第1章 化学反应与能量转化 单元测试卷(含解析) 高二化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 单元训练
一、选择题
1．双极膜在电场作用下可以提供OH-和H+。科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO2，其原理如图所示。下列说法正确的是
A．与电源正极相连一极为电极X
B．隔膜1、隔膜2均为阳离子交换膜
C．循环液1和循环液2中的成分相同
D．该方法可以同时将海水进行淡化
2．科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法错误的是
A．电极为电池的负极
B．电极b上发生的电极反应：O2+4H++4e-=2H2O
C．电路中每通过4mol电子，则负极消耗(标准状况下)44.8LH2S
D．每17gH2S参与反应，则有2molH+经质子膜进入正极区
3．锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。近期研发的一种可充电电池的原理示意图如下，电池反应为，下列说法错误的是
A．充电时，脱嵌并移向钙电极
B．放电时，正极反应为
C．锂离子导体膜的作用是允许和水分子通过，同时保证定向移动以形成电流
D．充电时，当转移0.2电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻2.6g
4．锂—铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-，下列说法错误的是
A．放电时，Li+透过固体电解质向Cu极移动
B．放电时，正极的电极反应式为
C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
D．整个反应过程中，氧化剂为O2
5．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A．(a)、(b)所涉及的反应都是放热的氧化还原反应
B．实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后反应温度计示数增大
C．实验(b)中若用固体测定中和热，则测定中和热的数值偏高
D．实验(b)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
6．一款高压无阳极配置可充电钠电池，其充电过程的原理如图所示。下列说法正确的是
A．b为正极，电极c上发生氧化反应
B．充电时，电路中每迁移电子，理论上c极净增重
C．放电时，由沸石分子筛膜的右侧向左侧迁移
D．放电时，c极的电极反应式为
7．近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所开发了二次镁电池正极材料，该正极材料通过储存，实现了镁电池的高体积能量密度。充电装置如图所示(、为电极后应的中间物质)
下列叙述正确的是
A．放电时，向正极区移动，嵌人正极材料
B．充电时，Mg电极与外接电源的正极相连
C．充电时，电子流向为电极→b→a→Mg电极
D．放电时，正极区的电极反应式为：
8．银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag，其工作示意图如图。下列说法正确的是
A．Zn电极是正极
B．Ag2O电极上发生氧化反应
C．Zn电极的电极反应式为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
D．放电一段时间后，溶液的pH变小
9．一定温度下与反应生成，反应的能量变化如图所示。以下对该反应体系的描述正确的是
A．反应物的总能量高于生成物的总能量
B．反应物化学键中储存的总能量比生成物化学键中储存的总能量高
C．每生成吸收热量
D．该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
10．利用如图所示的电化学装置处理工业尾气中的硫化氢可实现硫元素的回收。下列说法中不正确的是
A．电池工作时电子由电极甲经负载向电极乙移动
B．电池工作一段时间后，理论上消耗和的体积相等
C．当有参与反应，则有由负极区进入正极区
D．电极甲上的电极反应为
11．如图所示，将纯锌片和石墨棒插入饱和食盐水中。下列说法正确的是
A．直接将a、b接通，能观察到碳棒上有气泡冒出
B．直接将a、b接通，为了保护锌片，将碳棒换成铁片，属于牺牲阳极保护法
C．电源正极接a、负极接b，电解质换成硫酸铜，锌片有铜析出
D．电源负极接a、正极接b，密封装置并通电一段时间后电解质溶液具有一定的漂白性
12．利用如图所示装置可模拟电解原理在工业上的应用。下列说法正确的是
A．防止金属腐蚀：X是被保护的金属
B．电解精炼铜：电解片刻后，Z中浓度减小
C．用惰性电极电解溶液：Y产生黄绿色气体
