第一章：化学反应与能量转化 练习题
一、单选题
1．金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性)
A．阳极发生还原反应，其电极反应式为
B．电解过程中，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量一定相等
C．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt
D．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有和
2．已知：①101 kPa时，2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1；②稀溶液中，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。下列结论正确的是
A．碳的燃烧热ΔH<-110.5 kJ·mol-1
B．反应①的反应热为221 kJ·mol-1
C．98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
D．稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
3．下列有关物质内能的说法正确的是
A．内能的符号为
B．内能只与物质的种类、数量、聚集状态有关
C．内能的单位是
D．U(反应物)(反应产物)，反应吸热
4．科技强国，化学功不可没。下列陈述II正确，且与陈述I有因果关系的是
选项 陈述I 陈述II
A “墨子”传信——用光导纤维传输量子光信号 SiO2的导电能力强
B “天问”飞天——用液氧液氢作推进剂 液氧、液氢均为纯净物
C “天眼”探空——用钢索建成索网 合金钢比纯铁熔点高、硬度小
D “蛟龙”入海——用蓄电池组提供能量 蓄电池组工作时可将化学能转化为电能
A．A B．B C．C D．D
5．我国科技工作者设计了一种电解装置，能将甘油(C3H8O3)和二氧化碳转化为甘油醛(C3H6O3)和合成气(CO和H2)，原理如图所示，下列说法错误的是
A．催化电极b与电源负极相连 B．电解时催化电极a附近的pH增大
C．电解时阴离子透过交换膜向a极迁移 D．生成合成气时电极上发生还原反应
6．用压强传感器探究生铁分别在pH=2.0、4.0和6.0的酸性溶液中发生电化学腐蚀，得到反应体系气体压强与时间的关系如图。有关叙述不正确的是
A．负极的电极反应式均为：Fe 2e =Fe2+
B．pH=2.0时，生铁只发生析氢腐蚀
C．pH>4.0时，生铁主要发生吸氧腐蚀
D．外加电流法保护金属，用惰性电极作为辅助阳极
7．下列事实不能用原电池原理解释的是
A．白铁(镀锌)制品比一般铁器耐腐蚀
B．铁片、铝片在冷的浓硫酸中钝化
C．工程施工队在铁制水管外刷一层“银粉”
D．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量溶液后反应速率加快
8．铅蓄电池是常见的二次电池，电池总反应为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，下列说法正确的是
A．充电时铅蓄电池的正极与外接电源的负极相连
B．放电时PbO2发生氧化反应
C．放电时的负极反应式为Pb+-2e-=PbSO4
D．充电时的阴极反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2++4H+
9．下列说法或表示法正确的是
A．1molS完全燃烧放热297.3kJ，其热化学方程式：S＋O2＝SO2，ΔH＝－297.3kJ/mol
B．氢气与氧气反应生成等量的水蒸气和液态水，前者放出热量多
C．需要加热的反应说明它是吸热反应
D．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) ΔH＝－57.3kJ/mol，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ
10．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是
A．电子从铜电极通过电流计流向锌电极
B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C．锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是
D．取出盐桥后，电流计仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变
11．-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保一体化，某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的过程，装置如图。下列说法不正确的是
A．b膜为阴离子交换膜
B．乙池中总反应的离子方程式为
C．当浓缩室得到4L浓度为的盐酸时，M室溶液的质量变化为36g(溶液体积变化忽 不计)
D．在标准状况下，若甲池有参加反应，则乙池中处理废气(和)的总体积为15.68L
12．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置图如下：装置工作时，下列有关说法正确的是
A．乙池电极接电池正极，气体X为H2
