2023-2024学年鲁科版（2019）高中化学选择性必修1 1.3电能转化为化学能——电解分层练习(含答案）

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1.3电能转化为化学能——电解
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下，SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸盐沉淀，下列说法错误的是
A．“电解II”是电解Na2CO3溶液，则b为阴极液，a为阳极液
B．“电解I”是电解熔融Al2O3，电解过程中阳极需要定期补充石墨
C．“反应”的离子方程式为：++H2O=Al(OH)3↓+
D．“电解II”总反应方程式为：2H2O2H2↑+O2↑
2．下图为部分含氯物质的分类与化合价的关系图，有关离子方程式书写正确的是
A．用气体b制取漂白粉：
B．a和c的溶液反应生成气体b：
C．向d溶液中通入少量CO2：
D．用惰性电极电解饱和e溶液制备烧碱：
3．硫化氢有高毒性和强腐蚀性，用电化学处理的原理如图所示。下列说法错误的是
A．X电极连接电源的负极，发生还原反应
B．电解时，由X电极室移向Y电极室
C．Y电极反应式为
D．每转移理论上可处理
4．现有阳离子交换膜阴离子交换膜、石墨电极和如图所示电解槽，用氯碱工业中的离子交换技术原理，可电解Na2SO4溶液生产NaOH和H2SO4溶液。
下列说法正确的是
A．Na2SO4溶液从G口加入
B．从D口出来的是NaOH溶液
C．膜b是阴离子交换膜，允许SO通过
D．阳极电极反应式为2H++2e-=H2↑
5．图 a~c 分别为氯化钠在不同状态下的导电实验(X、Y 均表示石墨电极)微观示意图。下列说法错误的是
A．图示中代表的离子的电子式为
B．图 a 中放入的是氯化钠固体，该条件下氯化钠不导电
C．图 b 和图c 中发生的化学反应完全相同
D．图 b 能证明氯化钠固体含有离子键
6．下列实验设计正确且能达到实验目的的是
A B C D
检验SO2和SO3气体 制备氢氧化铁胶体 铁上镀铜 该过程为放热反应
A．A B．B C．C D．D
7．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是
A．氯碱工业中，X电极上电子流入
B．电解精炼铜时，X是粗铜，发生还原反应
C．在铁片上镀铜时，X是纯铜
D．制取金属铝时， Z是氯化铝溶液
8．某同学组装了如下图所示的电化学装置，电极Ⅰ材质为Al，其他电极材质均为Cu，下列说法正确的是

A．电极Ⅱ逐渐溶解
B．电极Ⅰ发生还原反应
C．电流方向：电极Ⅳ→ →电极Ⅰ
D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2+＋2e-=Cu
9．用滴有氯化钠溶液的湿润的滤纸分别做甲、乙两个实验，下列判断不正确的是
A．a极上发生氧化反应 B．铁片腐蚀速率：甲＞乙
C．d为阴极，发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+ D．b极上发生的反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
10．为减轻环境污染，提高资源的利用率，可将钛厂、氯碱厂和甲醇厂联合进行生产．生产工艺流程如下：

已知：“氯化”过程在高温下进行，且该过程中Ti元素的化合价没有变化。
下列叙述错误的是
A．中Ti为+4价
B．“合成”过程中原子利用率为100%
C．“氯化”时发生反应的化学方程式为
D．上述流程中“Mg，Ar”可用“Mg，”代替
二、填空题
11．铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。放电时，该电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。请根据上述情况判断：
(1)该蓄电池的负极材料是 ，放电时发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
(2)该蓄电池放电时，电解质溶液的酸性 (填“增大”、“减少”或“不变”)。电解质溶液中阴离子移向 (填“正”或“负”)极。
(3)已知硫酸铅为不溶于水的白色沉淀，生成时附着在电极上，试写出该电池充电时，阳极的电极反应 (用离子方程式表示)。
12．某小组为研究电化学原理，设计如图所示装置，回答下列问题：
(1)若a和b不连，c是铜片、是锌片、m是稀硫酸，则锌片上的现象是 。
(2)若a和b用导线相连，c、d均是Pt电极，m是稀硫酸，分别向两极通入甲烷和氧气，通入甲烷一极的电极反应式是 。
(3)若a和b分别连接直流电源的两电极：
①利用该装置实现粗铜的精炼，粗铜应作 (填“阴极”或“阳极”)。
②c、d是石墨电极，m是NaCl溶液，向溶液中滴加几滴酚酞试液。实验开始后c极周围溶液首先出现红色，则b连接直流电源的 (填“正极”或“负极”)，通电时总反应的离子方程式是 ，检验d极气体产物的方法是 。
