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高中化学人教版 (2019)选择性必修1实验活动5 制作简单的燃料电池精练
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1实验活动5 制作简单的燃料电池精练，共28页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．某原电池反应的离子方程式为Fe+ 2H+=Fe2++H2↑，则下列说法中正确的是
A．可用稀HNO3作电解质溶液B．溶液中H+移向负极
C．电池放电过程中电解质溶液pH值减小D．用铁作负极，铁质量不断减少
2．氢氧燃料电池被人们誉为“绿色电池”，具有广阔的发展前途。如图为电池示意图。已知电池工作时，电流从电极a经由导线流向电极b。则下列说法正确的是（ ）
A．该燃料电池能将电能转化为化学能
B．a极的反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．溶液中的OH-从右室向左室移动
D．电池中电解液的pH逐渐增大
3．铒可作某些荧光材料的激活剂，利用电解法制备金属铒的示意图如图，下列说法正确的是（ ）
A．电解过程中，F-向a极移动
B．在氟化物体系(ErF3一LiF)中电解氧化铒的目的是稀释氧化铒的浓度
C．b极生成CO2的电极反应式为C+2O2- +4e-=CO2
D．b极每生成标准状况16.8 L气体时，阴极生成1 ml Er
4．一种以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池的原理如图所示，其中 YSZ为6%～10%Y2O3掺杂的 ZO2固体电解质，下列有关叙述正确的是
A．电子通过外电路从 b 极流向 a
B．b 极上的电极反应式为
C．每转移 电子，消耗 的
D．由正极通过固体电解质 YSZ 迁移到负极
5．图甲和图乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法中错误的是
A．图甲电池反应的离子方程式为
B．反应能够发生
C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D．当图乙中有电子通过外电路时，正极有析出
6．某科学家利用二氧化饰(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、 CO，其过程如下所示：
mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2
(m-x)CeO2·xCe+x H2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO2
下列说法不正确的是
A．该过程中CeO2是H2O、CO2转变为H2、CO反应的催化剂
B．利用CeO2作催化剂-既可使该转变过程速率提高。亦可减小能量的消 耗，并可提高反应物转化率
C．mml CeO2参加反应，气体物质的量增加x ml
D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH - - 2e = CO32- +2H2O
7．电致变色系统常用于汽车玻璃中，其工作原理是在外接电源下，通过在膜材料内部发生氧化还原反应，实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。下列有关说法正确的是
已知：WO3和Li4Fe4[Fe(CN)6]3均为无色透明，LiWO3和Fe4[Fe(CN)6]3均为蓝色。
A．当X接电源正极时，此时Li＋ 脱离离子储存层
B．当X接电源负极时，膜的透射率降低，可以有效阻挡阳光
C．当Y接电源正极时，离子储存层发生反应为：
D．在较长时间使用过程中，导电性聚合物电解质中Li＋会大量减少
8．现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽，用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是（ ）
A．阳极反应式为2H++2e-=H2↑B．从A口出来的是H2SO4溶液
C．a是阳离子交换膜，允许H+通过D．E、G处加入的物质均为H2O
9．中科院化学研究所最新报道了化合物1催化CO2的氢化机理。其中化合物1(催化剂，固态)→化合物2(中间产物，固态)的过程和其相对能量曲线如图所示。下列有关该过程的说法正确的是
A．过程中经历两个过渡态TS11-2、TS21-2，说明该过程包含两个基元反应
B．该过程的总反应速率主要由过程①决定
C．升高温度，有利于过程②的进行
D．过程①的热化学方程式为I(s)+CO2(g)=I1-2(s)△H=-2.08kJ•ml-1
10．电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．铁电极的电极反应式为
B．若左池石墨电极产生(标准状况)气体，则消耗甲烷
C．通入甲烷的石墨电极的电极反应式为
D．为了增强污水的导电能力，可向污水中加入适量工业用食盐
二、填空题
11．乙醛酸(OHC－COOH)是一种重要的精细化学品，在有机合成中有广泛应用，大部分用于合成香料，例如香兰素、洋茉莉醛等。利用乙二醛(OHC－CHO)催化氧化法是合成乙醛酸的方法之一，反应原理为：。可能发生副反应有：
(1)已知相关共价键的键能数据如表：
则ΔH1＝ kJ·ml－1。
(2)在反应瓶内加入含1ml乙二醛的反应液2 L，加热至45～60℃，通入氧气并保持氧气压强为0.12Mpa，反应3h达平衡状态，得到的混合液中含0.84ml乙醛酸，0.12ml草酸，0.04ml乙二醛(溶液体积变化可忽略不计)。
①乙二醛的转化率 ，草酸的平均生成速率为 ml·L－1·h－1。
②乙醛酸制备反应的经验平衡常数K＝ 。(溶液中的溶质用物质的量浓度表示、气体物质用分压代替平衡浓度)结合化学反应原理，简述改变氧气压强对乙醛酸制备反应的影响 。
(3)研究了起始时氧醛比[]、催化剂用量和温度对乙醛酸产率的影响，如图1、图2、表1所示。
表1 温度对乙醛酸合成的影响
①选择最佳氧醛比为 ；催化剂的合适用量为 。
②选择温度在45～60℃的理由是 。
12．以CO和H2为原料生产二甲醚(CH3OCH3)主要发生以下三个反应
（1）该工艺的总反应为3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)△H
该反应△H= ,化学平衡常数K= (用含K1、K2、K3的代数式表示)。
（2）某温度下,将8.0mlH2和4 mlCO充入容积为2L的密闭容器中,发生反应:4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),5分钟后反应达平衡,测得二甲醚的体积分数为1/6,则用CH3OCH3的浓度变化表示该反应的速率为 ml·L—1min—1,CO的转化率为 。
（3）下列措施中,既能加快反应速率又能提高CH3OCH3产率的有 。
A．分离出二甲醚 B．升高温度 C．改用高效催化剂 D．增大压强
（4）该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率原因是 。
13．某化学兴趣小组的同学用以下装置研究电化学的问题。
（1）甲装置是由铜、锌和稀硫酸组成的原电池，其中正极材料是 ，电池的总反应式用离子方程式表示为 。当导线中有1ml电子通过时，理论上两极的变化是 （填序号）。
A．锌片溶解了32.5g B．锌片增重32.5g
C．铜片上析出lgH2 D．铜片上析1mlH2
（2）若乙装置中X、Y都是惰性电极，a是滴有酚酞试液的饱和NaCl溶液。
乙
则：X极上的电极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是 ；Y极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
（3）若要通过乙装置用电解方法精炼粗铜，电解质溶液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是 ，X极的电极反应式为 。
14．依据电化学知识，解决下列问题：
（1）图1为锌银电池，负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH。写出该电池负极电极反应式： ，电池工作时，正极区周围溶液的pH （填“增大”、“减小”、“不变”）。
（2）图2是一种新型燃料电池，以CO为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物为电解质，图3是粗铜精炼的装置图，现用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。
①写出A极的电极反应式： 。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与 极(填“C”或“D”)相连。
③当消耗标准状况下2.24LO2时，C电极的质量变化为 。
15．NaCl 是一种基础化工原料，NaOH 也是一种基础化工原料，他们在生产、生活中有广泛的用途。请根据所学知识回答下列问题。
(1)请写出电解饱和食盐水的化学方程式： 。
(2)证明生产产物中的 Cl2 的方法是 。
(3)在电解饱和食盐水所涉及到的物质中，属于强电解质的是 。属于弱电解质的是 。写出该弱电解质的电离方程式 。
(4)电解产生的 Cl2 经过压缩后变成液氯，这是 (填“物理”或“化学”)变化，常通过管道进行输送到灌装车间，若管道不慎破裂，常用氨水来检查破裂处，破裂处会观察到大量 NH4Cl 白烟和 N2，请写出化学方程式 。
16．Ⅰ、下表是某研究性学习小组探究稀硫酸与金属锌反应的实验数据：
实验数据可发现有一个数据明显有错误，该数据是实验 （填实验序号），理由是
Ⅱ、在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） △H＜0
（1）600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是 。
（2）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是 （用文字表达）；10min到15min的曲线变化的原因可能是 （填写编号）。
A．加了催化剂 B．缩小容器体积
C． 降低温度 D．增加SO3的物质的量
17．工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。烟气中的SO2可以用NaOH溶液吸收，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。(电极材料为石墨)
(1)用NaOH溶液吸收SO2发生的主要反应的离子方程式为 。
(2)图中，交换膜I应为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
(3)当有1ml Na＋通过阳离子交换膜时，a极生成气体 L(标准状况)。
(4)SO放电的电极反应式为 。
(5)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因： 。
18．如图为相互串联的甲、乙两电解池，试回答以下问题：
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A是 极，材料是 ，电极反应式为 ，电解质溶液为 。当一极有纯铜析出时，另一极溶解的铜 (填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后电极附近溶液呈 色，电极反应式为 。
