東莞培優(yōu)化學(xué)反應(yīng)與能量變化輔導(dǎo)專題訓(xùn)練一、化學(xué)反應(yīng)與能量變化練習(xí)題（含詳細(xì)答案解析）1．鉛蓄電池是化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解液為稀硫酸。工作時該電池總反應(yīng)式為：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)。根據(jù)上述情況判斷：(1)放電時，電解質(zhì)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)放電時，電解質(zhì)溶液中陰離子移向_____極，電子從_____極流向____極。(3)寫出負(fù)極的電極方程式：_____________________________________?！敬鸢浮吭龃筘?fù)負(fù)正Pb-2e-+SO42-＝PbSO4【解析】【分析】放電時，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，Pb失去電子產(chǎn)生Pb2+，Pb2+與溶液中的SO42-結(jié)合形成PbSO4，反應(yīng)消耗硫酸，硫酸的濃度減小，負(fù)極得到PbSO4，正極上PbO2獲得電子變?yōu)镻b2+，Pb2+與溶液中的SO42-結(jié)合形成PbSO4，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，由此分析解答。【詳解】(1)該電池總反應(yīng)式為：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)。根據(jù)工作原理可知：在放電時Pb發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子變?yōu)镻b2+，電極反應(yīng)式為Pb-2e-=Pb2+；正極上PbO2獲得電子變?yōu)镻b2+，電極反應(yīng)式為：PbO2+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，反應(yīng)消耗硫酸，使硫酸的濃度減小，溶液中c(H+)降低，所以溶液的pH增大；(2)放電時，由于負(fù)極不斷產(chǎn)生Pb2+，使正電荷數(shù)目增大，所以電解質(zhì)溶液中陰離子SO42-移向負(fù)極，電子從負(fù)極Pb極流向正極PbO2極；(3)負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Pb+SO42--2e-=PbSO4。【點(diǎn)睛】本題考查了原電池工作原理，要會根據(jù)電池反應(yīng)及元素化合價(jià)變化判斷電池的正負(fù)極，并書寫正負(fù)極電極反應(yīng)式。注意：負(fù)極上生成難溶性的硫酸鉛導(dǎo)致負(fù)極質(zhì)量增加，正極上也產(chǎn)生難溶性的硫酸鉛導(dǎo)致正極質(zhì)量也增加，而溶液的酸性會減弱。2．A、B、C、D、E、F是中學(xué)化學(xué)中常見的六種短周期元素，有關(guān)位置及信息如下：A的氣態(tài)氫化物能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；C單質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室一般保存在煤油中；F的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物既能和酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng)，G單質(zhì)是日常生活中用量最大的金屬，易被腐蝕。請回答下列問題：（1）A元素在周期表中的位置是____________。（2）A與B可組成質(zhì)量比為7:16的三原子分子，該分子釋放在空氣中可能引起的環(huán)境問題有：（任寫一種）。__________________；（3）同溫同壓下，將aLA氫化物的氣體和bLD的氫化物氣體通入水中，若a=b，則所得溶液的pH__7(填“>"或“<”或“=”），若使所得溶液pH=7，則a_________b(填“>"或“<”或“=”）。（4）寫出F的單質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：____________________。（5）已知一定量的E單質(zhì)能在B2(g）中燃燒，其可能的產(chǎn)物及能量關(guān)系如下左圖所示：請寫出一定條件下EB2(g）與E（s）反應(yīng)生成EB(g）的熱化學(xué)方程式__________________。（6）若在D與G組成的某種化合物的溶液甲中，加入銅片，溶液會慢慢變?yōu)樗{(lán)色，依據(jù)產(chǎn)生該現(xiàn)象的反應(yīng)原理，所設(shè)計(jì)的原電池如上右圖所示，其反應(yīng)中正極反應(yīng)式為______________。某同學(xué)假設(shè)正極產(chǎn)物是Fe2+，請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該假設(shè)___________________?！敬鸢浮康诙芷诘赩A族酸雨（或光化學(xué)煙霧）＜＞2Al+2OH-+2H2O＝2AlO2-+3H2↑CO2(g）+C(s）＝2CO(g）△H＝+172.5kJ/mol或1/2CO2(g）+1/2C(s）＝CO(g）△H＝+86.25kJ/molFe3++e－＝Fe2+滴加酸性高錳酸鉀溶液（或鐵氰化鉀溶液），若溶液紫色褪去（或產(chǎn)生藍(lán)色沉淀），則產(chǎn)品中含有Fe2+【解析】【分析】【詳解】A的氣態(tài)氫化物能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，則A是N元素；C單質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室一般保存在煤油中，所以C是Na元素；F的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，F(xiàn)是Al元素，G單質(zhì)是日常生活中用量最大的金屬，易被腐蝕，則G是Fe元素。