③c、d分别是石墨电极和铜电极，m是NaOH浓溶液，通过反应：可制得纳米级。阳极的电极反应式是 。
13．为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验，回答下列问题。
Ⅰ.用甲装置进行第一组实验：
(1)甲装置中电解池在 (左侧或右侧)，在保证电极反应不变的情况下，下列材料不能代替左侧Cu电极的是_______(填序号)。
A．石墨 B．镁 C．银 D．铂
(2)实验过程中，SO (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有 。
Ⅱ.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，Y极溶液逐渐变成紫红色，停止实验后观察到铁电极明显变细，电解液仍澄清。查阅资料知，高铁酸根离子()在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，填写下列空白：
(3)电解过程中，X极溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中，Y极发生的电极反应为 和 。
(5)已知K2FeO4和Zn可以构成碱性电池，其中K2FeO4在电池中作正极材料，电池总反应为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2，则该电池正极发生的电极反应为： 。
14．在如图所示的装置中，一段时间后，右侧电极质量会增加。请分析产生这一现象的原因： 。
15．采用如图所示的电化学装置合成乙醛酸。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。双极膜中间层中的在外电场作用下向 (填“铅”或“石墨”)电极方向迁移。阳极的总电极反应式为 。制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了 电子。
16．努力实现碳达峰、碳中和展现了我国积极参与和引领全球气候治理的大国担当。如图所示电解装置可将CO2转化为C2H4。该装置的电解质溶液为稀硫酸，电极材料为惰性电极。
(1)电极a是 (填“阴极”或“阳极”)，发生 反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)电极b上发生的电极反应式是 。
(3)电解过程中H+运动方向为 (填“由a到b”或“由b到a”)，反应前后溶液中的n(H+) (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)电解的总反应方程式是 ，该反应是 (填“自发”或“非自发”)反应。
17．(2017·江苏如皋市高三调研)将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用、变废为宝已成为当务之急。
(1)根据键能数据估算CH4+4F2=CF4+4HF的反应热ΔH= 。
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol 1) 414 489 565 155
(2)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，均可利用CO和H2反应合成。
某燃料电池以二甲醚为原料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应如下：CH3OCH3+6 12e =8CO2+3H2O。写出该燃料电池的正极反应式： 。
(3)某企业采用如图所示原理处理化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气。
①电解池中电极A、B均为惰性电极，其中A为电解池的 极；电极B所得到的物质X的分子式为 。
②反应池中发生的离子反应方程式为 。
18．如图为相互串联的甲、乙两电解池，试回答以下问题：
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A是 极，材料是 ，电极反应式为 ，电解质溶液为 。当一极有纯铜析出时，另一极溶解的铜 (填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后电极附近溶液呈 色，电极反应式为 。
(3)若甲池中电解质溶液为溶液，电解过程中阴极质量增加，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为 L，若此时乙池剩余液体为，则电解后溶液的为 。
19．填空。
(1)我国科研人员研制出的可充电“”电池，以钠籓和多壁碳纳米管()为电极材料，总反应为。放电时该电池“吸入”，其工作原理如图1所示：

①放电时，正极产物全部以固体形式沉积在电极表面，正极反应为 。
②放电时，当转移时，负极质量减少 。
(2)科学研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时零排放，其基本原理如图2所示：

