1.3 电能转化为化学能——电解 同步练习题（含解析）2023-2024学年高二上学期鲁科版（2019）选择性必修1

1.3 电能转化为化学能——电解 同步练习题
一、单选题
1．锰及其化合物在工业上应用十分广泛。利用如图装置，可从MnSO4溶液中电沉积金属锰，并联产MnO2，同时回收硫酸。下列叙述错误的是（　　）
A．a连接电源负极
B．膜n为阴离子交换膜
C．阳极上的反应式为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
D．阴极析出11gMn，理论上外电路中迁移了0.4mol电子
2．用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池原理如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．放电时，OH－移向镍电极
B．放电时，负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－=2H2O
C．充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连
D．充电时，阴极的电极反应为Ni（OH）2＋OH－－e－=NiO（OH）＋H2O
3．用如图所示装置用石墨电极电解氯化铜溶液，Y电极上产生能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的黄绿色气体。下列判断正确的是（　　）
A．a为电源正极
B．X电极质量增加
C．Y电极若换成Cu，电极反应质量不变
D．X电极表面发生氧化反应
4．双极性膜1、2在直流电场作用下能够将水分离成H+与OH-，可以作为H+与OH-的供应源，用如图所示的三室式电渗析转化器可以将有机酸钠盐(NaR)转化制得纯度较高的有机弱酸(HR)。下列相关说法正确的是（　　）
A．ab膜、cd膜分别是阳离子交换膜、阴离子交换膜
B．室1溶液中发生的离子反应为H++R =HR
C．M电极的电极反应式为2H++2e-=H2↑
D．盐室进口处和出口处c(Na+)相等
5．用惰性电极电解下列溶液稍一会后，再加入一定量的另一种物质（方括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（　　）
A．AgNO3[Ag2O] B．H2SO4 [H2SO4]
C．NaCl[NaCl] D．HCl　[H2O]
6．观察如图装置，下列说法正确的是（　　）
A．a、b接电流表，该装置为原电池
B．a、b接直流电源，该装置为电解池
C．a、b接直流电源，铁可能不易被腐蚀
D．a、b接电流表或接直流电源，铁都可能是负极
7．一种光照充电Li－O2电池(如图所示)。光照时，阴极反应：Li++e-=Li；阳极反应：Li2O2-2e-=2Li++O2对电池进行充电。下列叙述错误的是
A．充电时，电池的总反应Li2O2=2Li+O2
B．充电时，是将光能直接转化为电能
C．放电时，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移
D．放电时，正极发生反应O2+2Li++2e-=Li2O2
8．有关下图装置的说法中正确的是（　　）
A．若两电极直接连接，a是食盐水，则发生析氢腐蚀
B．若两电极直接连接，a是食盐水，则负极反应是：Fe-2e-=Fe2＋
C．若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水，左侧电极上析出的气泡比右侧电极上的多
D．若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是氯化铜，铁上有气泡
9．关于下列电化学装置说正确的是（　　）
A．装置①中，构成电解池时Fe极质量既可增加也可减少
B．装置②表示锌粒与盐酸反应的速率随时间变化的曲线，则t1时刻溶液的温度最高
C．装置③盐桥中的阴离子流向乙池
D．装置④中电流由Zn经导线流向Fe
10．《X-MOL》报道了一种两相无膜锌/吩噻嗪电池，其放电时的工作原理如图所示(在水系/非水系电解液界面上来回穿梭，维持电荷守恒)。
已知：的密度为，难溶于水。下列说法错误的是（　　）
A．电池使用时不能倒置
B．充电时，石墨毡上的电极反应式为
C．放电时，由层移向水层
D．放电时，Zn板每减轻6.5g，水层增重29g
11．利用如图所示的工作原理可制备重要的化工原料乙烯。下列说法正确的是（　　）
A．a极是电源的负极
B．阴极反应式为
C．装置工作一段时间后，阳极区周围溶液的 增大
D．当电路中有 电子转移时，通入的 一定为
12．2019年的诺贝尔化学奖授予锂离子电池研究的三位科学家。下图是一种锂离子电池的工作原理示意图，其负极材料为嵌锂石墨，正极材料为LiCoO2，其总反应可表示为：LixCy+Li1 xCoO2=LiCoO2+Cy。下列说法错误的是（　　）
A．放电时锂离子由a极脱嵌，移向b极
B．充电时b极的反应式为：LiCoO2 xe－=Li1 xCoO2+xLi+
C．充电时，a极接正极，发生还原反应
