第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题
1．最近报道的一种处理垃圾渗透液并用其发电的示意图如图，装置工作时，下列说法正确的是
A．X作负极，该电极上发生氧化反应
B．该装置为电能转变为化学能
C．盐桥中Cl-向Y极移动
D．Y极发生的反应为2NO3- +10e-+12H+=N2↑+6H2O，周围pH减小
2．“大众创业，万众创新”是国家的号召。我国的量子通信、5G技术、华龙一号等都在世界上处于领先地位。下列叙述正确的是
A．3D打印技术中使用的材料之一——塑料属于有机高分子材料
B．晶体硅可用于制造光导纤维
C．氢氧燃料电池的正极反应物是氢气
D．北斗导航系统计算机的芯片材料是二氧化硅
3．一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．该电池能在高温下工作
B．该电池工作时，中间室中的Cl-移向右室
C．正极上的电极反应式为2+6H2O+10e-=N2↑+12OH-
D．若有机废水中有机物用C2H6O表示，每消耗1molC2H6O转移4mol电子
4．硫含量是生铁质量的重要指标，精确测定铁水中硫含量是高炉炼铁过程中的重要任务，利用硫化物固体电解质浓差电池定硫工作原理如图所示，电池两边产生一定硫分压差时，两极会产生相应的电势，若已知某硫分压(p's2)，测定其电池电势，则可通过公式计算得出另一硫分压(p"s2)，从而确定铁水中的硫含量，N电极反应为S2(p"s2)＋2Mg2＋＋4e-=2MgS。下列有关该浓差电池说法正确的是
A．M极电势比N极电势高 B．该电池为电解池
C．M极上的电极反应式：2MgS-4e-=2Mg2＋+S2(p"s2) D．Mg2＋从左向右移动
5．如图甲是利用一种微生物将废水中的尿素()的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法中不正确的是
A．铜电极应与Y相连接
B．乙装置中溶液的颜色不会变浅
C．标准状况下，当N电极消耗气体时，则铁电极质量增加
D．M电极反应式：
6．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为。下列有关说法正确的是
A．检测时，电解质溶液中的向负极移动
B．若有电子转移，则在标准状况下消耗氧气
C．电池总反应的化学方程式为
D．正极上发生的反应为
7．图甲为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。图乙为电解氯化铜溶液的实验装置的一部分。下列说法中不正确的是
A．a极应与X连接
B．N电极发生还原反应，当N电极消耗11.2L(标准状况下)时，则a电极增重64g
C．若废水中含有乙醛，则M极的电极反应为：
D．不论b为何种电极材料，b极的电极反应式一定为
8．我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H2O解离成H+和OH-，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合K1时，Zn-CO2电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A．闭合K1时，Pd电极电势高于Zn电极电势
B．Pd电极还具有高效双催化性能，有利于CO2 和HCOOH的相互转化
C．闭合K 2时，OH-通过b膜向Pd 电极方向移动
D．闭合K1时，Pd表面的电极反应式为CO2+ 2H++2e-= HCOOH
9．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极反应是（ ）
A．Fe－2e-=Fe2+ B．2H+ +2e-=H2↑ C．O2+4e- +2H2O= 4OH- D．Fe－3e-=Fe3+
10．为探究海水对钢铁的腐蚀，某兴趣小组设计了如下五种装置，铁片在这五种装置中的腐蚀速率由慢到快的顺序为
A．①⑤④③② B．③①②④⑤
C．④③①⑤② D．④⑤②①③
11．关于下列装置说法正确的是
A．装置①中，盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
B．滴有酚酞溶液的装置②在电解过程中，b极先变红
C．可以用装置③在铁上镀铜，d极为铜
D．装置④中发生铁的吸氧腐蚀
12．图甲是利用一种微生物将废水中尿素[CO(NH2)2]的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置在图乙中的铁上镀铜。下列说法中错误的是
A．铜电极应与Y电极相连接
B．H+通过质子交换膜由左向右移动
C．当N电极消耗0.25mol气体时，则铁电极增重16g