D．铁制品表面镀锌：X为锌、Y为铁、Z为溶液
13．有关下列四个电化学装置的叙述，正确的是
A．图Ⅰ装置，电子流向：导线溶液→盐桥溶液
B．图Ⅱ装置，做催化剂
C．图Ⅲ装置，正极反应式：
D．图Ⅳ装置，气体A是
14．某锌离子可充电电池用(罗马数字表示化合价)作正极，用、作电解质。放电时，正极的电极反应为，其装置如图装置工作时，下列叙述错误的是
A．放电时，Zn极发生还原反应
B．放电时，每溶解1molZn，正极失去2mol电子
C．充电时，从正极上脱出
D．充电时，阴极上发生反应：
二、填空题
15．该小组同学设想用电解硫酸钠溶液装置来制取氧气、氧气、硫酸和氧氧化钠。请结合实验小组探究活动设想图，回答下列问题：
(1)B出口导出的气体是________。
(2)制得的氢氧化钠溶液从出口________(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。
(3)通过负离子交换膜的离子数________(填“>”、“<”或“=”)通过正离子交换膜的离子数。
(4)氢气、氧气和氢氧化钠溶液又可制成燃料电池，该电池的负极反应式为________________。
16．电化学装置可实现化学能与电能的直接转化，是助力实现“30、60”双碳目标的一种重要路径。
(1)图1所示的盐桥电池工作时，Zn为_______极(填“正”或“负”)，Cu电极的电极反应式为_______，盐桥中的移向_______池(填“左”或“右”)。
(2)图2所示装置是用甲烷燃料电池电解饱和NaCl溶液的实验。
①甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应式为_______。
②乙池工作时，电子由_______(填“c”或“d”)极流出，电解总方程式为_______，d电极附近观察到的现象是_______，阳离子交换膜的作用是_______(任写一点)。
(3)图3是牺牲阳极保护法实验装置。请根据提供的试剂完成探究防止Fe腐蚀的实验方案：按图3所示连接装置，过一段时间，取Fe电极区域少量溶液于试管中，_______，说明铁片没有被腐蚀(即能有效防腐)。供选试剂：KSCN溶液、溶液、新制氯水、(铁氰化钾)溶液、淀粉KI溶液
17．如图所示，A、B、C三个装置中的烧杯分别盛有足量的CuCl2溶液。
(1)A、B、C三个装置中属于原电池的是_______ (填标号，下同)。
(2)A池中Zn是_______极，发生_______反应(填“氧化”或“还原”，下同)。
(3)B池中C是_______极，电极反应为_______。
(4)C池中阳极的电极反应为_______。
(5)如图，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
若试管内液面上升，则正极电极反应式为：_____
18．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用表示，请认真观察如图，然后回答问题。
(1)图中所示反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)已知拆开键、、键分别需要吸收的能量为、、，则由氢气和碘反应生成会_______填(“放出”或“吸收”)_______的热量。在化学反应过程中，是将_______转化为_______。
(3)下列能正确表示燃烧热的热化学方程式是_______(填字母)
A． B．
C． D．
19．我国科学家设计了流式电解槽，直接将送至电极表面，电还原制备有机物甲烷、乙烯、甲酸、乙酸、乙醇等，装置如图所示。
回答下列问题：
(1)X极是_______极(填“阳”或“阴”)，发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)电解槽工作时，氢离子由_______极区向_______极区迁移(填“X”或“Y”)。
(3)若M为，则Y极的电极反应式为_______。
(4)若M为，则Y极的电极反应式为_______。
(5)若Y极上生成1 mol ，则理论上得到_______mol电子。
三、实验题
20．磷酸亚铁锂(化学式：LiFePO4)，为近年来新开发的锂离子电池电极材料，主要用于动力锂离子电池，作为电极活性物质使用，能可逆地嵌入、脱出锂，其作为锂离子电池电极材料的研究及应用得到广泛关注。通过水热法制备磷酸亚铁锂的一种方法如图(装置如图所示，夹持装置、加热装置等省略未画出)：
制备步骤：
I.在仪器A中加入40mL蒸馏水、0.01molH3PO4和0.01molFeSO4 7H2O，用搅拌器搅拌溶解后，缓慢加入0.03molLiOH H2O，继续搅拌。
II.向反应液中加入少量抗坏血酸(维生索C)，继续搅拌5min。
III.快速将反应液装入反应釜中，保持170℃恒温5h。
IV.冷却至室温，过滤。
V.用蒸馏水洗涤沉淀。
VI.干燥，得到磷酸亚铁锂产品。
回答下列问题：
