專題六 化學(xué)反應(yīng)與能量 能力提升檢測卷 教師版

學(xué)而優(yōu)·教有方專題六能力提升檢測卷一、選擇題(本題共15小題，每小題4分，共60分)1．已知斷裂1molH2(g)中的H—H鍵需要吸收436.4kJ的能量，斷裂1molO2(g)中的共價鍵需要吸收498kJ的能量，生成H2O(g)中的1molH—O鍵能放出462.8kJ的能量。下列說法正確的是()A．?dāng)嗔?molH2O中的化學(xué)鍵需要吸收925.6kJ的能量B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－480.4kJ·mol－1C．2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝471.6kJ·mol－1D．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－240.2kJ·mol－1【答案】B【解析】未說明1molH2O的狀態(tài)，不能計算能量變化，A錯誤；2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝436.4kJ·mol－1×2＋498kJ·mol－1－4×462.8kJ·mol－1＝－480.4kJ·mol－1，B正確；氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水時放出的熱量未知，不能計算焓變，C錯誤；根據(jù)B中分析可知H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－240.2kJ·mol－1，D錯誤。2．某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：操作現(xiàn)象取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴一滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食鹽水放置一段時間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”，其邊緣為紅色，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹下列說法不合理的是()A．生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕B．中心區(qū)的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋C．邊緣處的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．交界處發(fā)生的反應(yīng)為4Fe2＋＋O2＋10H2O=4Fe(OH)3＋8H＋【答案】D【解析】生鐵片邊緣處為紅色，說明生成了OH－，O2＋2H2O＋4e－=4OH－，生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，故A、C選項(xiàng)合理；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，中心區(qū)域?yàn)樗{(lán)色，說明生成了Fe2＋(Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]變藍(lán))，F(xiàn)e－2e－=Fe2＋，故B項(xiàng)合理；在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹，是因?yàn)樯傻臍溲趸瘉嗚F被氧氣氧化成了氫氧化鐵，故D項(xiàng)不合理。3．發(fā)射運(yùn)載火箭使用的是以液氫為燃燒劑、液氧為氧化劑的高能低溫推進(jìn)劑，已知：①H2(g)=H2(l)ΔH1＝－0.92kJ·mol－1②O2(g)=O2(l)ΔH2＝－6.84kJ·mol－1下列說法正確的是()A．H2(g)與O2(g)反應(yīng)生成H2O(g)放熱483.6kJ·mol－1B．氫氣的燃燒熱ΔH＝－241.8kJ·mol－1C．火箭中液氫燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(l)＋O2(l)=2H2O(g)ΔH＝－474.92kJ·mol－1D．H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－88kJ·mol－1【答案】C【解析】由題圖可知，每2molH2(g)與1molO2(g)反應(yīng)生成2molH2O(g)放熱483.6kJ，選項(xiàng)中未指明反應(yīng)物的物質(zhì)的量，故A錯誤；氫氣的燃燒熱ΔH＝－eq\f(483.6＋88,2)kJ·mol－1＝－285.8kJ·mol－1，故B錯誤；由蓋斯定律可知，火箭中液氫燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(l)＋O2(l)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1－(－0.92×2－6.84)kJ·mol－1＝－474.92kJ·mol－1，故C正確；H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1，故D錯誤。4．