6.1 化学反应与能量
一、单选题
1．下列装置中能组成原电池的是
A． B．
C． D．
2．如图所示，ΔE1=393.5kJ，ΔE2=395.4kJ，下列说法正确的是
A．1mol石墨完全转化为金刚石需吸收1.9kJ热量 B．石墨和金刚石之间的转化是物理变化
C．金刚石的稳定性强于石墨 D．1mol金刚石具有的总能量高于1molCO2的总能量
3．科学家正在研究建立如图所示的二氧化碳新循环体系以解决日益加剧的温室效应等问题，关系图中能反映的化学观点或化学思想有（ ）
①二氧化碳也是一种重要的资源；
②光能或电能可以转化为化学能；
③燃烧时化学能可以转化为热能；
④无机物和有机物可以相互转化；
⑤化学变化中元素种类是守恒的
A．①②③ B．①④⑤ C．①②④⑤ D．①②③④⑤
4．一种用离子液体作电解质的硅氧燃料电池的裴置如下图所示[RTH为离子液体电解质，阳离子为EMIm+。阴离子有(HF)2F-和( HF)3F-]。下列说法错误的是
A．电池总反应为Si+O2=SiO2
B．电池工作时，(HF)2F-向Si极移动
C．负极上Si直接被氧化成SiO2后在正极上沉积
D．正极上发生反应O2 +4e- +12(HF)3F-=16(HF)2F- +2H2O
5．已知某反应中能量变化如图所示，下列叙述正确的是
A．NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O反应的能量变化趋势与图示一致
B．该图象可用于表示所有化合反应的能量变化情况
C．该反应过程中，形成新化学键释放的总能量大于断裂旧化学键收的总能量
D．因为生成物的总能量低于反应物的总能量，所以该反应常温下一定可以发生
6．下列过程中，属于放热反应同时又是氧化还原反应的是（ ）
A．NaOH固体溶于水 B．灼热的炭与CO2反应
C．双氧水催化分解 D．碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳
7．近几年，具有超常性能的铝离子电池成为研究热点，其可在一分钟内完成充放电。铝与石墨为电极，内部用AlCl和有机阳离子构成电解质溶液，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，有机阳离子向石墨电极方向移动
B．放电时，正极的电极反应式为：Cn[AlCl4]+e－=Cn+ AlCl
C．充电时，每生成1mol铝，同时消耗4molAl2Cl
D．充电时铝电极接电源负极，该极有Cn[AlCl4]生成
8．2016年8月,联合国开发计划署在中国的首个“氢经济示范城市”在江苏落户。用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如右图所示。下列说法正确的是（ ）
A．放电时，甲电极为正极，OH-移向乙电极
B．放电时，乙电极反应为Ni(OH)2+OH--e-=NiO(OH)+H2O
C．充电时，电池的甲电极与直流电源的正极相连
D．电池总反应为H2+2NiOOH2Ni(OH)2
9．一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，其中一电极反应式为C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O。有关此电池的推断正确的是
A．通入氧气的电极为正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e-=4OH-
B．电池工作过程中，溶液的OH-浓度减小，pH逐渐增大
C．电解质溶液中的OH-向正极移动，K+向负极移动
D．正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2∶7
10．第20届中国国际工业博览会上，华东师范大学带来的一种“锌十碘”新型安全动力电池亮相工博会高校展区。该新型安全动力电池无污染、高安全、长寿命且具有合适的充电时间，可以应用于日常生活、交通出行等各个领域。已知该电池的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．正极反应式为I3--2e-=3I-
B．6.5gZn溶解时，电解质溶液中有0.2mol电子移动
C．转移1mol电子时，有1molZn2+从左池移向右池
D．“回流通道”可以减缓电池两室的压差，避免电池受损
二、多选题
11．下列说法错误的是
A．化学反应必然伴随发生能量变化
B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
C．能量变化必然伴随发生化学反应
D．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
12．某小组为研究电化学原理，设计了如图所示装置。
下列叙述不正确的是
A．a和b不连接时，Fe片上会有金属 Cu析出