D．M电极的电极反应式为CO(NH2)2 + H2O -6e- = CO2↑ +N2↑ +6H+
13．下列工作过程中，涉及将化学能直接转化为电能过程的是
A．熔融NaCl导电 B．硅太阳能电池发电 C．热电厂火力发电 D．电动汽车行驶
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
14．回答下列问题。
(1)结合钠与水的反应观象，从能量变化的角度看，钠与水的反应属于___________反应。
(2)以硫酸铜为电解质溶液的银锌原电池中。银片上观察到的现象是___________；锌电极的反应式为___________，溶液中向___________极移动。
(3)将一定量的A气体和B气体在2L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应；，反应2min后测得C的浓度为0.6mol/L。
①用物质B表示的平均反应速率为___________。
②其他条件不变时，再通入2molA气体，该反应的正反应速率将___________(填“增大”“不变”或“减小”)。
15．按要求完成：
（1）已知25℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0 mol·L－1，若忽略氨水浓度的变化，溶液中的c（OH－）约为_______mol·L－1；0.1 mol ·L－1的（NH4）2SO3溶液显________（填“酸”“碱性”或“中性”）。
（2）某研究性学习小组将下列装置按如图连接，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙、丙中电解质溶液含溶质均为1 mol。将电源接通后，向乙中滴入酚猷溶液，在F极附近显红色。试回答下列问题：
①电源A极的名称是__________。
②乙装置中电解反应的总化学方程式：___________。
③当电路中通过4 mole－时，要使甲中溶液种类和浓度均复原，可向电解后溶液中加入_______（填某一种物质的化学式和物质的量）。
④装置丁中的现象是_______。
16．能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。请回答下列问题。
(1)氢气在O2中燃烧的反应是_____(填“放”或“吸”)热反应，这是由于反应物的总能量______(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总能量。
(2)从化学反应的本质角度来看，氢气的燃烧是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量__________(填“大于”、“小于”或“等于”)形成产物的化学键放出的总能量。已知破坏1 mol H—H键、1 mol O=O键、1 mol H—O键时分别需要吸收a kJ、b kJ、c kJ的能量。则2 mol H2(g)和1 mol O2(g)转化为2 mol H2O(g)时放出的热量为_____________。
(3)通过氢气的燃烧反应，可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能，如果将该氧化还原反应设计成原电池装置，就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能，下图就是能够实现该转化的装置(其中电解质溶液为KOH溶液)，被称为氢氧燃料电池。该电池的正极是_____(填“a”或“b”)，负极的电极反应式为_____________。
17．已知某原电池的电极反应是Fe – 2e =Fe2+，Cu2+ + 2e =Cu，据此设计该原电池，并回答问题。
（1）若原电池装置为图中甲：
①电极材料A是____________，B是______________(写名称)。
②观察到A电极的现象是________________________________________________。
（2）若原电池装置为图中乙：
①电极材料X是_______________(填序号，下同)。
a．铁 b．铜 c．石墨
②电解质Y是__________________。
a．FeSO4 b．CuSO4 c．CuCl2
三、实验题
18．如图所示2套实验装置，分别回答下列问题。
（1）装置1中的Cu是_________极（填“正”或“负”），该装置发生的总反应的离子方程式为___________。
（2）装置2中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到右边石墨电极附近首先变红，左边石墨电极附近无明显现象。
① 电源的M端为_________极，甲烧杯右边石墨电极附近首先变红的原因是___________________。
