第四章 第二节 第3课时 电化学中多池串联及定量计算 课时练（含答案）2023-2024学年化学人教（2019）
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| 名称 | 第四章 第二节 第3课时 电化学中多池串联及定量计算 课时练（含答案）2023-2024学年化学人教（2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 490.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-28 23:14:56 | ||
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文档简介
第3课时 电化学中多池串联及定量计算
题组一 电解池与原电池的综合应用
1.如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析错误的是( )
A．闭合K1构成原电池，闭合K2构成电解池
B．闭合K1，铁棒上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
C．闭合K2，铁棒不会被消耗
D．闭合K1，石墨棒周围溶液pH逐渐减小
2．如图是铅酸蓄电池的工作原理示意图，已知放电时电池反应为PbO2＋Pb＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O。下列有关说法正确的是( )
A．K与N连接时，该装置中电能转化为化学能
B．K与N连接时，H＋向负极移动
C．K与M连接时，a为电源的负极
D．K与M连接时，阳极附近溶液的pH逐渐增大
3．(2023·成都高二检测)“容和一号”铁铬液流电池的总反应为Fe3＋＋Cr2＋Fe2＋＋Cr3＋。闭合K1，断开K2时，工作原理如图所示，其中a电极上涂有固态氢化铋(BiHx)。下列说法错误的是( )
A．充电时，a电极连接电源的负极
B．放电时，正极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋
C．放电时，H＋从a极区移向b极区
D．充电时，BiHx只起导电的作用
题组二 电解池的定量计算
4．室温下，如图装置电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分别为(溶液足量，体积均为100 mL且电解前后溶液体积变化忽略不计)( )
A．13、7、1 B．12、7、2
C．1、7、13 D．7、13、1
5.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1氯化铜溶液，B池中加入0.1 mol·L－1硝酸银溶液，进行电解。电解初期，a、b、c、d四个电极上所生成的物质的物质的量之比是( )
A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1
C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1
6．(2022·河南南阳一中高二月考)用石墨作电极电解1 000 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4 g。下列有关叙述正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)( )
A．电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NA
B．两极共产生标准状况下3.92 L气体
C．电解后溶液中H＋浓度为0.01 mol·L－1(假设溶液体积不变)
D．加入13.8 g Ag2CO3可将溶液复原
7．电解一定量的硫酸铜溶液的实验装置如图①所示，电解的实验数据如图②所示，横轴表示电解过程中转移电子的物质的量，纵轴表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法正确的是( )
A．开始时b电极上有红色物质析出，而后有气泡产生
B．a电极上的电子经溶液流向b电极再流入直流电源
C．在PQ段，产生的H2和O2的体积之比为1∶2
D．从开始到Q点，装置中产生的气体中有0.1 mol氧气
8．0.4 mol CuSO4和0.4 mol NaCl溶于水，配成1 L溶液，用惰性电极进行电解，当一个电极得到0.3 mol Cu时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是( )
A．5.6 L B．6.72 L
C．1.344 L D．11.2 L
9．如图甲、乙为相互串联的两个电解池，下列说法正确的是( )
A．甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜
B．乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后C极附近变浅红色
C．若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8 g，乙池阳极放出气体为4.48 L
D．Fe极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
10．已知H2O2是一种弱酸，在强碱溶液中主要以HO形式存在。现以Al-H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备H2，下列说法不正确的是( )
A．电解过程中，电子的流向为a→d→c→b
B．电池的正极反应为HO＋2e－＋H2O===3OH－
C．电解时，消耗5.4 g Al，则产生标准状况下2.24 L N2
D．c电极是阳极，且反应后该电极区溶液pH减小
11．(2022·石家庄高二检测)Mg-Li1－xFePO4是一种新型二次电池，其装置的示意图如下(Li＋透过膜只允许Li＋通过)。下列说法正确的是( )
A．断开K1、闭合K2，右室的电极为阳极，Li＋发生还原反应
B．断开K2、闭合K1，右室的电极反应式：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
