题目内容
5．
在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示．下列说法不正确的是（ ）| A． | 阴极的反应式是：H2O+2e-=H2+O2-、CO2+2e-=CO+O2- | |
| B． | X是电源的负极 | |
| C． | 总反应可表示为：H2O+CO2=H2+CO+O2 | |
| D． | 阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1：1 |
分析 A．电解池阴极发生还原反应，根据反应物结合化合价的变化分析；
B．电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，根据与X极相连的电极产生的气体判断；
C．根据图示以及电解的目的解答；
D．根据图示知：阴极产生H2、CO，阳极产生氧气，结合总的反应分析．
解答 解：A．电解池阴极发生还原反应，电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO，阴极：水中的氢原子得到电子生成氢气，H2O+2e-═H2↑+O2-，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，CO2+2e-═CO+O2-，故A正确；
B．根据图示知：与X相连的电极产生CO，电解H2O-CO2混合气体，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，所以X是电源的负极，故B正确；
C．电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO，根据图示知：阴极产生H2、CO，阳极产生氧气，所以总反应为：H2O+CO2$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H2+CO+O2，故C正确；
D．电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO，总反应为：H2O+CO2$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H2+CO+O2，阴极产生H2、CO，阳极产生氧气，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是2：1，故D错误；
故选D．
点评 本题考查电解知识，为高频考点，侧重于考查学生的综合运用能力，题目难度中等，注意基础知识的积累掌握，掌握电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应为解答关键．
练习册系列答案
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16．某研究性学习小组通过下列反应原理制备SO2并进行性质探究．反应原理为：Na2SO3（固）+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O
（1）根据上述原理制备并收集干燥SO2的实验装置连接顺序为AECED或AECD或AECF．
（2）D中盛装的试剂为NaOH溶液．
（3）甲同学用注射器吸取纯净的SO2并结合装置G进行SO2的性质实验，若X是Na2S溶液，其目的是检验SO2的氧化性，可观察到的现象产生黄色沉淀．
（4）实验1：乙同学将溶液X换为浓度均为0.1mol/L Fe（NO3）3和BaCl2的混合溶液（已经除去溶解氧），通入少量SO2后观察到烧杯产生白色沉淀，乙同学认为白色沉淀为BaSO4，为探究白色沉淀的成因，他继续进行如下实验验证：（已知：0.1mol/L Fe（NO3） 3的pH=2）
（5）丙同学认为以上实验只能说明Fe3+和酸性条件下NO3-均能将H2SO3氧化为SO42-，不能说明谁先氧化H2SO3，他利用提供的试剂（限选试剂：KSCN溶液，K3[Fe（CN）6]溶液，苯酚溶液，硝酸溶液）设计实验方案探究何种微粒先发生反应．请帮助他完成方案（包括操作现象和结论）：取乙同学实验1后装置G中烧杯的上层清液于试管中，往试管中滴加铁氰化钾溶液，若溶液出现蓝色沉淀，则证明是Fe3+先氧化H2SO3，若溶液没有明显现象，则证明是pH=2的HNO3先氧化H2SO3．
（6）丁同学在实验2过程发现，黄色溶液先变红棕色后慢慢变浅绿色，查阅资料得：Fe3++6SO2?Fe（SO2）63+（红棕色）．请用化学平衡移动原理解释实验2中溶液颜色变化的原因反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+（反应①）较Fe3++6SO2?Fe（SO2）63+（反应②）反应缓慢，故先发生反应②，然后发生反应①，但反应①的限度较大，故溶液中c（Fe3+）慢慢降低，平衡逆向移动，红棕色逐渐褪去，最终得到浅绿色溶液．
（1）根据上述原理制备并收集干燥SO2的实验装置连接顺序为AECED或AECD或AECF．
（2）D中盛装的试剂为NaOH溶液．
（3）甲同学用注射器吸取纯净的SO2并结合装置G进行SO2的性质实验，若X是Na2S溶液，其目的是检验SO2的氧化性，可观察到的现象产生黄色沉淀．
（4）实验1：乙同学将溶液X换为浓度均为0.1mol/L Fe（NO3）3和BaCl2的混合溶液（已经除去溶解氧），通入少量SO2后观察到烧杯产生白色沉淀，乙同学认为白色沉淀为BaSO4，为探究白色沉淀的成因，他继续进行如下实验验证：（已知：0.1mol/L Fe（NO3） 3的pH=2）
| 实验 | 操作 | 现象 | 结论和解释 |
| 2 | 将SO2通入0.1mol/LFeCl3和BaCl2混合液 | 产生白色沉淀 | Fe3+能氧化H2SO3 |
| 3 | 将SO2通入0.01mol/LHNO3 和 BaCl2混合液 | 产生白色沉淀 | 酸性条件NO3-能将H2SO3氧化为SO42- |
（6）丁同学在实验2过程发现，黄色溶液先变红棕色后慢慢变浅绿色，查阅资料得：Fe3++6SO2?Fe（SO2）63+（红棕色）．请用化学平衡移动原理解释实验2中溶液颜色变化的原因反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+（反应①）较Fe3++6SO2?Fe（SO2）63+（反应②）反应缓慢，故先发生反应②，然后发生反应①，但反应①的限度较大，故溶液中c（Fe3+）慢慢降低，平衡逆向移动，红棕色逐渐褪去，最终得到浅绿色溶液．
13．下列反应中氮元素既被氧化又被还原的是（ ）
| A． | 2NH3+3CuO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2+3Cu+3H2O | B． | 3NO2+H2O═2HNO3+NO | ||
| C． | 4HNO3（浓）$\frac{\underline{\;光照\;}}{或△}$4NO2↑+O2↑+2H2O | D． | N2+O2 $\frac{\underline{\;放电\;}}{\;}$ 2NO |
20．下列溶液中，与100ml 0.5mol/L NaCl溶液所含的Cl-的物质的量浓度相同的是（ ）
| A． | 100 ml 0.5 mol/L MgCl2 溶液 | B． | 200 ml 0.25 mol/L HCl溶液 | ||
| C． | 50 ml 1 mol/L NaCl溶液 | D． | 200 ml 0.25 mol/L CaCl2溶液 |
10．把1molA和3molB投入2L密闭容器中发生反应A（g）+3B（g）?2C（g）+D（s），2min后，测得C的浓度为0.2mol/L，则下列说法正确的是（ ）
| A． | v（D）=0.05mol/（L•min） | B． | 3v（B）=2v（C） | ||
| C． | v（B）=0.15mol/（L•min） | D． | A的转化率为40% |
17．下列反应中，△S＜0的是（ ）
| A． | H2（g）+Br2（g）?2HBr（g） | B． | 2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g） | ||
| C． | 2SO2（g）+O2?2SO3（g） | D． | CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g） |
14．用O2将HCl转化为Cl2，反应方程式为：4HCl（g）+O2（g）?2H2O（g）+2Cl2（g）△H＞0 一定条件下在1L密闭容器中测得反应过程中n（Cl2）的实验数据如表．下列说法正确的是（ ）
| t/min | 0 | 2 | 4 | 6 |
| n（Cl2）/10-3 mol | 0 | 1.8 | 3.7 | 5.4 |
| A． | 0～2 min的反应速率小于4～6 min的反应速率 | |
| B． | 2～6 min用Cl2表示的反应速率为0.9 mol/（L•min） | |
| C． | 降低温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动 | |
| D． | 平衡常数：K（200℃）＜K（400℃） |
