)实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色的离子方程式是 。
(5)综上，在+3价铬元素和+6价铬元素相互转化中的作用是 。
23．某实验小组对分别与、的反应进行探究。
【甲同学的实验】
(1)配制溶液，将溶于浓盐酸再稀释至指定浓度。用化学语言说明浓盐酸作用： 。
(2)甲同学探究实验Ⅰ的电极产物。
①取少量溶液电极附近的混合液，加入 ，产生白色沉淀，证明产生了。
②该同学又设计实验探究另一电极的产物离子，其实验方案为 。
(3)实验Ⅰ中负极的电极反应式为 。
【乙同学的实验】
乙同学进一步探究溶液与溶液能否发生反应，设计、完成实验并记录如下：
(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，用离子方程式②表示可能的原因。
①；② 。
(5)查阅资料：溶液中、、三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化：
解释30min后上层溶液又变为浅红色的可能原因： 。
【实验反思】
(6)对比Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ，能否与或发生氧化还原反应，可能和 有关(至少写出一条)。
装置
序号
试剂a
现象
ii
20mL30%与4mL
5ml/L混合液
表面很快生产少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
iii
20mL30%与4mL
5ml/L氨水混合液
溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，表面有少量蓝色不溶物
装置
编号
试剂X
实验现象
Ⅰ
溶液()
闭合开关后灵敏电流计指针发生偏转
Ⅱ
溶液()
闭合开关后灵敏电流计指针未发生偏转
装置
编号
反应时间
实验现象
Ⅲ
0-1min
产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出
1~30min
沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色
30min后
与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色
参考答案：
1．C
【分析】该装置为氢氧燃料电池，总反应为2H2+O2=2H2O，通氢气的一极为负极，发生氧化反应，通氧气的一极为正极，发生还原反应，结合碱性环境书写电极反应式，据此分析解答。
【详解】A．a极通入H2，为负极，电极反应为H2+2OH--2e-=2H2O，发生的是氧化反应，故A正确；
B．正负极的电极反应式相加可得电池总反应为2H2+O2=2H2O，故B正确；
C．b极通入O2，为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O =4OH-，故C错误；
D．氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，是一种具有应用前景的绿色电源，故D正确；
答案选C。
2．C
【详解】A．失电子的一极是负极，电子从负极流向正极，负极是金属锌失电子，电子转移方向是由Zn经外电路流向MnO2，故A正确；
B．正极上得电子，发生还原反应，所以正极的电极反应式为：，故B正确；
C．电池工作时，KOH电离出离子，增大溶液的导电性，KOH不参与反应，但是能提高溶液的导电性，故C错误；
D．负极上锌失电子，Zn发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应，则MnO2发生还原反应，故D正确；
故选：C。
3．C
【详解】A．该装置同时可以获得烧碱，则钠离子应与氢氧根离子结合，若为质子交换膜(只允许氢离子自由通过)，则钠离子与正极生成的氢氧根离子不能接触，无法得到NaOH，故A错误；
B．由装置信息可知乙电极上氧气得电子，则甲电极上HCOONa失电子生成碳酸，电极反应为：，故B错误；
C．电池在工作时，乙极发生反应：，电极附近溶液氢氧根离子浓度增大，pH增大，故C正确；
D．由电极反应可知转移4ml电子正极消耗1ml氧气，负极生成2ml碳酸，则单位时间内甲极产生的与乙极消耗的物质的量之比为，故D错误；
故选：C。
4．A
【分析】根据装置中电子的流向可知，该原电池中C室为正极区，Cr2O离子在C室发生得电子的还原反应转化为Cr(OH)3沉淀，电极反应式为Cr2O+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O，装置A室是负极区，负极上有机物失电子发生氧化反应，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以X为有机物污水，Y为含Cr2O废水，据此分析解答。
【详解】A．该原电池中碳布电极为正极，放电时阳离子移向正极，阴离子移向负极，为了淡化食盐水，则Na+移向C室，Cl-移向A室，所以E为阳离子交换膜，故A错误；
B．该原电池中碳布电极为正极，含Cr2O废水在正极区发生得电子的还原反应，含有机物污水在负极区发生失电子的氧化反应，所以X为有机物污水，Y为含Cr2O废水，Na+移向C室，Cl-移向A室，Z为待淡化食盐水，故B正确；
C．该原电池正极电极反应式为Cr2O+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O，则理论上处理1ml的Cr2O的同时转移电子6ml，即Na+、Cl-分别定向移动6ml，即可脱除6ml的NaCl，故C正确；
D．该原电池中C室为正极区，Cr2O离子在C室发生得电子的还原反应转化为Cr(OH)3沉淀，电极反应式为Cr2O+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O，故D正确；
故选A。
5．A
【分析】由H2+Cl2=2HCl，负极为氢气失电子生成氢离子，正极为氯气得电子生成氯离子。
【详解】A．假设这种想法可行，则将化学能转化为电能，所以可能在制取盐酸的同时，获取电能，故A正确；
B．用氢氧化钠作电解质，负极Zn、通入的Cl2以及可能的HCl都能和氢氧化钠直接反应，故B错误；
C．由H2+Cl2=2HCl，通入氢气的一极失电子生成氢离子，发生氧化反应，该电极为负极，故C错误；
D．通入氢气的电极为负极，通入氯气的电极为正极，电解质溶液中的阴离子向通入氢气的负极移动，故D错误；
故答案为A。
6．D
【详解】A．Fe会在负极失去电子，无法制取硫酸，负极是SO2失去电子生成较浓的硫酸，故A错误；
B．I区SO2失去电子生成较浓的硫酸，溶液中升高，B电极Fe3++e-=Fe2+，有H+穿过质子交换膜进入II区，II区溶液中升高，故B错误；
C．电荷不守恒，电极的电极反应式为，故C错误；
D．根据电极方程式每消耗气体，转移电子数为1ml，B极Fe3++e-=Fe2+，转移1ml电子产生1mlFe2+，，可以反应0.25ml ，，故D正确；
故答案为D。
7．C
【详解】A．a、b不连接，没有形成闭合回路，不是原电池装置，因此在铁棒上发生置换反应，铁片上有金属铜析出，故A错误；
B．用导线连接a、b时，形成闭合回路，构成原电池装置，铁比铜活泼，铁作负极，发生的电极反应为，故B错误；
C．根据选项A、B的分析，铁片都会溶解，溶液均从蓝色逐渐变为浅绿色，故C正确；
D．a和b连接时，铜片为正极，根据正极反应式，正极上发生还原反应，故D错误；
故选C。
8．B
【详解】A．SF4分子中含有共用电子对数为4，则0.5ml SF4分子中含有共用电子对数为2NA，A项错误；
B．标准状况下，4.48L C3H6和C3H8的混合气体中，C3H6和C3H8的总物质的量为，C3H6分子中含有3个碳原子，C3H8分子中含有3个碳原子，则0.2ml C3H6和C3H8的混合气体中碳原子数为0.6NA，B项正确；
