四川省广元中学2022届高三化学上学期第二次段考试题含解析

2022-2022学年四川省广元中学高三（上）第二次段考化学试卷　一、选择题（本题包括13小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1．化学在生产和日常生活中有着重要的应用．下列说法正确的是（　　）A．人类利用的能源都是通过化学反应获得的B．电解熔融氯化钠，可制得金属钠C．金属表面形成的氧化物都能起到保护内层金属的作用D．在铁水闸上外接电源的正极，可保护铁水闸　2．设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）A．标准状况下，2.24LHF含有的HF分子数为0.1NAB．在常温常压下，32g18O2中含有2NA氧原子C．25℃时，pH=13的1.0LBa（OH）2溶液中含有的OH﹣数目为0.2NAD．1molNa与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA　3．下列实验操作正确且能达到相应实验目的是（　　）实验目的实验操作A称取2.0gNaOH固体先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上添加2g砝码，左盘上添加NaOH固体B配制FeCl3溶液将FeCl3固体溶解于适量蒸馏水C检验溶液中是否含有NH4+取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体D验证铁的吸氧腐蚀将铁钉放入试管中，用盐酸浸没A．AB．BC．CD．D　4．某固体酸燃料电池以Ca（HSO4）2固体为电解质传递H+，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2+O2═2H2O，下列有关说法正确的是（　　）A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极　5．已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣571.6kJ•mol﹣12CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1452kJ•mol﹣114H+（aq）+OH﹣（aq）═H2O（l）△H=﹣57.3kJ•mol﹣1下列说法正确的是（　　）A．H2（g）的燃烧热为571.6kJ•mol﹣1B．H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）═BaSO4（s）+H2O（l）△H=﹣57.3kJ•mol﹣1C．同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，H2（g）放出的热量多D．3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=+131.4kJ•mol﹣1　6．“嫦娥一号”探测器所用的镍氢蓄电池，其负极板材料M为能吸收氢原子的合金．充电时电极反应分别为：M+H2O+e﹣=MH+OH﹣，Ni（OH）2+OH﹣﹣e﹣=NiOOH+H2O．下列有关镍氢蓄电池的说法正确的是（　　）A．放电时，正极附近的pH减小B．放电时，总反应为MH+NiOOH=M+Ni（OH）2C．充电时，电极M应与充电电源正极相连D．充电后，负极板材料M变成了MH，MH中H元素显﹣1价　7．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸．若向所得硝酸铜溶液中加入5mol•L﹣1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（　　）A．60mLB．45mLC．30mLD．15mL　　二、填空题8．（14分）（2022秋•白城校级期中）某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾．（1）X极与电源的　　　　　　（填“正”或“负”）极相连，氢气从　　　　　　（填“A”、“B”、“C”或“D”）口导出．（2）离子交换膜只允许一类离子通过，则M为　　　　　　（填“阴离子”或“阳离子”，下同）交换膜，N为　　　　　　交换膜．（3）若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池（石墨为电极），则电池负极的反应式为　　　　　　．（4）若在标准状况下，制得11.2L氢气，则生成硫酸的质量是　　　　　　，转移的电子数为　　　　　　．　9．（15分）（2022秋•广元校级月考）硼氢化钠（NaBH4）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠（NaBO2）为主要原料制备NaBH4，其流程如下：14已知：NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙胺（沸点：33℃）．（1）NaBH4中H元素的化合价为　　　　　　．请配平第①步反应的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目：□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2=□NaBH4+□Na2SiO3（2）实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有　　　　　　、滤纸、玻璃片和小刀等．在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是　　　　　　．（3）第②步分离采用的方法是　　　　　　．第③步分出NaBH4并回收溶剂，采用的方法是　　　　　　．