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第四章 化学反应与电能测试题
一、选择题
1．表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法中正确的是
A．与混合后发生反应，反应结束时，能产生
B．将固体溶于水配成1L溶液，则溶液中
C．电解精炼铜时，每转移2电子，阴极增加质量64g
D．分子中共用电子对数目为4
2．利用催化剂和电化学装置还原氮气的一种原理如图所示。下列相关说法错误的是
A．B电极反应式为
B．经过质子交换膜移向A电极
C．在催化剂表面转化为的反应为氧化反应
D．生成理论上可还原(标准状况)
3．下列实验装置符合实验目的的是
A．粗铜的精练 B．验证电解饱和溶液(含酚酞)的产物
C．在铁制品上的镀铜 D．外加电流法保护钢闸门，钢闸门与电源正极连接
A．A B．B C．C D．D
4．某模拟“人工树叶”的电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料异丙醇(CH3)2CHOH。下列说法正确的是
A．该装置将光能转化为电能
B．阴极的电极反应式为：3CO2+18H++18e-=(CH3)2CHOH+5H2O
C．该装置工作时，H+穿过质子交换膜由a极区移向b极区
D．异丙醇在一定条件下可发生氧化反应、取代反应、聚合反应
5．生活和生产中人们采用多种方法防止金属腐蚀，其中保护轮船外壳的常用方法是
A．涂保护层 B．改变金属结构
C．牺牲阳极的阴极保护法 D．外加电流的阴极保护法
6．我国科学家设计的一种从海水中提取金属锂的太阳能驱动装置如图所示，下列说法错误的是
A．催化电极反应式：2Cl- -2e=Cl2↑
B．固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜
C．导线中通过1mol电子时，海水减重约42.5g
D．在有机电解质中加入少量乙酸，以增强导电性
7．一种水系Li－I2太阳能液流电池，通过I-/I正极电解液的连接，将Li－I2液流电池和太阳能电池集成为一个可充放电电池。充电时，光敏化剂Dye在光电极吸收光能发生反应：Dye=e-+Dye+从而驱动电极反应。下列说法正确的是
A．图中显示为电池充电的过程，充电效率与光照产生的e-和Dye+有关
B．放电时，左侧将含有I的电解液贮存起来
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极移动
D．充电时锂金属电极质量理论上增加14g，阳极区增加2molDye+
8．如图，A池用石墨电极电解NaOH溶液，B池精炼粗铜，一段时间后停止通电，A池中D极产生具有氧化性的气体在标准状况下为2.24L。下列说法正确的是（ ）
A．A池为电解池，B池为原电池
B．D、E两极都发生氧化反应
C．E极应为粗铜板材料
D．B池中E极质量增加12.8g
9．下图是用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)电镀铜的装置示意图，其中X、Y均为复合电极。下列说法错误的是
A．电子由X电极经导线流向镀件
B．Y的电极反应式为
C．电镀池可以用石墨电极作阳极
D．镀件增重，理论上X极区模拟海水的质量减少
10．氢氧化钾在医药、轻工业、电化工、纺织等领域有广泛的应用。实验室以铁、石墨为电极，电解饱和溶液(电解液滴有适量的酚酞)制备、等，电解装置如下图所示：
下列说法正确的是
A．a电极材料是铁
B．阴极区电极反应：
C．当电路中有电子转移时，就有通过膜进入正极区
D．一段时间后整个电解池均变成红色
11．下列解释实验事实的方程式错误的是
A．氧化亚铁溶于稀硝酸：
B．铅蓄电池放电：
C．热的纯碱溶液能去除油污的主要原因：
D．能除去污水中的：
12．如图所示，电流计指针发生偏转，同时A电极质量减少，B电极上有气泡产生，C为电解质溶液。下列说法错误的是
A．B电极为原电池的正极 B．C中阳离子向A极移动
C．A、B、C可能分别为、稀盐酸 D．A电极发生氧化反应
二、非选择题
13．如下图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题。
(1)打开K2，合并K1。B为________极，A的电极反应为________________________。最终可观察到的现象是___________________________________________。
涉及的化学反应方程式有_______________________________。
