2020高考化学常考知识点专练 06：电池
一、单选题
1．（2020高二下·泸县月考）化学与社会生活密切相关，下列说法正确的是（ ）
A．军舰船底镶嵌锌块作正极，以防船体被腐蚀
B．汽车尾气中NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢
C．金属冶炼过程是金属离子得电子变成金属单质的氧化过程
D．PM2.5颗粒 微粒直径约为2.5×10-6m)分散在空气中形成气溶胶
【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；化学反应速率的影响因素；金属冶炼的一般原理；分散系、胶体与溶液的概念及关系
【解析】【解答】A.由于金属活动性Zn>Fe，因此镶嵌锌块后，Zn做负极，发生失电子的氧化反应，船体做正极，可防止船体被腐蚀，A不符合题意；
B.NO与CO反应的化学方程式为2NO＋2CO N2＋2CO2，反应过程中压强减小，反应速率减慢，B符合题意；
C.金属冶炼过程中，金属离子发生得电子的还原反应，生成金属单质，C不符合题意；
D.2.5×10-6m=2.5×103nm>100nm，因此PM2.5分散在空气中形成的分散系不是胶体，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A.根据金属的腐蚀与防护分析；
B.根据压强对反应速率的影响分析；
C.得电子为还原反应；
D.根据胶体中颗粒直径大小分析；
2．（2020·合肥模拟）含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．电子流向：N极→导线→M极→溶液→N极
B．M极的电极反应式为C6H5Cl＋e－＝C6H6＋Cl－
C．每生成1mol CO2，有3 mol e－发生转移
D．处理后的废水酸性增强
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电子只能在导线和电极间移动，不会通过溶液，A不符合题意；
B.由分析可知，M电极上的电极反应式为，B不符合题意；
C.由电极反应“CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2＋7H＋”可知，每生成1molCO2，有4mol电子发生转移，C不符合题意；
D.由电极反应式可知，反应后溶液中c(H+)增大，溶液的酸性增强，D符合题意；
故答案为：D
【分析】该装置为原电池装置，M电极上氯苯转化为苯和Cl-，其电极反应式为：；N电极上CH3COO－转化为CO2，其电极反应式为：CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2＋7H＋；据此结合选项分析。
3．（2020·临朐模拟）SBP电解法能大幅度提高电解槽的生产能力，如图为SBP电解法制备MoO3的示意图，下列说法错误的是（ ）
A．a极为电源的负极，发生氧化反应
B．电路中转移4mol电子，则石墨电极上产生标准状况下22.4LO2
C．钛基钛锰合金电极发生的电极反应为：3H2O+Mo4+-2e-=MoO3+6H+
D．电路中电子流向为：a极 石墨，钛基钛锰电极 b极
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知，a电极为电源的负极，b电极为电源的正极，选项正确，A不符合题意；
B.由分析可知，b电极上产生的气体为H2，不是O2，选项错误，B符合题意；
C.由分析可知，钛基钛锰合金电极上的电极反应式为Mo4＋－2e－＋3H2O=MoO3＋6H＋，选项正确，C不符合题意；
D.该电路中，电子由负极（a电极）经导线流向阴极（石墨电极），由阳极（钛基钛锰合金电极）经导线流向正极（b电极），选项正确，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】由电流方向可知，电源处a端为负极，b端为正极；则石墨电极为阴极，钛基钛锰合金电极为阳极；阴极上，溶液中的H＋发生得电子的还原反应生成H2，其电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；阳极上溶液中MO4＋发生失电子的氧化反应生成MoO3，其电极反应式为Mo4＋－2e－＋3H2O=MoO3＋H＋；据此结合选项进行分析。
4．（2020高二下·泸县月考）如图所示，甲池的总反应式为： ，下列关于该电池工作时的说法正确的是（ ）
A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成
B．甲池中负极反应为
C．甲池和乙池中的溶液的pH均减小
D．当甲池中消耗 时，乙池中理论上最多产生6.4g固体
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知，银电极上发生反应Cu2＋＋2e－=Cu，没有气体生成，A不符合题意；
B.由分析可知，甲池中负极的电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－=N2＋4H2O，B不符合题意；
C.反应后，甲池中生成H2O，溶液中c(OH-)减小，pH减小，乙池中生成H+，溶液中c(H+)增大，pH减小，C符合题意；
D.当甲池中消耗0.1molN2H4时，电路中转移电子数为0.4mol，由电极反应式“Cu2＋＋2e－=Cu”可知，乙池中反应生成0.2molCu，其质量为0.2mol×64g/mol=12.8g，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】甲池为原电池装置，其中通入N2H4的电极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－=N2＋4H2O；通入O2的电极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－；
乙池为电解池装置，石墨电极与甲池的正极相连，为阳极，CuSO4溶液中的H2O电离产生的OH－发生失电子的氧化反应，其电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋；银电极与甲池的负极相连，为阴极，CuSO4溶液中的Cu2＋发生得电子的还原反应，其电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu；据此结合选项分析。
5．（2020高二下·泸县月考）下列措施中，不符合生产实际的是（ ）
A．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴扱
B．利用外加电流的阴极保护法，可以将水下的钢闸门与电源正极相连
C．为保护地下管道中的金属铁，可将其与锌极相连
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
【答案】B
【知识点】铜的电解精炼；金属的电化学腐蚀与防护；电镀
【解析】【解答】A.电解精练铜的过程中，纯铜做阴极，粗铜做阳极，符合生产实际，A不符合题意；
B.钢闸门与电源的正极相连为阳极，发生失电子的氧化反应，被腐蚀，不符合生产实际，B符合题意；
C.将金属铁与锌相连时，由于金属性Zn>Fe，锌为负极，发生失电子的氧化反应，地下管道中的铁被保护，符合生产实际，C不符合题意；
D.电镀时，镀件做阴极，镀层金属做阳极，因此在镀件上电镀锌时，锌为镀层金属，用锌做阳极，符合生产实际，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A.根据电解精练铜进行分析；
B.结合金属的腐蚀与防护分析；
C.根据金属的腐蚀与防护分析；
D.根据电镀过程分析；
6．（2020高一下·忻州月考）根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理所设计原电池装置，正确的是 （ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.所用电解质溶液为稀硫酸，则不存在Cu2+参与反应，A不符合题意；
B.Mg的金属活动性比Zn强，应由Mg做负极发生失电子的氧化反应，B不符合题意；
C.用FeCl3溶液做电解质溶液，则不存在Cu2+参与反应，C不符合题意；
D.该装置中，Zn的活动性比Cu强，Zn做负极，电解质溶液为可溶性CuSO4溶液，D符合题意；
故答案为：D
【分析】根据反应“Zn+Cu2+=Zn2++Cu”设计的原电池，则Zn为负极，正极为金属活动性比Zn弱的金属或可导电的非金属；电解质溶液为含有Cu2+的盐溶液；据此结合选项进行分析。
7．（2020高二上·运城期末）下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是（ ）
A．图1：铁钉发生析氢腐蚀
B．图2：可以在铁件上镀铜
C．图3：溶液中c(Cu2＋)保持不变
D．图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀
【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；电镀
【解析】【解答】A.该电解质溶液的酸碱性未知，无法判断铁钉发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，A不符合题意；
B.在铁件上镀铜，则铁件为镀件，应做阴极，与电源的负极相连，铜为镀层金属，做阳极，与电源的正极相连，B不符合题意；
C.电解精炼铜的初期，由于粗铜中含有Zn、Fe等活泼金属，阳极由Zn、Fe发生失电子的氧化反应，此时阴极由电解质溶液中的Cu2+发生得电子的还原反应，因此电解过程中，溶液中c(Cu2+)减小，C不符合题意；
D.将输油管与电源负极相连，则输油管作为阴极，由溶液中的阳离子发生得电子的还原反应，起到保护作用，可防止输油管腐蚀，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.根据析氢腐蚀的过程分析；
B.根据电镀过程分析；
C.根据电解精炼铜的过程分析；
D.根据外加电流的阴极保护法分析；
8．（2020高二上·大理期末）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是（ ）
A．放电时，a电极反应
B．放电时，溶液中离子的数目增大
C．充电时，a电极接外电源负极
D．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02mol I－被氧化
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.放电时，a电极为原电池的正极，其电极反应式为I2Br－＋2e－=2I－＋Br－，选项正确，A不符合题意；
B.放电时，正极反应式为I2Br－＋2e－=2I－＋Br－，溶液中离子数目增加，选项正确，B不符合题意；
C.充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，选项错误，C符合题意；
D.充电时，b电极的电极反应式为：Zn2＋＋2e－=Zn，每增加0.65g，转移电子数为0.02mol，阳极的电极反应式为：Br－＋2I－－2e－=I2Br－，有0.02mol被氧化，选项正确，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】放电时，Zn是负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，正极的电极反应式为I2Br-＋2e－=2I－＋Br－；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Br－＋2I－－2e－=I2Br－，阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－=Zn；只有阳离子能透过交换膜，阴离子不能透过交换膜；据此结合选项进行分析。
