第四章 化学反应与电能 单元测试 （答案）2022-2023化学高二上学期人教版（2019）选择性必修1考试试卷

第四章《化学反应与电能》单元检测题
一、单选题
1．化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是
A．用硫酸铁除去水中的悬浮物
B．明矾可用作净水剂和消毒剂
C．用纯碱溶液除油污，加热可提高去污能力
D．镀锡铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀
2．已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是
A．工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质
B．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态
C．化合物AE与CE含有相同类型的化学键
D．元素B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两之间均可发生化学反应
3．我国科学家利用Na2CO3和碳纳米管组装“无Na预填装”的Na-CO2二次电池(如下图所示)。b电极中的碳纳米管可作导体、反应物和CO2通道等。电池的总反应，下列关于该电池的说法不正确的是
A．不能用水配制电解液
B．电池组装后，在使用前必须先充电
C．放电时，电解液中的Na+向a电极移动
D．充电时，b极反应为2Na2CO3+C-4e-=4Na++3CO2↑
4．中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨(Cn)和中间相炭微粒球(MCMB)为电极，电解质溶液炉含有KPF6的有机溶液，其充电示意图如下。下列说法错误的是
A．放电时MCMB电极为负极
B．放电时K+往石墨电极方向移动
C．充电时，电子由电源负极出发通过有机溶液流向正极
D．充电时，阳极发生反应为
5．双极膜电渗析法固碳技术是将捕集的CO2转化为CaCO3而矿化封存，其工作原理如图所示。双极膜中间层中的H2O解离成H+和OH-，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法不正确的是
A．两个双极膜中间层中的H+均向左侧迁移
B．若碱室中比值增大，则有利于CO2的矿化封存
C．电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大
D．该技术中电解固碳总反应的离子方程式为：2Ca2++2CO2+4H2O2CaCO3↓+2H2↑+O2↑+4H+
6．银锌电池的放电反应为：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法错误的是
A．基态Zn2+的简化核外电子排布式：[Ar]3d10
B．负极为Zn，发生氧化反应
C．放电过程中，正极附近的pH下降
D．放电过程中，OH-向负极移动
7．利用 CH4燃料电池电解制备 Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2， 装置如图所示。下列说法正确的是
A．a 极电极反应式为 CH4+2H2O－8e-=CO2+8H+
B．A、B、C 膜均为阳离子交换膜
C．c 电极可选用铁作电极材料
D．a 极上通入标准状况 22.4L 甲烷，原料室H2PO减少 8mol
8．锌电池具有成本低、安全性强、可循环使用等优点。一种新型锌电池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法正确的是
A．充电过程中，a电极接外接电源的负极
B．充电过程中，b电极反应为：Zn2＋＋2e-=Zn
C．放电过程中，H2SO4溶液中SO 向a电极迁移
D．放电过程中，转移 0.4mol e-时，a电极消耗 0.8molH＋
9．糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等，其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是
A．脱氧过程是吸热反应，可降低温度，延长糕点保质期
B．脱氧过程中铁作原电池正极，电极反应为：Fe-3e-=Fe3+
C．脱氧过程中碳做原电池负极，电极反应为：2H2O+O2+4e-=4OH-
D．含有1.12g铁粉的脱氧剂，理论上最多能吸收氧气0.015mol
10．用如图甲所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强(p)随时间变化关系以及溶解氧(DO)随时间变化关系的曲线如图乙和丙所示，下列说法不正确的是
A．整个过程中，负极电极反应式均为
B．时，压强增大主要是因为产生了
C．时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀
D．时，正极电极反应式为
11．下列有关电化学原理的说法错误的的是
A．马口铁(镀锡铁)镀层破损铁的腐蚀速率加快
