第一章：化学反应与能量转化 强化基础
一、单选题
1．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（ ）
A．碱性氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-
B．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+
C．用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－-2e-=Cl2↑
D．钢铁发生吸氧腐蚀时的正极反应式：Fe-2e-=Fe2+
2．下列属于吸热反应的是
A．灼热的碳与二氧化碳反应 B．铁与稀硫酸反应
C．氢氧化钠与盐酸反应 D．木炭在氧气中燃烧
3．科研人员利用Cu/ZnO作催化剂，在光照条件下实现了CO2和H2合成CH3OH，该反应历程示意图如下
下列说法错误的是
A．总反应的化学方程式是CO2+3H2 CH3OH+H2O
B．过程Ⅳ中有C-H键形成，使体系能量升高
C．过程Ⅱ中存在极性键的断裂与形成，且有H2O生成
D．过程Ⅰ中H2在Cu表面断裂成H原子，CO2在ZnO表面上形成了HCO
4．下列有关能量的判断或表示方法正确的是
A．从C(s,石墨）=C(s,金刚石） ΔH=+1.9kJ·mol-1，可知石墨比金刚石更稳定
B．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多
C．由H+(aq）+OH-(aq）==H2O(l） ΔH= -57.3kJ·mol-1，可知含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液充分混合反应，放出的热量等于57.3 kJ
D．2g H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g）+O2(g）==2H2O(l） ΔH= +571.6kJ·mol-1
5．下列属于吸热的氧化还原反应的是
A．Zn与稀盐酸反应制备氢气 B．铵盐和碱反应生成氨气
C．碳与二氧化碳高温反应生成一氧化碳 D．铝热反应
6．电动车电池是一种锂离子电池．根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可分为液态锂离子电池（简称为LIB）和聚合物锂离子电池（简称为LIP）两大类．聚合物锂离子电池总反应：LioO2+6CLi1-xCoO2+LixC6，以下说法不正确的是
A．充电时，电池的负极与电源的负极相连
B．充电时，阴极发生还原反应：6C+xLi++xe- ═ LixC6
C．放电时，正极发生还原反应Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2
D．放电时，Li+向负极移动
7．在通风橱中进行下列实验：
实验
现象 生铁(铁碳合金)棒表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 棒表面产生少量红棕色气体后，迅速停止 棒、棒表面均产生红棕色气体
下列说法正确的是
A．Ⅰ中发生原电池反应，正极产物是和
B．Ⅱ中发生原电池反应，红棕色气体是正极产物
C．Ⅲ中发生原电池反应期间，一直从向移动
D．Ⅲ中正极反应为
8．甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，由甲醇、空气、KOH溶液构成．则下列说法正确的是
A．电池放电时通入空气的电极为负极
B．电池的总反应式为2CH3OH+3O2═2CO2+4H2O
C．电池放电时，电解质溶液中K+ 向正极移动
D．电池放电时每消耗1 mol CH3OH，正极上反应的物质失去6 mol电子
9．下列说法不正确的是
A．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下所放出的热量相同
B．在101kPa时，2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-571.6kJ/mol，H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol
C．相同条件下，如果1mol氢原子所具有的能量为E1，1mol氢分子的能量为E2，则2E1>E2
D．催化剂可以同时降低正逆反应的活化能，从而降低反应的ΔH
10．如图所示为用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是TiO2中的氧解离进入熔融盐中而得到纯钛。下列说法中正确的是( )
A．a极是正极
B．阴极的电极反应式为TiO2＋4e－=Ti＋2O2－
C．电解过程中，O2－、Cl－均向a极移动
D．反应后，石墨电极的质量不发生变化