9．（2020高三上·海原期末）电解KCl和NaNO3溶液可以得到KNO3溶液，电解装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．X为负极，F溶液为NaNO3溶液
B．电解一段时间，往Pt(I)附近滴入酚酞，溶液变红
C．电解的总反应为2H2O 2H2↑ + O2↑
D．理论上，当得到0.1molKNO3时，Pt(II)上生成标准状况下1.12L气体
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由上述分析可知E为氯化钾溶液，氯离子在阳极Pt片(I)发生氧化反应，Pt片(I)为阳极，则X为正极，故A不符合题意；
B.氯离子在Pt片(I)发生氧化反应生成氯气逸出，水电离产生的氢离子在Pt片(Ⅱ)得到电子发生还原反应生成氢气，则Pt片(Ⅱ)附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，显碱性，加入酚酞溶液显红色，故B不符合题意；
C.阴极为氯离子放电，阳极为氢离子放电，氯离子在Pt片(I)阳极发生氧化反应失去电子生成氯气，阴极氢离子在Pt片(Ⅱ)得到电子发生还原反应生成氢气，电解方程式为：H2O+2KCl 2KOH+H2↑+Cl2↑，故C不符合题意；
D.当得到0.1molKNO3时，则有0.1mol钾离子透过阳离子交换膜，则转移0.1mol电子，阳极电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，转移0.1mol电子生成0.05mol氯气，标况下体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电解KCl和NaNO3溶液可以得到KNO3溶液，依据图中硝酸钾的出口，结合B为阳离子交换膜可知，E为氯化钾溶液，F为硝酸钠溶液，阴极上氯离子放电，阳极为氢离子放电，氯离子在阳极Pt片(I)上发生氧化反应失去电子生成氯气，氢离子在阴极Pt片(Ⅱ)上得到电子发生还原反应生成氢气，据此分析解答。
二、综合题
10．（2020·北京模拟） 2019 年诺贝尔化学奖授予对锂电池及锂离子电池研究做出贡献的三位科学家。
（1）最早的可充电锂电池用金属锂作负极。锂在元素周期表中的位置是 ，属于活泼金属，使电池存在较大安全隐患。
（2）现在广泛使用的锂离子电池有多种类型。某可充电钴酸锂电池的工作原理如下图所示
① 该电池放电时，其中一极的电极反应式是 LixC6 – xe- = 6C + xLi+，则该极应为上图中的 （填“A”或“B”）
② 碳酸乙烯酯（EC）常用作电解液的溶剂，其结构为 ，熔点 35℃，可燃，可由二氧化碳和有机物 X 在一定条件下合成。X 与乙醛互为同分异构体，核磁共振氢谱显示只有一组峰。写出合成 EC 的化学方程式： 。
③ 从正极材料中回收钴和锂的流程如下：
写出酸浸过程中发生反应的化学方程式 。
拆解废旧电池前需进行放电处理，既可保证安全又有利于回收锂。有利于回收锂的原因是 。
【答案】（1）第二周期 ⅠA族
（2）A； +CO2；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑；放电处理后，负极锂放电后，在正极上生成钴酸锂，酸浸后生成的钴盐和锂盐易于分离
【知识点】电极反应和电池反应方程式
【解析】【解答】（1）Li的原子核外有两个电子层，位于元素周期表第二周期，其最外层电子数为1，位于第ⅠA族；
（2）①钙电极发生失电子的氧化反应，生成Li+，由图示装置可知，Li+由电极A向电极B移动，因此电极A为负极，电极B为正极，因此该电极反应式为A电极的电极反应；
②X与乙醛互为同分异构体，核磁共振氢谱显示只有一组峰，因此X的结构简式为，与CO2反应生成，该反应的化学方程式为： +CO2；
③酸浸过程中，LiCoO2与H2SO4、H2O2反应生成Li2SO4和CoSO4，根据化合价变化可得，生成物中含有O2，该反应的化学方程式为：2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑；
放电处理后，负极锂放电后，在正极上生成钴酸锂，酸浸后生成的钴盐和锂盐易于分离；
【分析】（1）根据Li的原子结构确定其在周期表中的位置；
（2）①根据电极反应式和Li+的移动方向进行分析；
②X的核磁共振氢谱只有一组峰，则只含一种化学环境的氢原子，据此确定X的结构简式，从而写出反应的化学方程式；
③根据流程中的反应物和生成物确定反应的化学方程式；
根据放电后的产物进行分析；
11．（2020高二下·泸县月考）新能源汽车所用蓄电池分为铅酸蓄电池、二次锂电池、空气电池等类型。请回答下列问题：
（1）2019年诺贝尔化学奖授予了为锂离子电池发展做出贡献的约翰·班宁斯特·古迪纳夫等三位科学家。如图所示为水溶液锂离子电池体系。放电时，电池的负极是 （填a或b），溶液中Li+从 迁移（填“a向b”或“b向a”）。
（2）铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。电池总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)＋2H2O(l)
①放电时，正极的电极反应式是 ，电解质溶液中硫酸的浓度 （填“增大”、“减小”或“不变”），当外电路通过0.5 mol e－时，理论上负极板的质量增加 g。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜（含Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼。如下图所示，电解液c选用 溶液，A电极的材料是 ，B电极反应式是 。
③用该蓄电池作电源，A、B为石墨电极，c为氯化钠溶液，进行电解。如上图所示，则A电极产生的气体是 ，B电极附近溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】（1）b；b向a
（2）PbO2+2e-+4H++2SO42-═PbSO4+2H2O；减少；24；CuSO4（CuCl2等）；粗铜；Cu2++2e-=Cu；氯气；增大
【知识点】铜的电解精炼；电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】（1）该原电池装置中，Li电极发生失电子的氧化反应，为负极，因此电池的负极为b；在原电池中，阳离子由负极移向正极，即Li+由b向a移动；
（2）①放电时，正极由PbO2发生得电子的还原反应，生成PbSO4，其电极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－=PbSO4＋2H2O；由于反应过程中H2SO4参与反应，且反应生成H2O，因此电解质溶液中c(H2SO4)减小；
负极的电极反应式为Pb－2e－＋SO42－=PbSO4，反应过程中，每转移2个电子，负极质量增加96，因此当电路中通过0.5mol电子时，理论上负极增加的质量为；
②电解精炼铜时，粗铜做阳极，纯铜做阴极，用含Cu2+的溶液做电解质溶液，因此电解液c选用CuSO4溶液；电流由正极流向负极，因此电源左侧为正极，则A电极为阳极，其电极材料为粗铜；B电极为阴极，其电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
③电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；由于A电极为阳极，因此A电极产生的气体为Cl2；B电极附近生成OH－，溶液的pH增大；
【分析】（1）结合电极材料和原电池中离子移动进行分析；
（2）①根据电池总反应，写出电极反应式；结合反应过程中H2SO4的变化，确定其浓度变化；由电极反应式，结合转移电子数进行计算；
②根据电解精炼铜的过程进行分析；
③根据电解饱和食盐水的过程分析；
12．（2020高二上·运城期末）研究发现，NOx和SO2是雾霾的主要成分。
（1）I.NOx主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知：N2(g)＋O2(g) 2NO(g) △H＝＋180 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g) △H＝－564 kJ·mol－1
2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) △H＝ 。
（2）T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程(0～15min)中NO的物质的量随时间变化如图所示。
①已知：平衡时气体的分压＝气体的体积分数×体系的总压强，T℃时达到平衡，此时体系的总压强为p＝2MPa，则T℃时该反应的压力平衡常数Kp＝ ；平衡后，若保持温度不变，再向容器中充入NO和CO2各0.15 mol，平衡将 (填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②15min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是 (填序号)
A.增大CO浓度 B.升温 C.减小容器体积 D.加入催化剂
（3）II.SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
如图所示的电解装置，可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为 ；若通入的NO体积为4.48L(标况下)，则另外一个电极通入的SO2质量至少为 g。
【答案】（1）-744kJ·mol·l-1
（2）0.875(或7/8)；向左；AC
（3）6H++NO+5e-=NH +H2O；32
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学平衡的计算；有关反应热的计算
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律可得，反应“2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)”的反应热ΔH=-564kJ/mol-180kJ/mol=-744kJ/mol；
（2）①由图像可知，充入的n(CO)=n(NO)=0.4mol，参与反应的n(NO)=0.4mol-0.2mol=0.2mol，因此参与反应的n(CO)=0.2mol，反应生成的n(CO2)=2mol，n(N2)=0.1mol，因此平衡时，体系中含有n(NO)=0.2mol、n(CO)=0.2mol、n(CO2)=0.2mo、n(N2)=0.1mol；所以达到平衡时，NO产生的分压p(NO)=，所以p(CO)=p(CO2)=，p(N2)=，所以用平衡分压表示的平衡常数；
若保持温度不变，再向容器中通入NO和CO2各0.15mol，由于容器的体积不变，则压强增大，平衡向气体分子数减小的方向移动，因此平衡向右移动；
②由图像可知，15min时，条件改变，n(NO)减小，平衡正向移动；
A、增大CO浓度，平衡正向移动，A符合题意；
B、该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，B不符合题意；