B．Na+由乙池穿过交换膜进入甲池
C．NaOH溶液Z比NaOH溶液Y浓度大
D．甲池电极反应：4-4e－+2H2O=4+O2↑
13．在熔融盐体系中，通过电解和获得电池材料，电解装置如图，下列说法正确的是
A．石墨电极为阴极，发生氧化反应
B．电极A的电极反应：
C．该体系中，石墨优先于参与反应
D．电解时，阳离子向石墨电极移动
14．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是
A．高温条件下炭与水蒸气的反应 B．Ba(OH)2·8H2O与氯化铵反应
C．硫酸与氢氧化钠的反应 D．氢气在氧气中的燃烧反应
二、填空题
15．根据要求，回答下列问题：
Ⅰ.原电池是化学对人类的一项重大贡献。实验室为研究原电池原理，将 a和b用导线连接，设计如图装置。
(1)Cu 电极为原电池______极(填“正”或“负”)，电极反应式为______。
(2)Zn 电极发生反应______(填“氧化”或“还原”)。
(3)溶液中移向______极(填“Cu”或“Zn”)。
(4)当 a 和b不连接时，______形成原电池(填“能”或“不能”)。
Ⅱ.将除锈后的铁钉(含有少量的碳)用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。
(1)几分钟后，可观察到右边导管中的水柱______(填“升高”或“降低”)，水柱变化的原因是铁钉发生了电化学腐蚀中的______(填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”)。
(2)该电化学腐蚀过程中，正极的电极反应式为______。
Ⅲ.如图X是直流电源，Y池中c、d均为石墨棒，Z池中e、f均为铜棒。接通电路后，发现d附近的溶液显红色。
(1)直流电源上 b为______极(填“正”或“负”)。
(2)Z池中e 为______极(填“阳”或“阴”)。
(3)连接 Y、Z池的线路中，电子流动的方向是d______e(填“→”或“←”)
(4)Y池中发生的总反应的化学方程式为______。
(5)Z池中，e 极的电极反应式为______。
16．下图是一个化学过程的示意图。
（1）图中甲池是________装置(填“电解池”或“原电池”)，其中OH－移向________极(填“CH3OH”或“O2”)。
（2）写出通入CH3OH的电极的电极反应式： _______________________。
（3）向乙池两电极附近分别滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为________极(填“A”或“B”)，并写出此电极的反应式：______________。
（4）乙池中总反应的离子方程式：____________。
（5）常温下，当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时，乙池的pH是________(若此时乙池中溶液的体积为500 mL)；此时丙池某电极析出1.60 g某金属，则丙中的某盐溶液可能是________(填序号)。
A．MgSO4 B．CuSO4 C．NaCl D．AgNO3
17．铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。
(1)酸性条件下，硫酸亚铁可将MnO2还原为MnSO4，该反应的离子方程式为：_____________。
(2)分析表明，铁在浓硫酸中发生钝化时，生成的氧化物中Fe、O两种元素的质量比为28∶11，则其化学式为______________。
(3)铁及其化合物可用于消除环境污染。常温下，硫酸亚铁能将SO2转化为，总反应为2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，其中一个反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O，则另一个反应的离子方程式为____________________。
常温下，用氧缺位铁酸锌ZnFe2Oy可以消除NOx污染，使NOx转变为N2，同时ZnFe2Oy转变为ZnFe2O4。若2 mol ZnFe2Oy与足量NO2反应可生成0.5 mol N2，则y＝____________。
(4)工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)6]3－＋2＋H2S＝2[Fe(CN)6]4－＋2H＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为___________；电解过程中阴极区溶液的pH______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
18．锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造如图所示。回答下列问题：
（1）普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2=Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH，该电池中，负极材料主要是______________，电解质的主要成分是________，正极发生的主要反应是________________________。