11．下列指定反应的离子方程式不正确的是
A．向溶液中通入过量：
B．石灰乳中加入少量硫酸氢铵：
C．在强碱溶液中NaClO与反应生成：
D．用惰性电极电解溶液：
12．已知有热化学方程式：SO2(g)＋1/2O2(g)SO3(g) ΔH＝－98.32kJ·mol－1，现有4 molSO2参加反应，当放出314.3 kJ热量时，SO2的转化率最接近于
A．40% B．50% C．70% D．80%
13．我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s—SnLi可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，正极电极周围pH升高
B．放电时，每生成1molHCOO-，整个装置内转移2NA个电子
C．使用催化剂Sn或者s—SnLi均能有效减少副产物CO的生成
D．使用s—SnLi催化剂，中间产物更不稳定
14．“水煤气（CO/H2）—空气”燃料电池的工作原理如图所示，其中a、b均为惰性电极。下列叙述正确的是（ ）
A．甲处通入的是空气，乙处通入的是水煤气
B．a电极发生还原反应，b电极发生氧化反应
C．a电极的反应式包括：CO+4OH-+2e-=CO+2H2O
D．用该电池电镀铜，若待镀金属增重6.4g，则至少消耗标准状况下的水煤气2.24L
15．下列说法正确的是
A．反应热指的是反应过程中放出的热量
B．热化学方程式的化学计量数可表示分子的个数
C．在热化学方程式中无论反应物还是生成物都必须标明聚集状态
D．所有化学反应均伴随热量变化
二、填空题
16．有人设想以和为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氨的新型燃料电池，装置如图所示。
(1)电池正极发生的反应式是_______
(2)A是_______(填名称)。
(3)和熔融可制作燃料电池，其原理见图，石墨Ⅰ为电池的_______极；该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_______
17．如图所示，是原电池的装置图。请回答：
(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极上发生的电极反应式为________________________________；
(2)若需将反应：Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则A(负极)极电极反应式为______________________________；B(正极)极材料为_____________；溶液中Fe3+向______极移动；
(3)若C为CuCl2溶液，电极为Zn和Ag。Zn极发生___________反应，总电极反应离子方程式为______________________________；外电路中电子的流向是_________________。
18．回答下列问题：
（1）如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化学腐蚀称为______________。
②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。
③以锌为负极，采用牺牲阳极的阴极保护法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在________处(填字母)。
（2）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注：
________
（3）下图所示的各容器中均盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是__________________。
（4）如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是________(填字母)。
A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体
19．现有反应2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2， 请根据该反应的实质，设计成原电池，画出装置图并标出正、负极材料、电解质溶液。_____________
20．有机物的电化学合成是一种环境友好的化学合成方法，图1和图2中的电极相连时可实现电化学原理制取对氨基苯甲酸。
(1)图2为碱性肼燃料电池，c电极与_______(填 “a”或“b”)相连，c电极发生的电极反应式为______。
(2)图1、图2相连时a电极为_____ (填“正““负”“阴“或“阳”)极。生成的离子方程式为______。