(1)装置图中仪器A的名称是_____，根据上述实验药品的用量，A的最适宜规格为_____(填标号)。
A．50mL B．100mL C．250mL D．500mL
(2)步骤II中，抗坏血酸的作用是______，以下能代替抗坏血酸使用的是_____(填标号)。
A．Na2SO3 B．铁粉 C．酸性高锰酸钾溶液
(3)若所加H3PO4、FeSO4 7H2O、LiOH H2O恰好完全反应，请写出制备磷酸亚铁锂的化学方程式：______。
(4)确定所得产品中未混有Fe(OH)3、FePO4杂质的方法是_____。
(5)干燥后称量，若实验共得到无杂质产品1.1g，则LiFePO4的产率为_____%(保留小数点后一位)。
(6)某种以LiFePO4作电极材料的锂电池总反应可表示为LiFePO4+CLi1-xFePO4+CLix。放电时正极的电极反应式为_____。
21．某兴趣小组在电解食盐水实验中发现两极产生气体体积不相等，该组同学猜测阳极除外可能有产生。小组同学利用如图装置进行实验探究。
已知：在酸性条件下能被氧化为。
(1)配制溶液，实验所用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、_______。
(2)利用上述装置检验阳极是否产生，其连接顺序为_______：A→_______→_______→_______。实验前从a处通入氮气的目的为_______。
(3)小组同学根据实验现象判断有产生，用电极反应式表示产生的原因_______。
(4)该小组在恒定电压下进行电解实验，探究不同、不同浓度的溶液对产生的影响，用传感器测得在时间内阳极区溶解氧的浓度变化，装置如图所示，数据记录如下表。
编号 溶解氧的浓度
1 50.0 0 0 0 8.3~7.3
2 5.0 0 45.0 0 8.3~10.5
3 5.0 5.0 x 0 8.3~15.0
4 0 0 50.0 0 8.3
5 0 0 0 50.0 8.3~15.5
①实验2、3是判断相同浓度在不同下是否有氧气产生，其中_______。
②实验2和5条件下，测得溶解氧的曲线如图中Ⅰ、Ⅱ所示，分析实验2溶解氧先降低后升高的原因是_______。
③实验3中时间段内溶液溶解氧逐渐增大，电解后取阳极区溶液于试管a，加入淀粉溶液，没有明显现象；然后滴加稀硫酸，溶液变蓝。电解后另取阳极区溶液于试管b，加入淀粉溶液，溶液变蓝。由上述实验现象可获得的实验结论是_______。
④工业上在一定条件下电解食盐水制备较纯净的，除了控制一定的电压，采用活性电极外，可采取的措施有_______(写一种)。
四、原理综合题
22．化学能可以与其他形式的能量发生相互转化。
Ⅰ.化学能与热能的相互转化
(1)在25℃和101 kPa下，和反应生成时，放出483.6 kJ的热量。
①断裂1 mol H—H键需要吸收436 kJ的能量，断裂1 mol H—O键需要吸收463 kJ的能量。中的化学键断裂需要吸收的能量为_______。
②已知 ，则的燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为 。
已知：
①和具有的总能量_______(填“大于”“等于”或“小于”)和具有的总能量。
②理论上将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量_______(填“大于”“等于”或“小于”)直接燃烧煤放出的热量。
Ⅱ.化学能与电能的相互转化
(3)实验室制作简单的氢氧燃料电池示意图如下图(a)所示。
①闭合，一段时间后，_______(填“阳”或“阴”)极区附近的溶液变红。
②断开，闭合。电路中每通过2 mol电子，消耗氢气的体积为_______(转换为标准状况下的体积)。
(4)离子膜电解法常用于制备金属氧化物或金属氧化物的前驱体。一种电解溶液制备难溶物的装置示意图如图(b)所示。
①为了获得更多的，应选用_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②电极B的电极反应式为_______。
五、工业流程题
23．食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料，粗盐中常含有少量的 Ca2+、Mg2+、SO等杂质离子。实验室提纯 NaCl 的流程如下：
(1)下列关于食盐的说法正确的是_______。
A．现在生产的食盐大部分用于食用
B．生理盐水是 0.9%的食盐溶液
C．海水晒盐，又称为盐田法
D．加碘盐加的物质是 I2
(2)加入 A 试剂，是为了除去溶液中的 Ca2+、Mg2+、SO离子，A 代表的是多种试剂，按滴加顺序依次是 NaOH、_______、_______(填化学式)。操作 III 的名称是_______。
(3)在粗盐提纯的实验中，不需进行的操作是_______。
A．溶解 B．过滤 C．蒸馏 D．蒸发 E.分液