（4）NaBH4（s）与H2O（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g），在25℃，101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4（s）放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是　　　　　　．　10．（14分）（2022•南充模拟）某课外小组分别用如图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究：请回答：I．用图1所示装置进行第一组实验．（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu做电极的是　　　　　　（填字母序号）．A．铝　　　　B．石墨　　　　C．银　　　D．铂（2）N极发生反应的电极反应式为　　　　　　．（3）实验过程中，SO42﹣　　　　　　（填“从左向右”、“从右向左”或“不”）移动；滤纸上能观察到的现象有　　　　　　．II．用图2所示装置进行第二组实验．实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清．查阅资料发现，高铁酸根（FeO2﹣4）在溶液中呈紫红色．（4）电解过程中，X极区溶液的pH　　　　　　（填“增大”、“减小”或“不变”）．（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe﹣6e﹣+8OH﹣═FeO42﹣+4H2O和　　　　　　14（6）若在X极收集到672mL气体，在Y极收集到168mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少　　　　　　g．　11．（15分）（2022秋•广元校级月考）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．（1）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于　　　　　　处．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为　　　　　　．（2）以下为铝材表面处理的一种方法：①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是　　　　　　（用离子方程式表示）．为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的　　　　　　．a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为　　　　　　．取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是　　　　　　．（3）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时阳极材料为　　　　　　，用铜而不用石墨作阳极的原因是　　　　　　．　　2022-2022学年四川省广元中学高三（上）第二次段考化学试卷参考答案与试题解析　一、选择题（本题包括13小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1．化学在生产和日常生活中有着重要的应用．下列说法正确的是（　　）A．人类利用的能源都是通过化学反应获得的B．电解熔融氯化钠，可制得金属钠C．金属表面形成的氧化物都能起到保护内层金属的作用D．在铁水闸上外接电源的正极，可保护铁水闸【考点】金属的电化学腐蚀与防护．【分析】A、风能、太阳能没有通过化学反应；14B、活泼金属采用电解法进行冶炼；C、不是所有的金属氧化膜都能够阻止金属的进一步反应；D、电解池的阳极被腐蚀．【解答】解：A、人类利用的能源不一定是通过化学反应获得的，如风能、太阳能没有通过化学反应，故A错误；B、钠是活泼金属，可以采用电解熔融氯化钠制金属钠，故B正确；C、不是所有的金属氧化膜都能够阻止金属的进一步反应，只有部分金属例如铝才是如此，故C错误；D、在铁水闸上接外加电源的正极时，铁闸做电解池的阳极，腐蚀速率加快，起不到保护作用，故D错误．故选B．【点评】本题考查了化学知识在生活中的运用，难度不大，属于生活常识的考查，注意基础的把握．　2．设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）A．标准状况下，2.24LHF含有的HF分子数为0.1NAB．在常温常压下，32g18O2中含有2NA氧原子C．25℃时，pH=13的1.0LBa（OH）2溶液中含有的OH﹣数目为0.2NAD．1molNa与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA【考点】阿伏加德罗常数．【分析】A、标况下HF为液态；B、18O2的摩尔质量为36g/mol；C、pH=13的氢氧化钡溶液中氢氧根的浓度为0.1mol/L；D、根据反应后钠元素变为+1价来分析．【解答】解：A、标况下HF为液态，故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，故A错误；B、18O2的摩尔质量为36g/mol，故32g18O2的物质的量为mol，则含有的氧原子的个数为个，即个，故B错误；C、pH=13的氢氧化钡溶液中氢氧根的浓度为0.1mol/L，故1L溶液中的氢氧根的物质的量n=CV=0.1mol/L×1L=0.1mol，个数为0.1NA个，故C错误；D、由于反应后钠元素变为+1价，故1mol钠失去1mol电子即NA个，故D正确．故选D．【点评】本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算，熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题关键，难度不大．　