(3)通过离子交换膜的离子是______；当电路中转移0.6 mol电子时消耗标准状况下O2体积为_____，电解池左室质量变化____g。
21．CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的燃料电池的结构如图所示，电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，质子(H+)交换膜左右两侧的溶液均为1L2 mol·L-1的H2SO4溶液。根据题目要求回答下列问题。
(1)电极c为_______(填“正”“负”)极；电极d上发生的反应式为_______。
(2)物质a为_______；物质a在电极c上发生的反应式为_______。
(3)一段时间后，质子交换膜左右两侧的硫酸溶液的pH_______(填“相同”“不同”)。
(4)当电池中有2 mol电子转移时，左右两侧溶液的质量差为_______g。(假如反应物耗尽，忽略气体的溶解)
22．用惰性电极电解Na2CO3溶液的有关装置如图所示，请回答下列问题：
(1)电极A为___________(填“阳极”或“阴极”)，其电极反应式为：___________。
(2)若电路中通过0.2 mol电子，则生成b的体积为___________ L(折算成标准状况下)
(3)c(NaOH溶液l)___________ c(NaOH溶液2)( 填“＞”“＜””或“=”)
(4)若将阳离子交换膜替换成阴离子交换膜，仍能生成a、b气体，能否制得NaHCO3_____ (填“能”或“否”)。
23．（1）已知金刚石中C—C键能小于C60中C—C键能，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，认为此说法是否正确__（填“正确”或“不正确”），并阐述理由__。
（2）格式试剂RMgX（R表示烃基、X表示卤素）遇水剧烈反应，生成可燃性烃RH和__。
（3）64g自燃性气体SiH4在25℃、101Kpa下充分完全燃烧生成液态水和固态氧化物时放出akJ热量，写出该自燃性气体燃烧热的热化学方程式__。
24．如图所示，常温下通电5min后，电极5的质量增加2.16g。
请回答下列问题：
(1)a为电源的___________(填“正”或“负”)极，B池是___________(填“原电池”或“电解池”)。A池阳极反应为___________，C池阴极反应为___________。
(2)如果B池中共收集到224mL气体(标准状况)且溶液体积为200mL(电解过程中溶液体积不变)，则通电前溶液中的物质的量浓度为___________。
(3)如果A池中溶液的体积是200mL(溶液足量，电解过程溶液体积不变)，则通电5min后，溶液的pH为___________。
25．某同学设计了甲烷燃料电池并探究某些工业电解原理(如图所示)，其中乙装置为探究氯碱工业原理(X为阳离子交换膜，C为石墨电极)，丙装置为探究粗铜精炼原理。请回答下列问题：
（1）从 b口通入的气体发生的电极反应为______________________________。
（2）写出乙中发生的总反应的离子方程式为________________________________。
（3）当b口消耗标况下2.24L的气体时，则A极增重质量为__________________
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A、碱性氢氧燃料的正极上氧气得电子发生还原反应，正极电池反应式：O2+2H2O+4e-═4OH-，故A错误；
B、粗铜精炼时，粗铜连接电源正极作阳极，纯铜连接电源负极作阴极，阳极上电极反应式为Cu-2e-═Cu2+，故B错误；
C、电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气，所以阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，故C正确；
D、钢铁发生电化学腐蚀时，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则正极反应式：2H2O+O2+4e-=4OH-，故D错误；
故选C。
2．A
【详解】A．灼热的碳与二氧化碳反应生成一氧化碳会吸收大量的热，所以属于吸热反应，故A正确；
B．铁与稀硫酸反应生成氢气放出大量的热，故B错误；
C．氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，是中和反应，放出大量的热，属于放热反应，故C错误；
D．木炭在氧气中燃烧放出大量的热生成二氧化碳，故D错误；
故选A。
3．B
【详解】A．该反应的总过程是CO2的和H2在ZnO催化剂作用下，合成甲醇CH3OH，总反应的化学方程式为CO2+3H2 CH3OH+H2O，A正确；
