第四章 化学反应与电能（含解析）——2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修一大单元复习学案

第四章 化学反应与电能
一、大单元思维知识整合
第一节原电池
原电池：1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池
2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路
3、电子流向：外电路：负极导线 正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、电极反应：
以锌铜原电池为例：负极：氧化反应Zn－2e＝Zn2＋ （较活泼金属）正极：还原反应：2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属）总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑
5、正、负极的判断：（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。（2）从电子的流动方向负极流入正极（3）从电流方向正极流入负极 （4）根据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极，阴离子流向负极（5）根据实验现象①溶解的一极为负极② 增重或有气泡一极为正极
第二节 化学电池
1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池
2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置
3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池
一、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等
二、二次电池：1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。
2、电极反应：铅蓄电池
3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池
三、燃料电池
1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池
2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。当电解质溶液呈酸性时：
负极：2H2－4e- =4H+ 正极：O2＋4 e-+4H+=2H2O
当电解质溶液呈碱性时：
负极： 2H2＋4OH-－4e-＝4H2O 正极：O2＋2H2O＋4 e-＝4OH-
另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷 燃料 和氧气 氧化剂 。
电极反应式为：负极：CH4＋10OH－－8e- ＝CO32- ＋7H2O；正极：4H2O＋2O2＋8e- ＝8OH-。
电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O
3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低
四、废弃电池的处理：回收利用
第三节 电解池
一、电解原理1、电解池： 把电能转化为化学能的装置，也叫电解槽
2、电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程
3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程
4、电子流向：（电源）负极—（电解池）阴极—（离子定向运动）电解质溶液—（电解池）阳极—（电源）正极
5、电极名称及反应： 阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应
阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应
6、电解CuCl2溶液的电极反应：
阳极： 2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)
阴极：Cu2++2e-=Cu(还原)
总反应式：CuCl2 =Cu+Cl2 ↑
7、电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程
☆规律总结：电解反应离子方程式书写：放电顺序：阳离子放电顺序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阴离子的放电顺序是惰性电极时：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)是活性电极时：电极本身溶解放电
注意先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极（Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