(3)若甲池中电解质溶液为溶液，电解过程中阴极质量增加，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为 L，若此时乙池剩余液体为，则电解后溶液的为 。
19．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电源。如图为电池示意图，
请回答：
（1）通入H2的电极为 （填“正”或“负”）极，发生 反应（填“氧化”或“还原”），正极的电极反应式为 。
（2）标准状况下，通入5.6LH2，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为 ml。
20．(1)利用电镀原理在铁件表面镀铜。装置如图所示：
①电镀时镀件作 (填“阳”或“阴”)极。
②与A连接的电极上发生的反应是 。
③若电镀前铁，铜两电极的质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，二者质量差为1.28g，则电镀时电路中通过的电子为 ml。
(2)用如图所示装置进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 (填标号)。
A．若阴极得到的电子数为2NA，则阳极质量减少64g
B．粗铜接A极，发生氧化反应
C．溶液中Cu2+向阳极移动
D．利用阳极泥可回收Ag、Au
三、实验探究题
21．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 ml·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 ml·L－1的NaOH溶液中，如图所示。
（1）写出甲中正极的电极反应式 。
（2）乙中总反应的离子方程式： 。
（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出 活动性更强，而乙会判断出 活动性更强。(填写元素符号)
（4）由此实验得出的下列结论中，正确的有 。
22．工业上采用酸性高浓度含砷废水(砷主要以亚砷酸H3AsO3形式存在)提取中药药剂As2O3。工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)已知砷元素与N同一主族，原子比N原子多两个电子层，则砷元素的原子序数为 ，“沉砷”中所用Na2S的电子式为 。
(2)已知：As2S3与过量的S2-存在以下反应：As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2AsS；“沉砷”中FeSO4的作用是 。
(3)“焙烧”过程中由于条件的原因，生成的三氧化二铁中混有四氧化三铁，证明四氧化三铁存在的试剂是 (写名称)。并写出对应反应的离子方程式 。
(4)“氧化”过程中，可以用单质碘为氧化剂进行氧化，写出该反应的离子方程式 。
(5)调节pH=0时，由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为 。
(6)一定条件下，用雄黄(As4S4)制备As2O3的转化关系如图所示。若反应中，1mlAs4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时，转移28mle-，则物质a为 。(填化学式)
23．某化学兴趣小组的几位同学探究原电池原理的应用时，做了如下的实验：
Ⅰ.原电池原理判断金属的活泼性
(1)实验前，甲同学认为“构成原电池的负极总是较活泼的金属材料”，根据他的判断，两个装置中的Al是 极；实际实验时发现两个装置中的电流表偏转方向不同，则以下的判断正确的是
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，故应具体问题具体分析
(2)乙同学设计了如图的实验装置，并测量和绘制了原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，则图中0~t1阶段，负极材料是 ，正极的电极反应式是 ，t1后，外电路中电流方向发生改变，其原因是
Ⅱ.原电池原理改变化学反应速率
(3)丙同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是 。
(4)丁同学进一步研究硫酸铜用量的多少对反应速率的具体影响，设计了如下一系列实验，将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。
则实验中V1＝ ，V6＝ ，V9＝ ；实验中有的需要加入一定体积的水，其作用是 ；实验结果发现：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
共价键
C－H
O－H
C－O
C＝O
O＝O
C－C
键能/kJ·ml－1
413
462
351
745
497
348
温度t(℃)
乙醛酸产率(%)
草酸产率(%)
产品色泽
30～45
46.2
8.6
洁白
45～60
82.4
16.0
白
60～75
81.6
18.2
微黄
实验序号
金属质量/g
金属状态
c(H2SO4)/ml·L-1
V(H2SO4)/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
46
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
35
51
40
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，应具体问题具体分析
A
B
C
D
E
F
4ml/LH2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
参考答案：
1．D
【详解】A．不可用稀HNO3作电解质溶液，否则得不到氢气，铁与硝酸反应生成硝酸铁、水和氮的氧化物，故A错误；
B．原电池中阳离子向正极移动，溶液中H+移向正极，故B错误；
C．电池放电过程中电解质溶液中氢离子减小，pH值增大，故C错误；
D．用铁作负极，Fe-2e-=Fe2+，铁质量不断减少，故D正确；
故选D。
2．B
【详解】A．燃料电池能将化学能转化为电能，故A错误；
B．电流从电极a经由导线流向电极b， a极为正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；
C．电流从电极a经由导线流向电极b， a极为正极、b是负极，溶液中的OH-从a向b移动，故C错误；
D．氢氧燃料电池总反应为2H2 + O2 =2H2O，反应生成水，氢氧化钾浓度减小，电池中电解液的pH逐渐减小，故D错误；
选B。
3．D
【分析】b电极碳生成二氧化碳，化合价升高发生氧化反应，是阳极，那么a是阴极，据此回答问题。
【详解】A. 电解过程中，电解质中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，所以F-向阳极移动，即向b极移动，故A错误；
B. 在氟化物体系(ErF3一LiF)中电解氧化铒的目的是增强导电性，故B错误；
C. 根据图知，阳极上生成二氧化碳，则阳极反应式为C+2O2- -4e-=CO2，故C错误；
D. b极每生成标准状况16.8 L气体即物质的量是0.75ml时，由反应式C+2O2- -4e-=CO2，转移电子3ml，根据阴极得电子数等于阳极失电子数，可知阴极生成1 ml Er，故D正确；
故选：D。
4．D
【分析】该燃料电池中，通入甲烷的电极是负极、通入氧气的电极是正极，
【详解】A.电子流出的电极为负极、电子流入的电极为正极，电子从a沿导线流向b，A错误；
B.b电极上氧气得电子生成氧离子，电极反应式为O2+4e-=2O2-，B错误；
C.温度和压强未知导致气体摩尔体积未知，所以无法计算甲烷体积，C错误；
D.电解质中阴离子向负极移动，则O2-由正极通过固体电解质 YSZ 迁移到负极，D正确。
答案为D。
5．B
【详解】A．根据图甲可知，原电池中为负极，失电子，得电子，所以甲电池反应的离子方程式为，金属活动性Cd＞C， 故A正确；
B．根据图乙可知，原电池中为负极，失电子，得电子，所以乙电池反应的离子方程式为，金属活动性C＞Ag，则结合A中分析可知金属活动性Cd＞C＞Ag，因此反应不能发生，故B错误；
C．原电池放电时，盐桥中的阴、阳离子定向移动使原电池内部形成通路，从而形成闭合回路，且盐桥可以使两个烧杯中的溶液保持电中性，故C正确；
D．根据可知，当有电子通过外电路时，正极有析出，故D正确；
答案为B。
6．B
【详解】A. 通过太阳能实现总反应H2O+CO2→H2+CO+O2可知：CeO2没有消耗,CeO2为催化剂，故A正确；
B.催化剂只能改变反应速率，影响反应历程，改变反应活化能，不影响平衡移动和转化率，故B错误；
C. 根据mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2，mml CeO2参加反应，气体物质的量增加x ml O2，故C正确；
D. CO在负极失电子生成CO2，在碱性条件下再与OH−生成CO32−，故负极反应式应为：CO+4OH−−2e−═CO32−+2H2O，故D正确；
答案选B。
7．B
【详解】A．当X接外接电源正极时，X极是阳极，此时Li+移向阴极，即进入离子储存层，故A错误；
B．当X接外接电源负极时，X为阴极，此时无色的WO3得电子被还原为蓝色的LiWO3，因此可以有效阻挡阳光，故B正确；
C．当Y接电源正极时，Y为阳极，电极反应为Li4Fe4[Fe(CN)6]3-4eˉ=Fe4[Fe(CN)6]3+4Li+，故C错误；
D．电致变色系统在较长时间的使用过程中，Li+不会参与电极反应，Li+的量可保持基本不变，故D错误；
故答案选B。
8．B
【分析】电解饱和Na2SO4溶液时，阳极上水电离出的OH-放电，失去电子发生氧化反应生成氧气，阴极上水电离出的H+放电，得到电子发生还原反应生成氢气，由于装置中放置了离子交换膜，在两极分别生成NaOH和H2SO4，需在阳极室一侧放置阴离子交换膜，只允许通过阴离子，在阴极一侧放置阳离子交换膜，只允许通过阳离子，则从E口处加入的物质为稀硫酸，阳极室的B出口放出氧气、A出口放出硫酸溶液，从G口处加入的物质为稀氢氧化钠溶液，阴极室的C出口放出氢气、D出口放出氢氧化钠溶液。
【详解】A.阳极上水电离出的OH-放电，失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O—4e—=4H++O2↑，故A错误；
B.由分析可知，阳极室中阳极上水电离出的OH-放电，破坏水的电离平衡，在阳极附近聚集大量氢离子，硫酸根通过阴离子交换膜a进入阳极室，则从A出口出来的是硫酸溶液，故B正确；
C.由分析可知，阳极室中阳极上水电离出的OH-放电，破坏水的电离平衡，在阳极附近聚集大量氢离子，硫酸根通过阴离子交换膜a进入阳极室，不允许氢离子通过，故C错误；
D.由分析可知，E、G处加入的物质分别为稀硫酸和稀氢氧化钠溶液，故D错误；
故选B。
9．A
【详解】A．由相对能量曲线可知，化合物1与CO2反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS11-2、TS21-2，说明这一过程包含两个基元反应，故A正确；
B．过程①的活化能为：(6.05-0.00)=6.05kJ·ml-1，②的活化能为：(11.28-2.08)=9.20kJ·ml-1，过程①的活化能小于过程②的活化能，过程①的反应速率大于过程②的反应速率，故该过程的总反应速率主要由过程②决定，故B错误；
C．过程②为放热反应，升高温度，反应逆向进行，不利于过程②的进行，故C错误；
D．过程①的热化学方程式为：I(s)+CO2(g)=I1-2(s)△H=2.08kJ·ml-1，故D错误；
故选A。
10．B
【详解】A．通入空气的电极上发生还原反应，所以通入空气的电极为正极，则铁作阳极，阳极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为，选项A正确；