（2）与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是____________________________。。
19．用如图所示装置做电解实验，a、b、c、d均为铂电极，A槽与B槽选择的溶液足量但不同，可供选择的电解质溶液有：①500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液 ②500 mL 2 mol·L-1NaCl溶液 ③500 mL 2 mol·L-1Na2SO4溶液 ④500 mL2 mol·L-1AgNO3溶液 ⑤500 mL2 mol·L-1CuCl2溶液。
(1)若A槽选择500 mL2 mol·L-1CuCl2溶液，B槽选择500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，闭合开关K2，则b极为___________ (填 阴极”或“阳极”)，与a极现象相同的电极为___________(填“c极”或“d极”)，d极上的电极反应式为___________。
(2)若电解池工作时，a、b、c、d电极均有气体产生，且只有a极产生的是黄绿色气体，则A槽选择的溶液为___________ (填标号，下同)，B 槽选择的溶液为___________，闭合的开关是 ___________，相同时间内，a、c电极上产生气体的体积(相同状况)之比为___________。
(3)若A槽选择500 mL2 mol·L-1AgNO3溶液，B槽选择500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，闭合开关K1，则析出固体的电极是___________。
20．海洋是资源的宝库。除氢元素和氧元素，海洋中氯元素含量最多。人们用海水晒盐的方法从海水中得到粗盐。
(1)从海水中得到粗盐的过程是_______变化(选填“物理”“化学”)；
(2)实验室为了除去粗盐中的及泥沙，得到纯净的，然后进行下列五项操作：①过滤；②加过量溶液；③加适量盐酸；④加过量溶液；⑤加过量溶液；(已知：的溶解度比小)。正确的操作顺序是_______；
a.②⑤④①③ b.②④⑤①③ c.⑤②④①③ d.①④②⑤③
(3)通过电解饱和食盐水实现的工业化生产，该反应阴极产物有_______(填化学式)；检验阳极产物的操作和结论是_______；
(4)海洋植物中含有碘元素。工业中通过化学反应，从海洋植物中提取出I2，写出在碘水中加入CCl4的现象_______。
21．硫及其化合物之间的转化具有重要意义。请按要求回答下列问题。
(1)少量SO2通入0.1mol/LBa(NO3)2溶液中会观察到有白色沉淀生成，该反应的离子方程式为__。
(2)分别用煮沸和未煮沸过的蒸馏水配制Ba(NO3)2和BaCl2溶液，进行如图实验：
①实验C中，未观察到白色沉淀，但pH传感器显示溶液呈酸性，用化学用语表示其原因__。
②实验B中出现白色沉淀比实验A快很多。其原因可能是__。
(3)SO2—空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含SO2快速启动，其装置如图所示，质子交换膜只允许质子，即H+通过，质子向___极迁移(填“M”或“N”)。
22．I.如甲所示，其中甲池的总反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，回答下列问题：
(1)甲池燃料电池的负极反应式为___。
(2)写出乙池中电解总区应的化学方程式：___。
(3)甲池中消耗224mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生__g沉淀，此时乙池中溶液的体积为400mL，则该溶液的pH=__。
(4)某同学利用甲醇燃料电池设计电解法制取Fe(OH)2的实验装置如图乙所示。使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用___作电极。
23．为了验证化学反应是放热反应，某同学设计了如图所示装置。向盛有Na2O(s)的试管中滴加稀盐酸。回答下列问题：
(1)图中能说明该反应是放热反应的现象是_______。
(2)图中能正确表示该反应过程中能量变化的是_______(填“A”或“B”)。
(3)下列过程的能量变化与上述反应一致的是_______(填序号)。
①将胆矾加热至其变为白色粉末②浓硫酸稀释③乙醇燃烧④碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳⑤向硝酸中滴加氢氧化钠溶液⑥干冰的升华
(4)已知：△H=-151.2 kJ/mol，△H=-57.3 kJ/mol。写出题干中反应的热化学方程式：_______。
24．依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
(1)电极X的材料是_______；电解质溶液Y是________；
(2)银电极上发生的电极反应式为___________________；
(3)外电路中的电子是从______→______；
(4)当有1.6 g铜溶解时，银棒增重______g 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，电解时粗镍作阳极，发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，纯镍作阴极，电极反应为：Ni2++2e-=Ni，NiSO4溶液作电解质溶液，据此分析解题：