D．使用LiPF6的碳酸酯溶液作电解液是为了避免使用水溶剂会与金属锂反应
13．有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如下图所示（电极未标出），下列说法错误的是：（　　）
A．电解池的阴极反应式2H20+2e-=H2↑+20H-
B．相同条件下，当电解池生成2LCl2，理论上燃料电池应消耗1LO2
C．电解池中阳离子移动流向阴极池
D．溶液a、b、c的pH大小顺序为：a>b>c
14．利用电沉积法制备纳米级金属镍，具有制备晶体性能独特操作方法简便等优点，电解装置如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．电解时，C室发生的电极反应为
B．电解一段时间后，B室中氯化钠溶液的质量分数增大
C．为了提高电沉积效率，一段时间后，可向C室中补充溶液
D．电解时，B室中的经过阳离子交换膜进入A室
15．如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是（　　）
选项 X Y
A MgSO4 CuSO4
B AgNO3 Pb(NO3)2
C FeSO4 Al2 (SO4)3
D CuSO4 AgNO3
A．A B．B C．C D．D
16．一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨，该电池放电时的反应原理为：。下列说法正确的是（　　）
A．放电时，正极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2
B．电池工作时，只有锂元素化合价发生变化
C．该锂电池的电解质溶液为六氟磷酸锂的水溶液
D．充电时，Li+从LiCoO2晶体中脱嵌，经外电路由正极回到负极
二、综合题
17．次磷酸具有较强的还原性，可用于制药工业。
（1）是一元酸，时，。写出其电离方程式：　 　。
（2）用电渗析法制备的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。
①写出阴极的电极反应：　 　。
②Na+的移动方向是：Na+移向　 　(填“阴极室”或“原料室”)。
③阳极室得到，的浓度逐渐增大。
a．结合电极反应说明其原因是　 　。
b．该方法得到的产品溶液中会混有。
Ⅰ．产生的原因是　 　。
Ⅱ．用下列装置可解决该问题。补全电化学装置示意图。
a. 　 　；b. 　 　；c. 　 　。
18．高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途，在生产和生活中有广泛的应用。
（1）已知：i．高铁酸钠(Na2FeO4)极易溶解于水，20℃溶解度为111克；高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水。
ii．高铁酸钾(K2FeO4)在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。
iii．高铁酸根在水溶液中存在平衡： ↑
工业上用氯气和烧碱溶液可以制取次氯酸钠，反应的离子方程式为　 　。
（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，既可以对水杀菌消毒，又可以净化水，其原理为　 　。
（3）工业上有多种方法制备高铁酸钾。
方法1：次氯酸盐氧化法。工艺流程如图所示。
①“氧化”过程中的氧化剂为(填化学式)　 　。
②写出“转化”过程中的化学方程式为　 　。
③上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶法提纯，操作是将粗产品先用稀KOH溶液溶解，然后再加入饱和KOH溶液，冷却结晶过滤。上述操作中溶解粗产品用稀KOH溶液，不用蒸馏水，根据平衡移动原理解释　 　。
（4）方法2：电解法
我国化学工作者还提出用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的方案，装置如下图所示。
①Ni电极作　 　(填“阴”或“阳”)极；
②Fe电极的电极反应式：　 　。
19．CO2与人类息息相关。近年来，CO2的资源化利用是化学研究热点之一。
（1）已知：①2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g)
H1=-127.4kJ/mol
②NaOH(s)+CO2(g)=NaHCO3(s)
H2=-131.5kJ/mol
则：反应2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)
H=　 　kJ/mol。
（2）25℃时，H2CO3的K1=4×10-7；K2=5×10-11。0.1mol/L的NaHCO3溶液中相关微粒的物质的量浓度关系为：c(H2CO3)　 　c( )(填“＞”、“＜”或“=”)。
（3）人体血液中存在平衡CO2+H2O H2CO3 H++ ，当人呼吸过快或过深，体内失去二氧化碳太多，引发呼吸性碱中毒，导致手脚发麻、头晕。适用平衡移动原理解释上述现象：　 　。
