第四章 化学反应与电能测试题
一、选择题
1．下图所示的实验，不能达到实验目的的是
A B
比较Fe3+的催化效果好于Cu2+ 用溴水检验CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液生成的乙烯 验证铁发生吸氧腐蚀 实验室制Cl2时，除去Cl2中的HCl并干燥
A．A B．B C．C D．D
2．化学与生产、生活、科技及环境等密切相关。下面说法正确的是
A．苏打又称纯碱，可用作食品膨松剂
B．三星堆黄金面具含金量85%，其硬度比纯金高
C．我国北斗导航卫星使用的太阳能电池材料，其主要成分是二氧化硅
D．工业上用电解熔融氯化钠和熔融氯化铝的方法，来制备金属钠和铝
3．2020年中科院研究所报道了一种高压可充电碱-酸混合电池，电池采用阴、阳双隔膜完成离子循环(如下图)，该电池良好的电化学性能为解决传统水性电池的关键问题提供了很好的机会。下列说法不正确的是
A．充电时，d极发生氧化反应
B．离子交换膜b、c分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
C．放电时a极的电极反应为：
D．放电时，每转移2mol电子，中间溶液中溶质减少1mol
4．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理如图所示。下列说法正确的是
A．该电池工作时电能转化为化学能 B．该电池中电极a是正极
C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．该电池的总反应：
5．下列关于物质制备说法正确的是
A．实验室用亚硫酸钠与的浓硫酸反应可以制备二氧化硫
B．通过煤的分馏可以获得甲苯
C．工业上通过电解制备金属镁
D．工业上用焦炭在高温下还原二氧化硅可制得粗硅和二氧化碳
6．南开大学牛志强研究员研制了一种基于抗冻，电解液中四氯对苯醌/氧化石墨烯(PCHL rGO)的铅 醌电池示意图如图所示。已知：四氯对苯醌(PCHL)的结构简式为。下列叙述错误的是
A．充电时，Pb电极与外接电源的负极相连
B．放电时，氧化石墨烯的电极反应式为2H+++2e－=
C．充电时，Pb电极的电极反应式为
D．放电时，Pb电极增重48g，则有移向氧化石墨烯电极
7．某科研机构研发的NO—空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是
A．a电极为电池负极
B．电池工作时透过质子交换膜从右向左移动
C．b电极的电极反应：
D．当外电路中通过电子时，a电极处消耗
8．镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O，由此可知，该电池充电时的阴极材料是
A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiOOH
9．关于下图所示的原电池，下列说法正确的是
A．Zn作负极
B．锌片上发生的反应：
C．电子由铜片通过导线流向锌片
D．该装置是将电能转化为化学能
10．化学知识广泛应用于生活、生产中。下列叙述不正确的是
A．过氧乙酸和75%的乙醇都能杀死新冠病毒，二者消毒原理相同
B．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
C．用作沉淀剂，除去废水中的和
D．草木灰与铵态氮肥混合施用会使肥效降低
11．理论上不能设计为原电池的化学反应是
A．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＜0
B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(aq) ΔH＜0
C．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l) ΔH＜0
D．2FeCl3(aq)＋Fe(s)=3FeCl2(aq) ΔH＜0
12．如图所示实验操作正确的是
A．测定中和反应反应热
B．除去Fe2(SO4)3溶液中的FeSO4
C．验证牺牲阳极法保护铁
D．验证温度对水解平衡的影响
二、非选择题
13．某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
编号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Mg、Al 稀盐酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al、石墨 稀盐酸 偏向石墨
4 Mg、Al NaOH溶液 偏向Mg