①上述生产过程的能量转化方式是 。
②上述电解反应在温度小于时进行，碳酸钙先分解为和，电解质为熔融碳酸钠，则阳极反应为 。
20．将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁。装置如图所示(阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极)
(1)阴极室的电极反应式是 。
(2)简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理 。
三、实验探究题
21．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。
请回答下列问题：
(1)该电池放电时的总反应为 。
(2)该电池充电时阳极反应的电极反应方程式为 。
(3)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”)。
II.现用蓄电池Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2为电源，制取少量高铁酸钾。反应装置如图所示：
(1)电解时，石墨电极连接的a极上放电的物质为 (填“Fe”或“NiO2”)。
(2)写出电解池中铁电极发生的电极反应式 。
(3)当消耗掉0.1molNiO2时，生成高铁酸钾 g。
22．下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：请用下图所示仪器装置设计一个包括：以惰性电极电解饱和食盐水，测定电解时产生的H2的体积并检验Cl2的氧化性的实验装置。
(1)此电解反应的离子方程式为 。
(2)所选仪器连接时，各接口的顺序是(填各接口的字母代号)：
A接_______、_______接_______；B接_______、_______接_______；
(3)电解一段时间后，用丁测得气体体积为560mL(标准状况下)；此时溶液的体积为500mL，则溶液中NaOH物质的量浓度是 ，需加入 g(结果保留一位小数)的 可使溶液复原。
23．碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。请回答下列问题：
(1)碘是 (填颜色)固体物质，实验室常用 方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。
(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；阴极上观察到的实验现象是 。
(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I-。请设计一个检验电解液中是否有I-的实验方案，并按要求填写下表。
要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。
试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。
实验方法 实验现象及结论
(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：
步骤②的操作名称是 ，步骤⑤的操作名称是 。步骤④洗涤晶体的目的是 。
参考答案：
1．D
【分析】铝土矿碱溶后铝元素存在形式为偏铝酸钠，过滤I后反应工序中为偏铝酸钠与碳酸氢钠溶液反应，得到碳酸钠和氢氧化铝，经过过滤II后氢氧化铝灼烧得到氧化铝，电解可制得金属铝和氧气；电解II为电解碳酸钠溶液，b极产生的溶液可用到碱溶工序中，故b极产生的为强氧化钠溶液，b为阴极液，a为阳极液。
【详解】Ａ．由题图可知，b极产生的溶液可用到碱溶工序，故b极产生氢氧化钠溶液，所以b为阴极液，ａ为阳极液，A正确；
Ｂ．电解I是电解熔融Al2O3，生成Al和O2，电解过程中作阳极的石墨易被氧气氧化，从而被消耗，所以电解过程中阳极需要定期补充石墨，B正确；
Ｃ．“反应”发生在与之间，离子方程式为： ，C正确；
Ｄ．电解II为电解Na2CO3溶液，结合图可知，阳极上水失电子生成氧气和氢离子，氢离子和碳酸根离子结合生成碳酸氢根离子，电极反应为：，阴极的电极反应式为，总反应方程式为，D错误；
故选D。
2．D
【分析】根据图示可知a为HCl，b为Cl2，c为NaClO3，d是NaClO，e是NaCl，然后根据物质的性质分析解答。
【详解】A．制取漂白粉是Cl2与石灰乳反应，石灰乳主要是固体物质，应该写化学式，不能写成离子形式，反应方程式为：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，A错误；
B．电子不守恒，电荷不守恒，原子不守恒，离子方程式应该为：6H++5Cl-+=3Cl2↑+3H2O，B错误；
C．根据强酸制弱酸原理，少量CO2气体通入NaC1O溶液中，反应生成碳酸氢钠和次氯酸，反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+，C错误；