用如圖所示裝置(X、Y是直流電源的兩極)分別進(jìn)行下列各組實(shí)驗(yàn)，則下表中各項(xiàng)所列對應(yīng)關(guān)系均正確的一項(xiàng)是()選項(xiàng)X極實(shí)驗(yàn)前U形管中液體通電后現(xiàn)象及結(jié)論A正極Na2SO4溶液U形管兩端滴入酚酞后，a管中呈紅色B正極AgNO3溶液b管中電極反應(yīng)式是4OH－－4e－=O2↑＋2H2OC負(fù)極CuCl2溶液b管中有氣體逸出D負(fù)極NaOH溶液溶液pH降低【答案】C【解析】電解Na2SO4溶液時，陽極上是OH－發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即a管中OH－放電，酸性增強(qiáng)，酚酞遇酸不變色，即a管中呈無色，A錯誤；電解AgNO3溶液時，陰極上是Ag＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即b管中電極反應(yīng)是析出金屬Ag的反應(yīng)，B錯誤；電解CuCl2溶液時，陽極上是Cl－失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即b管中Cl－放電，產(chǎn)生Cl2，C正確；電解NaOH溶液時，陰極上是H＋放電，陽極上是OH－放電，實(shí)際上電解的是水，導(dǎo)致NaOH溶液的濃度增大，堿性增強(qiáng)，pH升高，D錯誤。5．已知：①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1；②H2(g)＋S(g)=H2S(g)ΔH＝－20.1kJ·mol－1，下列判斷正確的是()A．若反應(yīng)②中改用固態(tài)硫，則消耗1molS(s)反應(yīng)放出的熱量小于20.1kJB．從焓變數(shù)值知，單質(zhì)硫與氧氣相比，更容易與氫氣化合C．由①②知，水的熱穩(wěn)定性弱于硫化氫D．氫氣的燃燒熱為241.8kJ·mol－1【答案】A【解析】固體變?yōu)闅怏w，吸收熱量，若反應(yīng)②中改用固態(tài)硫，則消耗1molS(s)反應(yīng)放出的熱量小于20.1kJ，A項(xiàng)正確；由熱化學(xué)方程式可知，1mol氫氣與氧氣反應(yīng)放出的熱量比1mol氫氣與硫反應(yīng)放出的熱量多221.7kJ，說明氧氣與單質(zhì)硫相比更容易與氫氣化合，B項(xiàng)錯誤；無法直接比較熱穩(wěn)定性，C項(xiàng)錯誤；燃燒熱為標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物所放出的熱量，反應(yīng)①生成的是氣態(tài)水而不是液態(tài)水，D項(xiàng)錯誤。6．關(guān)于圖中裝置說法正確的是()A．裝置中電子移動的方向：負(fù)極→Fe→M溶液→石墨→正極B．若M為滴加酚酞的NaCl溶液，通電一段時間后，鐵電極附近溶液顯紅色C．若M為CuSO4溶液，可以實(shí)現(xiàn)在石墨上鍍銅D．若將電源反接，M為NaCl溶液，可以用于制備Fe(OH)2并使其較長時間保持白色【答案】B【解析】電子不能進(jìn)入溶液中，A錯誤；由圖可知鐵電極為陰極，水電離出的氫離子在陰極得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，陰極附近OH－濃度增大，堿性增強(qiáng)，使酚酞溶液變紅，B正確；若M為CuSO4溶液，Cu在鐵電極表面析出，C錯誤；若將電源反接，鐵作陽極，則鐵失電子生成Fe2＋，石墨作陰極，水電離出的氫離子在陰極得到電子生成氫氣，溶液中的OH－濃度增大，F(xiàn)e2＋和OH－反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀，但是溶液中的氧氣能夠?qū)溲趸瘉嗚F氧化為紅褐色的氫氧化鐵沉淀，則氫氧化亞鐵不能較長時間保持白色，D錯誤。7．鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是()A．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．電池工作一段時間后，甲池中c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D．陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡【答案】C【解析】A項(xiàng)，由鋅的活潑性大于銅可知，銅電極為正極，在正極上Cu2＋得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu，錯誤；B項(xiàng)，由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池中c(SOeq\o\al(2－,4))不變，錯誤；C項(xiàng)，在乙池中發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋2e－=Cu，同時甲池中的Zn2＋通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池中，由于M(Zn)>M(Cu)，故乙池溶液的總質(zhì)量增加，正確；D項(xiàng)，陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，電解過程中Zn2＋通過陽離子交換膜移向正極保持溶液中電荷平衡，陰離子是不能通過陽離子交換膜的，錯誤。8．利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說法正確的是()A．氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑B．