C、由于该反应为气体分子数减少的反应，因此减小容器体积，压强增大，平衡正向移动，C符合题意；
D、催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，因此加入催化剂，平衡不移动，D不符合题意；
故答案为：AC
（3）通入NO的一极与电源的负极相连，为阴极，NO发生得电子的还原反应，生成NH4+，其电极反应式为：NO＋5e－＋6H＋=NH4＋＋H2O；4.48LNO在标准状态下， 其物质的量为0.2mol，则反应过程中得到的电子数为0.2mol×5=1mol；SO2在阳极发生失电子的氧化反应生成SO42-，结合得失电子守恒可得，参与反应的n(SO2)=0.5mol，其质量m=0.5mol×64g/mol=32g；
【分析】（1）根据盖斯定律计算反应热；
（2）①根据平衡时NO的量计算平衡时各物质的气体分压，进而计算用压力表示的平衡常数；结合平衡移动的影响因素分析；
②结合浓度、温度、压强、催化剂对平衡移动的影响分析；
（3）通入NO的一极为阴极，发生得电子的还原反应，据此写出电极反应式；根据得失电子守恒进行计算；
13．（2020高二上·大理期末）观察下列装置，回答下列问题。
（1）甲装置中通入乙醇的电极反应式为 。
（2）用上图装置电解200 mL 1mol/L CuSO4溶液，石墨电极上的电极反应式是 ，在Ag电极附近观察到的现象是 。
（3）电解一段时间，当甲池消耗了112 mLO2(标况下)，此时乙装置中溶液的pH为 (忽略电解前后体积变化)。若要将该溶液完全恢复到电解前的浓度和pH，需要补充的物质是 ，其物质的量为 。
（4）丙装置中总反应的离子方程式为 。
【答案】（1）C2H5OH－12e－+16OH－=2CO32－+11H2O
（2）4OH－－4e－=H2O+O2↑或 2H2O－4e－=O2↑+4H+；有红色固体(Cu)析出
（3）1；CuO或CuCO3；0.01mol
（4）Mg2++2Cl－+2H2O Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）由分析可知，甲装置中通入乙醇的电极发生的反应为：C2H5OH－12e－＋16OH－=2CO32－＋11H2O；
（2）由分析可知，乙池中石墨电极的电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；银电极的电极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu，因此可观察到Ag电极上有红色固体析出；
（3）标准状态下112mLO2的物质的量；由电极反应式“O2＋4e－＋2H2O=4OH－”可知，电路中转移电子数为0.02mol；由电极反应式“2H2O－4e－=O2↑＋4H＋”可知，反应生成n(H+)=0.02mol，因此溶液中，此时溶液的pH为1；若要恢复到电解前的浓度和pH，则需将电解后溶液中的H+反应，同时生成Cu2+，因此需加入CuO或CuCO3；根据反应生成n(H+)=0.02mol可得，需加入CuO或CuCO3的物质的量为0.01mol；
（4）由分析可知，丙池中电极反应式为：2Cl－－2e－=Cl2↑、2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；溶液中的Mg2＋与OH－结合成Mg(OH)2沉淀，因此总反应为：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑；
【分析】甲池为原电池装置，通入C2H5OH的电极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：C2H5OH－12e－＋16OH－=2CO32－＋11H2O，通入O2的电极为正极，发生得电子的还原反应， 其电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；
乙池为电解池装置，石墨电极与正极相连，为阳极，溶液中H2O电离产生的OH－发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，Ag电极与电源的负极相连，为阴极，溶液中的Cu2＋发生得电子的还原反应，其电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu；
丙池为电解池装置，左侧电极与电源正极相连，为阳极，溶液中的Cl－发生失电子的氧化反应，其电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，右侧电极与电源负极相连，为阴极，溶液中H2O电离产生的H＋发生得电子的还原反应，其电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；据此结合题干设问分析作答。
14．（2020高二上·荆州期末）根据要求填空
（1）打火机、运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。已知一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化如右图，请写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式： 。
（2）CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：
①电池总反应为2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，则c电极是 (填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为 。
②用该燃料电池电解1L饱和食盐水（足量），当燃料电池消耗0.56L（标准状况下）氧气时，溶液pH= (不考虑溶液体积变化）。
（3）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是 ，该反应能设计成原电池的原因是 。A是 （填物质名称）。
【答案】（1）C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) OH=-2215.0kJ/mol
（2）负极；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；13
（3）N2+8H++6e-=2NH4+；合成氨是放热的氧化还原反应；氯化铵
【知识点】热化学方程式；电极反应和电池反应方程式
【解析】【解答】（1）丙烷燃烧的化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)，由图像可知，当反应生成1molH2O(l)时放出的热量为553.75kJ/mol，因此反应生成4molH2O(l)时放出的热量为553.75kJ/mol×4=2215.0kJ/mol，因此该反应的热化学方程式为：C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH=-2215.0kJ/mol；
（2）①由图可知，电子由电极c移动电极b，而在原电池中，电子由负极流向正极，因此c电极为负极；CH3OH在负极发生失电子的氧化反应，生成CO2，反应过程中，碳元素由－2价变为＋4价，失去6个电子，电解质溶液中使用质子交换膜，只允许H＋通过，因此c电极的电极反应式为：CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋；
②0.56L氧气的物质的量，反应过程中转移电子数为0.025mol×4=0.1mol；电解饱和NaCl溶液时，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，因此反应生成n(OH－)=0.1mol，则溶液中，因此溶液的pH=13；
（3）利用N2和H2进行的固氮反应为N2＋3H2=2NH3，正极发生的是得电子的还原反应，因此正极的电极反应式为N2＋8H＋＋6e－=2NH4＋，负极的电极反应式为3H2－6e－=6H＋；因此可得A为NH4Cl；该反应能设计成原电池是由于合成氨的过程为放热的氧化还原反应；
【分析】（1）根据丙烷燃烧生成H2O和CO2，书写反应的化学方程式，结合生成H2O的量计算反应热；
（2）①根据电子移动方向确定正负极；根据化合价变化确定电极反应式；
②根据得失电子守恒进行计算；
（3）酸性条件下，利用N2和H2进行的固氮反应为N2＋3H2＋2H＋=2NH4＋，据此结合氧化还原反应和电化学知识进行分析；
15．（2020高三上·海原期末）按要求完成下列问题：
（1）A，B，C之间有如图的转化关系，若A为AlCl3，写出A和C反应的离子方程式： ；
（2）检验Na2SO4和NaCl混合溶液中的Cl-的方法是：向少量混合液中加入足量a溶液，充分震荡后静置，然后取上层清液于试管中，再加入几滴b溶液，产生白色沉淀。试剂a、b分别是 、
（3）已知H2、CO的燃烧热分别是akJ∕mol、bkJ∕mol，1mol液态水变为气态水吸收ckJ热量，C(s) +
H2O(g)= CO(g)+ H2(g)△H=dkJ∕mol，写出碳(C)燃烧的热化学方程式 。
（4）Mg、Al设计成如图所示原电池装置：若电解液为盐酸，正极的电极反应为 。若电解液为氢氧化钠溶液，负极的电极反应为 。
（5）写出用氢氧化钾做电解质溶液，甲醇(CH3OH)为燃料的负极的电极反应： 。
（6）若铅蓄电池负极质量增加19.2g，则其正极质量增加 g。
【答案】（1）Al3+ + 3AlO2- +4H2O =4Al(OH)3↓
（2）Ba(NO3)2；AgNO3
（3）C(s)+O2(g) =CO2(g) H=-(a+b-d-c)kJ/mol
（4）2H+ + 2e- = H2↑；Al - 3e- + 4OH- = AlO2-+ 2H2O
（5）CH3OH- 6e- + 8OH- = CO32-+6 H2O
（6）12.8
【知识点】电极反应和电池反应方程式；常见离子的检验；离子方程式的书写；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据A、B、C之间的转化关系，若A为AlCl3，AlCl3可以与氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝能够与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，氯化铝与偏铝酸钠能够反应生成氢氧化铝沉淀，因此A和C反应的离子方程式为Al3+ + 3AlO2- +4H2O =4Al(OH)3↓，故答案为：Al3+ + 3AlO2- +4H2O =4Al(OH)3↓；(2)检验Na2SO4和NaCl混合溶液中的Cl-的方法是：向少量混合液中加入足量Ba(NO3)2溶液，充分震荡后静置，除去硫酸根离子，防止硫酸根离子的干扰，然后取上层清液于试管中，再加入几滴AgNO3溶液，产生白色沉淀，可以检验Na2SO4和NaCl混合溶液中的Cl-，故答案为：Ba(NO3)2；AgNO3；(3)已知H2、CO的燃烧热分别是akJ∕mol、bkJ∕mol，①H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-akJ mol-1，②CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=-bkJ mol-1，1mol液态水变为气态水吸收ckJ热量，则③H2O(l)= H2O(g) △H=+ckJ∕mol，④C(s) + H2O(g)= CO(g)+ H2(g)△H=+dkJ∕mol，依据盖斯定律，将①+②+③+④得：C(s)+O2(g) =CO2(g) H=-(a+b-d-c)kJ/mol，故答案为：C(s)+O2(g) =CO2(g) H=-(a+b-d-c)kJ/mol；(4)Mg、Al设计成原电池装置：若电解液为盐酸，镁比铝活泼，镁为负极，铝为正极，正极的电极反应为2H+ + 2e- = H2↑。若电解液为氢氧化钠溶液，镁与氢氧化钠不反应，此时铝为负极，负极的电极反应式为Al - 3e- + 4OH- = AlO2-+ 2H2O，故答案为：2H+ + 2e- = H2↑；Al - 3e- + 4OH- = AlO2-+ 2H2O；(5)用氢氧化钾做电解质溶液，甲醇(CH3OH)为燃料时，负极上甲醇发生氧化反应生成碳酸根离子，负极的电极反应式为CH3OH- 6e- + 8OH- = CO32-+6 H2O，故答案为：CH3OH- 6e- + 8OH- = CO32-+6 H2O；(6)铅蓄电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，Pb为负极，电极方程式为Pb+SO42--2e-=PbSO4，PbO2为正极，电极方程式为PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4。若铅蓄电池负极质量增加19.2g，转移的电子的物质的量为 ×2=0.4mol，则正极上0.2mol PbO2转化为0.2mol PbSO4，质量增加的量相当于增加了0.2molSO2，质量为0.2mol×64g/mol=12.8g，故答案为：12.8。