D．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，在阳极上Cl-失去电子帮我Cl2；在阴极上H2O电离产生的H+得到电子变为H2，故反应的总离子方程式为：，D正确；
故合理选项是D。
3．B
【详解】A．X电极上氢离子得电子生成氢气，发生还原反应，X应作阴极，连接电源负极，故A正确；
B．电解时溶液中的阳离子移向阴极移动，氢离子由Y电极室移向X电极室，故B错误；
C．Y电极失电子生成，电极反应为：，故C正确；
D．由阳极反应可知转移2mol电子，生成2mol，与发生反应：，2mol可消耗1mol，标况下体积为22.4L，故D正确；
故选：B。
4．B
【分析】用石墨电极电解Na2SO4溶液，实质是电解水，阳极OH-放电：2H2O-4e-=4H++O2↑，阳极的生成的H+与SO形成H2SO4溶液，膜a为允许SO通过的阴离子交换膜，阴极H+放电：2H++2e-=H2↑，阴极的消耗H+则剩下OH-，OH-与Na+形成NaOH溶液，膜b为允许Na+通过的阳离子交换膜，据此分析解答。
【详解】A．Na2SO4溶液从F口加入，SO通过膜a，Na+通过膜b，A错误；
B．阴极H+放电：2H++2e-=H2↑，OH-与Na+形成NaOH溶液，NaOH溶液从D口出来，B正确；
C．膜b为允许Na+通过的阳离子交换膜，C错误；
D．阳极OH-放电，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，D错误；
故答案选B。
5．C
【详解】A．氯离子的半径大于钠离子，可知代表氯离子，代表钠离子，氯离子的电子式为：，故A正确；
B．氯化钠在固体状态下，钠离子和氯离子均不能自由移动，不能导电，故B正确；
C．图b中只有氯离子和钠离子定向移动，可知为电解熔融的氯化钠的过程，图c中离子周围被水分子包围，可知为电解氯化钠溶液，而氯化钠溶液电解时阴极是氢离子放电，反应不同，故C错误；
D．图b能说明熔融状态下的氯化钠可以导电，则可知固体氯化钠中存在离子，离子之间存在离子键，故D正确；
故选：C；
6．C
【详解】A．SO2溶于水生成H2SO3，NO(H+)中具有强氧化性，能将亚硫酸氧化成硫酸，硫酸与Ba2+产生硫酸钡沉淀，对SO3的检验产生干扰，故A错误；
B．氯化铁中加入氢氧化钠溶液产生氢氧化铁沉淀，氢氧化铁胶体制备：向沸水中滴加几滴饱和氯化铁溶液，加热至出现红褐色液体，故B错误；
C．铁上镀铜，铁作阴极，铜作阳极，含有Cu2+溶液为电解质溶液，根据电解原理，题中装置能达到实验目的，故C正确；
D．稀释浓硫酸属于物理变化，属于放热过程，故D错误；
答案为C。
7．C
【详解】A．氯碱工业中，X电极连接电源正极，为电解池的阳极，是电子流出的一极，A项错误；
B．电解精炼铜时，粗铜作阳极发生氧化反应，精铜作阴极，发生还原反应，B项错误；
C．在铁片上镀铜时，铁片作阴极为Y电极，铜作阳极为X电极，C项正确；
D．金属铝是由电解熔融的氧化铝制得的，电解氯化铝溶液不能得到金属铝，D项错误。
故选C。
8．C
【分析】左侧两个烧杯用盐桥连接，左侧两个烧杯构成原电池，电极Ⅰ材质为Al，电极Ⅱ为铜，铝的活泼性大于铜，电极Ⅰ为负极、电极Ⅱ为正极；右侧为电解池，电极Ⅲ与电池的正极相连，电极Ⅲ为阳极，电极Ⅳ与电池的负极相连，电极Ⅳ为阴极。
【详解】A．左侧两个烧杯构成原电池，电极Ⅰ为负极、电极Ⅱ为正极，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生成铜单质，故A错误；
B．左侧两个烧杯构成原电池，电极Ⅰ为负极，原电池的负极失电子，发生氧化反应，故B错误；
C．电解池工作时，电子由电源负极流出经导线流入电解池阴极，电流方向与电子移动方向相反，电流方向：电极Ⅳ→ →电极Ⅰ，故C正确；
D．电极Ⅲ与电池的正极相连，电极Ⅲ为阳极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2＋，故D错误；
选C。
9．C
【分析】甲装置为原电池，乙装置为电解池；a为负极，b为正极；c为阳极，d为阴极。
【详解】A．a极为负极，Fe失电子发生氧化反应，A正确；
B．甲池，铁失电子发生腐蚀，乙池，铁作阴极，不能失电子而得到保护，所以铁片腐蚀速率：甲＞乙，B正确；
C．d为阴极，发生的反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，C不正确；
D．b极为正极，O2得电子产物与水反应生成OH -，发生的反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，D正确；
故选C。
10．D
【分析】电解饱和食盐水生成H2、Cl2和NaOH，“合成”过程中，CO与H2反应生成CH3OH，反应的化学方程式为CO+2H2CH3OH，“氯化”过程中，焦炭、Cl2和钛铁矿高温下反应生成CO、FeCl3和TiCl4，反应的化学方程式为，Mg和TiCl4在Ar作保护气的条件下反应生成Ti，据此分析解答。
【详解】A．“氯化”过程中Ti元素化合价没有变化，TiCl4中Ti为+4价，则中为+4价，A正确；