3．下列实验操作正确且能达到相应实验目的是（　　）实验目的实验操作A称取2.0gNaOH固体先在托盘上各放一张滤纸，然后在右盘上添加2g砝码，左盘上添加NaOH固体B配制FeCl3溶液将FeCl3固体溶解于适量蒸馏水C检验溶液中是否含有NH4+取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体D验证铁的吸氧腐蚀将铁钉放入试管中，用盐酸浸没14A．AB．BC．CD．D【考点】化学实验方案的评价；真题集萃．【分析】A．氢氧化钠是强腐蚀性易潮解的固体；B．FeCl3为强酸弱碱盐，铁离子易水解而生成氢氧化铁，配制氯化铁溶液过程中要防止氯化铁水解；C．氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，根据铵离子的检验方法进行判断：加入滴加NaOH溶液并加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试液变蓝，则原溶液中一定含有NH4+；D．铁在中性溶液中可发生吸氧腐蚀，盐酸为酸性溶液，发生析氢腐蚀．【解答】解：A．称量强腐蚀性试剂需在烧杯内称量，用纸片会造成托盘污染腐蚀且称量不准确，故A错误；B．氯化铁为强酸弱碱盐，易水解，为防止氯化铁水解，配制溶液过程中要加入盐酸，故B错误；C．检验铵根离子，可以使用氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中的氢氧根离子能与铵根离子结合产生氨气，NH4++OH﹣NH3↑+H2O，氨气的水溶液呈碱性，能使润湿的红色石蕊试纸变蓝，故C正确；D．铁在中性溶液中可发生吸氧腐蚀，盐酸为酸性溶液，发生析氢腐蚀，故D错误；故选C．【点评】本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，涉及药品的称量、盐类的水解、铵根离子的加检验及分金属的腐蚀分类等，把握反应原理及实验技能为解答的关键，注意实验的操作分析，题目难度不大．　4．某固体酸燃料电池以Ca（HSO4）2固体为电解质传递H+，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2+O2═2H2O，下列有关说法正确的是（　　）A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极【考点】原电池和电解池的工作原理．【专题】电化学专题．【分析】根据电池总反应：2H2+O2=2H2O可知：通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，反应为H2﹣2e﹣═2H+，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，反应为O2+4e﹣+4H+=2H2O；电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，即从a极流向b极，电解质溶液中阳离子向正极移动，即H+由a极通过固体酸电解质传递到b极；每转移0.1mol电子，消耗0.05mol的H2，标准状况下的体积为1.12L．【解答】解：A、因氢元素的化合价升高，则a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b，故A错误；B、该电池为酸性电池，反应为O2+4e﹣+4H+=2H2O，故B错误；14C、因没有说明是否为标准状况，则气体的体积不一定为1.12L，故C错误；D、原电池中，a极氢气失电子生成H+，阳离子向正极移动，所以H+由a极通过固体酸电解质传递到b极，故D正确．故选D．【点评】本题考查燃料电池的工作原理，学习中要明确电子以及离子的定向移动问题，要能正确判断原电池的正负极，以及电极反应式的书写问题．　5．已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣571.6kJ•mol﹣12CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1452kJ•mol﹣1H+（aq）+OH﹣（aq）═H2O（l）△H=﹣57.3kJ•mol﹣1下列说法正确的是（　　）A．H2（g）的燃烧热为571.6kJ•mol﹣1B．H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）═BaSO4（s）+H2O（l）△H=﹣57.3kJ•mol﹣1C．同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，H2（g）放出的热量多D．3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=+131.4kJ•mol﹣1【考点】热化学方程式．【专题】化学反应中的能量变化．【分析】A、依据燃烧热概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量分析；B、酸碱中和反应生成的硫酸钡过程中放热；C、依据热化学方程式计算比较；D、依据热化学方程式和盖斯定律计算分析判断．