【分析】(1)根据A、B、C之间的转化关系，若A为AlCl3，AlCl3可以与氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝能够与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，氯化铝与偏铝酸钠能够反应生成氢氧化铝沉淀，据此分析解答；(2)检验Na2SO4和NaCl混合溶液中的Cl-需要首先除去硫酸根离子，防止硫酸根离子的干扰，据此分析解答；(3)根据H2、CO的燃烧热分别是akJ∕mol、bkJ∕mol，1mol液态水变为气态水吸收ckJ热量，书写出相关的热化学方程式，再根据盖斯定律分析解答；(4)Mg、Al设计成原电池装置：若电解液为盐酸，镁比铝活泼，镁为负极，铝为正极；若电解液为氢氧化钠溶液，镁与氢氧化钠不反应，此时铝为负极，镁为正极，据此分析解答；(5)用氢氧化钾做电解质溶液，甲醇(CH3OH)为燃料时，负极上甲醇发生氧化反应生成碳酸根离子，据此书写负极的电极反应式；(6)铅蓄电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，Pb为负极，电极方程式为Pb+SO42--2e-=PbSO4，PbO2为正极，电极方程式为PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4，据此分析解答。
16．（2020高二上·新乡期末）甲醇是一种重要的有机化工原料。
（1）合成甲醇的反应为CO（g）+2H2(g) CH3OH(g) △H<0。相同条件下，向容积相同的a、b、c、d、e五个恒容密闭容器中均分别充入1 mol CO和2mol H2，在不同的温度下进行实验，测得反应进行到tmin时甲醇的体积分数如图甲所示。
①tmin时，a、b、c、d、e五个容器中，反应肯定达到平衡状态的是 (填字母)。
②tmin时，a、b、c、d、e五个容器中，反应速率最快的容器是 (填字母)。
（2）为实现污染物的利用，某研究小组设计了图乙所示装置，其反应原理为4CH3OH+
6NO2+8OH=3N2+4CO32-+12H2O。
①电极A作 (填“正极”或“负极”)
②电极B的电极反应式为 。
③若用该电池对铁制品表面镀铜，反应一段时间后，铁制品质量增加96g，则理论上消耗CH3OH的质量为 g。
【答案】（1）de；e
（2）负极；2NO2+4H2O+8e-=N2+8OH-；16
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学反应速率的影响因素；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】（1）①由图可知，升高温度的过程中，a、b、c三个容器中，甲醇的体积分数增大，说明该过程中，反应正向进行；由于该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，因此a、b、c不是平衡状态；继续升高温度，d、e两容器中甲醇的体积分数减小，说明反应逆向进行，因此d、e为平衡状态；
②e容器的反应温度最高，反应速率最快；
（2）①电极A上的反应物为CH3OH，反应过程中碳元素的化合价升高，发生失电子的氧化反应，因此电极A为负极；
②电极B上的反应物为NO2，发生得电子的还原反应，生成N2，因此其电极反应式为：2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-；
③铁制品上发生反应的电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，其增加的质量为反应生成Cu的质量，因此反应生成Cu的物质的量，则反应过程中转移电子数为3mol；由于得失电子守恒，因此反应过程中，CH3OH失去的电子数也为3mol，CH3OH反应的电极反应式为：CH3OH－6e－＋8OH－=CO32－＋6H2O，因此参与反应的n(CH3OH)=0.5mol，其质量为0.5mol×32g/mol=16g；
【分析】（1）①结合温度对平衡移动的影响分析；
②结合温度对反应速率的影响分析；
（2）①根据电极A的反应物中元素价态变化分析；
②根据电极B的反应物和生成物书写电极反应式；
③根据得失电子守恒进行计算；
17．（2020高二上·那曲期末）
（1）依据反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图甲所示。
①电极X的材料是 ；Y溶液可以是 ；
②银电极上发生的电极反应式是 。
③在电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向CuSO4溶液一端扩散的离子是 （填离子符号）。
（2）金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。
①炒菜的铁锅未及时清洗容易生锈。写出铁锅生锈过程的正极反应式 。
②为了减缓某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图乙所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 （填写字母序号）。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
③图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率，则铁闸门应连接直流电源的 极。
（3）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2 + Fe + 2H2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2。
①若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是 （填序号）。
A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2
②该电池放电时，正极附近溶液的pH （填增大、减小、不变）
③充电时该电池阳极的电极反应式 。
【答案】（1）Cu；AgNO3；Ag＋＋e－＝Ag；Cl-
（2）O2＋2H2O＋4e－=4OH－；C；负
（3）A；增大；Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）①由反应“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3 ，
故答案为：Cu；AgNO3；②正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e=Ag，故答案为： Ag++e-=Ag；③盐桥中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，Cl-移向负极向CuSO4溶液一端扩散，故答案为：Cl-；（2）①炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生电化学腐蚀而生锈，在铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，Fe=Fe2+2e-，正极上是氧气得电子的还原反应，O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钾钙钠都不能做电极材料，故答案为：C；③电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为：负；（3）①根据原电池在放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再根据元素化合价变化，可判断该电池负极发生反应的物质为Fe被氧化发生氧化反应，正极为NiO2，被还原发生还原反应，此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+，故放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，
故答案为：A；②放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，所以pH增大，故答案为：增大；③放电时正极发生还原反应，正极反应式为：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充电时该电极发生氧化反应，是该电极反应的逆反应，电极反应式为：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O，故答案为：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O．
【分析】（1）由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为：正极：2Ag++2e-═2Ag，负极：Cu-2e-═Cu2+，所以X极的材料应为Cu，电解质溶液Y应为AgNO3溶液，外电路中的电子从Cu极流向Ag极．盐桥中的K+移向正极（Ag极）；NO3-移向负极（Cu极），以此解答。（2）①生铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应；②原电池的负极金属易被腐蚀，根据原电池的工作原理来回答；③在电解池的阴极上的金属被保护，根据电解池的工作原理来回答；（3）①依据电池反应分析，充电为电解池，放电为原电池；放电过程中原电池的负极上失电子发生氧化反应，正极上发生还原反应；②放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2；③放电时正极发生还原反应，正极反应式为：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充电时该电极发生氧化反应，是该电极反应的逆反应．
1 / 12020高考化学常考知识点专练 06：电池
一、单选题
1．（2020高二下·泸县月考）化学与社会生活密切相关，下列说法正确的是（ ）