② 乙烧杯中电解反应的离子方程式为____________。
③ 若装置甲阴、阳两极各产生112mL气体（标准状况），则装置乙所得溶液的pH为______（忽略反应前后溶液的体积变化）。
19．以下是关于原电池的装置图。请回答：
(1)图1中，若C为稀，电流表指针发生偏转，B电极材料为Zn且作负极，则A电极上发生的电极反应式为___________；反应进行一段时间后溶液酸性将___________(填“增强”“减弱”或“基本不变”)。
(2)若需将反应：设计成如图1所示的原电池装置，则A(正极)极材料为___________，B(负极)极材料为___________，溶液C为___________。
(3)可作为燃料使用，用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如图2，电池总反应为，则d电极是___________(填“正极”或“负极”)，c电极的电极反应式为___________。若线路中转移4mol电子，则上述燃料电池消耗的在标准状况下的体积为___________L。
四、计算题
20．空气污染监测仪是根据二氧化硫与溴水的定量反应来测定空气中的二氧化硫含量的。
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
上述反应的溴来自一个装有酸性（H2SO4）KBr溶液的电解槽阳极上的氧化反应。电解槽的阳极室与阴极室是隔开的。当测定某地区空气中SO2含量时，空气（已除尘）以1.5×10-4m3·min-1的流速进入电解槽的阳极室，电流计显示电子通过的速率是8.56×10-11mol·s-1，此条件下能保持溴浓度恒定并恰好与SO2完全反应（空气中不含能与溴反应的其他杂质）。写出上述材料中监测过程中发生的主要的化学反应方程式及该地区空气中SO2的含量（g·m-3）。
21．按要求填写下列相关内容：
（1）在常温下，将体积为 VaL、pH 为 a 的稀硫酸和体积为 VbL、pH为 b 的烧碱溶液混合，若所得混合液为中性。如果 a+b=15，则 Va：Vb=_______。某温度时，水的离子积常数 Kw=1×10-13．在此温度下，将 pH=a 的硫酸溶液 VaL与 pH=b的 NaOH 溶液 VbL 混合，若所得混合液为中性，如果 a+b=12，则 Va：Vb=_______。
（2）中和相同体积，相同 pH 的 Ba(OH)2、NH3·H2O、NaOH 三种稀溶液所用相同浓度的盐酸的体积分别为 V1、V2、V3，则三种关系为______________(用“V1、V2、V3”和“>、<、=”表示)。
（3）常温下将 0.2mol/LHCl 溶液与 0.2mol/LMOH 溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的 pH=6，试回答以下问题：
①0.2mol/LHCl 溶液中由水电离出的 c（H+）______0.2mol/LMOH 溶液中由水电离出的c（H+）；（填“＞”、“＜”、或“=”）
②求出混合溶液中下列算式的精确计算结果（填具体数字）：c（Cl-）-c（M+）=_______mol/L。
③已知 Ksp（CaCO3）＝2.8×10－9mol2·L－2． 现将 CaCl2 溶液与 0.02 mol·L－1Na2CO3 溶液等体积混合，生成 CaCO3 沉淀时，所需 CaCl2 溶液的最小物质的量浓度为______mol/L。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【分析】根据处理垃圾渗透液并用其发电的示意图可知：该装置属于原电池装置，X是负极，发生失电子的氧化反应，Y是正极，发生得电子的还原反应，电解质里的阳离子移向正极，阴离子移向负极，电子从负极流向正极。
【详解】A．X是负极，发生失电子的氧化反应，A正确；
B．该装置属于原电池装置，化学能转化为电能，B错误；
C．溶液中的阴离子移向负极，即氯离子向X极移动，C错误；
D．Y是正极，发生得电子的还原反应，消耗氢离子，周围pH增大，D错误；
故选A。
2．A
【详解】A．塑料都是人工合成的，单体大部分是从石油提炼出来的，是有机合成材料，为有机物，A项正确；
B．晶体硅可用于制造芯片，光导纤维的主要成分是二氧化硅，B项错误；
C．氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂或石墨做电极材料，负极通入氢气，正极通入氧气，正极反应物是氧气，C项错误；
D．硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是一种良好的半导体材料，用于制造芯片，D项错误；
答案选A。
3．C
