参考答案
1.A【详解】A．牛皮面的主要成分是蛋白质，属于有机物，不耐高温，A错误；
B．竹钉的主要成分是纤维素，纤维素属于天然高分子化合物，B正确；
C．桐油是天然植物油，其主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯，属于酯类，C正确；
D．鼓环常与手接触，易沾上汗液，使铁与铜形成原电池，铁钉作负极，被腐蚀，故铜质鼓环不宜采用铁质铆钉固定，D正确；故选A。
2.C【详解】A．图甲中缺少环形玻璃搅拌棒，不能达到实验目的，故A不符合题意；B．镁离子要水解，图乙中没有在HCl气流中加热制取MgCl2 6H2O，不能达到实验目的，故B不符合题意；C．图丙中阳极锌失去电子变为锌离子，阴极锌离子得到电子变为锌单质，该装置能在铁制品表面镀锌，故C符合题意；D．不能用湿润的pH试纸测定稀硫酸的pH，不能达到实验目的，故D不符合题意。综上所述，答案为C。
3.B【分析】根据该反应的焓变和熵变，利用判断反应进行的方向。
【详解】A.该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；
B.常温下， ，故该反应常温下可自发进行，B错误；
C. 该反应常温下可自发进行，高温只是加快反应的速率，故C正确；
D.和均会与血红蛋白结合而使人中毒，D正确；答案选B。
【点睛】放热利于反应自发进行，熵增有利于反应自发；化学反应的方向的判据为： 反应能自发进行； 反应达到平衡状态；反应不能自发进行。
4.A【详解】A．金属活泼性：，，故A正确；
B．与不反应，故B错误；C．电池总反应为，故C错误；
D．电池总反应为，故D错误；故选：A。
5.D【分析】图a表示NaCl晶体，由于NaCl晶体中含有Na+和Cl-，而Cl-的电子层数比Na+多一层，所以Cl-半径大于Na+半径；图b表示熔融的NaCl，通直流电后，Cl-向阳极移动，则X极为阳极，Y极为阴极；图c表示电解NaCl的水溶液。【详解】A．图示中的代表的离子为Cl-，电子式为，A正确；
B．由以上分析知，图a中放入的是氯化钠固体，该条件下离子不能自由移动，固体不导电，B正确；
C．图b和图c装置中，电解质都能导电，X为阳极，都发生反应2Cl--2e-==Cl2↑，均有气体产生，C正确；
D．图b和图c装置都能导电，图b中Y的电极产物为Na，图c中Y的电极产物为H2等，D不正确；故选D。
6.C【详解】由图可以看出，mol N2(g)和mol H2(g)断键吸收的能量为a kJ，形成1mol NH3(g)的放出的能量为b kJ，所以N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=(a-b)kJ/mol，而1mol的NH3(g)转化为1mol的NH3(l)放出的热量为c kJ，根据盖斯定律可知：N2(g)+H2(g)NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ/mol，N2(g)+H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ/mol；
故合理选项是C。
7.A【分析】电解饱和食盐水，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式：；阴极发生得电子的还原反应，电极反应式：；
【详解】A．根据分析，阳极产生的气体为Cl2，故A错误；B．根据题干信息，阳离子交换膜不允许OH-、Cl-等阴离子及气体分子通过，可使生成的NaOH更纯，故B正确；C．根据分析可知，阴极发生的反应：，故C正确；D．b处通入的原料是NaOH的稀溶液，可增强导电性，故D正确；答案选A。
8.D【详解】A．该实验中存在热量的散失，故实验计算出的中和热平均值低于理论值，A正确；
B．溶液混合后未及时盖好量热计杯盖，则会导致热量的散失，造成实验误差，B正确；
C．0.25mol·L-1的稀硫酸中氢离子浓度与0.50mol·L-1的盐酸相同，不会影响实验，C正确；
D．中和热的数值为定值，与反应物的用量没有关系，D错误；故答案选D。
9.C【详解】甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，阴极电极反应为 Cu2++2e-=Cu、阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，A．通入肼的电极为负极，负极与阴极相连，银极为阴极，铜离子得电子生成铜单质，选项A错误；B．甲池负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，氢离子不能在碱性溶液中出现，选项B错误；C．甲池生成水，导致溶液中KOH浓度降低，则溶液pH减小，乙池中氢氧根离子放电，导致溶液pH减小，选项C正确；D．甲池N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，消耗0.1mol N2H4时，转移0.4mol电子，乙池Cu2++2e-=Cu，产生0.2mol铜，为12.8g固体，选项D错误。答案选C。