B．石墨电极上逸出的气体为氢气，生成(标准状况)氢气时转移电子的物质的量为，消耗甲烷转移电子的物质的量为，根据得失电子守恒得，消耗甲烷的物质的量为，选项B错误；
C．负极上甲烷失去电子并与结合生成和，电极反应式为，选项C正确；
D．水是弱电解质，其导电能力较弱，为了增强溶液的导电能力，可以加入强电解质，选项D正确。
答案选B。
11． -303 96% 0.02 3675(MPa)-1 增大压强，一方面可以加快乙醛酸制备反应的反应速率，另一方面也有利于增大乙二醛的转化率；（但是氧气压强不宜过高，过高会使乙醛酸进一步被氧化，减少乙醛酸的产率。） 0.55 0.20g 温度较低时，反应速率较慢；温度高于60℃，乙醛酸产率下降，副产物草酸产率增加，产品的纯度下降（产品的颜色可能是乙醛酸分解产物污染了产品）
【详解】(1)反应热=反应物总键能-生成物总能键能，由有机物的结构可知，该反应的反应热为：2mlC-H、1mlO=O总键能与2mlC-O、2mlO-H总键能之差，△H1=2ml×413kJ•ml-1+1ml×497kJ•ml-1-2ml×（351kJ•ml-1+462kJ•ml-1）=-303kJ•ml-1；
(2)在反应瓶内加入含1ml乙二醛的反应液2 L，加热至45～60℃，通入氧气并保持氧气压强为0.12Mpa，反应3h达平衡状态，得到的混合液中含0.84ml乙醛酸，0.12ml草酸，0.04ml乙二醛(溶液体积变化可忽略不计)。
①乙二醛的转化率为，草酸的平均生成速率为=0.02ml·L－1·h－1；
②根据反应，结合计算可知，乙醛酸的浓度为0.42ml/L，乙二醛的浓度为0.02ml/L，乙醛酸制备反应的经验平衡常数K＝=3765(MPa)-1；增大压强，一方面可以加快乙醛酸制备反应的反应速率，另一方面也有利于增大乙二醛的转化率；（但是氧气压强不宜过高，过高会使乙醛酸进一步被氧化，减少乙醛酸的产率）；
(3) ①根据图1中氧醛比对产物产率的影响，选择最佳氧醛比为0.55；催化剂的合适用量为0.20g；
②温度较低时，反应速率较慢；温度高于60℃，乙醛酸产率下降，副产物草酸产率增加，产品的纯度下降（产品的颜色可能是乙醛酸分解产物污染了产品），故选择温度在45～60℃。
12． -263 kJ•ml-1 K12·K2·K3 0.12ml·L−1·min−1 60％ D 反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率
【详解】（1）由盖斯定律可得，总反应3CO（g）+3H2（g） CH3OCH3（g）+CO2（g）为方程式①×2+②+③相加所得，故△H=2△H1＋△H2＋△H3=2×（-99）-24-41=-263 kJ·ml－1；总反应的平衡常数等于分反应的平衡常数之积，则K=K12·K2·K3 ．
（2）可用体积分数求出各物质的浓度，然后再利用平衡常数的公式求出平衡常数，相同条件下，气体的体积分数等于其物质的量分数，设参加反应的n（CO）=xml，
该反应中 4H2（g）+2CO（g）CH3OCH3（g）+H2O（g），
开始（ml） 8.0 4.0 0 0
反应（ml） 2x x 0.5x 0.5x
平衡（ml）8.0-2x 4.0-x 0.5x 0.5x
二甲醚物质的量分数= ×100%=1/6，解得：x=2.4；用CH3OCH3的浓度变化表示该反应的速率为 =0.12ml·L−1·min−1 ；则CO的转化率为2.4ml/4ml×100%=60%；（3）A、分离出二甲醚，降低生成物浓度，减慢反应速率，故A错误；B、升高温度，加快反应速率，平衡逆向移动，产率降低，故B错误；C、改用高效催化剂，加快反应速率，但平衡不移动，故C错误；D、增大压强，加快反应速率，平衡正向移动，能加快反应速率又能提高CH3OCH3产率，D正确；故选D。（4）该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率原因是反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率。
13． Cu Zn+2H+=Zn2++H2↑ AC 2H2O+2e-=H2+2OH- 有气泡产生，溶液变红色 2Cl--2e-=Cl2 湿润的淀粉KI试纸检验生成的气体，试纸变蓝 纯铜 Cu+2e-=Cu2+
【分析】（1）甲装置中锌做负极失电子生成锌离子，铜做正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电池反应是锌和稀硫酸的反应，依据电子转移守恒计算和分析两个电极变化；
（2）电解池中，a是滴有酚酞试液的饱和NaCl溶液，X与电源负极连接做电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气；Y和电源连接做电解池的阳极，溶液中氯离子失电子生成氯气，阴极附近氢氧根离子浓度增大，溶液成红色，电极反应过程中生成氢氧化钠、氢气、氯气；
（3）电解方法精炼粗铜，粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液。
【详解】（1）甲装置是由铜、锌和稀硫酸组成的原电池，其中正极材料是铜，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应2H++2e-=H2↑，锌做负极失电子生成锌离子，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，电池反应的离子方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，当导线中有1ml电子通过时，负极锌物质的量减小0.5ml，质量减小0.5ml×65g/ml=32.5g；铜片上放出氢气，阳极电子守恒生成氢气的物质的量0.5ml，质量为0.5ml×2g/ml=1g，所以选项中AC正确；
故答案为：Cu；Zn+2H+=Zn2++H2↑；AC；
（2）电解池中，a是滴有酚酞试液的饱和NaCl溶液，X与电源负极连接做电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，溶液显碱性，溶液变红色；Y和电源连接做电解池的阳极，溶液中氯离子失电子生成氯气，电极反应式：2Cl--2e-=Cl2，检验氯气的方法为用湿润的淀粉KI试纸放在出口，试纸变蓝；
故答案为：2H2O+2e-=H2+2OH-；有气泡产生，溶液变红色；2Cl--2e-=Cl2；湿润的淀粉KI试纸检验生成的气体，试纸变蓝；
（3）电解方法精炼粗铜，电解质溶液a选用CuSO4溶液，阳极Y为粗铜，阴极x为纯铜，铜离子得到电子生成铜，电极反应为Cu2++2e-=Cu；故答案为：纯铜；Cu2++2e-=Cu。
【点睛】考查了原电池、电解池原理的分析应用，主要是电极反应，电极产物判断，掌握基础是关键。
14． Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2 增大 CO－2e－＋CO32-=2CO2 D 增加12.8g
【详解】(1) 图1为锌银电池，负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH。
则负极电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 答案为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2;
正极电极反应式为：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,因此，电池工作时，正极区周围溶液的pH增大。答案为：增大.
(2) ①图2中，A电极为负极，从箭头所指方向我们可确定反应物为CO、CO32-，生成物为CO2。电极反应式为：CO－2e－＋CO32-=2CO2 答案为：CO－2e－＋CO32-=2CO2;
②因为粗铜应作阳极，所以粗铜应与燃料电池的正极即B电极相连。答案为D.
③利用得失电子守恒，可建立如下关系式：
O2 ——2Cu
0.1ml 0.2ml
答案为：增加12.8g.
15． 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2 ↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸置于试管口，若试纸变蓝色则产生了氯气 氯化钠、氢氧化钠 水 H2O H+ +OH- 物理 8NH4Cl+3Cl2=6NH4Cl+N2
【分析】(1)电解食盐水时，氯离子在阳极放电生成氯气，氢离子在阴极放电生成氢气；
(2)检验氯气是利用湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝证明；
(3)在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质，在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物是非电解质，完全电离的电解质是强电解质，部分电离的是弱电解质。
(4)物质的三态变化是物理变化；氯气能够氧化氨气生成氮气，据此分析。
【详解】(1)电解食盐水时，氯离子在阳极放电生成氯气，氯气是黄绿色气体，有刺激性气味，氢离子在阴极放电生成氢气，电解方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2 ↑；
故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2 ↑；
(2)检验氯气是利用氯气的氧化性，氯气把碘离子氧化为碘单质，碘能够使淀粉溶液变蓝，因此反应产生的气体遇到湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的现象，即可证明反应产生了氯气；
故答案为：将湿润的淀粉碘化钾试纸置于试管口，若试纸变蓝色则产生了氯气。
(3) 根据电解质与非电解质、强电解质与弱电解质的概念可知：在电解饱和食盐水所涉及到的物质中，属于强电解质的是氯化钠、氢氧化钠；属于弱电解质的是水，其电离方程式为：H2O H+ +OH-。
故答案为：氯化钠、氢氧化钠；水；H2O H+ +OH-
(4) Cl2经过压缩后变成液氯，属于物理变化；氯气能够氧化氨气生成氮气，化学方程式为： 8NH4Cl+3Cl2=6NH4Cl+N2 ；
故答案为：物理；8NH4Cl+3Cl2=6NH4Cl+N2
【点睛】本题通过电解饱和食盐水考查了电解方程式的书写、电极产物的检验、电解质与非电解质、强电解质与弱电解质的辨析等内容，题目难度不大。
16． ③ 硫酸均过量，锌均全部反应，且锌质量一样，故反应放出热量一样，使等体积溶液温度升高值相近 15～20min和25～30 min 增加了O2的量 A B
【详解】Ⅰ等量的金属和酸反应放出的热量基本相同，实验③中，硫酸均过量，锌均全部反应，且锌质量一样，故反应放出热量一样，使等体积溶液温度升高值相近；正确答案：③；硫酸均过量，锌均全部反应，且锌质量一样，故反应放出热量一样，使等体积溶液温度升高值相近 。
Ⅱ、(1)反应混合物各物质的物质的量不变化，说明反应处于平衡状态，由图可以知道在和出现平台，各组分的物质的量不变，反应处于平衡状态；正确答案：和。
(2)由图可以知道,反应进行至时，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大，应是增大了氧气的浓度；由图可以知道，反应向正反应进行，到反应混合物单位时间内的变化量增大，说明反应速率增大,改变瞬间，各物质的物质的量不变；加了催化剂，增大反应速率, A正确；缩小容器体积，增大压强，增大反应速率，B正确； 降低温度反应速率降低，C错误；改变瞬间，各物质的物质的量不变，不是增加的物质的量，D错误；正确答案:增大氧气的浓度；AB.