其余E是C元素，B是O元素，D是Cl元素。（1）N元素在周期表中的位置是第二周期第VA族；（2）N與O可組成質(zhì)量比為7:16的三原子分子，該分子的化學(xué)式是NO2，該分子釋放在空氣中可能引起的酸雨問題；（3）aLA氫化物的氣體和bLD的氫化物氣體通入水中，若a=b，則二者恰好反應(yīng)生成氯化銨，溶液呈酸性，pH＜7。如果使溶液的pH=7，呈中性，所以氨氣稍過量，a＞b；（4）Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，離子方程式為2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑；（5）由圖可知，1molC(s）與氧氣反應(yīng)生成1molCO氣體放出的熱量是393.5kJ-283kJ=110.5kJ，1molC(s）與氧氣完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w放出393.5kJ的熱量，根據(jù)蓋斯定律，所以EB2(g）與E（s）反應(yīng)生成EB(g）的熱化學(xué)方程式為CO2(g）+C(s）＝2CO(g）△H=（-110.5kJ/mol）×2-(-393.5kJ/mol）＝+172.5kJ/mol；（6）Cu與氯化鐵溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅，溶液逐漸變?yōu)樗{(lán)色，Cu作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，則正極反應(yīng)是鐵離子得電子生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe3++e－=Fe2+。亞鐵離子具有還原性，所以檢驗(yàn)亞鐵離子的實(shí)驗(yàn)方法是滴加酸性高錳酸鉀溶液（或鐵氰化鉀溶液），若溶液紫色褪去（或產(chǎn)生藍(lán)色沉淀），則產(chǎn)品中含有Fe2+。3．甲醇（CH3OH）是一種無色有刺激性氣味的液體，在生活中有重要用途，同時也是一種重要的化工原料。（1）甲醇燃料電池是目前開發(fā)最成功的燃料電池之一，這種燃料電池由甲醇、空氣、KOH溶液（電解質(zhì)溶液）構(gòu)成，則下列說法正確的是___。（已知甲醇在空氣中燃燒生成CO2和H2O）A．電池放電時通入空氣的電極為負(fù)極B．電池放電時負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-=CO2↑+2H2OC．電池放電時，電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減弱D．電池放電時每消耗6.4gCH3OH轉(zhuǎn)移1.2mol電子（2）寫出甲醇燃料電池在酸性條件下負(fù)極的電極反應(yīng)式：___?！敬鸢浮緾DCH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+【解析】【分析】【詳解】(1)A.通甲醇的電極為負(fù)極，通空氣的電極為正極，A項(xiàng)錯誤；B.在堿性電解質(zhì)溶液中負(fù)極的電極反應(yīng)式為，B項(xiàng)錯誤；C.在放電過程中，OH-參與電極反應(yīng)，不斷被消耗，導(dǎo)致電解質(zhì)溶液堿性減弱，C項(xiàng)正確；D.電池放電時每消耗6.4gCH3OH，即0.2molCH3OH，轉(zhuǎn)移電子數(shù)，D項(xiàng)正確；故答案選CD；(2)甲醇燃料電池中，在酸性條件下甲醇在負(fù)極失電子生成CO2，電極反應(yīng)式為CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+，故答案為：CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。4．Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為4Li＋2SOCl2＝4LiCl＋S＋SO2。請回答下列問題：(1)電池的負(fù)極材料為_____，發(fā)生的電極反應(yīng)為______________。(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為_______________?！敬鸢浮縇i4Li－4e－＝4Li＋2SOCl2＋4e－＝4Cl－＋S＋SO2【解析】【分析】(1)原電池中，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的極是負(fù)極，該極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；(2)原電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)?！驹斀狻?1)該原電池中鋰的活潑性大于碳的，所以鋰作負(fù)極，負(fù)極上Li失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)4Li－4e－＝4Li＋；(2)正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)方程式知，SOCl2得電子生成Cl-、S、SO2，電極方程式為2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2。5．微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中應(yīng)用廣泛。有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，總反應(yīng)是Zn＋Ag2O＝ZnO＋2Ag。請回答下列問題。(1)該電池屬于_________電池(填“一次”或“二次”)。(2)負(fù)極是_________，電極反應(yīng)式是__________________________。