1.3 电能转化为化学能——电解 能力检测 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

1.3 电能转化为化学能——电解 能力检测
一、单选题
1．下列有关工业生产叙述正确的是（　　）
A．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小
B．合成氨工业中，将NH3及时液化分离有利于加快反应速率
C．硫酸工业中，采用常压条件的原因是此条件下催化剂活性最高
D．侯氏制碱是将CO2和NH3先后通入饱和氯化钠溶液中得碳酸氢钠固体，再灼烧制碳酸钠固体
2．如图表示用酸性氢氧燃料电池为电源进行的电解实验。下列说法中正确的是（）
A．燃料电池工作时，正极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出
C．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出
D．a、b两极均是石墨时，a极上产生的O2与电池中消耗的H2体积比为
3．电解废旧锂电池中的示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法正确的是
A．电极A的电极反应为：
B．电极B为阳极，发生还原反应
C．电解结束，溶液的增大
D．电解一段时间后溶液中浓度减小
4．下列有关工业生产的叙述正确的是（　　）
A．合成氨生产中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率
B．联合制碱法是将二氧化碳和氨气通入饱和氯化钠溶液中，制得碳酸氢钠，再在高温下灼烧，转化为碳酸钠
C．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
D．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜，可防止阳极室产生的H2进入阴极室
5．镍镉电池是一种二次电池，其工作原理如图所示(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)，下列选项正确的是（　　）
A．当K2闭合，K1断开时，电极 发生氧化反应
B．当K1闭合，K2断开时，电池中pH增大
C．电极B发生氧化反应时，溶液中K+移向电极B
D．放电时该电池的总反应为
6．如图所示，铁片、铜片和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池。下列说法错误的是（　　）
A．构成原电池时，Cu的电极反应式为Cu2++2e-=Cu
B．构成电解池时，Fe电极的质量可能会减少
C．构成电解池时，若Cu极质量减少则为电镀池
D．构成原电池和电解池所发生的总反应不可能相同
7．关于如图所示各装置的叙述中，正确的是（　　）
A．装置①是原电池，铜电极上有铁析出
B．装置②通电一段时间后石墨Ⅰ电极附近溶液红褐色加深
C．若用装置③精炼铜，d电极为纯铜，电解质为 溶液，电解过程其浓度不变
D．装置④中钢闸门应与电源的负极相连被保护，该方法叫做外加电流的阴极保护法
8．如图中，两电极上发生的电极反应为a极：Cu2＋＋2e-=Cu；b极：Fe－2e-=Fe2＋。下列说法错误的是（　　）
A．电解质溶液含有Cu2＋ B．该装置是化学能转化为电能
C．a、b可能是同种电极材料 D．a极上发生还原反应
9．下图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a电极质量增加，b电极处有无色无味气体放出。符合这一情况的是表中的 (　　)
　 a b X 溶液
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
A．A B．B C．C D．D
10．近日，全球首套钠离子电池储能系统在示范区正式投运。钠离子电池是一种新型二次电池，比锂离子电池更稳定，造价更低，可实现内快速充电。放电时，从负极脱嵌，经电解质嵌入正极，总反应为(，M为过渡金属)，下列叙述正确的是（　　）
A．充电时，阴极上发生的电极反应为
B．充电时，电子从石墨烯纳米片流出经外电路流入过渡金属氧化物
C．放电时，负极上发生的电极反应为
D．放电时，从过渡金属氧化物中脱嵌，经电解质嵌入石墨烯纳米片
11．某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料，以吸收 溶液的有机高聚物做固态电解质，其电池结构如图所示。电池总反应为：
下列说法中，正确的是（　　）
A．充电时， 移向Zn膜
B．充电时，含有 膜的碳纳米管纤维一端连接有机高聚物电源负极
C．放电时，电子由锌膜表面经有机高聚物至 膜表面
D．放电时，电池的负极反应为：
12．按如图所示的装置进行实验：A极是铜锌合金，B极是纯铜，电解质溶液中含有足量的铜离子，通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则A合金中Cu、Zn的物质的量之比为（　　）