A．军舰船底镶嵌锌块作正极，以防船体被腐蚀
B．汽车尾气中NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢
C．金属冶炼过程是金属离子得电子变成金属单质的氧化过程
D．PM2.5颗粒 微粒直径约为2.5×10-6m)分散在空气中形成气溶胶
2．（2020·合肥模拟）含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠，设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去，其原理如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．电子流向：N极→导线→M极→溶液→N极
B．M极的电极反应式为C6H5Cl＋e－＝C6H6＋Cl－
C．每生成1mol CO2，有3 mol e－发生转移
D．处理后的废水酸性增强
3．（2020·临朐模拟）SBP电解法能大幅度提高电解槽的生产能力，如图为SBP电解法制备MoO3的示意图，下列说法错误的是（ ）
A．a极为电源的负极，发生氧化反应
B．电路中转移4mol电子，则石墨电极上产生标准状况下22.4LO2
C．钛基钛锰合金电极发生的电极反应为：3H2O+Mo4+-2e-=MoO3+6H+
D．电路中电子流向为：a极 石墨，钛基钛锰电极 b极
4．（2020高二下·泸县月考）如图所示，甲池的总反应式为： ，下列关于该电池工作时的说法正确的是（ ）
A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成
B．甲池中负极反应为
C．甲池和乙池中的溶液的pH均减小
D．当甲池中消耗 时，乙池中理论上最多产生6.4g固体
5．（2020高二下·泸县月考）下列措施中，不符合生产实际的是（ ）
A．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴扱
B．利用外加电流的阴极保护法，可以将水下的钢闸门与电源正极相连
C．为保护地下管道中的金属铁，可将其与锌极相连
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
6．（2020高一下·忻州月考）根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理所设计原电池装置，正确的是 （ ）
A． B．
C． D．
7．（2020高二上·运城期末）下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是（ ）
A．图1：铁钉发生析氢腐蚀
B．图2：可以在铁件上镀铜
C．图3：溶液中c(Cu2＋)保持不变
D．图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀
8．（2020高二上·大理期末）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是（ ）
A．放电时，a电极反应
B．放电时，溶液中离子的数目增大
C．充电时，a电极接外电源负极
D．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02mol I－被氧化
9．（2020高三上·海原期末）电解KCl和NaNO3溶液可以得到KNO3溶液，电解装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．X为负极，F溶液为NaNO3溶液
B．电解一段时间，往Pt(I)附近滴入酚酞，溶液变红
C．电解的总反应为2H2O 2H2↑ + O2↑
D．理论上，当得到0.1molKNO3时，Pt(II)上生成标准状况下1.12L气体
二、综合题
10．（2020·北京模拟） 2019 年诺贝尔化学奖授予对锂电池及锂离子电池研究做出贡献的三位科学家。
（1）最早的可充电锂电池用金属锂作负极。锂在元素周期表中的位置是 ，属于活泼金属，使电池存在较大安全隐患。
（2）现在广泛使用的锂离子电池有多种类型。某可充电钴酸锂电池的工作原理如下图所示
① 该电池放电时，其中一极的电极反应式是 LixC6 – xe- = 6C + xLi+，则该极应为上图中的 （填“A”或“B”）
② 碳酸乙烯酯（EC）常用作电解液的溶剂，其结构为 ，熔点 35℃，可燃，可由二氧化碳和有机物 X 在一定条件下合成。X 与乙醛互为同分异构体，核磁共振氢谱显示只有一组峰。写出合成 EC 的化学方程式： 。
③ 从正极材料中回收钴和锂的流程如下：
写出酸浸过程中发生反应的化学方程式 。
拆解废旧电池前需进行放电处理，既可保证安全又有利于回收锂。有利于回收锂的原因是 。
11．（2020高二下·泸县月考）新能源汽车所用蓄电池分为铅酸蓄电池、二次锂电池、空气电池等类型。请回答下列问题：
（1）2019年诺贝尔化学奖授予了为锂离子电池发展做出贡献的约翰·班宁斯特·古迪纳夫等三位科学家。如图所示为水溶液锂离子电池体系。放电时，电池的负极是 （填a或b），溶液中Li+从 迁移（填“a向b”或“b向a”）。
（2）铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。电池总反应为Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)＋2H2O(l)
①放电时，正极的电极反应式是 ，电解质溶液中硫酸的浓度 （填“增大”、“减小”或“不变”），当外电路通过0.5 mol e－时，理论上负极板的质量增加 g。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜（含Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼。如下图所示，电解液c选用 溶液，A电极的材料是 ，B电极反应式是 。
③用该蓄电池作电源，A、B为石墨电极，c为氯化钠溶液，进行电解。如上图所示，则A电极产生的气体是 ，B电极附近溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。
12．（2020高二上·运城期末）研究发现，NOx和SO2是雾霾的主要成分。
（1）I.NOx主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知：N2(g)＋O2(g) 2NO(g) △H＝＋180 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g) △H＝－564 kJ·mol－1
2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) △H＝ 。
（2）T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程(0～15min)中NO的物质的量随时间变化如图所示。
①已知：平衡时气体的分压＝气体的体积分数×体系的总压强，T℃时达到平衡，此时体系的总压强为p＝2MPa，则T℃时该反应的压力平衡常数Kp＝ ；平衡后，若保持温度不变，再向容器中充入NO和CO2各0.15 mol，平衡将 (填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②15min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是 (填序号)
A.增大CO浓度 B.升温 C.减小容器体积 D.加入催化剂
（3）II.SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
如图所示的电解装置，可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为 ；若通入的NO体积为4.48L(标况下)，则另外一个电极通入的SO2质量至少为 g。
13．（2020高二上·大理期末）观察下列装置，回答下列问题。
（1）甲装置中通入乙醇的电极反应式为 。
（2）用上图装置电解200 mL 1mol/L CuSO4溶液，石墨电极上的电极反应式是 ，在Ag电极附近观察到的现象是 。
（3）电解一段时间，当甲池消耗了112 mLO2(标况下)，此时乙装置中溶液的pH为 (忽略电解前后体积变化)。若要将该溶液完全恢复到电解前的浓度和pH，需要补充的物质是 ，其物质的量为 。
（4）丙装置中总反应的离子方程式为 。
14．（2020高二上·荆州期末）根据要求填空
（1）打火机、运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。已知一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化如右图，请写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式： 。
（2）CO与H2反应还可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下：
①电池总反应为2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，则c电极是 (填“正极”或“负极”)，c电极的反应方程式为 。
②用该燃料电池电解1L饱和食盐水（足量），当燃料电池消耗0.56L（标准状况下）氧气时，溶液pH= (不考虑溶液体积变化）。
（3）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是 ，该反应能设计成原电池的原因是 。A是 （填物质名称）。
15．（2020高三上·海原期末）按要求完成下列问题：
（1）A，B，C之间有如图的转化关系，若A为AlCl3，写出A和C反应的离子方程式： ；
（2）检验Na2SO4和NaCl混合溶液中的Cl-的方法是：向少量混合液中加入足量a溶液，充分震荡后静置，然后取上层清液于试管中，再加入几滴b溶液，产生白色沉淀。试剂a、b分别是 、
（3）已知H2、CO的燃烧热分别是akJ∕mol、bkJ∕mol，1mol液态水变为气态水吸收ckJ热量，C(s) +
H2O(g)= CO(g)+ H2(g)△H=dkJ∕mol，写出碳(C)燃烧的热化学方程式 。
（4）Mg、Al设计成如图所示原电池装置：若电解液为盐酸，正极的电极反应为 。若电解液为氢氧化钠溶液，负极的电极反应为 。
（5）写出用氢氧化钾做电解质溶液，甲醇(CH3OH)为燃料的负极的电极反应： 。
（6）若铅蓄电池负极质量增加19.2g，则其正极质量增加 g。
16．（2020高二上·新乡期末）甲醇是一种重要的有机化工原料。
（1）合成甲醇的反应为CO（g）+2H2(g) CH3OH(g) △H<0。相同条件下，向容积相同的a、b、c、d、e五个恒容密闭容器中均分别充入1 mol CO和2mol H2，在不同的温度下进行实验，测得反应进行到tmin时甲醇的体积分数如图甲所示。
①tmin时，a、b、c、d、e五个容器中，反应肯定达到平衡状态的是 (填字母)。
②tmin时，a、b、c、d、e五个容器中，反应速率最快的容器是 (填字母)。
（2）为实现污染物的利用，某研究小组设计了图乙所示装置，其反应原理为4CH3OH+
6NO2+8OH=3N2+4CO32-+12H2O。
①电极A作 (填“正极”或“负极”)
②电极B的电极反应式为 。
③若用该电池对铁制品表面镀铜，反应一段时间后，铁制品质量增加96g，则理论上消耗CH3OH的质量为 g。
17．（2020高二上·那曲期末）
（1）依据反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图甲所示。