点睛：本题考查了原电池和电解池原理，根据电极反应确定电极上的生成物及溶液pH变化，难点是电极反应式的书写及计算。甲池能自发的发生氧化还原反应而作原电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，阴极电极反应为 Cu2++2e-=Cu、阳极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，据此分析解答。
10.B【分析】由信息大电流催化电解溶液制氨可知，在电极a处放电生成，发生还原反应，故电极a为阴极，电极方程式为，电极b为阳极，电极方程式为，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。
【详解】A．由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为，故A正确；
B．每生成，阴极得8mol e－，同时双极膜处有8mol 进入阴极室，即有8mol的解离，故B错误；C．电解过程中，阳极室每消耗4mol ，同时有4mol 通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于被催化解离成和，可提高氨生成速率，故D正确；故选B。
11.（16分）(1)H2-2e-+2OH-=2H2O (2) ① ； 24 ② （1分） 粗铜（1分） (3) ①CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O ②Cl--5e-+2H2O=4H++ClO2↑ ③ 0.5
【详解】（1）氢氧燃料电池采用KOH溶液为电解质溶液，负极上H2失电子结合氢氧根离子生成水，电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O。
（2）该电化学装置总反应为2CO2=2CO+O2，阳极电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，阴极反应式=(总反应-阳极反应)÷2，故阴极反应为CO2+2e-+H2O=CO+2OH-。
（3）①放电时，正极上PbO2得电子结合硫酸根离子生成PbSO4，电极反应式为。负极上Pb-2e-+=PbSO4，增加的质量为硫酸根离子的质量，外电路中通过0.5mol电子，则有0.25mol硫酸根离子参与反应，增加的质量为0.25mol×96g/mol=24g。
②粗铜的电解精炼，电解质溶液为硫酸铜溶液，A为电解池阳极，电极材料为粗铜，B电极为阴极，阴极上Cu2+得电子生成Cu，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
（4）①CH3OH燃料电池燃烧时，负极上CH3OH失电子结合氢氧根离子生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O。
②电解池中电解质溶液为NaCl溶液，电解一段时间生成ClO2，则Cl-失电子生成ClO2，故该反应在阳极进行，反应方程式为Cl--5e-+2H2O=4H++ClO2↑。
③阴极上2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极上Cl--5e-+2H2O=4H++ClO2↑，电解一段时间，阴极上收集到的气体比阳极上收集到的气体多3.36L即0.15mol，
2ClO2~10e- ~5H2 V
2 10 5 5-2=3
x 0.15 x=0.5mol，穿过阳离子交换膜的都是Na+和H+,所以阳离子也是0.5mol。
（5）①中铁发生吸氧腐蚀，腐蚀速率较慢；②中Sn、Fe和海水构成原电池，Fe为负极加速腐蚀，腐蚀速率大于①；③Zn、Fe、海水构成原电池，Fe为正极被保护，腐蚀速率小于①；④中Fe为电解池阳极，腐蚀速率增大且腐蚀速率比原电池的负极更大，因此铁被腐蚀由快到慢的顺序是④>②>①>③，故答案选C。
12.（10分） (1) (2) 326 低温 (3)a＋3b-c＋x
(4)
【详解】（1）由盖斯定律可知，CO2催化加氢制甲醇的总反应为反应①+反应②，则；则热化学方程式为。
（2）根据=反应物总键能-生成物的总键能，=，计算得x=326;该反应的<0，<0，根据吉布斯自由能时，反应易自发进行，故低温时，易自发进行。
（3）已知：CO(g)、H2(g)、CH4(g)的摩尔燃烧焓分别为、、，