B．a和b用导线连接时，Cu 片上发生的反应为Cu2++2e- =Cu
C．a和b导线连接时，电子从Fe 电极经溶液流向Cu电极
D．a和b用导线连接后．电流由Fe电极经导线流向Cu 电极
13．某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气，所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾。已知电池的总反应为2H2+O2=2H2O，正极反应为。下列说法正确的是
A．该电池可在常温或高温时工作
B．负极反应为
C．该电池工作时负极有CO2生成
D．理论上该电池供应1molH2O，同时导线中转移2mol电子
14．化学能与热能、电能等能相互转化。关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是
（ ）
A．图1所示的装置能将化学能转变为电能
B．图2可表示中和反应的能量变化情况
C．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
D．化学反应中能量变化的主因是化学键的断裂与生成
三、填空题
15．化学反应中存在两大变化，即__变化和__变化。由于断开不同的化学键__的能量不同，形成不同的化学键__的能量也不同，所以化学反应中总会伴有__的变化，最终的反应结果表现为___能量和__能量。
16．使用石油热裂解的副产物CH4来制取CO和H2，其生产流程如下图：
（1）工业上常利用反应Ⅰ产生的CO和H2合成可再生能源甲醇。
①已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1和726.5 kJ·mol-1，则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为________________________________________。
（2）此流程的第I步反应为：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)，一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。则P1_________P2。（填“<”、“>”或“＝”）100℃时，将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为10L的恒容密闭容器中，达到平衡时CH4的转化率为0.5。此时该反应的平衡常数K＝____________。
（3）此流程的第II步反应CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，
的平衡常数随温度的变化如下表：
温度/℃ 400 500 830
平衡常数K 10 9 1
从上表可以推断：该反应是________反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，反应达到平衡时，CO的转化率为__________。
右图表示该反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件引起浓度变化的情况：图中t2时刻发生改变的条件是____（写出一种）。
（4）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3（NO3-），装置如图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是____________________________。
17．如图所示，E为浸有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A、B均为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电源的电极。M、N为惰性电极。G为电流计，K为开关。试管C、D和电解池中都充满KOH溶液。若在滤纸E上滴一滴紫色的KMnO4溶液，断开K，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。
(1)R为电源的_______ 极。
(2)A极附近的溶液变为红色，B极的电极反应式为_______。
(3)滤纸上的紫色点移向_______(填"A极"或"B极")。
(4)当试管C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，主要是因为_______，写出C极的电极反应式：_______。
18．将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。
在每次实验时，记录图中电压表指针的移动方向和电压表的读数如下：