【解答】解：A、依据燃烧热概念分析，选项中由已知热化学方程式计算可知H2（g）的燃烧热为285.8kJ•mol﹣1，故A错误；B、反应中有BaSO4（s）生成，而生成BaSO4也是放热的，所以放出的热量比57.3kJ多，即B项中△H＜﹣57.3kJ•mol﹣1，故B错误；C、同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，设质量为1g2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣571.6kJ•mol﹣12571.6KJmol142.9KJ2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1452kJ•mol﹣121452KJmol22.69KJ所以H2（g）放出的热量多，故C正确；D、①2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣571.6kJ•mol﹣1②2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1452kJ•mol﹣1按盖斯定律计算①×3﹣②得到6H2（g）+2CO2（g）═2CH3OH（l）+2H2O（l）△H=﹣262.8kJ•mol﹣1．可知正确的是3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）△H=﹣131.4kJ•mol﹣1，故D错误；14故选C．【点评】本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算应用，燃烧热，中和热概念的理解应用是解题关键，题目难度中等．　6．“嫦娥一号”探测器所用的镍氢蓄电池，其负极板材料M为能吸收氢原子的合金．充电时电极反应分别为：M+H2O+e﹣=MH+OH﹣，Ni（OH）2+OH﹣﹣e﹣=NiOOH+H2O．下列有关镍氢蓄电池的说法正确的是（　　）A．放电时，正极附近的pH减小B．放电时，总反应为MH+NiOOH=M+Ni（OH）2C．充电时，电极M应与充电电源正极相连D．充电后，负极板材料M变成了MH，MH中H元素显﹣1价【考点】化学电源新型电池．【专题】电化学专题．【分析】A、放电时，在正极上发生得电子的还原反应，是充电时阳极反应的逆反应，据电极反应式来回答；B、放电时的反应和充电时的总反应互为逆过程；C、二次电池充电时，电源的正极和电池的正极相连，电源的负极和电池的负极相连；D、根据充电后发生的反应结合电极材料的变化来判断．【解答】解：A．放电时正极反应为：NiO（OH）+H2O+e﹣=OH﹣+Ni（OH）2，所以正极附近溶液的碱性增强，pH增大，故A错误；B、放电时正极反应为：NiO（OH）+H2O+e﹣=OH﹣+Ni（OH）2，而负极电极反应式为MH+OH﹣﹣e﹣═M+H2O，正负极相加得到总反应为：MH+NiOOH=M+Ni（OH）2，故B正确；C、放电时负极电极反应式为MH+OH﹣﹣e﹣═M+H2O，金属M是负极，应该和电源的负极相连，故C错误；D．充电时电极反应为：M+H2O+e﹣=MH+OH﹣，充电后，负极板材料M变成了MH，其中H是﹣1价，M是+1价，故D错误．故选B．【点评】本题考查了原电池，根据电池反应式中元素化合价变化及原电池原理来分析解答，难度不大，注意把握原电池的工作原理以及电极方程式的书写，为解答该题的关键．　7．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸．若向所得硝酸铜溶液中加入5mol•L﹣1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（　　）A．60mLB．45mLC．30mLD．15mL【考点】化学方程式的有关计算．【专题】计算题．【分析】NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸．Cu失去的电子都被O2得到了，根据电子得失守恒，求出参加反应的铜，然后求出Cu（NO3）2，再根据Cu（NO3）2与NaOH反应的关系，求出NaOH的物质的量，最终求出NaOH溶液的体积．【解答】解：NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，完全生成HNO3，则整个过程中HNO3反应前后没有变化，即Cu失去的电子都被O2得到了，根据得失电子守恒：n（Cu）×2=n（O2）×414n（Cu）×2=mol×4解得：n（Cu）=0.15mol所以Cu（NO3）2为0.15mol，根据Cu2+～2OH﹣0.15moln（OH﹣）则NaOH为0.15mol×2=0.3mol，则NaOH体积V===0.06L，即60ml，故选：A．【点评】本题主要考查了金属与硝酸反应的计算，若根据化学方程式来计算，无从下手，若根据氧化还原反应中电子得失守恒则化繁为简，平时需注意守恒思想的应用．　二、填空题8．（14分）（2022秋•白城校级期中）某小组同学设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氧气、氢气、硫酸和氢氧化钾．（1）X极与电源的　正　（填“正”或“负”）极相连，氢气从　C　（填“A”、“B”、“C”或“D”）口导出．（2）离子交换膜只允许一类离子通过，则M为　阴离子　（填“阴离子”或“阳离子”，下同）交换膜，N为　阳离子　交换膜．（3）若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池（石墨为电极），则电池负极的反应式为　H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O　．（4）若在标准状况下，制得11.2L氢气，则生成硫酸的质量是　49g　，转移的电子数为　6.02×1023　．【考点】电解原理．【专题】电化学专题．【分析】（1）根据加入的物质知，X电极附近生成硫酸，Y电极附近生成氢氧化钾，则X电极上氢氧根离子放电，Y电极上氢离子放电，所以X是阳极，Y是阴极，阳极与电源正极相连；阳极上生成氧气，阴极上生成氢气；（2）电解过程中，电解质溶液中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动；（3）原电池中负极上失电子发生氧化反应；（4）根据转移电子守恒计算生成硫酸的质量．