(3)使用時，正極區(qū)的pH_________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(4)事實(shí)證明，能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是_____。(填字母)A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>0B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)△H<0C．2CO(g)+O2(g)=2CO2(1)△H<0(5)以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)一個原電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________。【答案】一次ZnZn-2e-+2OH-=ZnO+H2O增大CCO－2e－+4OH－=CO32－+2H2O【解析】【分析】（1）紐扣電池為一次電池；（2）根據(jù)電池的總反應(yīng)可知Zn為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag2O為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析作答；（3）根據(jù)電池的總反應(yīng)可知，Ag2O為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)電極反應(yīng)確定c(OH-)的變化以判斷pH的變化；（4）可設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)應(yīng)為氧化還原反應(yīng)；（5）燃料電池中，負(fù)極通入燃料，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極通入氧化劑，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此作答?！驹斀狻浚?）紐扣電池為一次電池；（2）根據(jù)電池的總反應(yīng)可知Zn為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O；（3）根據(jù)電池的總反應(yīng)可知，Ag2O為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，使用時，c(OH-)增大，因此正極區(qū)的pH逐漸增大；（4）A.能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，由于反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)是氧化還原反應(yīng)，但該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因而不能設(shè)計(jì)成原電池，A項(xiàng)錯誤；B.反應(yīng)NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)為復(fù)分解反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池，B項(xiàng)錯誤；C.反應(yīng)2CO(g)+O2(g)=2CO2(1)為氧化還原反應(yīng)，且該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可設(shè)計(jì)成原電池，C項(xiàng)正確；答案選C。（5）燃料電池中，負(fù)極通入燃料，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為CO-2e－+4OH－=CO32-+2H2O?！军c(diǎn)睛】設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源的過程為：6．A、B、C三個燒杯中分別盛有相同物質(zhì)的量濃度的稀硫酸。（1）A中反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。（2）B中Fe極為_______極，電極反應(yīng)式為_______________________。C中Fe極為_______極，電極反應(yīng)式為__________________________，電子從_______極流出（填“Zn”或“Fe”）。（3）比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是___________________?！敬鸢浮縁e＋2H＋=Fe2+H2↑負(fù)極Fe－2e－=Fe2+正極2H＋＋2e－=H2↑ZnB>A>C【解析】【分析】已知金屬活動性：Zn＞Fe＞Sn，則A發(fā)生化學(xué)腐蝕，鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕，C中Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，F(xiàn)e被保護(hù)，以此解答?！驹斀狻?1)鐵與硫酸反應(yīng)的離子方程式為：Fe+2H+=Fe2++H2↑；(2)Fe比Sn活潑，則B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，負(fù)極發(fā)生Fe－2e－=Fe2+；Zn比Fe活潑，則C中Fe為正極，Zn為負(fù)極，正極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑，電子從負(fù)極即Zn極流出；(3)A發(fā)生化學(xué)腐蝕；B中Fe為負(fù)極，Sn為正極，F(xiàn)e被腐蝕；C中Zn為負(fù)極，F(xiàn)e為正極，F(xiàn)e被保護(hù)，Zn被腐蝕，則A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是B＞A＞C，。7．Ⅰ．鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作印刷電路銅版腐蝕劑和外傷止血劑等。(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路板的離子方程式_________________。