根据上表中记录的实验现象，回答下列问题。
(1)实验1、2中Al电极的作用是否相同？___________。
(2)实验3中铝为___________极，电极反应式为；石墨为___________极，电极反应式为；电池总反应式为___________。
(3)实验4中的铝为___________极，原因是___________。写出铝电极的电极反应式：___________。
(4)根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极受到哪些因素的影响___________？
14．(1)物质的量浓度相同的 ① 氨水 ② 氯化铵 ③硫酸氢铵 ④硫酸铵四种溶液中c(NH)大小的顺序是_______。(用序号回答)
(2)常温下，pH=13的Ba(OH)2溶液a L与pH=3的H2SO4溶液b L混合(混合后溶液体积变化忽略不计)。若所得混合溶液呈中性，则a∶b=_______。
(3)常温下，测得CH3COONH4溶液的pH=7，此溶液中水的电离程度 _______该温度下纯水的电离程度(填“>”、“＜”或“=”)
(4)常温下，将0.1 mol·L-1 NH3·H2O与a mol/L盐酸等体积混合(不考虑溶液体积的变化)，反应后溶液恰好呈中性，用含a的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数为_______。
(5)甲醇(CH3OH)可以用作燃料电池，该电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。负极发生的电极反应式是_______。
15．新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质溶液为溶液。某研究小组用甲烷燃料电池作为电源电解饱和氯化钠溶液，如图所示。回答下列问题：
(1)甲烷燃料电池中通入的一极是__(填“正极”或“负极”)，该电极上含碳产物的微粒符号是___，通入的一极的电极反应式为______。
(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极是____(填“阳极”或“阴极”)，a电极上发生的电极反应式是____。
(3)①将电解池的饱和溶液换为饱和溶液进行实验，观察到的现象是_____。
②若将电解池的石墨棒电极换为铜电极，则总反应的离子方程式为____。
16．汽车尾气中含有、等有害气体。
(l)能形成酸雨，写出转化为的化学方程式：___________。
(2)通过传感器可监测汽车尾气中的含量，其工作原理如图所示：
①电极上发生的是反应___________(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中，电子的流动方向是从___________电极流出(填或)；电极上的电极反应式为___________。
17．甲、乙、丙为常见单质。A、B、C、D、E、F、G、H均为中学化学中常见的化合物，其中B、G的焰色反应均为黄色，C能使品红溶液褪色。在一定条件下，各物质相互转化关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)用化学式表示：丙为__________，H为__________。
(2)A的电子式为___________________________________________________。
(3)电解E的水溶液时，E起到的作用是_______________________________。
(4)写出B＋C—→D的化学方程式：__________________________________；
写出E＋G—→F的离子方程式：____________________________________。
18．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：_____________。
19．有甲、乙、丙、丁、戊五种短周期元素，原子序数依次增大，其常见化合价依次为+1、-2、+1、+3、-1。它们形成的物质间的转化关系如下图所示。常温下用惰性电权电解(有阳离子交换膜)的A溶液。
请按要求回答下列问题：
(1)己元素与丙元素同主族，比丙原子多2个电子层，则己的原子序数为________；推测相同条件下丙、己单质分别与水反应剧烈程度的依据是__________________________________________________。
(2)甲、乙、戊按原子个数比1︰1︰1形成的化合物Y具有漂白性，其电子式为_______________。
