新教材适用2023年高中化学专题1化学反应与能量变化测评B苏教版选择性必修1

这是一份新教材适用2023年高中化学专题1化学反应与能量变化测评B苏教版选择性必修1，共13页。

专题1测评(B)
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列关于能量变化的说法正确的是(　　)。
A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B.化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
C.已知C(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D.化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒
答案:D
解析:相同质量的水和冰相比较,冰的能量低,A项错误。发生化学反应时能量的变化有多种形式,可以表现为热量的变化,还可以转化为光能,B项错误。ΔH>0,反应吸热,所以相同物质的量的石墨的能量较低,能量越低物质越稳定,故石墨更稳定,C项错误。化学反应遵循质量守恒定律的同时,也遵循能量守恒定律,D项正确。
2.反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的能量变化如图所示:

已知:断开1 mol N2(g)中化学键需吸收946 kJ能量,断开1 mol O2(g)中化学键需吸收498 kJ能量。下列说法正确的是(　　)。
A.断开1 mol NO(g)中化学键需要吸收632 kJ能量
B.NO(g)N2(g)+O2(g)　ΔH=90 kJ·mol-1
C.N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=-180 kJ·mol-1
D.形成1 mol NO(g)中化学键时释放90 kJ能量
答案:A
解析:断开1molNO(g)中化学键需要吸收的能量为(946kJ+498kJ-180kJ)×=632kJ,A项正确。依据图中信息,NO(g)N2(g)+O2(g)　ΔH=-90kJ·mol-1,B项错误。依据图中能量关系,N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=180kJ·mol-1,C项错误。由A项中计算可知,形成1molNO(g)中化学键时释放632kJ能量,D项错误。
3.(2022湖北沙市中学高二上期中)在压强为2.20×101 kPa、温度达到374 ℃时,水成为“超临界状态”,此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物,这就是“水热反应”,生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。超临界水也可用以溶解或分解某些有机物。下列说法不正确的是(　　)。
A.二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应,属于放热反应
B.超临界水可能具有强的反应活性和溶解特性
C.火力发电厂有望利用废热,将二氧化碳转变为能源物质
D.随着科技的进步,“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环
答案:A
解析:二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应,是将能量储存在汽油中的过程,属于吸热反应,A项错误。
4.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.由实验可知,a、b、c所涉及的反应都是放热反应
B.将实验a中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验c中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.实验c中若用NaOH固体测定,则测得的反应热的数值偏高
答案:D
解析:实验a中是金属与酸的反应,是放热反应;实验b中是氢氧化钡晶体与氯化铵反应,属于吸热反应;实验c中发生酸碱中和反应,是放热反应;因此涉及放热反应的只有a和c,A项错误。铝粉和铝片本质一样,放出热量不变,只是铝粉参与反应,速率加快,B项错误。与环形玻璃搅拌器相比较,铁质搅拌器导热快,会造成热量损失,对实验结果有影响,C项错误。氢氧化钠固体溶解时要放出热量,最终使测得的反应热的数值偏高,D项正确。
5.利用ECT电解水处理器处理含有大量Cl-污水的简化模型如图,通电后让水垢在阴极表面析出,并采用智能清扫系统去除阴极表面的水垢;让阳极产生游离氯、臭氧等继续杀灭病毒,并防止包括军团菌在内的微生物污染。下列有关说法正确的是(　　)。

简化模型图
A.a极为负极
B.处理污水时,Cl-移向a极,b极附近溶液的pH减小
C.阳极上产生臭氧的电极反应式为O2+2OH--2e-O3+H2O
D.为了降低原材料成本,可将多孔铂电极a换成Fe电极
答案:C
解析:已知通电后让水垢在阴极表面析出,则b电极上产生大量氢氧根离子,b极上水电离出的H+得电子生成氢气,同时产生大量氢氧根离子,故b极接电源的负极,b极为阴极,则a极为阳极,A项错误。处理污水时,根据电解原理,Cl-向阳极移动,即移向a极,b极上产生氢氧根离子,附近溶液的pH增大,B项错误。阳极上氧气失电子与氢氧根离子反应生成臭氧,产生臭氧的电极反应式为O2+2OH--2e-O3+H2O,C项正确。若将多孔铂电极a换成Fe电极,a极为阳极,则铁失电子生成亚铁离子,无法产生氯气和臭氧,D项错误。
6.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解质溶液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是 (　　)。