電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2＋濃度不變C．在鐵片上鍍銅時，Y是純銅D．制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂【答案】D【解析】氯堿工業(yè)中陽極是Cl－放電生成Cl2；電解精煉銅時陽極粗銅溶解，陰極Cu2＋放電析出Cu，但是粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，使得溶液中Cu2＋濃度變??；鐵片上鍍銅時，陰極應(yīng)該是鐵片，陽極是純銅。9．一種突破傳統(tǒng)電池設(shè)計理念的鎂－銻液態(tài)金屬儲能電池工作原理如圖所示，該電池所用液體密度不同，在重力作用下分為三層，工作時中間層熔融鹽的組成及濃度不變。該電池工作一段時間后，可由太陽能電池充電。下列說法不正確的是()A．放電時，Mg(液)層的質(zhì)量減小B．放電時正極反應(yīng)為Mg2＋＋2e－=MgC．該電池充電時，Mg－Sb(液)層發(fā)生還原反應(yīng)D．該電池充電時，Cl－向中層和下層分界面處移動【答案】C【解析】A項(xiàng)，放電時，負(fù)極Mg失電子生成鎂離子，則Mg(液)層的質(zhì)量減小，正確；B項(xiàng)，正極鎂離子得電子生成Mg，則放電時正極反應(yīng)為Mg2＋＋2e－=Mg，正確；C項(xiàng)，該電池充電時，Mg－Sb(液)層為陽極，陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，錯誤；D項(xiàng)，該電池充電時，陰離子向陽極移動，即Cl－向中層和下層分界面處移動，正確。10．下列說法正確的是()A．圖①：通電一段時間后，攪拌均勻，溶液的pH增大B．圖②：此裝置可實(shí)現(xiàn)銅的精煉C．圖③：鹽橋中的K＋移向FeCl3溶液D．圖④：若觀察到甲燒杯中石墨電極附近先變紅，則乙燒杯中銅電極為陽極【答案】C【解析】電解硫酸溶液，實(shí)質(zhì)是電解其中的水，電解一段時間后，溶劑水減少，溶液中硫酸濃度增加，整體溶液的pH減小，A錯誤；電解精煉銅時，粗銅應(yīng)與電源正極相連，純銅與電源負(fù)極相連，B錯誤；此原電池中銅電極為負(fù)極，石墨電極為正極，陽離子K＋向正極移動，C正確；甲燒杯中石墨電極附近先變紅，說明甲燒杯中石墨電極附近有OH－生成，則此電極為陰極，鐵電極為陽極，所以直流電源M為正極，N為負(fù)極，與N負(fù)極相連的銅電極為陰極，D錯誤。11．鋅溴液流電池用溴化鋅溶液作電解液，并在電池間不斷循環(huán)。下列有關(guān)說法正確的是()A．充電時n接電源的負(fù)極，Zn2＋通過陽離子交換膜由左側(cè)流向右側(cè)B．放電時每轉(zhuǎn)移1mol電子，負(fù)極區(qū)溶液質(zhì)量減少65gC．充電時陰極的電極反應(yīng)式為Br2＋2e－=2Br－D．若將陽離子交換膜換成陰離子交換膜，放電時正、負(fù)極也隨之改變【答案】A【解析】充電時n接電源的負(fù)極，Zn2＋通過陽離子交換膜向陰極定向遷移，故由左側(cè)流向右側(cè)，A正確；放電時，負(fù)極Zn溶解生成Zn2＋，Zn2＋通過陽離子交換膜向正極定向遷移，故負(fù)極區(qū)溶液質(zhì)量不變，B錯誤；充電時陰極的電極反應(yīng)式為Zn2＋＋2e－=Zn，C錯誤；若將陽離子交換膜換成陰離子交換膜，放電時正、負(fù)極不會改變，Zn仍是負(fù)極，D錯誤。12．在不同電壓下，用惰性電極電解飽和NaCl溶液制備少量NaClO，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：實(shí)驗(yàn)①②③電壓U1U2U3現(xiàn)象a極產(chǎn)生少量氣泡，b極無明顯氣泡a極產(chǎn)生較多氣泡，b極產(chǎn)生少量氣泡a極產(chǎn)生大量氣泡，b極逸出大量黃綠色氣體下列分析不正確的是()A．①②③中，a極均發(fā)生了還原反應(yīng)B．①②③中均能發(fā)生Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2OC．電解時，OH－由b極向a極移動D．不宜采用實(shí)驗(yàn)③的電壓制備NaClO【答案】C【解析】本題考查電解飽和NaCl溶液制備NaClO的原理。實(shí)驗(yàn)①～③中a極是陰極，均發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；實(shí)驗(yàn)①～③中，b極是陽極，電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑，陰極反應(yīng)產(chǎn)生NaOH，Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaCl、NaClO和H2O，B正確；電解時，陰離子向陽極移動，則OH－由a極向b極移動，C錯誤；實(shí)驗(yàn)③中產(chǎn)生大量黃綠色氣體，說明電解速率過快，產(chǎn)生的Cl2并未與NaOH反應(yīng)，故不宜采用該實(shí)驗(yàn)的電壓制備NaClO，D正確。13．在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水，放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生的總反應(yīng)化學(xué)方程式：2Fe＋2H2O＋O2=2Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2進(jìn)一步被氧氣氧化為Fe(OH)3，再在一定條件下脫水生成鐵銹，其原理如圖。