(3)上图转化关系中不属于氧化还原反应的有(填编号)_______。
(4)接通如图电路片刻后，向烧杯中滴加一种试剂即可检验铁电极被腐蚀，此反应的离子方程式为_____________________。
(5)当反应①电解一段时间后测得D溶液pH=12(常温下，假设气体完全逸出，取出交换膜后溶液充分混匀，忽略溶液体积变化)，此时共转移电子数目约为___________；反应②的离子方程式为_________
(6)若上图中各步反应均为恰好完全转化，则混合物X中含有的物质(除水外)有___________
20．某实验小组欲探究牺牲阳极法的原理，设计如图实验装置：
实验Ⅰ：向烧杯中加入一定量的饱和食盐水，插入两个无底玻璃筒。将一根锌棒和一根铁棒用导线与电流表连接后，再分别插入两个玻璃筒中，电流表指针发生偏转。
（1）锌棒上发生的电极反应为________________；铁棒上发生的电极反应为________________。
（2）向铁棒附近滴加K3[Fe（CN）6]溶液，无明显现象，这说明该实验中无________产生。
实验Ⅱ：该小组的同学将锌棒换为铜棒，并用导线将其与电流表连接。一段时间后，向插入铁棒的玻璃筒内滴入几滴K3[Fe（CN）6]溶液，向插入铜棒的玻璃筒内滴入几滴酚酞溶液。
（3）实验Ⅱ中电流表指针的偏转方向与实验Ⅰ________（填“相同”或“相反”）。
（4）在铁棒和铜棒附近可观察到的现象分别是____________、________。
（5）上述两个实验表明，活泼性不同的两种金属作电极构成原电池时，一般是相对________（填“活泼”或“不活泼”）的金属被保护，根据此原理采取的金属防护方法称为______________。
21．某课外小组研究电解原理中，探究电压对电极反应的影响。某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解pH=1的0.1 mol/L FeCl2溶液，实验记录如下(a、b、c代表电压值，a＞c＞b)：
序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物
ⅰ x≥a 电极附近出现黄色，有气泡产生 有Fe3+、有Cl2
ⅱ a＞x≥b 电极附近出现黄色，无气泡产生 有Fe3+、无Cl2
ⅲ b＞x＞0 无明显现象 无Fe3+、无Cl2
(1)ⅰ中，Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电，生成的Cl2将Fe2+氧化，写出Cl-在阳极放电的电极反应___________。
(2)由ⅱ推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，原因是Fe2+具有___________性(填“氧化”或“还原”)。
(3)ⅱ中虽未检测出Cl2，但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证，电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：
序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物
ⅳ a＞x≥c 无明显现象 有Cl2
ⅴ c＞x≥b 无明显现象 无Cl2
①NaCl溶液的浓度是___________mol/L。
②ⅳ中检测Cl2的实验方法是：取少量阳极附近的溶液，滴在___________试纸上，试纸___________证明生成氯气，否则无氯气生成。
③与ⅱ相比，可以得出以下结论：
pH=1的0.1 mol/L FeCl2溶液，电压≥cV时，Cl-才能在阳极放电产生Cl2；
pH=1的0.1 mol/L FeCl2溶液，电压c＞x≥b V时，阳极的电极反应为___________。
22．硫酸镍(NiSO4)是电镀镍工业所用的主要镍盐，易溶于水。下图为某兴趣小组设计的在实验室中制备NiSO4·6H2O的装置。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为_______，有同学认为将图甲中仪器a换作图乙中的仪器b效果更好，其理由为_______。
(2)混酸与镍粉反应时，除生成NiSO4外，还生成了NO2、NO和H2O，若NO2与NO的物质的量之比为3:1，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。如果产生的气体被NaOH溶液完全吸收，写出气体与NaOH溶液反应的离子方程式：_______；从反应后的溶液中得到NiSO4·6H2O的操作有_______和过滤等。