A.放电时,Cl向负极移动
B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C.放电时,正极反应为3CO2+4e-2C+C
D.充电时,阳极反应为Na++e-Na
答案:D
解析:放电时是原电池,阴离子Cl向负极移动,A项正确。电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C,因此充电时释放CO2,放电时吸收CO2,B项正确。放电时是原电池,正极是二氧化碳得到电子转化为碳,电极反应为3CO2+4e-2C+C,C项正确。充电时是电解池,正极与电源的正极相连,作阳极,发生失去电子的氧化反应,电极反应为2C+C-4e-3CO2,D项错误。
7.(2022浙江选考卷)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷()的能量变化如图所示:

下列推理不正确的是(　　)。
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
答案:A
解析:2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比,但是不能是存在相互作用的两个碳碳双键,A项错误。
8.熔融钠-硫电池性能优良,是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na+xSNa2Sx(x=5~3,难溶于熔融硫)。下列说法错误的是(　　)。

A.Na2S4的电子式为Na+]2-Na+
B.放电时正极反应为xS+2Na++2e-Na2Sx
C.Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D.该电池是以Na-β-Al2O3为隔膜的二次电池
答案:C
解析:根据化学键形成条件,Na+与之间形成离子键,S原子之间形成共价键,所以Na2S4的电子式为Na+]2-Na+,A项正确;该电池放电时,正极发生还原反应,其电极反应为xS+2Na++2e-Na2Sx,B项正确;该电池的正极反应物是S,C项错误;该电池能充电,所以为二次电池,D项正确。
9.电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag+注入无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色。对于该变化过程,下列叙述错误的是(　　)。

A.Ag为阳极
B.Ag+由银电极向变色层迁移
C.W元素的化合价升高
D.总反应为WO3+xAgAgxWO3
答案:C
解析:由题意知,银电极为阳极,Ag失电子生成Ag+,Ag+移向阴极与WO3反应生成AgxWO3,则总反应为WO3+xAgAgxWO3,反应过程中W的化合价降低,A、B、D项正确,C项错误。
10.如图为模拟铁生锈的实验。铁粉中均匀混有少量炭粉,撒入内壁已分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的甲、乙两个具支试管中,打开止水夹片刻后,下列有关该实验的说法合理的是(　　)。