B．可将河道中的钢铁闸门与外加直流电源的负极相连以保护其不受腐蚀
C．为保护海轮的船壳，利用牺牲阳极的阴极保护法，常在船壳上镶入锌块
D．用惰性电极电解足量NaCl溶液，一段时间后再加入一定量的NaCl，溶液能与原来溶液完全一样
12．下列关于金属腐蚀的说法正确的是
A．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是：M + nH2O = M(OH)n + n/2 H2↑
B．金属的化学腐蚀的实质是M – ne- = Mn+，该过程有电流产生
C．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
13．下列说法不正确的是
A．在“镀锌铁皮锌镀层厚度的测定”实验中，将镀锌铁皮放入稀硫酸，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全
B．在“硫酸亚铁铵的制备”实验中，为了得到硫酸亚铁铵晶体，最后在蒸发皿中蒸发浓缩溶液时，只需小火加热至溶液表面出现晶膜为止，不能将溶液全部蒸干
C．在“海带中碘元素提取”实验中，为保证Iˉ 完全氧化为I2，加入的氧化剂(H2O2或新制氯水)均应过量
D．在“反应条件对化学平衡的影响”实验中，氯化钴呈蓝紫色时，表示仍具有吸水能力
14．利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是
A．用装置甲制取硝基苯 B．用装置乙电解精炼铜
C．用装置丙制取并收集氯气 D．用装置丁蒸发浓缩溶液制取
15．摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电，电池反应原理为：LiCoO2+6C Li1-xCoO2+LixC6，结构如图所示。下列说法正确的是
A．放电时，正极质量增加
B．充电时，锂离子由右向左移动
C．该锂离子电池工作时，正极锂元素化合价降低
D．充电时，阳极的电极反应式为：Li1-xCoO2+ xLi+ + xe- = LiCoO2
二、填空题
16．铅蓄电池在日常生活中应用广泛。回答下列问题：
(1)铅蓄电池放电时的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题：
①A是铅蓄电池的________极。
②Ag电极的电极反应式是_______________，该电极的电极产物共________ g。
③Cu电极的电极反应式是_______________，CuSO4溶液的浓度________(填“减小”“增大”或“不变”)。
(2)铅蓄电池的PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为___________；
PbO2也可以石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液制取。阳极发生的电极反应式为___________，阴极上观察到的现象是____________；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为________________，这样做的主要缺点是________________。
(3)将Na2S溶液加入如图所示的电解池的阳极区，用铅蓄电池进行电解，电解过程中阳极区发生如下反应：S2－－2e－=S，(n－1)S＋S2－=Sn2-。
电解时阴极的电极反应式：_________________。电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成____________________。
17．判断下列离子方程式的书写是否正确，并说明理由。
(1)在溶液中通入足量氯气：_____
(2)用石墨电极材料电解饱和溶液：_____
(3)向溶液中通入二氧化碳气体：_____
(4)向溶液中加入稀硫酸：_____
(5)醋酸与锌粒反应：_____
三、计算题
18．在由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片上只发生电化学腐蚀，当在铜片上共放出3.36 L(标准状况)的气体时，H2SO4恰好用完，求：
(1)参加反应锌片的质量___________？
(2)原H2SO4溶液的浓度___________？
(3)整个过程中外电路通过的电子的物质的量___________？
19．I. 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇 CO2（g）+ 3H2（g）= CH3OH（g）+ H2O（g），并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
（1）1500℃下，将 1molCO2和 3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若 CO2的转化率为 80%，则容器内的平衡时压强与起始压强之比为 ______。