【解答】解：（1）题图中左边加入含硫酸的水，右侧加入含KOH的水，说明左边制硫酸，右边制备KOH溶液，氢氧根离子在阳极放电，同时电解后溶液呈酸性，氢离子在阴极放电，同时电解后溶液呈碱性，则X为阳极，Y为阴极，所以X连接电源正极；Y电极上氢离子放电生成氢气，所以氢气从C口导出，故答案为：正；C；14（2）OH﹣在阳极发生氧化反应，使左边溶液中H+增多，为了使溶液呈电中性，硫酸钾溶液中的SO42﹣通过M交换膜向左边迁移，即M为阴离子交换膜；H+在Y极发生还原反应，使右边溶液中OH﹣增多，硫酸钾溶液中K+向右迁移，N为阳离子交换膜，故答案为：阴离子；阳离子；（3）氢氧燃料碱性电池中，通入氢气的电极是负极，负极上氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O，故答案为：H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O；（4）n（H2）==0.5mol，根据2H++2e﹣═H2↑知，得电子的物质的量为1mol，得电子数为6.02×1023，X极的反应式为4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑，根据得失电子守恒知，生成H+的物质的量为1mol，根据氢原子守恒得生成0.5molH2SO4，m（H2SO4）=nM=0.5mol×98g/mol=49g，故答案为：49g；6.02×1023．【点评】本题考查了原电池和电解池原理，正确推断电解池阴阳极是解本题关键，根据加入水溶液的溶质确定电极产物，结合电极产物确定阴阳极，再结合转移电子守恒进行有关计算，难度中等．　9．（15分）（2022秋•广元校级月考）硼氢化钠（NaBH4）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠（NaBO2）为主要原料制备NaBH4，其流程如下：已知：NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙胺（沸点：33℃）．（1）NaBH4中H元素的化合价为　﹣1　．请配平第①步反应的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目：□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2=□NaBH4+□Na2SiO3（2）实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有　镊子　、滤纸、玻璃片和小刀等．在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是　除去装置中的空气和水蒸气　．（3）第②步分离采用的方法是　过滤　．第③步分出NaBH4并回收溶剂，采用的方法是　蒸馏　．（4）NaBH4（s）与H2O（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g），在25℃，101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4（s）放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是　NaBH4（s）+2H2O（l）═NaBO2（s）+4H2（g）△H=﹣216kJ•mol﹣1　．【考点】制备实验方案的设计；真题集萃；氧化还原反应方程式的配平．【专题】简答题；实验分析题；实验评价题．【分析】NaBO2、SiO2、Na和H2在一定条件下反应生成NaBH4、Na2SiO3，NaBH4常温下能与水反应，且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象，为防止NaBH414水解、防止产生安全事故，需要将装置中的空气和水蒸气排出；NaBH4可溶于异丙胺，根据③知，②中加入的溶剂是异丙胺，NaBH4溶解于异丙胺、Na2SiO3不溶于异丙胺，难溶性固体和溶液采用过滤方法分离，通过过量得到滤液和滤渣，滤渣成分是Na2SiO3；异丙胺沸点：33℃，将滤液采用蒸馏的方法分离，得到异丙胺和固体NaBH4；（1）NaBH4中Na为+1价，B为+3价，可结合化合物中各元素正负化合价代数和为0，计算出氢元素的化合价，①反应中H元素化合价由0价变为﹣1价、Na元素化合价由0价变为+1价，根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式；（2）原料中的金属钠通常保存在煤油中，需要用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀等，为防止安全事故发生和防止NaBH4水解，在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，从而排出空气和水蒸气；（3）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法；熔沸点相差较大的可以采用蒸馏方法；（4）n（NaBH4）==0.1mol，在25℃、101kPa下，每消耗0.1molNaBH4（s）放热21.6kJ，则消耗1molNaBH4（s）放热216.0kJ，据此书写热化学方程式．