17． SO2＋2OH－=＋H2O 阳离子 11.2 －2e－＋H2O=＋2H＋ H＋放电促进水的电离，使OH－浓度增大
【分析】电解Na2SO3溶液过程中，若要实现循环再生NaOH，同时得到H2SO4，则发生氧化反应生成，因此b电极发生氧化反应，移向右侧，电极反应为：－2e－＋H2O=＋2H＋，交换膜II为阴离子交换膜，a电极发生还原反应，Na+移向左侧，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，交换膜I为阳离子交换膜，据此解答。
【详解】（1）NaOH溶液吸收SO2发生的主要反应为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，离子方程式为：SO2＋2OH－=＋H2O；
（2）由上述分析可知，交换膜I为阳离子交换膜；
（3）当有1ml Na＋通过阳离子交换膜时，电解池中有1ml电子转移，根据a极电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-可知，将生产0.5mlH2，在标准状况下体积为0.5ml×22.4L/ml=11.2L；
（4）发生氧化反应生成，电极反应式为－2e－＋H2O=＋2H＋；
（5）通电后，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，其本质是水电离出的H+放电，电解过程中促进水的电离，使阴极负极溶液OH－浓度增大，从而使溶液pH增大。
18． 阴 纯铜 溶液 小于 红 4.48 14
【详解】与电源负极相连的电极是电解池的阴极，与电源正极相连的电极是电解池的阳极。由图示装置知甲池中A为阴极，B为阳极，乙池中为阴极，C(碳棒)为阳极。
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A是阴极，材料是纯铜，电极反应式为，电解质溶液为溶液，阳极材料为粗铜，电极反应式为等(据粗铜中杂质成分而定)，根据电极反应和得失电子守恒知，阴极有纯铜析出时，阳极溶解的铜小于。
(2)乙池中实质是电解溶液，C(碳棒)为电解池的阳极，放电生成氯气，铁 为电解池的阴极，电极反应式为，阴极区溶液呈碱性，若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后电极附近溶液呈红色。
(3)若甲池电解质溶液为溶液，阴极质量增加，即生成铜的质量为，物质的量为，根据电极反应式知，转移电子的物质的量为，根据得失电子守恒知乙池中阳极放出氯气的物质的量为，在标准状况下的体积为；甲乙两池串联，转移电子数相等，根据知，生成的物质的量为，溶液的体积为0.4L，，故溶液。
19． 负 氧化 O2+4e‾+2H2O=4OH- 0.4
【分析】由图可知该装置为氢氧燃料电池，通入H2的电极为负极，发生氧化反应，通入O2的电极为正极，发生还原反应，根据氧化还原反应中得失电子守恒进行计算。
【详解】(1)根据上述分析：通入H2的电极为负极，发生氧化反应；通入O2的电极为正极，发生还原反应，则正极的电极反应式为O2+4e‾+2H2O=4OH-，故答案：负；氧化；O2+4e‾+2H2O=4OH-；
(2)标准状况下，5.6LH2为0.25ml，若能量转化率为80%，根据H2-2e-+2OH-=2H2O，则导线中通过电子的物质的量=0.25ml 2=0.4ml，故答案：0.4ml。
20． 阴 Cu-2e-=Cu2+ 0.02 BD
【分析】(1)镀铜时，铜作阳极，失电子生成铜离子，而镀件作阴极，铜离子得电子生成单质铜。
(2)铜的电解精炼时，粗铜作阳极，失电子生成离子，而溶液中的铜离子在阴极得电子生成单质铜。
【详解】(1)①电镀时镀件上要生成铜，发生还原反应，所以镀件作电解池的阴极。
②A为直流电源的正极，与A连接的电极作阳极，即铜作阳极，失去电子发生氧化反应，电极反应是Cu-2e-=Cu2+。
③阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上Cu2+得电子发生还原反应，若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后二者质量差为1.28g，二者质量差的一半为阴极析出的铜，则转移电子的物质的量=×2=0.02ml。
(2)A．粗铜作为阳极，则粗铜中的Al、Zn、Cu都可以失去电子，所以当转移电子数为2ml时，阳极质量减少量不能确定，A说法错误；
B．电解精炼，粗铜发生氧化反应生成铜离子进入溶液，所以粗铜接A极，发生氧化反应，B说法正确；
C．溶液中Cu2+向阴极移动，得电子发生还原反应生成Cu，C说法错误；
D．在精炼过程中，粗铜中Ag、Au不放电，在电极下形成阳极泥，所以利用阳极泥可回收Ag、Au，D说法正确；
答案为BD。
21． 2H＋＋2e－==H2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O==2AlO2-＋3H2↑ Mg Al AD
【详解】(1)甲中镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应，正极反应为2H++2e-=H2↑，负极反应为Mg-2e-=Mg2+；
(2)乙池中铝易失电子作负极、镁作正极，负极上铝失电子发生氧化反应，电池总反应为：2Al＋2OH－＋2H2O==2AlO2-＋3H2↑；
(3)甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，甲中镁活动性强、乙中铝活动性强；
(4)A．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，故正确；
B．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，故错误；
C．该实验对研究物质的性质有实用价值，和金属活动顺序表无关，不是活泼的金属在原电池中一定做负极，故错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，故正确；
故选AD。
22． 33 与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止As2O3与S2-结合生成AsS(或与S2-结合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果) 稀硫酸、高锰酸钾溶液 Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O 、5 Fe2+ ++ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O AsO+I2+2OH-=2I-+AsO+H2O 2AsO+2SO2+2H+=As2O3+2SO+H2O SO2
【分析】酸性高浓度含砷废水加入硫化钠、硫酸亚铁，其中硫酸亚铁可除去过量的硫离子，过滤得到As2S3和FeS，焙烧，可生成As2O3、氧化铁，加入氢氧化钠溶液生成Na3AsO3，氧化生成Na3AsO4，生成的气体为二氧化硫，与Na3AsO4在酸性条件下发生氧化还原反应生成As2O3，以此解答该题。
【详解】(1)已知砷元素与N同一主族，原子比N原子多两个电子层，则砷元素在P的下一周期，原子序数为15+18=33，硫化钠为离子化合物，电子式为，故答案为：33；；
(2)FeSO4的作用是除去过量的硫离子，As2S3+3S2−⇌2使平衡逆向进行，提高沉砷效果，亚铁离子与过量的S2−结合生成FeS沉淀，防止As2O3与S2−结合生成，故答案为：与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止As2O3与S2-结合生成AsS(或与S2-结合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果)；
(3)四氧化三铁含有+2价铁，具有还原性，可在酸性条件下与高锰酸钾反应，溶液褪色，则可用硫酸、高锰酸钾检验，离子方程式为：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O、5 Fe2+ ++ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O，故答案为：稀硫酸、高锰酸钾溶液；Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O、5 Fe2+ ++ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O；
(4)单质碘具有氧化性，碱性条件下和AsO反应生成2I-和AsO，离子方程式为：AsO+I2+2OH-=2I-+AsO+H2O，故答案为：AsO+I2+2OH-=2I-+AsO+H2O；
(5)调节pH=0时，由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为2AsO+2SO2+2H+=As2O3+2SO+H2O，故答案为：2AsO+2SO2+2H+=As2O3+2SO+H2O；
(6) As4S4中As为+2价、S为−2价，且生成As2O3，1mlAs4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时，转移28mle−，则4mlS元素化合价升高6价，生成物化合价为+4价，应为SO2，故答案为：SO2。
【点睛】本题考查了物质制备方案设计，制备类化学流程题注意①先是确定要制备什么物质，从题干或问题中获取有用信息，②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：反应物是什么？反应方程式是什么？该反应造成了什么后果？对制造产品有什么作用？③从问题中获取信息，帮助解题。标准化问题要标准化回答。
23． 正 AD Al 2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O 开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变 Ag2SO4 30 10 17.5 确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响 当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降
【分析】Ⅰ.(1)实际发生自发性氧化还原反应的物质，前一装置中金属与氢离子反应，而后一装置中是铝与碱溶液反应，两者发生的反应不同；
(2)乙同学设计的实验装置，铝、铜、浓硝酸构成的原电池，根据测量和绘制原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，电流先减小，且电流方向改变，后由小变大，开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变；
(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，锌能将Ag2SO4中的银置换出来，银、锌、硫酸构成原电池加快反应速率；
(4)要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同。A组中硫酸为30mL，那么其它组硫酸量也都为30mL。而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，那么总量为20mL，所以V6=10mL，V9=17.5mL，V1=30mL；当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
【详解】Ⅰ.(1)实验前，甲同学认为“构成原电池的负极总是较活泼的金属材料”，根据他的判断，铝活泼性比镁弱，两个装置中的Al是正极；实际实验时发现两个装置中的电流表偏转方向不同：
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质，注意实际发生自发性氧化还原反应的物质，前一装置中金属与氢离子反应，而后一装置中是铝与碱溶液反应，两者发生的反应不同，故A正确；
B．镁的金属性一定比铝的金属性强，故B错误；
C．两实验的反应实质不同，不能得出：“金属活动性顺序已过时，已没有实用价值”的结论，故C错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，故应具体问题具体分析，故D正确；
故答案为：正；AD；
