C．当电路中转移6 mol e时，可以产生87 g MnO2沉淀 D．为了增大右侧溶液的导电性可以加稀硫酸造成强酸性环境 答案 D
－处理完全后，阳极生成的Fe2＋会通过阳离子交换膜进入左侧，则左侧会解析 A项，MnO4
－
生成Fe(OH)2沉淀，正确；B项，右侧产生的Fe2＋在弱酸性条件下将MnO－4还原为MnO2，本身被氧化为Fe(OH)3，所以离子方程式为：7H2O＋3Fe2＋＋MnO－4===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋，正确；C项，根据阳极电极反应：Fe－2e－===Fe2＋，当电路中转移6 mol e－时，生
2＋－成3 mol Fe2＋，根据Fe2＋沉淀MnO－4的离子方程式7H2O＋3Fe＋MnO4===3Fe(OH)3↓＋
MnO2↓＋5H＋可得，生成1 mol MnO2，质量为1 mol×87 g·mol－1＝87 g，正确；D项，强酸
2＋2＋＋5Fe3＋＋4HO，－与Fe2＋反应为：＋性条件下，MnO4MnO－不能使Mn4＋5Fe＋8H===Mn2
元素转化为MnO2沉淀，错误。
二、非选择题(本题包括3小题，共46分)
19．(15分)(2018·西宁期末考试)研究CO2、H2的开发利用和氯气的循环利用意义重大。请按要求回答下列问题： (1)反应CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)在使用和未使用催化剂时，反应过程和能量的
对应关系如图所示。下列说法一定正确的是________(填字母)。
A．该可逆反应的正反应为吸热反应
B．断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成生成物中的化学键释放的总能量 C．a与b相比，活化能Ea＞Eb
(2)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应4HCl＋O2=====2Cl2＋2H2O400 ℃可实现氯气的循环利用。
已知：反应中4 mol HCl被氧化时放出115.6 kJ的热量，则反应的热化学方程式是___________
________________________________________________________________________。 已知：O===O键和Cl—Cl键的键能分别为498 kJ·mol
－1
CuO、CuCl
和243 kJ·mol1，则断开1 mol H—O
－
键与断开1 mol H—Cl键所需的能量相差________kJ，H2O中的H—O键比HCl中的H—Cl
键________(填“强”或“弱”)。
(3)甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： ①CO(g)＋2H2(g)②CO2(g)＋3H2(g)③CO2(g)＋H2(g)
CH3OH(g) ΔH3
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2 CO(g)＋H2O(g) ΔH1
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键 E/kJ·mol1
回答下列问题：
由此计算ΔH3＝________kJ·mol1，已知ΔH2＝－58 kJ·mol1，则ΔH1＝________kJ·mol1。 答案 (1)BC (2)4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol1 31.9 强 (3)－99 ＋41
解析 (1)根据图像可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，正反应是放热反应，A错误；由于正反应是放热反应，所以断裂反应物中的化学键吸收的总能量少，形成生成物中的化学键放出的能量多，B正确；根据图像，a是没有使用催化剂的情况，活化能较高，b是使用催化剂的情况，能量较低，a与b相比，Ea＞Eb，C正确。
(2)反应方程式中，4 mol HCl全部作还原剂，热化学方程式是4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·mol－1，ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，即－115.6 kJ·mol－1＝[4×E(H—Cl)＋498 kJ·mol－1]－[2×243 kJ·mol－1＋4×E(O—H)]，E(O—H)－E(H—Cl)＝31.9 kJ·mol－1，则断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需的能量相差31.9 kJ，即H2O中的H—O键比HCl中的H—Cl键强。(3)根据ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，可以求出ΔH3＝(1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1)－(3×413 kJ·mol－1＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－
1)＝－99 kJ·mol－1，再利用盖斯定律，方程式②－方程式①得出方程式③，则ΔH＝－58 kJ·mol1－1－(－99 kJ·mol－1)＝＋41 kJ·mol－1。
－
－
－
－
－H—H 436 C—O 343 C===O 1 076 H—O 465 C—H 413 20．(15分)(2019·武汉模拟)电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择________(填字母)。 a．碳棒 b．锌板 c．铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图2为“镁－次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。