B．根据图示可知：在过程Ⅳ中有C-H键形成，形成化学键会释放能量，导致体系能量降低，B错误；
C．过程Ⅱ中涉及C-O的断裂与C-H和H-O键的形成过程，且C-O，C-H，H-O键均为极性键，同时有H2O生成，C正确；
D．由图可知过程Ⅰ中ZnO表面吸附了CO2，CO2的和H2在光照条件下转化为新的物质HCO，D正确；
故合理选项是B。
4．A
【详解】A．从C(s,石墨）==C(s,金刚石） ΔH=+1.9kJ·mol-1，可知具有的能量越低物质越稳定，即石墨比金刚石更稳定，正确；
B．硫蒸气变为硫固体要放出热量，等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量少，错误；
C．1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液充分混合反应，由于CH3COOH为弱酸，电离过程要吸热，因此混合后放出的热量小于57.3 kJ，错误；
D．2g H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g）+O2(g）==2H2O(l） ΔH=-571.6kJ·mol-1，错误；
故选A。
5．C
【详解】A．Zn与稀盐酸反应产生ZnCl2和H2，反应过程中Zn、H元素化合价发生了变化，反应属于氧化还原反应；但反应过程会放出热量，属于放热反应，A不符合题意；
B．铵盐和碱共热反应生成氨气，该反应属于吸热反应；但由于反应过程中元素化合价不变，因此反应属于非氧化还原反应，B不符合题意；
C．碳与二氧化碳高温反应生成一氧化碳，反应过程中C元素化合价发生了变化，反应为氧化还原反应；反应过程中吸收热量，因此反应同时属于吸热反应，C符合题意；
D．铝热反应过程中有元素化合价的变化，反应属于氧化还原反应；铝热反应发生放出热量，因此属于放热反应， D不符合题意；
故合理选项是C。
6．D
【详解】A．电时负极与阴极相连，将电池的负极与外接电源的负极相连，选项A正确；
B．充电时，电池的负极和阴极相连，发生得电子的还原反应，选项B正确；
C．放电时，电池的正极发生得电子的还原反应，选项C正确；
D．放电时，负极上失电子，正极上得电子，所以电子从负极沿导线流向正极，所以正极上附有大量电子，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，选项D错误；
答案选D。
7．D
【详解】A．生铁(铁碳合金)、稀硝酸构成原电池，铁是负极，碳是正极，正极上硝酸根离子得到电子生成NO，NO遇空气变为红棕色二氧化氮，故A错误；
B．Ⅱ中铁发生了钝化，Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应，因此棒表面产生少量红棕色气体后，迅速停止，不能发生原电池反应，故B错误；
C．铁在浓硝酸中钝化，铁是正极，铜是负极，但由于棒、棒表面均产生红棕色气体，所以不可能一直从向移动，故C错误；
D．铁在浓硝酸中钝化，铁是正极，铜是负极，Ⅲ中正极反应为，故D正确；
答案选D。
8．C
【详解】A.电池放电时通入空气的电极为正极，氧气在此极得电子发生还原反应，故A错误；
B.碱性条件下，甲醇在碱性环境下被氧化为碳酸根离子，电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO32-+6H2O，故B错误；
C.电池放电时，阳离子移向正极，所以电解质溶液中K+ 向正极移动，故C正确；
D.电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO32-+6H2O，2CH3OH~3O2~12e-，电池放电时每消耗1molCH3OH，正极上反应的物质得到6mol电子，故D错误；
故选C。
【点睛】甲醇燃料电池，通入甲醇的电极是负极，失电子发生氧化反应；通入氧气的电极是正极，正极得电子发生还原反应；溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极。
9．D
【详解】A．反应热与反应条件无关，同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下所放出的热量相同，故A正确；
B．表示燃烧热，应为1mol氢气反应生成液态水，在101kPa时，2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-571.6kJ/mol，则氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol，故B正确；
C．相同条件下，如果1mol氢原子所具有的能量为E1，1mol氢分子的能量为E2，由于氢气比氢原子稳定，能量越低越稳定，则2E1＞E2，故C正确；