下列說法正確的是()A．鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕B．鐵片腐蝕最嚴(yán)重區(qū)域應(yīng)該是生銹最多的區(qū)域C．鐵片腐蝕中負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－=4OH－D．鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成無數(shù)微小原電池，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕【答案】D【解析】A項(xiàng)，在鐵的吸氧腐蝕過程中，鐵片發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕；B項(xiàng)，鐵片負(fù)極腐蝕最嚴(yán)重，由于離子的移動，在正極區(qū)域生成鐵銹最多；C項(xiàng)，鐵片腐蝕中負(fù)極反應(yīng)式應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋。14．某化學(xué)課外活動小組擬用鉛蓄電池進(jìn)行電絮凝凈水的實(shí)驗(yàn)探究，設(shè)計的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列敘述正確的是()A．X極的電極反應(yīng)式：Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4B．鉛蓄電池工作時，每轉(zhuǎn)移2mol電子，消耗98gH2SO4C．電解池的反應(yīng)僅有2Al＋6H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Al(OH)3↓＋3H2↑D．每消耗103.5gPb，理論上電解池陰極上有11.2LH2生成【答案】A【解析】由圖可知，電解池中，Al電極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成Al3＋和O2，H2O在Fe電極上被還原生成H2，則Al電極是陽極，F(xiàn)e電極是陰極，Y極是正極，X極是負(fù)極，則X極的電極反應(yīng)式為Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4，A正確；鉛蓄電池工作時，電池總反應(yīng)式為Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，則轉(zhuǎn)移2mol電子時消耗2molH2SO4，其質(zhì)量為196g，B錯誤；由圖可知，Al電極上除生成Al3＋外，還生成O2，F(xiàn)e電極上生成H2和OH－，故電解池中還發(fā)生反應(yīng)：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑，C錯誤；消耗103.5g(即0.5mol)Pb時，電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，則陰極上逸出0.5molH2，題目未指明氣體所處狀況，H2的體積不確定，D錯誤。15．用石墨烯鋰硫電池電解制備Fe(OH)2的裝置如圖所示。電池放電時的反應(yīng)為16Li＋xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)，電解池兩極材料分別為Fe和石墨，工作一段時間后，右側(cè)玻璃管中產(chǎn)生大量的白色沉淀。下列說法不正確的是()A．X是鐵電極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電子流動的方向：B→Y，X→AC．正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4D．鋰電極減重0.14g時，電解池中溶液減重0.18g【答案】D【解析】電解法制備Fe(OH)2，則鐵作陽極，根據(jù)題給總反應(yīng)可知，金屬鋰發(fā)生氧化反應(yīng)，作電池的負(fù)極，所以Y為陰極，故X是鐵電極，故A項(xiàng)正確；電子從原電池的負(fù)極流至電解池的陰極，然后從電解池的陽極流回到原電池的正極，即電子從B電極流向Y電極，從X電極流回A電極，故B項(xiàng)正確；由圖示可知，電極A發(fā)生了還原反應(yīng)，即正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4，故C項(xiàng)正確；鋰電極減重0.14g，則電路中轉(zhuǎn)移0.02mol電子，電解池中發(fā)生的總反應(yīng)為Fe＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Fe(OH)2＋H2↑，所以轉(zhuǎn)移0.02mol電子時，電解池中溶液減少0.02molH2O，即減輕0.36g，故D項(xiàng)錯誤。二、非選擇題(本題共4小題，每小題10分，共40分)16．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。(1)上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1molNH3(g)過程中能量變化示意圖，請寫出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：。