(3)该小组同学查阅资料发现用镍粉与混酸制备NiSO4成本高，用冶铁尾矿提取的草酸镍(NiC2O4)与硫酸制取NiSO4成本较低。反应原理为：NiC2O4NiO+CO↑+CO2↑，NiO+H2SO4=NiSO4+H2O(已知PdCl2溶液能够吸收CO)。现加热NiC2O4制备NiO，并检验生成的CO，可能用到的装置如下：
①各装置的连接顺序为：(填装置标号，可重复使用)_______。
_______→_______→_______→f→_______→_______→_______
②能够说明生成CO的现象有_______。
(4)将NiSO4·6H2O制成电镀液时往往加入少量稀硫酸，其目的是_______。
(5)在NaOH溶液中用NaClO与NiSO4反应可得NiO(OH)，NiO(OH)与贮氢的镧镍合金可组成镍氢碱性电池(KOH溶液)，工作原理为：LaNi5H6+6NiO(OH)LaNi5+6NiO+6H2O，负极的电极反应式：_______。
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．H2O2的浓度不一样，没有控制变量，无法比较Fe3+的催化效果好于Cu2+，A符合题意；
B．CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液生成的乙烯能使溴水褪色，能达到实验目的，B不符合题意；
C．铁发生吸氧腐蚀，装置内压强减小，试管中液面会上升，能达到实验目的，C不符合题意；
D．实验室制Cl2时，用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，用浓硫酸干燥气体，能达到实验目的，D不符合题意；
故选A。
2．B
解析：A．纯碱受热不分解，不能作膨松剂，A错误；
B．三星堆黄金面具为合金，合金硬度比纯金高，B正确；
C．太阳能电池板的材料是硅，不是二氧化硅，C错误；
D．氯化铝为共价化合物，工业上通过电解熔融状态的氧化铝制备铝，D错误；
故选B。
3．D
【分析】由图可知，放电时，a极为负极，电极反应式为，d极为正极，电极反应式为PbO2＋2e ＋SO＋4H＋＝PbSO4＋2H2O，充电时，a极为阴极，d极为阳极，据此作答。
解析：A．充电时，d极为阳极，发生氧化反应，故A正确；
B．放电时，负极区氢氧根离子被消耗，钾离子透过b膜向右迁移，故b膜为阳离子交换膜，正极区氢离子消耗量大于硫酸根离子，硫酸根离子透过c膜向左迁移，故c膜为阴离子交换膜，故B正确；
C．放电时，a极为负极，电极反应式为，故C正确；
D．放电时，每转移2mol电子，中间K2SO4溶液中溶质增加1mol，故D错误；
故答案选D。
【点睛】本题考查可充电电池，题目难度中等，能依据图像和题目信息准确判断正负极和阴阳极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。
4．D
解析：A．该电池工作时化学能转化为电能，A项错误；
B．a极发生H2-2e－=2H+反应，为负极，B项错误；
C．a极为负极，b极为正极，外电路中电子由电极a通过导线流向电极b，C项错误；
D．该电池的总反应为，D项正确；
答案选D。
5．A
解析：A．实验室用亚硫酸钠与的浓硫酸发生复分解反应制备二氧化硫，选项A正确；
B．煤是多种复杂的有机物和无机物的混合物，不含苯和甲苯，煤干馏可以得到甲苯，选项B错误；
C．熔点高，工业上通过电解浪费能源，一般是电解熔融状态的制备金属镁，选项C错误；
D．焦炭在高温下还原二氧化硅可制得粗硅和一氧化碳，不是二氧化碳，选项D错误；
答案选。
6．B
解析：A．放电时，电极为负极，则充电时，电极与外接电源的负极相连，故A正确；
B．由物质的转化关系及电荷守恒可知，放电时，氧化石墨烯电极的电极反应式为4H++ +4e-=，故B错误；
C．放电时，电极的电极反应式为，则充电时，电极的电极反应式为，故C正确；
D．放电时，电极增重，即消耗，则转移电子，有移向氧化石墨烯电极，故D正确。
综上所述，答案为B。
7．C
【分析】NO—空气燃料电池的工作原理如图所示，氧气发生还原反应，故a为正极、b为负极；
解析：A．由分析可知，a电极为电池正极，A错误；
B．原电池中氢离子向正极移动，故电池工作时透过质子交换膜从左向右移动，B错误；
C．b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应：，C正确；
D．没有标况，不能计算氧气的体积，D错误；
故选C。
8．A
解析：放电相当于原电池，充电相当于电解池。在电解池中，阴极得到电子，发生还原反应。所以根据总反应式可知，充电时Cd元素的化合价降低，所以电池充电时的阴极材料是Cd(OH)2；