(4)某同学家中电动自行车的电瓶正、负极一时没法弄清，他想利用电解饱和食盐水的方法来判断，在U型管内加入饱和食盐水并在两边管中各加入 2 滴酚酞试液，接通电源，待一会儿，发现接电源 b 端处溶液显红色。
①请判断电源 a 端是_______极(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。
②通电过程中，他还会_______(填 a 或 b)端闻到刺激性气味。
③该电解反应的化学方程式为_______。
(5)把氯气通入 NaOH 溶液中，发生的反应为 Cl2 +2NaOH =NaCl+NaClO+H2O。
①用双线桥标出电子转移的情况_______。
Cl2+2NaOH =NaCl+NaClO+H2O
②发生氧化反应的物质是_______，氧化产物是_______。
③该反应中所涉及的物质中，属于强电解质的有_______。写出该方程式中弱电解质的电离方程式_______。
④有人认为，Cl2 属于非电解质。这种看法正确吗？请说明理由。_______。
参考答案：
1．B
【详解】A．电极X上发生反应：，电极X上发生得电子的还原反应，X作阴极，应与电源负极相连，故A错误；
B．由电极X反应可知，循环液1中负电荷数增加，为平衡溶液中电荷，则海水中的钠离子应通过隔膜1；电极Y反应为：，循环液2中负电荷数减少，为平衡溶液中电荷，则循环液中钾离子应通过隔膜2进入左室，这样才能保持循环液中的离子不出现交换，故B正确；
C．由图中信息可知循环液1中最终含、循环液2中最终含，两者成分不同，故C错误；
D．由上述分析可知海水中钠离子最终移向阴极区，但氯离子不能通过双极膜进入阳极区，同时钠离子最终仍在处理后的海水中，因此不能实现海水淡化，故D错误；
故选：B。
2．D
【详解】A．根据题目可知，该电池为燃料电池，根据燃料电池的特点，通氧气的一极为正极，故电极为正极，电极为负极，A项正确；
B．电极为正极，氧气得电子生成水，B项正确；
C．从装置图可以看出，电池总反应为，电路中每通过4电子，正极应该消耗1，负极应该有2反应，标准状况下应是44.8L，C项正确；
D．17g即0.5，每0.5参与反应会消耗0.25，根据正极反应式，可知有1经质子膜进入正极区，D项错误；
故答案为：D。
3．C
【分析】由总反应可知，放电时，钙电极为原电池的负极，钙失去电子发生氧化反应生成钙离子，电极反应式为Ca—2e—=Ca2+，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为正极，Li1-xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为Li1-xFePO4 +xLi++xe—= LiFePO4，充电时，与直流电源负极相连的钙电极是电解池的阴极，钙离子在阴极得到电子发生还原反应生成钙，电极反应式为Ca2++2e—=Ca，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极，电极反应式为LiFePO4—xe—=Li1-xFePO4 +xLi+。
【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源负极相连的钙电极是电解池的阴极，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为阳极，阳极上锂离子脱嵌并移向阴极钙电极，故A正确；
B．由分析可知，放电时，Li1-xFePO4/LiFePO4电极为正极，Li1-xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为Li1-xFePO4 +xLi++xe—= LiFePO4，故B正确；
C．钙易与水反应生成氢氧化钙和氢气，所以锂离子导体膜的作用是只允许锂离子通过，不允许水分子通过，故C错误；
D．由分析可知，充电时，当转移0.2电子时，0.1mol钙离子在阴极得到电子发生还原反应生成钙，0.2mol锂离子由阳极室通过锂离子导体膜加入阴极室，则理论上阴极室中电解质减轻的质量为0.1mol×40g/mol—0.2mol×7g/mol=2.6g，故D正确；
故选C。
4．B
【分析】根据放电过程中总反应2Li+Cu2O+H2O=2Cu+2Li++2OH-可知， Li元素化合价由0价变为+1价、Cu元素化合价由+ l价变为0价，则Li为负极，Cu2O电极为正极，负极反应式为Li-e-=Li+，正极反应式为Cu2O+H2O+2e-=2Cu+2OH-，放电时电解质中阳离子向正极移动，据此分析解答。
【详解】A．由于电极活动性：Li＞Cu，所以放电时，Li为负极，失去电子发生氧化反应，Cu为正极，Cu2O得到电子被还原产生Cu单质，Li+会透过固体电解质向电子较多的正极Cu极区移动，A正确；
B．根据图示可知：正极上Cu2O得到电子被还原为Cu单质，图示反应产生OH-，反应的电极反应式为：Cu2O+2e-+H2O=2Cu+2OH-，B错误；
C．通空气时，O2得到电子被还原，铜失去电子被腐蚀，在铜表面会氧化产生Cu2O，C正确；