(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式。________負(fù)極反應(yīng)：_________________；正極反應(yīng)：_________________．Ⅱ．寫出甲烷燃料電池在酸性溶液中的電極反應(yīng)和總電池反應(yīng)：正極：________________________________________________；負(fù)極：_________________________________________________；總反應(yīng)：_______________________________________________?！敬鸢浮?Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋Cu-2e-==Cu2+2Fe3++2e-==2Fe2+2O2+8e-+8H+==4H2OCH4-8e-+2H2O==CO2+8H+CH4+2O2==CO2+2H2O【解析】【分析】Ⅰ．(1)FeCl3溶液腐蝕印刷電路板時，F(xiàn)e3+將Cu氧化生成Fe2+和Cu2+。(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則需用Cu、C(或Ag、Au、Pt等)作電極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)。負(fù)極為Cu失電子生成Cu2+；正極為Fe3+得電子生成Fe2+。Ⅱ．正極：O2在酸性溶液中得電子，生成水；負(fù)極：CH4在酸性溶液中失電子生成CO2等；總反應(yīng)：甲烷燃燒生成二氧化碳和水?！驹斀狻竣瘢?1)FeCl3溶液腐蝕印刷電路板時，F(xiàn)e3+將Cu氧化生成Fe2+和Cu2+，離子方程式為2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋。答案為：2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋；(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則需用Cu、C(或Ag、Au、Pt等)作電極，F(xiàn)eCl3溶液作電解質(zhì)。負(fù)極反應(yīng)：Cu-2e-==Cu2+；正極反應(yīng)：2Fe3++2e-==2Fe2+。答案為：Cu-2e-==Cu2+；2Fe3++2e-==2Fe2+；Ⅱ．正極：O2在酸性溶液中得電子生成水，電極反應(yīng)為2O2+8e-+8H+==4H2O；負(fù)極：CH4在酸性溶液中失電子生成CO2等，電極反應(yīng)為CH4-8e-+2H2O==CO2+8H+；總反應(yīng)：甲烷燃燒生成二氧化碳和水，總反應(yīng)式為CH4+2O2==CO2+2H2O。答案為：2O2+8e-+8H+==4H2O；CH4-8e-+2H2O==CO2+8H+；CH4+2O2==CO2+2H2O?！军c(diǎn)睛】設(shè)計(jì)原電池時，應(yīng)從電池反應(yīng)出發(fā)，電池反應(yīng)中失電子的物質(zhì)即為負(fù)極材料，得電子的物質(zhì)為電解質(zhì)中的某成分，從電池反應(yīng)中不能得出正極材料，但此材料必須導(dǎo)電，且還原性弱于負(fù)極材料。8．用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，構(gòu)成了原電池，工作一段時間，鋅片的質(zhì)量減少了3.25g，銅表面析出了氫氣______________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。導(dǎo)線中通過________mol電子?！敬鸢浮?.120.1【解析】【分析】用鋅片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，構(gòu)成了原電池，鋅為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn-2e-=Zn2+；銅為正極，電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑；根據(jù)兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相等計(jì)算?！驹斀狻坑娩\片、銅片連接后浸入稀硫酸溶液中，構(gòu)成了原電池，鋅為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn-2e-=Zn2+，銅為正極，電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑，鋅片的質(zhì)量減少了3.25g，則物質(zhì)的量為=0.05mol，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為n（e-）=2n（Zn）=2n（H2）=2×0.05mol=0.1mol，則：V（H2）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故答案為：1.12；0.1。9．拆開1mol共價(jià)鍵所需吸收的能量如下表：共價(jià)鍵H－HN≡NN－H吸收的能量/kJ436946391(1)1molN2完全反應(yīng)為NH3_____(填：吸收或放出)_____kJ能量(2)事實(shí)上，將1molN2和3molH2放在反應(yīng)容器中，使它們充分反應(yīng)，反應(yīng)的熱量變化總小于計(jì)算值，原因是______________________________。【答案】放出92該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，充分反應(yīng)的最終結(jié)果是達(dá)到最大限度(既化學(xué)平衡狀態(tài))，因此放出的熱量總是小于理論計(jì)算值【解析】【分析】(1)化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，根據(jù)方程式分別計(jì)算斷鍵吸收和成鍵放出的能量，以此計(jì)算反應(yīng)熱并判斷吸熱還是放熱；(2)從可逆反應(yīng)的特征分析。