C．氢氧碱性燃料电池中负极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，负极有1ml气体反应时转移电子数为2NA，C项错误；
D．在水溶液中会发生水解，而不会水解，则1L 0.1ml·L-1 NH4ClO4溶液中的数目小于0.1NA，的数目等于0.1NA，D项错误；
答案选B。
9．D
【分析】
【详解】A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子，是构成原电池的一个要素；电子的定向移动产生电流，原电池产生电流的本质原因是在电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移，故A错误；
B．用导线将两个活动性不同的电极连接，是构成原电池的一个要素，原电池产生电流的本质原因是在电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移，故B错误；
C．原电池正极发生还原反应，负极发生了氧化反应，故C错误；
D．电子的定向移动产生电流，原电池产生电流的本质原因是在电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移，故D正确；
故选D。
10．C
【分析】由图可知，Na为负极，电极反应为Na-e-=Na+，多孔镍电极为正极，电极反应为。
【详解】A．根据分析，正极反应为，每转移4ml电子，消耗CO23ml，标况下的体积为3ml×22.4L/ml=67.2L，A正确；
B．放电时，正极的CO2得电子，根据分析，正极反应为，B正确；
C．该电池的负极为金属Na，Na与硫酸溶液反应，因此不能用硫酸溶液代替含NaClO4的有机溶液，C错误；
D．原电池中，阴离子向负极移动，b为负极，因此ClO向b极移动，D正确；
故选C。
11．(1)Fe-2e-=Fe2+
(2)上
【详解】（1）铁圈和银圈连接，滴入硫酸铜，该装置构成了原电池，较活泼的金属作负极，发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
（2）铁圈作负极，发生氧化反应生成亚铁离子，铁圈质量减少，银圈作正极，发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，铜在银圈上析出，银圈质量增加，所以铁圈向上倾斜。
12．原电池
【详解】原电池的形成可以加快氧化还原反应的速率；粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成原电池，加快了反应，使产生H2的速率加快。
13．(1) 生铁 铬和镍
(2)在钢铁的表面喷涂油漆；在钢铁的表面镀上铬、锌等金属；对钢铁的表面进行发蓝处理；在钢铁器件上附着一种更易失电子的金属和合金
(3) Sn Zn
(4) 5.4
(5) 纤维素 蛋白质 淀粉
(6)谷氨酸单钠盐（或2-氨基戊二酸单钠盐）
(7)
【分析】（1）生铁的含碳量为2%-4.3%；不锈钢中添加的主要合金元素是镍和铬；
（2）从电化学角度或者改变金属内部结构或者电镀角度分析；
（3）青铜是铜锡合金，黄铜是铜锌合金；
（4）此电池放电时的反应为LaNi5H6+6NiOH=LaNi5+6Ni（OH）2，正极反应为6NiOOH+6e-=6Ni（OH）2+6OH-，负极反应为 LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O；
（5）棉花主要成分纤维素，蚕丝主要成分蛋白质，小麦主要成分是淀粉；
（6）味精主要成分是谷氨酸单钠盐；
（7）阿司匹林主要成分是复方乙酰水杨酸片；
【详解】（1）生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金，含碳量在2％～4.3％的称为生铁。不锈钢在空气中比较稳定，不易生锈，有强的抗腐蚀能力，其合金元素主要是镍和铬；
（2）防止钢铁的腐蚀是十分必要的，从电化学角度或者改变金属内部结构或者电镀角度分析，例如在钢铁的表面镀上铬、锌等金属；对钢铁的表面进行发蓝处理；在钢铁器件上附着一种更易失电子的金属和合金；
（3）青铜是铜锡合金，黄铜是铜锌合金
（4）此电池放电时的反应为LaNi5H6+6NiOH=LaNi5+6Ni（OH）2，该电池放电时，负极升失氧，反应是LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O；=5.4g
（5）棉花、蚕丝、小麦主要成分分别为纤维素、蛋白质、淀粉，它们都属于天然有机高分子化合物；
（6）味精主要成分是谷氨酸单钠盐谷氨酸单钠盐（或2-氨基戊二酸单钠盐）；
（7）解热镇痛药阿司匹林主要成分是复方乙酰水杨酸片，结构简式为 ；
14．(1)吸热
(2)III
(3)左边液柱升高，右边液柱降低
(4) 正 电流
(5) B 9.2
【解析】（1）
由图1可知生成物的总能量大于反应物的总能量，该反应为吸热反应。
（2）
研究反应能量变化，应在密闭体系中进行实验。该反应吸热使环境温度降低，气体压强变小，气体体积缩小，装置Ⅰ、Ⅱ能观察到液柱被倒吸的现象，而装置Ⅲ是敞开体系，空气能进入，装置中气体压强不变，液柱不会被倒吸的，没有明显现象，所以装置Ⅲ不能用来证明“和反应的能量变化情况”。
（3）
反应吸热使环境温度降低，气体压强变小，在大气压强的作用下，装置Ⅰ的U型管左端液面上升，右端液面下降。
（4）
、、溶液组成的原电池，为负极失电子，为正极，电子由电极通过导线流向电极，电流方向相反，所以图3中箭头的方向为电流的方向，总反应为：，负极方程式为。
（5）
①图4中电极质量减少，说明溶解，为负极；电极质量增加，说明溶液中的得电子变为而附着在电极上，符合题意的电是溶液；
②总反应为：，电极的电极反应式为；6min时溶解了2.8g，即0.5ml，电极析出的质量为，电极总重量为。
15．Ni2O3＋2e-＋3H2O=2Ni(OH)2＋2OH-
【详解】Fe＋Ni2O3＋3H2O=Fe(OH)2＋2Ni(OH)2反应前后Ni元素化合价由＋3价(Ni2O3)降低到＋2价[Ni(OH)2]，故Ni2O3是氧化剂，Ni(OH)2是还原产物。原电池正极发生还原反应，所以该电池放电时正极的电极反应式为Ni2O3＋2e-＋3H2O=2Ni(OH)2＋2OH-。
16．(1)正
(2)
(3) 448
【详解】（1）电流从正极流向负极，则c为正极，d为负极；
（2）d电极为电池负极，d极上甲烷失电子发生氧化反应，电极反应为：；
（3）负极上电极反应式为：，正极上电极反应式为：，在得失电子相等的条件下，将电极反应式相加即得电池反应式，所以电池反应离子方程式为:，反应中1ml甲烷反应电子转移8ml，如果消耗甲烷160g，物质的量为 ，消耗氧气20ml，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为80NA，需要消耗标准状况下氧气的体积为20ml×22.4L/ml= 448L
17．(1) 普通锌锰 碱性锌锰 锌银
(2) Zn KOH
【解析】略
18． 化学 电
【详解】原电池是利用将化学能转化为电能的装置。
19． c Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体) +3H+ 丁达尔效应 蒸发浓缩（或加热蒸发） H2S+ 2Fe3+== 2Fe2++ S↓+2H+ 负
【详解】（1）工业上制备无水的FeCl3的一种工艺流程图可知：反应炉中排出的尾气是反应剩余的Cl2，与吸收剂X在吸收塔中反应生成FeCl3，则吸收剂应是FeCl2，故选C；（2）取0.5mL饱和FeCl3溶液滴入50mL沸水中，FeCl3发生水解，得红褐色氢氧化铁胶体，则发生反应的离子方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体) +3H+ ；区分胶体和溶液的方法是丁达尔效应；（3）实验室中从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的过程中，为抑制Fe3＋ 的水解，需先加入盐酸且保持过量，然后进行的操作依次为蒸发浓缩（或加热蒸发）、冷却结晶、过滤。（4）将H2S气体通入FeCl3溶液中会出现浑浊，Fe3＋ 将S2― 氧化生成S单质，是淡黄色固体，则其反应的离子方程式为H2S+ 2Fe3+== 2Fe2++ S↓+2H+ ；（5）原电池工作时，阴离子移向负极。