（4）科学家利用电化学装置实现CH4和CO2的耦合转化，原理如图：
①电极A的电极反应式为　 　。
②固体电解质中O2-传导方向是向　 　极(填“A”或“B”)移动。
③若生成的乙烯和乙烷的物质的量之比为3：1，则消耗的CH4和CO2的物质的量之比为 　 　。
④电催化CO2被还原为CO的具体应用价值是　 　。
20．氮及其化合物在生产生活中有广泛应用．
（1）已知：CO可将部分氮的氧化物还原为N2．
反应Ⅰ：2CO（g）+2NO（g） N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746kJ mol﹣1
反应Ⅱ：4CO（g）+2NO2（g） N2（g）+4CO2（g）△H=﹣1200kJ mol﹣1
写出CO将NO2还原为NO的热化学方程式　 　．
（2）在密闭容器中充入5mol CO和4mol NO，发生上述反应I，图1为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系．
回答下列问题：
①温度：T1　 　T2（填“＜”或“＞”）．
②某温度下，在体积为2L的密闭容器中，反应进行10分钟放出热量373kJ，用CO的浓度变化表示的平均反应速率v（CO）=　 　．
③某温度下，反应达到平衡状态D点时，容器体积为2L，此时的平衡常数K=　 　（结果精确到0.01）；若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的　 　点
（3）某温度时，亚硝酸银AgNO2的 Ksp=9.0×10﹣4、Ag2SO4的Ksp=4.0×10﹣5，当向含NO2﹣、SO42﹣混合溶液中加入AgNO3溶液至SO42﹣恰好完全沉淀（即SO42﹣浓度等于1.0×10﹣5 mol L﹣1）时，c（NO2﹣）=　 　．
（4）如图2，在酸性条件下，电解水中CN﹣可转化为CO2和N2，请写出阳极的电极反应式　 　．
21．膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置图如下。
（1）A装置是　 　，B装置是　 　(填“原电池”或“电解池”)。
（2）N2O5在电解池的　 　(填“c极”或“d极”)区生成，其电极反应式为　 　。
（3）A装置中通入O2的一极是　 　极，其电极反应式为　 　；通入SO2的一极是　 　极，其电极反应式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．根据上述分析可知，a极区是电解池的阴极，连接电源的负极，A不符合题意；
B．根据上述分析，b极区的氢离子需移向中间室的硫酸溶液中，所以膜n为阳离子交换膜，B符合题意；
C．阳极Mn2+失去电子转化为MnO2，其电极反应式为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，C不符合题意；
D．阴极电极反应式为：Mn2++2e- =Mn，所以析出11gMn（0.2mol），理论上外电路中迁移了0.4mol电子，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据图示，锰离子到锰单质，以及锰离子到二氧化锰的过程即可判断左侧发生的还原反应是阴极去，连接的是电池的负极，右侧是阳极区，连接的是电池的正极。结合产物分析即可判断出氢离子从右侧移动到中间，结合选项即可判断
2．【答案】B
【解析】【解答】A. 放电时，该电池为原电池，电解质溶液中阴离子向负极移动，所以OH 移向碳电极，故A不符合题意；
B. 放电时，负极上氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2－2e－＋2OH－=2H2O，故B符合题意；
C. 该电池充电时，碳电极附近物质要恢复原状，则应该得电子发生还原反应，所以碳电极作阴极，应该与电源的负极相连，故C不符合题意；
D. 充电时，阳极上发生失电子的氧化反应，即Ni（OH）2+OH e =NiO（OH）+H2O，故D不符合题意；
故答案为：B.
【分析】放电时碳电极发生氧化反应作负极，镍电极作正极，充电时碳电极与电源负极相连，做阴极，镍作阳极，再跟据电解质溶液是KOH写电极反应式。
3．【答案】B
【解析】【解答】A．根据分析可知a为电源负极，故A不符合题意；
B．X为阴极，铜离子在阴极被还原生成铜单质，所以X电极质量增加，故B符合题意；
C．Y为阳极，若换成Cu，则Cu被氧化生成铜离子，电极质量减小，故C不符合题意；
D．X为阴极，电极表面得电子发生还原反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】Y电极上产生能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的黄绿色气体，即产生氯气，则Y为阳极，与Y相连的b为电源正极，X为阴极，与X相连的a为电源负极。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．根据分析可知，ab膜为阴离子交换膜，cd膜为阳离子交换膜，A不符合题意；