故答案为：A。
9．A
解析：A．锌比铜活泼，锌片做负极，A正确；
B．锌片做负极，发生的是失电子的氧化反应，B错误；
C．电子从负极锌片流出，经由导线，流向正极铜片，C错误；
D．该装置为原电池，将化学能转化为电能，D错误；
故选A。
10．A
解析：A．过氧乙酸和75%的乙醇都能杀死新冠病毒，前者具有强氧化性，后者使蛋白质变性，因此二者消毒原理不相同，故A错误；
B．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，连接活泼性强的金属镁，让镁作负极，其原理是牺牲阳极的阴极保护法，故B正确；
C．用作沉淀剂，与和反应生成沉淀而除去废水中的和，故C正确；
D．草木灰与铵态氮肥混合施用因发生双水解而使肥效降低，故D正确。
综上所述，答案为A。
11．B
【分析】自发进行的放热的氧化还原反应能设计成原电池，吸热或非氧化还原反应不能设计成原电池，据此分析解答。
解析：A．该反应是自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故A不符合题意；
B．该反应中没有电子转移，不属于氧化还原反应，属于复分解反应，所以不能设计成原电池，故B符合题意；
C．该反应是自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故C不符合题意；
D．该反应是自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，故D不符合题意；
故选B。
12．C
解析：A．测定中和反应反应热装置中缺少搅拌棒，A错误；
B．氯气和亚铁离子反应生成氯化铁，引入氯离子新杂质，B错误；
C．锌比铁活泼，锌做负极保护铁，阴极区（铁附近）加入铁氰化钾溶液不变蓝，能验证牺牲阳极法保护铁，C正确；
D．加热试管中液体体积要小于试管容积的三分之一，D错误；
故选C。
二、非选择题
13．(1)不相同
(2) 负 正 2Al+6H+=2Al3++3H2↑
(3)负 尽管金属活动性：Mg＞Al，但是Al能够与NaOH溶液反应，而Mg不能发生反应 Al-3e-+4OH-=+2H2O
(4)电极活动性强弱、电解液种类
解析：(1)在实验1中，Mg、Al都可以与盐酸发生反应，由于金属活动性：Mg＞Al，所以在构成的原电池反应中，Mg为负极，Al为正极；在实验2中，Al、Cu及盐酸构成原电池，由于Al的活动性比Cu强，所以Al电极为负极，Cu电极为正极，因此实验1、2中Al电极的作用不相同；
(2)实验3中由于电极活动性：Al＞C，Al能够与HCl发生置换反应，所以在构成的原电池反应中，Al为负极；石墨电极为正极，正极上溶液中的H+得到电子发生还原反应产生H2；根据电极反应可知铝和氢离子反应生成氢气和铝离子，可知总反应方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑；
(3)在实验4中，尽管金属活动性：Mg＞Al，但是Al能够与NaOH溶液反应，而Mg不能发生反应，故在构成的原电池反应中，Al为负极，Mg为正极，负极的电极反应式为：Al-3e-+4OH-=+2H2O。
(4)根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极受到电极活动性强弱、电解液种类的影响。
14． ④ >③ >② > ① 1：100 > CH3OH -6e-+H2O=CO2↑+6H+
解析：(1)可分3种情况讨论：(1)氨水电离产生NH、OH ；(2)NH水解产生H＋及剩余NH；(3)NH水解受到影响，促进或抑制；在分析时要注意两点：氨水电离程度较小，NH水解程度也较小；另外，NH4HSO4溶液中，H＋抑制NH水解，(NH4)2SO4中含有2个铵根离子，所以(NH4)2SO4中NH的浓度最大；所以，NH的浓度由大到小顺序为(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl、NH3 H2O，故答案为：④>③>②>①；
(2)常温下，pH＝13的Ba(OH)2溶液aL与pH＝3的H2SO4溶液bL混合(混合后溶液体积变化忽略不计)，若所得混合溶液呈中性，说明酸中n(H＋)等于碱中n(OH )，则存在0.1mol/L×aL＝0.001mol/L×bL，则a：b＝1：100，故答案为：1：100；
(3)0.1mol L 1CH3COONH4溶液中醋酸根离子和铵根离子水解相互促进，常温下，测得溶液的pH＝7，促进了水的电离程度相同，溶液显中性，此溶液中水的电离程度>该温度下纯水的电离程度，故答案为：>；