（2）在直接以甲醇为燃料的燃料电池中：若电解质溶液为酸性，正极的反应式为 ______； 若电解质溶液为碱性，负极的反应式为 ______。
II．10mL1mol·L 1NH4Al（SO4）2溶液中滴加 1mol·L 1NaOH 溶液，沉淀的物质的量随加入 NaOH 溶液体积的变化如图所示（滴加过程无气体放出）。
（1）写出 m 点发生反应的离子方程式 ______。
（2）若在该盐溶液中改加 20mL 1.2mol·L 1的 Ba（OH）2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为 ______mol。
四、实验题
20．某研究小组对铁生锈过行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C组实验(如上图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁打不生锈；C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是____________；
②铁钉发生电化学腐蚀的正极电极反应式为_____________；
③实验B所用的水要经过____处理；植物油的作用是____________；
④实验C中碱石灰的作用是___________。
(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的表面升高，其原因是_________________。
21．氨基钠(NaNH2)是化工、医药领域常用的试剂，常温下为白色晶体，熔点为210°C，温度高于400°C时开始分解成单质，易水解。某兴趣小组探究氨基钠的制备与性质。
I.制备氨基钠(NaNH2)
实验室制备氨基钠的反应原理是： 2Na+ 2NH32NaNH2 +H2↑
实验装置如下图所示：
(1)仪器D冷却水的入口位置是_______(“a”或“b")， NaNH2电子式是_______
(2)为提高氨基钠的纯度，在加入药品后，点燃A和C两处酒精灯之前应进行的操作是_______。
(3)干燥管B与E分别放入的试剂为_______。
(4)如图所示的一种电化学装置可以制备该实验所需的NH3，图中陶瓷在高温时可以传输H+该装置中产生氨气的电极反应式为__。
II.探究(NaNH2)的性质
(5)小组I为验证有NaNH2生成，取适量充分反应后的固体于试管中，加入蒸馏水，有无色刺激性气体产生，反应的化学方程式为_______，检验该气体的方法是_______。
(6)小组2为了测定产品的纯度，取8 g产品与水充分反应后，将生成的气体完全干燥后，再用浓硫酸充分吸收，称量测得浓硫酸增重3.4g，则产品纯度为_______%。
试卷第2页，共9页
参考答案：
1．B
【详解】A．铁离子水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，可以吸附水中固体杂质颗粒，具有净水作用，A正确；
B．明矾电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，能够净水，但明矾没有强氧化性，不能作消毒剂，B错误；
C．纯碱即碳酸钠，水解呈碱性，加热可以促进水解，增强碱性，提高去污能力，C正确；
D．镀层破损后，锡、铁和电解质溶液构成原电池，铁为负极，铁皮腐蚀加快，D正确；
故选B。
2．A
【详解】元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，短周期元素中有碳、硫，A、B、C、D、E是原子序数依次增大，所以B是C；A的原子序数小于6（碳）且单质为气体，A是H元素；C的原子序数大于6，半径是同周期中最大，C是第三周期的Na元素；元素D的合金是日常生活中常用的金属材料，D是Al元素；E单质是气体，E是Cl元素；所以A、B、C、D、E分别是：H、C、Na、Al、Cl。工业上用电解熔融氯化钠制取钠，用电解熔融氧化铝制取铝，用电解饱和食盐水制取氯气，A选项正确；氢元素、碳元素组成化合物属于烃，常温下碳原子数小于4是气态，大于4是液态或者固态，B选项错误；HCl是共价化合物，含共价键，氯化钠是离子化合物，含离子键，HCl和NaCl的化学键类型不同，C选项错误；元素B、C、D的最高价氧化物对应的水化物分别是H2CO3、NaOH、Al（OH）3， H2CO3与Al（OH）3不反应，D选项错误，正确答案A。
3．C
【分析】根据总反应可知充电时Na2CO3(s)/碳纳米管电极上C被氧化为二氧化碳，所以b电极为阳极，a电极为阴极，钠离子在Al复合电极上被还原为Na单质，则放电时a为负极，钠被氧化为Na+，b电极为正极，二氧化碳部分被还原为C单质，部分生成碳酸钠。
【详解】A．由于该电池工作时有钠单质参与，钠会与水反应降低效率，所以不能用水配制电解液，A正确；
B．根据题意可知该电池组装好时Al符合电极上没有钠单质，所以要先充电，生成钠单质，然后才能放电，B正确；
C．放电时a极为负极，而原电池中阳离子向正极移动，即Na+向b电极移动，C错误；
D．充电时b为阳极，Na2CO3(s)/碳纳米管电极上C被氧化为二氧化碳，电极反应为2Na2CO3+C-4e-=4Na++3CO2↑，D正确；