【分析】由题给示意图可知，通入高浓度有机废水的一极为燃料电池的负极，有机废水中的有机物在负极失去电子发生氧化反应，通入高浓度硝酸根废水的依据为燃料电池的正极，硝酸根在正极得到电子发生还原反应。
【详解】A.反硝化菌、厌氧菌在高温条件下会发生变性，催化能力下降，则反硝化菌、厌氧菌不能在高温下工作，故A错误；
B.原电池工作时，阴离子向负极移动，由分析可知，右室电极为燃料电池的正极，左室电极为负极，则电池工作时，中间室中的Cl-移向左室，故B错误；
C.由分析可知，右室电极为燃料电池的正极，硝酸根在正极得到电子发生还原反应生成氮气，电极反应式为2+6H2O+10e-=N2↑+12OH-，故C正确；
D.若有机废水中有机物用C2H6O表示，每消耗1 mol C2H6O生成二氧化碳，转移12 mol电子，故D错误；
故选C。
4．D
【分析】N电极反应为S2(p"s2)＋2Mg2＋＋4e-=2MgS，发生还原反应，故N为原电池正极，M电极为原电池负极，该电池是浓差电池，是原电池，由此解答。
【详解】A．N极电势比M极电势高，A错误；
B．该电池是原电池，B错误；
C．M电极为原电池负极，发生氧化反应，根据图示可知，M极电极反应为：2MgS-4e-=2Mg2＋+S2(p's2)，C错误；
D．原电池中镁离子向正极移动，即向N极移动，D正确；
答案选D。
5．C
【分析】由图中信息结合原电池原理可知，M为负极、N为正极。由电解原理可知，Cu电极为阳极，Fe为阴极。
【详解】A．铜电极是阳极，应与电源的正极相连，即与Y相连接，A说法正确；
B．电镀过程中，电解质的浓度及成分均不会发生变化，因此，乙装置中溶液的颜色不会变浅，B说法正确；
C．标准状况下，当N电极消耗O2时，这些O2的物质的量为0.25mol，则电路中转移电子的物质的量为1mol，铁电极上发生Cu2++2e- =Cu，根据转移电子守恒可知，析出Cu的物质的量为0.5mol，故铁电极的质量增加，C说法不正确；
D．M电极为负极，负极上发生氧化反应，电极反应式为，D说法正确。
综上所述，相关说法中不正确的是C。
6．C
【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，燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入助燃物的一极为正极，据此分析回答；
【详解】A. 该酸性燃料电池的正极反应式为，负极反应式为，电解质溶液中的向正极移动，A错误；
B. 1个氧气分子在反应中得到4个电子，每转移电子，消耗氧气，即标准状况下，B错误；
C. 根据电池的正、负极反应式可知电池的总反应为，C正确；
D. 该酸性燃料电池的正极反应式为，D错误；
答案选C。
7．D
【解析】根据题给信息知，甲图是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；电解氯化铜溶液，由图乙氯离子移向b极，铜离子移向a极，则a为阴极应与负极相连，b为阳极应与正极相连，根据得失电子守恒计算，以此解答该题。
【详解】A．根据以上分析，M是负极，N是正极，a为阴极应与负极相连即X极连接，故A正确；
B．N是正极氧气得电子发生还原反应，a为阴极铜离子得电子发生还原反应，根据得失电子守恒，则当N电极消耗11.2L(标准状况下)气体时，则a电极增重，故B正确；
C．有机废水中主要含有乙醛，则图甲中M极为CH3CHO失电子发生氧化反应，发生的电极应为：，故C正确；
D．b为阳极，当为惰性电极，则反应式为，当为活性电极，反应式为本身失电子发生氧化反应，故D错误；
答案选D。
8．B
【分析】由装置图可知，闭合K1时为Zn-CO2电池，Zn电极为负极，电极反应式为Zn+4OH--2e-═，Pd电极为正极，正极上CO2得电子生成HCOOH，电极反应式为CO2+2e-+2H+═HCOOH，原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极；闭合K2时为电解池，原电池的正负极与直流电源的正负极相接，为阳阴极，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，即Pd电极为阳极，Zn电极为阴极，电解池中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，闭合K1时，Zn为负极，Pd为正极，故Pd电极电势高于Zn电极电势，故A正确；
B．由题干信息得不出Pd电极具有高效的催化性能，有利于CO2转化HCOOH，且HCOOH转化为CO2需在通电作用下才能进行，故B错误；
C．由分析可知，闭合K2时，则形成电解池，Zn与电源负极相连为阴极，Pd与电源的正极相连为阳极，则溶液中阴离子由阴极流向阳极，阳离子由阳极流向阴极，OH-通过b膜向Pd电极方向移动，故C正确；