D．Cu先与O2反应生成Cu2O，O的化合价降低，则在整个反应过程中，O2作氧化剂，D正确；
故合理选项是B。
5．C
【详解】A．铝和盐酸的反应为氧化还原反应，且放出热量；酸碱中和反应为放热的非氧化还原反应，A错误；
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后反应速率加快，但释放出的热量相等，B错误；
C．若用固体测定中和热，固体溶于水的过程放热，则测定中和热的数值偏高，C正确；
D．实验(b)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器，因铁质搅拌器会导热，导致散热，计算的数值减小且中和热是放热反应，故偏高，D错误；
故选C。
6．B
【分析】由可充电钠电池的充电过程可知，Na+向轻质铝集电器移动，故充电时，c极为阴极，电极反应式为，b为正极，放电时，c极为负极，d极为正极，据此分析。
【详解】A．由图可知， a和b为电源电极，在电解过程中c为阴极，发生还原反应，A项错误；
B．充电时，c极为阴极，电极反应式为，电路中每迁移电子，理论上c极净增重，B项正确；
C．放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，由沸石分子筛膜的左侧向右侧迁移，C项错误；
D．放电时，c极为负极，电极反应式为，D项错误；
故选B。
7．A
【分析】图示为充电时装置，右侧电极反应为，则右侧为阳极区，左侧为阴极区，Mg电极为阴极、与外接电源的负极a相连；放电时Mg电极为负极、正极材料为，正极区的电极反应式为；
【详解】A．依题意可知，放电时，向正极区移动，嵌入正极材料中，A正确；
B．充电时，Mg电极与外接电源的负极相连，B错误；
C．充电时，电子流向为电极→b；a→Mg电极，C错误；
D．放电时，正极区的电极反应式为，D错误；
答案选A。
8．C
【分析】从电池总反应来看，Zn由0价升高到+2价，Ag2O中的Ag由+1价降为0价，所以Zn电极为负极，Ag2O电极为正极。
【详解】A． Zn电极失电子，作负极，A错误；
B． Ag2O电极得电子，发生还原反应，B错误；
C． Zn电极失电子，生成Zn2+，然后再与电解质溶液中的OH-发生反应，电极反应式：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，C正确；
D． 放电前后虽然没有消耗电解质，但消耗了水，从而使电解质溶液的浓度增大，pH增大，D错误；
故选：C。
9．A
【详解】A．由图可知，该反应为反应物的总能量比生成物的总能量高的放热反应，故A正确；
B．由图可知，该反应为反应物的总能量比生成物的总能量高的放热反应，所以反应物化学键中储存的总能量比生成物化学键中储存的总能量低，故B错误；
C．由图可知，该反应为放热反应，每生成放出热量，故C错误；
D．由图可知，该反应为放热反应，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故D错误；
故选A。
10．B
【详解】A．由图可知，电池工作时，甲为负极，电子经电路从甲流向乙，A正确；
B．该电池总反应为2H2S+O2=S2+2H2O，理论上消耗O2和H2S的体积比为1∶2，B错误；
C．电子在导线上流动，离子在溶液中移动，从而形成闭合回路；负极的电极方程式为：2H2S-4e-=S2+4H+，当有1molH2S参与反应，转移2mol电子，则电解质溶液中有2molH+由负极区进入正极区，C正确；
D．电解质为质子固体电解质环境，环境是酸性环境，没有OH-离子，故电极甲上的电极反应式应为，D正确；
故选B。
11．D
【详解】A．直接将a、b接通，构成原电池，碳棒作正极，氧气得电子，无气体产生，故A错误；
B．锌、铁、NaCl溶液构成原电池，发生吸氧腐蚀，锌的金属活动性强于铁而失去电子，故B错误；
C．电源正极接a、负极接b，锌片失去电子，故C错误；
D．电源负极接a、正极接b，负极氯离子得电子生成氯气，密封装置并通电一段时间后，氯气溶于电解液生成次氯酸钠，电解质溶液具有一定的漂白性，故D正确；
故答案选D。
12．B
【详解】A．电极X为阳极，失去电子，发生氧化反应，电极Y为阴极，得到电子，故防止金属腐蚀：Y是被保护的金属，故A错误；
B．阳极为粗铜，比铜活泼的金属杂质，如锌、铁先失去电子，然后是铜失去电子，阴极为精铜，铜离子得电子生成铜单质，故电解精炼铜：电解片刻后，Z中浓度减小，故B正确；
C．用惰性电极电解溶液，Y为阴极，铜离子得电子生成铜单质，X为阳极，氯离子失去电子生成黄绿色气体氯气，故C错误；
D．铁制品表面镀锌：阳极X为锌、阴极Y为铁、Z为溶液，故D错误；
故选B。
13．D
【详解】A．图Ⅰ为铜锌原电池，Zn、ZnSO4溶液为负极，Cu、CuSO4溶液为正极，电子流向是从负极流向正极，又因为电子不进入溶液，故电子流向为：导线，选项A错误；