点睛：本题以工业上制备无水的FeCl3流程为载体考查胶体、盐水解、实验基本操作、Fe3＋ 的氧化性、电化学知识，同时考查学生的分析问题解决问题的能力。考查的知识比校基础，覆盖面广。
20．(1) 煤炭 化学能 热能 发电机 化学能
(2) 化学能 热能 机械能 电能
【详解】（1）火力发电是通过煤炭燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。间接实现了化学能转化为电能。
（2）煤炭燃烧时发生的氧化还原反应同时放出热量，使化学能能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电，使热能转化为机械能，发电机发电，使机械能转化为电能。最终间接实现了化学能转化为电能，所以能量的转化形式为：化学能热能机械能电能。
21．(1)
(2) 产生的铜离子催化了过氧化氢分解
(3) 加入氨水，氨水与形成，使减小，提高了的还原性 向U型管右侧溶液中滴加硫酸
(4)在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强
(5)溶解度，、、均可使氧化反应中的降低，提高的还原性，其中只有能使的还原性提高到能将还原
【分析】根据实验现象可知和可反应生成氢氧化铜，为进一步探究反应原理，分别向反应中加入了5ml/L和5ml/L氨水，对比实验分析反应原理和双氧水生成氧气的原因。同时利用电化学原理探究氨水对的还原性或氧化性的影响，通过在电极两侧分别加入氨水观察电压的变化，分析物质氧化性和还原性变化的规律以及应用。
【详解】（1）向装有0.5g的烧杯中加入20mL30%溶液，，一段时间后Cu表面出现少量蓝色固体，说明有氢氧化铜生成，故可推测Cu和H2O2反应生成氢氧化铜，反应方程式为；
故答案为：。
（2）实验ii中溶液变蓝，说明Cu与在酸性条件下可以发生反应，生成Cu2+，反应的离子方程式为；经检验，产生的气体为氧气，说明过氧化氢大量分解，而溶液反应生成的Cu2+有催化作用，可以催化双氧水分解，产生大量气泡；
故答案为：；产生的铜离子催化了过氧化氢分解。
（3）向U型管双氧水一侧加入氨水，电压未变化，说明在双氧水中加入氨水不会影响双氧水氧化性的强弱，而向U型管硫酸铜一侧加入氨水，氨水可以和Cu2+发生反应生成四氨合铜离子，这时电压发生了变化，说明氨水的加入使减小，提高了的还原性；证明酸性增强可提高的氧化性时，可向U型管右侧溶液中滴加硫酸，观察电压变化；
故答案为：加入氨水，氨水与形成，使减小，提高了的还原性；向U型管右侧溶液中滴加硫酸。
（4）根据以上实验，可得出结论：在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强；
故答案为：在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强。
（5）分别与的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合时，，、、均可使降低，提高的还原性，而其中只有能使的还原性提高到能将还原，所以只与氢碘酸发生置换反应；
故答案为：溶解度，、、均可使氧化反应中的降低，提高的还原性，其中只有能使的还原性提高到能将还原。
22．(1)使H2SO4与OH-反应，排除OH-与Ag+结合为AgOH对检验的干扰
(2) 氧气可以将+3价Cr氧化为 向2 ml 0.1 ml/L Cr2(SO4)3溶液中加入2 mL 10% NaOH溶液，通入O2， 水浴加热
(3) 碱性增强，+3价铬元素的还原性增强 H2O2+2e-=2OH- ；组装好装置。开始时电流计指针不偏转，向左池中加入较浓NaOH溶液，左池有灰绿色沉淀生成，指针偏转显示电子从左向右运动
(4)Cr2O+8H++3H2O2=2Cr3++3O2↑+7H2O
(5)在碱性条件下，作氧化剂，将+3价铬元素氧化为+6价；在酸性条件下，作还原剂，将+6价铬元素还原为+3价
【详解】（1）含NaOH的溶液显碱性，而氢氧根离子和银离子会反应，则实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是使H2SO4与OH-反应，排除OH-与Ag+结合为AgOH对检验的干扰；
（2）①氧气也具有氧化性，也可以将+3价Cr氧化为，则乙的理由是氧气可以将+3价Cr氧化为。
②向2 ml 0.1 ml/L Cr2(SO4)3溶液中加入2 mL 10% NaOH溶液，通入O2， 水浴加热，溶液未变成黄色， 则氧气不能氧化+3价Cr；
（3）①结合溶液中成分Cr3+、H2O2提出假设：假设a：碱性增强，的氧化性增强；
假设b：碱性增强，+3价铬元素的还原性增强；
②结合假设a，H2O2氧化性增强，则O元素化合价降低，则H2O2得到电子转化为氢氧根离子，则参与的电极反应式是H2O2+2e-=2OH-，加入硝酸银，应该生成银的不溶物，据此分析，假设a不成立；
③可以通过原电池原理进行验证，实验装置如图： ；实验操作和现象为：组装好装置。开始时电流计指针不偏转，向左池中加入较浓NaOH溶液，左池有灰绿色沉淀生成，指针偏转显示电子从左向右运动；
（4）实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色为Cr2O在酸性条件下被H2O2还原为Cr3+，离子方程式Cr2O+8H++3H2O2=2Cr3++3O2↑+7H2O；
（5）综上，在+3价铬元素和+6价铬元素相互转化中的作用是在碱性条件下，作氧化剂，将+3价铬元素氧化为+6价；在酸性条件下，作还原剂，将+6价铬元素还原为+3价。
23．(1)，盐酸抑制氯化铁水解
(2) 足量盐酸和溶液 取少量溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了
(3)或者
(4)
(5)反应后的被空气氧化为，过量的电离提供，溶液中、、三种微粒会继续反应形成红色配合物
(6)溶液不同、、溶液中浓度不同(或与不同，或与的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物
【详解】（1）配制溶液，将溶于浓盐酸再稀释至指定浓度，铁离子会发生水解生成氢氧化铁和氢离子，加入浓盐酸，抑制铁离子水解即，盐酸抑制氯化铁水解；故答案为：，盐酸抑制氯化铁水解。
（2）甲同学探究实验Ⅰ的电极产物。
①检验硫酸根主要是向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若有白色沉淀，则含有硫酸根离子，因此取少量溶液电极附近的混合液，加入足量盐酸和溶液，产生白色沉淀，证明产生了；故答案为：足量盐酸和溶液。
②该同学又设计实验探究另一电极的产物离子，另一个电极中生成了亚铁离子，常用铁氰化钾溶液检验，因此其实验方案为取少量溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了；故答案为：取少量溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了。
（3）实验Ⅰ中负极是亚硫酸根失去电子变为硫酸根，其电极反应式为或者；故答案为：或者。
（4）乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，可能是铁离子和亚硫酸根反应生成氢氧化铁和二氧化硫气体，也可能是pH约为1的酸性条件与亚硫酸根反应生成二氧化硫和水，用离子方程式②表示可能的原因是；故答案为：。