(2)NO與CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可以表示為2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝akJ·mol－1，但該反應(yīng)的速率很小，若使用機(jī)動車尾氣催化轉(zhuǎn)化器，尾氣中的NO與CO可以轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)排出。上述反應(yīng)在使用“催化轉(zhuǎn)化器”后，a(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)用NH3催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g)ΔH1＝－akJ·mol－1①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH2＝－bkJ·mol－1②若1molNH3還原NO至N2，則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱ΔH3＝kJ·mol－1(用含a、b的式子表示)。(4)已知下列各組熱化學(xué)方程式①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝－25kJ·mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47kJ·mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝＋640kJ·mol－1請寫出FeO(s)被CO(g)還原成Fe(s)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式：?！敬鸢浮?1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1(2)不變(3)eq\f(3b－a,4)(4)FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－218kJ·mol－1【解析】本題主要考查熱化學(xué)方程式。(1)N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1。(2)催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)的反應(yīng)熱，所以2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝akJ·mol－1，使用機(jī)動車尾氣催化轉(zhuǎn)化器后，a不變。(3)①－②×3得4NH3(g)＋6NO(g)=5N2(g)＋6H2O(g)ΔH1－3ΔH2＝(3b－a)kJ·mol－1，若1molNH3還原NO至N2，則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱ΔH3＝eq\f(3b－a,4)kJ·mol－1。(4)①×eq\f(1,2)－②×eq\f(1,6)－③×eq\f(1,3)得FeO(s)被CO(g)還原成Fe(s)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式：FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－218kJ·mol－1。17．電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，在化工生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。請回答下列問題：(1)以銅為陽極，石墨為陰極，用NaCl溶液作電解液進(jìn)行電解，得到半導(dǎo)體材料Cu2O和一種清潔能源，則陽極反應(yīng)式為________________________，陰極反應(yīng)式為___________________。(2)某同學(xué)設(shè)計如圖1所示的裝置探究金屬的腐蝕情況。下列判斷合理的是______(填字母)。a．②區(qū)銅片上有氣泡產(chǎn)生b．③區(qū)鐵片的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑c(diǎn)．最先觀察到變成紅色的區(qū)域是②區(qū)d．②區(qū)和④區(qū)中銅片的質(zhì)量均不發(fā)生變化(3)最新研究發(fā)現(xiàn)，用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水的工藝具有流程簡單、能耗較低等優(yōu)點(diǎn)，其原理是使乙醛分別在陰、陽極發(fā)生反應(yīng)生成乙醇和乙酸，總反應(yīng)式為2CH3CHO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))CH3CH2OH＋CH3COOH，其裝置如圖2所示。①若以甲烷堿性燃料電池為直流電源，則燃料電池中b極應(yīng)通入____________(填化學(xué)式)，電極反應(yīng)式為______________________________。電解過程中，陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量______(填“增大”“減小”或“不變”)。