Question

判断正误（在答题卡表格中①~⑯题题号对应位置画“√”或“×”）。

（1）2020年6月23日9时43分北斗系统第五十五颗导航卫星暨北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射！执行本次发射任务的长三乙运载火箭加装的常规燃料为偏二甲肼（C₂H₈N₂）和四氧化二氮。偏二甲肼和四氧化二氮也可以作为燃料电池的两极反应物。二者反应的产物均对环境不产生污染。根据以上信息判断下列说法正误：

①偏二甲肼是有机物，其中氮元素化合价为-3_____

②生成1molCO₂转移8mol电子_____

③偏二甲肼与四氧化二氮的反应是放热反应_____

④该燃料电池中偏二甲肼是负极反应物_____

（2）如图所示装置，用生成的氯气与乙二醛制备乙二酸，反应原理为＋2Cl₂＋2H₂O→＋4HCl。

判断以下说法的正误：

⑤该装置利用上述反应将电能全部转化为化学能_____

⑥Pt1电极的反应式为2H₂O＋2e^-=H₂↑＋2OH^-_____

⑦盐酸除增强溶液导电性的作用，还提供Cl^-参与电极反应_____

⑧理论上每得到0.1mol乙二酸，将有0.4molH⁺从右室迁移到左室_____

（3）判断对下列图像的描述的正误：

⑨根据图a可判断反应A₂(g)＋3B₂(g)2AB₃(g)的ΔH＞0_____

⑩图b可表示压强（P）对反应2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)的影响_____

⑪图c可表示向醋酸溶液通入氨气时，溶液导电性随氨气量的变化_____

⑫根据图d，除去CuSO₄溶液中的Fe³⁺，可加入NaOH调节pH至3~4_____

（4）利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。

实验装置	实验编号	浸泡液	pH	氧气浓度随时间的变化
	i	H2O	7
ii	1.0mol·L^-1NH4Cl	5
iii	0.5mol·L^11(NH4)2SO4	5
iv	1.0mol·L^-1NaCl	7
v	0.5mol·L^-1Na2SO4	7

通过以上实验判断下列说法正误：

⑬i与iv、v比较说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率_____

⑭ii与iii、iv与v比较说明吸氧腐蚀速率与阴离子种类无关_____

⑮向实验v溶液中加入少量(NH₄)₂SO₄固体，吸氧腐蚀速率加快_____

⑯向实验ii溶液中加等体积的0.5mol·L^-1(NH₄)₂SO₄，吸氧腐蚀速率一定加快_____

Answer

× √ √ √ × × √ √ × × × √ √ × √ ×

【解析】

根据偏二甲肼的分子结构及相关元素的非金属性的强弱关系判断N元素的化合价，根据氧化还原反应中的电子转移进行相关计算；根据燃料电池的特点及原电池原理分析相关的问题；根据影响化学平衡的因素及平衡移动原理分析相关问题；根据强电解质和弱电解质的电离特点分析溶液导电性的变化；根据控制变量法分析相关的实验数据。

（1）偏二甲肼和四氧化二氮也可以作为燃料电池的两极反应物。二者反应的产物均对环境不产生污染，则反应产物为CO2、N2和H2O，该反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O。

①偏二甲肼（C2H8N2）是有机物，其结构简式为(CH3)2N-NH2），其中两个氮原子之间形成一对共用电子对，该共价键为非极性键，其他的共价键均为极性键，由于在该有机物中N元素的非金属性最强，故其化合价为-2，①不正确，画×；

②C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O，该反应中，N2O4是氧化剂，其中N由+4降低到0，C2H8N2是还原剂，电子转移的数目是16e-，因此生成1molCO2转移8mol电子，②正确，画√；

③偏二甲肼和四氧化二氮也可以作为燃料电池的两极反应物，因此偏二甲肼与四氧化二氮的反应是放热反应，③正确，画√；

④燃料在燃料电池的负极发生氧化反应，所以该燃料电池中偏二甲肼是负极反应物，④正确，画√；

（2）⑤在电解过程中，电能不可能全部转化为化学能，有一部分会转化为热能，故⑤不正确，画×；

⑥Pt1电极为阴极，稀硫酸中的H+放电生成氢气，电极反应式为2H+＋2e-=H2↑，⑥不正确，画×；

⑦盐酸中的Cl-在阳极上放电生成Cl2，然后氯气把乙二醛氧化为乙二酸，所以，盐酸除增强溶液导电性的作用，还提供Cl-参与电极反应，⑦正确，画√；

⑧阳极区的总反应为-4e-＋2H2O→＋4H+，阴极反应为4H+＋4e-=2H2↑，所以离子交换膜为阳离子交换膜，理论上每得到0.1mol乙二酸，将有0.4molH+从右室迁移到左室⑧正确，画√；

（3）⑨根据图a可知，该反应在图中两线交点处，正反应速率与逆反应速率相等，达到化学平衡状态，此后升高温度，逆反应速率增大程度较大，故平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此可以判断反应A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)的ΔH＜0，⑨不正确，画×；

⑩2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)，该反应物在建立平衡的过程中，气体分子数在减少，若增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，反应物的百分含量将减小，因此，图b不能表示压强（P）对反应2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)的影响，⑩不正确，画×；

⑪醋酸是弱电解质，与氨气反应后可以生成强电解质醋酸铵，故溶液的导电性增强，因此，图c不能表示向醋酸溶液通入氨气时溶液导电性随氨气量的变化，⑪不正确，画×；

⑫根据图d信息可知，pH约为3时，溶液中Fe3+的浓度为0，而Cu2+的浓度较大，因此，除去CuSO4溶液中的Fe3+，可加入NaOH调节pH至3~4，⑫正确，画√；

（4）⑬由图象中的信息可知，i与iv、v比较，前者单位时间内氧气浓度的变化量较小，氧气消耗得越快，说明吸氧腐蚀速率越快，因此，可以说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率，⑬正确，画√；

⑭ii与iii、iv与v比较，仅阴离子种类不同，但是其腐蚀速率明显不同，说明吸氧腐蚀速率与阴离子种类有关，⑭不正确，画×；

⑮由图象可知，在相同条件下，硫酸铵溶液的腐蚀速率明显快于硫酸钠溶液，因此，向实验v溶液中加入少量(NH4)2SO4固体，吸氧腐蚀速率加快，⑮正确，画√；

⑯向实验ii溶液中加等体积的0.5mol·L-1(NH4)2SO4，两种溶质的物质的量浓度均变为原来的一半，虽然铵根离子浓度与原溶液相同，但是氯离子的浓度变小了，故吸氧腐蚀速率减小，⑯不正确，画×。