①E为该燃料电池的________(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。 ②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)乙醛酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图3所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
①N电极上的电极反应式为_____________________________________________________。 ②若有2 mol H通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为________mol。
答案 (1)b 锌板作原电池的负极，Zn －2e === Zn2，不断遭受腐蚀，需定期拆换 (2)①负 ClO＋2e＋H2O===Cl＋2OH ②Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
(3)①HOOC—COOH＋2e＋2H===HOOC—CHO＋H2O ②2
解析 (1)形成原电池时，Fe作正极被保护，则要选择活泼性比Fe强的金属作负极，所以选锌；锌的活泼性比Fe的强，作负极，不断遭受腐蚀，需定期拆换。
－
＋
－
－
－
－
－
＋
＋
(2)①“镁－次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，则Mg为负极；正极上ClO－得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－；
②Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气，其反应的化学方程式为Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑。
(3)①N电极上HOOC—COOH得电子生成HOOC—CHO，则电极反应式为HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O；
②2 mol H＋通过质子交换膜，则电池中转移2 mol电子，根据电极方程式HOOC—COOH＋2e－＋2H＋ ===HOOC—CHO＋H2O，可知生成1 mol乙醛酸，由于两极均有乙醛酸生成，所以生成的乙醛酸为2 mol。
21．(16分)锌元素是重要的金属元素，锌及其化合物在生活、生产中有广泛应用。 (1)ZnO和Al2O3的化学性质相似，写出ZnO和NaOH溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)闪锌矿(主要成分为ZnS)、软锰矿(主要成分为MnO2)与硫酸共热时可以析出单质硫，该反应的化学方程式为___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压，高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O电时正极反应为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)采用电化学法还原CO2是一种使CO2资源化的方法，如图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解液不参与反应)。
3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，则放
①Zn与电源的________极相连。
②Pt电极的电极反应为_______________________________________________________。 ③通入标准状况下11.2 L CO2时，转移电子数为________。
(5)粗铜电解精炼的废电解液中常含有Zn2，Pb2，向废电解液中加入Na2S溶液，当有PbS
＋
＋
和ZnS沉淀时，c(Zn2)∶c(Pb2)＝________。[已知：Ksp(PbS)＝3.4×10
24
＋＋
－28
，Ksp(ZnS)＝1.6×10
－
]。
－
－
答案 (1)ZnO＋2OH===ZnO22＋H2O
(2)MnO2＋ZnS＋2H2SO4===MnSO4＋ZnSO4＋S＋2H2O (3)FeO24＋4H2O＋3e===Fe(OH)3＋5OH
23(4)①正 ②2CO2＋2e===C2O24 ③0.5NA(或3.01×10)
－
－
－
－
－
8
(5)4.7×103(或×104)
17解析 (1)由Al2O3与NaOH溶液的反应类推ZnO与NaOH溶液的反应。(2)析出单质硫，说明ZnS被氧化为S，则MnO2被还原为Mn2＋，化学方程式为MnO2＋ZnS＋
2－发生还原2H2SO4===MnSO4＋ZnSO4＋S＋2H2O。(3)根据电池总反应，放电时正极上FeO4
2－＋4HO＋3e－===Fe(OH)＋5OH－。(4)①制备反应，转化为Fe(OH)3，电极反应式为FeO423
ZnC2O4，则Zn发生氧化反应，作阳极，与电源的正极相连。②CO2在阴极上发生还原反应
2－2－－－－转化C2O24，电极反应式为2CO2＋2e===C2O4。③根据2CO2＋2e===C2O4，通入标准
状况下11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子。(5)c(Zn2＋)∶c(Pb2＋)＝[c(Zn2＋)·c(S2－)]∶[c(Pb2
＋)·c(S2－)]＝K
3
sp(ZnS)∶Ksp(PbS)≈4.7×10。
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