②在實(shí)際工藝處理中，陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入1m3乙醛含量為3000mg·L－1的廢水，可得到乙醇________kg(計算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)?！敬鸢浮?1)2Cu＋H2O－2e－=Cu2O＋2H＋2H＋＋2e－=H2↑(2)d(3)①CH4CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O不變②1.9【解析】(1)由于陽極材料為銅，所以銅自身失電子被氧化，由題可知，氧化產(chǎn)物為Cu2O，可得陽極反應(yīng)式為2Cu＋H2O－2e－=Cu2O＋2H＋，陰極上陽離子放電，即溶液中H＋被還原成清潔能源H2。(2)左半?yún)^(qū)是原電池裝置，發(fā)生的是鐵的吸氧腐蝕，電極反應(yīng)式為負(fù)極(Fe)：Fe－2e－=Fe2＋，正極(Cu)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，右半?yún)^(qū)是電解池裝置，電極反應(yīng)式為陽極(Fe)：Fe－2e－=Fe2＋，陰極(Cu)：2H＋＋2e－=H2↑。由于電解引起腐蝕的速率遠(yuǎn)大于吸氧腐蝕的速率，因此最先觀察到變成紅色的區(qū)域是④區(qū)，故a、b、c三項(xiàng)均錯誤。(3)①根據(jù)電解液中陽離子的遷移方向可知直流電源上a為正極，通入O2，b為負(fù)極，通入CH4，在堿性條件下CH4的氧化產(chǎn)物為COeq\o\al(2－,3)。在電解過程中，由于SOeq\o\al(2－,4)沒能參與放電，且陽離子交換膜不允許陰離子自由通過，因此根據(jù)質(zhì)量守恒可得陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量不變。②陰極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，即CH3CHO轉(zhuǎn)化成CH3CH2OH，設(shè)生成的乙醇為xkg，根據(jù)碳原子守恒可得關(guān)系式：CH3CHO～CH3CH2OH4446eq\f(3000×103,106)×60%x解得x≈1.9。18．(1)微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如下圖所示：①HS－在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SOeq\o\al(2－,4)的電極反應(yīng)式是______________________________。②若維持該微生物電池中兩種細(xì)菌的存在，則電池可以持續(xù)供電，原因是______________。(2)PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl－KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4＋2LiCl＋Ca=CaCl2＋Li2SO4＋Pb。①放電過程中，Li＋向________(填“負(fù)極”或“正極”)移動。②負(fù)極反應(yīng)式為__________________________________。③電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成________gPb。(3)氨氧燃料電池具有很大的發(fā)展?jié)摿?。氨氧燃料電池工作原理如下圖所示。①a電極的電極反應(yīng)式是_______________________________________________________；②一段時間后，需向裝置中補(bǔ)充KOH，請依據(jù)反應(yīng)原理解釋原因是_________________?！敬鸢浮?1)①HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋②HS－、SOeq\o\al(2－,4)濃度不會發(fā)生變化，只要有兩種細(xì)菌存在，就會循環(huán)把有機(jī)物氧化成CO2放出電子(2)①正極②Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2③20.7(3)①2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O②發(fā)生反應(yīng)4NH3＋3O2=2N2＋6H2O，有水生成，使得溶液逐漸變稀，為了維持堿的濃度不變，所以要補(bǔ)充KOH【解析】(1)①酸性環(huán)境中反應(yīng)物為HS－，產(chǎn)物為SOeq\o\al(2－,4)，利用質(zhì)量守恒和電荷守恒進(jìn)行配平，電極反應(yīng)式：HS－＋4H2O－8e－=SOeq\o\al(2－,4)＋9H＋；②從質(zhì)量守恒角度來說，HS－、SOeq\o\al(2－,4)濃度不會發(fā)生變化，只要有兩種細(xì)菌存在，就會循環(huán)把有機(jī)物氧化成CO2放出電子。(2)③根據(jù)方程式，電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，生成0.1molPb，即20.7g。(3)①a電極是通入NH3的電極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該電極作負(fù)極，電極反應(yīng)式是2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O