金属 电子流动方向 电压／V
A A→Cu +0.78
B Cu→B -0.15
C C→Cu +1.35
D D→Cu +0.30
已知构成两电极的金属其金属活泼性相差越大，电压表的读数越大。
请根据表中数据回答下列问题。
(1)__________金属可能是最强的还原剂；_______金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。
(2)若滤纸不用盐溶液浸润而改用NaOH溶液浸润，则在滤纸上能看到有蓝色沉淀析出的金属是__________(填字母)。其对应电池的电极反应式为：
负极： _______________________; 正极： ________________________。
四、计算题
19．断开1molH－H键、1molN－H键、1molN≡N键分别需要吸收的能量为436kJ、391kJ、946kJ，求：生成1molNH3需要___（填“吸收”或“放出”）能量___kJ。
20．由等质量的锌片、铜片和200mL稀硫酸组成的原电池，工作一段时间后，当在铜片上放出3.36 L(标准状况)的气体时，H2SO4恰好完全反应。计算：
(1)原硫酸的物质的量浓度是多少？_____________
(2)若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池两极的质量差为2.58g时，从电池中流出的电子的物质的量。_____________
五、工业流程题
21．氯化铅(PbCl2)常用于焊接和制备铅黄等染料。利用从废旧铅蓄电池中得到的铅膏获取氯化铅的流程如图。试回答下列问题：
已知：①铅膏主要由PbSO4、PbO、PbO2和Pb等组成。
②流程图中的"1”表示液体，“s”表示固体。
③硫酸铅，氯化铅微溶于水，但氯化铅能溶于NaCl溶液中，主要发生反应：PbCl2+C1-=[PbCl3]-。
（1）铅蓄电池的正极材料是__(填化学式)，放电时负极的电极反应式为__。
（2）“浸取反应”是在加热条件下，用盐酸和氯化钠溶液浸取铅膏的过程，主要发生反应的方程式有PbO2+Pb+4HCl=2PbCl2+2H2O，PbO+2HCl=PbCl2+H2O，PbSO4+2NaCl=PbCl2+Na2SO4，PbCl2+Cl-=[PbCl3]-，除此之外，PbO2还能与HCl反应产生一种黄绿色气体，该反应的化学方程式是__，该浸取过程中操作不慎可能会造成意外，原因是___。
（3）PbCl2在氯化钠溶液中的溶解度随温度的升高而增大，适当地升高温度有利于提高铅的浸取率，当温度高于70℃时，浸取率提高不明显，可能的原因是__；为了提高浸取率，还可以采取的措施是___。
（4）在室温下静置冷却3h后，过滤得到的氯化铅的回收率可达到85%，过滤后得到的滤液进行循环使用可提高铅的利用率。在循环使用之前需加入氯化钙进行沉淀转化，若无此步骤，直接循环使用，则会导致的结果是__。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．符合原电池的构成条件，锌作负极发生氧化反应，溶液中铜离子在铜电极得到电子发生还原反应生成铜单质，能组成原电池，故A正确；
B．乙醇不是电解质，没有构成闭合回路，不满足原电池的形成条件，不能构成原电池，故B错误；
C．两个电极材料相同，且银和硝酸银不能发生自发进行的氧化还原反应，不能构成原电池，故C错误；
D．没有形成闭合回路，不能构成原电池，故D错误；
答案选A。
【点睛】原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应。
2．A
【详解】A．据图可知，1 mol金刚石和1mol O2的总能量高于1 mol石墨和1mol O2的总能量，则金刚石的能量比石墨高395.4kJ /mol-393.5kJ/mol=1.9 kJ/mol ，所以1mol石墨完全转化为金刚石需吸收1.9kJ热量，A正确；
B．石墨和金刚石是不同物质，二酯之间的转化是化学变化，B错误；
C．能量高不稳定，因此石墨的稳定性强于金刚石，C错误；
D．据图可知1mol金刚石和1mol氧气具有的总能量高于1molCO2的总能量，但1mol金刚石与1molCO2具有的总能量无法比较，D错误；
综上所述答案为A。
3．D
【详解】①从图示中可以看出，二氧化碳和氢气在一定条件下可以转化为甲醇等能源，二氧化碳在很多工业和农业中有大量的应用，所以二氧化碳也是一种重要的资源，①正确；
②水在光催化剂或电解生成氢气和氧气，体现了光能或电能可以转化为化学能，②正确；
③液化石油气、汽油、甲醇等有机物的燃烧，都说明了燃烧时化学能可以转化为热能和光能，③正确；
④液化石油气、汽油、甲醇转化为二氧化碳，无机物二氧化碳和氢气在复合催化剂的催化作用下可以转化为甲醇等有机物，说明无机物和有机物可以相互转化，④正确；
⑤由图可知，混合气分离出二氧化碳，水分解生成氢气，二氧化碳和氢气在一定条件下可以转化为甲醇等能源都遵循化学变化中元素种类守恒的原则，⑤正确；