①电极X的材料是 ；Y溶液可以是 ；
②银电极上发生的电极反应式是 。
③在电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向CuSO4溶液一端扩散的离子是 （填离子符号）。
（2）金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，可以采用电化学手段进行防腐。
①炒菜的铁锅未及时清洗容易生锈。写出铁锅生锈过程的正极反应式 。
②为了减缓某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用下图乙所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 （填写字母序号）。
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
③图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率，则铁闸门应连接直流电源的 极。
（3）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2 + Fe + 2H2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2。
①若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是 （填序号）。
A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2
②该电池放电时，正极附近溶液的pH （填增大、减小、不变）
③充电时该电池阳极的电极反应式 。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；化学反应速率的影响因素；金属冶炼的一般原理；分散系、胶体与溶液的概念及关系
【解析】【解答】A.由于金属活动性Zn>Fe，因此镶嵌锌块后，Zn做负极，发生失电子的氧化反应，船体做正极，可防止船体被腐蚀，A不符合题意；
B.NO与CO反应的化学方程式为2NO＋2CO N2＋2CO2，反应过程中压强减小，反应速率减慢，B符合题意；
C.金属冶炼过程中，金属离子发生得电子的还原反应，生成金属单质，C不符合题意；
D.2.5×10-6m=2.5×103nm>100nm，因此PM2.5分散在空气中形成的分散系不是胶体，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A.根据金属的腐蚀与防护分析；
B.根据压强对反应速率的影响分析；
C.得电子为还原反应；
D.根据胶体中颗粒直径大小分析；
2．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电子只能在导线和电极间移动，不会通过溶液，A不符合题意；
B.由分析可知，M电极上的电极反应式为，B不符合题意；
C.由电极反应“CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2＋7H＋”可知，每生成1molCO2，有4mol电子发生转移，C不符合题意；
D.由电极反应式可知，反应后溶液中c(H+)增大，溶液的酸性增强，D符合题意；
故答案为：D
【分析】该装置为原电池装置，M电极上氯苯转化为苯和Cl-，其电极反应式为：；N电极上CH3COO－转化为CO2，其电极反应式为：CH3COO－－8e－＋2H2O=2CO2＋7H＋；据此结合选项分析。
3．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知，a电极为电源的负极，b电极为电源的正极，选项正确，A不符合题意；
B.由分析可知，b电极上产生的气体为H2，不是O2，选项错误，B符合题意；
C.由分析可知，钛基钛锰合金电极上的电极反应式为Mo4＋－2e－＋3H2O=MoO3＋6H＋，选项正确，C不符合题意；
D.该电路中，电子由负极（a电极）经导线流向阴极（石墨电极），由阳极（钛基钛锰合金电极）经导线流向正极（b电极），选项正确，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】由电流方向可知，电源处a端为负极，b端为正极；则石墨电极为阴极，钛基钛锰合金电极为阳极；阴极上，溶液中的H＋发生得电子的还原反应生成H2，其电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；阳极上溶液中MO4＋发生失电子的氧化反应生成MoO3，其电极反应式为Mo4＋－2e－＋3H2O=MoO3＋H＋；据此结合选项进行分析。
4．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知，银电极上发生反应Cu2＋＋2e－=Cu，没有气体生成，A不符合题意；
B.由分析可知，甲池中负极的电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－=N2＋4H2O，B不符合题意；
C.反应后，甲池中生成H2O，溶液中c(OH-)减小，pH减小，乙池中生成H+，溶液中c(H+)增大，pH减小，C符合题意；
D.当甲池中消耗0.1molN2H4时，电路中转移电子数为0.4mol，由电极反应式“Cu2＋＋2e－=Cu”可知，乙池中反应生成0.2molCu，其质量为0.2mol×64g/mol=12.8g，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】甲池为原电池装置，其中通入N2H4的电极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为N2H4－4e－＋4OH－=N2＋4H2O；通入O2的电极为正极，发生得电子的还原反应，其电极反应式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－；
乙池为电解池装置，石墨电极与甲池的正极相连，为阳极，CuSO4溶液中的H2O电离产生的OH－发生失电子的氧化反应，其电极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋；银电极与甲池的负极相连，为阴极，CuSO4溶液中的Cu2＋发生得电子的还原反应，其电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu；据此结合选项分析。
5．【答案】B
【知识点】铜的电解精炼；金属的电化学腐蚀与防护；电镀
【解析】【解答】A.电解精练铜的过程中，纯铜做阴极，粗铜做阳极，符合生产实际，A不符合题意；
B.钢闸门与电源的正极相连为阳极，发生失电子的氧化反应，被腐蚀，不符合生产实际，B符合题意；
C.将金属铁与锌相连时，由于金属性Zn>Fe，锌为负极，发生失电子的氧化反应，地下管道中的铁被保护，符合生产实际，C不符合题意；
D.电镀时，镀件做阴极，镀层金属做阳极，因此在镀件上电镀锌时，锌为镀层金属，用锌做阳极，符合生产实际，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A.根据电解精练铜进行分析；
B.结合金属的腐蚀与防护分析；
C.根据金属的腐蚀与防护分析；
D.根据电镀过程分析；
6．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.所用电解质溶液为稀硫酸，则不存在Cu2+参与反应，A不符合题意；
B.Mg的金属活动性比Zn强，应由Mg做负极发生失电子的氧化反应，B不符合题意；
C.用FeCl3溶液做电解质溶液，则不存在Cu2+参与反应，C不符合题意；
D.该装置中，Zn的活动性比Cu强，Zn做负极，电解质溶液为可溶性CuSO4溶液，D符合题意；
故答案为：D
【分析】根据反应“Zn+Cu2+=Zn2++Cu”设计的原电池，则Zn为负极，正极为金属活动性比Zn弱的金属或可导电的非金属；电解质溶液为含有Cu2+的盐溶液；据此结合选项进行分析。
7．【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；电镀
【解析】【解答】A.该电解质溶液的酸碱性未知，无法判断铁钉发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀，A不符合题意；
B.在铁件上镀铜，则铁件为镀件，应做阴极，与电源的负极相连，铜为镀层金属，做阳极，与电源的正极相连，B不符合题意；
C.电解精炼铜的初期，由于粗铜中含有Zn、Fe等活泼金属，阳极由Zn、Fe发生失电子的氧化反应，此时阴极由电解质溶液中的Cu2+发生得电子的还原反应，因此电解过程中，溶液中c(Cu2+)减小，C不符合题意；
D.将输油管与电源负极相连，则输油管作为阴极，由溶液中的阳离子发生得电子的还原反应，起到保护作用，可防止输油管腐蚀，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.根据析氢腐蚀的过程分析；
B.根据电镀过程分析；
C.根据电解精炼铜的过程分析；
D.根据外加电流的阴极保护法分析；
8．【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.放电时，a电极为原电池的正极，其电极反应式为I2Br－＋2e－=2I－＋Br－，选项正确，A不符合题意；
B.放电时，正极反应式为I2Br－＋2e－=2I－＋Br－，溶液中离子数目增加，选项正确，B不符合题意；
C.充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，选项错误，C符合题意；
D.充电时，b电极的电极反应式为：Zn2＋＋2e－=Zn，每增加0.65g，转移电子数为0.02mol，阳极的电极反应式为：Br－＋2I－－2e－=I2Br－，有0.02mol被氧化，选项正确，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】放电时，Zn是负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，正极的电极反应式为I2Br-＋2e－=2I－＋Br－；充电时，阳极发生失电子的氧化反应，其电极反应式为Br－＋2I－－2e－=I2Br－，阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－=Zn；只有阳离子能透过交换膜，阴离子不能透过交换膜；据此结合选项进行分析。
9．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由上述分析可知E为氯化钾溶液，氯离子在阳极Pt片(I)发生氧化反应，Pt片(I)为阳极，则X为正极，故A不符合题意；
B.氯离子在Pt片(I)发生氧化反应生成氯气逸出，水电离产生的氢离子在Pt片(Ⅱ)得到电子发生还原反应生成氢气，则Pt片(Ⅱ)附近氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，显碱性，加入酚酞溶液显红色，故B不符合题意；
C.阴极为氯离子放电，阳极为氢离子放电，氯离子在Pt片(I)阳极发生氧化反应失去电子生成氯气，阴极氢离子在Pt片(Ⅱ)得到电子发生还原反应生成氢气，电解方程式为：H2O+2KCl 2KOH+H2↑+Cl2↑，故C不符合题意；