B．“合成”过程中CO与H2反应生成CH3OH，反应的化学方程式为CO+2H2CH3OH，反应物全部转化为目标产物，即原子利用率为100%，B正确；
C．“氯化”过程中，焦炭、Cl2和钛铁矿高温下反应生成CO、FeCl3和TiCl4，反应的化学方程式为，C正确；
D．Ar与Mg不反应，所以Ar可以用作保护气，Mg与反应生成氧化镁和碳，所以不能用代替Ar，D错误；
故选D。
11．(1) Pb 氧化
(2) 减少 负
(3)
【分析】在铅酸蓄电池中，铅失去电子，作负极，则二氧化铅作正极，以此解题。
【详解】（1）铅蓄电池中,根据原电池反应式中元素化合价变化知，Pb中Pb元素化合价由0价变为+2价，被氧化发生氧化反应，所以Pb作负极；
（2）铅蓄电池工作时，总反应方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水，导致硫酸浓度降低、酸性减小，原电池放电时阴离子向负极移动；
（3）充电时在阳极，硫酸铅失去电子形成二氧化铅，电极反应为：。
12．(1)锌片溶解，且锌片有气泡生成
(2)
(3) 阳极 正极 用湿润的淀粉KI试纸接近d极气体产物，试纸变蓝
【解析】(1)
若a和b不连，c是铜片、d是锌片、m是稀硫酸，则铜不与稀硫酸反应，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，实验现象为锌片溶解，且锌片有气泡生成，故答案为：锌片溶解，且锌片有气泡生成；
(2)
若a和b用导线相连，c、d均是Pt电极，m是稀硫酸，分别向两极通入甲烷和氧气，该装置为燃料电池，通入甲烷的一极是燃料电池的负极，在水分子作用下，甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子和二氧化碳，电极反应式为，故答案为：；
(3)
①若a和b分别连接直流电源的两电极，利用该装置实现粗铜的精炼，粗铜做精炼池的阳极，与直流电源的正极相连，故答案为：阳极；
②若a和b分别连接直流电源的两电极，c、d是石墨电极，m是氯化钠溶液，则该装置为电解池，由滴加几滴酚酞的溶液电解时c极周围溶液首先出现红色可知，c极为电解池的阴极，a与直流电源的负极相连，水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，d极为阳极，b与直流电源的正极相连，氯离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氯气，可以用用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气的生成，电解的离子方程式为，故答案为：正极；；用湿润的淀粉KI试纸接近d极气体产物，试纸变蓝；
③由方程式可知，制备纳米级氧化亚铜时，铜做电解池的阳极，碱性条件下铜失去电子发生氧化反应生成氧化亚铜和氢氧根离子，电极反应式为，故答案为：。
13．(1)B
(2) 从右向左 滤纸上有蓝色沉淀产生
(3)增大
(4) 4OH 4e =2H2O+O2↑ Fe 6e +8OH =+4H2O
(5)2+6e +5H2O=Fe2O3+10OH
【分析】甲装置中左侧为原电池装置，锌比铜活泼，则锌为负极，锌失电子，生成锌离子；铜为正极，铜离子得电子生成单质铜；电池的内电路中，阴离子向负极移动；外电路电解池中，阴离子向阳极移动；乙为电解池，左侧铜作阳极失电子；右侧铜做阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子。
【详解】（1）甲装置中电解池在右侧；原电池中在保证电极反应不变，正极材料的活泼性不能大于Zn，因此不能用镁代替铜，答案选B。
（2）硫酸根离子向负极移动，移动方向为从右向左。M极作阳极，失去电子有铜离子生成，铜离子结合氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀。故答案为：从右向左；滤纸上有蓝色沉淀产生。
（3）X极作阴极，得到电子生成氢气和氢氧根离子，故X极溶液的逐渐增大。故答案为：增大。
（4）由题意可知，铁作阳极，阳极发生氧化反应，氢氧根离子失去电子生成氧气、铁失去电子生成。电极反应为4OH 4e =2H2O+O2↑和Fe 6e +8OH =+4H2O。
（5）碱性电池中锌作负极，K2FeO4在电池中作正极材料；在正极得到电子发生还原反应转化为氧化铁，电极反应为：2+6e +5H2O=Fe2O3+10OH 。
14．Fe-Ag-CuSO4溶液构成的原电池中，金属铁是负极，金属银是正极，负极上是电极本身失电子的氧化反应，电极质量减轻，正极上是电解质溶液中的金属阳离子铜离子得电子的还原反应，析出金属铜附着在银的表面，所以右侧电极质量会增加
【详解】Fe-Ag-CuSO4溶液构成的原电池中，金属铁是负极，金属银是正极，负极上是电极本身失电子的氧化反应，电极质量减轻，正极上是电解质溶液中的金属阳离子铜离子得电子的还原反应，析出金属铜附着在银的表面，所以右侧电极质量会增加。
15． 铅 2