(2)打开K1，合并K2。E为________极，F极的电极反应为_____，检验F极产生气体的方法是____________________________。
(3)若往U形管中滴加酚酞，进行(1)(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是________，原因是___________________________________________。
14．化学电源广泛地应用于现代社会的生产和生活。请回答下列问题：
(1)原电池的设计原理与某类化学反应有关。你认为下列化学反应，可以设计成原电池的是_______(填字母)。
A．CaO+H2O=Ca(OH)2 B．C+CO22CO
C．NaOH+HCl=NaCl+H2O D．2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
(2)化学反应均涉及相应的能量变化，为探究这些能量变化，某同学设计了如图实验。
①该实验过程涉及的能量变化是_______。
②Zn棒是_______极，电流方向是从_______棒流向_______棒。
(3)若将两个金属棒用导线相连在一起，总质量为80.00 g的锌片和银片同时浸入稀硫酸中，工作一段时间后，取出金属片，进行洗涤、干燥、称量，得金属片的总质量为63.75 g，则装置工作时锌片上的电极反应式为_______，工作时间内装置所产生氢气的体积为_______L(标准状况)。
(4)回答下列问题：
①该燃料电池中正极通入的物质是_______，负极发生的反应式为_______。
②电池工作时，OH-移向_______电极(填“a”或“b”)。
③当电池放电转移10 mol电子时，至少消耗燃料肼_______g。
15．如下图所示，当线路接通时，发现M(用石蕊试液浸润过的滤纸)a端显蓝色，b端显红色，且知甲中电极材料是锌、银，乙中电极材料是铂、铜，且乙中两极不发生变化。回答：
(1)装置名称：甲是___________，乙是___________。
(2)电极名称及电极材料：
A___________，___________；B___________，___________；
C___________，___________；D___________，___________。
16．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。请回答下列问题。
(1)请你利用下列反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计一个化学电池，并回答下列问题：
①该电池的负极材料是___，电解质溶液是__。
②在外电路中，电子方向是从___极到____极。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池。在这两个原电池中，负极分别为___。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片
(3)“神舟九号”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将__能转化为__能，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。在紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为__。
(4)目前正在研发的高能量密度燃料电池车，是以肼(N2H4)燃料电池作为动力来源，电池结构如图所示。
①起始时正极区与负极区KOH溶液浓度相同，工作一段时间后，KOH浓度较大的是___(填“正”或“负”)极区。
②该电池负极的电极反应式为___。
17．短周期五种主族元素合A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A、C的单质在常温下呈气态；C原子最外层电子数是其电子层数的3倍；B是形成有机物的主要元素；D能在BC2中燃烧重新生成B单质，其氧化物是一种耐高温材料；E和C位于同主族。回答下列问题：
(1)写出的电子式：___________；
(2)D、E的简单离子中，离子半径大小关系是：_______（用离子符号表示）；
(3)D的单质能在BC2气体中燃烧，写出化学方程式：____________；
(4)碱性燃料电池放电效率高，其正极反应式为：_____________。
18．A、B、C、D、E为短周期元素且原子序数依次增大,质子数之和为40。B、C同周期， A、D同主族，A、C能形成两种液态化合物A2C和A2C2，E的最高价氧化物的水化物呈两性。