(4)溶液显中性，所以c(H＋)＝c(OH )，溶液的电荷守恒可得：c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl )＋c(OH )，故c(NH)＝c(Cl )，氯化铵是强酸弱碱盐其水溶液呈酸性，要使氯化铵溶液呈中性，则氨水应稍微过量，因为盐酸和氨水的体积相等，则氨水的物质的量浓度大于盐酸，
溶液中c(H＋)＝c(OH )＝10 7mol/L，c(NH)＝c(Cl )＝mol/L，c(NH3·H2O)＝()mol/L，电离常数只与温度有关，则此时NH3·H2O的电离常数Kb＝＝＝，故答案为：；
(5)甲醇燃料电池工作时，原电池中负极上燃料甲醇失电子发生氧化反应：CH3OH -6e-+H2O=CO2↑+6H+，故答案为：CH3OH -6e-+H2O=CO2↑+6H+。
15． 负极 阴极 两极均有气体产生，溶液有固体析出
【分析】(1)甲烷燃料电池属于原电池，原电池中负极失去电子，正极得到电子，氧气在正极得电子，在KOH环境下生成OH－；
(2)闭合K开关后，b电极和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子得电子，生成氢气，a电极作为阳极，溶液中的氯离子失去电子，生成氯气；
(3)①将电解池的饱和溶液换为饱和溶液进行实验，实际电解的为水，水减少，硫酸钠会析出来；
②若将电解池的石墨棒电极换为铜电极，铜作为阳极，会失去电子变为铜离子，作为阴极，水得电子，生成氢气和氢氧根。
解析：(1)甲烷燃料电池属于原电池，原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以甲烷在负极，失电子生成CO2，CO2和KOH溶液反应生成K2CO3，负极反应的离子方程式为CH4+10OH－-8e－=+7H2O，氧气在正极得电子，在KOH环境下生成OH－，正极反应式为，故答案为：负极；；；
(2)闭合K开关后，b电极和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子得电子，生成氢气，a电极作为阳极，溶液中的氯离子失去电子，生成氯气，电极反应式是，故答案为：阴极；；
(3)①将电解池的饱和溶液换为饱和溶液进行实验，实际电解的为水，水减少，硫酸钠会析出来，观察到的现象是两极均有气体产生，溶液有固体析出，故答案为：两极均有气体产生，溶液有固体析出；
②若将电解池的石墨棒电极换为铜电极，铜作为阳极，会失去电子变为铜离子，作为阴极，水得电子，生成氢气和氢氧根，则总反应的离子方程式为，故答案为：。
16． 氧化
解析：(1) 和 H2O 反应生成 HNO3 和 NO，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应生成的 NO 再遇到空气中的 O2 发生反应：2NO+O2=2NO2，多次循环后能完全转化为 HNO3，可得到总反应的化学方程式为：4+O2+2H2O=4HNO3，则 转化为 HNO3 的化学方程式为：3+H2O=2HNO3+NO
(2) ①根据图示可知 NiO 电极上 NO 失电子和 O2 离子反应生成 NO2，其中 NO 发生氧化反应。故答案为：氧化
②该装置为原电池装置，NiO 电极上 NO 失电子和 O2 离子反应生成 NO2，发生氧化反应，则 NiO 电极为负极，Pt 电极上 O2 得到电子，发生还原则 Pt 电极是正极，在外电路中，电子是从负极 NiO 电极流出，经外电路回到极 Pt 电极上， NiO 电极的电极反应式为：。故答案为：NiO、
17．(1) O2 SO3
(2)
(3)增强溶液的导电能力
(4) Na2O2＋SO2==Na2SO4 HCO+OH-=CO+H2O
【分析】甲、乙、丙为常见单质，A、B、C、D、E、F、G、H均为中学化学中常见的化合物，其中B、G的焰色反应均为黄色，均含有Na元素，B能与二氧化碳、水反应生成单质丙，则B为Na2O2，丙为O2，甲为Na，E为NaOH，F为Na2CO3，G的焰色反应为黄色，与氢氧化钠反应得到碳酸钠，判断G为NaHCO3；C能使品红溶液褪色，由单质乙与氧气反应得到，则乙为S，A为Na2S，C为SO2，H为SO3，D为Na2SO4，据此解答。
解析：（1）根据上述分析，甲为Na，乙为S，丙为O2，A为Na2S，B为Na2O2，C为SO2，D为Na2SO4，E为NaOH，F为Na2CO3，G为NaHCO3，H为SO3。
丙为O2，H为SO3，故答案为：O2；SO3；
（2）A为Na2S，属于离子化合物，电子式为 ，故答案为：；
（3）电解NaOH的水溶液时，实质是电解水，NaOH起到的作用是：增强溶液导电能力，故答案为：增强溶液导电能力；