D．催化剂可以同时降低正逆反应的活化能，但不能改变反应的ΔH，故D错误。
故选D。
10．B
【分析】由固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图可知，石墨电极上产生了O2，发生氧化反应，故石墨电极为阳极，则b为电源正极，a为负极，故TiO2为阴极，发生还原反应，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，a极是电源的负极，A错误；
B．由分析可知，TiO2电极为阴极，发生还原反应，结合题干信息TiO2中的氧解离进入熔融盐中而得到钝钛，故阴极的电极反应式为TiO2＋4e－=Ti＋2O2－，B正确；
C．电解过程中，熔融盐是外电路，故阴离子移向阳极，即O2－、Cl－均向b极移动，C错误；
D．由于石墨电极上有O2产生，能发生反应：C+O2CO2、2C+O22CO等，故反应后，石墨电极的质量减小，D错误；
故答案为：B。
11．B
【详解】A．碳酸钾溶液与过量的二氧化硫反应亚硫酸氢钾和二氧化碳，反应的离子方程式为，故A正确；
B．石灰乳中与少量硫酸氢铵溶液反应生成硫酸钙、一水合氨和水，反应的离子方程式为，故B错误；
C．次氯酸钠在氢氧化钠溶液中与氯化铁溶液反应生成氯化钠、高铁酸钠和水，反应的离子方程式为，故C正确；
D．用惰性电极电解氯化镁溶液生成氢氧化镁、氢气和氯气，反应的离子方程式为，故D正确；
故选B。
12．D
【详解】当放出314.3 kJ热量时，根据热化学方程式可知消耗二氧化硫的物质的量是≈3.2mol，所以SO2的转化率最接近于×100%＝80%。答案选D。
13．B
【分析】根据题干图示信息可知，放电时，Zn作负极，电极反应为：Zn-2e-+4OH-=，另一极为正极，电极反应为：CO2+2e-+H2O=OH-+HCOO-，充电时，Zn电极与电源负极相连，为阴极，电极反应为：+2e-=Zn+4OH-，阳极电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，放电时，正极电极反应式为：CO2+2e-+H2O=OH-+HCOO-，故正极周围pH升高，A正确；
B．由分析可知，放电时，正极电极反应式为：CO2+2e-+H2O=OH-+HCOO-，放电时，每生成1molHCOO-，将发生2mol电子的转移，但电子不能经过电解质溶液，是经过外线路进行转移的，而不是在装置内转移2NA个电子，B错误；
C．由题干图示可知，使用催化剂Sn或者s—SnLi时生成CO的活化能均高于生成HCOOH的活化能，故均能有效减少副产物CO的生成，C正确；
D．由题干图示可知，使用s—SnLi催化剂时的中间产物具有的总能量比使用Sn催化剂的中间产物的总能量，能量越高越不稳定，故使用s—SnLi催化剂时的中间产物更不稳定，D正确；
故答案为：B。
14．D
【分析】CO具有还原性，在原电池负极失电子被氧化，电极反应式为CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O和H2-2e-+2OH-=H2O，由装置图可知a为负极，b为正极，正极发生还原反应，电极反应式为，O2+4e-+2H2O=4OH-，以此解答该题。
【详解】A．由电子流向可知a为负极，b为正极，则甲处通入水煤气，乙处通入空气，故A错误；
B．a为负极，a电极发生氧化反应，b为正极，b电极发生还原反应，故B错误；
C．a电极是负极，发生氧化反应：CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O，故C错误；
D．用该电池电镀铜，待镀金属增重6.4g，n=0.1mol，得电子0.2mol，对应电极反应式，需要水煤气0.1mol，体积为2.24L，故D正确；
答案选D。
15．C
【详解】A．反应热指的是反应过程中放出或吸收的热量，A错误；
B．热化学方程式的化学计量数仅表示物质的量，不能表示分子的个数，因此化学计量数可以是分数，也可以是整数，B错误；
C．反应过程的能量变化不仅与反应的物质种类有关，也与物质的多少及物质的存在状态有关，因此在热化学方程式中无论反应物还是生成物都必须标明聚集状态，C正确；
D．化学反应的过程就是原子重新组合的过程，在这个过程中有化学键的断裂与形成，断键吸热，成键放热，因此所有化学反应过程中均伴随能量变化，但不一定都是热量变化，D错误；
故合理选项是C。
16．(1)N2+6e-+8H+=2NH
(2)氯化铵
(3) 负 NO2-e-+NO=N2O5
【解析】(1)
N2和H2为反应物，溶有A的稀盐酸作电解质溶液，能固氨，发生的反应是N2＋3H2＋2HCl=2NH4Cl，根据装置图反应前稀A溶液，反应后浓的A溶液，因此A为氯化铵，N元素化合价由0价→-3价，H2中H元素的化合价由0→＋1价，根据原电池工作原理，通氮气一极为正极，通氢气一极为负极，因此正极反应式为N2+6e-+8H+=2NH；故答案为N2+6e-+8H+=2NH；