【解答】解：NaBO2、SiO2、Na和H2在一定条件下反应生成NaBH4、Na2SiO3，NaBH4常温下能与水反应，且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象，为防止NaBH4水解、防止产生安全事故，需要将装置中的空气和水蒸气排出；NaBH4可溶于异丙胺，根据③知，②中加入的溶剂是异丙胺，NaBH4溶解与异丙胺、Na2SiO3不溶于异丙胺，难溶性固体和溶液采用过滤方法分离，通过过量得到滤液和滤渣，滤渣成分是Na2SiO3；异丙胺沸点：33℃，将滤液采用蒸馏的方法分离，得到异丙胺和固体NaBH4，（1）NaBH4中根据化合物中各元素正负化合价代数和为0，并结合Na为+1价、B为+3价计算出H为﹣1价，第①步反应中根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为NaBO2+2SiO2+4Na+2H2═NaBH4+2Na2SiO3，电子转移数目为4e﹣，故答案为：﹣1价；；（2）钠的密度大于煤油，为隔绝空气和水，原料中的金属钠通常保存在煤油中，实验室取用少量金属钠时，需要镊子夹取钠、用滤纸吸煤油，所以实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀等，NaBH4常温下能与水反应，且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象，为防止NaBH4水解、防止产生安全事故，需要将装置中的空气和水蒸气排出，钠极易和空气中氧气、和水反应，故答案为：镊子；除去装置中的空气和水蒸气；（3）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，②中加入的溶剂是异丙胺，NaBH4溶解与异丙胺、Na2SiO3不溶于异丙胺，所以第②步分离采用的方法是过滤；熔沸点相差较大的可以采用蒸馏方法，异丙胺沸点：33℃，将滤液采用蒸馏的方法分离，得到异丙胺和固体NaBH4，故答案为：过滤；蒸馏；（4）NaBH4（s）与H2O（l）反应生成NaBO2（s）和H2（g），n（NaBH4）==0.1mol，在25℃、101kPa下，每消耗0.1molNaBH4（s）放热21.6kJ，则消耗1molNaBH4（s）放热216.0kJ，则热化学方程式为NaBH4（s）+2H2O（l）=NaBO2（s）+4H2（g）△H=﹣216.0kJ/mol，故答案为：NaBH4（s）+2H2O（l）=NaBO2（s）+4H2（g）△H=﹣216.0kJ/mol．【点评】14本题考查物质制备实验方案设计，为高频考点，侧重考查学生分析推断及知识综合应用能力，涉及物质分离提纯、热化学反应方程式的书写、氧化还原反应、实验基本操作等知识点，综合性较强且较基础，难点是分析流程图中发生的反应、基本操作等，题目难度中等．　10．（14分）（2022•南充模拟）某课外小组分别用如图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究：请回答：I．用图1所示装置进行第一组实验．（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu做电极的是　A　（填字母序号）．A．铝　　　　B．石墨　　　　C．银　　　D．铂（2）N极发生反应的电极反应式为　2H++2e﹣═H2↑（或2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣）　．（3）实验过程中，SO42﹣　从右向左　（填“从左向右”、“从右向左”或“不”）移动；滤纸上能观察到的现象有　滤纸上有红褐色斑点产生　．II．用图2所示装置进行第二组实验．实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清．查阅资料发现，高铁酸根（FeO2﹣4）在溶液中呈紫红色．（4）电解过程中，X极区溶液的pH　增大　（填“增大”、“减小”或“不变”）．（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe﹣6e﹣+8OH﹣═FeO42﹣+4H2O和　4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑　（6）若在X极收集到672mL气体，在Y极收集到168mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少　0.28　g．【考点】原电池和电解池的工作原理．【专题】电化学专题．【分析】Ⅰ图1中，左边装置是原电池，较活泼的金属锌作负极，较不活泼的金属铜作正极，如果要找电极材料代替铜，所找材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，M是阳极，N是阴极，电解池中阴极上阳离子得电子发生还原反应，原电池放电时，阴离子向负极移动；Ⅱ该电解池中，阳极材料是活泼金属，则电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，同时氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上氢离子得电子发生还原反应，根据阴阳极上转移电子数相等计算铁反应的质量，在碱性锌电池中，正极上得电子发生还原反应；【解答】解：（1）在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故答案为：A；（2）N电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e﹣═H2↑（或2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣），故答案为：2H++2e﹣═H2↑（或2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣）；14（3）原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，故答案为：从右向左；滤纸上有红褐色斑点产生；（4）电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大，故答案为：增大；（5）铁是活泼金属，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，氢氧根离子失电子发生氧化反应，所以发生的电极反应式为：Fe﹣6e﹣+8OH﹣═FeO42﹣+4H2O和4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑，故答案为：4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑；（6）（5）X电极上析出的是氢气，Y电极上析出的是氧气，且Y电极失电子进入溶液，设铁质量减少为xg，根据转移电子数相等得×2=×4+×6，解得x=0.28g，故答案为：0.28．