C．断开K2、闭合K1，外电路中通过a mol电子时，左室溶液质量增加12a g
D．该二次电池的总反应为xMg＋xLi2SO4＋2Li1－xFePO4xMgSO4＋2LiFePO4
12．(2022·上海高二检测)下图中，甲、乙是两个完全相同的光伏并网发电模拟装置，利用它们对煤浆进行脱硫处理。下列叙述错误的是( )
A．光伏并网发电装置中a为负极
B．石墨1上消耗1 mol Mn2＋，甲、乙中各转移0.5 mol电子
C．脱硫反应原理为15Mn3＋＋FeS2＋8H2O===15Mn2＋＋Fe3＋＋2SO＋16H＋
D．处理60 g FeS2，石墨2上消耗7.5 mol H＋
13.常温下用惰性电极电解200 mL 氯化钠、硫酸铜的混合溶液，所得气体的体积随时间的变化如图所示，根据图中信息回答下列问题(气体体积已换算成标准状况下的体积，且忽略气体在水中的溶解和溶液体积的变化)。
(1)曲线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示阳极产生气体的体积变化。
(2)氯化钠的物质的量浓度为________，硫酸铜的物质的量浓度为________。
(3)t2时所得溶液的pH为________。
14．如图所示，E为蘸有Na2SO4溶液的滤纸，并滴加几滴酚酞。A、B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电源的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。为电流表，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，断开K，接通电源一段时间后，C、D中均有气体产生。
(1)外电源的正、负极分别是R为___________________________，S为__________________。
(2)A附近溶液的现象是____________________________，B附近发生的电极反应式为________________________。
(3)滤纸上的紫色点向________(填“A”或“B”)移动。
(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，C中的电极为______(填“正”或“负”)极，有关的电极反应式为________________________。
15．如图，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业的原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中的X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：
(1)甲烷燃料电池的负极反应为______________________________________________。
(2)石墨(C)极的电极反应为________________________________________________。
(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成气体的体积为____________ L；丙装置中阴极析出铜的质量为__________g。
(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。若使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用__________作电极。
第3课时 电化学中多池串联及定量计算
1．D
2．C [K与N连接时，该装置是原电池，放电过程中化学能转化为电能，A错误；形成原电池时H＋向正极移动，B错误；K与M连接时，装置进行充电过程，Pb作为原电池的负极连接到电源的负极，所以a是电源的负极，C正确；K与M连接时，阳极生成PbO2和H＋，附近溶液的pH逐渐减小，D错误。]
3．D [充电时为电解池，根据总反应：Fe3＋＋Cr2＋Fe2＋＋Cr3＋可知，Cr3＋发生得电子的还原反应生成Cr2＋，a电极为阴极，应连接电源的负极，A正确；放电时，b电极为正极，Fe3＋发生得电子的还原反应生成Fe2＋，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，B正确；电池放电时，a电极为负极，b电极为正极，则H＋从a极区移向b极区，C正确；充电时，Cr3＋发生得电子的还原反应生成Cr2＋，左侧发生的反应为BiHx ＋ Cr3＋===Bi＋Cr2＋＋H，BiHx起导电和转移电子的作用，D错误。]
4．A
5．A [由电解规律可知：a、c极为阴极，b、d极为阳极。a极上放出铜，b极上放出氯气，c极上析出银，d极上放出氧气。由得失电子守恒可得关系式：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所生成的物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。]
6．B
7．D [根据电子的流向可知，a电极为电解池的阴极、b电极为电解池的阳极。b电极上无红色物质析出，但一直有氧气产生，A项错误；电子仅在外电路中移动，溶液中为阴、阳离子的定向移动，B项错误；由图像和反应过程可知，刚开始为电解CuSO4溶液的过程，仅有氧气生成，PQ段为电解H2O的过程，则a电极上生成氢气，b电极上生成氧气，且二者的体积之比为2∶1，C项错误；在电解过程中，每转移4 mol电子，有1 mol O2生成，由图像可知，从开始到Q点转移的电子为0.4 mol，故有0.1 mol O2生成，D项正确。]
8．A [阴极0.3 mol Cu析出时，则得到0.3 mol×2＝0.6 mol电子，阳极Cl－放电失去0.4 mol电子，则OH－放电失去0.2 mol电子，生成0.2 mol Cl2和0.05 mol O2，生成的气体在标准状况下的体积为(0.2＋0.05) mol×22.4 L·mol－1＝5.6 L。]
9．D 10.A