(2)
根据问题(1)的分析，A应是氯化铵，故答案为氯化铵；
(3)
燃料电池中通燃料的一极为负极，通氧气或空气的一极为正极，根据装置图，石墨I为负极，根据原电池工作原理，负极上失去电子，发生氧化反应，化合价升高，Y为氧化物，因此Y为N2O5，其电极反应式为NO2-e-+NO=N2O5；故答案为NO2-e-+NO=N2O5。
17． 2H++2e ═H2↑ Cu 2e =Cu2+ 石墨等 正极 氧化 Cu2++Zn=Zn2++ Cu Zn流向Ag
【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】(1)若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极为正极，A上面发生的电极反应式为2H++2e ═H2↑；
(2)若需将反应：Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+设计成如图所示的原电池装置，则A(负极)极发生氧化反应，电极反应式为Cu 2e =Cu2+；B(正极)极材料为石墨等；溶液中Fe3+向正极移动；
(3)若C为CuCl2溶液，电极为Zn和Ag。Zn极发生氧化反应，总电极反应离子方程式为Cu2++Zn=Zn2++ Cu；外电路中电子的流向是Zn流向Ag。
18． 吸氧腐蚀 B C ④>②>①>③ B
【分析】（1）①由图可知，海水溶液为弱酸性，发生吸氧腐蚀；
②A处没有接触电解质，C、D两处没有接触空气，故产生铁锈最多的是B；
③锌块应固定在腐蚀最严重的C处；
（2）铜比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴极；
（3）金属的腐蚀程度：电解>原电池>化学反应>电极保护；
（4）A.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，Fe易失电子生成亚铁离子而作负极；
B.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，Fe发生吸氧腐蚀，Fe作负极、C作正极，正极上氧气得电子和水反应生成OH-；
C.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，属于外加电源的阴极保护法；
D.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，阳极上Cl-放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，根据电极反应式计算生成气体物质的量。
【详解】（1）①由图可知，海水溶液为弱酸性，则Fe失去电子，正极上氧气得到电子，发生吸氧腐蚀，故答案为吸氧腐蚀。
②A处没有接触电解质，C、D两处没有接触空气，故产生铁锈最多的是B，故答案为B。
③锌块应固定在腐蚀最严重的C处形成原电池，锌作负极，铁闸作正极，得到保护，故答案为C。
（2）铜比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴极，故答案为。
（3）①发生化学腐蚀，②发生电化学腐蚀，铁作负极，被腐蚀，③发生电化学腐蚀，铁作正极，被保护，④为电解池装置，Fe做阳极，腐蚀最快，铁被腐蚀时由快到慢的顺序是④>②>①>③，故答案为④>②>①>③。
（4）
A.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，Fe易失电子生成亚铁离子而作负极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故A错误；
B.K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，Fe发生吸氧腐蚀，Fe作负极、C作正极，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4 OH-，正极附近有OH-生成导致溶液pH增大，故B正确；
C.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，因为有外加电源，所以属于外加电源的阴极保护法，故C错误；
D.K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，阳极上Cl-放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH-，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑、阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根据电极反应式知，电路中通过0.002NA个电子即0.002mol电子，阳极上生成n（Cl2）=0.002mol/2×1=0.001mol，阴极上生成n（H2）