(2)乙同学设计的实验装置，根据测量和绘制原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，电流先减小，且电流方向改变，后由小变大，则图中0~t1阶段，铝比铜还原性强，铝先与硝酸反应，还原剂是铝，负极材料是Al，正极硝酸根离子得电子发生还原反应，正极的电极反应式是2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，t1后，外电路中电流方向发生改变，其原因是开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变;
故答案为：Al；2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变；
Ⅱ.(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，锌能将Ag2SO4中的银置换出来，银、锌、硫酸构成原电池加快反应速率，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4。故答案为：Ag2SO4；
(4)要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同。A组中硫酸为30mL，那么其它组硫酸量也都为30mL。而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，那么总量为20mL，所以V6=10mL，V9=17.5mL，V1=30mL，各量如表：
则实验中V1＝30，V6＝10，V9＝17.5；实验中有的需要加入一定体积的水，其作用是确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响；实验结果发现：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。氢气生成速率下降的主要原因当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
故答案为：30；10；17.5；确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响；当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
【点睛】本题考查了原电池原理、反应速率计算和化学平衡化学反应速率的影响因素等，涉及化学反应速率、化学平衡的计算以及平衡移动等问题，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度中等。
A
B
C
D
E
F
4ml/LH2SO4/mL
30
V130
V230
V330
V430
V530
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V610
20
H2O/mL
V720
V819.5
V917.5
V1015
10
0
一、单选题
1．某原电池反应的离子方程式为Fe+ 2H+=Fe2++H2↑，则下列说法中正确的是
A．可用稀HNO3作电解质溶液B．溶液中H+移向负极
C．电池放电过程中电解质溶液pH值减小D．用铁作负极，铁质量不断减少
2．氢氧燃料电池被人们誉为“绿色电池”，具有广阔的发展前途。如图为电池示意图。已知电池工作时，电流从电极a经由导线流向电极b。则下列说法正确的是（ ）
A．该燃料电池能将电能转化为化学能
B．a极的反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．溶液中的OH-从右室向左室移动
D．电池中电解液的pH逐渐增大
3．铒可作某些荧光材料的激活剂，利用电解法制备金属铒的示意图如图，下列说法正确的是（ ）
A．电解过程中，F-向a极移动
B．在氟化物体系(ErF3一LiF)中电解氧化铒的目的是稀释氧化铒的浓度
C．b极生成CO2的电极反应式为C+2O2- +4e-=CO2
D．b极每生成标准状况16.8 L气体时，阴极生成1 ml Er
4．一种以天然气为燃料的固体氧化物燃料电池的原理如图所示，其中 YSZ为6%～10%Y2O3掺杂的 ZO2固体电解质，下列有关叙述正确的是
A．电子通过外电路从 b 极流向 a
B．b 极上的电极反应式为
C．每转移 电子，消耗 的
D．由正极通过固体电解质 YSZ 迁移到负极
5．图甲和图乙是双液原电池装置。由图可判断下列说法中错误的是
A．图甲电池反应的离子方程式为
B．反应能够发生
C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性
D．当图乙中有电子通过外电路时，正极有析出
6．某科学家利用二氧化饰(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、 CO，其过程如下所示：
mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2
(m-x)CeO2·xCe+x H2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO2
下列说法不正确的是
A．该过程中CeO2是H2O、CO2转变为H2、CO反应的催化剂
B．利用CeO2作催化剂-既可使该转变过程速率提高。亦可减小能量的消 耗，并可提高反应物转化率
C．mml CeO2参加反应，气体物质的量增加x ml
D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH - - 2e = CO32- +2H2O
7．电致变色系统常用于汽车玻璃中，其工作原理是在外接电源下，通过在膜材料内部发生氧化还原反应，实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节。下列有关说法正确的是
已知：WO3和Li4Fe4[Fe(CN)6]3均为无色透明，LiWO3和Fe4[Fe(CN)6]3均为蓝色。
A．当X接电源正极时，此时Li＋ 脱离离子储存层
B．当X接电源负极时，膜的透射率降低，可以有效阻挡阳光
C．当Y接电源正极时，离子储存层发生反应为：
D．在较长时间使用过程中，导电性聚合物电解质中Li＋会大量减少
8．现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如图所示的电解槽，用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH溶液和H2SO4溶液。下列说法中正确的是（ ）
A．阳极反应式为2H++2e-=H2↑B．从A口出来的是H2SO4溶液
C．a是阳离子交换膜，允许H+通过D．E、G处加入的物质均为H2O
9．中科院化学研究所最新报道了化合物1催化CO2的氢化机理。其中化合物1(催化剂，固态)→化合物2(中间产物，固态)的过程和其相对能量曲线如图所示。下列有关该过程的说法正确的是
A．过程中经历两个过渡态TS11-2、TS21-2，说明该过程包含两个基元反应
B．该过程的总反应速率主要由过程①决定
C．升高温度，有利于过程②的进行
D．过程①的热化学方程式为I(s)+CO2(g)=I1-2(s)△H=-2.08kJ•ml-1
10．电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．铁电极的电极反应式为
B．若左池石墨电极产生(标准状况)气体，则消耗甲烷
C．通入甲烷的石墨电极的电极反应式为
D．为了增强污水的导电能力，可向污水中加入适量工业用食盐
二、填空题
11．乙醛酸(OHC－COOH)是一种重要的精细化学品，在有机合成中有广泛应用，大部分用于合成香料，例如香兰素、洋茉莉醛等。利用乙二醛(OHC－CHO)催化氧化法是合成乙醛酸的方法之一，反应原理为：。可能发生副反应有：
(1)已知相关共价键的键能数据如表：
则ΔH1＝ kJ·ml－1。
(2)在反应瓶内加入含1ml乙二醛的反应液2 L，加热至45～60℃，通入氧气并保持氧气压强为0.12Mpa，反应3h达平衡状态，得到的混合液中含0.84ml乙醛酸，0.12ml草酸，0.04ml乙二醛(溶液体积变化可忽略不计)。
①乙二醛的转化率 ，草酸的平均生成速率为 ml·L－1·h－1。
②乙醛酸制备反应的经验平衡常数K＝ 。(溶液中的溶质用物质的量浓度表示、气体物质用分压代替平衡浓度)结合化学反应原理，简述改变氧气压强对乙醛酸制备反应的影响 。
(3)研究了起始时氧醛比[]、催化剂用量和温度对乙醛酸产率的影响，如图1、图2、表1所示。
表1 温度对乙醛酸合成的影响
①选择最佳氧醛比为 ；催化剂的合适用量为 。
②选择温度在45～60℃的理由是 。
12．以CO和H2为原料生产二甲醚(CH3OCH3)主要发生以下三个反应
（1）该工艺的总反应为3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)△H
该反应△H= ,化学平衡常数K= (用含K1、K2、K3的代数式表示)。
（2）某温度下,将8.0mlH2和4 mlCO充入容积为2L的密闭容器中,发生反应:4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),5分钟后反应达平衡,测得二甲醚的体积分数为1/6,则用CH3OCH3的浓度变化表示该反应的速率为 ml·L—1min—1,CO的转化率为 。
（3）下列措施中,既能加快反应速率又能提高CH3OCH3产率的有 。
A．分离出二甲醚 B．升高温度 C．改用高效催化剂 D．增大压强
（4）该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率原因是 。
13．某化学兴趣小组的同学用以下装置研究电化学的问题。
（1）甲装置是由铜、锌和稀硫酸组成的原电池，其中正极材料是 ，电池的总反应式用离子方程式表示为 。当导线中有1ml电子通过时，理论上两极的变化是 （填序号）。
A．锌片溶解了32.5g B．锌片增重32.5g
C．铜片上析出lgH2 D．铜片上析1mlH2
（2）若乙装置中X、Y都是惰性电极，a是滴有酚酞试液的饱和NaCl溶液。
乙
则：X极上的电极反应式为 ，在X极附近观察到的现象是 ；Y极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。
（3）若要通过乙装置用电解方法精炼粗铜，电解质溶液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是 ，X极的电极反应式为 。
14．依据电化学知识，解决下列问题：
（1）图1为锌银电池，负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH。写出该电池负极电极反应式： ，电池工作时，正极区周围溶液的pH （填“增大”、“减小”、“不变”）。
（2）图2是一种新型燃料电池，以CO为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物为电解质，图3是粗铜精炼的装置图，现用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。
①写出A极的电极反应式： 。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与 极(填“C”或“D”)相连。
③当消耗标准状况下2.24LO2时，C电极的质量变化为 。
15．NaCl 是一种基础化工原料，NaOH 也是一种基础化工原料，他们在生产、生活中有广泛的用途。请根据所学知识回答下列问题。
(1)请写出电解饱和食盐水的化学方程式： 。
(2)证明生产产物中的 Cl2 的方法是 。
(3)在电解饱和食盐水所涉及到的物质中，属于强电解质的是 。属于弱电解质的是 。写出该弱电解质的电离方程式 。
(4)电解产生的 Cl2 经过压缩后变成液氯，这是 (填“物理”或“化学”)变化，常通过管道进行输送到灌装车间，若管道不慎破裂，常用氨水来检查破裂处，破裂处会观察到大量 NH4Cl 白烟和 N2，请写出化学方程式 。
16．Ⅰ、下表是某研究性学习小组探究稀硫酸与金属锌反应的实验数据：
实验数据可发现有一个数据明显有错误，该数据是实验 （填实验序号），理由是
Ⅱ、在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） △H＜0
（1）600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是 。