B．盐室中的R-进入室1与H+结合形成HR，即H++R =HR，B符合题意；
C．由分析，M为阳极，OH-在M极失去电子，电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，C不符合题意；
D．盐室中的Na+进入室2与OH-结合生成NaOH，因此进、出口处的c(Na+)不相等，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由图可知M极为阳极，N极为阴极。M极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+（或4OH--4e-=2H2O+O2↑），N极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-（或2H++2e-=H2↑）。M极产生H+，要制得有机酸HR，则盐室的R-将移向室1，即ab膜是阴离子交换膜，防止室2产生的OH-进入室1，则cd膜是阳离子交换膜，所以盐室的Na+将移向室2。据此分析。
5．【答案】A
【解析】【解答】A．电解AgNO3溶液，银离子和氢氧根离子放电，分别生成银和氧气，应加入氧化银恢复原样，故A符合题意；
B.电解H2SO4 溶液，相当于电解水，应加入水，故B不符合题意；
C.电解氯化钠时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液复原，故C不符合题意；
D.电解盐酸时，阳极产生氯气，阴极产生氢气，所以应加氯化氢让电解质溶液复原，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】本题考查的是电解池的放电顺序和电解池的复原，阳离子放电顺序为：Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+（酸） > Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ >Zn2+ > H+（水） > Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > Ba2+ > K+，阴离子放电顺序为：S2– >I–> Br– > Cl– > OH– (水)> (NO3－、SO42– 等)含氧酸根 > F－，根据放电的离子，如果产生气体或者沉淀而少掉的元素，复原时则加入相同的元素化合物，如AgNO3溶液中Ag+和OH-放电，分别生成Ag、H2O和O2，则往其中加入Ag2O。
6．【答案】C
【解析】【解答】A、如果液体c为乙醇等非电解质，则不符合构成原电池的条件，故A不符合题意；
B、如果液体c为乙醇等非电解质，该电路为断路，不能构成电解池，故B不符合题意；
C、连接直流电源，如果让铁作阴极，按照电解原理，铁不被腐蚀，故C符合题意；
D、如果接电流表，构成原电池，铁作负极，如果接直流电源，构成电解池，两极的名称为阴阳极，故D不符合题意。
【分析】A原电池构成条件：两根不同材料的导体作为电极，有电解质溶液，形成自发的氧化还原反应，有导线连接形成闭合回路；
B、电解池和原电池一样，都需要电解质溶液；
C、直流电源中，若铁为阴极，连接负极，则铁受到保护，为外加电源的阴极保护法；
D、如果作为原电池时铁做负极，如果作为电解池，则要根据铁所连接的电源电极判断，可能是阳极也可能是阴极。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．充电时，阳极放出氧气、阴极生成金属锂，充电时总反应为Li2O2=2Li+O2，故A不符合题意；
B．光照时，阴极反应：Li++e-=Li；阳极反应：Li2O2-2e-=2Li++O2，将光能转化为化学能，故B符合题意；
C．放电时，阳离子向正极移动，Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移，故C不符合题意；
D．放电时，正极氧气得电子，正极发生反应O2+2Li++2e-=Li2O2，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】光照充电时，阴极反应：Li++e-=Li，阳极反应：Li2O2-2e-=2Li++O2，总反应即阴阳极反应式相加，可得：Li2O2=2Li+O2。放电时，正极反应：O2+2Li++2e-=Li2O2，负极反应：Li-e-=Li+。
8．【答案】B
【解析】【解答】A、中性或弱碱性条件下，发生吸氧腐蚀，因此若两电极直接连接，a是食盐水，则发生吸氧腐蚀，A不符合题意；
B、活泼金属铁做负极，铁失去电子，则负极反应是：Fe-2e-＝Fe2＋，B符合题意；
C、若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是食盐水，因此石墨阳极，氯离子放电生成氯气，铁电极是阴极，氢离子放电生成氢气，气体的体积为1:1，C不符合题意；