【点评】本题考查了原电池和电解池原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意电解池中如果活泼金属作阳极，则电解池工作时阳极材料失电子发生氧化反应，为易错点，难度中等；　11．（15分）（2022秋•广元校级月考）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．（1）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于　N　处．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为　牺牲阳极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法）　．（2）以下为铝材表面处理的一种方法：①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是　2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO+3H2↑　（用离子方程式表示）．为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的　b　．a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为　2Al+3H2O﹣6e﹣═Al2O3+6H+　．取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是　HCO3﹣与H+反应使H+浓度减小，产生Al（OH）3沉淀　．（3）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时阳极材料为　纯铜　，用铜而不用石墨作阳极的原因是　补充溶液中消耗的Cu2+，保持溶液中Cu2+浓度恒定　．14【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．【分析】（1）根据金属的防护，若K置于N处，必须让被保护的金属接电源负极；若开关K置于M处，形成原电池，锌作负极，为牺牲阳极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法）；（2）①有气泡冒出因2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO2﹣+3H2↑；因碱洗槽液中有AlO2﹣，故应通入CO2来回收Al（OH）3，发生反应2AlO2﹣+3H2O+CO2═2Al（OH）3↓+CO32﹣或CO2+2H2O+AlO2﹣═HCO3﹣+Al（OH）3↓；若加HNO3，生成的沉淀还会继续溶解；②铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为：2Al+3H2O﹣6e﹣═Al2O3+6H+；HCO3﹣与H+反应使H+浓度减小，产生Al（OH）3沉淀；（3）用纯铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu2+，保持其浓度恒定．【解答】解：（1）金属的防护有牺牲阳极保法和外加电源阴极保护法，若K置于N处，必须让被保护的金属接电源负极；若开关K置于M处，形成原电池，锌作负极，为牺牲阳极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法），故答案为：N；牺牲阳极保护法（或牺牲阳极的阴极保护法）；（2）①铝能与强碱反应产生氢气，Al（OH）3具有两性，既能与强碱反应也能与强酸反应生成盐和水，碱洗槽液中有AlO2﹣，故应通入CO2来回收Al（OH）3，发生反应2AlO2﹣+3H2O+CO2═2Al（OH）3↓+CO32﹣或CO2+2H2O+AlO2﹣═HCO3﹣+Al（OH）3↓；若加HNO3，生成的沉淀还会继续溶解，故答案为：2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO+3H2↑；b；②铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为：2Al+3H2O﹣6e﹣═Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有Al3+，和HCO3﹣发生了互促水解．或HCO3﹣与H+反应使H+浓度减小，产生Al（OH）3沉淀，故答案为：2Al+3H2O﹣6e﹣═Al2O3+6H+；HCO3﹣与H+反应使H+浓度减小，产生Al（OH）3沉淀；（3）电镀铜时用纯铜做阳极，阳极上铜被氧化，电解质溶液浓度不变，用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu2+，保持其浓度恒定，采用石墨无法补充Cu2+，故答案为：纯铜；阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+，补充溶液中消耗的Cu2+，保持溶液中Cu2+的浓度恒定．【点评】本题考查了原电池工作原理、电解原理的综合应用，题目难度中等，明确实验目的及实验原理为解答关键，注意熟练掌握原电池、电解池工作原理，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．　14