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第I卷 选择题（共48分）
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意)
1.在如图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( )
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流淌，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
答案 B
解析 本题考查原电池的基本学问，难度不大，但概念简洁混淆。由图可看出电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活泼性a>b(碳棒)，所以a为电池的负极，b为正极。电极反应式：
a(负)极：a－ne－===an＋(氧化反应)
b(正)极：nH＋＋ne－===H2(还原反应)
由于正极放电消耗H＋，溶液中c(H＋)减小，pH增大，在外电路中，电子由a极流出经电流计A流向b极。
2．可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是( )
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应式都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应式为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
答案 A
解析 B项，以NaOH溶液为电解液时，不应生成Al(OH)3沉淀，而应生成AlO；C项，电解液的pH应减小；D项，电子通过外电路从负极流向正极。
3．为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同的细金属丝将三根大小相同的一般铁钉分别固定在如图所示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对试验结果的描述不正确的是( )
A．试验结束时，装置甲左侧的液面肯定会下降
B．试验结束时，装置甲左侧的液面肯定比装置乙的低
C．试验结束时，铁钉b腐蚀最严峻
D．试验结束时，铁钉c几乎没有被腐蚀
答案 B
解析 甲中发生化学腐蚀：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；乙中发生析氢腐蚀，Cu为正极，铁钉为负极；丙中不被腐蚀，由于浓H2SO4对铁产生钝化作用。
4．近来科学家研制了一种新型的乙醇电池(DEFC)，它用磺酸类质子作溶剂，在200℃左右时供电，乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更加平安。电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，下列说法不正确的是( )
A．C2H5OH在电池的负极上参与反应
B．1 mol乙醇被氧化转移6 mol电子
C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D．电池正极的电极反应为 4H＋＋O2＋4e－===2H2O
答案 B
解析 电极反应，正极：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O，负极：C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋，所以1 mol乙醇在负极被氧化时转移电子12 mol，外电路中电子沿导线由负极流向正极。
5．已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH＝＋Q1 kJ·mol－1。室温下，若1 mol无水硫酸铜溶解为溶液放热Q2 kJ，则( )
A．Q1>Q2 B．Q1＝Q2 C．Q1<Q2 D．无法比较
答案 A
解析 依据盖斯定律，可设计下列分步反应：
依题意，胆矾溶于水时，溶液温度降低，说明该反应为吸热反应，ΔH总>0。ΔH＝Q1，ΔH′＝－Q2。由盖斯定律ΔH总＝ΔH＋ΔH′＝Q1＋(－Q2)>0，则Q1>Q2。
6．如下图所示，下列叙述正确的是( )
A．Y为阴极，发生还原反应 B．X为正极，发生氧化反应
C．Y与滤纸接触处有氧气生成 D．X与滤纸接触处变红
答案 A
解析 依据图示的装置可以得出左侧的装置为原电池，右侧的装置为电解池。依据原电池的构成规律：Zn为负极，Cu为正极，则X为阳极发生氧化反应Cu－2e－===Cu2＋，Y为阴极发生还原反应2H＋＋2e－===H2↑。由于在Y电极四周H＋的浓度减小，将使H2OH＋＋OH－平衡向右移动，移动的结果是c(OH－)>c(H＋)，显碱性，所以Y电极四周变红色。
7．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是( )
A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物，可用于水的净化
B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁
答案 D
解析 A项，Al3＋水解可得Al(OH)3胶体，起净水作用；B项，镶入锌块，相当于牺牲阳极的阴极爱护法；C项，利用了MgO熔点高的性质；D项，电解MgCl2饱和溶液最终会得到Mg(OH)2而非Mg。
8．下列有关电化学的图示，完全正确的是( )
答案 A
解析 在Cu－Zn—稀硫酸形成的原电池中，锌失电子作负极，在正极(铜电极)生成H2，故A对；电解精炼铜时应当以粗铜作阳极，所以B错；铁片镀锌应当以锌作阳极，所以C错；D中碳棒作阳极，在该极产生Cl2，用KI淀粉溶液进行检验，铁棒作阴极，在阴极区产生H2，可以用小试管收集并进行检验，所以D错。
9．已知：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.8 kJ·mol－1
现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2L(标准状况)，经完全燃烧后放出的总热量为710.0 kJ，并生成18 g液态水，则燃烧前混合气体中CO的体积分数为( )
A．80% B．50% C．60% D．20%
答案 B
解析 依据生成18 g液态H2O知混合气体中含1 mol H2，该反应产生的热量为 kJ＝285.8 kJ。CO燃烧放出的热量为710.0 kJ－285.8 kJ＝424.2 kJ，则CO的物质的量为n(CO)＝＝1.5 mol，V(CO)%＝×100%＝50%。