D．由分析可知，闭合K1时，Pd表面的电极反应式为CO2+2e-+2H+═HCOOH，故D正确；
故选：B。
9．A
【详解】A.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极反应均是Fe－2e-=Fe2+，A项正确；
B.B项给的是电极反应式是发生析氢腐蚀的正极反应，B项错误；
C.C项给的是吸氧腐蚀的正极反应，C项错误；
D.铁作电极时通常生成的是Fe2+，假设生成了Fe3+，也会继续与铁电极反应生成Fe2+：Fe+2Fe3+=3Fe2+，D项错误。
所以答案选择A项。
【点睛】金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。铁在潮湿的空气通常会发生电化学腐蚀。当pH<4.1时，以析氢腐蚀为主，当在中性或略碱性的介质中，会以吸氧腐蚀为主。
10．D
【详解】图①构成原电池，铁为负极，发生铁的吸氧腐蚀；图②为铁的化学腐蚀；图③构成电解池，铁为阳极，发生反应；图④构成电解池，铁为阴极，属于外接电流阴极保护法；图⑤构成原电池，铁为正极，属于牺牲阳极的阴极保护法；铁片在这五种装置中的腐蚀速率由慢到快的顺序为④⑤②①③，选D。
11．C
【详解】A项，装置①为原电池，Zn为负极，Cu为正极，电流方向与阳离子运动方向形成闭合，所以盐桥中的K+移向CuSO4溶液，故A错误；B项，滴有酚酞溶液的装置②是惰性电极电解NaCl溶液，b为阳极，生成Cl2，a为阴极，生成H2，所以a极先变红，故B错误；C项，装置③电解质溶液为CuSO4溶液，若阴极(c极)为铁，阳极(d极)为铜，则可在铁上镀铜，故C正确；D项，装置④为原电池，Zn作负极失电子发生氧化反应，铁作正极只起导电作用，故D错误。
12．C
【解析】甲图是将化学能转化为电能的原电池，电解质溶液为酸性溶液，M电极是负极，尿素在负极上失电子发生氧化反应，N电极是正极，氧气在正极上得电子发生还原反应；乙图是铁上镀铜的电镀装置，铜与原电池正极相连做阳极，铁与负极相连做阴极。
【详解】A项、铁上镀铜时，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极Y相连，故A正确；
B项、M是负极，N是正极，H+通过离子交换膜由M极移向N极，即由左向右移动，故B正确；
C项、当N电极消耗0.25 mol氧气时，装置中转移0.25mol×4=1 mol电子，由得失电子数目守恒可知铁电极增重的质量为0.5mol××64 g·mol－1=32 g，故C错误；
D项、尿素在负极M电极上失电子发生氧化反应生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H2NCONH2＋H2O－6e－=CO2↑＋N2↑＋6H＋，故D正确；
故选C。
【点睛】电镀铜时，镀层金属Cu应当作为阳极，应与电源正极相连，铁与负极相连做阴极是解答关键。
13．D
【详解】A．导电过程需接电源。所以熔融NaCl导电是电能转化为化学能，A项不符合题意；
B．硅太阳能电池发电是太阳能转化为电能，B项不符合题意；
C．热电厂火力发电是化学能转化为内能，内能转化为电能，是间接转化，C项不符合题意；
D．电动汽车行驶使用了原电池，是化学能直接转化为电能，D项符合题意；
故答案选D。
14． 放热 生成紫红色的单质铜(合理即可) 负(或锌、Zn) 0.15 增大
【详解】(1)钠与水时，钠迅速熔化成小球，说明反应放热，即钠与水的反应属于放热反应。
(2)以硫酸铜为电解质溶液的银锌原电池中，锌是负极，失去电子，锌电极的反应式为，银片是正极，铜离子放电，银片上观察到的现象是生成紫红色的单质铜，原电池中阴离子移向负极，则溶液中向锌极移动。
(3)①反应2min后测得C的浓度为0.6mol/L，根据方程式可知消耗B的浓度是0.3mol/L，用物质B表示的平均反应速率为0.3mol/L÷2min＝0.15。
②其他条件不变时，再通入2molA气体，反应物浓度增大，该反应的正反应速率将增大。
15． 6×10-3 碱性 正极 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ +Cl2↑ 1mol Cu(OH)2 X极附近红褐色不断变浅，Y极附近红褐色不断加深
【分析】根据电离平衡常数计算氢氧根浓度，再根据相对强弱来判断酸碱性；电源接通后，向乙中滴入酚猷溶液，在F极附近显红色，说明F极为阴极，D、F、H、Y都为阴极，C、E、G、X都为阳极，则A为正极，B为负极。
【详解】⑴已知25℃，NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5，H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.2×10－8。若氨水的浓度为2.0 mol·L－1，若忽略氨水浓度的变化，，溶液中的；由于Kb＝1.8×10－5 > Ka2＝6.2×10－8，碱电离程度大于亚硫酸第二步电离，因此0.1 mol·L－1的(NH4)2SO3溶液,显碱性；故答案为：6×10-3；碱性。