A．4∶1 B．3∶1 C．2∶1 D．1∶1
13．2022年我国十大科技突破——海水直接电解制，其工作原理如图，防水透气膜只能水分子通过。下列说法正确的是（　　）
A．a为电解池的阴极
B．b的电极反应方程式：
C．去除透气膜，a极发生的电极反应不变
D．电解池工作时，海水侧的离子浓度理论上逐渐减小
14．用铂电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别为H2和O2的是 （　　）
A．稀HCl溶液 B．稀Na2SO4溶液
C．CuCl2溶液 D．AgNO3溶液
15．工业上常用电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为情性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1:2，以下说法正确的是（　　）
A．a极与电源的负极相连
B．产物丙为氢氧化钠溶液
C．d为阴离子交换膜
D．通入含丙、丁的稀溶液的目的是增强溶液的导电性
16．用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．燃料电池工作时，正极反应为O2+2H2O+4e﹣＝4OH﹣
B．此装置用于铁表面镀铜时，a为铁，b为Cu，工作一段时间要使右池溶液复原可加入适量的CuO
C．若a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出
D．若a、b两极均为石墨时，在相同条件下，a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相同
二、综合题
17．湿法氯化法是目前从精炼铜的阳极泥(含有Cu2Se、Cu2Te、Ag2Te、Au2Te等)中回收硒、碲和贵重金属的常用方法之一，工艺流程如图所示。请回答下列问题：
（1）电解精炼铜时，粗铜作　 　(填“阴极”或“阳极”)。
（2）分银液中存在电离平街[Ag(SO3)2]3-Ag++2SO。“沉银”时，加入硫酸的量不能过多也不能过少，其中加入硫酸不能过多的原因是　 　。
（3）“沉硒”时，发生反应的化学方程式为　 　。
（4）AgCl可用作电池的电极材料。如右图所示，两侧溶液的体积均为1 L。该电池工作时，若外电路中通过0.1 mol电子，则负极质量增加　 　g，室温下，此时右侧溶液的pH=　 　 ( 忽略体积变化)。该电池充电时，AgCl-Ag电极应与直流电源的　 　(填“正极”或“负极”)相连。
18．钒是一种熔点很高的金属，具有良好的可塑性和低温抗腐蚀性，有延展性、硬度大，无磁性。广泛应用于钢铁、航空航天、能源、化工等领域。工业上常用钒炉渣(主要含FeO V2O3，还有少量SiO2、P2O5等杂质)提取V2O5的流程如图：
（1）焙烧的目的是将FeO V2O3转化为可溶性NaVO3，其中铁元素全部转化为+3价，写出该反应的化学方程式 　 　
（2）加MgSO4溶液的步骤中，滤渣的主要成分是　 　（用化学式表示)。
（3）沉钒过程中的发生反应的离子方程式为　 　，得到的固体物质往往需要洗涤，写出实验室洗涤NH4VO3沉淀的操作方法　 　。
（4）元素钒在溶液中还可以 以V2＋(紫色)、V3＋(绿色)、VO2＋(蓝色)、VO2＋(黄色)等形式存在．某利用钒元素微粒间的反应来设计的可充电电池的工作原理如图示,已知溶液中还含有1 mol 硫酸，请回答下列问题：
①充电时，左槽电极上发生的电极反应式为　 　
②放电过程中，右槽溶液颜色变化为　 　，若此时外电路转移了3.01×1022个电子，则左槽溶液中H＋的变化量Δn(H＋)＝　 　。
19．氯碱工业是以电解饱和食盐水为原理的重要化工生产业．
（1）电解饱和食盐水的化学方程式是　 　
（2）电解时阳极区溶液的pH用盐酸控制在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用　 　；
（3）用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质．某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的　 　（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的　 　（填化学式）和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42﹣，解释其原因　 　
[已知：Ksp（BaSO4）=1.1×10﹣10、Ksp（BaCO3）=5.1×10﹣9]．
（4）食盐水中若含有NH4+，会在阳极产生难溶于水的NCl3，写出该电极反应式　 　．
20．某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）
（1）反应①所加试剂NaOH的电子式为　 　，B→C的反应条件为　 　，C→Al的制备方法称为　 　。
（2）该小组探究反应②发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）　 　。