=0.002mol/2×1=0.001mol，所以两个电极共产生0.002mol气体，故D错误。
故选B。
【点睛】金属腐蚀的快慢判断方法：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀；同一种金属的腐蚀，强电解质中>弱电解质中>非电解质中。
19．
【详解】根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl3溶液为电解质溶液，则原电池的装置图为 。
20．(1) b N2H4-4e- +4OH-=N2 +4H2O
(2) 阳 +6H++6I-= +3I2+2H2O
(3) H+ 3.36L 减少5.4
【解析】（1）
图1为电解池，b电极上碘单质得电子生成碘离子，故b电极为阴极，d电极为阳极，图2为肼燃料电池，c电极为负极，d电极为正极，原电池的负极与电解池的阴极相连，故c电极与b相连，c电极上肼发生氧化反应生成氮气，电极反应式为N2H4-4e- +4OH-=N2 +4H2O。
（2）
由(1)分析知，图1、图2相连时a电极为阳极，由图可知，碘离子将还原为，则生成的离子方程式为+6H++6I- = +3I2+2H2O。
（3）
图1中，a电极为阳极，电极反应为，离子交换膜右侧发生反应+6H++6I- = +3I2+2H2O，故通过离子交换膜的离子是H+；d电极上每消耗1mol O2转移4mol电子，故当电路中转移0.6 mol电子时消耗标准状况下O2为0.15mol，体积为22.4L/mol×0.15mol =3.36L；电解池左室发生反应，氧气逸出，氢离子通过离子交换膜移向右侧，故转移4mol电子时，减少的质量为2mol水的质量为36g，现转移0.6 mol电子，质最减少为0.3mol水 的质量为18g/mol×0.3mol=5.4g。
21． 负 O2+4H++4e-=2H2O CH3OH CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+ 不同 20
【分析】由氢离子移动方向可知电极d为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O；电极c为负极，电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。
【详解】(1)由分析可知电极c为负极；电极d上发生的反应式为O2+4H++4e-=2H2O；
(2)电极c为负极，则物质a为CH3OH；物质a在电极c上发生的反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+；
(3)开始时，质子(H+)交换膜左右两侧的溶液均为1L2 mol·L-1的H2SO4溶液，H+浓度相同，pH相同，左边电极发生CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+，右边电极发生O2+4H++4e-=2H2O，左边产生的氢离子迁移到右边参与反应，总反应不消耗氢离子，但左边电极消耗水，右边电极产生水，则一段时间后，质子交换膜左侧pH将减小，右侧电极pH将增大，即左右两侧的硫酸溶液的pH不同；
(4)结合左边电极发生CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+，右边电极发生O2+4H++4e-=2H2O可知，当电池中有6 mol电子转移时，左侧溶液质量减轻(1molCO2-1molCH3OH)的质量，即12g，右侧溶液增加1.5molO2的质量，即48g，左右两侧溶液的质量差为48g+12g=60g，因此当电池中有2 mol电子转移时，左右两侧溶液的质量差为(60÷3)g=20g。
22． 阳极 4+2H2O-4e-= 4+O2↑ 2.24 ＜ 否
【分析】解题时，应首先确定电解池的阴、阳极。在电极A附近，Na2CO3转化为NaHCO3，则表明H2O提供了H+，也就是在此电极，H2O失电子生成H+和O2，从而确定A电极为阳极。
【详解】(1)由分析可知，电极A为阳极，水失电子产物与溶液中的反应转化为和O2，其电极反应式为：4+2H2O-4e-= 4+O2↑。答案为：阳极；4+2H2O-4e-= 4+O2↑；
(2)在b电极，发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，若电路中通过0.2 mol电子，则生成b的体积为=2.24 L。答案为：2.24；
(3)电解过程中，由于阳极区溶液中的Na+透过阳离子交换膜进入阴极(b电极)，从而使NaOH的物质的量增多，所以c(NaOH溶液l)＜c(NaOH溶液2)。答案为：＜；