【詳解】(1)在反應(yīng)N2+3H2?2NH3中，1molN2完全反應(yīng)為NH3，斷裂3molH-H鍵、1molN三N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2molNH3，共形成6molN-H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為：2346kJ-2254kJ=92kJ；(2)該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能完全轉(zhuǎn)化，將1molN2和3molH2放在反應(yīng)容器中，使它們充分反應(yīng)，生成NH3的小于2mol，放出的熱量小于92kJ。10．1g葡萄糖（C6H12O6）完全氧化放出16.7kJ的熱量，則1mol葡萄糖完全氧化能放出_________的熱量。【答案】3006kJ【解析】【分析】1g葡萄糖完全氧化，放出約16.7kJ的能量，1mol葡萄糖的質(zhì)量為180g，據(jù)此分析計(jì)算?！驹斀狻?g葡萄糖完全氧化，放出約16.7kJ的能量，所以1mol葡萄糖完全氧化，放出的能量是16.7kJ×180=3006kJ，故答案為：3006kJ。11．?dāng)嚅_1molH－H鍵、1molN－H鍵、1molN≡N鍵分別需要吸收的能量為436kJ、391kJ、946kJ，求：生成1molNH3需要___（填“吸收”或“放出”）能量___kJ?！敬鸢浮糠懦?6【解析】【分析】化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成新化學(xué)鍵放出能量，根據(jù)方程式計(jì)算，化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，反之吸熱，以此計(jì)算反應(yīng)熱并判斷吸熱還是放熱?！驹斀狻坎?molH-H鍵、1molN≡N、1molN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ，在反應(yīng)N2+3H22NH3中，斷裂3molH-H鍵，1molN≡N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ；生成2molNH3，共形成6molN-H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ；吸收的能量少，放出的能量多，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為：2346kJ-2254kJ=92kJ，所以生成1molNH3放出熱量為46kJ；故答案為：放出；46。12．如圖所示，是原電池的裝置圖。請回答：（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_____________；反應(yīng)進(jìn)行一段時間后溶液C的pH將_____（填“升高”“降低”或“基本不變”）。（2）若需將反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池裝置，則A（負(fù)極）極材料為____，B（正極）極材料為______，溶液C為_______。（3）CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下：電池總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，則c電極是____（填“正極”或“負(fù)極”），c電極的反應(yīng)方程式為______________。若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_____?！敬鸢浮?H＋＋2e－=H2↑升高Cu石墨FeCl3溶液負(fù)極CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋11.2L【解析】【分析】【詳解】（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B極電極材料為Fe且作負(fù)極，A電極為正極，電極材料為較鐵不活潑的金屬或非金屬，發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)方程式為：2H＋＋2e－=H2↑；由原電池的總反應(yīng)可知，反應(yīng)一段時間后，溶液C的pH升高，答案為：2H＋＋2e－=H2↑；升高；（2）分析反應(yīng)Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，將其拆分為兩個半反應(yīng)，分別為：Cu-2e－=Cu2+，2Fe3++2e－=2Fe2+，根據(jù)原電池原理，可知負(fù)極電極反應(yīng)式為：Cu-2e－=Cu2+，正極的電極反應(yīng)式為：2Fe3++2e－=2Fe2+，正負(fù)極材料分別為：負(fù)極為Cu，正極為石墨（或Pt），含F(xiàn)e3+的溶液（如FeCl3溶液）作電解質(zhì)溶液，用導(dǎo)線連接正、負(fù)極，構(gòu)成閉合回路即可構(gòu)成原電池。答案為：Cu；石墨；FeCl3溶液；（3）根據(jù)燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖中電子流向可知，c電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)方程式為：CH3OH-6e－+H2O=CO2+6H+，電極d為正極，O2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為：4H++4e－+O2=2H2O；1mol氧氣在反應(yīng)中得到4mol電子，若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則消耗氧氣0.5mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為，答案為：負(fù)極；CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋；11.5L。