B．图Ⅱ为碱性锌锰电池，其总反应为，故是作为电池正极参与反应，选项B错误；
C．图Ⅲ为氢氧燃料电池，在酸性条件下，电池正极反应式：，选项C错误；
D．图Ⅳ为氯碱工业的原电池反应，阳离子(Na+)从负极流向正极，故左侧电极为负极，右侧电极为正极，则负极反应式为，正极反应式为，所以气体A是，选项D正确；
答案选D。
14．AB
【详解】A．根据题中放电时，正极的电极反应为，则负极是锌，因此Zn极发生氧化反应，故A错误；
B．放电时，每溶解1mol Zn，负极失去2mol电子，正极得到2mol电子，故B错误；
C．充电时，根据“异性相吸”，则从正极上脱出移向阴极 (负极)，故C正确；
D．充电时，阴极区域锌离子得到电子变为锌单质，则阴极上发生反应：，故D正确。
综上所述，答案为AB。
15．(1)氧气
(2)D
(3)＜
(4)H2 2e－＋2OH－＝2H2O
【详解】（1）左边为阳极，阳极是水中氢氧根失去电子变为氧气，因此B出口导出的气体是氧气；故答案为：氧气。
（2）右边是阴极，阴极是水中氢离子得到电子变为氢气，剩余氢氧根与钠离子结合形成氢氧化钠，因此制得的氢氧化钠溶液从出口D导出；故答案为：D。
（3）钠离子穿过正离子交换膜向右移动，硫酸根穿过阴离子交换膜向左移动，根据穿过离子交换膜的电荷数相等分析得到通过负离子交换膜的离子数＜通过正离子交换膜的离子数；故答案为：＜。
（4）氢气、氧气和氢氧化钠溶液又可制成燃料电池，该电池的负极为燃料氢气，其负极的电极反应式为H2 2e－＋2OH－＝2H2O；故答案为：H2 2e－＋2OH－＝2H2O。
16．(1) 负极 Cu2++2e-=Cu 右池
(2) CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ d 2NaCl+2H2O2NaOH+2H2↑+Cl2↑ 溶液变红，有气泡产生 只让Na+通过，向d极移动
(3)加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，没有现象
【详解】（1）原电池负极发生氧化反应，锌失去电子被氧化，故为负极；Cu电极为正极，发生还原反应，电极反应式Cu2++2e-=Cu；阳离子向正极移动，故盐桥中的K+移向右池；
故答案为：负极；Cu2++2e-=Cu；右池。
（2）①甲为原电池，负极发生氧化反应，a极为负极，电极反应为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；②原电池a极为负极，b为正极，电子从负极流向正极，a→d→c→b，则电子由d极流出；氯化钠饱和溶液电解产生氢氧化钠、氯气和氢气，反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+2H2+Cl2；d为阴极，电极反应为2H2O-2e-=2OH-+H2，有氢氧根生成，使酚酞溶液变红，同时产生氢气，有气泡产生；电解时，阳离子向阴极移动，故阳离子交换膜只让Na+通过，向d极移动；
故答案为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；d；2NaCl+2H2O2NaOH+2H2+Cl2；溶液变红，有气泡产生；只让Na+通过，向d极移动。
（3）按图3所示连接装置，过一段时间，如果Fe片被腐蚀，则溶液中有Fe2+，加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，会产生蓝色沉淀，如果没有现象证明铁片没有被腐蚀；
故答案为：加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，没有现象。
17．(1)A
(2) 负 氧化
(3) 阴 Cu2++2e-=Cu
(4)Cu-2e-=Cu2+
(5)
【分析】根据电化学原理，A没有外接电源，且具备原电池形成的条件，将化学能转化为电能，为原电池；B、C外接直流电源，将电能转化为化学能，为电解池，以此分析；
【详解】（1）根据分析，属于原电池的为A；
故答案为：A；
（2）A为原电池，总反应为锌与氯化铜溶液发生氧化还原反应，故锌为负极，失去电子发生氧化反应；
故答案为：负；氧化；
（3）B为电解池，与正极相连的Pt电极为阳极，阳极上氯离子发生氧化反应；C与电源负极相连，为阴极，溶液中的铜离子发生还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu；
故答案为：阴；Cu2++2e-=Cu；
（4）C为电解池，Cu为阳极，Cu失电子发生氧化反应，电极反应为Cu-2e-=Cu2+；
故答案为：Cu-2e-=Cu2+；
（5）水槽中的铁钉发生吸氧腐蚀，则正极的反应为；
故答案为：。
18．(1)放热
(2) 放出 11 化学能 热能
(3)D
【详解】（1）由图示该反应反应物总能量高于生成物总能量，即该反应属于放热反应；
（2）知氢气和碘反应生成会放出11kJ热量；即将化学能转化为热能；