11．B [断开K1、闭合K2，该装置为电解池，右室的电极与外接电源的正极相连作阳极，LiFePO4中的铁元素发生氧化反应，A错误；断开K2、闭合K1，该装置为原电池，右室的电极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，外电路中通过a mol电子时，左室有0.5a mol Mg溶解，同时有a mol Li＋移向右室，因此左室溶液质量增加为＝5a g，B正确、C错误；该二次电池的总反应为xMg＋xLi2SO4＋2Li1－xFePO4xMgSO4＋2LiFePO4，D错误。]
12．B
13．(1)Ⅱ (2)0.1 mol·L－1 0.1 mol·L－1 (3)1
解析 (1)阴极上Cu2＋首先放电，故开始时，阴极上无气体生成，故曲线Ⅱ表示阳极产生气体的体积变化。
(2)0～t1内阳极发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，n(Cl2)＝＝0.01 mol，n(NaCl)＝n(Cl－)＝2n(Cl2)＝0.02 mol，c(NaCl)＝＝0.1 mol·L－1；阴极上依次发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu、2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极上依次发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由图可知V(H2)＝0.672 L，V(Cl2)＝0.224 L，V(O2)＝0.448 L，由得失电子守恒可知×2＋c(Cu2＋)×0.2 L×2＝×2＋×4，解得c(Cu2＋)＝0.1 mol·L－1。
(3)由4OH－～O2～4H＋可得：n(H＋)＝×4＝0.02 mol，则溶液中的c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，pH＝1。
14．(1)负极 正极 (2)溶液变为红色 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ (3)B (4)负 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
15．(1)CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O (2)2Cl－－2e－===Cl2↑ (3)4.48 12.8
(4)铁(或Fe)
解析 (1)甲烷燃料电池负极上发生氧化反应，即甲烷在负极上被氧化。在KOH溶液中甲烷被氧化后生成碳酸钾，负极反应为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。(2)原电池的负极与电解池的阴极相连，铁极为阴极，则C极为阳极，在C极上发生氧化反应，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑。(3)n(O2)＝＝0.1 mol，甲池中正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，由转移电子守恒知，经过甲、乙、丙装置的电子的物质的量为0.4 mol。乙池中的铁电极的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，n(H2)＝＝0.2 mol，V(H2)＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。丙池中精铜为阴极，发生还原反应，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu)＝＝0.2 mol，m(Cu)＝0.2 mol×64 g·mol－1＝12.8 g。
题组一 电解池与原电池的综合应用
1.如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析错误的是( )
A．闭合K1构成原电池，闭合K2构成电解池
B．闭合K1，铁棒上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
C．闭合K2，铁棒不会被消耗
D．闭合K1，石墨棒周围溶液pH逐渐减小
2．如图是铅酸蓄电池的工作原理示意图，已知放电时电池反应为PbO2＋Pb＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O。下列有关说法正确的是( )
A．K与N连接时，该装置中电能转化为化学能
B．K与N连接时，H＋向负极移动
C．K与M连接时，a为电源的负极
D．K与M连接时，阳极附近溶液的pH逐渐增大
3．(2023·成都高二检测)“容和一号”铁铬液流电池的总反应为Fe3＋＋Cr2＋Fe2＋＋Cr3＋。闭合K1，断开K2时，工作原理如图所示，其中a电极上涂有固态氢化铋(BiHx)。下列说法错误的是( )
A．充电时，a电极连接电源的负极
B．放电时，正极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋
C．放电时，H＋从a极区移向b极区
D．充电时，BiHx只起导电的作用
题组二 电解池的定量计算
4．室温下，如图装置电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分别为(溶液足量，体积均为100 mL且电解前后溶液体积变化忽略不计)( )
A．13、7、1 B．12、7、2
C．1、7、13 D．7、13、1
5.如图所示的A、B两个电解池中的电极均为铂，在A池中加入0.05 mol·L－1氯化铜溶液，B池中加入0.1 mol·L－1硝酸银溶液，进行电解。电解初期，a、b、c、d四个电极上所生成的物质的物质的量之比是( )
A．2∶2∶4∶1 B．1∶1∶2∶1
C．2∶1∶1∶1 D．2∶1∶2∶1
6．(2022·河南南阳一中高二月考)用石墨作电极电解1 000 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了13.4 g。下列有关叙述正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值)( )