（2）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是 （用文字表达）；10min到15min的曲线变化的原因可能是 （填写编号）。
A．加了催化剂 B．缩小容器体积
C． 降低温度 D．增加SO3的物质的量
17．工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。烟气中的SO2可以用NaOH溶液吸收，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。(电极材料为石墨)
(1)用NaOH溶液吸收SO2发生的主要反应的离子方程式为 。
(2)图中，交换膜I应为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
(3)当有1ml Na＋通过阳离子交换膜时，a极生成气体 L(标准状况)。
(4)SO放电的电极反应式为 。
(5)通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因： 。
18．如图为相互串联的甲、乙两电解池，试回答以下问题：
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A是 极，材料是 ，电极反应式为 ，电解质溶液为 。当一极有纯铜析出时，另一极溶解的铜 (填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后电极附近溶液呈 色，电极反应式为 。
(3)若甲池中电解质溶液为溶液，电解过程中阴极质量增加，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为 L，若此时乙池剩余液体为，则电解后溶液的为 。
19．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电源。如图为电池示意图，
请回答：
（1）通入H2的电极为 （填“正”或“负”）极，发生 反应（填“氧化”或“还原”），正极的电极反应式为 。
（2）标准状况下，通入5.6LH2，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为 ml。
20．(1)利用电镀原理在铁件表面镀铜。装置如图所示：
①电镀时镀件作 (填“阳”或“阴”)极。
②与A连接的电极上发生的反应是 。
③若电镀前铁，铜两电极的质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，二者质量差为1.28g，则电镀时电路中通过的电子为 ml。
(2)用如图所示装置进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 (填标号)。
A．若阴极得到的电子数为2NA，则阳极质量减少64g
B．粗铜接A极，发生氧化反应
C．溶液中Cu2+向阳极移动
D．利用阳极泥可回收Ag、Au
三、实验探究题
21．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6 ml·L－1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 ml·L－1的NaOH溶液中，如图所示。
（1）写出甲中正极的电极反应式 。
（2）乙中总反应的离子方程式： 。
（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出 活动性更强，而乙会判断出 活动性更强。(填写元素符号)
（4）由此实验得出的下列结论中，正确的有 。
22．工业上采用酸性高浓度含砷废水(砷主要以亚砷酸H3AsO3形式存在)提取中药药剂As2O3。工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)已知砷元素与N同一主族，原子比N原子多两个电子层，则砷元素的原子序数为 ，“沉砷”中所用Na2S的电子式为 。
(2)已知：As2S3与过量的S2-存在以下反应：As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2AsS；“沉砷”中FeSO4的作用是 。
(3)“焙烧”过程中由于条件的原因，生成的三氧化二铁中混有四氧化三铁，证明四氧化三铁存在的试剂是 (写名称)。并写出对应反应的离子方程式 。
(4)“氧化”过程中，可以用单质碘为氧化剂进行氧化，写出该反应的离子方程式 。
(5)调节pH=0时，由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为 。
(6)一定条件下，用雄黄(As4S4)制备As2O3的转化关系如图所示。若反应中，1mlAs4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时，转移28mle-，则物质a为 。(填化学式)
23．某化学兴趣小组的几位同学探究原电池原理的应用时，做了如下的实验：
Ⅰ.原电池原理判断金属的活泼性
(1)实验前，甲同学认为“构成原电池的负极总是较活泼的金属材料”，根据他的判断，两个装置中的Al是 极；实际实验时发现两个装置中的电流表偏转方向不同，则以下的判断正确的是
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，故应具体问题具体分析
(2)乙同学设计了如图的实验装置，并测量和绘制了原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，则图中0~t1阶段，负极材料是 ，正极的电极反应式是 ，t1后，外电路中电流方向发生改变，其原因是
Ⅱ.原电池原理改变化学反应速率
(3)丙同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是 。
(4)丁同学进一步研究硫酸铜用量的多少对反应速率的具体影响，设计了如下一系列实验，将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。
则实验中V1＝ ，V6＝ ，V9＝ ；实验中有的需要加入一定体积的水，其作用是 ；实验结果发现：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
共价键
C－H
O－H
C－O
C＝O
O＝O
C－C
键能/kJ·ml－1
413
462
351
745
497
348
温度t(℃)
乙醛酸产率(%)
草酸产率(%)
产品色泽
30～45
46.2
8.6
洁白
45～60
82.4
16.0
白
60～75
81.6
18.2
微黄
实验序号
金属质量/g
金属状态
c(H2SO4)/ml·L-1
V(H2SO4)/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
46
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
35
51
40
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，应具体问题具体分析
A
B
C
D
E
F
4ml/LH2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
参考答案：
1．D
【详解】A．不可用稀HNO3作电解质溶液，否则得不到氢气，铁与硝酸反应生成硝酸铁、水和氮的氧化物，故A错误；
B．原电池中阳离子向正极移动，溶液中H+移向正极，故B错误；
C．电池放电过程中电解质溶液中氢离子减小，pH值增大，故C错误；
D．用铁作负极，Fe-2e-=Fe2+，铁质量不断减少，故D正确；
故选D。
2．B
【详解】A．燃料电池能将化学能转化为电能，故A错误；
B．电流从电极a经由导线流向电极b， a极为正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，故B正确；
C．电流从电极a经由导线流向电极b， a极为正极、b是负极，溶液中的OH-从a向b移动，故C错误；
D．氢氧燃料电池总反应为2H2 + O2 =2H2O，反应生成水，氢氧化钾浓度减小，电池中电解液的pH逐渐减小，故D错误；
选B。
3．D
【分析】b电极碳生成二氧化碳，化合价升高发生氧化反应，是阳极，那么a是阴极，据此回答问题。
【详解】A. 电解过程中，电解质中阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，所以F-向阳极移动，即向b极移动，故A错误；
B. 在氟化物体系(ErF3一LiF)中电解氧化铒的目的是增强导电性，故B错误；
C. 根据图知，阳极上生成二氧化碳，则阳极反应式为C+2O2- -4e-=CO2，故C错误；
D. b极每生成标准状况16.8 L气体即物质的量是0.75ml时，由反应式C+2O2- -4e-=CO2，转移电子3ml，根据阴极得电子数等于阳极失电子数，可知阴极生成1 ml Er，故D正确；
故选：D。
4．D
【分析】该燃料电池中，通入甲烷的电极是负极、通入氧气的电极是正极，
【详解】A.电子流出的电极为负极、电子流入的电极为正极，电子从a沿导线流向b，A错误；
B.b电极上氧气得电子生成氧离子，电极反应式为O2+4e-=2O2-，B错误；
C.温度和压强未知导致气体摩尔体积未知，所以无法计算甲烷体积，C错误；
D.电解质中阴离子向负极移动，则O2-由正极通过固体电解质 YSZ 迁移到负极，D正确。
答案为D。
5．B
【详解】A．根据图甲可知，原电池中为负极，失电子，得电子，所以甲电池反应的离子方程式为，金属活动性Cd＞C， 故A正确；
B．根据图乙可知，原电池中为负极，失电子，得电子，所以乙电池反应的离子方程式为，金属活动性C＞Ag，则结合A中分析可知金属活动性Cd＞C＞Ag，因此反应不能发生，故B错误；
C．原电池放电时，盐桥中的阴、阳离子定向移动使原电池内部形成通路，从而形成闭合回路，且盐桥可以使两个烧杯中的溶液保持电中性，故C正确；
D．根据可知，当有电子通过外电路时，正极有析出，故D正确；
答案为B。
6．B
【详解】A. 通过太阳能实现总反应H2O+CO2→H2+CO+O2可知：CeO2没有消耗,CeO2为催化剂，故A正确；
B.催化剂只能改变反应速率，影响反应历程，改变反应活化能，不影响平衡移动和转化率，故B错误；
C. 根据mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2，mml CeO2参加反应，气体物质的量增加x ml O2，故C正确；
D. CO在负极失电子生成CO2，在碱性条件下再与OH−生成CO32−，故负极反应式应为：CO+4OH−−2e−═CO32−+2H2O，故D正确；
答案选B。
7．B
【详解】A．当X接外接电源正极时，X极是阳极，此时Li+移向阴极，即进入离子储存层，故A错误；
B．当X接外接电源负极时，X为阴极，此时无色的WO3得电子被还原为蓝色的LiWO3，因此可以有效阻挡阳光，故B正确；
C．当Y接电源正极时，Y为阳极，电极反应为Li4Fe4[Fe(CN)6]3-4eˉ=Fe4[Fe(CN)6]3+4Li+，故C错误；
D．电致变色系统在较长时间的使用过程中，Li+不会参与电极反应，Li+的量可保持基本不变，故D错误；
故答案选B。
8．B
【分析】电解饱和Na2SO4溶液时，阳极上水电离出的OH-放电，失去电子发生氧化反应生成氧气，阴极上水电离出的H+放电，得到电子发生还原反应生成氢气，由于装置中放置了离子交换膜，在两极分别生成NaOH和H2SO4，需在阳极室一侧放置阴离子交换膜，只允许通过阴离子，在阴极一侧放置阳离子交换膜，只允许通过阳离子，则从E口处加入的物质为稀硫酸，阳极室的B出口放出氧气、A出口放出硫酸溶液，从G口处加入的物质为稀氢氧化钠溶液，阴极室的C出口放出氢气、D出口放出氢氧化钠溶液。
【详解】A.阳极上水电离出的OH-放电，失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2H2O—4e—=4H++O2↑，故A错误；
B.由分析可知，阳极室中阳极上水电离出的OH-放电，破坏水的电离平衡，在阳极附近聚集大量氢离子，硫酸根通过阴离子交换膜a进入阳极室，则从A出口出来的是硫酸溶液，故B正确；
C.由分析可知，阳极室中阳极上水电离出的OH-放电，破坏水的电离平衡，在阳极附近聚集大量氢离子，硫酸根通过阴离子交换膜a进入阳极室，不允许氢离子通过，故C错误；
D.由分析可知，E、G处加入的物质分别为稀硫酸和稀氢氧化钠溶液，故D错误；
故选B。
9．A