答案选D。
4．C
【详解】A． 由图知，Si失去电子最终转变为SiO2， O2得到电子最终转变为SiO2，电池总反应为Si+O2=SiO2，A正确；
B．电池工作时，Si 失去电子被氧化、Si为负极、内电路中阴离子(HF)2F-向Si极移动，B正确；
C． 由图知，负极上Si先被氧化为SiF4，遇水转变成SiO2后在正极上沉积，C错误；
D． 正极上氧气得电子被还原，发生反应O2 +4e- +12(HF)3F-=16(HF)2F- +2H2O，D正确；
答案选C。
5．C
【分析】从图示可见，其表示的反应，反应物的能量比生成物的能量高，是表示放热反应。
【详解】A.NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应，其反应的能量变化趋势与图示不同，A错误；
B.大多数化合反应是放热反应，但有少部分化合反应是吸热反应，比如C与CO2反应生成CO的反应是吸热反应，B错误；
C.放热反应中，形成新化学键释放的总能量大于断裂旧化学键收的总能量，C正确；
D.该反应虽然是放热反应，但常温下不一定可以发生，如铝热反应为放热反应，但需要在加热条件下进行，D错误；
故选C。
6．C
【详解】A、NaOH固体溶于水放出热量，但该过程为物理变化，选项A错误；
B、灼热的木炭与CO2的反应属于氧化还原反应，C元素的化合价发生变化，该反应吸热，选项B错误；
C、双氧水催化分解属于放热反应，也属于氧化还原反应，选项C正确；
D、碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳属于吸热反应，不属于氧化还原反应，选项D错误。
答案选C。
7．D
【分析】原电池中阳离子向正极移动；放电时负极发生氧化反应，正极发生得到电子的还原反应。
【详解】A．铝是活泼的金属，放电时做负极，石墨做正极。原电池中阳离子向正极移动，所以有机阳离子向石墨电极方向移动，故A正确；
B．放电时正极发生得到电子的还原反应，根据装置图可知正极的电极反应式为：Cn[AlCl4]+e－＝Cn+AlCl，故B正确；
C．充电时铝电极作阴极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为4Al2Cl+3e-＝Al+7AlCl，因此充电时，每生成1mol铝，同时消耗4molAl2Cl，故C正确；
D．放电时，铝是活泼的金属铝是负极，因此充电时铝电极接电源负极，电极反应式为4Al2Cl+3e-＝Al+7AlCl，因此该极有AlCl生成，石墨电极有Cn[AlCl4]生成，故D错误；
故答案选D。
【点睛】本题主要是考查二次电池的工作原理以及原电池和电解池的工作原理知识，属于综合知识的考查，题目难度中等。明确原电池和电解池的工作原理是解答的关键。难点是电极反应式的书写，注意放电微粒、离子移动方向等有关判断，尤其要注意结合电解质的性质书写。
8．D
【分析】开关连接用电器时，应为原电池原理，甲电极为负极，负极上氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O，乙电极为正极得电子发生还原反应，电极反应为：NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-；开关连接充电器时，为电解池，充电与放电过程相反，据此解答。
【详解】A.放电时，该电池为原电池，电解质溶液中阴离子向负极移动，所以OH-向负极甲电极移动，A错误；
B.放电时，乙电极为正极，得电子发生还原反应，电极反应为：NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，B错误；
C.放电时，氢气在碳电极发生氧化反应，碳电极作负极；充电时，碳电极发生还原反应，作阴极，应与电源的负极相连，C错误；
D.放电时，正极电极反应式为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，负极电极反应式为：H2+2OH--2e-=2H2O，两式相加得总反应：H2+2NiOOH2Ni(OH)2，D正确；
故合理选项是D。
【点睛】本题考查了原电池和电解池原理，明确正、负极上发生的电极反应及溶液中阴、阳离子的移动方向即可解答，易错选项是C，注意结合电解原理确定与原电池哪个电极相连，为易错点。放电时原电池的负极与电解时阳极都发生氧化反应，原电池的正极与电解时阴极都发生还原反应。
9．A
【分析】燃料电池中发生的反应一般是燃料和氧气的氧化还原反应，通入氧气的一极为正极，通入燃料的一极为负极。
【详解】A．根据题目已知：其中一电极反应式为C2H6＋18OH--14e-=2＋12H2O可知，通入乙烷的一极为负极，则通入氧气的一极为正极，在碱性溶液中，正极电极反应式为2H2O＋O2＋4e-=4OH-，故A正确；