①CO(g)+O2(g)＝CO2(g) ΔH3＝②H2(g)+O2(g)＝H2O(l) ΔH4＝
③CH4(g) +2O2(g)＝2H2O(l)+CO2(g) ΔH5＝④ 则根据盖斯定律可知①+3×②－③+④即得到反应的（a＋3b-c＋x）。
（4）由图知，电池放电时，B电极上二氧化碳转化为C、被还原，则B极为正极， A极为该电池的负极。结合信息知其主要放电产物为和C，则B极的电极反应为。
13.（12分）(1) 铜丝发生电极反应：，反应生成，溶液显碱性，遇酚酞变红色。 (2)氧化性 (3)可将Fe氧化为
(4) ( I 1.5I )
【详解】（1）铁与铜丝连接，在氯化钠溶液中形成原电池装置，其中铜作正极，铜丝发生电极反应：，反应生成，使铜丝附近溶液显碱性，遇酚酞变红色；铁作负极，失电子生成，与反应生成蓝色沉淀，故答案为：铜丝发生电极反应：，反应生成，溶液显碱性，遇酚酞变红色；；（2）加入溶液后出现溶液变蓝，可知KI被氧化生成碘单质，由此判断具有氧化性，故答案为：氧化性；（3）由实验现象可知，未加氯化钠时，没有明显现象，加入氯化钠后铁片与发生氧化还原反应生成，与反应生成蓝色沉淀，故答案为：可将Fe氧化为；（4）①验证产物是否有，应取反应后烧杯中的溶液少量于试管中，滴加溶液，观察是否生成蓝色沉淀；②该装置中铁作负极时电流强度为I，换成比铁活泼的镁时电流强度增大到1.5I，由此判断随金属的活泼性增强电流强度增大，则Zn的活泼性介于Fe和Mg之间，其作负极时电流强度应介于I和1.5I之间，故答案为：。
14.（12分）(1) Fe3O4 （1分）(2) (3)蒸馏（1分）异丙胺或NaOH
(4) 16Na+8H2+7SiO2+Na2B4O7=4NaBH4+7Na2SiO3 (5) 阳离子交换膜
【分析】将硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5 H2O，含少量杂质Fe3O4)粉碎后，用浓NaOH溶液溶解，过滤得到含NaBO2的溶液；经浓缩、结晶得到Na2B4O7 H2O；再将所得晶体脱水得Na2B4O7；高温下，将Na2B4O7和Na、H2、SiO2反应得到NaBH4和Na2SiO3；用异丙胺溶解反应后所得的混合物，经过过滤、蒸馏得到NaBH4。
【详解】（1）Fe3O4不溶于浓NaOH溶液，以滤渣的形式析出。
（2）由流程图知，碱溶时，B元素转化为NaBO2，发生反应的离子方程式是。
（3）NaBH4易溶于异丙胺，且异丙胺的沸点较低，结合流程图知，操作2是蒸馏NaBH4异丙胺溶液，回收异丙胺，异丙胺可循环利用；
（4）“高温合成”步骤中还原剂只有Na，反应的化学方程式为16Na+8H2+7SiO2+Na2B4O7=4NaBH4+7Na2SiO3。
（5）根据该电池工作原理，a电极区域通入NaBH4(aq)和NaOH(aq)，产生NaBO2(aq)，则该电极的电极方程式为；b电极区域通入H2O2(aq)和NaOH(aq)，产生NaOH(aq)，则该电极的电极方程式为H2O2+2e-=2OH-；根据a、b两极的电极反应可知，Na+由a极向b极移动，则离子交换膜C为阳离子交换膜。厦门市重点中学2023-2024学年高二上学期9月第一次月考化学科试卷
(考试时间:75分钟满分:100分)
可能用到的相对原子质量： H:1 C:12 O:16 N:14 S:32 Na：23 Cu：64
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有1个选项符合题意。）
1．“齐天圣鼓”又称“猴鼓”，起源于唐朝，堪称中原一绝，是中国非物质文化遗产之一。猴鼓的结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A．牛皮面的主要成分是蛋白质，耐高温
B．竹钉的主要成分是纤维素，属于天然高分子
C．桐油是从桐籽中提炼出来的油脂，属于酯类
D．铜质鼓环不宜采用铁质铆钉固定
2．下列各装置能达到相应实验目的的是( )
A．图甲，中和热的测定 B．图乙，该装置可持续供电
C．图丙，在铁制品表面镀锌 D．图丁，测定稀硫酸的pH
3．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)，是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)= N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是( )
A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温条件
C．该反应常温下能自发进行，高温只是加快反应的速率
D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