a．温度
b.Cl-的浓度
c.溶液的酸度
（3）0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为　 　。
（4）Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用
用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是　 　，分离后含铬元素的粒子是　 　；阴极室生成的物质为　 　（写化学式）。
21．电解精炼铜的阳极泥中含有、、、、、、等，从其中提取、、、的单质的流程如图所示，回答下列问题：
（1）粗铜中含有、两种元素的单质，但在阳极泥中几乎检测不到，原因是　 　。
（2）已知阳极泥进行“硫酸化(隔绝空气)焙烧”，烟气中含有，等。
①写出“焙烧”过程中与浓硫酸反应的化学方程式：　 　。
②将、通入水中即可生成单质硒，该反应的离子方程式为　 　。
③实验室中将粗硒从溶液中分离出来的操作为　 　。
（3）用惰性电极电解“浸液”时，溶液中发生的总反应离子方程式为　 　。
（4）“银电解”时，阳极材料是　 　。
（5）上述流程中，可以循环利用的物质是　 　(填写化学式)。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】解：A、电解精炼铜时，因为粗铜含有杂质，所以开始通电一段时间后，阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量少，故A正确；
B、合成氨工业中，将NH3及时液化分离，浓度减小，速率减小，故B错误；
C、常采用常压条件的原因是，常压条件二氧化硫的转化率已很大，加压转化率变化不大，但会增加成本，故C错误；
D、向饱和食盐水中通入氨气再通入二氧化碳即可生成碳酸氢钠固体，碳酸氢钠受热分解即可得到碳酸钠，故D错误。
故选A。
【分析】A、根据阳极材料组成以及电极反应分析判断；
B、将NH3及时液化分离浓度减小，速率减小；
C、常压条件二氧化硫的转化率已很大，加压转化率增大不大；
D、根据侯氏制碱法的原理知识来回答。
2．【答案】C
【解析】【解答】A.燃料电池工作时，通入氧气的电极为正极，由于电解质溶液为酸性，所以正极反应为：O2+4H++4e-=2H2O，A不符合题意；
B.a极是铁，与电源的正极连接，是阳极，属于活性电极，发生反应：Fe-2e-=Fe2+；b极是铜，与电源的负极连接为阴极，发生反应：Cu2++2e-=Cu，所以a极逐渐溶解，b极质量增加，B不符合题意；
C.a极是粗铜，b极是纯铜时，a极发生的电极反应是：Cu-2e-=Cu2+；逐渐溶解，b极上发生的电极反应是：Cu2++2e-=Cu，有铜析出，C符合题意；
D.a、b两极均是石墨时，在相同条件下，a极发生反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，电池的负极发生的反应是：2H2-4e-=4H+，根据在闭合回路中电子转移数目相等可知，a极产生的气体是电池中消耗的H2体积的一半，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】在原电池中，负极失去电子，发生氧化还原，正极得到电子，发生还原反应，所以电子在外电路的运动是从负极移动到正极；在电解液中，阴离子靠近负极，阳离子靠近正极运动。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．电极A锰元素化合价降低，还原反应，电解时做阴极，电极反应为：2LiMn2O4＋6e +16H+=2Li++4Mn2++8H2O，A不符合题意；
B．电极B锰元素化合价升高，氧化反应，电解时做阳极，B不符合题意；
C.2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2＋2H2O，电解后H+浓度变小，溶液的pH增大，C符合题意；
D.2LiMn2O4+4H+2Li++Mn2++3MnO2＋2H2O，电解一段时间后溶液中Mn2+浓度增加，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】该装置为电解池，在电极B上，Mn2+MnO2，锰元素的化合价升高，说明Mn2+失电子发生氧化反应，则电极B是阳极，其电极反应式为2H2O+Mn2+-2e =MnO2+4H+，电极A是阴极，其电极反应式为2LiMn2O4＋6e +16H+=2Li++4Mn2++8H2O。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．合成氨生产中将NH3液化分离，生成物浓度减小，会降低反应速率，故A错误；
B．联合制碱法原理是向氨化的饱和氯化钠溶液中通入足量的二氧化碳，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出，其反应的化学方程式为：NaCl+CO2+NH3+H2O═NH4Cl+NaHCO3，制得碳酸氢钠，再在高温下灼烧，转化为碳酸钠，故B正确；