【详解】由题中信息可知在铅电极乙二酸转化为乙醛酸，发生还原反应，在石墨电极Br-为转化为Br2发生氧化反应，铅电极为阴极，石墨电极为阳极，双极膜中间层中的在外电场作用下向铅电极，阳极发生发应：2Br--2e-=Br2，，阳极的总电极反应式为，阴极电极反应式为，制得乙醛酸，理论上外电路中迁移了2电子。答案：铅；；2。
16．(1) 阴极 还原
(2)2H2O-4e-=4H++O2↑
(3) 由b到a 不变
(4) 非自发
【详解】（1）根据图示可知：CO2在a电极得到电子被还原为C2H4，所以a电极为阴极，a电极发生的反应为还原反应；
（2）在电极b上水电离产生的OH-失去电子变为O2逸出，最终达到平衡水附近溶液中c(H+)>c(OH-)，电解质溶液显酸性，故b电极的反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑；
（3）在电解过程中阳离子H+会不断由电极b向阴极即电极a方向移动；在a电极发生反应：2CO2+12e-+12H+=2C2H4+4H2O，在b电极发生反应：2H2O-4e-=4H++O2↑，在同一闭合回路中电子转移数目相等，可得总反应方程式为：，可见反应前后溶液中的n(H+)不变；
（4）根据上述分析可知该电解总反应方程式为。在该反应是体系混乱程度增大的吸热反应，△H>0，△S>0，因此该反应在常温下不能自发进行，属于非自发反应。
17．(1)–1940 kJ·mol 1
(2)2CO2+O2+4e =2(或将各计量数扩大3倍)
(3) 阳 H2 H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+
【详解】（1）根据键能数据，焓变等于反应物的总键能 生成物的总键能，CH4+4F2=CF4+4HF的反应热ΔH=（414×4+155×2 489×4 565×4）kJ·mol 1=-1940 kJ·mol 1；
（2）原电池正极发生还原反应，该燃料电池的总反应为CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O，其负极反应CH3OCH3+6 12e =8CO2+3H2O，又电池的正极反应式=总反应 负极反应，所以正极反应式为2CO2+O2+4e =2；
（3）根据图示，A极有Fe3+生成，故A是阳极；B是阴极发生还原反应，2H++2e =H2， B所得到的物质X分子式H2；②根据图示知，反应池中发生的离子反应方程式为H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+。
18． 阴 纯铜 溶液 小于 红 4.48 14
【详解】与电源负极相连的电极是电解池的阴极，与电源正极相连的电极是电解池的阳极。由图示装置知甲池中A为阴极，B为阳极，乙池中为阴极，C(碳棒)为阳极。
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A是阴极，材料是纯铜，电极反应式为，电解质溶液为溶液，阳极材料为粗铜，电极反应式为等(据粗铜中杂质成分而定)，根据电极反应和得失电子守恒知，阴极有纯铜析出时，阳极溶解的铜小于。
(2)乙池中实质是电解溶液，C(碳棒)为电解池的阳极，放电生成氯气，铁 为电解池的阴极，电极反应式为，阴极区溶液呈碱性，若滴入少量酚酞试液，电解一段时间后电极附近溶液呈红色。
(3)若甲池电解质溶液为溶液，阴极质量增加，即生成铜的质量为，物质的量为，根据电极反应式知，转移电子的物质的量为，根据得失电子守恒知乙池中阳极放出氯气的物质的量为，在标准状况下的体积为；甲乙两池串联，转移电子数相等，根据知，生成的物质的量为，溶液的体积为0.4L，，故溶液。
19．(1) 2.3
(2) 太阳能和电能转化为化学能
【详解】（1）①由示意图可知，正极上CO2得电子发生还原反应上生成C，故电极方程式为；
②负极上发生的电极反应4Na-4e-=4Na+，则负极质量减少为0.1mol×23g/mol=2.3g，故答案为2.3；
（2）①据图示可知是太阳能和电能转化为化学能的变化过程，故答案为太阳能和电能转化为化学能；
②在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程，电极反应式为：。
20．(1)
(2)电解过程中反应室中的通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH-通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合硫酸铝铁
【详解】（1）阴极上氢离子得电子生成氢气，则阴极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；
（2）阴离子交换膜只允许阴离子通过，电解过程中反应室中的通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的氢氧根离子进入反应室生成。
21． Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2O 从右向左 Fe Fe-6e-+8OH-=+4H2O 6.6