B．电池工作的总反应为：2C2H6+7O2+8OH-=4+10H2O，消耗了OH-，OH-浓度减小，溶液的pH逐渐降低，故B错误；
C．在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以OH-向负极移动，K+向正极移动，故C错误；
D．正极上参加反应的气体为氧气，负极上参加反应的气体为乙烷，根据总反应方程式：2C2H6+7O2+8OH-=4+10H2O，正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2，故D错误；
故选A。
10．D
【详解】A．正极发生还原反应，其电极反应式为：I3－+2e－=3I－，A项错误；
B．电子不能通过溶液，其移动方向为： “Zn→电极a，电极b→石墨毡” ，B项错误；
C．转移1mol电子时，只有0.5molZn2+从左池移向右池，C项错误；
D．该新型电池的充放电过程，会导致电池内离子交换膜的两边产生压差，所以 “回流通道” 的作用是可以减缓电池两室的压差，避免电池受损，D项正确；
答案选D。
11．BC
【详解】A．化学反应是因为旧化学键断裂和新化学键生成引起的，而断裂化学键需要吸收能力，形成化学键会释放能量，则化学反应必然伴随发生能量变化，A正确；
B．化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少有关，参加反应的物质的质量越大，能量变化越多，B错误；
C．能量变化过程中不一定伴随发生化学反应,如白炽灯发光发热，无化学反应，C错误；
D．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成,化学反应的能量变化主要是由化学键变化弓起的，D正确；
故选BC。
12．CD
【详解】A．a和b不连接时，Fe与硫酸铜发生置换反应：，Fe片上会有金属 Cu析出，A正确；
B．a和b用导线连接时，形成原电池，铁片作负极，铜片作正极，故正极发生反应：Cu2++2e- =Cu，B正确；
C．a和b用导线连接时，形成原电池，铁片作负极，铜片作正极，电子由Fe 电极经导线流向Cu电极，电子不会通过溶液移动，故C错误；
D．电流方向与电子方向相反，故电流由Cu电极经导线流向Fe电极，D错误；
答案选CD。
13．CD
【详解】A．电解质为熔融的碳酸钾，该电池必然在高温下工作，A错误；
B．总反应-正极反应可得负极反应式为：2H2+2CO32--4e-=2CO2+2H2O，B错误；
C．由电极反应式可知，负极有二氧化碳生成，C正确；
D．由2H2+2CO32--4e-=2CO2+2H2O可知，每生成2mol水，转移4mol电子，供应1molH2O，转移2mol电子，D正确。
答案选CD。
14．BD
【详解】A．图1所示的装置中没有构成闭合回路，不能将化学能转化为电能，A错误；
B．中和反应为放热反应，因此反应物的总能量大于生成物的总能量，与图2相符，B正确；
C．在化学反应中，释放或吸收的能量可以是电能、光能、不一定都是热能，C错误；
D．在化学反应中，一定有旧的化学键断开和新的化学键形成，断开键吸收能量，形成键释放能量，因此化学反应中能量变化的主因是化学键的断裂与生成，D正确；
答案选BD。
15． 物质 能量 吸收 释放 能量 吸收 放出
【详解】化学反应中存在两大变化，即物质变化和能量变化。由于断开不同的化学键吸收的能量不同，形成不同的化学键释放的能量也不同，所以化学反应中总会伴有能量的变化，最终的反应结果表现为吸收能量和放出能量，故答案为：物质；能量；吸收；释放；能量；吸收；放出。
16． CH3OH (l) + O2(g)＝CO(g) + 2H2O(l) △H=－443.5 kJ·mol-1 < 0.0225（或2.25×10－2） 放热 75% 降低温度，或增加水蒸气的量，或减少氢气的量 2H2O+NO-3e-＝NO3-+4H+
【详解】（1）已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1和726.5 kJ·mol-1，有：CO(g)+1/2 O2(g)＝CO2(g) △H=－283.0kJ/mol，CH3OH(l) +3/2 O2(g)＝CO2(g) + 2H2O(l) △H=－726.5kJ/mol，所以根据盖斯定律可知后者减去前者即可的甲醇不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为CH3OH (l) + O2(g)＝CO(g) + 2H2O(l) △H=－443.5 kJ·mol-1。
（2）由图可知温度相同时，到达平衡时，压强为P1的CH4转化率高，平衡向正反应方向移动，反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡向体积减小的方向移动，即P1＜P2；100℃时，将1mol CH4和2mol H2O通入容积为10L的恒容密闭容器中，达到平衡时CH4的转化率为0.5，
CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）
起始浓度（mol/L） 0.1 0.2 0 0
变化浓度（mol/L） 0.05 0.05 0.05 0.15
平衡浓度（mol/L） 0.05 0.15 0.05 0.15
平衡常数K＝c(CO)·c3(H2)/c(CH4)·c(H2O)＝0.05×(0.15)3/0.05×0.15＝0.0225（mol/L）2。
（3）分析图表数据可知平衡常数随温度升高减小，说明平衡逆向进行，正反应是放热反应；
CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）
起始浓度（mol/L） 0.02 0.02 0 0
变化浓度（mol/L） x x x x
平衡浓度（mol/L） 0.02-x 0.02-x x x
则x·x/（0.02-x）·（0.02-x）/＝9
解得x＝0.015
所以CO的转化率是0.0150.02×100%＝75%
该反应是气体体积不变的放热反应，在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况是二氧化碳浓度增大，一氧化碳浓度减小，说明平衡正向进行，降低温度，或增加水蒸气的量或减少氢气的量均可以实现。
（4）原电池中负极失去电子，发生氧化反应。则NO在负极失去电子转化为硝酸，电极反应式为2H2O+NO-3e-＝NO3-+4H+。
17．(1)负
(2)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
(3)B
(4) 氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应，消耗了氢气和氧气 2H2＋4OH-－4e-=4H2O(负极)
【分析】电解KOH溶液就是电解水，两极分别产生H2和O2，因为相同条件下产生H2的体积是O2体积的两倍，所以C管中收集到的是H2，D管中收集到的是O2，从而确定产生氢气的电极为电解池的阴极，产生氧气的电极为电解池的阳极，则M为阴极，则R为电源的负极；N极为阳极，则S为电源的正极；据此解答。
（1）
H2是在阴极产生的，所以M是阴极，与之相连的R是电源的负极。答案为：负
（2）
B是电解池的阳极，A是电解池的阴极。电解Na2SO4溶液也是电解水，电解时H+移动到A极，得电子被还原为H2，破坏了A极附近水的电离平衡，导致A极附近的溶液显碱性，使酚酞溶液变红。B极上OH-被氧化生成O2，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。答案为：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑
（3）
KMnO4溶液中，紫红色的MnO4-向阳极移动，滤纸上的紫色点向B方向移动。答案为：B
（4）
当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池。经过一段时间，C、D中的气体逐渐减少，H2和O2反应生成水，在碱性条件下，C中H2发生氧化反应，为电池负极，电极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O。答案为：氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应，消耗了氢气和氧气；2H2＋4OH-－4e-=4H2O(负极)
【点睛】理解原电池和电解池的工作原理、各个电极上发生的反应是解答本题的关键，难点是电极反应式的书写，注意电解质溶液的性质，以及电解质溶液中阴阳离子移动方向是本题易出错的知识点。
18． C B B 2Cu+4OH――4e－=2Cu(OH)2↓ 2H2O+O2+4e－=4OH－
【分析】根据原电池中电子的流向判断金属的强弱，电压值越大，金属的活泼性越强，以此解答各题。
【详解】A-Cu连接时，电子从A→Cu，所以A的金属性大于铜；
B-Cu连接时，电子从Cu→B，所以铜的金属性大于B；
C-Cu连接时，电子从C→Cu，所以C的金属性大于铜；
D-Cu连接时，电子从D→Cu，所以D的金属性大于铜；
(1)根据题中信息和原电池原理，电子流出的一极是原电池的负极，是相对活泼的金属，所以A、C、D都比Cu活泼，金属活动性差值越大，电压表的示数越大，所以C最活泼，还原性最强；而活泼性比Cu差的是B，一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜；
(2)滤纸改为用NaOH溶液浸润，若生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，说明Cu作负极，所以能看到有蓝色沉淀析出的金属是B，电解质溶液为碱性，所以负极反应为：2Cu+4OH--4e-═2Cu(OH)2↓；正极反应为：2H2O+O2+4e-═4OH-。