4．某化学学习小组在学完原电池后，以为电池总反应设计电池，下列所设计的电池正确( )
A． B． C． D．
5．图a~c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验(X、Y均表示石墨电极)微观示意图。下列说法不正确的是( )
A．图示中的代表的离子的电子式为 B．图a中放入的是氯化钠固体，该条件下不导电
C．能导电的装置中，X上均有气体产生 D．能导电的装置中，Y的电极产物相同
6．化学反应的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是( )
A．
B．
C．
D．
7．如图是氯碱工业离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图，电解饱和食盐水用钛阳极的独特特性之一是它们能够在其表面形成稳定的氧化层，该氧化层可保护阳极免受进一步腐蚀并提高其抗化学侵蚀性。下列有关说法错误的是( )
A．阳极材料换成铁电极，产物不变
B．使用的阳离子交换膜阻止阴离子OH-和气体通过，
使生成的NaOH更纯
C．阴极发生的反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH- D．b处通入的原料是NaOH的稀溶液
8．探究小组在25℃和101kPa下进行中和热测定，取用的盐酸和的NaOH溶液(密度均为)。实验数据如下：已知：中和后生成的溶液的比热容为，该实验条件下，中和热的理论值为。下列说法不正确的是( )
实验序号 起始温度 终止温度 温度差
HCl NaOH 平均值
1 25.4 25.0 25.2 28.5 3.3
2 24.5 24.5 24.5 27.5 3.0
3 25.0 24.5 24.75 26.5 1.75
A．该实验计算出中和热的平均值低于理论值B．造成实验误差的原因可能是溶液混合后未及时盖好量热计杯盖
C．实验时，可用0.25mol·L-1的稀硫酸代替盐酸 D．实验中，NaOH溶液用量越大，所测中和热数值越大
9．如图所示，甲池的总反应式为：，下列关于该电池工作时的说法正确的是( )
A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成 B．甲池中负极反应为
C．甲池和乙池中的溶液的pH均减小 D．当甲池中消耗 时，乙池中理论上最多产生固体
10．用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是( )
A．电解总反应：KNO3+3H2O=NH3·H2O+2O2↑+KOH
B．每生成1molNH3·H2O，双极膜处有9mol的H2O解离
C．电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变
D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率
二、填空题（本题共4小题，共60分)
11．(16分)电化学是化学研究重要分支，在生产生活中发挥着非常重要的作用。请回答下列问题：
(1)某空间站局部能量转化系统如图所示，其中氢氧燃料电池采用KOH溶液为电解液，燃料电池放电时的负极反应式为 。
(2)铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。电池总反应为。
①放电时，正极的电极反应式： ，
当外电路通过0.5 mol时，理论上负极板的质量增加 g。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜(含Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼。如左下图所示，电解液c选用 溶液，A电极的材料是 ，B电极反应式是 。
(3)以CH3OH燃料电池为电源电解法制取ClO2，二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
①CH3OH燃料电池放电过程中，负极反应式为 。
②图中电解池用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，阳极产生ClO2的反应式为 。
③电解一段时间，从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多3.36 L时(标准状况，忽略生成的气体溶解)，停止电解，通过阳离子交换膜的阳离子为 mol(精确到小数点后两位)。
12．(10分)CO2减排能有效降低温室效应，同时CO2也是一种重要的资源，因此CO2捕集与转化技术研究备受关注。
I．CO2催化加氢制甲醇