D.当得到0.1molKNO3时，则有0.1mol钾离子透过阳离子交换膜，则转移0.1mol电子，阳极电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，转移0.1mol电子生成0.05mol氯气，标况下体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电解KCl和NaNO3溶液可以得到KNO3溶液，依据图中硝酸钾的出口，结合B为阳离子交换膜可知，E为氯化钾溶液，F为硝酸钠溶液，阴极上氯离子放电，阳极为氢离子放电，氯离子在阳极Pt片(I)上发生氧化反应失去电子生成氯气，氢离子在阴极Pt片(Ⅱ)上得到电子发生还原反应生成氢气，据此分析解答。
10．【答案】（1）第二周期 ⅠA族
（2）A； +CO2；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑；放电处理后，负极锂放电后，在正极上生成钴酸锂，酸浸后生成的钴盐和锂盐易于分离
【知识点】电极反应和电池反应方程式
【解析】【解答】（1）Li的原子核外有两个电子层，位于元素周期表第二周期，其最外层电子数为1，位于第ⅠA族；
（2）①钙电极发生失电子的氧化反应，生成Li+，由图示装置可知，Li+由电极A向电极B移动，因此电极A为负极，电极B为正极，因此该电极反应式为A电极的电极反应；
②X与乙醛互为同分异构体，核磁共振氢谱显示只有一组峰，因此X的结构简式为，与CO2反应生成，该反应的化学方程式为： +CO2；
③酸浸过程中，LiCoO2与H2SO4、H2O2反应生成Li2SO4和CoSO4，根据化合价变化可得，生成物中含有O2，该反应的化学方程式为：2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑；
放电处理后，负极锂放电后，在正极上生成钴酸锂，酸浸后生成的钴盐和锂盐易于分离；
【分析】（1）根据Li的原子结构确定其在周期表中的位置；
（2）①根据电极反应式和Li+的移动方向进行分析；
②X的核磁共振氢谱只有一组峰，则只含一种化学环境的氢原子，据此确定X的结构简式，从而写出反应的化学方程式；
③根据流程中的反应物和生成物确定反应的化学方程式；
根据放电后的产物进行分析；
11．【答案】（1）b；b向a
（2）PbO2+2e-+4H++2SO42-═PbSO4+2H2O；减少；24；CuSO4（CuCl2等）；粗铜；Cu2++2e-=Cu；氯气；增大
【知识点】铜的电解精炼；电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】（1）该原电池装置中，Li电极发生失电子的氧化反应，为负极，因此电池的负极为b；在原电池中，阳离子由负极移向正极，即Li+由b向a移动；
（2）①放电时，正极由PbO2发生得电子的还原反应，生成PbSO4，其电极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42－=PbSO4＋2H2O；由于反应过程中H2SO4参与反应，且反应生成H2O，因此电解质溶液中c(H2SO4)减小；
负极的电极反应式为Pb－2e－＋SO42－=PbSO4，反应过程中，每转移2个电子，负极质量增加96，因此当电路中通过0.5mol电子时，理论上负极增加的质量为；
②电解精炼铜时，粗铜做阳极，纯铜做阴极，用含Cu2+的溶液做电解质溶液，因此电解液c选用CuSO4溶液；电流由正极流向负极，因此电源左侧为正极，则A电极为阳极，其电极材料为粗铜；B电极为阴极，其电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
③电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；由于A电极为阳极，因此A电极产生的气体为Cl2；B电极附近生成OH－，溶液的pH增大；
【分析】（1）结合电极材料和原电池中离子移动进行分析；
（2）①根据电池总反应，写出电极反应式；结合反应过程中H2SO4的变化，确定其浓度变化；由电极反应式，结合转移电子数进行计算；
②根据电解精炼铜的过程进行分析；
③根据电解饱和食盐水的过程分析；
12．【答案】（1）-744kJ·mol·l-1
（2）0.875(或7/8)；向左；AC
（3）6H++NO+5e-=NH +H2O；32
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学平衡的计算；有关反应热的计算
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律可得，反应“2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)”的反应热ΔH=-564kJ/mol-180kJ/mol=-744kJ/mol；
（2）①由图像可知，充入的n(CO)=n(NO)=0.4mol，参与反应的n(NO)=0.4mol-0.2mol=0.2mol，因此参与反应的n(CO)=0.2mol，反应生成的n(CO2)=2mol，n(N2)=0.1mol，因此平衡时，体系中含有n(NO)=0.2mol、n(CO)=0.2mol、n(CO2)=0.2mo、n(N2)=0.1mol；所以达到平衡时，NO产生的分压p(NO)=，所以p(CO)=p(CO2)=，p(N2)=，所以用平衡分压表示的平衡常数；
若保持温度不变，再向容器中通入NO和CO2各0.15mol，由于容器的体积不变，则压强增大，平衡向气体分子数减小的方向移动，因此平衡向右移动；
②由图像可知，15min时，条件改变，n(NO)减小，平衡正向移动；
A、增大CO浓度，平衡正向移动，A符合题意；
B、该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，B不符合题意；
C、由于该反应为气体分子数减少的反应，因此减小容器体积，压强增大，平衡正向移动，C符合题意；
D、催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，因此加入催化剂，平衡不移动，D不符合题意；
故答案为：AC
（3）通入NO的一极与电源的负极相连，为阴极，NO发生得电子的还原反应，生成NH4+，其电极反应式为：NO＋5e－＋6H＋=NH4＋＋H2O；4.48LNO在标准状态下， 其物质的量为0.2mol，则反应过程中得到的电子数为0.2mol×5=1mol；SO2在阳极发生失电子的氧化反应生成SO42-，结合得失电子守恒可得，参与反应的n(SO2)=0.5mol，其质量m=0.5mol×64g/mol=32g；
【分析】（1）根据盖斯定律计算反应热；
（2）①根据平衡时NO的量计算平衡时各物质的气体分压，进而计算用压力表示的平衡常数；结合平衡移动的影响因素分析；
②结合浓度、温度、压强、催化剂对平衡移动的影响分析；
（3）通入NO的一极为阴极，发生得电子的还原反应，据此写出电极反应式；根据得失电子守恒进行计算；
13．【答案】（1）C2H5OH－12e－+16OH－=2CO32－+11H2O
（2）4OH－－4e－=H2O+O2↑或 2H2O－4e－=O2↑+4H+；有红色固体(Cu)析出
（3）1；CuO或CuCO3；0.01mol
（4）Mg2++2Cl－+2H2O Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）由分析可知，甲装置中通入乙醇的电极发生的反应为：C2H5OH－12e－＋16OH－=2CO32－＋11H2O；
（2）由分析可知，乙池中石墨电极的电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；银电极的电极反应式为：Cu2＋＋2e－=Cu，因此可观察到Ag电极上有红色固体析出；
（3）标准状态下112mLO2的物质的量；由电极反应式“O2＋4e－＋2H2O=4OH－”可知，电路中转移电子数为0.02mol；由电极反应式“2H2O－4e－=O2↑＋4H＋”可知，反应生成n(H+)=0.02mol，因此溶液中，此时溶液的pH为1；若要恢复到电解前的浓度和pH，则需将电解后溶液中的H+反应，同时生成Cu2+，因此需加入CuO或CuCO3；根据反应生成n(H+)=0.02mol可得，需加入CuO或CuCO3的物质的量为0.01mol；
（4）由分析可知，丙池中电极反应式为：2Cl－－2e－=Cl2↑、2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；溶液中的Mg2＋与OH－结合成Mg(OH)2沉淀，因此总反应为：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑；
【分析】甲池为原电池装置，通入C2H5OH的电极为负极，发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：C2H5OH－12e－＋16OH－=2CO32－＋11H2O，通入O2的电极为正极，发生得电子的还原反应， 其电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；
乙池为电解池装置，石墨电极与正极相连，为阳极，溶液中H2O电离产生的OH－发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，Ag电极与电源的负极相连，为阴极，溶液中的Cu2＋发生得电子的还原反应，其电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu；
丙池为电解池装置，左侧电极与电源正极相连，为阳极，溶液中的Cl－发生失电子的氧化反应，其电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，右侧电极与电源负极相连，为阴极，溶液中H2O电离产生的H＋发生得电子的还原反应，其电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－；据此结合题干设问分析作答。
14．【答案】（1）C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) OH=-2215.0kJ/mol
（2）负极；CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；13
（3）N2+8H++6e-=2NH4+；合成氨是放热的氧化还原反应；氯化铵
【知识点】热化学方程式；电极反应和电池反应方程式
【解析】【解答】（1）丙烷燃烧的化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)，由图像可知，当反应生成1molH2O(l)时放出的热量为553.75kJ/mol，因此反应生成4molH2O(l)时放出的热量为553.75kJ/mol×4=2215.0kJ/mol，因此该反应的热化学方程式为：C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH=-2215.0kJ/mol；
（2）①由图可知，电子由电极c移动电极b，而在原电池中，电子由负极流向正极，因此c电极为负极；CH3OH在负极发生失电子的氧化反应，生成CO2，反应过程中，碳元素由－2价变为＋4价，失去6个电子，电解质溶液中使用质子交换膜，只允许H＋通过，因此c电极的电极反应式为：CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋；
②0.56L氧气的物质的量，反应过程中转移电子数为0.025mol×4=0.1mol；电解饱和NaCl溶液时，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，因此反应生成n(OH－)=0.1mol，则溶液中，因此溶液的pH=13；