【详解】A．由分析可知，阳极发生氧化反应，其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，A错误；
B．由分析可知，电解过程中，阳极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，阴极发生的电极反应为：Ni2++2e-=Ni，根据电子守恒可知，阳极质量的减少量与阴极质量的增加量不一定相等，B错误；
C．由分析可知，电解过程中，阳极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，故Cu、Pt不放电，则电解后，电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt，C正确；
D．由分析可知，电解过程中，阳极发生的电极反应为：Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+、Ni-2e-=Ni2+，阴极发生的电极反应为：Ni2++2e-=Ni，NiSO4为电解质溶液，则电解后，溶液中存在的金属阳离子主要有Ni2+，还含有和，D错误；
故答案为：C。
2．A
【详解】A．由反应①可知，1mol碳燃烧生成CO放出的热量为110.5 kJ，CO燃烧生成二氧化碳继续放出热量，故1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5 kJ，ΔH为负值，所以ΔH小于110.5 kJ/mol，A正确；
B．反应①为放热反应，反应热为-221kJ·mol-1，B错误；
C．浓硫酸稀释要放热，浓硫酸和稀氢氧化钠溶液生成1mol水放出的热量大于57.3kJ，C错误；
D．醋酸的电离过程是吸热的，稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出的热量小于57.3kJ，D错误；
故选A。
3．D
【详解】A.内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和，一切物体都具有内能，内能的符号为U，故A错误；
B.内能除了与物质的种类、数量、聚集状态有关外，还与体系的温度、压强有关，故B错误；
C.内能的单位可以是kJ或J，故C错误；
D.当反应物的内能小于生成物的内能时，该反应会吸收热量，故D正确；
故选D。
4．D
【详解】A．光导纤维的主要成分是SiO2，SiO2不能导电，用光导纤维传输量子光信号是由于光能够在SiO2晶体内发生全反射，A不合题意；
B．液氧、液氢均为纯净物，但用液氧液氢作推进剂并不是因为它们都是纯净物，而是因为它们燃烧放出大量的热，且产物不污染环境，B不合题意；
C．合金钢比纯铁熔点低、硬度大，C错误；
D．蓄电池组工作时可将化学能转化为电能，用蓄电池组能够为 “蛟龙”入海提供能量，D符合题意；
故答案为：D。
5．B
【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源负极相连的催化电极b为阴极，二氧化碳和水在阴极在阴极得到电子发生还原反应生成一氧化碳和氢气，催化电极a为阳极，碳酸根离子作用下甘油在阳极失去电子发生氧化反应生成甘油醛和碳酸氢根离子。
【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的催化电极b为阴极，故A正确；
B．由分析可知，催化电极a为阳极，碳酸根离子作用下甘油在阳极失去电子发生氧化反应生成甘油醛和碳酸氢根离子，电极反应式为C3H8O3—2e—+2CO= C3H6O3+2HCO，碳酸根离子在溶液中的水解程度大于碳酸氢根离子，则催化电极a附近溶液的pH减小，故B错误；
C．由分析可知，与直流电源负极相连的催化电极b为阴极，催化电极a为阳极，则电解时阴离子透过交换膜向阳极a极迁移，故C正确；
D．与直流电源负极相连的催化电极b为阴极，二氧化碳和水在阴极在阴极得到电子发生还原反应生成一氧化碳和氢气，故D正确；
故选B。
6．B
【详解】A．负极失电子，负极为铁，电极反应式为：Fe 2e =Fe2+，A正确；
B．pH=2.0时，溶液酸性较强，生铁发生析氢腐蚀，但同时也会发生吸氧腐蚀，只不过酸性较强，主要发生析氢腐蚀，使得气压增大，B错误；
C．pH=4.0时，若只发生吸氧腐蚀，气压应下降，而图中pH=4.0时，气压几乎不变，说明除了发生吸氧腐蚀，还发生了析氢腐蚀，当pH>4.0时，气压减小，生铁主要发生吸氧腐蚀，C正确；
D．外加电流法保护金属，金属作阴极，惰性电极作为辅助阳极，D正确；
答案选B。
7．B
【详解】A．白铁中铁和锌组成原电池，由金属活泼性Zn>Fe，则Fe做正极被保护，所以白铁(镀锌)制品比一般铁器耐腐蚀，A不选；
B．铁、铝常温下与冷的浓硫酸反应生成致密的氧化膜而钝化，不能用原电池原理解释，B选；
C．铁外刷一层“银粉”，阻止与氧气接触，破坏了原电池的构成条件，保护铁不被腐蚀，C不选；
D．锌与少量溶液反应置换单质Cu，形成Zn-Cu原电池，可加快反应速率，D不选；
故选：B。
8．C
【详解】A．由总反应知，放电时，PbO2得电子被还原，作正极，根据充电原理，正极PbO2充电时连接电源的正极，A错误；
B．放电时，PbO2转化为PbSO4，得电子被还原，发生还原反应，B错误；
C．放电时，负极Pb失电子转化为PbSO4，对应电极反应为：Pb-2e-+=PbSO4，C正确；