综上所述答案为C。
4．C
【详解】A．电解池中，阳离子移向阴极。由图可知，充电时K+向MCMB电极移动，所以MCMB电极为阴极，则放电时MCMB电极为负极，故A正确；
B．由A分析可知，放电时MCMB电极为负极，则石墨电极为正极，根据放电时离子的移动方向可知放电时K+向石墨电极方向移动，故B正确；
C．电子不能进入电解质溶液中，故C错误；
D．充电时，阳极发生失去电子的氧化反应，即反应为Cn+xPF6－xe-=Cn(PF6)x，故D正确；
故选C。
5．B
【分析】左侧双极膜中的H+向左移动进入左侧硝酸钠溶液中发生反应，OH-向右移动进入“碱室”与二氧化碳反应生成CO，CO通过阴离子交换膜进入CaCl2溶液生成CaCO3；CaCl2溶液中的Cl-通过阴离子交换膜进入“酸室”，右侧双极膜中的H+向左移动进入“酸室”，OH-向右移动进入进入右侧硝酸钠溶液中发生反应。
【详解】A．左侧双极膜中的H+向左移动进入左侧硝酸钠溶液中，右侧双极膜中的H+向左移动进入“酸室”，故A正确；
B．若碱室中比值增大，碳酸氢根离子可能进入“酸室”，所以不利于CO2的矿化封存，故B错误；
C．CaCl2溶液中的Cl-通过阴离子交换膜进入“酸室”，右侧双极膜中的H+向左移动进入“酸室”，所以电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大，故C正确；
D．根据以上分析，该技术中电解固碳总反应的离子方程式为：2Ca2++2CO2+4H2O2CaCO3↓+2H2↑+O2↑+4H+，故D正确；
选B。
6．C
【详解】A．基态Zn原子的电子排布式为[Ar]3d104s2，失去2个电子后形成基态Zn2+的简化核外电子排布式为：[Ar]3d10，选项A正确；
B．活泼金属Zn作负极，失去电子发生氧化反应，选项B正确；
C．放电过程中，正极电极反应为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+ 2OH-，正确附近的pH增大，选项C错误；
D．原电池中，放电过程中，阴离子OH-向负极移动，选项D正确；
答案选C。
7．D
【分析】根据题干信息，左侧为原电池，右侧为电解池，a极为原电池的负极，电极反应式CH4 -8e-+4O2-=CO2+2H2O，b极为正极，电极反应式O2+4e-=2O2-，阳极室的电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阳极室的Ca2+通过A膜(阳离子交换膜)进入产品室，阴极室的电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极不参与反应，可以用铁电极替换石墨电极，原料室的Na+通过C膜(阳离子交换膜)进入阴极室，原料室的H2PO通过B膜(阴离子交换膜)进入产品室，在产品室中制得产品Ca(H2PO4)2。
【详解】A．由上述分析知，a极为负极，负极上甲烷发生氧化反应，电极反应式为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，A说法错误；
B．根据上述分析可知，A膜、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜，B说法错误；
C．c电极与电池正极相连，做阳极，不能选用铁作电极材料，C说法错误；
D．a极上通入22.4 L(标准状况下)甲烷，转移电子8mol，根据e-守恒，原料室中8mol H2PO通过阴离子交换膜进入产品室，D说法正确；
答案为D。
8．D
【分析】由图示可知，放电过程中b为负极，失去电子发生氧化反应；a为正极，得到电子发生还原反应；充电过程中 b为阴极，外接电源负极，a为阳极，外接电源正极。
【详解】A．由分析可知，充电过程中a为阳极，外接电源正极，A错误；
B．充电过程中b电极得到电子发生还原反应，由于在碱性环境中Zn以形式存在，则充电过程中，b电极反应为：，B错误；
C．放电过程中，a为正极，b极为负极，溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极；所以放电过程中，SO向b极迁移，C错误；
D．放电过程中b电极为负极，其电极反应式为；a极为正极，则其电极反应式为，。所以放电过程中，转移0.4mole-时，a电极消耗0.8molH+，D正确；
故选D。
9．D
【详解】A．脱氧过程是放热反应，可吸收氧气，延长糕点保质期，A不正确；
B．脱氧过程中铁作原电池负极，电极反应为Fe-2e=Fe2+，B不正确；
C．脱氧过程中碳做原电池正极，电极反应为2H2O+O2+4e=4OH-，C不正确；
D．含有1.12g铁粉的脱氧剂，铁的物质的量为0.02mol，其最终被氧化为氢氧化铁，电子转移总量为0.06mol，理论上最多能吸收氧气0.015mol， D正确。
故选D。
10．C
【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小。
【详解】A．锥形瓶内Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为，故A正确；