(1)已知：① kJ·mol-1
② kJ·mol-1
则CO2催化加氢制甲醇的热化学方程式为 。
(2)部分物质的结构式：CO：C≡O，CO2：O=C=O，CH3OH：；相关化学键的键能数据如下：
化学键 C=O H—H C—H C—O O—H
键能E/（kJ·mol-1） 803 436 414 X 464
则x= ，主反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(3)研究CO、CO2与H2催化合成CH4对实现“碳中和”具有重要的意义。在一定条件下，CO(g)与H2(g)发生反应I：。已知：；CO(g)、H2(g)、CH4(g)的摩尔燃烧焓分别为a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1，则 kJ·mol-1。
Ⅱ．Me—CO2电池捕集CO2图4是一种基于Na超离子导体固体电解质的钠-二氧化碳电池，该电池以饱和氯化钠溶液作为水系电解液，以氮掺杂单壁碳纳米角(N-SWCNH)为催化剂，其主要放电产物为NaHCO3（该体系下以“NaHCO3”形式存在）和C。
(4)B极的电极反应为 。
13．（10分）某实验小组金属的电化学腐蚀实验探究
已知：铁氰化钾是一种无机物，化学式K3[Fe(CN)6]，俗称赤血盐、赤血盐钾，为红色晶体，可溶于水，水溶液带有黄绿色荧光，含有铁氰根配离子[Fe(CN)6]3- 。可以和各种盐类反应，对金属盐可能产生沉淀，其试验列表（铁氰化钾为0.1mol·L-1）如下表：
(1)完成下列问题。
实验序号 实验装置 实验方案 实验现象
实 验 一 1.将0.5g琼脂加入250mL烧杯中，再加入25mL饱和食盐水和75mL水。搅拌、加热煮沸，使琼脂溶解，转入培养皿中。滴入5～6滴酚酞溶液和0.1mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液
2.将一个铁钉用砂纸打磨光滑，一端缠有铜丝，放入培养皿中一段时间。 铜丝的区域溶液变红色；铁钉区域出现蓝色沉淀
①请解释铜丝区域溶液变红的原因是 (电极反应式及文字说明)。
②写出生成蓝色沉淀{ Fe3[Fe(CN)6]2 }的离子方程式 。
(2)完成下列问题。
实验序号 实验方案 实验现象
实验二 取2mL饱和KI溶液于试管中，滴加几滴淀粉，振荡。继续滴加5～6滴0.1mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液，振荡。 滴入0.1mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液后，溶液变蓝色。
根据实验二的现象，推测K3[Fe(CN)6]可能具有 “填氧化性或还原性”。
(3)依据实验二的现象，甲同学认为实验一不一定能说明Fe发生了电化学腐蚀，设计如下实验证明其结论。
实验序号 实验装置 实验方案 实验现象
实验三 1.取2mL煮沸过的0.1mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液于试管中，向试管中加入一小段铁片，再加入1mL煤油液封。 溶液无明显变化
2.继续向试管中加入少许NaCl固体。 一段时间后，铁片表面产生大量的蓝色沉淀
根据实验现象推出实验三的结论是：在NaCl溶液中情况下， 。
结合实验一～实验三，乙同学设计如下装置进行实验四，证明金属可以发生电化学腐蚀，当电极X为Fe时，实验四的两个实验方案均可以证明Fe发生电化学腐蚀
①补全实验方案2中的空格部分
实验序号 实验装置 实验方案 实验现象
实验四 1.按图连接好装置，准确读取电流表读数。 电流表指针偏转，读数为I
2.取少量烧杯中溶液于试管中，加入 溶液，振荡。 产生蓝色沉淀。
②思考：若电极X为Mg时，电流表读数为1.5 I，推测电极X为Zn时电流表读数的范围是 。
14．（12分）硼氢化钠(NaBH4，氢元素的化合价为-1价)广泛用于化工生产，常温下能与水反应，易溶于异丙胺(沸点为33℃)。工业上可用硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O，含少量杂质Fe3O4)制取NaBH4，其工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)矿粉碱溶后滤渣的成分除了Mg(OH)2外，还有 。
(2)碱溶时Mg2B2O5发生反应的离子方程式是 。
(3)操作2的名称为 ，流程中可循环利用的物质有 。
(4)“高温合成”步骤反应的化学方程式为 。
(5)NaBH4-H2O2燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如题图所示。离子交换膜C
为 膜，a极发生的电极方程式为 。