(1)B元素在周期表中的位置为_______。
(2)由A、C、D三种元素组成的化合物的电子式为_______。
(3)废印刷电路版上含有铜,以往的回收方法是将其灼烧使铜转化为氧化铜,再用硫酸溶解。现改用A2C2和稀硫酸浸泡既达到了上述目的，又保护了环境，试写出反应的化学方程式______。
(4)若BA3与C2可形成燃料电池，电解质为KOH溶液，则负极的电极反应式为______。(氧化产物不污染环境)
19．下表是元素周期表的一部分，回答下列问题：
a
b c d e
f g h i
(1)d、e、f对应简单离子的半径由大到小的顺序为______________(用具体微粒符号表示)。
(2)元素i的单质溶于水,生成一种具有漂白作用的化合物，该化合物的电子式为_____；写出a与c形成的一种含18电子且既含极性键又含非极性键的化合物的分子式_________。
(3)以元素a的单质为燃料，以f的最高价氧化物对应的水化物为电解质溶液，请写出该燃料电池的负极反应方程式___。
20．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
I．如图装置中，U 形管内为红墨水，a、b 试管内分别盛有氯化铵（显酸性）溶液和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀，这两种腐蚀都属于____腐蚀。
（1）红墨水柱两边的液面变为左低右高，则_____（填“a”或“b”）边盛有食盐水。
（2）b 试管中铁发生的是_____腐蚀。
II．下面两个图都是金属防护的例子。
（3）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R 可以采用_______（从下面选项中选择），此方法叫做_____保护法。 A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
（4）图乙方案也可以降低铁闸门腐蚀的速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的______极。
（5）采取以上两种方法，_________（填“甲”或“乙”）种能使铁闸门保护得更好。
21．某研究性学习小组为探究影响钢铁生锈的因素，设计了如下方案：在四只小烧瓶中分别放入下列物质：A瓶，干燥的细铁丝；B瓶，浸过食盐水的细铁丝；C瓶，浸过清水的细铁丝；D瓶，食盐水及细铁丝，并使铁丝完全浸没在食盐水中。然后组装成如图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如表(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)所示。
不同时间水面上升的高度
请回答下列问题：
(1)导管中水面上升的原因为_________________________________。
(2)上述实验中，细铁丝生锈的速率由大到小的顺序为(填小烧瓶号)____________________。
(3)影响钢铁生锈的因素主要有_________________________________。
(4)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法有____________________(答两种方法)。
22．(I)用如图所示装置进行中和反应反应热的测定实验，请回答下列问题：
(1)取溶液与溶液在小烧杯中进行中和反应，三次实验后通过计算可得生成时放出的热量为54.8。其结果与理论数据有偏差，产生此偏差的原因可能是_______(填字母序号)。
A．实验装置保温、隔热效果差
B．用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度
C． 一次性把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
(2)实验中若改用溶液与溶液进行反应，与上述实验相比，通过计算可得生成时所放出的热量_______(填“相等”、“不相等”)。若用醋酸代替溶液进行上述实验，测得反应前后温度的变化值会_______。(“偏大”、“偏小”、“不受影响)
(II)铅蓄电池是化学电源，它工作时的电池反应为：PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。试回答：
(3)铅蓄电池正极的电极材料是_______。
(4)工作时该铅蓄电池负极的电极反应是_______。