电解质水溶液电解产物的规律
类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原
分解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 HCl
CuCl2 --- CuCl2
放H2生成碱型 阴极：水放H2生碱阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 HCl
放氧生酸型 阴极：电解质阳离子放电阳极：水放O2生酸 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 氧化铜
电解水型 阴极：4H+ + 4e- == 2H2 ↑阳极：4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O NaOH 水 增大 增大 水
H2SO4 减小
Na2SO4 不变
上述四种类型电解质分类：
（1）电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐
（2）电解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）
（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐
（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐
二、电解原理的应用 1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气
（1）、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法
（2）、电极、电解质溶液的选择：阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液 M- ne - == M n+阴极：待镀金属（镀件）：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属表面M n++ ne - == M电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液
2、镀铜反应原理阳极(纯铜)：Cu-2e-=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e-=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液
电镀应用之一：铜的精炼阳极：粗铜；阴极： 纯铜 电解质溶液： 硫酸铜
3、电冶金
（1）、电冶金：使矿石中的 金属阳离子 获得电子，从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝
（2）、电解氯化钠：通电前，氯化钠高温下熔融：NaCl == Na + + Cl—通直流电后：阳极：2Na+ + 2e—== 2Na阴极：2Cl— — 2e— ==Cl2↑
☆规律总结：原电池、电解池、电镀池的判断规律
（1）若无外接电源，又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极；②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里；③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应（有时是与水电离产生的H+作用），只要同时具备这三个条件即为原电池。
（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池；当阴极为金属，阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时，则为电镀池。
（3）若多个单池相互串联，又有外接电源时，则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时，先选较活泼金属电极为原电池的负极（电子输出极），有关装置为原电池，其余为电镀池或电解池。
☆原电池，电解池，电镀池的比较
性质 类别 原电池 电解池 电镀池
定义（装置特点） 将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属
反应特征 自发反应 非自发反应 非自发反应
装置特征 无电源，两级材料不同 有电源，两级材料可同可不同 有电源
形成条件 活动性不同的两极电解质溶液形成闭合回路 两电极连接直流电源两电极插入电解质溶液形成闭合回路 1镀层金属接电源正极，待镀金属接负极；2电镀液必须含有镀层金属的离子
电极名称 负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（能导电非金属） 阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连 名称同电解，但有限制条件阳极：必须是镀层金属阴极：镀件