13．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理的相關(guān)問題，其中乙裝置中X為離子交換膜。請按要求回答相關(guān)問題：（1）甲烷燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式是：_____。（2）乙中X是交換膜，工作一段時間后若要恢復(fù)成原溶液，應(yīng)_____。（3）欲用丙裝置給銅鍍銀，b應(yīng)是_____（填化學(xué)式）。（4）若乙池中的飽和氯化鈉溶液換成一定量CuSO4溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，則電解過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_____mol。（忽略溶液體積的變化）（5）通過膜電池可除去廢水中的乙酸鈉和對氯苯酚（），其原理如圖所示，A極的電極反應(yīng)為____。（6）化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起十分重要的作用，電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽污染，電化學(xué)降解NO3-的原理如圖所示。①Ag-Pt電極上的電極反應(yīng)式為_____。②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左-Δm右)為___g?！敬鸢浮緾H4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O陽離子通入一定量HCl氣體Ag0.4+H++2e-→Cl-+2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O14.4g【解析】【分析】(1)甲烷燃料電池負(fù)極上CH4失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性條件下產(chǎn)物為碳酸鉀；(2)燃料電池通氧氣的極為正極，則乙中電解池的陰極為Fe、陽極為C，電解產(chǎn)物為H2、Cl2和NaOH；(3)丙為電鍍池，其中b為陽極，a為陰極，現(xiàn)銅鍍銀，則應(yīng)選擇Ag為陽極，Cu為陰極；(4)用C為陽極電解CuSO4溶液，加入0.1molCu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，發(fā)生如下電解：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O2H2↑+O2↑，再根據(jù)“析出什么加入什么”的原則分析；(5)原電池中陽離子移向正極，根據(jù)原電池中氫離子的移動方向可知A為正極，正極有氫離子參與反應(yīng)；(6)由題給原理圖可知，Ag-Pt電極上NO3-發(fā)生還原反應(yīng)生成N2，則Ag-Pt電極為陰極，則B為負(fù)極，A為電源正極，Pt電極為電解池的陽極，電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=4H++O2↑，據(jù)此計(jì)算膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差?！驹斀狻?1)甲烷燃料電池負(fù)極上CH4失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性條件下產(chǎn)物為碳酸鉀，則負(fù)極電極反應(yīng)式是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；(2)燃料電池通氧氣的極為正極，則乙中電解池的陰極為Fe、陽極為C，電解產(chǎn)物為H2、Cl2和NaOH，工作一段時間后若要恢復(fù)成原溶液，應(yīng)通入適量HCl氣體，恰好完全中和NaOH即可；(3)丙為電鍍池，其中b為陽極，a為陰極，現(xiàn)銅鍍銀，則應(yīng)選擇Ag為陽極，Cu為陰極，即b極材料是Ag；(4)乙池加入0.1molCu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，發(fā)生如下電解：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4、2H2O2H2↑+O2↑，Cu(OH)2從組成上可看成CuO?H2O，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則知，析出的物質(zhì)是氧化銅和水，則陰極上析出氫氣和銅，生成0.1mol銅轉(zhuǎn)移電子=0.1mol×2mol=0.2mol，根據(jù)原子守恒知，生成0.1mol水需要0.1mol氫氣，生成0.1mol氫氣轉(zhuǎn)移電子=0.1mol×2mol=0.2mol，所以電解過程中共轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4mol；(5)A為正極，正極有氫離子參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為+H++2e-→Cl-+；(6)①由題給原理圖知，Ag-Pt電極上NO3-發(fā)生還原反應(yīng)，酸性介質(zhì)中，電極反應(yīng)式為：2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O；②A為電源正極，Pt電極為電解池的陽極，電極反應(yīng)式為：2H2O-4e-=4H++O2↑，轉(zhuǎn)移2mol電子時，陽極區(qū)消耗1mol水，產(chǎn)生2molH+進(jìn)入陰極室，陽極室質(zhì)量減少18g；電極反應(yīng)式為2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，陰極室中放出0.2molN2(即5.6g)，同時有2molH+(即2g)進(jìn)入陰極室，因此陰極室質(zhì)量減少5.6g-2g=3.6g，故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(△m左-△m右)=14.4g。