(5)铅蓄电池工作时，电解质溶液的浓度_______(填“减小”“增大”或“不变”，下同)，pH_______。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫的反应是可逆反应，产生小于，故A错误；
B．的物质的量，由于溶液中铵根离子发生水解反应部分被消耗，则，故B错误；
C．转移2mol电子，阴极得到1mol铜，阴极质量增加了m=nM=1mol×64g/mol=64g，故C正确；
D．C2H2的结构为H-C≡C-H，分子中共用电子对数目为5，故D错误；
故选：C。
2．D
【分析】根据图示分析可知H2O在B电极失电子发生氧化反应生成氧气，B为电解池阳极，连接电源的正极，A电极为电解池阴极，连接电源负极，以此解答。
解析：A．B为电解池阳极，H2O在B电极失电子发生氧化反应生成氧气，电极方程式为：，故A正确；
B．由分析可知A电极为电解池阴极，B为电解池阳极，根据离子迁移规律氢离子由阳极移向阴极，即由B电极经过质子交换膜移向A电极，B正确；
C．A电极为电解池阴极，电解液中POM1得电子转化为POM2的过程为还原反应，则在催化剂表面转化为的反应为氧化反应，C正确；
D．B电极反应式为，生成转移4mol电子，N2转化为NH的过程中N元素由0价下降到-3价，当转移4mol电子时可还原，标准状况下的体积为=14.9L，D错误；
故选D。
3．B
解析：A．粗铜精炼，粗铜应作阳极，纯铜做阴极，故A错误；
B．有电流方向可知，碳棒为阳极，铁棒为阴极，阳极反应为：，阴极反应为：，淀粉-KI溶液可以检验氯气，左侧小试管收集到氢气，利用点燃检验氢气，故B正确；
C．在铁制品上镀铜，铜作阳极，铁制品作阴极，装置中电极接反不能在铁制品上镀铜，故C错误；
D．外加电流法保护钢闸门，钢闸门应与电源负极连接，故D错误；
故答案选B。
4．B
解析：A．该装置为电解池，将H2O和CO2转化为O2和燃料异丙醇(CH3)2CHOH，所以该装置将电能和光能转化为化学能，故A错误；
B．与电源负极相连的为电解池的阴极，二氧化碳生成异丙醇，发生还原反应，，电极反应式为：3CO2+18H++18e- = (CH3)2CHOH+5H2O，故B正确；
C．该装置工作时为电解池，H+由阳极移向阴极，所以氢离子穿过质子交换膜由b极区移向a极区，故C错误；
D．异丙醇在一定条件下可发生氧化反应、取代反应，但是不能发生聚合反应，故D错误；
故答案选B。
5．C
【分析】活泼金属为负极，正极上是氧气的还原反应，正极的金属不会参与化学反应，被保护，这种金属的保护方法称为牺牲阳极的阴极保护法；外加电流的阴极保护法防护金属的原理是：向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生，据此分析作答。
解析：保护轮船外壳的常用方法是船壳上镶入一些活泼金属如锌块，锌块作负极，与船体、电解质溶液构成原电池，船体作原电池的正极，被保护，该方法利用的是牺牲阳极的阴极保护法，故C项符合题意。
答案选C。
6．D
【分析】从图分析，有机电解质防止Li与水直接反应，所以Li在铜箔电极产生，它为电解池的阴极。而催化电极为阳极。
解析：A．催化电极为阳极发生氧化反应为2Cl- -2e=Cl2↑，A项正确；
B． Li+经膜移向铜电极产生Li，而Li易于水反应，所以阴极区应该无水环境，所以固体陶瓷膜属于不透水的阳离子交换膜，B项正确；
C．由电子守恒关系得2e-~Cl2~2Li，导线中通过1mol电子时n(Cl2)=0.5mol、n(Li)=1mol所以海水中减少得质量为m(Li)+m(Cl2)=1×7+0.5×71g=42.5g，C项正确；
D．Li能与CH3COOH产生H2，D项错误；
故选D。
7．A
【分析】金属Li作负极（阴极），发生反应，以此分析；
解析：A．根据总反应Dye=e-+Dye+可知，充电效率与光照产生的e-和Dye+有关，A正确；
B．放电时候，阴离子移动到负极（右侧），B错误；
C．放电时候，阳离子移动到正极，C错误；
D．，阳极区反应消耗Dye+，D错误；
故答案为：A。
8．D
【分析】已知A池用石墨电极电解NaOH溶液，B池精炼粗铜，一段时间后停止通电，A池中D极产生具有氧化性的气体在标准状况下为2.24L，电解NaOH溶液，在阳极生成氧气具有氧化性，阴极生成氢气，则可判断D极为电解池A的阳极，C为阴极；则E电极为阴极，F电极为阳极；则可推得A池电解氢氧化钠溶液，D电极生成氧气，C电极生成氢气；B池精炼铜，阳极F为粗铜，E电极为精铜，据此解答。