C．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了将放出的热量用来预热没反应的二氧化硫与氧气的混合气体，SO3转化为H2SO4是在后面的吸收塔中进行的，故C错误；
D．电解饱和食盐水制烧碱氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，故D错误；
故选：B．
【分析】A．可逆反应降低生成物浓度，正、逆反应速率都减慢；
B．依据联合制碱法的原理解答；
C．硫酸工业中，SO3转化为H2SO4是在后面的吸收塔中进行的；
D．电解饱和食盐水氢离子在阴极放电生成氢气，据此解答．
5．【答案】B
【解析】【解答】A． 当K2闭合，K1断开时，该装置为电解池，电极 与电源负极相连，为阴极发生还原反应，A不符合题意；
B． 当K1闭合，K1断开时，该装置为原电池，放电时该电池的总反应为 ，因反应不断消耗水，使得电解液pH不断增大，B符合题意；
C．电极B发生氧化反应时，该装置为电解池，电极 为阳极，反应产生阳离子，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知阴离子移向B，C不符合题意；
D．电池放电时装置为原电池，根据图示可知总反应方程式为： ，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】
A.K2闭合，K1断开时，为电解池，A为负极发生还原反应；
B.K1闭合，K2断开，为原电池，根据总反应不断生成碱性物质，此时pH增大；
C.B电极氧化反应，失电子，而钾离子需要得电子，故钾离子应远离B电离方向移动；
D.根据图像的电极反应进行合并即可得出。
6．【答案】D
【解析】【解答】A．构成原电池时，铜极一定为正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，A项不符合题意；
B．构成电解池时，连接电源正极的电极为阳极，阳极上金属电极失电子发生氧化反应，连接电源负极的电极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，如果Fe为阳极，电解池工作时，Fe失电子生成亚铁离子进入溶液导致电极质量减少，如果Fe为阴极，溶液中铜离子得电子生成铜单质而析出附在Fe电极上，导致电极质量增加，B项不符合题意；
C．构成电解池时，若Cu极质量减少，则Cu为阳极，发生氧化反应，Cu-2e-=Cu2+，Fe为阴极，发生还原反应，Cu2++2e-=Cu，析出的铜电镀在Fe上，C项不符合题意；
D．构成电解池时，当铁为阳极、铜为阴极时，其反应原理和铁铜原电池的反应原理相同，都是Fe+Cu2+=Fe2++Cu，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据电池可知，铁为负极，铜为正极，负极为铁失去电子形成亚铁离子，正极为溶液中的铜离子得到电子形成单质铜，负极质量减少，正极质量增加或者生产气体，电子由负极经过导线流向正极，电流由正极经过导线流向负极。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．装置是原电池，铁极能和氯化铁发生氧化还原反应，总反应是：Fe+2Fe3+=3Fe2+，铜电极上不会有铁析出，故A不符合题意；
B．氢氧化铁胶体中的胶粒带正电，胶粒会移向电解池的阴极移动，即通电一段时间后石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深，故B不符合题意；
C．粗铜中会有铁、锌等杂质，铁、锌的放电顺序在铜之前，溶液中的铜离子会被活泼金属离子取代，CuSO4溶液浓度会降低，故C不符合题意；
D．金属作电解池的阴极被保护，钢闸门与外接电源的负极相连，图为外加电源的阴极保护法，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.在原电池中，较为活泼的金属是负极，据此确定自发的氧化还原反应的书写，Fe比Cu的还原性强，Fe为负极；
B.根据异性电荷相吸的原理以及胶体的电泳原理来回答；
C.粗铜精炼，电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，含有铜离子的盐溶液作电解质溶液；
D.图为电解池，为外加电源的阴极保护法。
8．【答案】B
【解析】【解答】A. 不管是原电池还是电解池，电解质均可为硫酸铜溶液或硝酸铜溶液等，在a极上发生反应：Cu2＋＋2e-=Cu，故A不符合题意；
B. 该装置可能为电解池，a极发生还原反应，为阴极，b极发生氧化反应，为阳极；该装置可能为原电池，a极为正极，b极为负极，原电池将化学能转化为电能，故B符合题意；
C. 若该装置是电解池，则阴阳极均可以为Fe电极，电解质可为硫酸铜溶液，故C不符合题意；