【详解】A．由相对能量曲线可知，化合物1与CO2反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS11-2、TS21-2，说明这一过程包含两个基元反应，故A正确；
B．过程①的活化能为：(6.05-0.00)=6.05kJ·ml-1，②的活化能为：(11.28-2.08)=9.20kJ·ml-1，过程①的活化能小于过程②的活化能，过程①的反应速率大于过程②的反应速率，故该过程的总反应速率主要由过程②决定，故B错误；
C．过程②为放热反应，升高温度，反应逆向进行，不利于过程②的进行，故C错误；
D．过程①的热化学方程式为：I(s)+CO2(g)=I1-2(s)△H=2.08kJ·ml-1，故D错误；
故选A。
10．B
【详解】A．通入空气的电极上发生还原反应，所以通入空气的电极为正极，则铁作阳极，阳极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为，选项A正确；
B．石墨电极上逸出的气体为氢气，生成(标准状况)氢气时转移电子的物质的量为，消耗甲烷转移电子的物质的量为，根据得失电子守恒得，消耗甲烷的物质的量为，选项B错误；
C．负极上甲烷失去电子并与结合生成和，电极反应式为，选项C正确；
D．水是弱电解质，其导电能力较弱，为了增强溶液的导电能力，可以加入强电解质，选项D正确。
答案选B。
11． -303 96% 0.02 3675(MPa)-1 增大压强，一方面可以加快乙醛酸制备反应的反应速率，另一方面也有利于增大乙二醛的转化率；（但是氧气压强不宜过高，过高会使乙醛酸进一步被氧化，减少乙醛酸的产率。） 0.55 0.20g 温度较低时，反应速率较慢；温度高于60℃，乙醛酸产率下降，副产物草酸产率增加，产品的纯度下降（产品的颜色可能是乙醛酸分解产物污染了产品）
【详解】(1)反应热=反应物总键能-生成物总能键能，由有机物的结构可知，该反应的反应热为：2mlC-H、1mlO=O总键能与2mlC-O、2mlO-H总键能之差，△H1=2ml×413kJ•ml-1+1ml×497kJ•ml-1-2ml×（351kJ•ml-1+462kJ•ml-1）=-303kJ•ml-1；
(2)在反应瓶内加入含1ml乙二醛的反应液2 L，加热至45～60℃，通入氧气并保持氧气压强为0.12Mpa，反应3h达平衡状态，得到的混合液中含0.84ml乙醛酸，0.12ml草酸，0.04ml乙二醛(溶液体积变化可忽略不计)。
①乙二醛的转化率为，草酸的平均生成速率为=0.02ml·L－1·h－1；
②根据反应，结合计算可知，乙醛酸的浓度为0.42ml/L，乙二醛的浓度为0.02ml/L，乙醛酸制备反应的经验平衡常数K＝=3765(MPa)-1；增大压强，一方面可以加快乙醛酸制备反应的反应速率，另一方面也有利于增大乙二醛的转化率；（但是氧气压强不宜过高，过高会使乙醛酸进一步被氧化，减少乙醛酸的产率）；
(3) ①根据图1中氧醛比对产物产率的影响，选择最佳氧醛比为0.55；催化剂的合适用量为0.20g；
②温度较低时，反应速率较慢；温度高于60℃，乙醛酸产率下降，副产物草酸产率增加，产品的纯度下降（产品的颜色可能是乙醛酸分解产物污染了产品），故选择温度在45～60℃。
12． -263 kJ•ml-1 K12·K2·K3 0.12ml·L−1·min−1 60％ D 反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率
【详解】（1）由盖斯定律可得，总反应3CO（g）+3H2（g） CH3OCH3（g）+CO2（g）为方程式①×2+②+③相加所得，故△H=2△H1＋△H2＋△H3=2×（-99）-24-41=-263 kJ·ml－1；总反应的平衡常数等于分反应的平衡常数之积，则K=K12·K2·K3 ．
（2）可用体积分数求出各物质的浓度，然后再利用平衡常数的公式求出平衡常数，相同条件下，气体的体积分数等于其物质的量分数，设参加反应的n（CO）=xml，
该反应中 4H2（g）+2CO（g）CH3OCH3（g）+H2O（g），
开始（ml） 8.0 4.0 0 0
反应（ml） 2x x 0.5x 0.5x
平衡（ml）8.0-2x 4.0-x 0.5x 0.5x
二甲醚物质的量分数= ×100%=1/6，解得：x=2.4；用CH3OCH3的浓度变化表示该反应的速率为 =0.12ml·L−1·min−1 ；则CO的转化率为2.4ml/4ml×100%=60%；（3）A、分离出二甲醚，降低生成物浓度，减慢反应速率，故A错误；B、升高温度，加快反应速率，平衡逆向移动，产率降低，故B错误；C、改用高效催化剂，加快反应速率，但平衡不移动，故C错误；D、增大压强，加快反应速率，平衡正向移动，能加快反应速率又能提高CH3OCH3产率，D正确；故选D。（4）该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率原因是反应③消耗了反应②中的产物H2O，使反应②的化学平衡向正反应方向移动，从而提高CH3OCH3的产率。
13． Cu Zn+2H+=Zn2++H2↑ AC 2H2O+2e-=H2+2OH- 有气泡产生，溶液变红色 2Cl--2e-=Cl2 湿润的淀粉KI试纸检验生成的气体，试纸变蓝 纯铜 Cu+2e-=Cu2+
【分析】（1）甲装置中锌做负极失电子生成锌离子，铜做正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电池反应是锌和稀硫酸的反应，依据电子转移守恒计算和分析两个电极变化；
（2）电解池中，a是滴有酚酞试液的饱和NaCl溶液，X与电源负极连接做电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气；Y和电源连接做电解池的阳极，溶液中氯离子失电子生成氯气，阴极附近氢氧根离子浓度增大，溶液成红色，电极反应过程中生成氢氧化钠、氢气、氯气；
（3）电解方法精炼粗铜，粗铜做阳极，精铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液。
【详解】（1）甲装置是由铜、锌和稀硫酸组成的原电池，其中正极材料是铜，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应2H++2e-=H2↑，锌做负极失电子生成锌离子，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，电池反应的离子方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，当导线中有1ml电子通过时，负极锌物质的量减小0.5ml，质量减小0.5ml×65g/ml=32.5g；铜片上放出氢气，阳极电子守恒生成氢气的物质的量0.5ml，质量为0.5ml×2g/ml=1g，所以选项中AC正确；
故答案为：Cu；Zn+2H+=Zn2++H2↑；AC；
（2）电解池中，a是滴有酚酞试液的饱和NaCl溶液，X与电源负极连接做电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，溶液显碱性，溶液变红色；Y和电源连接做电解池的阳极，溶液中氯离子失电子生成氯气，电极反应式：2Cl--2e-=Cl2，检验氯气的方法为用湿润的淀粉KI试纸放在出口，试纸变蓝；
故答案为：2H2O+2e-=H2+2OH-；有气泡产生，溶液变红色；2Cl--2e-=Cl2；湿润的淀粉KI试纸检验生成的气体，试纸变蓝；
（3）电解方法精炼粗铜，电解质溶液a选用CuSO4溶液，阳极Y为粗铜，阴极x为纯铜，铜离子得到电子生成铜，电极反应为Cu2++2e-=Cu；故答案为：纯铜；Cu2++2e-=Cu。
【点睛】考查了原电池、电解池原理的分析应用，主要是电极反应，电极产物判断，掌握基础是关键。
14． Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2 增大 CO－2e－＋CO32-=2CO2 D 增加12.8g
【详解】(1) 图1为锌银电池，负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH。
则负极电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 答案为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2;
正极电极反应式为：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,因此，电池工作时，正极区周围溶液的pH增大。答案为：增大.
(2) ①图2中，A电极为负极，从箭头所指方向我们可确定反应物为CO、CO32-，生成物为CO2。电极反应式为：CO－2e－＋CO32-=2CO2 答案为：CO－2e－＋CO32-=2CO2;
②因为粗铜应作阳极，所以粗铜应与燃料电池的正极即B电极相连。答案为D.
③利用得失电子守恒，可建立如下关系式：
O2 ——2Cu
0.1ml 0.2ml
答案为：增加12.8g.
15． 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2 ↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸置于试管口，若试纸变蓝色则产生了氯气 氯化钠、氢氧化钠 水 H2O H+ +OH- 物理 8NH4Cl+3Cl2=6NH4Cl+N2
【分析】(1)电解食盐水时，氯离子在阳极放电生成氯气，氢离子在阴极放电生成氢气；
(2)检验氯气是利用湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝证明；
(3)在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质，在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物是非电解质，完全电离的电解质是强电解质，部分电离的是弱电解质。
(4)物质的三态变化是物理变化；氯气能够氧化氨气生成氮气，据此分析。
【详解】(1)电解食盐水时，氯离子在阳极放电生成氯气，氯气是黄绿色气体，有刺激性气味，氢离子在阴极放电生成氢气，电解方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2 ↑；
故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2 ↑；
(2)检验氯气是利用氯气的氧化性，氯气把碘离子氧化为碘单质，碘能够使淀粉溶液变蓝，因此反应产生的气体遇到湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的现象，即可证明反应产生了氯气；
故答案为：将湿润的淀粉碘化钾试纸置于试管口，若试纸变蓝色则产生了氯气。
(3) 根据电解质与非电解质、强电解质与弱电解质的概念可知：在电解饱和食盐水所涉及到的物质中，属于强电解质的是氯化钠、氢氧化钠；属于弱电解质的是水，其电离方程式为：H2O H+ +OH-。
故答案为：氯化钠、氢氧化钠；水；H2O H+ +OH-
(4) Cl2经过压缩后变成液氯，属于物理变化；氯气能够氧化氨气生成氮气，化学方程式为： 8NH4Cl+3Cl2=6NH4Cl+N2 ；
故答案为：物理；8NH4Cl+3Cl2=6NH4Cl+N2
【点睛】本题通过电解饱和食盐水考查了电解方程式的书写、电极产物的检验、电解质与非电解质、强电解质与弱电解质的辨析等内容，题目难度不大。
16． ③ 硫酸均过量，锌均全部反应，且锌质量一样，故反应放出热量一样，使等体积溶液温度升高值相近 15～20min和25～30 min 增加了O2的量 A B
【详解】Ⅰ等量的金属和酸反应放出的热量基本相同，实验③中，硫酸均过量，锌均全部反应，且锌质量一样，故反应放出热量一样，使等体积溶液温度升高值相近；正确答案：③；硫酸均过量，锌均全部反应，且锌质量一样，故反应放出热量一样，使等体积溶液温度升高值相近 。
Ⅱ、(1)反应混合物各物质的物质的量不变化，说明反应处于平衡状态，由图可以知道在和出现平台，各组分的物质的量不变，反应处于平衡状态；正确答案：和。
(2)由图可以知道,反应进行至时，平衡向正反应移动，瞬间只有氧气的浓度增大，应是增大了氧气的浓度；由图可以知道，反应向正反应进行，到反应混合物单位时间内的变化量增大，说明反应速率增大,改变瞬间，各物质的物质的量不变；加了催化剂，增大反应速率, A正确；缩小容器体积，增大压强，增大反应速率，B正确； 降低温度反应速率降低，C错误；改变瞬间，各物质的物质的量不变，不是增加的物质的量，D错误；正确答案:增大氧气的浓度；AB.