B．的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大，故B正确；
C．若时只发生吸氧腐蚀，则锥形瓶内的压强会有所下降，而图中时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时还产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故C错误；
D．由图可知，时，锥形瓶内溶解氧减少，且锥形瓶内气压减小，说明发生了消耗氧气的吸氧腐蚀，正极电极反应式为，故D正确；
答案选C。
11．D
【详解】A．马口铁（镀锡）的表面一旦破损，构成原电池，Fe为负极，则铁腐蚀加快，故A正确；
B．钢铁闸门与外加直流电源的负极相连作阴极被保护，所以可将河道中的钢铁闸门与外加直流电源的负极相连以保护其不受腐蚀，故B正确；
C．海轮外壳镶嵌锌块，此时铁作为原电池的正极金属而被保护，不易腐蚀，是采用了牺牲阳极的阴极保护法，故C正确；
D．电解氯化钠时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以加氯化氢气体让电解质溶液复原，故D错误；
故选：D。
12．D
【详解】A、金属在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀而变质，如铁的腐蚀：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，选项A错误；
B、金属的化学腐蚀实质是：M-ne-=Mn+，是金属失电子直接和氧化剂反应的过程，不产生电流，选项B错误；
C、金属的化学腐蚀在酸性或是碱性环境下均有可能进行，如金属铝的化学腐蚀，选项C错误；
D、在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀吸氧腐蚀为主，选项D正确。
答案选D。
13．C
【详解】A．镀锌铁皮放入稀硫酸，Zn-Fe-硫酸形成原电池，加快反应速率，当锌镀层消耗完后，不再形成原电池，生成氢气的速率会减小，故A正确；
B．硫酸亚铁铵晶体需通过冷却结晶的方法得到，首先进行蒸发浓缩，至表面出现晶膜后停止加热，再经过冷却得到硫酸亚铁铵晶体，故B正确；
C．新制氯水的量太多，产生的碘单质会被继续氧化，故C错误；
D．氯化钴呈蓝色，氯化钴充分吸水生成结晶水合物呈粉色，实验中，氯化钴呈蓝紫色时，表示仍有氯化钴存在，仍具有吸水能力，故D正确；
故选：C。
14．A
【详解】A．制备硝基苯，用苯和混酸反应，水浴加热，长玻璃管有冷凝回流作用，A正确；
B．电解精炼铜，粗铜应与外电源正极相连，B错误；
C．浓盐酸与二氧化锰反应制备氯气需要加热，C错误；
D．蒸发浓缩溶液，由于水解得不到，应该在氯化氢气流中蒸干，D错误；
故选A。
15．A
【详解】A．放电时，正极发生反应：，正极质量增加，A正确；
B．充电时，阳极（左侧）生成锂离子，向阴极（右侧）移动，锂离子由左向右移动，故B错误；
C．整个充放电过程中，锂元素化合价均不变，C错误；
D．充电时，阳极失去电子，发生氧化反应，故D错误；
答案选A。
16． 负 2H＋＋2e－=H2↑ 0.4 Cu－2e－=Cu2＋ 不变 PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－ Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2↓＋4H＋ 石墨上有红色物质析出 Pb2＋＋2e－=Pb↓ 不能有效利用Pb2＋ 2H＋＋2e－=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-） ＋2H＋=(n－1)S↓＋H2S↑
【分析】(1)当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，结合电解池原理分析解答；
(2)PbO和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠；电解时，阳极上铅离子失电子和水反应生成二氧化铅；
(3)阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上硫离子放电；Sn2-和氢离子反应生成S单质，S元素失电子发生氧化反应，同时S元素得电子生成H2S，据此分析解答。
【详解】(1)①当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，阴极连接原电池负极，所以A是负极，B是正极，故答案为负；
②银作阴极，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-═H2↑，生成氢气的质量=×2g/mol=0.4g，故答案为2H++2e-═H2↑；0.4；
③铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-═Cu2+，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池，电解质溶液中铜离子浓度不变，故答案为Cu-2e-═Cu2+；不变；