（3）燃烧热指1mol可燃物完全燃烧，生成指定产物所放出的热量，即氢气应生成液态水，故选D。
19．(1) 阳 氧化
(2) X Y
(3)
(4)
(5)12
【详解】（1）由图可知，X极水发生氧化反应生成氧气，为阳极；
（2）电解池中阳离子由阳极区向阴极区运动；故电解槽工作时，氢离子由X极区向Y极区迁移；
（3）若M为，则Y极的二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙烯，电极反应式为；
（4）若M为，则Y极的二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙酸，电极反应式为；
（5）若Y极上生成，则Y极的二氧化碳得到电子发生还原反应生成乙醇，电极反应式为；则生成1 mol ，理论上得到12mol电子。
20．(1) 三颈烧瓶 B
(2) 做还原剂，防止Fe2+被氧化 A
(3)
(4)取少量产品溶于适量盐酸中，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液不会变为血红色，说明不含有杂质
(5)69.6%
(6)Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4
【分析】本实验为由向A中加入蒸馏水、H3PO4和FeSO4·7H2O，用搅拌器搅拌溶解后，缓慢加入LiOH·H2O，继续搅拌，加入少量抗坏血酸(即维生素C)，继续搅拌，快速将反应液装入反应釜中恒温加热，冷却过滤、洗涤、干燥得到磷酸亚铁锂产品，据此分析回答问题。
【详解】（1）由图示可知，仪器A的名称是三颈烧瓶；由信息可知，在A中加入40mL蒸馏水，还有一些化学试剂，故最适宜规格为100mL，故选B ；
（2）溶液中Fe2+可能被氧化成Fe3+，所以抗坏血酸可以吸收氧气，主要作用是做还原剂，防止Fe2+被氧化；能代替抗坏血酸使用的是具有还原性的离子，Na2SO3可以与O2反应生成Na2SO4，不能选B,否则固体产品中引入铁粉新杂质。故选A；
（3）若所加H3PO4、FeSO4 7H2O、LiOH H2O恰好完全反应生成LiFePO4，则制备磷酸亚铁锂的化学方程式为；
（4）Fe(OH)3和FePO4都难溶于水，但可以溶解在酸中，溶解后有Fe3+生成，用检验Fe3+的方法检验，所以方法是：取少量产品溶于适量盐酸中，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明含有杂质，反之则不含，故答案为：取少量产品溶于适量盐酸中，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液不会变为血红色，说明不含有杂质；
（5）制备磷酸亚铁锂的原理为H3PO4+FeSO4+LiOH=LiFePO4+H2O+H2SO4，以0.01molFeSO4反应物完全反应来计算，理论上得到0.01mol LiFePO4， ，产率为；
（6）电池工作时的总反应为：LiFePO4+CLi1-xFePO4+CLix，放电时，Li1-xFePO4在正极上得电子发生还原反应生成LiFePO4，正极反应为：
Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4。
21．(1)250mL容量瓶
(2) A→C→B→D 排出装置内及溶解的氧气的干扰
(3)2H2O 4e－＝4H＋＋O2↑
(4) 40.0 Cl－放电产生氯气导致溶解氧降低，后OH－放电导致溶解氧升高 该条件下OH－比Cl－先放电 电解过程加入NaCl控制合适的氯离子浓度或离子交换膜(其他合理答案即可)
【分析】探究电解氯化钠溶液中阳极是否有氧气产生，首先排出装置及溶解的氧气，再利用生成的气体通入先除掉氯气，再检验氯气是否除尽，再检验是否产生氯气。
【详解】（1）配制溶液，实验所用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶；故答案为：250mL容量瓶。
（2）利用上述装置检验阳极是否产生，将产生的混合气体先用氢氧化钠溶液除掉氯气，再用淀粉-KI溶液检验氯气是否除尽，除尽后再通入到酸性淀粉-KI溶液中检验是否有氧气生成，因此其通入其连接顺序为A→C→B→D。空气中有氧气，要检验是否有氧气生成，因此电解前要排出装置内及溶液中的氧气，因此实验前从a处通入氮气的目的为排出装置内的空气；故答案为：A→C→B→D；排出装置内及溶解的氧气的干扰。
（3）小组同学根据实验现象判断有产生，说明是溶液中的水失去电子变为氧气和氢离子，其用电极反应式表示产生的原因2H2O 4e－＝4H＋＋O2↑；故答案为：2H2O 4e－＝4H＋＋O2↑。
（4）①根据题意，要使得实验2、3是判断相同浓度在不同下是否有氧气产生，则溶液的总体积应该相等，因此其中40.0；故答案为：40.0。