D、若铁接电源负极，石墨接电源正极，a是氯化铜，相当于惰性电极电解氯化铜，铁为阴极，生成铜，石墨电极产生氯气，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】 两电极直接连接，构成原电池，铁做负极，失去电子，石墨做正极，溶液中离子得到电子。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．装置①中，构成电解池时，若Fe极连接电源的负极作阴极，则Fe电极上发生反应：Cu2++2e-=Cu，Fe电极质量增加；若Fe电极连接电源的正极作阳极，则Fe电极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Fe电极质量就会减少，故Fe电极的质量既可增加也可减少，A符合题意；
B．装置②表示锌粒与盐酸反应的速率随时间变化的曲线，随着反应的进行，c(H+)减小，导致反应速率减慢；反应放热是溶液温度升高，反应速率加快，在t1时刻前温度升高对速率的影响大于浓度减小使反应速率减小的影响，故此时反应速率最快，此时溶液的温度最高，后反应物浓度降低，反应速率逐渐减慢，B不符合题意；
C．在装置③中，由于金属活动性：Cu＞Ag，所以Cu为原电池的负极，Ag为正极，盐桥中的阴离子流向正电荷较多的负极区，即盐桥中的阴离子流向甲池，C不符合题意；
D．由于金属活动性：Zn＞Fe，所以Zn为原电池的负极，Fe为原电池的正极，则电子由负极Zn经导线流向正极Fe，电流则由正极Fe经导线流向负极Zn，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、铁为阳极质量减少，为阴极质量增加；
B、t1前为温度起主导作用；
C、阴离子移向正极；
D、电流由正极流向负极。
10．【答案】D
【解析】【解答】A．水和二氯甲烷的不互溶性和密度差能够将正极与负极分隔开，故不能倒置，故A不符合题意；
B．由分析可知，石墨毡作阳极，电极反应式为，故B不符合题意；
C．放电时，阴离子移向负极，故移向水层，故C不符合题意；
D．放电时，Zn板每减轻6.5g，同时水层增重6.5g，转移电子的物质的量为0.2mol，有0.2mol移动到水层，故水层增重为0.2mol×145g/mol+6.5g=35.5g，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】Zn极上Zn→Zn2+，发生氧化反应，Zn极为负极，负极反应式为Zn-2e-=Zn2+，石墨毡上PTZ+→PTZ，发生还原反应，石墨毡为正极，正极反应式为PTZ++e-=PTZ，充电时，石墨毡为阳极，发生氧化反应，电极反应式为PTZ-e-=PTZ+。
11．【答案】B
【解析】【解答】A．由阴、阳两极存在质子交换膜及氢气在 电极上放电可知， 电极是阳极， 电极是阴极，a是正极，A项不符合题意；
B．因放电后 转化为乙烯，所以阴极反应式为 ，B项符合题意；
C．阳极有 生成，溶液的 不可能增大，C项不符合题意；
D．当电路中有 电子转移时，放电的氢气一定是 ，但通入的氢气不可能全部参与电极反应，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】H2在反应中失去电子，则通入H2的一极为阳极，阳极反应为H2-2e-=2H+，通入 的一级为阴极，阴极上 得电子生成C2H4，阴极的反应为 ，据此分析。
12．【答案】C
【解析】【解答】A．负极材料为嵌锂石墨，说明a极为负极，根据原电池“同性相吸”，则放电时锂离子由a极脱嵌，移向b极，故A不符合题意；
B．放电时，b极为正极，充电时b极为阳极，阳极失去电子，其反应式为：LiCoO2 xe－=Li1 xCoO2+xLi+，故B不符合题意；
C．放电时，a极为负极，充电时，a极接负极，发生还原反应，故C符合题意；
D．金属锂和水易反应，因此使用LiPF6的碳酸酯溶液作电解液是为了避免使用水溶剂会与金属锂反应，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据总反应可知，放电时，a极为负极，b极为正极，充电时b极为阳极，电极反应式为LiCoO2 xe－=Li1 xCoO2+xLi+，a极为阴极。
13．【答案】D
【解析】【解答】从图中可以看出来，左边为电解饱和食盐水的电解质，右边为氢氧燃料电池。
A．电解池的阴极得电子，产生氢气，方程式为2H2O+2e－=H2+2OH－，A项不符合题意；
B．整个电路中经过的电量是一样的，生成22.4LCl2转移2mol电子，消耗0.5molO2，物质的量之比等于气体体积之比，因此电解池生成了2LCl2，理论上燃料电池应消耗1LO2。B项不符合题意；
C．电解池中阳离子向阴极移动，C项不符合题意；
D．a%，b%，c%的氢氧化钠溶液，电解池中阴极产生NaOH，a>b，在原电池中，通入空气的一极，氧气得电子生成OH-，因此c> a；所以pH大小顺序为c> a>b；D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】电解池和原电池中阴阳离子的移动方向是相反的。
离子 原电池 电解池
阴离子 向负极移动 向阳极移动
阳离子 向正极移动 向负极移动