19． 放出 46
【分析】化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式计算，化学反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之吸热，以此计算反应热并判断吸热还是放热。
【详解】拆1molH-H键、1molN≡N、1molN-H键分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ、391kJ，在反应N2+3H22NH3中，断裂3mol H-H键，1mol N≡N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ；生成2mol NH3，共形成6molN-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ；吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2346kJ-2254kJ=92kJ，所以生成1mol NH3放出热量为46kJ；故答案为放出；46。
20．(1)0.75mol/L
(2)0.04mol
【详解】（1）根据题意可知，n(H2)==0.15mol，根据原电池总反应Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑可知，n(H2SO4)=n(H2)=0.15mol，c(H2SO4)==0.75mol/L；
（2）将电解质溶液改为硫酸铜溶液时，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，锌片质量减少，正极反应为Cu2++2e-=Cu，铜片质量增加，设转移电子的物质的量为x，根据电极反应可知，负极减少的Zn的质量为(65×x)g，正极Cu增加的质量为(64×x)g，两极的质量差为(65×x)g+(64×x)g=2.58g，x=0.04mol。
21． PbO2 Pb+SO42--2e-=PbSO4 PbO2+4HCl= PbCl2+Cl2↑+2H2O 浸取过程中Pb与盐酸反应产生的H2可能会与氧气或空气等混合发生爆炸 PbCl2水解生成HCl，超过70℃时HCl易挥发 延长浸取时间或充分搅拌 容易形成PbSO4沉淀而导致氯化铅的回收率低
【分析】(1).由铅蓄电池的总反应为: PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，氧化剂做正极，还原剂做负极；
(2).由PbO2能与 HCl反应产生一种黄绿色气体为氯气，根据氧化还原反应原理写出反应方程式；浸取过程中Pb与盐酸反应产生的H2可能会与氧气或空气等混合发生爆炸；
(3).升高温度，促进了水解，浸取率降低，为了提高浸取率，还可以采取的措施是延长浸取时间或充分搅拌；
(4).在循环使用之前加入氯化钙是为了使SO42-进行沉淀转化。
【详解】(1).由铅蓄电池的总反应为: PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，氧化剂做正极，还原剂做负极，所以正极材料是PbO2，放电时负极的电极反应式为: Pb+SO42--2e-=PbSO4；故答案为: PbO2；Pb+SO42--2e-=PbSO4 ；
(2).由PbO2能与 HCl反应产生一种黄绿色气体为氯气，所以该反应的化学方程式是PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2↑+2H2O；浸取过程中Pb与盐酸反应产生的H2可能会与氧气或空气等混合发生爆炸；故答案为： PbO2+4HCl= PbCl2+Cl2↑+2H2O；浸取过程中Pb与盐酸反应产生的H2可能会与氧气或空气等混合发生爆炸；
(3).因为PbSO4+2NaCl=PbCl2+Na2SO4且PbCl2+2H2O=Pb(OH) 2+2HCl，当温度高于70℃时，PbC12水解生成的HCl易挥发，促进了水解，所以浸取率不高，为了提高浸取率，还可以采取的措施是延长浸取时间或充分搅拌；故答案为: PbCl2水解生成HCl，超过70℃时HCl易挥发；延长浸取时间或充分搅拌；
(4).在室温下静置冷却3h后，过滤得到的氯化铅的回收率可达到85%，过滤后得到的滤液进行循环使用可提高铅的利用率；在循环使用之前需加入氯化钙将SO42-进行沉淀转化，若无此步骤，直接循环使用，溶液中SO42-浓度过大，则会导致的结果是形成了PbSO4沉淀而导致氯化铅的回收率低；故答案为：容易形成PbSO4沉淀而导致氯化铅的回收率低。
答案第1页，共2页
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