A.甲装置导管口有气泡,乙装置导管内出现一段液柱
B.甲装置中发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀
C.乙装置中发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D.乙装置导管口有气泡冒出
答案:D
解析:甲图中的电解质溶液呈中性,所以发生的是吸氧腐蚀,A、B项错误;乙图中的电解质溶液呈酸性,发生的是析氢腐蚀,有气体产生,C项错误,D项正确。
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得4分,但只要选错一个,该小题就得0分)
11.下列有关热化学方程式的叙述正确的是(　　)。
A.已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则氢气的标准燃烧热为ΔH=-241.8 kJ
B.已知4P(红磷,s)P4(白磷,s)　ΔH>0,则白磷比红磷稳定
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为
NaOH(aq)+H2SO4(aq)Na2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.4 kJ·mol-1
D.已知C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1　C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH2;则ΔH1<ΔH2
答案:CD
解析:标准燃烧热表示1mol物质完全燃烧的反应热,该反应中反应物是2mol,且反应产生的是气态水,不是液态水,故氢气的燃烧热不是ΔH=-241.8kJ,A项错误。相同质量的物质含有的能量越低,稳定性越强。根据热化学方程式可知白磷含有的能量比红磷高,故红磷比白磷稳定,B项错误。20.0gNaOH的物质的量是0.5mol,含20.0gNaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则1molNaOH与稀硫酸完全反应放出的热量是57.4kJ,故该反应的热化学方程式为NaOH(aq)+H2SO4(aq)Na2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.4kJ·mol-1,C项正确。物质燃烧放出热量,完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多,反应放出热量越多,反应热就越小,故ΔH1<ΔH2,D项正确。
12.(2021山东卷,改编)以KOH溶液为电解质溶液,分别组成CH3OH-O2、N2H4-O2、(CH3)2NNH2-O2燃料电池,下列说法正确的是(　　)。
A.放电过程中,K+均向负极移动
B.放电过程中,KOH的物质的量均减小
C.消耗等质量燃料,(CH3)2NNH2-O2燃料电池的理论放电量最大
D.消耗1 mol O2时,理论上N2H4-O2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2 L
答案:C
解析:碱性环境下,CH3OH-O2燃料电池的总反应为2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O;N2H4-O2燃料电池的总反应为N2H4+O2N2+2H2O;偏二甲肼[(CH3)2NNH2]中C元素和N元素的化合价均为-2价,H元素化合价为+1价,所以根据氧化还原反应原理可推知其燃料电池的总反应为(CH3)2NNH2+4O2+4KOH2K2CO3+N2+6H2O。放电过程中,钾离子均向正极移动,A项错误。N2H4-O2燃料电池的产物为氮气和水,其总反应中未消耗KOH,所以KOH的物质的量不变,根据总反应可知其他两种燃料电池放电过程中KOH的物质的量减小,B项错误。理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关,设消耗燃料的质量均为ag,则CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2失去电子的物质的量分别是×6、×4、×16,通过比较可知(CH3)2NNH2-O2燃料电池的理论放电量最大,C项正确。根据转移电子数守恒和总反应式可知,理论上N2H4-O2燃料电池消耗1molO2生成的氮气的物质的量为1mol,在标准状况下为22.4L,D项错误。
13.用电解法制备高纯金属铬和硫酸的原理如图所示。下列说法正确的是(　　)。

A.b为直流电源的正极
B.A膜是阳离子交换膜,B膜是阴离子交换膜
C.阴极电极反应式为2H++2e-H2↑
D.若有1 mol离子通过A膜,理论上阳极生成0.5 mol气体
答案:AD
解析:题给装置制备高纯金属Cr和硫酸,左边池中Cr电极上Cr3+得电子发生还原反应,则Cr棒为阴极,连接阴极的电极a为直流电源的负极,则b为直流电源的正极,A项正确。左边池中Cr电极上Cr3+得电子发生还原反应,阴极反应式为Cr3++3e-Cr,附近溶液中S浓度增大,为维持溶液电中性,S要通过A膜进入中间区域;石墨电极上OH-不断失去电子转化为O2逸出,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,使附近H+浓度增大,为维持溶液电中性,H+不断通过B膜进入中间区域,所以A膜是阴离子交换膜,B膜为阳离子交换膜,B、C项错误。根据B项分析可知,S要通过A膜进入中间区域,若有1molS通过A膜,则电路中会转移2mol电子,根据电荷守恒可知理论上阳极石墨上会产生0.5molO2,D项正确。
14.微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用如图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是(　　)。

A.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+
B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 g
D.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1
答案:B
解析:由图可知,a极变化为CH3COO-CO2,该极的电极反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+,a极发生氧化反应,则a极为负极,b极为正极,A项正确;由于可实现海水淡化,结合原电池原理分析,Cl-应移向a极,Na+应移向b极,故隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜,B项错误;转移1mol电子时理论上会有1molCl-移向负极,同时有1molNa+移向正极,可除去1molNaCl,C项正确;工作一段时间后,由于正极反应式为2H++2e-H2↑,故正、负极生成气体的物质的量之比为2∶1,D项正确。
15.(2022浙江选考卷,改编)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示,以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液,并插入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池,pH与电池的电动势E存在关系:pH=。下列说法正确的是(　　)。