10．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质溶液的燃料电池中发电，电池负极反应式为( )
A．H2＋2OH－－2e－===2H2O B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．H2－2e－===2H＋ D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－
答案 C
解析 依据题给信息，该燃料电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O；电解液为酸性溶液，电极反应式中不能消灭OH－，A错误。又由于燃料电池中负极通入氢气，正极通入氧气，B、D错误。
11．用石墨作电极电解1 mol·L－1的 CuSO4溶液，当c(Cu2＋)为0.5 mol·L－1时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态( )
A．CuSO4 B．CuO C．Cu(OH)2 D．CuSO4·5H2O
答案 B
解析 电解过程中的反应式为
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，
阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu。
总反应式为2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑。
由以上反应可知，电解使2 mol CuSO4和2 mol H2O变成了2 mol H2SO4，同时析出铜，放出O2，溶液中每生成2 mol Cu，则放出1 mol O2，故需补充CuO。
12．已知反应：①101 kPa时，C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH1＝－110.5 kJ·mol－1
②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1
下列结论正确的是( )
A．若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3＜ΔH1
B．若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3＞ΔH1
C．浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出的热量为57.3 kJ
答案 A
解析 反应①中碳未完全燃烧，其放出的热量小于碳完全燃烧时放出的热量，放出热量越多，ΔH越小，即ΔH3＜ΔH1，A项正确；浓H2SO4稀释要放热，故C项反应的反应热比57.3 kJ·mol－1大；D项中醋酸为弱酸，电离吸热，故D项反应生成1 mol水放出热量小于57.3 kJ。
13．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是( )
A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转化为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更简洁腐蚀
答案 A
解析 由原电池反应式知：负极为Fe－2e－===Fe2＋，正极为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以A对、B错；原电池是将化学能转化为电能的装置，C错；依据原电池原理，钢柱在空气与水交界处更简洁腐蚀，D错。
14．以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式：
C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1 300 kJ·mol－1的说法中，正确的是( )
A．当有10NA个电子转移时，该反应放出1 300 kJ的能量
B．当有1NA个水分子生成且为液体时，吸取1 300 kJ的能量
C．当有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1 300 kJ的能量
D．当有10NA个碳氧共用电子对生成时，放出1 300 kJ的能量
答案 A
解析 本题综合考查了阿伏加德罗常数和反应热的学问。
C2H2(g)＋O10e－2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1 300 kJ·mol－1
当有10 mol e－转移时，生成1 mol液态水，生成2 mol CO2(O===C===O)，其中含8 mol碳氧共用电子对，放出1 300 kJ的能量。
15．关于下图所示装置的推断，叙述正确的是( )
A．左边的装置是电解池，右边的装置是原电池
B．该装置中铜为正极，锌为负极
C．当铜片的质量变化为12.8 g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为2.24 L
D．装置中的电子流向是：a→Cu→经过CuSO4溶液→Zn→b
答案 C
解析 依据图中所给的信息，我们可以推断出左边是氢氧燃料电池，右边是电解池，故A项错误；依据入口处所标的氧气和氢气的位置，可以知道a作正极，b作负极；并且Zn和b相连，所以是阴极，而Cu是阳极，故B项错误；Cu片上的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，当铜片的质量变化为12.8g时，电路中转移的电子的物质的量为n(e－)＝2n(Cu2＋)＝2×＝0.4 mol。a极上的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，由于各个电极转移的电子的物质的量相等，所以a极上消耗氧气的体积V(O2)＝22.4L·mol－1×n(O2)＝22.4 L·mol－1×＝2.24 L，故C项正确。
16．将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1 L(密度为1.06 g·cm3)用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数转变了0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是( )
NaOH的质量分数
阳极析出物的质量/g
阴极析出物的质量/g
A
6.2%
19
152
B
6.2%
152
19
C
4.2%
1.2
9.4
D
4.2%
9.4
1.2
答案 B
解析 这是一道电解的简洁计算题，电解NaOH溶液，本质上是电解水，阳极产物是O2，阴极产物是H2，溶液浓度不断增大，依据数据分析B选项符合题意。
第II卷 非选择题（共52分）
二、非选择题(本题包括6小题，共52分)