(2)PbO和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠，离子方程式为PbO+ClO-=PbO2+Cl-；PbO2也可以石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液制取，电解时，阳极上铅离子失电子和水反应生成二氧化铅，电极反应式为Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+；阴极上铜离子放电生成Cu单质，所以阴极上有铜析出；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极上铅离子得电子生成铅，电极反应式为Pb2++2e-=Pb；Pb2+生成PbO2的量减少，则Pb2+利用率降低，故答案为PbO+ClO-=PbO2+Cl-；Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+；石墨上有红色物质析出；Pb2++2e-=Pb；不能有效利用Pb2＋；
(3)阳极上硫离子放电，电极反应式为S2--2e-═S，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为 2H＋＋2e－=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-；电解后阳极区离子为Sn2-，酸性条件下，Sn2-和氢离子反应生成S单质，S元素失电子发生氧化反应生成S单质，同时S元素得电子生成H2S，反应方程式为Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑，故答案为2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+2OH-)；Sn2-+2H+=(n-1)S↓+H2S↑。
17．(1)不正确，溴离子未能完全反应，与氯气足量矛盾
(2)正确，符合实际和离子方程式书写原则
(3)错误，二氧化碳与氯化钙溶液不反应
(4)正确，符合离子方程式书写原则
(5)错误，醋酸写成了离子形式
【详解】（1）在FeBr2溶液中通入足量氯气，亚铁离子和溴离子全部被氧化，所以亚铁离子与溴离子的化学计量数之比为1：2，正确的离子方程式为：2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-，所以该离子方程式错误，故答案为：不正确，溴离子未能完全反应，与氯气足量矛盾；
（2）用石墨电极材料电解NaCl饱和溶液，生成NaOH和氢气、氯气，正确的离子方程式为：，故答案为：正确，符合实际和离子方程式书写原则；
（3）二氧化碳与氯化钙溶液不反应，所以不能写CaCl2溶液与二氧化碳气体反应的离子；故答案为：错误，二氧化碳与氯化钙溶液不反应；
（4）正确，符合离子方程式书写原则；
（5）错误，醋酸写成了离子形式。
18．(1)9.75 g
(2)0.75 mol/L
(3)0.3 mol
【分析】在由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，由于金属活动性Zn＞Cu，所以Zn为负极，失去电子发生氧化反应产生Zn-2e-=Zn2+；正极上溶液中H+得到电子被还原为H2，故正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，总反应方程式为Zn+2H+=Zn+H2↑。
（1）
n(H2)=，根据总反应方程式Zn+2H+=Zn+H2↑中物质反应转化关系可知n(Zn)=0.15 mol，则m(Zn)=0.15 mol×65 g/mol=9.75 g；
（2）
根据H元素守恒可知n(H2SO4)=n(H2)= 0.15 mol，由于溶液体积是200 mL，则原H2SO4溶液的浓度c(H2SO4)=；
（3）
根据电极反应式2H++2e-=H2↑可知：转移电子的物质的量是反应产生H2物质的量的2倍，故在反应过程中转移电子的物质的量n(e-)=2n(H2)=2×0.15 mol=0.3 mol。
19． 3:5 O2 + 4H++ 4e- ═ 2H2O CH3OH + 8OH-- 6e-= CO+ 6H2O NH+ OH-= NH3·H2O 0.022
【详解】I．（1）CO2的转化率为80%，即CO2的反应了0.8mol，根据题意可得
平衡后的总物质的量为0.2mol+0.6mol+0.8mol+0.8mol=2.4mol，根据阿伏伽德罗定律，其他条件相同的情况下，压强之比等于物质的量之比，容器内的平衡时压强与起始压强之比为2.4mol：4mol=3:5；
（2）甲醇燃料电池中，进甲醇的一极为负极，进氧气的一极为正极，O2得电子发生还原反应，电极反应为O2 + 4H++ 4e-＝2H2O；甲醇失电子发生氧化反应，由于电解质为碱性，生成碳酸根，电极反应为CH3OH + 8OH-- 6e-= CO+ 6H2O；