D. a极上得电子、发生还原反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】 a极：Cu2++2e-=Cu；b极：Fe-2e-=Fe2+可知，Cu2+被还原，则电解质溶液可能为CuSO4或Cu(NO3)2溶液，a极电极可能为原电池正极，也可能为电解池阴极；Fe被氧化生成Fe2+，可为原电池负极，也可能为电解池阳极。
9．【答案】A
【解析】【解答】由a电极质量增加，知溶液中阳离子在a电极放电析出，则a为阴极，X为负极；因B中a电极不析出金属，C中X为正极可否定，又由b电极处有无色无味气体放出，否定D。
【分析】本题考查电解原理的应用和离子的放电顺序，题目难度不大，熟练掌握电解原理的应用是解题的关键 。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析可知，充电时，NaMO2在阳极失去电子发生氧化反应生成Na1-xMO2和钠离子，阳极放电生成的钠离子经电解质向阴极移动，在钠离子作用下Na1-xC6在阴极得到电子发生还原反应生成NaC6，故A不符合题意；
B．由分析可知，充电时，石墨烯纳米片为电解池的阴极，过渡金属氧化物为阳极，电子从电源的负极经外电路流入石墨烯纳米片，电子从过渡金属氧化物流出经外电路流入电源正极，故B不符合题意；
C．由分析可知，放电时，石墨烯纳米片为原电池的负极，NaC6在负极失去电子发生氧化反应生成Na1-xC6，电极反应式为()，故C符合题意；
D．放电时，放电时，从负极脱嵌，经电解质嵌入正极过渡金属氧化物中，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据给出的反应， 总反应为(，M为过渡金属)，充电时，阴极是Na1-xC6+Na++e=NaC6，阳极是NaMO2-xe=Na1-xMO2+xNa+，充电时，负极 ，正极是Na1-xMO2++xe+xNa+=NaMO2，结合选项即可判断
11．【答案】A
【解析】【解答】A．充电时，阳离子移向阴极，此时含有锌膜的碳纳米管纤维一端作为阴极，因此 应移向Zn膜，选项A符合题意：
B．充电时，MnOOH在 膜表面失电子生成 ，因此含有 膜的碳纳米管纤维一端作为阳极连接电源正极，选项B不符合题意；
C．电子从锌膜失去后通过外电路到 膜表面，不会进入电解质溶液中，选项C不符合题意；
D．电池的负极反应是锌失去电子的反应，电极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，选项D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】放电时，锌作负极，发生反应为，Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，
二氧化锰作正极，发生反应为
充电时，锌膜作阴极，吸引阳离子
氢氧化锰作阳极，吸引阴离子
12．【答案】B
【解析】【解答】B极上析出的是铜，B极质量增加7.68g，其物质的量= =0.12mol；阳极上溶解锌时，阴极上析出铜，所以溶液质量增加的质量为锌和铜的质量差，溶液质量增加0.03g，即锌和铜的质量差为0.03g。设锌的物质的量为x，则：
Zn+Cu2+=Zn2++Cu 质量增加
1mol 1g
x 0.03g
x=0.03mol，即合金中锌的物质的量是0.03mol，根据氧化还原反应中得失电子数相等知，阳极上锌和铜失去的电子数等于阴极上铜离子得到的电子，设合金中铜的物质的量为y，则：0.03mol×2+2y=0.12mol×2，解得y=0.09mol，所以合金中铜和锌的物质的量之比为0.09mol：0.03mol=3：1，所以铜和锌的原子个数之比是3：1，
故答案为：B。
【分析】电解池的计算，抓电子转移，阳极上失电子的物质的量等于阴极上得电子的物质的量。
13．【答案】B
【解析】【解答】A.氢氧根离子向a极移动，因此a为阳极，故A不符合题意；
B.b电极是阴极，阴极是水电离出氢离子得到电子变为氢气，考虑到电解质溶液为氢氧化钾，即可写出电极反应式为： ；故B符合题意；
C.除去透气膜，a电极发生的是氯离子失去电子，故C不符合题意；
D.根据图示，海水侧的水不断进入中间反应器中，浓度不断增答，故D不符合题意；
【分析】根据氢氧根离子的移动方向判断电极a为阳极，电极b为阴极，电极a发生的反应为4OH--4e=2H2O+O2,b极发生的是 ，除去透气膜，氯离子在阳极放电，电解池工作时，水不断流入透气膜，因此外界的浓度增大，结合选项即可判断
14．【答案】B
【解析】【解答】A、电解HCl的实质是电解物质本身，在阴极和阳极上的主要产物为分别为H2和Cl2，故A不符合题意；
B、电解硫酸钠溶液的实质是电解水，阴极和阳极上的主要产物为分别为H2和O2，故B符合题意；
C、电解氯化铜属于电解电解质本身，在阴极和阳极上的主要产物为分别为Cu和Cl2，故C不符合题意；
D、电解硝酸银属于“生酸放氧型”，在阴极和阳极上的主要产物为分别为Ag和O2，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据电解质溶液中离子放电顺序判断在电解池中阴阳极发生反应生成的物质进行判断即可.