A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极反应式为AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl-(0.1 mol·L-1)
B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pH
D.pH计工作时,电能转化为化学能
答案:C
解析:如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极为负极,负极发生氧化反应而不是还原反应,A项错误;根据已知条件可知pH与电池的电动势E存在关系:pH=,则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化,B项错误;pH与电池的电动势E存在关系:pH=,则分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pH,C项正确;pH计工作时,利用原电池原理,将化学能转化为电能,D项错误。
三、非选择题(本题包括5小题,共60分)
16.(14分)(1)将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。已知:H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44.0 kJ·mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是　　　 kJ。 
(2)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3=-2 599 kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298 K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变(列出简单的计算式):　　　　　　　　。 
(3)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。已知某些化学键的键能数据如表所示:
化学键
C—C
C—H
H—H

348
413
436
化学键
C—O
C≡O
H—O

358
1 072
463

已知CO中的C与O之间为三键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)25 ℃和101 kPa时,N2与H2反应过程中物质的焓变如图。写出该反应的热化学方程式: 　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)　ΔH=-2 165 kJ·mol-1　1 016.5
(2)ΔH=(4ΔH1+ΔH2-ΔH3)×=226.7 kJ·mol-1
(3)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-116 kJ·mol-1
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1
解析:(1)0.3mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出2165kJ的热量,反应的热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)
ΔH=-2165kJ·mol-1。根据
①B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)
ΔH=-2165kJ·mol-1,
②H2O(l)H2O(g)　ΔH=44.0kJ·mol-1,
由盖斯定律可知①+②×3得:B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(g)　ΔH=-2033kJ·mol-1,11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2033kJ·mol-1×0.5mol=1016.5kJ。
(2)已知:①C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)
ΔH1=-393.5kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2=-571.6kJ·mol-1
③2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3=-2599kJ·mol-1
根据盖斯定律,①×4+②-③得到反应的热化学方程式为4C(s,石墨)+2H2(g)2C2H2(g)　ΔH=(4ΔH1+ΔH2-ΔH3)=453.4kJ·mol-1;热化学方程式也可写为2C(s,石墨)+H2(g)C2H2(g)　ΔH=(4ΔH1+ΔH2-ΔH3)×=226.7kJ·mol-1。
(3)热化学方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
ΔH=1072kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1-(3×413kJ·mol-1+358kJ·mol-1+463kJ·mol-1)=-116kJ·mol-1。
(4)由题图可以看出反应物和生成物的焓变为600kJ-508kJ=92kJ,该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92kJ·mol-1。
17.(14分)新型可充电电池、燃料电池的开发和应用极大地方便了我们的生活和生产。
(1)肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时,正极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
负极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为Ni(OH)2+MNiO(OH)+MH,电池放电时,负极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。如下图是钒电池的结构及工作原理示意图:

充电状态

放电状态
钒电池是以溶解于一定浓度H2SO4溶液中的含钒元素的粒子(V2+、V3+、VO2+、V)为正极和负极反应物的电池,电池总反应为VO2++V3++H2OV2++V+2H+。放电时的正极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　,充电时的阴极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　。放电过程中,电解液的pH　　　　(填“升高”“降低”或“不变”)。  
答案:(1)O2+2H2O+4e-4OH-　N2H4+4OH--4e-4H2O+N2
(2)MH+OH--e-M+H2O
(3)V+2H++e-VO2++H2O　V3++e-V2+　升高
解析:(1)燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,在碱性环境下的反应式为N2H4+4OH--4e-4H2O+N2,正极上是氧气得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-4OH-。(2)负极反应物MH失去电子,生成的H+在碱性条件下生成H2O,电极反应式为MH-e-+OH-H2O+M。(3)放电时正极反应是还原反应,由电池总反应可知放电时的正极反应为V+2H++e-VO2++H2O;充电时,阴极反应为还原反应,阴极反应为V3++e-V2+;放电过程中,消耗H+,H+浓度减小,pH升高。
18.(10分)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来处理含Cr2废水,如下图所示。电解过程中溶液中发生反应:Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。