D．充电时，PbSO4在阴极得电子被还原为Pb，对应电极反应为：PbSO4+2e-=Pb+，D错误；
故答案选C。
9．D
【详解】A. 1molS完全燃烧放热297.3 kJ，其热化学方程式为：S（s）+O2（g）＝SO2（g）ΔH=-297.3 kJ/mol，故A错误；
B. 因为液态水变为气态水的过程是吸热的，所以氢气与氧气反应生成等量的水蒸气和液态水，后者放出热量多，故B错误；
C. 铝热反应需要高温下才能发生，但是它是放热反应，故C错误；
D. 浓硫酸溶于水放热，所以将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ，故D正确；
故答案选D。
10．C
【详解】
A．该原电池中较活泼的金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极，电流从铜电极通过电流表流向锌电极，故A错误；
B．原电池放电时，盐桥中的阴离子向硫酸锌溶液中迁移，阳离子向硫酸铜溶液中迁移，故B错误；
C．原电池放电时，铜作正极，铜离子得电子发生还原反应在铜极上析出，电极反应式为，故C正确；
D．取出盐桥则不能构成原电池无法产生电流，故D错误。
故选C。
11．C
【分析】由图可知，甲为原电池，乙和丙为电解池；甲中通入NO的一极作负极，通入氧气的一极作正极；乙池中通入 SO2的电极连接电源的正极，为阳极，阳极上二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子，阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子；丙池中阳极上水放电，发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过a膜进入浓缩室，N室中氯离子向阳极移动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸；据此分析解答。
【详解】A．丙中阳极上水放电，发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过a膜进入浓缩室，N室中氯离子向阳极移动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸，故b膜为阴离子交换膜，A正确；
B．乙池中通入的电极连接电源的正极，为阳极，阳极上二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子，阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子，电池总反应的离子方程式为，B正确；
C．当浓缩室得到4L浓度为的盐酸时，迁移过来的氢离子的物质的量为，，则反应掉1mol水，M室溶液的质量减小，C错误；
D．乙池中转化为硫酸根离子，转化为铵根离子，在标准状况下，若甲池有参加反应，根据电子守恒可知，、，则乙池中处理废气(和)共0.7mol，总体积为15.68L，D正确；
故选C。
12．D
【分析】装置图分析可知放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，气流浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应，4+2H2O-4e-=4+O2↑，气体X为阴极上溶液中氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极连接电源负极，放电过程中生成更多氢氧根离子，据此分析判断。
【详解】A．乙池电极为电解池阴极，和电源负极连接，溶液中氢离子放电生成氢气，A错误；
B．电解池中阳离子移向阴极，钠离子移向乙池，B错误；
C．阴极附近氢离子放电破坏了水的电离平衡，电极附近氢氧根离子浓度增大，NaOH溶液Y比NaOH溶液Z浓度大，C错误；
D．放出氧气的电极为阳极，电解质溶液中氢氧根离子放电生成氧气，氢离子浓度增大，碳酸根离子结合氢离子生成碳酸氢根离子，出口为碳酸氢钠，则电极反应为4+2H2O-4e-=4+O2↑，D正确；
故选D。
13．C
【分析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，和获得电子产生电池材料，电极反应为。
【详解】A．在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，选项A错误；
B．电极A的电极反应为，选项B错误；
C．根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于参与反应，选项C正确；
D．电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A移动，选项D错误；
答案选C。
14．A
【详解】A.高温条件下炭与水蒸气的反应是吸热反应，反应中有元素的化合价变化，是氧化还原反应，故A符合题意；
B.Ba(OH)2·8H2O与氯化铵反应是吸热反应，反应中没有元素的化合价变化，不是氧化还原反应，故B不符合题意；
C.硫酸与氢氧化钠的反应是放热反应，反应中没有元素的化合价变化，不是氧化还原反应，故C不符合题意；
D.氢气在氧气中的燃烧反应是放热反应，反应中有元素的化合价变化，是氧化还原反应，故D不符合题意；
故选A。
15． 正 氧化 Zn 不能 升高 吸氧腐蚀 负 阳 ←