（5）根据资料分析1~30min，沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色，说明溶液变为亚铁离子，30min后上层溶液又变为浅红色的可能是反应后的被空气氧化为，过量的电离提供，溶液中、、三种微粒会继续反应形成红色配合物；故答案为：反应后的被空气氧化为，过量的电离提供，溶液中、、三种微粒会继续反应形成红色配合物。
（6）对比Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ，能否与或发生氧化还原反应，可能是溶液不同、、溶液中浓度不同(或与不同，或与的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物；故答案为：溶液不同、、溶液中浓度不同(或与不同，或与的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物。
一、单选题
1．燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如下图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是
A．a极是负极，该电极上发生氧化反应
B．电池总反应为2H2+O2=2H2O
C．b极电极反应式为O2+4e-+4OH-=2H2O
D．氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
2．碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，其结构示意图如图所示，电池总反应式为：。下列说法中不正确的是
A．电池工作时，电子转移方向是由经外电路流向
B．电池正极反应式为
C．电池工作时，不参与反应
D．电池工作时，发生氧化反应，发生还原反应
3．甲酸钠燃料电池是一种膜基碱性电池，提供电能的同时可以获得烧碱，其工作原理如图所示，下列有关说法正确的是
A．CEM隔膜为质子交换膜
B．甲为电池负极，电极反应为：
C．电池在工作时，乙极附近溶液增大
D．单位时间内甲极产生的与乙极消耗的物质的量之比为
4．“绿水青山就是金山银山”，利用电池原理治理各种污染是今后科研的重要课题。某微生物电池在运行时可同时实现净化有机物污水、净化含Cr2O废水(pH约为6)和淡化食盐水，其装置示意图如图。图中，D和E为阳离子交换膜或阴离子交换膜。已知Cr3+完全沉淀所需的pH为5.6。下列说法不正确的是
A．C是正极室，E为阴离子交换膜
B．X为有机物污水，Z为待淡化食盐水
C．理论上处理1ml的Cr2O的同时可脱除6ml的NaCl
D．C室的电极反应式为Cr2O+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O
5．工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制得盐酸，流程复杂且造成能量浪费，有人设想利用原电池原理直接制备盐酸，下列说法正确的是
A．假设这种想法可行，则可能在制取盐酸的同时，获取电能
B．负极材料用锌，正极材料用石墨，用氢氧化钠作电解质溶液
C．通入氢气的电极为原电池的正极
D．电解质溶液中的阴离子向通氯气的电极移动
6．某科研小组设计如图所示的原电池装置制取硫酸并处理含氯废水 []。下列有关说法正确的是
A．电极A为原电池负极，电极材料可以选用Fe
B．I区溶液中升高，II区溶液中降低
C．电极的电极反应式为
D．每消耗气体，理论上可以处理含氯废水
7．某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述正确的是
A．a和b不连接时，铁片上不会有金属铜析出
B．a和b用导线连按时，负极发生的电极反应式：
C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D．a和b连接时，铜片上发生氧化反应
8．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．0.5ml SF4分子中含有共用电子对数为1.5NA
B．标准状况下，4.48L C3H6和C3H8的混合气体中碳原子数为0.6NA
C．氢氧碱性燃料电池中负极有1ml气体反应时转移电子数为4NA
D．1L 0.1ml·L-1 NH4ClO4溶液中、的数目都小于0.1NA
9．原电池产生电流的本质原因是
A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子
B．用导线将两个活动性不同的电极连接
C．正极发生了氧化反应，而负极发生了还原反应
D．电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移
10．CO2辅助的Na—CO2电池工作原理如下图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池的总反应为。下列有关说法不正确的是
A．电路中每转移4ml电子，理论上要消耗67.2LCO2(标状)
B．放电时，正极反应为：
C．该电池可用硫酸溶液代替含NaClO4的有机溶液
D．放电时，ClO向b极移动
二、填空题
11．如图所示，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细 丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入 CuSO4溶液。
(1)表示氧化反应的电极反应式是 。
(2)片刻后，铁圈向 (填“上”或“下”)倾斜。
12．加快氧化还原反应速率
如实验室用Zn和稀H2SO4(或稀HCl)反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成 ，加快了反应，使产生H2的速率加快。
13．I.合金是生活中常用的材料，请回答下列问题：
(1)生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金，含碳量在2％～4.3％的称为 。不锈钢在空气中比较稳定，不易生锈，有强的抗腐蚀能力，其合金元素主要是 ；
(2)钢铁的腐蚀给社会造成的损失是巨大的，所以采取各种措施防止钢铁的腐蚀是十分必要的，请列举三种防止钢铁腐蚀的方法 ；
(3)青铜的主要合金元素为 ，黄铜的主要合金元素为 ：
(4)储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料。如镧镍合金，它吸收氢气可结合成金属氢化物，其化学式可近似地表示为（中各元素化合价均可看作是零)，它跟可组成镍氢可充电电池：
该电池放电时，负极反应是 。市面上出售的标称容量为2000 mA h的1节镍氢电池至少应含有镧镍合金 g(已知1法拉第电量为96500库仑或安培·秒)。
II.有机化合物与生活息息相关。请回答下列有关问题：
(5)棉花、蚕丝、小麦主要成分分别为 、 、 ，它们都属于天然有机高分子化合物；
(6)味精是烹饪常用的调味品，其主要成分的化学名称为 ；
(7)解热镇痛药阿司匹林主要成分的结构简式为 。
14．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。
(1)和反应时的能量变化关系如图1所示，则该反应为 反应(选填：吸热、放热)。
(2)某实验小组设计了上述图2中的三套实验装置，其中不能用来证明“和反应的能量变化情况”的是 (填序号)。
(3)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管里加入和发生上述反应，U形管中可观察到的现象是
原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重要贡献。现有如图原电池装置，插入电解质溶液前和电极的质量相等。
(4)当图3中的电解质溶液为氯化铁时，铜片作 极，图中箭头的方向表示 (填“电子”或“电流”)的流向，铁片上发生反应的电极方程式为 .