(1)甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是N2O5,可循环使用。则石墨Ⅰ是电池的　　　　极;石墨Ⅰ电极上发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)工作时,甲池内的N向　　　　　　(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”)极移动;在相同条件下,消耗的O2和NO2的体积比为　。 
(3)乙池中Fe(Ⅰ)棒上发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)若溶液中减少了0.01 mol Cr2,则电路中至少转移了　　　　 mol电子。 
答案:(1)负　NO2+N-e-N2O5
(2)石墨Ⅰ　1∶4
(3)Fe-2e-Fe2+
(4)0.12
解析:(1)甲池工作时,NO2转变成N2O5,说明氮元素的化合价升高,石墨Ⅰ为负极,电极反应式为NO2+N-e-N2O5,石墨Ⅱ为正极。(2)由于石墨Ⅰ为负极,原电池中阴离子向负极移动,根据得失电子守恒计算1molO2在反应中转移4mol电子,4molNO2转变成N2O5,转移4mol电子,故相同条件下,消耗的O2和NO2的体积比为1∶4。(3)由于石墨Ⅰ为负极,故Fe(Ⅰ)为阳极,铁失去电子生成亚铁离子,电极反应为Fe-2e-Fe2+。(4) 根据Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,0.01molCr2能够氧化0.06molFe2+,即电解过程中需要生成0.06molFe2+,Fe(Ⅰ)为阳极,电极反应式为Fe-2e-Fe2+,故转移电子的物质的量为0.06mol×2=0.12mol。
19.(10分)甲、乙两位同学对铁生锈进行研究。

(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图),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中铁钉不生锈,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由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于　　　　　　　　,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,试管中的液面升高,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该实验　　　　(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。 
答案:(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)
②吸氧腐蚀　O2+4e-+2H2O4OH-
③煮沸(或“除去氧气”)　隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)　④吸收水蒸气(或“干燥”“保持试管内干燥环境”)
(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”“消耗了氧气”)使气体压强减小　不能
解析:铁内部一般含有碳,是铁、碳分别为铁发生电化学腐蚀时的两个电极,如果再有电解质溶液和氧气即可发生腐蚀;A中的铁钉发生的是吸氧腐蚀,正极上是氧气得到电子;水中往往溶有一定量的氧气,所以做实验前要先将水煮沸。
20.(12分)现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积(常温下约6 mL)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。

(1)试从上图中选用几种必要的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序是A接　　　　　　　,B接　　　　　　　　。(填编号) 
(2)铁棒接直流电源的　　　　极;石墨棒上发生的电极反应为　　　　　　　　　。  
(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是　　　　　　　　　　　　。  
(4)假定装入的饱和食盐水为50 mL(电解前后溶液体积变化可忽略),当测得的氢气为5.6 mL(已折算成标准状况)时,常温下溶液OH-的浓度为　　　　　　 mol·L-1。 
(5)工业上采用离子交换膜法电解饱和食盐水,如下图所示,图中的离子交换膜是　　　　(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜,溶液B是　　　　　　　。 

答案:(1)G→F→I　D→E→C　(2)负
2Cl--2e-Cl2↑　(3)淀粉碘化钾溶液变蓝
(4)0.01　(5)阳离子　NaOH溶液
解析:(1)产生的氢气的体积用排水量气法测量,常温下H2的体积约6mL,所以选I不选H,导管是短进长出,所以A接G;用装有淀粉碘化钾溶液的洗气瓶检验氯气时,导管要长进短出,所以B接D,氯气要进行尾气处理,则E接C。
(2)题中电解饱和食盐水实验中铁棒应为阴极,连接电源负极,石墨棒为阳极,连接直流电源的正极,石墨棒上发生的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑。
(3)氯气具有氧化性,能将碘离子氧化成碘单质,碘单质能使淀粉溶液变蓝色,使淀粉碘化钾溶液变蓝说明氯气具有氧化性。
(4)因电解饱和食盐水的方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,当产生的H2的体积为5.6mL(折算成标准状况)时,其物质的量为=2.5×10-4mol,生成氢氧化钠的物质的量为5×10-4mol,所以溶液中NaOH的物质的量浓度为=0.01mol·L-1。
(5)氢气在阴极上生成,则b为阴极,a为阳极,阳离子向阴极移动,则离子交换膜允许阳离子通过,所以题图中的离子交换膜为阳离子交换膜;溶液B是NaOH溶液。