【详解】Ⅰ(1)观察图示可知，此原电池反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑，Zn失去电子，故Zn为负极，Cu为正极，正极反应为：2H++2e-=H2↑；
(2)Zn电极失电子发生氧化反应，故此处填“氧化”；
(3)根据原电池原理，阴离子移向负极，故移向负极，即Zn极；
(4)当a、b不连接时，不能形成闭合回路，故不能形成原电池；
Ⅱ(1)铁钉中Fe与碳形成原电池，在食盐水中发生吸氧腐蚀，消耗O2，试管内压强下降，导管中水柱升高，故此处填“升高”、“吸氧腐蚀”；
(2)吸氧腐蚀正极为O2得电子被还原，对应反应为：；
Ⅲ(1)由题意知，Y池、Z池为电解池，d极附近变红，说明d极反应使溶液碱性变强，推测是H2O提供H+在d极反应，对应电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故d为阴极，则c为阳极，对应电源a为正极，b为负极，故此处填“负”；
(2)e连接电源正极，故e为阳极，此处填“阳”；
(3)Y池中d为阴极，电子流入，Z池中e为阳极，电子流出，故电子流动方向为：d←e；
(4)Y池中为电解饱和NaCl溶液，对应总反应为：；
(5)Z池中e为阳极，Cu电极自身放电，对应电极反应为：。
16． 原电池 CH3OH CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O A 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ Ag＋＋2H2O4Ag＋O2↑＋4H＋ 1 BD
【详解】(1)燃料电池是化学能转变为电能的装置，属于原电池，燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，原电池放电时，电解质溶液中氢氧根离子向负极移动，即向投放甲醇的电极移动，故答案为原电池；正；
(2)该燃料电池中，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，故答案为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
(3)乙池有外接电源属于电解池，连接原电池正极的A是阳极，连接原电池负极的B是阴极，电解硝酸银溶液时，A电极上水得电子生成氧气和氢离子，溶液呈酸性，加热紫色石蕊试液呈红色，电极反应式为4H2O-4e-=O2↑4H+，故答案为A，4H2O-4e-=O2↑4H+；
(4)电解硝酸银溶液时，银离子得电子生成银、水失电子生成氧气和氢离子，离子方程式为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+，故答案为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+；
(5)当乙池中B(Ag)极的质量增加2.70g时，设氢离子浓度为xmol/L，
4Ag++2H2O=4Ag+O2↑+4H+；
432g 4mol
2.70g 0.25xmol
x=0.1，则溶液的pH=1；阴极上析出金属，则在金属活动性顺序表中金属元素处于H元素后，根据串联电池中转移电子数相等知，丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数，据此确定含有的金属元素，析出2.70g时转移电子是0.025mol。A、硫酸镁中镁元素处于H元素前，所以阴极上不析出金属单质，故错误；B、电解硫酸铜溶液时，阴极上析出0.8g铜需要转移电子0.025mol，故正确；C、氯化钠中钠元素处于氢元素前，所以阴极上不析出金属单质，故错误；D、电解硝酸银溶液时，阴极上析出0.80g银需要转移电子0.0074mol＜0.025mol，故正确；故选BD；故答案为1；BD。
【点睛】本题的易错点为(5)，阴极上析出金属，则在金属活动性顺序表中金属元素处于H元素之后，根据串联电池中转移电子数相等知，丙中析出金属元素需要的电子等于或小于乙池中转移电子数，从而确定含有的金属元素。
17．(1)2Fe2＋＋MnO2＋4H＋＝Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
(2)Fe8O11
(3) 2Fe3＋＋SO2＋2H2O＝2Fe2＋＋4H＋＋ 3
(4) [Fe(CN)6]4－－e－＝[Fe(CN)6]3－ 变大
【详解】（1）酸性条件下，硫酸亚铁可将MnO2还原为MnSO4，硫酸亚铁被氧化为硫酸铁，则该反应的离子方程式为2Fe2＋＋MnO2＋4H＋＝Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；
（2）分析表明，铁在浓硫酸中发生钝化时，生成的氧化物中Fe、O两种元素的质量比为28∶11，则二者的原子数之比是8:11，所以其化学式为Fe8O11；
（3）根据总反应式可知铁离子并不是生成物，亚铁离子也不是反应物，则另一个反应是铁离子把二氧化硫氧化为硫酸，而铁离子被还原为亚铁离子，反应的方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O＝2Fe2＋＋4H＋＋；反应中氮元素的化合价从从＋4价降低到0价，所以生成0.5mol氮气转移4mol电子；根据电子得失守恒可知2molZnFe2Oy得到4mol电子，所以1mol该化合物得到2mol电子，由于反应后铁的化合价是＋3价，因此2×(3－)＝2，则y＝3；