II．（1）NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH，依次发生反应：Al3++3OH-=Al(OH)3、+OH-=NH3 H2O、Al(OH)3+OH-=+2H2O，故m点发生的反应为NH+ OH-= NH3·H2O；
（2）10mL1mol·L 1NH4Al(SO4)2溶液中Al3+物质的量为0.01mol，的物质的量为0.01mol，的物质的量为0.02mol， 20mL 1.2mol·L 1的Ba(OH)2溶液中Ba2+物质的量为0.024mol，OH-为0.048mol，由+Ba2+=BaSO4↓可知不足，故可以得到0.02molBaSO4，由Al3++3OH-=Al(OH)3可知，0.01molAl3+与0.03mol OH-反应，生成0.01mol Al(OH)3，剩余OH-的物质的量为0.048mol-0.03mol=0.018mol，由+OH-=NH3 H2O可知，消耗OH-0.01mol，剩余OH-的物质的量为0.018mol-0.01mol=0.008mol，由Al(OH)3+OH-=+2H2O可知，消耗的Al(OH)3的物质的量为0.008mol，剩余Al(OH)3的物质的量0.002mol，共得到沉淀0.02mol+0.002mol=0.022mol。
20． 有水(或电解质溶液)和氧气(或空气) O2-4e-+2H2O=4OH- 煮沸[或“除去氧气(写“加热”不正确)] 隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”) 吸收水蒸气(或“干燥”“保持试管内干燥环境”) 铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”“消耗了氧气”)使气体体积减小
【分析】(1)①铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，隔绝空气或在干燥的空气中难以形成原电池反应；
②铁发生电化学腐蚀时，正极上是氧气发生得电子的还原反应；
③将水煮沸可以将水中的空气排出，植物油和水是互不相溶的；
④碱石灰是可以吸水的。
(2)根据金属铁生锈的电化学原理来解释。
【详解】(1)①铁生锈的外部条件是金属要和空气中的水以及氧气接触；
②铁钉发生电化腐蚀，负极上铁为活泼金属，易失去电子而被氧化，正极上是氧气发生得电子的反应O2-4e-+2H2O=4OH-；
③水中溶解有一定的空气，煮沸可以将空气排出，植物油和水是互不相溶的，它的作用是隔绝空气中的氧气；
④碱石灰能吸水，它的作用是吸收空气中的水蒸气；
(2)铁生锈会消耗氧气，这样会使试管内压强低于大气压，所以液面上升的原因是铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压。
21． a 打开 C 处，通入惰性气体，排尽装置内空气 碱石灰、P2O5 N2+6e-+6H+=2NH3 NaNH2 + H2O = NaOH + NH3 ↑ 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝(用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近试管口，产生白烟) 97.5
【分析】装置A氯化铵和消石灰共热制备氨气，干燥管B的作用是干燥NH3，防止含有的水与金属钠发生副反应，所以加入的干燥剂一般为碱石灰、烧碱或氧化钙等碱性干燥剂；装置C是氨气与钠反应制备NaNH2，干燥管E的主要的作用是吸收尾气中的NH3，防止污染环境，还可以防止空气中的水进入三颈烧瓶与钠反应，所以适宜选取的试剂为五氧化二磷等酸性固体干燥剂。
【详解】(1)为了能够使冷凝管内充满水，冷却水要下进上出，即从a口进入；NaNH2为Na+和NH构成的离子化合物，电子式为；
(2)氨基钠与空气中的水或氧气反应会使降低其纯度，所以在加入药品后，点燃A和C两处酒精灯之前应先打开 C 处，通入惰性气体，排尽装置内空气；
(3)根据分析可知B处干燥剂主要作用是干燥氨气，所以选用碱石灰；而E除了要吸收氨气还需要防止空气中的水进入，所以宜选取的试剂为P2O5；
(4)氮气Pt电极a上得电子被还原，结合传导过来的氢离子生成氨气，电极反应式为N2+6e-+6H+=2NH3；
(5)加入蒸馏水，有无色刺激性气体产生，说明产生氨气，结合元素守恒可知化学方程式应为NaNH2 + H2O = NaOH + NH3 ↑；氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，且能与HCl气体反应生成固态氯化铵，所以检验氨气的具体方法为：将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝(用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近试管口，产生白烟)；
(6)浓硫酸增重即生成的氨气的质量，所以n(NH3)==0.2mol，根据NaNH2与水反应的化学方程式可知样品中n(NaNH2)=0.2mol，所以纯度为=97.5%