14．【答案】D
【解析】【解答】A．电解时，C室为阴极，发生的电极反应为
，A不符合题意；
B．电解池中阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，电解一段时间后，A室的Na+通过阳离子交换膜进入B室，C室的Cl-通过阴离子交换膜进入B室，B室中氯化钠溶液的质量分数增大，B不符合题意；
C．向C室中补充
溶液，可持续保证反应物的浓度，可提高电沉积效率，C不符合题意；
D．电解池中阳离子移向阴极，则电解时，A室中的
经过阳离子交换膜进入B室，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.C室镀镍碳棒与电源负极相连，形成阴极，镍离子发生还原反应生成Ni；
B.阳极OH-被氧化为O2，钠离子从A室进入B室，氯离子从C室进入B室；
C.为了提高电沉积效率，就要保证氯化镍的浓度，要不断向C室加入氯化镍溶液；
D.电解池中阳离子移向阴极。
15．【答案】B
【解析】【解答】A.若X为MgSO4，b电极生成氢气，故A不符合题意；
B.若X为AgNO3，b电极生成Ag；若Y为Cu（NO3）2，d电极生成Cu，故B符合题意；
C.若Y为Al2（SO4）3，d电极生成氢气，故C不符合题意；
D.若X为CuSO4，b电极生成Cu；若Y为AgNO3，d电极生成Ag，根据转移电子量相同，生成生成铜的质量小于银，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】本题考查的是电解池的原理，连接正极的一端为阳极，为阴离子放电，连接负极的一端为阴极，为阳离子放电，根据题意b、d没有气体逸出且质量增大，可以知道应该有固体产生，且转移电子数相同的情况下，b增重更多。
16．【答案】A
【解析】【解答】A．该锂离子电子在放电时，正极Li1-xCoO2得到电子变为LiCoO2，故正极的电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，A符合题意；
B．该电池工作时，锂元素和Co的化合价发生了变化，B不符合题意；
C．Li会与水反应反应，因此该锂电池的电解质溶液不能为六氟磷酸锂的水溶液，C不符合题意；
D．充电时，Li+从LiCoO2晶体中脱嵌，应该在电解质溶液中由正极向负极定向移动，而不能经外电路由正极回到负极，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】放电，说明是原电池，根据电池总反应
，电池的正极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，电池的负极反应式为LixCy-xe=xLi++Cy，结合选项即可判断
17．【答案】（1）
（2）或；阴极室；阳极反应为，H2PO通过阴离子交换膜进入阳极室/产品室，与氢离子反应得到H3PO2；氧气可以将H3PO2氧化为H3PO4；稀H2SO4；阳离子交换膜(阳膜)；稀H3PO2
【解析】【解答】电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上发生还原反应，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极；据此回答。
(1)已知是一元酸，时，，则在水溶液里部分电离生成氢离子和酸根离子，电离方程式为。
(2)①阴极室中是水放电生成氢气与氢氧根，阴极的电极反应：或。
②Na+通过阳离子交换膜移向阴极室。
③a．阳极反应为，H2PO通过阴离子交换膜进入阳极室/产品室，与氢离子反应得到H3PO2，故H3PO2生成且浓度不断增大
Ⅰ．已知次磷酸具有较强的还原性，阳极室有氧气产生，则该方法得到的产品溶液中会混有的原因是：氧气可以将H3PO3氧化为H3PO4。
Ⅱ．把阳极室/产品室分开可防止H3PO3氧化为H3PO4而得到纯净的H3PO3，由图知，阴极室和原料室不发生变化，阴极室中反应是，原料室内Na+通过阳离子交换膜移向阴极室。阳极室反应为，故阴离子为含氧酸根离子、但不能含有H2PO，故可选择硫酸，则a为稀H2SO4，氢离子透过阳离子交换膜移向产品室，则b为阳离子交换膜，在产品室内氢离子与H2PO (由原料室通过阴离子交换膜迁移而来)结合生成产物H3PO2，则c为稀H3PO2，综上，a为H2SO4， b为阳离子交换膜， c为稀H3PO2。
【分析】(1)依据电离平衡常数，弱酸在水溶液里部分电离；
(2)①阴极上得电子，发生还原反应；
②阳离子通过阳离子交换膜移向阴极室。
③a．阳极失电子，发生氧化反应，阴离子通过阴离子交换膜进入阳极室；
Ⅰ．利用次磷酸具有较强的还原性，阳极室有氧气产生分析。
Ⅱ．依据原料的成分及电解原理判断，阳离子交换膜只允许阳离子通过。
18．【答案】（1）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
（2）高铁酸钾氧化性强，对水杀菌消毒，生成Fe3+，水解生成氢氧化铁胶体，可以净化水