【详解】I.(1) 两极都产生红褐色悬浮物为氢氧化铁，故放电时的总反应为Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH，故答案为：Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH；
(2)充电时，右侧为阳极，发生氧化反应，电极反应方程式为Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2O，故答案为：Fe(OH)3-3e-+5OH-=+4H2O；
(3)电池放电时，左侧发生氧化反应，为负极，所以阴离子的流动方向是从右向左，故答案为：从右向左；
II. (1)在电解池中，右边铁极发生失电子的氧化反应为阳极，所以b为蓄电池的正极，则a极为蓄电池的负极，在蓄电池中，负极发生失电子的氧化反应，故答案为：Fe；
(2)电解池中铁电极为阳极，发生氧化反应，电极反应式为Fe-6e-+8OH-=+4H2O，故答案为：Fe-6e-+8OH-=+4H2O；
(3)消耗0.1molNiO2时，蓄电池中转移了0.2mol电子，即电解池中发生了0.2mol的电子转移，根据铁电极的电极反应式可求得高铁酸钾生成量mol ×198g/mol = 6.6g，故答案为：6.6。
22．(1)
(2)G、F、H； D、E、C
(3) 0.1mol·L-1 1.8 HCl或氯化氢
【详解】（1）以惰性电极电解饱和食盐水，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为，阴极上水电离出的氢离子得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为，故此电解反应的离子方程式为。
（2）A与电源的负极相连，为阴极，生成氢气，B与电源的正极相连，为阳极，生成氯气，为测定电解时产生的H2的体积，A应依次连接装置丙、装置丁，排出水的体积即氢气的体积，装置丙应短管进气；为检验Cl2的氧化性，并进行尾气处理，B应依次连接装置乙和甲，装置乙中长导管进气，短管出气，故A接G、F接H，B接D、E接C。
（3）电解一段时间后，用丁测得气体体积为560mL(标准状况下)，即产生560mL氢气，物质的量为0.025mol，则根据可知产生氢氧根离子物质的量0.05mol，此时溶液的体积为500mL，则溶液中NaOH物质的量浓度是0.1mol·L-1；由元素守恒可知，氯气、氢气从溶液中逸出，相当于HCl逸出，故需加入0.05mol的HCl或氯化氢，质量为。
23． 紫黑色 升华 有气泡产生 取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后，加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝 如果变蓝，说明有I- 冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质
【详解】(1)碘单质为紫黑色，受热易发生升华，由固态直接转化为气态，实验室常用升华的方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘，故答案为：紫黑色；升华；
(2)由题给示意图可知，与直流电源正极相连的左侧电极为阳极，碱性条件下，碘离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成碘酸根离子，电极反应式为，右侧电极为阴极，水在阴极上得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，则阴极上观察到的实验现象是有气泡产生，故答案为：；有气泡产生；
(3)酸性条件下，碘离子和碘酸根离子能发生氧化还原反应生成碘单质，淀粉溶液遇碘变蓝色，电解后的溶液区含有碘酸根离子，则检验电解液中是否有碘离子的实验方案为取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝，如果阳极区含有碘离子，加入稀硫酸后就有碘单质生成，淀粉溶液就会变蓝色，若含有碘离子，加入稀硫酸后就有碘单质生成，淀粉溶液就不会变蓝色，故答案为：取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉溶液，观察是否变蓝；如果变蓝，说明有I-；
(4)由题给流程可知，从电解液中得到碘酸钾晶体的操作为将阳极电解液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到碘酸钾固体，则步骤②为冷却结晶、步骤⑤为干燥，过滤后得到的晶体上吸附部分氢氧化钾等杂质，为得到较纯净的碘酸钾晶体，所以要进行洗涤，故答案为：冷却结晶；干燥；洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质。
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