电极反应 负极：氧化反应，金属失去电子正极：还原反应，溶液中的阳离子的电子或者氧气得电子（吸氧腐蚀） 阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失去电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得到电子 阳极：金属电极失去电子 阴极：电镀液中阳离子得到电子
电子流向 负极→正极 电源负极→阴极电源正极→阳极 同电解池
溶液中带电粒子的移动 阳离子向正极移动阴离子向负极移动 阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动 同电解池
联系 在两极上都发生氧化反应和还原反应
阳极(失) e- 正极（得） e- 负极（失） e- 阴极（得）
☆☆原电池与电解池的极的得失电子联系图：
第四节 金属的电化学腐蚀和防护
一、金属的电化学腐蚀
（1）金属腐蚀内容
（2）金属腐蚀的本质：都是金属原子失去电子而被氧化的过程
（3）金属腐蚀的分类：化学腐蚀：金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀
电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
化学腐蚀与电化腐蚀的比较
电化腐蚀 化学腐蚀
条件 不纯金属或合金与电解质溶液接触 金属与非电解质直接接触
现象 有微弱的电流产生 无电流产生
本质 较活泼的金属被氧化的过程 金属被氧化的过程
关系 化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更加普遍，危害更严重
（4）、电化学腐蚀的分类： 析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出①条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）②电极反应：负极: Fe – 2e- = Fe2+ 正极:2H+ + 2e- = H2 ↑ 总式：Fe+ 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气①条件：中性或弱酸性溶液②电极反应：负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极:O2+4e- +2H2O = 4OH- 总式：2Fe+ O2 +2H2O =2 Fe(OH)2 离子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化，生成Fe(OH)3， Fe(OH)2 + O2 + 2H2O== 4Fe(OH)3Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·x H2O（铁锈主要成分）
规律总结：金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法＞牺牲负极的正极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀
二、金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
（1）牺牲阳极的阴极保护法原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护
（2）外加电流的阴极保护法原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构：把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等
二、大单元综合试题训练
1.用如图装置进行实验，电流计指针偏转。下列说法不正确的是( )
A.该装置将化学能转化为电能
B.从a极经阳离子交换膜移向b极
C.工作一段时间后，a极附近溶液pH会减小
D.该装置的总反应为
2.镓的化学性质与铝相似，电解精炼法提纯镓（Ga）的原理如图所示。已知：金属活动顺序Zn>Ga>Fe。下列说法错误的是( )
A.阳极泥的主要成分是铁和铜
B.阴极反应为
C.若电压过高，阴极可能会产生导致电解效率下降
D.电流流向为：N极→粗高纯Ga→M极
3.阳极保护法的原理是外接电流恰好将被保护金属钝化，从而达到保护金属的目的，适用于在特定电解质溶液中能被钝化的金属。如图是进行阳极保护时某金属外接电势与电流密度的变化关系，有关说法错误的是( )
A.该保护法中受保护的金属连电源的正极
B.外接电势越小，对金属的保护效果越好
C.F点时，金属受到保护
D.应用该保护法必须控制电压并注意电流密度
4.中国科学院上海硅酸盐研究所的研究团队研制出目前循环寿命最长的金属硫化物电池，首次采用具有良好导电性的半导体作电极，其工作原理示意图如图：
下列叙述不正确的是( )
A.充电时，A极连接电源的负极
B.充电时，向A极区迁移
C.放电时，电池的正极反应式为
D.电解液中的也会参与电化学反应，为电池提供额外容量