(5)当图3中电解质溶液更换为X溶液时，两电极的质量变化曲线如图4所示：
①该电解质溶液X可以是下列中的 (填字母)。
A．稀硫酸B．溶液C．稀盐酸D．溶液
②电极的电极反应式为 ；6min时电极的质量为 g。
15．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe＋Ni2O3＋3H2O=Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，电池放电时正极的电极反应式为 。
16．依据原电池原理，回答下列问题：
如图是使用固体电解质的燃料电池，装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入和空气，其中固体电解质是掺杂了的固体，它在高温下能传导正极生成的()。
(1)c电极为 (填“正”或“负”)极。
(2)d电极上的电极反应为 。
(3)如果消耗甲烷，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为 (用表示)，需要消耗标准状况下氧气的体积为 L。
17．—次电池
(1)种类：有 电池、 电池、 电池等。
(2)碱性锌锰电池的构造：负极是 ，正极是 ，电解质是 。
18．原电池的概念
原电池是利用将 能转化为 能的装置。
19．氯化铁是常见的水处理剂，无水晶FeCl3易升华。工业上制备无水的FeCl3的一种工艺如图所示：
(1)加入吸收塔的吸收剂X应是 （填字母编号）。
a. NaOH溶液 b. 饱和食盐水 c. FeCl2溶液 d. 淀粉KI溶液
（2）取0.5mL饱和FeCl3溶液滴入50mL沸水中，得红褐色氢氧化铁胶体，则发生反应的离子方程式为 ，区分胶体和溶液的方法是 。
（3）实验室中从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的过程中，需先加入盐酸且保持过量，然后进行的操作依次为 、冷却结晶、过滤。
（4）将H2S气体通入FeCl3溶液中会出现浑浊，则其反应的离子方程式为 。
（5）铁铬氯化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如右图所示（电极材料为石墨），工作原理为：，则电池放电时，Cl-将移向 极（填“正”或“负”）。
20．火力发电
(1)火力发电原理：通过 燃烧时发生的氧化还原反应，使 能转化为 ，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动 发电。间接实现了 转化为电能。
(2)能量转换过程： 能 能 能 能。
三、实验题
21．某小组探究和的反应的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
【实验探究】
实验i：向装有0.5g的烧杯中加入20mL30%溶液，一段时间内无明显现象，10小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式： 。
【继续探究】
针对该反应速率较慢，小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
(2)实验ii中：溶液变蓝的原因是 (用离子反应方程式表示)；经检验产生的气体为氧气，产生氧气的原因是 。
(3)对比实验i和iii，为探究氨水对的还原性或氧化性的影响，该同学利用如图装置继续实验。
已知：电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。
a.K闭合时，电压为x。
b.向U型管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变。
c.继续向U型管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。
①利用电极反应解释该实验的结论： 。
②利用该方法也可证明酸性增强可提高的氧化性，与上述实验操作不同的是 。
(4)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是 。
(5)应用：分别与的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因 。
22．小组同学探究+3价铬元素和+6价铬元素的相互转化。
资料：(绿色)、(灰绿色，不溶于水)、(橙色)、(黄色)、(砖红色，难溶于水)
实验Ⅰ：向2mL0.1ml/L溶液中滴入2mL3%溶液，无明显变化，得到溶液a．取少量溶液a，加入溶液，未观察到砖红色沉淀。
实验Ⅱ：向溶液a中加入2mL10%NaOH溶液，产生少量气泡，水浴加热，有大量气泡产生，经检验气体为，溶液最终变为黄色。取少量黄色溶液，加入稀硫酸调节溶液的pH约为3，再加入溶液，有砖红色沉淀生成。
(1)实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是 。
(2)甲同学认为实验Ⅱ中溶液变黄生成的原因是将+3价铬元素氧化为，乙同学认为该说法不严谨。
①乙的理由是 。
②设计实验否定了乙的猜想， (填操作)，溶液未变成黄色。
(3)对比实验I和Ⅱ，小组同学研究碱性环境对+3价铬元素或性质的影响。
①提出假设：
假设a：碱性增强，的氧化性增强
假设b： 。
②参与的电极反应式是 ，据此分析，假设a不成立。
③设计实验证实假设b，画出实验装置图(注明试剂)并写出实验操作和现象 。
实验Ⅲ：向实验Ⅱ中的黄色溶液中加入稀硫酸，溶液变为橙色，再加入3%溶液，溶液最终变为绿色，有气泡生成。
(4)实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色的离子方程式是 。
(5)综上，在+3价铬元素和+6价铬元素相互转化中的作用是 。
23．某实验小组对分别与、的反应进行探究。
【甲同学的实验】
(1)配制溶液，将溶于浓盐酸再稀释至指定浓度。用化学语言说明浓盐酸作用： 。
(2)甲同学探究实验Ⅰ的电极产物。
①取少量溶液电极附近的混合液，加入 ，产生白色沉淀，证明产生了。
②该同学又设计实验探究另一电极的产物离子，其实验方案为 。
(3)实验Ⅰ中负极的电极反应式为 。
【乙同学的实验】
乙同学进一步探究溶液与溶液能否发生反应，设计、完成实验并记录如下：
(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，用离子方程式②表示可能的原因。
①；② 。
(5)查阅资料：溶液中、、三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化：
解释30min后上层溶液又变为浅红色的可能原因： 。
【实验反思】
(6)对比Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ，能否与或发生氧化还原反应，可能和 有关(至少写出一条)。
装置
序号
试剂a
现象
ii
20mL30%与4mL
5ml/L混合液
表面很快生产少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
iii
20mL30%与4mL
5ml/L氨水混合液
溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，表面有少量蓝色不溶物
装置
编号
试剂X
实验现象
Ⅰ
溶液()
闭合开关后灵敏电流计指针发生偏转
Ⅱ
溶液()
闭合开关后灵敏电流计指针未发生偏转
装置
编号
反应时间
实验现象
Ⅲ
0-1min