（3）NaClO；Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH；因为高铁酸钾在水溶液中存在平衡：4FeO42-+10H2O 4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑，加入稀KOH可以使平衡逆向移动
（4）阴极；Fe-6e-+8OH-= FeO42-+4H2O
【解析】【解答】(1)氯气和烧碱溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为Cl2+2OH- =Cl-+ClO-+H2O；
(2)高铁酸钾具有很强的氧化性，能杀菌消毒，在水中生成的Fe(OH)3胶体，有吸附性；
(3)①根据分析，“氧化”过程中氯化铁溶液在碱性条件下与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应：2FeCl3+10NaClO+3NaOH= 2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，根据反应可知，NaClO中Cl元素化合价降低，被还原，作氧化剂；
②根据分析，“转化”过程中，向滤液中加入饱和KOH溶液，将Na2FeO4转化为K2FeO4，化学方程式为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH；
③操作中溶解粗产品用稀KOH溶液，不用蒸馏水，根据平衡移动原理解释因为高铁酸钾在水溶液中存在平衡：4FeO42-+10H2O 4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑，加入稀KOH可以使平衡逆向移动；
(4)①根据分析，Ni电极作电解池的阴极；
②根据分析，Fe作阳极，在碱性条件下，铁电极转化为Na2FeO4，则Fe电极的电极反应式：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。
【分析】（1）反应物是氯气和氢氧化钠，生成物是次氯酸钠和氯化钠和水；
（2） 高铁酸钾中的铁是+6价，有强氧化性，对水杀菌消毒，生成的铁离子水解成氢氧化铁胶体，有吸附作用，可以净化水；
（3）① 氧化过程氯化铁发生氧化反应，生成高铁酸钠，次氯酸钠被还原为氯化钠，氧化剂是次氯酸钠；
② 转化过程是高铁酸钠与饱和氢氧化钾溶液反应生成了高铁酸钾，属于复分解反应；
③ 高铁酸钾在水溶液中存在平衡：4FeO42-+10H2O 4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑，增大氢氧根离子的浓度，可以减小高铁酸钾的溶解；
（4）铁电极要生成高铁酸钠，发生氧化反应，是阳极，所以Ni电极是阴极；铁电极被氧化生成高铁酸根离子，结合电荷守恒、得失电子守恒和化学环境写出电极反应式。
19．【答案】（1）+135.6
（2）>
（3）失去二氧化碳太多，促进平衡向逆反应方向移动，氢离子浓度减小，氢氧根浓度增大，引发碱中毒
（4）CO2+2e-=CO+O2-；B；8：7；减缓温室效应，转化的 CO 可以作为高价值的化工原料或可再生能源
【解析】【解答】（1）通过盖斯定律，将反应①—2×②得 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)的焓变 H=-127.4-2×(-131.5)= +135.6 kJ/mol，
（2）由于H2CO3的 Ka1=4×10-7得出 的水解平衡常数为： Kh>Ka2=5×10-11故水解程度大于电离程度，所以水解产生的 c(H2CO3)＞c( )。
（3）当人呼吸过快或过深，体内失去二氧化碳太多，促进平衡CO2+H2O H2CO3 H++ 向逆反应方向移动，氢离子浓度减小，氢氧根浓度增大，引发碱中毒。
（4）①根据图中信息，二氧化碳在阴极得电子转化为一氧化碳，结合题图和题干中固体电解质可传导O2-，可知电极反应式为 CO2+2e-=CO+O2-。
②原电池的阴离子向阳极移动，而且上一问已得 A 极产生 O2-，故 O2-向电极 B 移动。
③根据图中信息，CH4在阳极失去电子变成乙烷、乙烯和水，由于生成乙烯和乙烷的体积比为 3：1， 产生物质的量比也是 3：1，设生成了 3mol 乙烯和 1mol 乙烷，根据碳元素守恒则有 8 mol 甲烷发生反应，应中失去 1 mol H 原子相当于失去 1mol 电子，共转移 14 mol 电子，根据得失电子守恒，阴极上有 7 mol CO2参与电极反应，则此时消耗的 CH4和 CO2的体积比为 8：7。
④降低空气中 CO2浓度减缓温室效应，转化的 CO 可以作为高价值的化工原料或可再生能源。
【分析】（1）根据盖斯定律即可计算出焓变
（2）根据给出的电离常数即可比较浓度的大小
（3）根据二氧化碳的量的关系即可判断平衡移动方向
（4）①根据A电极的反应物和产物即可写出电极式
②根据阴离子在阳极大量沉积
③根据反应物和生成物即可计算出物质的量之比
④二氧化碳可以引起温室效应，减少二氧化碳可以减缓温室效应
20．【答案】（1）CO（g）+NO2（g） CO2（g）+NO（g）△H=﹣227 kJ mol﹣1