(4)若将阳离子交换膜替换成阴离子交换膜，则阴极产生的OH-进入阳极，与反应生成，所以不能所以不能制得NaHCO3。答案为：否。
【点睛】分析电解过程中发生的反应或变化时，阴、阳极的判断是解题的突破口。
23． 不正确 C60是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏攻共价键，而分子间作用力较弱，所需能量较低，金刚石是原子晶体，熔化时破坏共价键，C60故熔点低于金刚石 Mg(OH)X或[MgX2和Mg(OH)2] SiH4(g)+ 2O2(g) = SiO2(s) +2H2O(l) ΔH = kJ·mol 1
【分析】⑴C60是分子晶体，金刚石是原子晶体。
⑵根据原子守恒和RMgX和水反应生成可燃性烃RH得另外产物。
⑶1mol SiH4燃烧放出kJ热量。
【详解】⑴虽然金刚石中C—C键能小于C60中C—C键能，C60是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏共价键，而分子间作用力较弱，所需能量较低，金刚石是原子晶体，熔化时破坏共价键，故C60熔点低于金刚石；故答案为：不正确；C60是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏共价键，而分子间作用力较弱，所需能量较低，金刚石是原子晶体，熔化时破坏共价键，故C60熔点低于金刚石。
⑵格式试剂RMgX（R表示烃基、X表示卤素）遇水剧烈反应，RMgX和水反应生成可燃性烃RH，根据原子守恒，则另外产物可能为Mg(OH)X或[MgX2和Mg(OH)2]；故答案为：Mg(OH)X或[MgX2和Mg(OH)2]。
⑶64g自燃性气体SiH4即物质的量为2mol，在25℃、101Kpa下充分完全燃烧生成液态水和固态氧化物时放出akJ热量，则1mol SiH4燃烧放出kJ热量，因此该自燃性气体燃烧热的热化学方程式SiH4(g)+ 2O2(g) = SiO2(s) +2H2O(l) ΔH = kJ·mol 1；故答案为：SiH4(g)+ 2O2(g) = SiO2(s) +2H2O(l) ΔH = kJ·mol 1。
24．(1) 负 电解
(2)
(3)13
【解析】（1）
通电5min后，电极5的质量增加2.16g，说明电极5作阴极，放电，析出，电极反应为，转移电子的物质的量为0.02mol，可知电极6作阳极，与电源的正极相连，则a是负极，b是正极，电极1、3、5作阴极，电极2、4、6作阳极。A、B、C都是电解池。A池阳极是溶液中的Cl-失去电子生成氯气：2Cl 2e =Cl2↑，C池阴极是溶液中的Ag+得到电子转化为Ag：Ag++e =Ag。
（2）
B池中电解溶液的总反应为，若转移0.02mol电子时只收集到，根据关系式可得，体积为(标准状况)，说明消耗完后，电解水产生和，设整个过程消耗，产生，则有，，解得，则电解前。
（3）
由于A池中电解液足量，A池中只发生反应，转移电子0.02mol时，生成的，则，即溶液的。
25． CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- 12.8g
【分析】(1)乙装置为探究氯碱工业原理(X为阳离子交换膜，C为石墨电极)，则Fe作阴极、碳作阳极，所以通入a的电极材料是正极、通入b的电极为负极；
(2)乙中阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子；
(3)根据串联电池中转移电子数相等计算丙装置中析出铜的质量。
【详解】(1)根据分析可知通入b的电极为负极，甲烷燃料电池中负极通入甲烷，所以电极方程式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；
(2)乙中阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，则电池反应式为2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故答案为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；
(3)串联电池中转移电子数相等，若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，则转移电子的物质的量==0.4mol，A极发生反应2Cu 2++2e-=Cu，转移0.4mol电子时生成Cu的物质的量为0.2mol，质量为0.2mol×64g/mol=12.8g，故答案为：12.8g。
【点睛】明确各个电极上发生的反应及电极反应式的书写是解本题关键，注意结合电解质特点书写原电池电极反应式。
答案第1页，共2页
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