5.根据光合作用原理，设计如图所示原电池装置。下列说法正确的是( )
A.a电极为原电池的正极
B.外电路电流方向是a→b
C.b电极的电极反应式为
D.a电极上每生成，通过质子交换膜的为2 mol
6.如图是模拟金属电化学腐蚀与防护原理的示意图。下列叙述不正确的是( )
A.若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上C点铁锈最多
B.若X为食盐水，K与M连接，C（碳）处pH最大
C.若X为稀盐酸，K分别与N、M连接，前者Fe腐蚀得更慢
D.若X为稀盐酸，K与M连接，C（碳）上电极反应式为
7.铜锌原电池为电化学建构认识模型奠定了重要的基础，懂得原理才能真正做到举一反三，应用到其他复杂的电池分析中。盐桥中装有琼脂凝胶，内含氯化钾。如图所示两种原电池的有关说法错误的是( )
A.原电池甲和乙的工作原理都是
B.电池工作时，导线中电子流向均为Zn→Cu
C.正极反应均为，发生还原反应
D.原电池乙工作时，盐桥中的向右侧烧杯移动，向左侧烧杯移动
8.根据反应（未配平）设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和溶液。下列说法不正确的是( )
A.石墨b是原电池的负极，发生氧化反应
B.甲烧杯中的电极反应式：
C.电池工作时，盐桥中的阴、阳离子分别向乙、甲烧杯中移动，保持溶液中的电荷平衡
D.忽略溶液体积变化，浓度变为1.5，则反应中转移的电子为0.1 mol
9.将NaCl和两种溶液等体积混合后用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是( )
A.整个过程中电极反应与不可能同时发生
B.电解至C点时，加入适量固体即可使电解质溶液恢复至原来的浓度
C.AB段表示电解过程中，由于被还原而导致溶液pH增大
D.原混合溶液中NaCl和的物质的量浓度之比恰好为2:1
10.碳钢广泛应用在石油化工设备管道等领域，随着深层石油天然气的开采，石油和天然气中含有的及水引起的腐蚀问题（俗称二氧化碳腐蚀）引起了广泛关注。深井中二氧化碳腐烂的主要过程如下：
负极：（主要）
正极：（主要）
下列说法不正确的是( )
A.钢铁在水溶液中的腐蚀总反应可表示为
B.深井中二氧化碳对碳钢的腐蚀主要为化学腐蚀
C.碳钢管道在深井中的腐蚀与油气层中盐含量有关，盐含量高腐蚀速率会加快
D.腐蚀过程表明含有的溶液其腐蚀性比相同pH的HCl溶液腐蚀性更强
11.某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置，如图所示。在a极将生活污水中的有机物（以为例）转化为，b极将酸性工业废水中的硝酸盐转化为。下列说法不正确的是( )
A.a电极反应式为
B.若b极产生了4.48 L（已换算为标准状况）的气体，则穿过质子交换膜进入左室的数目为
C.电池工作时，电流由b极经负载流向a极，再经两电解质溶液回到b极
D.若用该电池对铅酸蓄电池进行充电，b极接极
12.高铁电池作为新型可充电电池，具有放电曲线平坦、高能高容量，原料丰富，绿色无污染等优点。
Ⅰ.如图甲为简易的高铁电池的工作装置。已知：放电后，两极都产生红褐色悬浮物。
（1）该电池放电时的总反应为_____________。
（2）放电时，此盐桥中阴离子的运动方向是____________（填“从左向右”或“从右向左”）。
（3）该电池充电时，阳极反应式为____________。
Ⅱ.现用蓄电池为电源，反应原理为制取少量高铁充电酸钾。反应装置如图乙所示：
（4）电解时，与石墨电极连接的a极上放电的物质为_______（填“Fe”或“”）。
（5）写出电解池中铁电极反应式：______________。
（6）当消耗掉时，生成高铁酸钾_______g。
13.电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容，引起了人们的研究兴趣。
（1）现有如图所示三种乙醇燃料电池（DEFC）。
①碱性乙醇燃料电池中，电极a上的电极反应式为_________。
②酸性乙醇燃料电池中，电极b上的电极反应式为_________。
③熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾作电解质，电极b上的电极反应式为_________。
（2）和0.2 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0.15 mol Cu时，另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积为_______L。
（3）新型绿色硝化剂，可以为原料用电解法制备，实验装置如图丁所示，则电极B接直流电源的______极，电解装置中生成的电极反应式为___________。
14.“电化学”与人类生产、生活密不可分，图Ⅰ甲池可实现在铁表面镀锌，图Ⅱ可通过电解废旧锂电池中的获得锂盐和。
（1）图Ⅰ中A电极的电极材料为_________；乙池（C电极为惰性电极）电解开始时发生反应的化学方程式为__________。