（2）＞；0.05 mol L﹣1 min﹣1；0.22 L mol﹣1；A
（3）4.5×10﹣4 mol L﹣1
（4）2CN﹣+4H2O﹣10e﹣=N2↑+2CO2↑+8H+
【解析】【解答】解：（1）已知：反应Ⅰ：2CO（g）+2NO（g） N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746kJ mol﹣1
反应Ⅱ：4CO（g）+2NO2（g） N2（g）+4CO2（g）△H=﹣1200kJ mol﹣1
根据盖斯定律， （Ⅱ﹣Ⅰ）得到CO（g）+NO2（g） CO2（g）+NO（g），）△H= （﹣1200kJ mol﹣1+746kJ mol﹣1）=﹣227 kJ mol﹣1；
故答案为：CO（g）+NO2（g） CO2（g）+NO（g）△H=﹣227 kJ mol﹣1；（2）①根据反应2CO（g）+2NO（g） N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746kJ mol﹣1，升高温度，平衡逆向移动，所以NO的体积分数会增大，即T1＞T2，故答案为：＞；
②在体积为2L的密闭容器中，反应进行10分钟放出热量373kJ，根据反应：2CO（g）+2NO（g） N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746kJ mol﹣1，消耗CO的物质的量是 =1moL，v（CO）= = =0.05 mol L﹣1 min﹣1；故答案为：0.05 mol L﹣1 min﹣1；
③某温度下，反应达到平衡状态D点时，NO的体积分数是25%，设CO的变化浓度是x，
2CO（g）+ 2NO（g） N2（g）+2 2CO2（g）
初始浓度： 2.5 2 0 0
变化浓度： X x 0.5x x
平衡浓度： 2.5-x 2-x 0.5x X
NO的体积分数是25%，即 ×100%=25%，解得x=1，此时K= =0.22 L mol﹣1；若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，则平衡会逆向移动，NO的体积分数增加，重新达到的平衡状态可能是图中A点，故答案为：0.22 L mol﹣1；A；（3）当向含NO2﹣、SO42﹣混合溶液中加入AgNO3溶液至SO42﹣恰好完全沉淀，根据Ag2SO4的Ksp=4.0×10﹣5，此时银离子浓度= =2.0，c（NO2﹣）= =4.5×10﹣4 mol L﹣1；故答案为：4.5×10﹣4 mol L﹣1；（4）在酸性条件下，电解水中CN﹣可转化为CO2和N2，阳极上发生失电子的氧化反应，其电极反应式为：2CN﹣+4H2O﹣10e﹣=N2↑+2CO2↑+8H+，故答案为：2CN﹣+4H2O﹣10e﹣=N2↑+2CO2↑+8H+．
【分析】（1）已知：反应Ⅰ：2CO（g）+2NO（g） N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746kJ mol﹣1
反应Ⅱ：4CO（g）+2NO2（g） N2（g）+4CO2（g）△H=﹣1200kJ mol﹣1
根据盖斯定律， （Ⅱ﹣Ⅰ）得到CO（g）+NO2（g） CO2（g）+NO（g），据此计算；（2）①根据反应2CO（g）+2NO（g） N2（g）+2CO2（g）△H=﹣746kJ mol﹣1，升高温度，平衡逆向移动，所以NO的体积分数会增大；②用CO的浓度变化表示的平均反应速率v（CO）= 结合热化学方程式的意义回答计算；③根据三行式结合化学平衡移动原理来回答；（3）根据沉淀溶解平衡常数Ksp进行计算；（4）在电解池的阳极上发生失电子的氧化反应，据此书写电极反应．
21．【答案】（1）原电池；电解池
（2）c极；N2O4＋2HNO3－2e－=2N2O5＋2H＋
（3）正；O2＋4H＋＋4e－=2H2O；负；SO2－2e－＋2H2O=SO42-＋4H＋
【解析】【解答】(1)由于B装置中c、d两极均为惰性电极，不符合构成原电池的条件，因此可推知A装置为原电池，用来制备H2SO4，B装置为电解池。(2)N2O4发生氧化反应生成N2O5，所以N2O5在电解池的c极(阳极)生成，电极反应式是N2O4＋2HNO3－2e－=2N2O5＋2H＋；(3)A装置中O2得电子发生还原反应，通入O2的一极是正极，其电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O；SO2发生氧化反应生成硫酸，通入SO2的一极是负极，其电极反应式为SO2－2e－＋2H2O=SO42-＋4H＋。
【分析】在原电池中，负极失去电子，化合价升高，发生氧化反应，正极得到电子，化合价降低，发生还原反应，负极失去的电子等于正极得到的电子。也就是电子在外电路的流向是负极到正极，在电解液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极；
在电解池中，阳极失去电子，发生氧化反应，阴极得到电子，发生还原反应，在电解液中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。