（4）B+C→D是过氧化钠与二氧化硫反应生成硫酸钠，反应化学方程式为：Na2O2+SO2=Na2SO4；E和G是氢氧化钠和碳酸氢钠溶液的反应，反应的离子方程式为：HCO+OH-=CO+H2O，故答案为：Na2O2+SO2=Na2SO4；HCO+OH-=CO+H2O。
18． 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-。
19．(1) 37 依据同主族元素的金属性随核电荷数的增加而增强，推测己单质与水反应较丙更剧烈
(2)
(3)④
(4)3Fe2++2[Fe(CN)6]3- =Fe3[Fe(CN)6]2↓
(5) 6.02×l021 2A1+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
(6)NaCl、Al(OH)3
【分析】B为黄绿色气体，则B是Cl2，A溶液电解生成氯气、C和D，则A是NaCl，C是H2，D是NaOH；氢气和氯气反应生成HCl，则E是HCl；丁单质和NaOH溶液反应生成H2和F溶液，则丁是Al，F是NaAlO2；HCl和NaAlO2溶液反应生成X，则X是NaCl、AlCl3的混合物。由题给信息，甲、乙、丙、丁、戊五种短周期元素，原子序数依次增大，其常见化合价依次为+1、-2、+1、+3、-1，则甲是H，乙是O，丙是Na，丁是Al，戊是Cl。
解析：（1）根据元素的化合价及元素的原子序数的关系可知甲是H，乙是O，丙是Na，丁是Al，戊是Cl，己是Rb，原子序数是37；钠、铷同一主族的元素，由于从上到下原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强，所以它们与水反应的能力逐渐增强，反应越来越剧烈；
（2）甲、乙、戊按原子个数比1:1:1形成的化合物Y是HClO，该物质具有强的氧化性，故具有漂白性，其电子式为；
（3）在上图转化关系中①②③反应中有元素化合价的变化，所以属于氧化还原反应，而④中元素的化合价没有发生变化，所以该反应是非氧化还原反应；
（4）如构成原电池，Fe被腐蚀，则Fe为负极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+，Fe2+与[Fe(CN)6]3-会发生反应产生蓝色沉淀，反应的离子方程式是：3Fe2++2[Fe(CN)6]3- =Fe3[Fe(CN)6]2↓；
（5）NaCl溶液电解的化学方程式是：2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH，在该反应中，每转移2mol电子，反应会产生2molNaOH，n(NaCl)=1L×1mol/L=1mol，当NaCl电解完全后反应转移1mol电子，反应产生1molNaOH，当反应①电解一段时间后测得D溶液pH=12，n（NaOH）=10-2mol/L×1L=0.01mol＜1mol，说明NaCl没有完全电解，则电子转移的物质的量是0.01mol，电子转移的数目约是N(e-)=0.01mol×6.02×1023mol-1= 6.02×l021；反应②是Al与NaOH溶液反应，反应的离子方程式为2A1+2OH-+2H2O=2 AlO+3H2↑；
（6）若上图中各步反应均为恰好完全转化，则4HCl+NaAlO2 =NaCl+AlCl3，所以混合物X中含有的物质是NaCl、Al(OH)3。
20． 2Zn－4e－=2Zn2＋ 2H2O＋O2＋4e－=4OH－ Fe2＋ 相反 产生蓝色沉淀 溶液变红色 不活泼 牺牲阳极法
解析：（1）锌、铁、氯化钠溶液构成原电池时,发生的是吸氧腐蚀,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护,负极反应式为2Zn－4e－=2Zn2＋,正极反应式为2H2O＋O2＋4e－=4OH－ ,电子由锌电极经外电路流向铁电极。
（2）Fe2+可以与K3[Fe（CN）6]反应生成蓝色沉淀,向铁棒附近滴加K3[Fe（CN）6]溶液，无明显现象，则说明Fe2+产生；
（3）铜、铁、氯化钠溶液构成原电池时,发生的也是吸氧腐蚀,铜作正极被保护,铁作负极被腐蚀。由于两次实验中原电池的电子流向相反,所以电流表指针的偏转方向相反。
（4）铁作负极时, Fe失去电子生成Fe2+ ,与K3 [Fe（CN）6]反应生成蓝色沉淀,铜作正极,电极反应式为2H2O＋O2＋4e－=4OH－ ,故铜棒附近溶液变红色。
（5）对比两个实验可知,一般情况下,发生吸氧腐蚀时,活泼金属被腐蚀,不活泼金属被保护,根据此原理采取的金属防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