A．电解过程中流经外电路的电子数目为0.1NA
B．两极共产生标准状况下3.92 L气体
C．电解后溶液中H＋浓度为0.01 mol·L－1(假设溶液体积不变)
D．加入13.8 g Ag2CO3可将溶液复原
7．电解一定量的硫酸铜溶液的实验装置如图①所示，电解的实验数据如图②所示，横轴表示电解过程中转移电子的物质的量，纵轴表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法正确的是( )
A．开始时b电极上有红色物质析出，而后有气泡产生
B．a电极上的电子经溶液流向b电极再流入直流电源
C．在PQ段，产生的H2和O2的体积之比为1∶2
D．从开始到Q点，装置中产生的气体中有0.1 mol氧气
8．0.4 mol CuSO4和0.4 mol NaCl溶于水，配成1 L溶液，用惰性电极进行电解，当一个电极得到0.3 mol Cu时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是( )
A．5.6 L B．6.72 L
C．1.344 L D．11.2 L
9．如图甲、乙为相互串联的两个电解池，下列说法正确的是( )
A．甲池若为精炼铜的装置，A极材料是粗铜
B．乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后C极附近变浅红色
C．若甲池为电镀铜的装置，阴极增重12.8 g，乙池阳极放出气体为4.48 L
D．Fe极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
10．已知H2O2是一种弱酸，在强碱溶液中主要以HO形式存在。现以Al-H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备H2，下列说法不正确的是( )
A．电解过程中，电子的流向为a→d→c→b
B．电池的正极反应为HO＋2e－＋H2O===3OH－
C．电解时，消耗5.4 g Al，则产生标准状况下2.24 L N2
D．c电极是阳极，且反应后该电极区溶液pH减小
11．(2022·石家庄高二检测)Mg-Li1－xFePO4是一种新型二次电池，其装置的示意图如下(Li＋透过膜只允许Li＋通过)。下列说法正确的是( )
A．断开K1、闭合K2，右室的电极为阳极，Li＋发生还原反应
B．断开K2、闭合K1，右室的电极反应式：Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
C．断开K2、闭合K1，外电路中通过a mol电子时，左室溶液质量增加12a g
D．该二次电池的总反应为xMg＋xLi2SO4＋2Li1－xFePO4xMgSO4＋2LiFePO4
12．(2022·上海高二检测)下图中，甲、乙是两个完全相同的光伏并网发电模拟装置，利用它们对煤浆进行脱硫处理。下列叙述错误的是( )
A．光伏并网发电装置中a为负极
B．石墨1上消耗1 mol Mn2＋，甲、乙中各转移0.5 mol电子
C．脱硫反应原理为15Mn3＋＋FeS2＋8H2O===15Mn2＋＋Fe3＋＋2SO＋16H＋
D．处理60 g FeS2，石墨2上消耗7.5 mol H＋
13.常温下用惰性电极电解200 mL 氯化钠、硫酸铜的混合溶液，所得气体的体积随时间的变化如图所示，根据图中信息回答下列问题(气体体积已换算成标准状况下的体积，且忽略气体在水中的溶解和溶液体积的变化)。
(1)曲线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示阳极产生气体的体积变化。
(2)氯化钠的物质的量浓度为________，硫酸铜的物质的量浓度为________。
(3)t2时所得溶液的pH为________。
14．如图所示，E为蘸有Na2SO4溶液的滤纸，并滴加几滴酚酞。A、B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电源的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。为电流表，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，断开K，接通电源一段时间后，C、D中均有气体产生。
(1)外电源的正、负极分别是R为___________________________，S为__________________。
(2)A附近溶液的现象是____________________________，B附近发生的电极反应式为________________________。
(3)滤纸上的紫色点向________(填“A”或“B”)移动。
(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，C中的电极为______(填“正”或“负”)极，有关的电极反应式为________________________。
15．如图，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业的原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中的X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：
(1)甲烷燃料电池的负极反应为______________________________________________。
(2)石墨(C)极的电极反应为________________________________________________。
(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成气体的体积为____________ L；丙装置中阴极析出铜的质量为__________g。
(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图)。若使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用__________作电极。
第3课时 电化学中多池串联及定量计算