解析：已知A池用石墨电极电解NaOH溶液，B池精炼粗铜，一段时间后停止通电，A池中D极产生具有氧化性的气体在标准状况下为2.24L，电解NaOH溶液，在阳极生成氧气具有氧化性，阴极生成氢气，则可判断D极为电解池A的阳极，C为阴极；则E电极为阴极，F电极为阳极；则可推得A池电解氢氧化钠溶液，D电极生成氧气，C电极生成氢气；B池精炼铜，阳极F为粗铜，E电极为精铜，
A. 有外接电源，A、B都为电解池，A项错误；
B. 电解池中阳极上发生氧化反应，所以应为D、F电极上发生氧化反应，C、E电极上发生还原反应，B项错误；
C. 由以上分析可知，B池精炼铜，阳极F为粗铜，E电极为精铜；C项错误；
D. B池中E极为电解池阴极，电极反应Cu2++2e =Cu，质量增加为铜，A池中D电极生成氧气，电极反应：4OH 4e =2H2O+O2↑，生成氧气物质的量为0.1mol，失电子物质的量为0.4mol，根据串联电解池中转移电子数相等，可知E极得电子为0.4mol，则生成铜0.2mol，质量为12.8g，D项正确；
答案选D。
【点睛】串联电路中，各电极转移的电子数目相等，这是串联电路计算的依据，根据转移电子数目相等，电极的产物一般会有以下关系：2H2~O2~2Cl2~4Ag~2Cu，则该题D项，已知A池中D电极生成0.1mol氧气，E极生成Cu，且二者满足关系式O2~2Cu，则可知生成0.2mol铜，这样就算可以使计算更简单。
9．D
解析：A．电镀铜的装置中镀件是阴极，X电极为负极，因此电子由X电极经导线流向镀件，故A正确；
B．Y电极为正极，得到电子，因此Y电极反应式为，故B正确；
C．电镀池中硫酸铜作电解液，铜离子在阴极得到电子变为铜单质镀在镀件上，因此可以用石墨电极作阳极，故C正确；
D．根据Cu2+＋2e－＝Cu，镀件增重即物质的量为0.1mol，转移0.2mol电子，正极电极反应式，有0.2mol Cl－消耗，0.2mol Na＋向正极移动，理论上X极区模拟海水减小0.2mol NaCl，其质量减少0.2mol×58.5g mol 1＝11.7g，故D错误。
综上所述，答案为D。
10．B
【分析】由图可知，a为阳极，氯离子失去电子发生氧化反应，2Cl－-2e－=Cl2↑；b为阴极，水得到电子发生还原反应，2H2O+2e- =2OH-+H2↑；
解析：A．a电极为阳极，材料应该是惰性电极材料，不能是铁，A错误；
B．阴极区电极反应：，B正确；
C．当电路中有电子转移时，会有2mol钾离子进入阴极区，即有2mol×39g/mol=通过膜进入阴极区，C错误；
D．阳极区生成氯气，氯气和水生成漂白性次氯酸，会使有色物质褪色，D错误；
故选B。
11．A
解析：A．亚铁离子与硝酸发生氧化还原反应，可以得到铁离子、NO和水，A错误；
B．铅蓄电池放电时发生的反应为：，B正确；
C．纯碱溶液中水解，热的纯碱溶液水解程度大、氢氧根浓度大，与油脂反应更充分、去油污效果好，C正确；
D．比更难溶，且不溶于水，故通过沉淀转化反应，能除去污水中的，D正确；
答案选A。
12．B
【分析】电流计指针发生偏转，同时A电极质量减少，B电极上有气泡产生，C为电解质溶液，则上述装置涉及的是原电池工作原理，A为负极，发生失电子的氧化反应呢，电极质量会减少，B为正极，溶液中的阳离子如氢离子得电子生成气体，所以B电极上会有气泡产生，据此分析解答。
解析：A．根据上述分析可知，B电极为原电池的正极，有气泡产生，A正确；
B．原电池中阳离子移向正极，所以C中阳离子向B极移动，B错误；
C．A、B、C可能分别为、稀盐酸，Zn失电子生成锌离子，电极质量减少，Cu电极上氢离子得电子生成氢气，C正确；
D．A电极上固体失电子生成阳离子，所以发生氧化反应，D正确；
故选B。
二、非选择题
13． 负 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 溶液中有红褐色沉淀生成 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 阴 2Cl－－2e－===Cl2↑ 用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，证明是氯气 AE 因为A极产生OH－，E极中H＋反应了，促进了水的电离，溶液中有OH－剩余，酚酞遇OH－变红，所以溶液变红
解析：(1)打开K2，合并K1，装置为原电池，B为负极，A为正极，所发生的反应本质上是钢铁的吸氧腐蚀，故答案为负、O2＋2H2O＋4e－==4OH－、溶液中有红褐色沉淀生成、2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；(2)打开K1，合并K2，装置为电解池，由于铁作阴极，所以该装置就是电解食盐水，故答案为阴、2Cl－－2e－===Cl2↑、用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，证明是氯气、AE、因为A极产生OH－，E极中H＋反应了，促进了水的电离，溶液中有OH－剩余，酚酞遇OH－变红，所以溶液变红。