14．從能量的變化和反應(yīng)的快慢等角度研究反應(yīng)：。（1）為了加快正反應(yīng)速率，可以采取的措施有________（填序號，下同）。A．使用催化劑B．適當(dāng)提高氧氣的濃度C．適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度D．適當(dāng)降低反應(yīng)的溫度（2）已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，下圖能正確表示該反應(yīng)中能量變化的是________。（3）從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應(yīng)中能量的變化。（資料）①鍵能：拆開1mol化學(xué)鍵需要吸收的能量，或是形成1mol化學(xué)鍵所放出的能量稱為鍵能。②化學(xué)鍵的鍵能：化學(xué)鍵H—HO＝OH—O鍵能436496463請?zhí)顚懕恚夯瘜W(xué)鍵填“吸收熱量”或“放出熱量”能量變化拆開化學(xué)鍵中的化學(xué)鍵__________中的化學(xué)鍵__________形成化學(xué)鍵鍵__________總能量變化__________（4）氫氧燃料電池的總反應(yīng)方程式為。其中，氫氣在________（填“正”或“負(fù)”）極發(fā)生________反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）。電路中每轉(zhuǎn)移0．2mol電子，標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗H2的體積是__________________L。【答案】ABCA吸收熱量872吸收熱量496放出熱量1852放出熱量484負(fù)氧化2.24【解析】【分析】【詳解】（1）常用的加快化學(xué)反應(yīng)速率的方法是：升高溫度，加入正催化劑，增大反應(yīng)物濃度，增大壓強(qiáng)（濃度也增大）等，故選ABC；（2）反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，稱為放熱反應(yīng)。氫氣的燃燒反應(yīng)屬于典型的放熱反應(yīng)，所以能正確表示反應(yīng)能量變化的是A；（3）拆開1mol化學(xué)鍵需要吸收的能量，或是形成1mol化學(xué)鍵所放出的能量稱為鍵能。反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂，吸收能量，生成物形成化學(xué)鍵，釋放能量，吸收的總能量減去釋放的總能量為該反應(yīng)的能量變化，若為負(fù)值，則為放熱反應(yīng)，反之為吸熱反應(yīng)。則拆開中的化學(xué)鍵436×2=872，拆開中的化學(xué)鍵496，共吸收1368，形成鍵，放出463×4=1852，反應(yīng)的總能量變化為放出484；（4）氫氧燃料電池中，氫氣作負(fù)極反應(yīng)物發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣作正極反應(yīng)物發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)式，每有2molH2參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子4mol電子，故每轉(zhuǎn)移0．2mol電子，參與反應(yīng)的氫氣為0.1molH2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L?！军c(diǎn)睛】反應(yīng)熱的計(jì)算：1.生成物總能量-反應(yīng)物總能量；2.反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能。燃料電池注意升失氧化，負(fù)極氧化（負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)），燃料做負(fù)極反應(yīng)物，空氣或者氧氣作正極反應(yīng)物。15．I.某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng):2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O。設(shè)計(jì)如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1mol·L－1，溶液的體積均為200mL，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液?；卮鹣铝袉栴}：(1)此原電池的正極是石墨________(填“a”或“b”)，發(fā)生________反應(yīng)。(2)電池工作時，鹽橋中的SO42－移向________(填“甲”或“乙”)燒杯。(3)兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為甲_____________________；乙____________________。(4)若不考慮溶液的體積變化，MnSO4濃度變?yōu)?.5mol·L－1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為________mol。Ⅱ.次磷酸鈷(II)[Co(H2PO2)2]廣泛用于化學(xué)鍍鈷，以金屬鈷和次磷酸鈉為原料，采用四室電滲析槽電解法制備，原理如圖。(5)A、B、C均為離子交換膜，其中為陽離子交換膜的是____________。(6)陽極的電極反應(yīng)式為________________。(7)電解一段時間后，陰極室溶液的pH______(填“增大”“減小”或“不變”)。(8)用Co(H2PO2)2溶液化學(xué)鍍鈷是在強(qiáng)堿性條件下通過發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的同時會生成HPO32－，其