（2）图Ⅰ工作一段时间后，若甲池阴极增重26 g，则乙池中产生气体的体积为_________L（标准状况），要使乙池中的溶液恢复原样应向溶液中加入_______（填化学式）。
（3）图Ⅱ中滤布的作用为_______________。电极X的名称为________，其电极反应式为____________。
（4）图Ⅱ电解过程中将_______（填“增大”“减小”或“不变”，忽略电解过程中溶液体积的变化）。
15.二十大报告明确了中国生态文明建设的总基调是推动绿色发展。NO-空气质子交换膜燃料电池实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。某兴趣小组用如图装置模拟工业处理废气和废水的过程。已知电极材料均为惰性电极。回答下列问题：
（1）甲池在放电过程中的负极反应式为___________。
（2）乙池中通入废气的电极为极，总反应的离子方程式为__________。
（3）b为__________（填“阳”或“阴”）离子交换膜。当浓缩室得到4 L浓度为盐酸时，M室中溶液的质量变化为__________（溶液体积变化忽略不计）。
（4）若在标准状况下，甲池有参加反应，则乙池中处理废气（和NO）的总体积为_________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：该装置为原电池，可将化学能转化为电能，A正确；a极发生氧化反应，为负极，电极反应为，b极发生还原反应，为正极，原电池中阳离子从负极移向正极，因此B正确；a极被消耗，附近溶液pH会减小，C正确；在a极放电消耗，从a极经阳离子交换膜移向b极，与b极生成的结合形成KCl，因此总反应不是，D错误。
2.答案：B
解析：电解精炼时，粗镓作阳极，活泼的锌和镓优先失去电子被氧化溶解，杂质中的铁和铜沉积下来形成阳极泥，A正确；镓的化学性质与铝相似，则阳极镓失去电子在强碱性溶液中被氧化为，阴极生成镓的反应为，B错误；若电压过高，溶液中的水可能在阴极得到电子生成氢气和，从而导致电解效率下降，C正确；电流方向与电子流向相反，所以电流由外电源正极经电解池阳极、电解质溶液、电解池阴极到外电源负极，D正确。
3.答案：B
解析：由阳极保护法的原理知，受保护的金属在阳极被钝化发生氧化反应，故金属连电源的正极，A正确；外接电势介于之间时，随着外接电势增大，电流密度增大，对金属的腐蚀速率增大，故B错误；F点时，电流密度最小，金属受到保护，C正确；由题图曲线变化知，应用该保护法，必须控制电压并注意电流密度，D正确。
4.答案：B
解析：根据电极材料可推测B极为正极，A极为负极，则充电时，A极上得电子转化为Zn，连接电源的负极，A正确；充电时，阴离子向阳极B极区迁移，B错误；放电时，正极上及溶液中的得电子产生，电极反应式为，C正确；根据电极反应可知，电解液中的也会参与电化学反应，为电池提供额外容量，D正确。
5.答案：C
解析：根据题图可知a电极上发生反应：，为氧化反应，故a电极为原电池的负极，A项错误；外电路电流由正极流向负极，即b→a，B项错误；根据题图可知b电极的电极反应式为，C项正确；由a电极的电极反应式可知，a电极上每生成1 mol ，通过质子交换膜的为4 mol，D项错误。
6.答案：A
解析：若X为食盐水，K未闭合，Fe棒上B点位于水与空气交界处，最易发生腐蚀，铁锈最多，A错误；若X为食盐水，K与M连接，则形成原电池，碳棒为正极，食盐水呈中性，铁发生吸氧腐蚀，C（碳）电极反应式为，则C（碳）处pH最大，B正确；若X为稀盐酸，K分别与N、M连接均形成原电池，接N时铁作正极被保护，接M时铁作负极加速腐蚀，故接N时Fe腐蚀更慢，C正确；若X为稀盐酸，K与M连接，发生析氢腐蚀，C（碳）上氢离子得电子产生氢气，电极反应式为，D正确。
7.答案：C
解析：题给原电池甲和乙中，Zn为负极，Cu为正极，工作原理都是，故A正确；题给两个装置中，负极锌失去电子，电子经外电路流向正极铜，故B正确；题给两个装置中正极反应式均为，发生还原反应，故C错误；在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极，原电池乙中，右侧烧杯中的铜为正极，左侧烧杯中的锌为负极，所以盐桥中的向右侧烧杯移动，向左侧烧杯移动，故D正确。
8.答案：D
解析：根据所给反应方程式知，Fe元素的化合价升高，发生氧化反应，因此石墨b为负极，A正确；石墨a为正极，发生还原反应，电极反应式为，B正确；盐桥的作用是形成闭合回路，同时保持溶液中电荷平衡，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故C正确；此时生成的物质的量为mol=0.2mol，结合负极反应式，知转移电子的物质的量为0.2mol，D错误。
9.答案：A
解析：由上述分析知，氯离子反应完时，铜离子还有剩余，pH变化才符合题图，所以整个过程中电极反应不可能同时出现，A正确；电解至C点时，要想使电解液恢复至原来的浓度，需在电解液中加入固体和CuO固体，B错误；铜离子水解使溶液显酸性，AB段随着电解的进行，铜离子的浓度降低，溶液酸性减弱，pH增大，C错误；BC段阳极水失电子，阴极仍然为铜离子得电子，所以原混合溶液中NaCl和的浓度之比不是2:1，D错误。
10.答案：B