产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出
1~30min
沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色
30min后
与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色
参考答案：
1．C
【分析】该装置为氢氧燃料电池，总反应为2H2+O2=2H2O，通氢气的一极为负极，发生氧化反应，通氧气的一极为正极，发生还原反应，结合碱性环境书写电极反应式，据此分析解答。
【详解】A．a极通入H2，为负极，电极反应为H2+2OH--2e-=2H2O，发生的是氧化反应，故A正确；
B．正负极的电极反应式相加可得电池总反应为2H2+O2=2H2O，故B正确；
C．b极通入O2，为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O =4OH-，故C错误；
D．氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，是一种具有应用前景的绿色电源，故D正确；
答案选C。
2．C
【详解】A．失电子的一极是负极，电子从负极流向正极，负极是金属锌失电子，电子转移方向是由Zn经外电路流向MnO2，故A正确；
B．正极上得电子，发生还原反应，所以正极的电极反应式为：，故B正确；
C．电池工作时，KOH电离出离子，增大溶液的导电性，KOH不参与反应，但是能提高溶液的导电性，故C错误；
D．负极上锌失电子，Zn发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应，则MnO2发生还原反应，故D正确；
故选：C。
3．C
【详解】A．该装置同时可以获得烧碱，则钠离子应与氢氧根离子结合，若为质子交换膜(只允许氢离子自由通过)，则钠离子与正极生成的氢氧根离子不能接触，无法得到NaOH，故A错误；
B．由装置信息可知乙电极上氧气得电子，则甲电极上HCOONa失电子生成碳酸，电极反应为：，故B错误；
C．电池在工作时，乙极发生反应：，电极附近溶液氢氧根离子浓度增大，pH增大，故C正确；
D．由电极反应可知转移4ml电子正极消耗1ml氧气，负极生成2ml碳酸，则单位时间内甲极产生的与乙极消耗的物质的量之比为，故D错误；
故选：C。
4．A
【分析】根据装置中电子的流向可知，该原电池中C室为正极区，Cr2O离子在C室发生得电子的还原反应转化为Cr(OH)3沉淀，电极反应式为Cr2O+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O，装置A室是负极区，负极上有机物失电子发生氧化反应，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以X为有机物污水，Y为含Cr2O废水，据此分析解答。
【详解】A．该原电池中碳布电极为正极，放电时阳离子移向正极，阴离子移向负极，为了淡化食盐水，则Na+移向C室，Cl-移向A室，所以E为阳离子交换膜，故A错误；
B．该原电池中碳布电极为正极，含Cr2O废水在正极区发生得电子的还原反应，含有机物污水在负极区发生失电子的氧化反应，所以X为有机物污水，Y为含Cr2O废水，Na+移向C室，Cl-移向A室，Z为待淡化食盐水，故B正确；
C．该原电池正极电极反应式为Cr2O+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O，则理论上处理1ml的Cr2O的同时转移电子6ml，即Na+、Cl-分别定向移动6ml，即可脱除6ml的NaCl，故C正确；
D．该原电池中C室为正极区，Cr2O离子在C室发生得电子的还原反应转化为Cr(OH)3沉淀，电极反应式为Cr2O+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O，故D正确；
故选A。
5．A
【分析】由H2+Cl2=2HCl，负极为氢气失电子生成氢离子，正极为氯气得电子生成氯离子。
【详解】A．假设这种想法可行，则将化学能转化为电能，所以可能在制取盐酸的同时，获取电能，故A正确；
B．用氢氧化钠作电解质，负极Zn、通入的Cl2以及可能的HCl都能和氢氧化钠直接反应，故B错误；
C．由H2+Cl2=2HCl，通入氢气的一极失电子生成氢离子，发生氧化反应，该电极为负极，故C错误；
D．通入氢气的电极为负极，通入氯气的电极为正极，电解质溶液中的阴离子向通入氢气的负极移动，故D错误；
故答案为A。
6．D
【详解】A．Fe会在负极失去电子，无法制取硫酸，负极是SO2失去电子生成较浓的硫酸，故A错误；
B．I区SO2失去电子生成较浓的硫酸，溶液中升高，B电极Fe3++e-=Fe2+，有H+穿过质子交换膜进入II区，II区溶液中升高，故B错误；
C．电荷不守恒，电极的电极反应式为，故C错误；
D．根据电极方程式每消耗气体，转移电子数为1ml，B极Fe3++e-=Fe2+，转移1ml电子产生1mlFe2+，，可以反应0.25ml ，，故D正确；
故答案为D。
7．C
【详解】A．a、b不连接，没有形成闭合回路，不是原电池装置，因此在铁棒上发生置换反应，铁片上有金属铜析出，故A错误；
B．用导线连接a、b时，形成闭合回路，构成原电池装置，铁比铜活泼，铁作负极，发生的电极反应为，故B错误；
C．根据选项A、B的分析，铁片都会溶解，溶液均从蓝色逐渐变为浅绿色，故C正确；
D．a和b连接时，铜片为正极，根据正极反应式，正极上发生还原反应，故D错误；
故选C。
8．B
【详解】A．SF4分子中含有共用电子对数为4，则0.5ml SF4分子中含有共用电子对数为2NA，A项错误；
B．标准状况下，4.48L C3H6和C3H8的混合气体中，C3H6和C3H8的总物质的量为，C3H6分子中含有3个碳原子，C3H8分子中含有3个碳原子，则0.2ml C3H6和C3H8的混合气体中碳原子数为0.6NA，B项正确；
C．氢氧碱性燃料电池中负极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，负极有1ml气体反应时转移电子数为2NA，C项错误；
D．在水溶液中会发生水解，而不会水解，则1L 0.1ml·L-1 NH4ClO4溶液中的数目小于0.1NA，的数目等于0.1NA，D项错误；
答案选B。
9．D
【分析】
【详解】A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子，是构成原电池的一个要素；电子的定向移动产生电流，原电池产生电流的本质原因是在电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移，故A错误；
B．用导线将两个活动性不同的电极连接，是构成原电池的一个要素，原电池产生电流的本质原因是在电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移，故B错误；
C．原电池正极发生还原反应，负极发生了氧化反应，故C错误；
D．电子的定向移动产生电流，原电池产生电流的本质原因是在电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移，故D正确；
故选D。
10．C
【分析】由图可知，Na为负极，电极反应为Na-e-=Na+，多孔镍电极为正极，电极反应为。
【详解】A．根据分析，正极反应为，每转移4ml电子，消耗CO23ml，标况下的体积为3ml×22.4L/ml=67.2L，A正确；
B．放电时，正极的CO2得电子，根据分析，正极反应为，B正确；