（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)6]3－＋2＋H2S=2[Fe(CN)6]4－＋2＋S↓。电解时，阳极失去电子，则应该是＋2价的铁失去电子，所以阳极的电极反应式为[Fe(CN)6]4－－e－＝[Fe(CN)6]3－；阴极得到电子，应该是溶液中的氢离子放电产生氢气，所以电解过程中阴极区溶液的pH变大。
18． Zn NH4Cl MnO2+NH4++e-=MnOOH+NH3 碱性电池不易发生电解质的泄漏，因为消耗的负极改装在电池的内部，碱性电池的使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。
【详解】(1)根据化学方程式Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH，反应中Zn被氧化，为电池负极锌，氯化铵是电解质的主要成分，二氧化锰和铵根离子在正极发生反应，MnO2+NH4++e-=MnOOH+NH3，故答案为锌；NH4Cl；MnO2+NH4++e-=MnOOH+NH3；
(2)与普通锌锰电池相比，碱性电池不易发生电解质的泄漏，因为消耗的负极改装在电池的内部，碱性电池的使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高，故答案为碱性电池不易发生电解质的泄漏，因为消耗的负极改装在电池的内部，碱性电池的使用寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高。
19．(1) 阳极 c极 4OH- -4e-=2H2O+O2 ↑或2H2O- 4e- =O2↑+4H+
(2) ② ③ K1 2：1
(3)b极、d极
【分析】电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应；在惰性电极上，各种离子的放电顺序：阴极(夺电子的能力)： Ag+ >Cu2+ >H+ ，阳极(失电子的能力)： Cl- >OH- >含氧酸根，据此回答 ；
【详解】（1）若A槽选择500 mL2 mol·L-1CuCl2溶液，B槽选择500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，闭合开关K2，则a极与电源的负极相连为阴极、b极为阳极，d极与电源的正极相连为阳极、c极为阴极，阴极铜离子得电子被还原变成铜，因此电极上析出紫红色的金属，则与a极现象相同的电极为c极，d极上水提供的氢氧根失去电子被氧化产生氧气，电极反应式为4OH- -4e-=2H2O+O2 ↑或2H2O- 4e- =O2↑+4H+；故答案为：阳极；c极；4OH- -4e-=2H2O+O2 ↑或2H2O- 4e- =O2↑+4H+。
（2）若电解池工作时，a、b、c、d电极均有气体产生，且只有a极产生的是黄绿色气体即氯气、则a极氯离子被氧化为阳极、b即金属离子不放电、产生的只能是氢气、电极反应为2H++2e ＝H2↑或，则A槽选择的溶液为食盐水、标号为②；B 槽产生的气体分别为氢气和氧气，c电极上产生氧气、d电极上产生氢气、相当于电解水，则选择的溶液为硫酸钠溶液、标号为③；a极为阳极与电源的正极相连、则闭合的开关是K1，电解质工作时电极上的电子数守恒，存在关系式：，则相同时间内，a、c电极上产生气体即氯气和氧气的体积(相同状况)之比为2:1。故答案为：②；③； K1；2:1。
（3）闭合开关K1 ，则a和c为阳极、b和d为阴极；若A槽选择500 mL2 mol·L-1AgNO3溶液、b极银离子得电子被还原变成银，B槽选择500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液、d极铜离子得电子被还原变成铜，则析出固体的电极是b极、d极。
20．(1)物理
(2)ac
(3) H2、NaOH 在阳极口处放湿润的淀粉KI试纸，试纸变蓝，说明有氯气生成
(4)溶液分层，下层显紫红色
【详解】（1）通过蒸发海水得到粗盐，则从海水中得到粗盐的过程是物理变化；
（2）加过量的溶液是为了除去，加过量溶液是为了除去，加过量溶液是为了除去和过量的，故溶液的加入一定在溶液之后，而且在过滤之后再加入适量盐酸，将过量的和过量转化为NaCl，故正确的操作顺序是②⑤④①③或⑤②④①③，故选ac；
（3）电解饱和食盐水时，阴极电极反应式为，则该反应阴极产物有H2和NaOH；阳极电极反应式为，检验氯气的操作和结论是在阳极口处放湿润的淀粉KI试纸，试纸变蓝，说明有氯气生成；
（4）I2在CCl4的溶解度大于在水中的溶解度，I2在CCl4中显紫红色且CCl4的密度大于水，则在碘水中加入CCl4的现象溶液分层，下层显紫红色。
21． 未煮沸的溶液中含有氧气，氧气将二氧化硫氧化 N
【分析】根据二氧化硫具有还原性，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可以与二氧化硫发生氧化还原反应，二氧化硫与盐的反应可以看成先与水发生反应生成亚硫酸，亚硫酸在与溶质发生反应，根据弱酸不能制强酸的一般规律判断亚硫酸不与氯化钡发生反应。对于煮沸的溶液，根据气体在溶液中的溶解度判断，煮沸后氧气的含量会减小。
【详解】(1)根据电荷、原子、电子守恒配平该氧化还原反应为：；
(2)溶液显酸性，根据氯化钡是强酸强碱盐而显中性判断，应该是二氧化硫通入水中显酸性，故可能发生的反应为：；由于没有煮沸的溶液中与煮沸的溶液相比较，所含与氧气的不同，而氧气具有氧化性，二氧化硫具有还原性，可能发生反应，加快了反应速率；