⑵①根据前面分析得出电源A极的名称是正极；故答案为：正极。
②乙装置中电解反应的总化学方程式：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ +Cl2↑；故答案为：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ +Cl2↑。
③当电路中通过4 mole－时，阳极产生氧气，4 mole－— O2，因此生成了1mol氧气，阴极先生成铜单质，根据Cu2+— 2mole－ — Cu，1mol铜离子得到了2mol电子，生成1mol铜单质，铜离子反应完后，还有氢离子得电子，根据电子守恒，说明氢离子得到2mol电子，根据2H+— 2mole－ — H2，因此生成了1mol氢气，因此整个电解过程生成1mol铜、1mol氧气、1mol氢气，要使甲中溶液种类和浓度均复原，可向电解后溶液中加入1mol Cu(OH)2；故答案为：1mol Cu(OH)2。
④氢氧化铁胶体粒子带正电，因此不断的向阴极区域移动，装置丁中的现象是X极附近红褐色不断变浅，Y极附近红褐色不断加深；故答案为：X极附近红褐色不断变浅，Y极附近红褐色不断加深。
16． 放 大于 小于 (4c 2a b) kJ b H2 2e + 2OH =2H2O
【分析】（1）根据能量守恒判断；
（2）根据放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量判断；
（3）根据原电池的正负极的氧化还原反应类型判断。
【详解】（1）燃烧反应都是放热反应，所以氢气的燃烧反应是放热反应，根据能量守恒定律，放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量；化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量。
故答案为放，大于，小于；
（2）化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)转化为2 mol H2O(g)时放出的热量为(4c 2a b) kJ，
故答案为(4c 2a b) kJ；
（3）根据原电池电极反应，负极：失电子，发生氧化反应；正极：得电子，发生还原反应，所以氢氧燃料电池，负极上氢气失电子生成氢离子，因为电解质为KOH溶液，呈碱性，故电极反应为H2 2e + 2OH =2H2O，
故答案为b电极；H2 2e + 2OH =2H2O。
17． 铜(或石墨棒) 铁 有红色物质析出（或变粗） bc bc
【详解】（1）①甲装置是把Fe与Cu2＋分开，即电极A为Cu或石墨，B电极为铁棒；
②电极A为正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，现象是电极A上有红色物质析出或电极A变粗；
（2）①根据构成原电池构成条件，铁作负极，X为正极，电极X材料的金属性比Fe弱，可以是Cu或石墨，故bc正确；
②根据题意，Cu2＋＋2e－=Cu，电解质溶液中含有Cu2＋，因此bc正确。
【点睛】易错点是（1），有盐桥的电池是把氧化反应和还原反应隔开，氧化剂和还原剂不能在同一容器中发生反应，即电极B为Fe，电极A为Cu或石墨。
18． 负 2Fe3++ Cu=2Fe2++Cu2+ 正 H2OH++OH－，H++2e－=H2↑，c(OH－)>c(H+)，溶液呈碱性 2Cu2++ 2H2O2Cu + O2↑ + 4H+ 1
【分析】(2)向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到右边石墨电极附近首先变红，说明甲中右边电极生成OH-，应为电解池的阴极，则M为电源的正极，N为电源的负极，甲为电解食盐水装置，乙为电解硫酸铜装置。
【详解】(1)装置1为原电池，铜为负极，被氧化，石墨为正极，电池反应为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
(2)①由分析可知M为正极，阴极上分别发生H2OH++OH-、2H++2e-═H2↑，c(OH-)＞c(H+)，溶液呈碱性；
②乙为电解硫酸铜溶液，阳极生成氧气，阴极生成铜，电解的方程式为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；