C．该电池的负极为金属Na，Na与硫酸溶液反应，因此不能用硫酸溶液代替含NaClO4的有机溶液，C错误；
D．原电池中，阴离子向负极移动，b为负极，因此ClO向b极移动，D正确；
故选C。
11．(1)Fe-2e-=Fe2+
(2)上
【详解】（1）铁圈和银圈连接，滴入硫酸铜，该装置构成了原电池，较活泼的金属作负极，发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+。
（2）铁圈作负极，发生氧化反应生成亚铁离子，铁圈质量减少，银圈作正极，发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，铜在银圈上析出，银圈质量增加，所以铁圈向上倾斜。
12．原电池
【详解】原电池的形成可以加快氧化还原反应的速率；粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4形成原电池，加快了反应，使产生H2的速率加快。
13．(1) 生铁 铬和镍
(2)在钢铁的表面喷涂油漆；在钢铁的表面镀上铬、锌等金属；对钢铁的表面进行发蓝处理；在钢铁器件上附着一种更易失电子的金属和合金
(3) Sn Zn
(4) 5.4
(5) 纤维素 蛋白质 淀粉
(6)谷氨酸单钠盐（或2-氨基戊二酸单钠盐）
(7)
【分析】（1）生铁的含碳量为2%-4.3%；不锈钢中添加的主要合金元素是镍和铬；
（2）从电化学角度或者改变金属内部结构或者电镀角度分析；
（3）青铜是铜锡合金，黄铜是铜锌合金；
（4）此电池放电时的反应为LaNi5H6+6NiOH=LaNi5+6Ni（OH）2，正极反应为6NiOOH+6e-=6Ni（OH）2+6OH-，负极反应为 LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O；
（5）棉花主要成分纤维素，蚕丝主要成分蛋白质，小麦主要成分是淀粉；
（6）味精主要成分是谷氨酸单钠盐；
（7）阿司匹林主要成分是复方乙酰水杨酸片；
【详解】（1）生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金，含碳量在2％～4.3％的称为生铁。不锈钢在空气中比较稳定，不易生锈，有强的抗腐蚀能力，其合金元素主要是镍和铬；
（2）防止钢铁的腐蚀是十分必要的，从电化学角度或者改变金属内部结构或者电镀角度分析，例如在钢铁的表面镀上铬、锌等金属；对钢铁的表面进行发蓝处理；在钢铁器件上附着一种更易失电子的金属和合金；
（3）青铜是铜锡合金，黄铜是铜锌合金
（4）此电池放电时的反应为LaNi5H6+6NiOH=LaNi5+6Ni（OH）2，该电池放电时，负极升失氧，反应是LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O；=5.4g
（5）棉花、蚕丝、小麦主要成分分别为纤维素、蛋白质、淀粉，它们都属于天然有机高分子化合物；
（6）味精主要成分是谷氨酸单钠盐谷氨酸单钠盐（或2-氨基戊二酸单钠盐）；
（7）解热镇痛药阿司匹林主要成分是复方乙酰水杨酸片，结构简式为 ；
14．(1)吸热
(2)III
(3)左边液柱升高，右边液柱降低
(4) 正 电流
(5) B 9.2
【解析】（1）
由图1可知生成物的总能量大于反应物的总能量，该反应为吸热反应。
（2）
研究反应能量变化，应在密闭体系中进行实验。该反应吸热使环境温度降低，气体压强变小，气体体积缩小，装置Ⅰ、Ⅱ能观察到液柱被倒吸的现象，而装置Ⅲ是敞开体系，空气能进入，装置中气体压强不变，液柱不会被倒吸的，没有明显现象，所以装置Ⅲ不能用来证明“和反应的能量变化情况”。
（3）
反应吸热使环境温度降低，气体压强变小，在大气压强的作用下，装置Ⅰ的U型管左端液面上升，右端液面下降。
（4）
、、溶液组成的原电池，为负极失电子，为正极，电子由电极通过导线流向电极，电流方向相反，所以图3中箭头的方向为电流的方向，总反应为：，负极方程式为。
（5）
①图4中电极质量减少，说明溶解，为负极；电极质量增加，说明溶液中的得电子变为而附着在电极上，符合题意的电是溶液；
②总反应为：，电极的电极反应式为；6min时溶解了2.8g，即0.5ml，电极析出的质量为，电极总重量为。
15．Ni2O3＋2e-＋3H2O=2Ni(OH)2＋2OH-
【详解】Fe＋Ni2O3＋3H2O=Fe(OH)2＋2Ni(OH)2反应前后Ni元素化合价由＋3价(Ni2O3)降低到＋2价[Ni(OH)2]，故Ni2O3是氧化剂，Ni(OH)2是还原产物。原电池正极发生还原反应，所以该电池放电时正极的电极反应式为Ni2O3＋2e-＋3H2O=2Ni(OH)2＋2OH-。
16．(1)正
(2)
(3) 448
【详解】（1）电流从正极流向负极，则c为正极，d为负极；
（2）d电极为电池负极，d极上甲烷失电子发生氧化反应，电极反应为：；
（3）负极上电极反应式为：，正极上电极反应式为：，在得失电子相等的条件下，将电极反应式相加即得电池反应式，所以电池反应离子方程式为:，反应中1ml甲烷反应电子转移8ml，如果消耗甲烷160g，物质的量为 ，消耗氧气20ml，假设化学能完全转化为电能，则转移电子的数目为80NA，需要消耗标准状况下氧气的体积为20ml×22.4L/ml= 448L
17．(1) 普通锌锰 碱性锌锰 锌银
(2) Zn KOH
【解析】略
18． 化学 电
【详解】原电池是利用将化学能转化为电能的装置。
19． c Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体) +3H+ 丁达尔效应 蒸发浓缩（或加热蒸发） H2S+ 2Fe3+== 2Fe2++ S↓+2H+ 负
【详解】（1）工业上制备无水的FeCl3的一种工艺流程图可知：反应炉中排出的尾气是反应剩余的Cl2，与吸收剂X在吸收塔中反应生成FeCl3，则吸收剂应是FeCl2，故选C；（2）取0.5mL饱和FeCl3溶液滴入50mL沸水中，FeCl3发生水解，得红褐色氢氧化铁胶体，则发生反应的离子方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体) +3H+ ；区分胶体和溶液的方法是丁达尔效应；（3）实验室中从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的过程中，为抑制Fe3＋ 的水解，需先加入盐酸且保持过量，然后进行的操作依次为蒸发浓缩（或加热蒸发）、冷却结晶、过滤。（4）将H2S气体通入FeCl3溶液中会出现浑浊，Fe3＋ 将S2― 氧化生成S单质，是淡黄色固体，则其反应的离子方程式为H2S+ 2Fe3+== 2Fe2++ S↓+2H+ ；（5）原电池工作时，阴离子移向负极。
点睛：本题以工业上制备无水的FeCl3流程为载体考查胶体、盐水解、实验基本操作、Fe3＋ 的氧化性、电化学知识，同时考查学生的分析问题解决问题的能力。考查的知识比校基础，覆盖面广。
20．(1) 煤炭 化学能 热能 发电机 化学能
(2) 化学能 热能 机械能 电能
【详解】（1）火力发电是通过煤炭燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电。间接实现了化学能转化为电能。
（2）煤炭燃烧时发生的氧化还原反应同时放出热量，使化学能能转化为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，带动发电机发电，使热能转化为机械能，发电机发电，使机械能转化为电能。最终间接实现了化学能转化为电能，所以能量的转化形式为：化学能热能机械能电能。
21．(1)
(2) 产生的铜离子催化了过氧化氢分解
(3) 加入氨水，氨水与形成，使减小，提高了的还原性 向U型管右侧溶液中滴加硫酸