(3)燃料电池属于原电池，根据原电池中阴阳离子的移动方向判断，阳离子移向正极，根据燃料电池的正负极判断，通入氧气的一极是正极，通入燃料的一极是负极。所以氢离子的移动的一极是N。
【点睛】注意根据实验的对比找出实质区别，其次根据物质的性质进行判断反应类型，二氧化硫常表现出还原性。
22．(1)CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O
(2)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑
(3) 1.16 1
(4)铁
【分析】该装置是原电池和电解池的串联装置，甲池为原电池，乙池和丙池为电解池，串联电池转移电子数相等，以此解答。
（1）
甲醇燃料电池中，甲醇在负极发生氧化反应，在碱性条件下变为碳酸根离子，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O。
（2）
乙池为电解池，石墨作阳极，银作阴极，电解足量的CuSO4溶液，阳极反应为：2H2O-4e-=O2+4H+，阴极反应为：Cu2++2e-=Cu，两个反应相加，总反应为：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑。
（3）
丙池中用惰性电极电解氯化镁溶液总反应为：MgCl2+2H2OCl2↑+H2↑+Mg(OH)2↓；甲池为原电池，总反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，根据串联电池转移电子数相等规律可知：12e-6Mg(OH)23O2，消耗0.01molO2最终产生0.02mol Mg(OH)2，质量为0.02mol58g/mol=1.16g；乙池反应：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，电子转移数量相等，根据关系式4 e-2H2SO4可知，甲池转移0.04mol电子时，乙池中生成0.02mol H2SO4，c(H+)==0.1mol/L，该溶液的pH=1。
（4）
要产生Fe(OH)2，硫酸钠作电解质，阳极材料是铁，失电子变为亚铁离子，才能够提供亚铁离子，则阳极材料为铁。
23． U形管甲处液面下降，乙处液面上升 B ②③⑤ △H=-265.8 kJ/mol。
【详解】(1)图中若能说明反应是放热反应的，可通过广口瓶中盛有一定量的气体，气体体积受热膨胀，会将U形管中的液体向外压，则U形管现象是：甲处液面下降，乙处液面上升；
(2)A图表示反应物的能量比生成物低，相应反应是吸热反应，与该反应是放热反应不符合；而B图中反应物的能量比生成物的高，发生反应放出热量，反应是放热反应，与该反应的热效应相吻合，故图中能正确表示该反应过程中能量变化的是B；
①将胆矾加热至其变为白色粉末，发生变化吸收热量，与上述能量变化不符合，①不符合题意；
②浓硫酸稀释放出大量热量，与上述能量变化不符合，②符合题意；
③乙醇燃烧放出大量的热量，与上述能量变化相符合，③符合题意；
④碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，发生反应吸收热量，与上述能量变化不符合，④不符合题意；
⑤向硝酸中滴加氢氧化钠溶液，发生中和反应放出大量的热量，与上述能量变化相符合，⑤符合题意；
⑥干冰的升华需吸收大量热量，与上述能量变化不符合，⑥不符合题意；
综上所述可知：变化过程与上述能量吻合的是②③⑤；
(4)已知：①△H=-151.2 kJ/mol，
②△H=-57.3 kJ/mol
根据盖斯定律，将①+②×2，整理可得热化学方程式：△H=-265.8 kJ/mol。
24． Cu AgNO3 Ag++e- =Ag X(或Cu) Ag 5.4
【分析】(1)根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应，作负极，Ag作正极，电解质溶液为含有银离子的可溶性银盐溶液；
(2)银电极上是溶液中的Ag+得到电子发生还原反应；
(3)外电路中的电子是从负极经导线流向正极；
(4)先计算Cu的物质的量，根据反应方程式计算出正极产生Ag的质量，即正极增加的质量。
【详解】(1)根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应，Cu作负极，则Ag作正极，所以X为Cu，电解质溶液为AgNO3溶液；
(2)银电极为正极，正极上Ag+得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为：Ag++e-=Ag；
(3)外电路中的电子是从负极Cu经导线流向正极Ag；
(4)反应消耗1.6 g铜的物质的量为n(Cu)==0.025 mol，根据反应方程式2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)可知：每反应消耗1 mol Cu，正极上产生2 mol Ag，则0.025 mol Cu反应，在正极上产生0.05 mol Ag，该Ag的质量为m(Ag)=0.05 mol×108 g/mol=5.4 g，即正极银棒增重5.4 g。
【点睛】本题考查原电池原理，明确元素化合价变化与正负极的关系是解本题关键，计算正极增加的质量时，既可以根据反应方程式计算，也可以根据同一闭合回路中电子转移数目相等计算。
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