14．(1)D
(2) 将化学能转化为电能 负极 铜棒 锌棒
(3) Zn-2e-=Zn2+ 5.6
(4) 空气 N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O a 80
解析：（1）A．CaO+H2O=Ca(OH)2是非氧化还原反应，不能设计为原电池，A不符合题意；
B．C+CO22CO是吸热的氧化还原反应，反应不能自发进行，因此不能设计为原电池，B不符合题意；
C．NaOH+HCl=NaCl+H2O是非氧化还原反应，不能设计为原电池，C不符合题意；
D．2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2是放热的氧化还原反应，反应能够自发进行，因此可以设计为原电池，D符合题意；
故选D。
（2）该实验装置构成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，所以在构成的原电池反应中，Zn为负极，Cu为正极。负极上Zn失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，在正极Cu上溶液中的H+得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑。
①则该实验过程涉及的主要的能量变化是将化学能转化为电能。
②Zn棒是负极，电流方向是从铜棒流向锌棒。
（3）由于金属活动性Zn＞Ag，所以在构成的原电池反应中，Zn为负极，Ag为正极。负极上Zn失去电子，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，在正极Ag上溶液中的H+得到电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑。总反应方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑，反应消耗Zn的质量为m(Zn)=80.00 g-63.75 g=16.25 g，n(Zn)=，根据方程式中物质反应转化关系可知：产生H2的物质的量是0.25 mol，其在标准状况下的体积V(H2)=0.25 mol×22.4 L/mol=5.6 L。
（4）①燃料电池的正极是氧气发生还原反应，故正极通入的物质是空气，负极是肼发生氧化反应，碱性电池中，其负极反应式应为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O；
②原电池中阴离子移向负极，a为负极，所以电池工作时，OH-移向a电极；
③负极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，转移4 mol电子时消耗肼32 g，则转移10 mol电子消耗肼：32 g×=80 g。
15．(1) 原电池 电解池
(2) 负极 Zn 正极 Ag 阳极 Pt 阴极 Cu
解析： (1)甲中可自发的发生氧化还原反应，乙不能，因此甲为原电池，乙为电解池。
(2)a端显蓝色，说明H＋反应余OH－，则a为电解池阴极，那么A为原电池负极，B为正极，C为阳极，D为阴极。乙中两极不发生变化，则阳极为铂，阴极为Cu。
16． Cu AgNO3溶液 负 正 B 光 电 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正 N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
【分析】原电池中，还原剂在负极失去电子发生氧化反应，电子从负极流出，电子沿着导线流向正极，正极上氧化剂得到电子发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极，据此回答；
解析：(1)①据分析，反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+中，铜为还原剂，故该电池的负极材料是Cu，电解质溶液是可溶性银盐，故为硝酸银。②在外电路中，电子方向是从负极沿着导线流到正极。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝在浓硝酸中钝化，实际反应为铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应中铜失去电子，故负极为铜；插入烧碱溶液中，铜不与氢氧化钠溶液反应、铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠、氢气，反应中铝失去电子，负极为铝；故选B。