17．(7分)某学习小组设计以下试验，探究化学反应中的热效应，把试管放入盛有25 ℃的饱和石灰水的烧杯中，试管中开头放入几小块镁片，再用滴管向其中滴加5 mL盐酸。试回答下列问题：
(1)试验中观看到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)产生上述现象的缘由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(4)由试验推知，MgCl2和H2的总能量______(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
(5)假如将本题中“25 ℃的饱和石灰水”换成“20 ℃碳酸饮料”进行试验探究，试验中观看到的另一现象是______________________________________________________，
其缘由是____________________________________________________________。
答案 (1)试管中镁片渐渐溶解，并有气体产生，烧杯中石灰水变浑浊
(2)镁与稀盐酸反应是放热反应，该反应放出的热量使石灰水温度上升，Ca(OH)2的溶解度随温度的上升而减小，故变浑浊
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(4)小于
(5)烧杯中液体放出气泡的速率渐渐加快 气体的溶解度随着温度的上升而减小
解析 镁与盐酸反应是放热反应，镁与盐酸反应产生的热量使石灰水的温度上升，Ca(OH)2的溶解度随温度的上升而减小，气体的溶解度也随温度的上升而减小。
18．(9分)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为________极；
②电极b上发生的电极反应为__________________________________________；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：________L；
④电极c的质量变化是__________g；
⑤电解前后各溶液的pH是否发生变化：
甲溶液________________；乙溶液________________；丙溶液________________；
(2)假如电解过程中铜全部析出，此时电解能否连续进行，为什么？
答案 (1)①正 ②4OH－－4e－===2H2O ＋ O2↑
③2.8 ④16 ⑤pH增大 pH减小 pH不变
(2)能连续进行，由于CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。
解析 (1)①乙中c电极质量增加，则c处发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，即c处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中电解液为K2SO4溶液，相当于电解水，设电解的水的质量为x g。由电解前后溶质质量相等有，100×10%＝(100－x)×
10.47%，得x＝4.5 g，故电解的水为0.25 mol。由方程式2H2O2H2↑＋O2↑可知，电解
2 mol H2O，转移4 mol电子，所以整个反应中转移了0.5 mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移的电子数是相等的。②甲中为NaOH溶液，相当于电解水，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。③转移0.5 mol电子，则生成O2为 mol＝0.125 mol，标况下的体积为0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.8 L。④Cu2＋＋2e－===Cu，转移0.5 mol电子，则生成的m(Cu)＝0.5/2 mol×64 g·mol－1＝16 g。⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。(2)铜全部析出，可以连续电解H2SO4溶液，有电解液即可电解。
19．(8分)已知下列热化学方程式：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
③C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
④C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
回答下列各问题：
(1)上述反应中属于放热反应的是__________________________________________。
(2)H2的燃烧热为________；C的燃烧热为________。
(3)燃烧10 g H2生成液态水，放出的热量为________。
(4)CO的燃烧热为________；其热化学方程式为______________。
答案 (1)①②③④ (2)－285.8 kJ·mol－1 －393.5 kJ·mol－1 (3)1 429.0 kJ (4)－283.0 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
解析 (1)全部燃烧均为放热反应，①②③④均为放热反应。
(2)燃烧热为1 mol纯可燃物生成稳定氧化物时放出的热量，H2的燃烧热为－285.8 kJ·mol－1，C的燃烧热为－393.5 kJ·mol－1。
(3)Q放＝×285.8 kJ·mol－1＝1 429.0 kJ。
(4)由④－③可得，CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ·mol－1＋110.5 kJ·mol－1＝－283.0 kJ·mol－1，其燃烧热为－283.0 kJ·mol－1。
20．(10分)为省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液(直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器用品)以奇妙的构思“接力”的方式，设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列试验。试填写下列空白：
(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜与锌不接触)，当心向烧杯中加入稀硫酸，观看到的现象是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