②根据图中信息分析，实验1分析，氯气量越多，溶解氧的含量减少，实验2与实验3分析同样浓度的氯化钠在中性和碱性条件下溶解氧是不相同，在碱性条件下溶解氧含量增多，根据实验5分析在碳酸钠碱性条件下溶解氧含量增加，因此根据前面分析得到实验2溶解氧先降低后升高的原因是生成氯气量增多，溶解氧含量减少，当氯化钠反应完，溶液呈碱性，氯气逸出，此时溶解氧又慢慢增大即Cl－放电产生氯气导致溶解氧降低，后OH－放电导致溶解氧升高；故答案为：Cl－放电产生氯气导致溶解氧降低，后OH－放电导致溶解氧升高。
③根据题意，由上述实验现象可获得的实验结论是说明开始阶段是OH－放电溶解氧增多，后来Cl－放电氯气含量增多即该条件下OH－比Cl－先放电；故答案为：该条件下OH－比Cl－先放电。
④根据题意分析，根据实验1得到是氯离子放电，而实验3是OH－比Cl－先放电，因此可采取的措施有电解过程加入NaCl控制合适的氯离子浓度或离子交换膜；故答案为：电解过程加入NaCl控制合适的氯离子浓度或离子交换膜(其他合理答案即可)。
22．(1) 496.4kJ
(2) 大于 等于
(3) 阴 22.4L
(4) 阳
【详解】（1）①反应焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和，设中的化学键断裂需要吸收的能量为akJ，则（2×436+a-4×463）=-483.6kJ，故a=496.4kJ；
②燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；已知：在25℃和101 kPa下，和反应生成时，放出483.6 kJ的热量；则：
Ⅰ
Ⅱ
由盖斯定律可知，×Ⅰ+Ⅱ得：；
（2）①反应的焓变大于零，为吸热反应，则和具有的总能量小于和具有的总能量；
②反应焓变与反应途径无关，故理论上将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量等于直接燃烧煤放出的热量；
（3）①闭合，则为电解池，阴极附近水放电生成氢气和氢氧根离子，溶液显碱性导致溶液变红色，故阴极区附近的溶液变红；
②断开，闭合，为氢氧燃料电池，氢气失去电子发生氧化反应，，电路中每通过2 mol电子，消耗氢气1mol，体积为22.4L(转换为标准状况下的体积)；
（4）①电极B中水发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，氢氧根离子生成；为了获得更多的，应选用阳离子交换膜，使得Nd3+离子迁移到右侧区。
②由①分析可知，电极B的电极反应式为。
23．(1)BC
(2) BaCl2 Na2CO3 蒸发
(3)CE
(4) 正极 a 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(5) Cl2 NaClO NaOH、NaCl、NaClO H2OH++OH- Cl2不是非电解质，因为它是单质
【分析】粗盐中常含有少量的 Ca2+、Mg2+、SO等杂质离子，溶解后加入A试剂得到沉淀，加入 A 试剂，是为了除去溶液中的 Ca2+、Mg2+、SO离子，A 代表的是多种试剂，按滴加顺序依次是 NaOH、BaCl2、Na2CO3，加入氢氧化钠生成氢氧化钙与氢氧化镁沉淀，加入氯化钡除去硫酸根，生成硫酸钡沉淀，加入碳酸钠完全除去钙离子及过量氯化钡，加入盐酸中和过量的氢氧化钠，反应掉过量的碳酸钠，最后浓缩结晶，洗涤干燥，得到纯净氯化钠，据此分析解题。
【详解】（1）A．现代社会食盐除了用于食用外，还可以用于其它的工业生产中，比如氯碱工业等，故A错误；
B．生理盐水是氯化钠质量分数为0.9%的溶液，故B正确；
C．古代我国就在海滩晒盐，即海水晒盐，称为盐田法，故C正确；
D．实验中不是添加的碘单质，加碘食盐中的碘实际上是食盐里添加了碘酸钾KIO3，故D错误；
故选:BC。
（2）根据分析可知加入 A 试剂，是为了除去溶液中的 Ca2+、Mg2+、SO离子，A 代表的是多种试剂，按滴加顺序依次是 NaOH、BaCl2、Na2CO3；操作 III 的名称是蒸发；
（3）在粗盐提纯的实验中，需要进行溶解，过滤不溶性杂质，蒸发浓缩，不需要蒸馏和萃取，故选CE；
（4）电解饱和食盐水，阳极：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极2H2O+2e-=2OH-+H2↑，
①b极呈红色，则b极附近有OH-，则b为负极，a 端是正极；
②通电过程中，他还会a端闻到刺激性气味，因为a为阳极生成氯气；
③该电解反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
（5）①用双线桥标出电子转移的情况；
②Cl的化合价升高失电子，发生氧化反应的物质是Cl2，根据双线桥电子转移的情况可知，氧化产物是NaClO；
③该反应中所涉及的物质中，属于强电解质的有NaOH、NaCl、NaClO，Cl2既不是电解质，也不是非电解质，H2O为弱电解质；该方程式中弱电解质的电离方程式H2OH++OH-；
④有人认为，Cl2 属于非电解质。这种看法是错误的，Cl2不是非电解质，因为它是单质。