1．D
2．C [K与N连接时，该装置是原电池，放电过程中化学能转化为电能，A错误；形成原电池时H＋向正极移动，B错误；K与M连接时，装置进行充电过程，Pb作为原电池的负极连接到电源的负极，所以a是电源的负极，C正确；K与M连接时，阳极生成PbO2和H＋，附近溶液的pH逐渐减小，D错误。]
3．D [充电时为电解池，根据总反应：Fe3＋＋Cr2＋Fe2＋＋Cr3＋可知，Cr3＋发生得电子的还原反应生成Cr2＋，a电极为阴极，应连接电源的负极，A正确；放电时，b电极为正极，Fe3＋发生得电子的还原反应生成Fe2＋，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，B正确；电池放电时，a电极为负极，b电极为正极，则H＋从a极区移向b极区，C正确；充电时，Cr3＋发生得电子的还原反应生成Cr2＋，左侧发生的反应为BiHx ＋ Cr3＋===Bi＋Cr2＋＋H，BiHx起导电和转移电子的作用，D错误。]
4．A
5．A [由电解规律可知：a、c极为阴极，b、d极为阳极。a极上放出铜，b极上放出氯气，c极上析出银，d极上放出氧气。由得失电子守恒可得关系式：2e－～Cu～Cl2～2Ag～O2，所以a、b、c、d四个电极上所生成的物质的物质的量之比为2∶2∶4∶1。]
6．B
7．D [根据电子的流向可知，a电极为电解池的阴极、b电极为电解池的阳极。b电极上无红色物质析出，但一直有氧气产生，A项错误；电子仅在外电路中移动，溶液中为阴、阳离子的定向移动，B项错误；由图像和反应过程可知，刚开始为电解CuSO4溶液的过程，仅有氧气生成，PQ段为电解H2O的过程，则a电极上生成氢气，b电极上生成氧气，且二者的体积之比为2∶1，C项错误；在电解过程中，每转移4 mol电子，有1 mol O2生成，由图像可知，从开始到Q点转移的电子为0.4 mol，故有0.1 mol O2生成，D项正确。]
8．A [阴极0.3 mol Cu析出时，则得到0.3 mol×2＝0.6 mol电子，阳极Cl－放电失去0.4 mol电子，则OH－放电失去0.2 mol电子，生成0.2 mol Cl2和0.05 mol O2，生成的气体在标准状况下的体积为(0.2＋0.05) mol×22.4 L·mol－1＝5.6 L。]
9．D 10.A
11．B [断开K1、闭合K2，该装置为电解池，右室的电极与外接电源的正极相连作阳极，LiFePO4中的铁元素发生氧化反应，A错误；断开K2、闭合K1，该装置为原电池，右室的电极为正极，得电子发生还原反应，电极反应式为Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，外电路中通过a mol电子时，左室有0.5a mol Mg溶解，同时有a mol Li＋移向右室，因此左室溶液质量增加为＝5a g，B正确、C错误；该二次电池的总反应为xMg＋xLi2SO4＋2Li1－xFePO4xMgSO4＋2LiFePO4，D错误。]
12．B
13．(1)Ⅱ (2)0.1 mol·L－1 0.1 mol·L－1 (3)1
解析 (1)阴极上Cu2＋首先放电，故开始时，阴极上无气体生成，故曲线Ⅱ表示阳极产生气体的体积变化。
(2)0～t1内阳极发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，n(Cl2)＝＝0.01 mol，n(NaCl)＝n(Cl－)＝2n(Cl2)＝0.02 mol，c(NaCl)＝＝0.1 mol·L－1；阴极上依次发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu、2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阳极上依次发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由图可知V(H2)＝0.672 L，V(Cl2)＝0.224 L，V(O2)＝0.448 L，由得失电子守恒可知×2＋c(Cu2＋)×0.2 L×2＝×2＋×4，解得c(Cu2＋)＝0.1 mol·L－1。
(3)由4OH－～O2～4H＋可得：n(H＋)＝×4＝0.02 mol，则溶液中的c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，pH＝1。
14．(1)负极 正极 (2)溶液变为红色 2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ (3)B (4)负 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
15．(1)CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O (2)2Cl－－2e－===Cl2↑ (3)4.48 12.8
(4)铁(或Fe)
解析 (1)甲烷燃料电池负极上发生氧化反应，即甲烷在负极上被氧化。在KOH溶液中甲烷被氧化后生成碳酸钾，负极反应为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。(2)原电池的负极与电解池的阴极相连，铁极为阴极，则C极为阳极，在C极上发生氧化反应，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑。(3)n(O2)＝＝0.1 mol，甲池中正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，由转移电子守恒知，经过甲、乙、丙装置的电子的物质的量为0.4 mol。乙池中的铁电极的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，n(H2)＝＝0.2 mol，V(H2)＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L。丙池中精铜为阴极，发生还原反应，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，n(Cu)＝＝0.2 mol，m(Cu)＝0.2 mol×64 g·mol－1＝12.8 g。