③甲装置中电解氯化钠溶液，阳极生成氯气，阴极生成氢气，若装置甲阴、阳两极各产生112mL气体(标准状况)，则n(H2)==0.005mol，由2H++2e-═H2↑可知转移0.01mol电子，由2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+可知，生成0.01molH+，则c(H+)==0.1mol/L，pH=1。
19． 减弱 石墨或铜或银或铂 铁或Fe 氯化铁或硫酸铁或硝酸铁溶液 正极 22.4
【详解】(1)锌作负极，则该原电池反应是锌与稀硫酸置换氢气的反应，所以A电极即正极反应是氢离子得电子生成氢气，电极反应式为；溶液中氢离子放电，导致溶液中氢离子浓度减小，反应进行一段时间后溶液酸性将减弱；
(2)若需将反应：设计成如图1所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，铁发生氧化反应，作原电池的负极，B(负极)极材料为铁，则A(正极)极材料为比铁不活泼的导电物质如石墨、Cu等即可，铁离子得到电子，则溶液C为氯化铁或硫酸铁或硝酸铁溶液；
(3)原电池中氢离子向正极移动，则根据示意图可判断d电极是正极，c电极是负极，乙醇具有还原性，在负极上发生氧化反应生成CO2，电极反应式为，1mol氧气得到4mol电子，若线路中转移4mol电子，则上述燃料电池消耗的是1mol，在标准状况下的体积为22.4L。
20．2KBr+2H2O2KOH+Br2+H2↑
SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
1.1×10-3g·m-3
【详解】电解溴化钾溶液生成氢氧化钾、氢气和溴单质，总反应为：2KBr+2H2O2KOH+Br2+H2↑；溴单质与二氧化硫、水反应生成硫酸和氢溴酸，方程式为：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，设每分钟电解溴化钾溶液生成溴单质的物质的量为x，则：2Br-~Br2~2mole-，则有x==2.56810-9mol，依据方程式可知，二氧化硫的物质的量也为：2.56810-9mol，故空气中二氧化硫的含量为：≈1.1×10-3g·m-3。
21． 10∶1（或 10） 1∶10 V2﹥V3＝V1 ＜ 9.9×10-7 5.6×10－7
【详解】(1)体积为VaL、pH值为a的稀硫酸和体积为VbL，pH值为b的烧碱溶液混和，若所得混合液为中性。说明氢离子和氢氧根离子恰如完全反应，得到：Va×10-a=Vb×10b-14，如果a+b=15，计算得到Va：Vb =10-14+a+b=101=10：1；若所得混合溶液为中性，pH=b的NaOH溶液中c（H+）=10-bmol/L，c（OH-）=mol/L，pH=a的硫酸溶液中c（H+）=10-amol/L，因c（H+）×Va=c（OH-）×Vb，则10-a×Va=mol/L×Vb，结合a+b=12整理可得：Va：Vb=1：10；
(2)等体积、等pH的Ba(OH)2、NaOH中，c(OH-)相同，滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和，用去酸的体积V1=V3，但NH3 H2O为弱碱，等pH时，其浓度大于NaOH，滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和，弱碱继续电离产生氢氧根离子，则消耗酸多，即V2＞V3，所以消耗酸的体积关系为：V2＞V3=V1；
(3)HCl与MOH的物质的量相等，二者混合恰好反应得到MCl溶液，混合后溶液的pH=6，说明MOH为弱碱。
①HCl溶液中水电离出的氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度为mol/L，0.2mol/LMOH溶液中c（OH-）<0.2mol/L，则溶液中水电离的氢离子浓度大于mol/L，故0.2mol/LHCl溶液中由水电离出的c（H+）<0.2mol/LMOH溶液中由水电离出的c（H+）；
②根据电荷守恒：c（Cl-）+c（OH-）=c（M+）+c（H+），则c（Cl-）-c（M+）=c（H+）-c（OH-）=10-6 mol/L-10-8mol/L=9.9×10-7mol/L；
③Na2CO3溶液的浓度为2×10-2mol/L，等体积混合后溶液中c（）=×2×10-2mol/L=1×10-2mol/L，根据Ksp（CaCO3）=c（） c（Ca2+）=2.8×10-9可知，c（Ca2+）=mol/L=2.8×10-7mol/L，原溶液CaCl2溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca2+）的2倍，故原溶液CaCl2溶液的最小浓度为2×2.8×10-7mol/L=5.6×10-7mol/L。
答案第1页，共2页
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