17． SO2＋2OH－=＋H2O 阳离子 11.2 －2e－＋H2O=＋2H＋ H＋放电促进水的电离，使OH－浓度增大
【分析】电解Na2SO3溶液过程中，若要实现循环再生NaOH，同时得到H2SO4，则发生氧化反应生成，因此b电极发生氧化反应，移向右侧，电极反应为：－2e－＋H2O=＋2H＋，交换膜II为阴离子交换膜，a电极发生还原反应，Na+移向左侧，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，交换膜I为阳离子交换膜，据此解答。
【详解】（1）NaOH溶液吸收SO2发生的主要反应为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，离子方程式为：SO2＋2OH－=＋H2O；
（2）由上述分析可知，交换膜I为阳离子交换膜；
（3）当有1ml Na＋通过阳离子交换膜时，电解池中有1ml电子转移，根据a极电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-可知，将生产0.5mlH2，在标准状况下体积为0.5ml×22.4L/ml=11.2L；
（4）发生氧化反应生成，电极反应式为－2e－＋H2O=＋2H＋；
（5）通电后，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，其本质是水电离出的H+放电，电解过程中促进水的电离，使阴极负极溶液OH－浓度增大，从而使溶液pH增大。
18． 阴 纯铜 溶液 小于 红 4.48 14
【详解】与电源负极相连的电极是电解池的阴极，与电源正极相连的电极是电解池的阳极。由图示装置知甲池中A为阴极，B为阳极，乙池中为阴极，C(碳棒)为阳极。
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A是阴极，材料是纯铜，电极反应式为，电解质溶液为溶液，阳极材料为粗铜，电极反应式为等(据粗铜中杂质成分而定)，根据电极反应和得失电子守恒知，阴极有纯铜析出时，阳极溶解的铜小于。
(2)乙池中实质是电解溶液，C(碳棒)为电解池的阳极，放电生成氯气，铁 为电解池的阴极，电极反应式为，阴极区溶液呈碱性，若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后电极附近溶液呈红色。
(3)若甲池电解质溶液为溶液，阴极质量增加，即生成铜的质量为，物质的量为，根据电极反应式知，转移电子的物质的量为，根据得失电子守恒知乙池中阳极放出氯气的物质的量为，在标准状况下的体积为；甲乙两池串联，转移电子数相等，根据知，生成的物质的量为，溶液的体积为0.4L，，故溶液。
19． 负 氧化 O2+4e‾+2H2O=4OH- 0.4
【分析】由图可知该装置为氢氧燃料电池，通入H2的电极为负极，发生氧化反应，通入O2的电极为正极，发生还原反应，根据氧化还原反应中得失电子守恒进行计算。
【详解】(1)根据上述分析：通入H2的电极为负极，发生氧化反应；通入O2的电极为正极，发生还原反应，则正极的电极反应式为O2+4e‾+2H2O=4OH-，故答案：负；氧化；O2+4e‾+2H2O=4OH-；
(2)标准状况下，5.6LH2为0.25ml，若能量转化率为80%，根据H2-2e-+2OH-=2H2O，则导线中通过电子的物质的量=0.25ml 2=0.4ml，故答案：0.4ml。
20． 阴 Cu-2e-=Cu2+ 0.02 BD
【分析】(1)镀铜时，铜作阳极，失电子生成铜离子，而镀件作阴极，铜离子得电子生成单质铜。
(2)铜的电解精炼时，粗铜作阳极，失电子生成离子，而溶液中的铜离子在阴极得电子生成单质铜。
【详解】(1)①电镀时镀件上要生成铜，发生还原反应，所以镀件作电解池的阴极。
②A为直流电源的正极，与A连接的电极作阳极，即铜作阳极，失去电子发生氧化反应，电极反应是Cu-2e-=Cu2+。
③阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上Cu2+得电子发生还原反应，若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后二者质量差为1.28g，二者质量差的一半为阴极析出的铜，则转移电子的物质的量=×2=0.02ml。
(2)A．粗铜作为阳极，则粗铜中的Al、Zn、Cu都可以失去电子，所以当转移电子数为2ml时，阳极质量减少量不能确定，A说法错误；
B．电解精炼，粗铜发生氧化反应生成铜离子进入溶液，所以粗铜接A极，发生氧化反应，B说法正确；
C．溶液中Cu2+向阴极移动，得电子发生还原反应生成Cu，C说法错误；
D．在精炼过程中，粗铜中Ag、Au不放电，在电极下形成阳极泥，所以利用阳极泥可回收Ag、Au，D说法正确；
答案为BD。
21． 2H＋＋2e－==H2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O==2AlO2-＋3H2↑ Mg Al AD
【详解】(1)甲中镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应，正极反应为2H++2e-=H2↑，负极反应为Mg-2e-=Mg2+；
(2)乙池中铝易失电子作负极、镁作正极，负极上铝失电子发生氧化反应，电池总反应为：2Al＋2OH－＋2H2O==2AlO2-＋3H2↑；
(3)甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，甲中镁活动性强、乙中铝活动性强；
(4)A．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，故正确；
B．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，故错误；
C．该实验对研究物质的性质有实用价值，和金属活动顺序表无关，不是活泼的金属在原电池中一定做负极，故错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，故正确；
故选AD。
22． 33 与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止As2O3与S2-结合生成AsS(或与S2-结合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果) 稀硫酸、高锰酸钾溶液 Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O 、5 Fe2+ ++ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O AsO+I2+2OH-=2I-+AsO+H2O 2AsO+2SO2+2H+=As2O3+2SO+H2O SO2
【分析】酸性高浓度含砷废水加入硫化钠、硫酸亚铁，其中硫酸亚铁可除去过量的硫离子，过滤得到As2S3和FeS，焙烧，可生成As2O3、氧化铁，加入氢氧化钠溶液生成Na3AsO3，氧化生成Na3AsO4，生成的气体为二氧化硫，与Na3AsO4在酸性条件下发生氧化还原反应生成As2O3，以此解答该题。
【详解】(1)已知砷元素与N同一主族，原子比N原子多两个电子层，则砷元素在P的下一周期，原子序数为15+18=33，硫化钠为离子化合物，电子式为，故答案为：33；；
(2)FeSO4的作用是除去过量的硫离子，As2S3+3S2−⇌2使平衡逆向进行，提高沉砷效果，亚铁离子与过量的S2−结合生成FeS沉淀，防止As2O3与S2−结合生成，故答案为：与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止As2O3与S2-结合生成AsS(或与S2-结合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果)；
(3)四氧化三铁含有+2价铁，具有还原性，可在酸性条件下与高锰酸钾反应，溶液褪色，则可用硫酸、高锰酸钾检验，离子方程式为：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O、5 Fe2+ ++ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O，故答案为：稀硫酸、高锰酸钾溶液；Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O、5 Fe2+ ++ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O；
(4)单质碘具有氧化性，碱性条件下和AsO反应生成2I-和AsO，离子方程式为：AsO+I2+2OH-=2I-+AsO+H2O，故答案为：AsO+I2+2OH-=2I-+AsO+H2O；
(5)调节pH=0时，由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为2AsO+2SO2+2H+=As2O3+2SO+H2O，故答案为：2AsO+2SO2+2H+=As2O3+2SO+H2O；
(6) As4S4中As为+2价、S为−2价，且生成As2O3，1mlAs4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时，转移28mle−，则4mlS元素化合价升高6价，生成物化合价为+4价，应为SO2，故答案为：SO2。
【点睛】本题考查了物质制备方案设计，制备类化学流程题注意①先是确定要制备什么物质，从题干或问题中获取有用信息，②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：反应物是什么？反应方程式是什么？该反应造成了什么后果？对制造产品有什么作用？③从问题中获取信息，帮助解题。标准化问题要标准化回答。
23． 正 AD Al 2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O 开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变 Ag2SO4 30 10 17.5 确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响 当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降
【分析】Ⅰ.(1)实际发生自发性氧化还原反应的物质，前一装置中金属与氢离子反应，而后一装置中是铝与碱溶液反应，两者发生的反应不同；
(2)乙同学设计的实验装置，铝、铜、浓硝酸构成的原电池，根据测量和绘制原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，电流先减小，且电流方向改变，后由小变大，开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变；
(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，锌能将Ag2SO4中的银置换出来，银、锌、硫酸构成原电池加快反应速率；
(4)要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同。A组中硫酸为30mL，那么其它组硫酸量也都为30mL。而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，那么总量为20mL，所以V6=10mL，V9=17.5mL，V1=30mL；当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
【详解】Ⅰ.(1)实验前，甲同学认为“构成原电池的负极总是较活泼的金属材料”，根据他的判断，铝活泼性比镁弱，两个装置中的Al是正极；实际实验时发现两个装置中的电流表偏转方向不同：
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质，注意实际发生自发性氧化还原反应的物质，前一装置中金属与氢离子反应，而后一装置中是铝与碱溶液反应，两者发生的反应不同，故A正确；
B．镁的金属性一定比铝的金属性强，故B错误；
C．两实验的反应实质不同，不能得出：“金属活动性顺序已过时，已没有实用价值”的结论，故C错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，故应具体问题具体分析，故D正确；
故答案为：正；AD；
(2)乙同学设计的实验装置，根据测量和绘制原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化曲线，电流先减小，且电流方向改变，后由小变大，则图中0~t1阶段，铝比铜还原性强，铝先与硝酸反应，还原剂是铝，负极材料是Al，正极硝酸根离子得电子发生还原反应，正极的电极反应式是2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O，t1后，外电路中电流方向发生改变，其原因是开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变;
故答案为：Al；2H++NO3-+e-=NO2↑+H2O；开始时Al比Cu活泼，Al作负极，Al在浓硝酸中钝化，表面形成致密的氧化膜后阻止了铝与硝酸的反应，装置中反应转变为铜和浓硝酸的反应，此时铜作负极，铝片作正极，故电流方向发生改变；
Ⅱ.(3)Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，锌能将Ag2SO4中的银置换出来，银、锌、硫酸构成原电池加快反应速率，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4。故答案为：Ag2SO4；
(4)要对比试验效果，那么除了反应的物质的量不一样以外，要保证其它条件相同，而且是探究硫酸铜量的影响，那么每组硫酸的量要保持相同，六组反应的总体积也应该相同。A组中硫酸为30mL，那么其它组硫酸量也都为30mL。而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜20mL，水为0，那么总量为20mL，所以V6=10mL，V9=17.5mL，V1=30mL，各量如表：
则实验中V1＝30，V6＝10，V9＝17.5；实验中有的需要加入一定体积的水，其作用是确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响；实验结果发现：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。氢气生成速率下降的主要原因当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
故答案为：30；10；17.5；确保所有实验中溶液总体积相等，有效控制变量，只研究CuSO4浓度对反应速率的影响；当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会大量沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的反应接触面积，反应速率下降。
【点睛】本题考查了原电池原理、反应速率计算和化学平衡化学反应速率的影响因素等，涉及化学反应速率、化学平衡的计算以及平衡移动等问题，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，题目难度中等。
A
B
C
D
E
F
4ml/LH2SO4/mL
30
V130
V230
V330
V430
V530
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V610
20
H2O/mL
V720
V819.5
V917.5
V1015
10
0
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