甲同学的设计思路是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙同学接着甲的试验，向烧杯中滴加________溶液，进而观看到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
乙同学推断出锌、铜金属活动性相对强弱，所依据的原理是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)丙同学使用直流电源、石墨电极组装好电解装置，向乙同学试验后的溶液中补充了必要的试剂(作为电解液)，反应在调控下随即开头，试验中有关的化学反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
获得的试验明显现象是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请你再单独设计一个简洁的试验(试剂、仪器自选)，探究和证明锌和铜的金属活动性的相对强弱(简要说明操作和现象)________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)锌片上有气泡产生，铜片上无气泡 锌能置换出酸中的氢而铜不能
(2)CuSO4 锌片上有红色物质析出，锌片上产生气泡的速率明显加快 活泼金属可把不活泼金属从其盐溶液中置换出来，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，Zn为负极
(3)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 阴极上有红色铜析出，阳极上有气泡产生
(4)分别取一小片铜片与锌片于两支试管中，向试管中分别加入少量的绿色FeCl2溶液，稍待片刻，放锌片的试管中溶液的绿色褪去，溶液近乎于无色，而放铜片的试管中溶液无变化
解析 比较金属活动性的强弱可以从以下几个角度分析：①与酸或水反应置换出氢的难易程度；②相互间的置换反应；③形成原电池时的电极反应；④电解时离子的放电挨次等。所以甲同学从铜、锌与稀硫酸反应有无氢气放出比较两者金属活动性的相对强弱，乙同学向烧杯中加入CuSO4溶液，锌置换出铜并构成锌铜原电池；丙同学在乙同学的基础上利用电解装置来比较铜和锌的金属性强弱，因Cu2＋的氧化性强于Zn2＋，故硫酸铜被电解；除了以上方案外，还可通过与同一氧化剂反应的现象来推断还原性的强弱，所以加入少量氯化亚铁溶液，依据反应的状况推断金属活动性强弱。
21．(10分)用下图装置进行电解试验(a、b、c、d均为铂电极)，供选择的有4组电解液，要满足下列要求：
组
A槽
B槽
1
NaOH
CuSO4
2
AgNO3
CuCl2
3
Na2SO4
AgNO3
4
NaCl
AgNO3
①工作一段时间后，A槽pH上升，B槽的pH下降；
②b、c两极上反应的离子的物质的量相等。
(1)应选择的电解质是上述四组中的第____组。
(2)该组电解过程中各电极上的电极反应为
a极： ________________________________________________________________，
b极： ________________________________________________________________，
c极： ________________________________________________________________，
d极： ________________________________________________________________。
(3)当b极上析出7.1 g电解产物时，a极上析出产物的质量为________ g；若B槽电解质溶液为500 mL，且忽视电解前后电解液的体积变化，则此时B槽中的c(H＋)比电解前增加了
________ mol·L－1。
答案 (1)4
(2)4H＋＋4e－===2H2↑
4Cl－－4e－===2Cl2↑
4Ag＋＋4e－===4Ag
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)0.2 0.4
解析 (1)先分析A、B两槽电解时溶液的pH变化：
A
B
1
增大
减小
2
减小
不明显
3
不变
减小
4
增大
减小
由此可知，符合条件①的有1、4。
再分析a、b、c、d四极上的放电离子，特殊留意b、c两极的反应：
级别
b极(阳)
c极(阴)
1
4OH－～O2
2Cu2＋～2Cu
4
2Cl－～Cl2
2Ag＋～2Ag
故符合要求②的只有第4组。
(2)第4组溶液电解时的电解反应：
a：4H＋＋4e－===2H2↑
b：4Cl－－4e－===2Cl2↑
c：4Ag＋＋4e－===4Ag
d：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)a、b、c、d四电极上得到的产物物质的量间的关系，可由电子守恒快速列出：
2H2～2Cl2～4Ag～O2～4e－
B槽中有1 mol OH－放电，即有1 mol H＋生成，或从溶液电荷守恒考虑，因NO不消耗，有1 mol Ag＋反应必有1 mol H＋生成。
设a极上析出x g H2，B槽c(H＋)增加了y mol·L－1
Cl2 ～ H2～2OH－～2Ag＋～2H＋
71 g 2 g 2 mol
7．1 g x g 0.5y
x＝0.2 g y＝0.4 mol·L－1。
22．(8分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应： _______________________________________________；
银片上发生的电极反应： ________________________________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：
①产生氢气的体积(标准状况)；
②通过导线的电量。(已知NA＝6.02×1023 mol－1，电子电量为1.60×10－19C)
答案 (1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)①4.48 L ②3.85×104 C
解析 (1)依据金属活动性分析得出锌片为负极，银片为正极，相应电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；2H＋ ＋2e－===H2↑。
(2)①锌片与银片总质量减轻，是因锌片与酸反应：
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑～转移2e－
65 g 22.4 L 2×6.02×1023
60 g－47 g V(H2) Q/1.60×10－19
得V(H2)＝4.48 L；Q＝3.85×104 C
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