21．(1)2Cl--2e-= Cl2↑
(2)还原
(3) 0.2 淀粉碘化钾 变蓝 Fe2+-e-=Fe3+
解析：(1)依据电解原理，氯离子在阳极失电子生成氯气，电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，氯气具有氧化性氧化亚铁离子生成铁离子溶液变黄色，反应的离子方程式为：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；
(2)由Ⅱ推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，元素化合价升高，依据氧化还原反应分析Fe2+具有还原性，反应式为Fe2+-e-=Fe3+，故答案为：还原；
(3)①电解pH=1的0.1mol/L FeCl2溶液，电解pH=1的NaCl溶液做对照试验，探究氯离子是否放电，需要在难度相同的条件下进行，所以氯化钠溶液的浓度为0.2mol/L，故答案为：0.2；
②ⅳ中检测Cl2的实验方法是：取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉碘化钾试纸上，试纸变蓝证明生成氯气，否则无氯气生成，故答案为：淀粉碘化钾；变蓝；
③pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液，电压≥cV时，Cl-才能在阳极放电产生Cl2；pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液，电压c＞x≥b V时，阳极生成铁离子，电极反应为Fe2+-e-═Fe3+，故答案为：Fe2+-e-═Fe3+。
22．(1) 分液漏斗 图乙中仪器的玻璃侧管可以平衡漏斗与圆底烧瓶压强，便于液体顺利流下
(2) 4:3 3NO2+NO +4OH- =3++2H2O 蒸发浓缩、冷却结晶
(3) b→c→e→f→a→e→d a中固体变红，a前的e中石灰水不变浑浊，a后的e中石灰水变浑浊
(4)抑制Ni2+水解
(5)LaNi5H6+ 6OH--6e-= LaNi5+ 6H2O
解析：制取NiSO4时，将Ni与混酸反应，生成NiSO4、NO2、NO和H2O，为便于分液漏斗内液体流出，可将漏斗内外气体相通，以平衡内外气压。因为NO2、NO会污染大气，需用吸收剂进行吸收处理。
(1)仪器a带有活塞，其名称为分液漏斗，仪器b用导管将分液漏斗内外相通，可使内外压强相同，所以将图甲中仪器a换作图乙中的仪器b效果更好，其理由为：图乙中仪器的玻璃侧管可以平衡漏斗与圆底烧瓶压强，便于液体顺利流下。答案为：分液漏斗；图乙中仪器的玻璃侧管可以平衡漏斗与圆底烧瓶压强，便于液体顺利流下；
(2)混酸与镍粉反应时，除生成NiSO4外，还生成了NO2、NO和H2O，若NO2与NO的物质的量之比为3:1，发生反应的化学方程式为3Ni+3H2SO4+4HNO3=3NiSO4+3NO2↑+NO↑+5H2O，则该反应的氧化剂(HNO3)与还原剂(Ni)的物质的量之比为4:3。如果产生的气体被NaOH溶液完全吸收，则生成NaNO3、NaNO2，在此反应中，NO作还原剂，生成NaNO2，NO2既作氧化剂又作还原剂，依据得失电子守恒，可得出气体与NaOH溶液反应的离子方程式：3NO2+NO +4OH- =3++2H2O；从反应后的溶液中得到NiSO4·6H2O时，既要让该晶体析出，又要防止其它物质结晶析出，所以操作为蒸发浓缩、冷却结晶和过滤等。答案为：4:3；3NO2+NO +4OH- =3++2H2O；蒸发浓缩、冷却结晶；b→c→e→f→a→e→d；
(3)①加热NiC2O4制备NiO，并检验生成的CO，应先除去CO2、然后检验CO2是否除尽，再干燥、还原、并检验还原后生成的CO2，所以各装置的连接顺序为：b→c→e→f→a→e→d。
②能够说明生成CO，应先指明CO2已除尽，后来又产生明显的现象，现象有：a中固体变红，a前的e中石灰水不变浑浊，a后的e中石灰水变浑浊。答案为：b→c→e→f→a→e→d；a中固体变红，a前的e中石灰水不变浑浊，a后的e中石灰水变浑浊；
(4)NiSO4为强酸弱碱盐，易发生水解，将NiSO4·6H2O制成电镀液时往往加入少量稀硫酸，其目的是抑制Ni2+水解。答案为：抑制Ni2+水解；
(5)由电池反应式LaNi5H6+6NiO(OH)LaNi5+6NiO+6H2O可得出：放电时，LaNi5H6作负极，NiO(OH)作正极，电解质为KOH，且LaNi5H6生成LaNi5等，则负极的电极反应式：LaNi5H6+ 6OH--6e-= LaNi5+ 6H2O。答案为：LaNi5H6+ 6OH--6e-= LaNi5+ 6H2O。