(4)在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强
(5)溶解度，、、均可使氧化反应中的降低，提高的还原性，其中只有能使的还原性提高到能将还原
【分析】根据实验现象可知和可反应生成氢氧化铜，为进一步探究反应原理，分别向反应中加入了5ml/L和5ml/L氨水，对比实验分析反应原理和双氧水生成氧气的原因。同时利用电化学原理探究氨水对的还原性或氧化性的影响，通过在电极两侧分别加入氨水观察电压的变化，分析物质氧化性和还原性变化的规律以及应用。
【详解】（1）向装有0.5g的烧杯中加入20mL30%溶液，，一段时间后Cu表面出现少量蓝色固体，说明有氢氧化铜生成，故可推测Cu和H2O2反应生成氢氧化铜，反应方程式为；
故答案为：。
（2）实验ii中溶液变蓝，说明Cu与在酸性条件下可以发生反应，生成Cu2+，反应的离子方程式为；经检验，产生的气体为氧气，说明过氧化氢大量分解，而溶液反应生成的Cu2+有催化作用，可以催化双氧水分解，产生大量气泡；
故答案为：；产生的铜离子催化了过氧化氢分解。
（3）向U型管双氧水一侧加入氨水，电压未变化，说明在双氧水中加入氨水不会影响双氧水氧化性的强弱，而向U型管硫酸铜一侧加入氨水，氨水可以和Cu2+发生反应生成四氨合铜离子，这时电压发生了变化，说明氨水的加入使减小，提高了的还原性；证明酸性增强可提高的氧化性时，可向U型管右侧溶液中滴加硫酸，观察电压变化；
故答案为：加入氨水，氨水与形成，使减小，提高了的还原性；向U型管右侧溶液中滴加硫酸。
（4）根据以上实验，可得出结论：在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强；
故答案为：在还原反应(氧化反应)中，增大反应物浓度或降低生成物浓度，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)增强。
（5）分别与的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合时，，、、均可使降低，提高的还原性，而其中只有能使的还原性提高到能将还原，所以只与氢碘酸发生置换反应；
故答案为：溶解度，、、均可使氧化反应中的降低，提高的还原性，其中只有能使的还原性提高到能将还原。
22．(1)使H2SO4与OH-反应，排除OH-与Ag+结合为AgOH对检验的干扰
(2) 氧气可以将+3价Cr氧化为 向2 ml 0.1 ml/L Cr2(SO4)3溶液中加入2 mL 10% NaOH溶液，通入O2， 水浴加热
(3) 碱性增强，+3价铬元素的还原性增强 H2O2+2e-=2OH- ；组装好装置。开始时电流计指针不偏转，向左池中加入较浓NaOH溶液，左池有灰绿色沉淀生成，指针偏转显示电子从左向右运动
(4)Cr2O+8H++3H2O2=2Cr3++3O2↑+7H2O
(5)在碱性条件下，作氧化剂，将+3价铬元素氧化为+6价；在酸性条件下，作还原剂，将+6价铬元素还原为+3价
【详解】（1）含NaOH的溶液显碱性，而氢氧根离子和银离子会反应，则实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是使H2SO4与OH-反应，排除OH-与Ag+结合为AgOH对检验的干扰；
（2）①氧气也具有氧化性，也可以将+3价Cr氧化为，则乙的理由是氧气可以将+3价Cr氧化为。
②向2 ml 0.1 ml/L Cr2(SO4)3溶液中加入2 mL 10% NaOH溶液，通入O2， 水浴加热，溶液未变成黄色， 则氧气不能氧化+3价Cr；
（3）①结合溶液中成分Cr3+、H2O2提出假设：假设a：碱性增强，的氧化性增强；
假设b：碱性增强，+3价铬元素的还原性增强；
②结合假设a，H2O2氧化性增强，则O元素化合价降低，则H2O2得到电子转化为氢氧根离子，则参与的电极反应式是H2O2+2e-=2OH-，加入硝酸银，应该生成银的不溶物，据此分析，假设a不成立；
③可以通过原电池原理进行验证，实验装置如图： ；实验操作和现象为：组装好装置。开始时电流计指针不偏转，向左池中加入较浓NaOH溶液，左池有灰绿色沉淀生成，指针偏转显示电子从左向右运动；
（4）实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色为Cr2O在酸性条件下被H2O2还原为Cr3+，离子方程式Cr2O+8H++3H2O2=2Cr3++3O2↑+7H2O；
（5）综上，在+3价铬元素和+6价铬元素相互转化中的作用是在碱性条件下，作氧化剂，将+3价铬元素氧化为+6价；在酸性条件下，作还原剂，将+6价铬元素还原为+3价。
23．(1)，盐酸抑制氯化铁水解
(2) 足量盐酸和溶液 取少量溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了
(3)或者
(4)
(5)反应后的被空气氧化为，过量的电离提供，溶液中、、三种微粒会继续反应形成红色配合物
(6)溶液不同、、溶液中浓度不同(或与不同，或与的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物
【详解】（1）配制溶液，将溶于浓盐酸再稀释至指定浓度，铁离子会发生水解生成氢氧化铁和氢离子，加入浓盐酸，抑制铁离子水解即，盐酸抑制氯化铁水解；故答案为：，盐酸抑制氯化铁水解。
（2）甲同学探究实验Ⅰ的电极产物。
①检验硫酸根主要是向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若有白色沉淀，则含有硫酸根离子，因此取少量溶液电极附近的混合液，加入足量盐酸和溶液，产生白色沉淀，证明产生了；故答案为：足量盐酸和溶液。
②该同学又设计实验探究另一电极的产物离子，另一个电极中生成了亚铁离子，常用铁氰化钾溶液检验，因此其实验方案为取少量溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了；故答案为：取少量溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了。
（3）实验Ⅰ中负极是亚硫酸根失去电子变为硫酸根，其电极反应式为或者；故答案为：或者。
（4）乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，可能是铁离子和亚硫酸根反应生成氢氧化铁和二氧化硫气体，也可能是pH约为1的酸性条件与亚硫酸根反应生成二氧化硫和水，用离子方程式②表示可能的原因是；故答案为：。
（5）根据资料分析1~30min，沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色，说明溶液变为亚铁离子，30min后上层溶液又变为浅红色的可能是反应后的被空气氧化为，过量的电离提供，溶液中、、三种微粒会继续反应形成红色配合物；故答案为：反应后的被空气氧化为，过量的电离提供，溶液中、、三种微粒会继续反应形成红色配合物。
（6）对比Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ，能否与或发生氧化还原反应，可能是溶液不同、、溶液中浓度不同(或与不同，或与的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物；故答案为：溶液不同、、溶液中浓度不同(或与不同，或与的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物。
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