（3）利用N2和H2进行的固氮反应为N2＋3H2=2NH3，正极发生的是得电子的还原反应，因此正极的电极反应式为N2＋8H＋＋6e－=2NH4＋，负极的电极反应式为3H2－6e－=6H＋；因此可得A为NH4Cl；该反应能设计成原电池是由于合成氨的过程为放热的氧化还原反应；
【分析】（1）根据丙烷燃烧生成H2O和CO2，书写反应的化学方程式，结合生成H2O的量计算反应热；
（2）①根据电子移动方向确定正负极；根据化合价变化确定电极反应式；
②根据得失电子守恒进行计算；
（3）酸性条件下，利用N2和H2进行的固氮反应为N2＋3H2＋2H＋=2NH4＋，据此结合氧化还原反应和电化学知识进行分析；
15．【答案】（1）Al3+ + 3AlO2- +4H2O =4Al(OH)3↓
（2）Ba(NO3)2；AgNO3
（3）C(s)+O2(g) =CO2(g) H=-(a+b-d-c)kJ/mol
（4）2H+ + 2e- = H2↑；Al - 3e- + 4OH- = AlO2-+ 2H2O
（5）CH3OH- 6e- + 8OH- = CO32-+6 H2O
（6）12.8
【知识点】电极反应和电池反应方程式；常见离子的检验；离子方程式的书写；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据A、B、C之间的转化关系，若A为AlCl3，AlCl3可以与氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝能够与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，氯化铝与偏铝酸钠能够反应生成氢氧化铝沉淀，因此A和C反应的离子方程式为Al3+ + 3AlO2- +4H2O =4Al(OH)3↓，故答案为：Al3+ + 3AlO2- +4H2O =4Al(OH)3↓；(2)检验Na2SO4和NaCl混合溶液中的Cl-的方法是：向少量混合液中加入足量Ba(NO3)2溶液，充分震荡后静置，除去硫酸根离子，防止硫酸根离子的干扰，然后取上层清液于试管中，再加入几滴AgNO3溶液，产生白色沉淀，可以检验Na2SO4和NaCl混合溶液中的Cl-，故答案为：Ba(NO3)2；AgNO3；(3)已知H2、CO的燃烧热分别是akJ∕mol、bkJ∕mol，①H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-akJ mol-1，②CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=-bkJ mol-1，1mol液态水变为气态水吸收ckJ热量，则③H2O(l)= H2O(g) △H=+ckJ∕mol，④C(s) + H2O(g)= CO(g)+ H2(g)△H=+dkJ∕mol，依据盖斯定律，将①+②+③+④得：C(s)+O2(g) =CO2(g) H=-(a+b-d-c)kJ/mol，故答案为：C(s)+O2(g) =CO2(g) H=-(a+b-d-c)kJ/mol；(4)Mg、Al设计成原电池装置：若电解液为盐酸，镁比铝活泼，镁为负极，铝为正极，正极的电极反应为2H+ + 2e- = H2↑。若电解液为氢氧化钠溶液，镁与氢氧化钠不反应，此时铝为负极，负极的电极反应式为Al - 3e- + 4OH- = AlO2-+ 2H2O，故答案为：2H+ + 2e- = H2↑；Al - 3e- + 4OH- = AlO2-+ 2H2O；(5)用氢氧化钾做电解质溶液，甲醇(CH3OH)为燃料时，负极上甲醇发生氧化反应生成碳酸根离子，负极的电极反应式为CH3OH- 6e- + 8OH- = CO32-+6 H2O，故答案为：CH3OH- 6e- + 8OH- = CO32-+6 H2O；(6)铅蓄电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，Pb为负极，电极方程式为Pb+SO42--2e-=PbSO4，PbO2为正极，电极方程式为PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4。若铅蓄电池负极质量增加19.2g，转移的电子的物质的量为 ×2=0.4mol，则正极上0.2mol PbO2转化为0.2mol PbSO4，质量增加的量相当于增加了0.2molSO2，质量为0.2mol×64g/mol=12.8g，故答案为：12.8。
【分析】(1)根据A、B、C之间的转化关系，若A为AlCl3，AlCl3可以与氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝能够与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，氯化铝与偏铝酸钠能够反应生成氢氧化铝沉淀，据此分析解答；(2)检验Na2SO4和NaCl混合溶液中的Cl-需要首先除去硫酸根离子，防止硫酸根离子的干扰，据此分析解答；(3)根据H2、CO的燃烧热分别是akJ∕mol、bkJ∕mol，1mol液态水变为气态水吸收ckJ热量，书写出相关的热化学方程式，再根据盖斯定律分析解答；(4)Mg、Al设计成原电池装置：若电解液为盐酸，镁比铝活泼，镁为负极，铝为正极；若电解液为氢氧化钠溶液，镁与氢氧化钠不反应，此时铝为负极，镁为正极，据此分析解答；(5)用氢氧化钾做电解质溶液，甲醇(CH3OH)为燃料时，负极上甲醇发生氧化反应生成碳酸根离子，据此书写负极的电极反应式；(6)铅蓄电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，Pb为负极，电极方程式为Pb+SO42--2e-=PbSO4，PbO2为正极，电极方程式为PbO2+4H++SO42--2e-=2H2O+PbSO4，据此分析解答。
16．【答案】（1）de；e
（2）负极；2NO2+4H2O+8e-=N2+8OH-；16
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学反应速率的影响因素；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】（1）①由图可知，升高温度的过程中，a、b、c三个容器中，甲醇的体积分数增大，说明该过程中，反应正向进行；由于该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，因此a、b、c不是平衡状态；继续升高温度，d、e两容器中甲醇的体积分数减小，说明反应逆向进行，因此d、e为平衡状态；
②e容器的反应温度最高，反应速率最快；
（2）①电极A上的反应物为CH3OH，反应过程中碳元素的化合价升高，发生失电子的氧化反应，因此电极A为负极；
②电极B上的反应物为NO2，发生得电子的还原反应，生成N2，因此其电极反应式为：2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-；
③铁制品上发生反应的电极反应式为Cu2＋＋2e－=Cu，其增加的质量为反应生成Cu的质量，因此反应生成Cu的物质的量，则反应过程中转移电子数为3mol；由于得失电子守恒，因此反应过程中，CH3OH失去的电子数也为3mol，CH3OH反应的电极反应式为：CH3OH－6e－＋8OH－=CO32－＋6H2O，因此参与反应的n(CH3OH)=0.5mol，其质量为0.5mol×32g/mol=16g；
【分析】（1）①结合温度对平衡移动的影响分析；
②结合温度对反应速率的影响分析；
（2）①根据电极A的反应物中元素价态变化分析；
②根据电极B的反应物和生成物书写电极反应式；
③根据得失电子守恒进行计算；
17．【答案】（1）Cu；AgNO3；Ag＋＋e－＝Ag；Cl-
（2）O2＋2H2O＋4e－=4OH－；C；负
（3）A；增大；Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O
【知识点】电极反应和电池反应方程式；金属的电化学腐蚀与防护；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）①由反应“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3 ，
故答案为：Cu；AgNO3；②正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e=Ag，故答案为： Ag++e-=Ag；③盐桥中的阳离子移向正极，阴离子移向负极，Cl-移向负极向CuSO4溶液一端扩散，故答案为：Cl-；（2）①炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生电化学腐蚀而生锈，在铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，Fe=Fe2+2e-，正极上是氧气得电子的还原反应，O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，钾钙钠都不能做电极材料，故答案为：C；③电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，故答案为：负；（3）①根据原电池在放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再根据元素化合价变化，可判断该电池负极发生反应的物质为Fe被氧化发生氧化反应，正极为NiO2，被还原发生还原反应，此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+，故放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，
故答案为：A；②放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，所以pH增大，故答案为：增大；③放电时正极发生还原反应，正极反应式为：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充电时该电极发生氧化反应，是该电极反应的逆反应，电极反应式为：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O，故答案为：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O．
【分析】（1）由反应方程式可知，该原电池的电极反应式为：正极：2Ag++2e-═2Ag，负极：Cu-2e-═Cu2+，所以X极的材料应为Cu，电解质溶液Y应为AgNO3溶液，外电路中的电子从Cu极流向Ag极．盐桥中的K+移向正极（Ag极）；NO3-移向负极（Cu极），以此解答。（2）①生铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应；②原电池的负极金属易被腐蚀，根据原电池的工作原理来回答；③在电解池的阴极上的金属被保护，根据电解池的工作原理来回答；（3）①依据电池反应分析，充电为电解池，放电为原电池；放电过程中原电池的负极上失电子发生氧化反应，正极上发生还原反应；②放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2；③放电时正极发生还原反应，正极反应式为：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充电时该电极发生氧化反应，是该电极反应的逆反应．
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