(3)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将光能转化为电能；按应急电池工作原理Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2知，放电时，锌为负极、锌失去电子被氧化，在碱性环境中生成氢氧化锌，故负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。
(4) ①燃料电池工作时，氧气为正极反应物，氧气得电子被还原，正极电极反应式为：O2 ＋2H2O＋4e- ＝4OH-；故工作一段时间后，KOH浓度较大的是正极区。②该电池负极反应物为肼，由图知，肼失去电子被氧化为氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O。
17． Mg2+＜ S2 CO2+2MgC+2MgO 2O2+4H2O+8e-═8OH-
【分析】C原子最外层电子数是其电子层数的3倍，则C元素为O元素；B是形成有机物的主要元素，则B为C元素；D能在CO2中燃烧重新生成碳单质，其氧化物是一种耐高温材料，则D为Mg元素；E和C位于同主族，则E为S元素；A的单质在常温下呈气态，则A为H元素，以此解答。
解析：(1)由分析可知，为CO2，电子式为：；
(2)由分析可知，D、E的简单离子为Mg2+和S2-，S2-的电子层数较多，故半径大小关系是：Mg2+＜S2；
(3)Mg在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳单质，方程式为：CO2+2MgC+2MgO；
(4)CH4-O2碱性燃料电池中负极甲烷失电子被氧化，正极氧气得电子被还原，正极反应式为：2O2+4H2O+8e-═8OH-。
18．(1)第二周期第VA族
(2)
(3)Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
(4)2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
【分析】A、B、C、D、E为短周期元素且原子序数依次增大，A、C能形成两种液态化合物A2C和A2C2，说明A为氢，C为氧元素，形成的为水和双氧水，E的最高价氧化物的水化物呈两性，说明E为铝，A与D同主族，D原子序数大于O，则D为Na，质子数之和为40，所以计算B的质子数为7，为氮元素。
解析：（1）B元素为氮元素，在周期表中的位置为第二周期第VA族。
（2）由A、C、D三种元素组成的化合物为氢氧化钠，其电子式为。
（3）废印刷电路板上含有铜，以往的回收方法是将其灼烧使铜转化为氧化铜，再用硫酸溶解。现改用过氧化氢和稀硫酸浸泡既达到了上述目的，又保护了环境，说明铜和过氧化氢和硫酸反应也生成硫酸铜，反应的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。
（4）若氨气与氧气可形成燃料电池，电解质为KOH溶液，氧气在正极反应，则氨气在负极反应，其电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。
19． O2-＞F-＞Na+ N2H4 H2-2e-+2OH-=2H2O
【分析】根据所给元素周期表的结构可以得出，a为H元素，b为C元素，c为N元素，d为O元素，e为F元素，f为Na元素，g为Al元素，h为S元素，i为Cl元素，据此分析。
解析：(1)电子层结构相同的离子，原子序数越大，半径越小，故d、e、f三种元素的简单离子半径从大到小为O2-＞F-＞Na+，故答案为：O2-＞F-＞Na+；
(2)氯气溶于水与水发生反应，反应方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO，其中HClO具有漂白性，故HClO的电子式为，a、c两种元素形成的化合物中既有极性共价键又有非极性共价键的是N2H4，其中两个N原子之间以非极性共价键相连，N原子和H原子以极性共价键相连，故答案为：、N2H4；
(3)f的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，H2在碱性条件下的燃料电池的正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，总反应为2H2+O2=2H2O，故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O。