解析：由深井中二氧化碳腐蚀的主要过程的电极反应式知，钢铁在水溶液中的腐蚀总反应可表示为，A正确；深井中二氧化碳对碳钢的腐蚀主要为电化学腐蚀，B错误；油气层中盐含量越高，溶液中离子浓度越大，导电能力越强，腐蚀速率越快，C正确；碳酸是弱酸，盐酸是强酸，等pH的的溶液与HCl溶液相比，的浓度要大很多，故溶液的腐蚀性比相同pH的HCl溶液腐蚀性更强，D正确。
11.答案：B
解析：由题图可知，a电极上被氧化为，发生氧化反应，电解质溶液显酸性，则a电极反应式为，A正确；标准状况下4.48 L氮气的物质的量为0.2 mol，b电极反应式为，所以生成时转移2 mol电子，有个向正极区移动，即向右室移动，B错误；电池工作时，电流由正极（b极）经负载流向负极（a极），再经两电解质溶液回到b极，C正确；铅酸蓄电池放电时作正极被还原，则充电时为阳极，需与外接电源的正极相连，故b极接极，D正确。
12.答案：（1）[或]
（2）从右向左
（3）
（4）Fe
（5）
（6）6.6
解析：（1）据题给信息“放电后，两极都产生红褐色悬浮物”，说明两个电极均反应生成，铁是活泼金属，则Fe作负极，石墨作正极，结合得失电子守恒得电池放电时的总反应为。
（2）放电时，盐桥中阴离子向负极移动，故阴离子运动方向是从右向左。
（3）题给电池工作时Fe作负极，充电时原电池正极与电源正极相连，作阳极，阳极反应与原电池正极反应相反，故充电时阳极反应式为。
（4）电解过程中，Fe发生氧化反应，则Fe连接电源正极，石墨连接电源负极，结合蓄电池总反应可知，负极上Fe放电，发生氧化反应，故a极上放电的物质为Fe。
（5）铁作阳极，发生氧化反应生成，电极反应式为。
（6）题给蓄电池放电时，正极反应式为，可知消耗掉时，电路中通过0.2 mol电子，生成的物质的量为，则生成的的质量。
13.答案：（1）①
②
③
（2）2.8
（3）负；
解析：（1）①碱性乙醇燃料电池中，电极a为负极，乙醇失电子，生成的二氧化碳与电解质反应生成碳酸根离子，电极反应式为。②酸性乙醇燃料电池中，电极b为正极，得电子后生成水，电极反应式为。③熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾作电解质，电极b为正极，得电子后与反应生成，电极反应式为。
（2）和0.2 mol NaCl溶于水，用惰性电极进行电解，当一个电极得到0.15 mol Cu时，发生反应，转移电子的物质的量为0.3 mol；另一个电极上发生反应，则0.2 mol氯离子生成0.1 mol氯气，转移0.2 mol电子，还会发生反应，转移电子的同时生成0.025 mol氧气；故生成的气体在标准状况下的体积为。
（3）由图丁可知，电极B实现了向的转化，N元素价态降低，此电极为阴极，则与之相连的是电源的负极；电解池中生成的电极为阳极，电极反应式为。
14.答案：（1）铁；
（2）8.96；
（3）阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯阴极；
（4）增大
解析：（1）乙池开始时为电解硫酸铜溶液，阳极为惰性电极，电解生成铜、氧气和硫酸，故反应的化学方程式为。
（2）甲池阴极发生反应，26 g Zn的物质的量为0.4 mol，故电路中通过电子0.8 mol，乙池开始时发生反应，参与反应转移0.4 mol电子，生成0.1 mol氧气，之后电解水，转移0.4 mol电子，生成0.2 mol氢气、0.1 mol氧气，共生成气体0.4 mol，其在标准状况下体积为；第一阶段电解生成0.2 mol Cu和，相当于0.2 mol CuO，第二阶段电解生成和，相当于，根据原子守恒，两阶段溶液中减少的物质相当于，所以要使乙池中的溶液恢复原样应向溶液中加入。
（3）图Ⅱ中滤布的作用为阻挡固体颗粒，防止与混合导致产物不纯。电极Y发生失电子的氧化反应，为阳极，电极X为阴极，发生的电极反应为。
（4）电极Y发生反应，结合电极X上的电极反应可知，转移相同电子数时生成的比消耗的多，故电解过程中将增大。
15.答案：（1）
（2）阳；
（3）阴；减小18 g
（4）15.68 L
解析：（1）甲池在放电过程中，负极上一氧化氮失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子，电极反应式为。
（2）乙池中通入废气的电极连接甲池的正极，为阳极；阳极上二氧化硫发生氧化反应生成硫酸根离子，阴极上一氧化氮发生还原反应生成铵根离子，电池总反应为二氧化硫、一氧化氮在通电条件下反应生成硫酸铵，离子方程式为。
（3）丙中左侧阳极上水放电生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过a膜进入浓缩室；N室中氯离子向阳极移动，通过b膜进入浓缩室，最终得到较浓的盐酸，故b为阴离子交换膜。丙中阳极反应式为，当浓缩室得到4 L浓度为盐酸时，从M室迁到浓缩室的氢离子物质的量为，同时生成的逸出，即M室相当于消耗1 mol水，M室中溶液的质量减少。
（4）若在标准状况下，甲池有5.6 L即参加反应，根据得失电子守恒可知，，则乙池中处理废气（和NO）共0.7 mol，总体积为。
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