20． 电化学 b 吸氧 C 牺牲阳极 负 乙
【分析】Ⅰ．生铁中含有碳杂质，在电解质环境下，铁发生电化学腐蚀，若溶液呈酸性则发生析氢腐蚀，若溶液呈中性则发生吸氧腐蚀，右边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，左边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀，据此解答；
解析：Ⅰ. 生铁中含有碳杂质，在电解质环境下，铁发生电化学腐蚀；故答案为：电化学；
(1)红墨水柱两边的液面变为左低右高，则a发生析氢腐蚀，b发生吸氧腐蚀，所以b边盛有食盐水，故答案为：b；
(2)左边b试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，故答案为：吸氧；
Ⅱ. (3)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钠不能做电极材料，所以选锌，此方法叫做牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：C；牺牲阳极；
(2)电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为：负；
(3)因为电解池的保护比原电池保护更好，所以乙种能使铁闸门保护得更好；故答案为：乙。
21． 铁生锈时，细铁丝在水或食盐水中，与空气中的氧气发生吸氧腐蚀，消耗了氧气而使小烧瓶中气体压强减小 B>C>A=D ①跟氧气接触，②有水分存在，③有电解质(或食盐)存在，三者同时具备时铁生锈速率最快 电镀、牺牲阳极的阴极保护法(其他合理答案也可)
【分析】由题干分析金属腐蚀的类型主要是吸氧腐蚀，再根据图表数据分析腐蚀的快慢，进而根据原电池原理分析原因。
解析：(1)因为环境为中性环境，溶液中氢离子浓度较低，发生吸氧腐蚀，导管中水面上升的原因为：铁生锈时，细铁丝在水或食盐水中，与空气中的氧气发生吸氧腐蚀，消耗了氧气而使小烧瓶中气体压强减小；
(2)由表格中数据，单位时间内液面上升的速率来衡量铁丝生锈的速率，B中的速率表示为：，C中的速率表示为：，由此可得，细铁丝生锈的速率由大到小的顺序为(填小烧瓶号) B>C>A=D；
(3)根据上述实验，结合原电池的原理，影响钢铁生锈的因素主要有：①跟氧气接触，②有水分存在，③有电解质(或食盐)存在，三者同时具备时铁生锈速率最快；
(4)为防止铁的锈蚀，可以在易腐蚀的金属表面镀上一层不易腐蚀的金属，也可以用原电池原理进行防护，故答案为电镀、牺牲阳极的阴极保护法。
22．(1)AB
(2) 相等 偏小
(3)PbO2
(4)Pb-2e-+=PbSO4
(5) 减小 增大
解析：（1）该实验测得的数值结果小于57.3 mol-1，即偏小，
A．装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热数值偏小，故A符合题意；
B．测量溶液的温度后，温度计没有用水冲洗干净，直接测定溶液的温度，会发生酸和碱的中和，温度偏高，则温度差减小，实验测得中和热数值偏小，故B符合题意；
C．尽量一次快速将溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，不允许分多次把溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，故C不符合题意；
答案选AB；
（2）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若用溶液与溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成时所放出的热量不随反应物的量的多少变化，故相等；醋酸是弱电解质，醋酸的电离是吸热过程，所以导致反应前后温度的变化值会偏小，故答案为：相等；偏小；
（3）由电池总反应可知，PbO2发生还原反应，所以PbO2是正极，故答案为：PbO2；
（4）负极上的反应是Pb PbSO4，则必然有H2SO4参加反应，负极的电极反应是Pb-2e-+=PbSO4，故答案为：Pb-2e-+=PbSO4；
（5）在铅蓄电池工作过程中，H2SO4被消耗，所以电解质溶液的浓度减小，pH增大，故答案为：减小；增大。

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