15．【答案】D
【解析】【解答】A．a极有氧气放出，a是阳极，与电源的正极相连，故A不符合题意；
B．a是阳极，电极反应式是 ，所以产物丙为硫酸溶液，故B不符合题意；
C．乙是氢气，b为阴极，电极反应式是 ，丁是氢氧化钠，所以d为阳离子交换膜，故C不符合题意；
D．离子浓度越大，溶液导电能力越强，通入含丙、丁的稀溶液的目的是增强溶液的导电性，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】电解硫酸钠溶液实质是电解水，阳极生成氧气、阴极生成氢气，气体甲与气体乙的体积比约为1:2，甲是氧气、乙是氢气。
16．【答案】C
【解析】【解答】A.因该燃料电池是在酸性电解质中工作，所以正极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，A项不符合题意；
B.a与电池正极相连，a为电解池阳极，b与电池的负极相连，b为电解池阳极，若用此装置在铁表面镀铜时，a为铜，b为铁，溶液中铜离子浓度不变，B项不符合题意；
C.a极是粗铜，b极是纯铜时，为粗铜的精炼，电解时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出，符合精炼铜原理，C项符合题意；
D.电解CuSO4溶液时，a极产生的气体为O2，产生1molO2需4mol电子，所以需要燃料电池的2molH2，二者的体积并不相等，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电镀时镀件作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属的阳离子作电解质溶液。电解精炼铜时粗铜做阳极，纯铜作阴极，硫酸铜作电解质溶液。
17．【答案】（1）阳极
（2）会生成二氧化硫，污染环境
（3）2SO2+H2SeO3+H2O=Se+2H2SO4
（4）3.55；0.7；负极
【解析】【解答】阳极泥含有Cu2Se、Cu2Te、Ag2Te、Au2Te，加入盐酸和氯化钠，同时通入氯气，反应生成氯化铜和氯化银、亚硒酸和TeCl4，过滤分离出氯化银，加入亚硫酸钠溶液，得到含有络合离子的分银液，再加入硫酸得到氯化银沉淀。滤液Ⅰ加入有机溶剂进行萃取，水相中通入二氧化硫，将亚硒酸还原为硒。据此解答。
(1)电解精炼铜时，粗铜做阳极；
(2)根据电离平衡分析，加入硫酸过多，会生成二氧化硫气体，污染环境；
(3)二氧化硫将亚硒酸还原生成硒，同时生成硫酸，反应方程式为：2SO2+H2SeO3+H2O=Se+2H2SO4。
(4)左侧电极反应式为Ag+Cl--e-=AgCl，当电路中有0.1mol电子转移时，左侧电极质量增加0.1mol氯离子的质量，即3.55克，则溶液有0.1mol氢离子经过阳离子交换膜进入右侧，则右侧溶液中氢离子总浓度变为0.2mol/L，则pH为0.7；该电池充电时，左侧电极应发生氯化银变成银的反应，即得到电子，做阴极，连接电源的负极。
【分析】
(1)电解精炼铜时，粗铜做阳极；
(2)根据电离平衡分析；
(3)二氧化硫将亚硒酸还原生成硒，同时生成硫酸。
(4)依据得失电子守恒计算；依据阳接正阴接负判断。
18．【答案】（1）4FeO V2O5+4Na2CO3+5O2 8NaVO3+2Fe2O3+4CO2
（2）MgSiO3 Mg3（PO4)3
（3）NH4＋+VO3－=NH4VO3↓；往漏斗中加水至浸没沉淀，让水自然流下，重复2-3次
（4）VO2＋+H2O-e=VO2＋+2H＋；紫色变为绿色；0.05mol
【解析】【解答】根据以上分析，(1) FeO V2O3与碳酸钠、氧气在高温条件下反应生成NaVO3、Fe2O3、CO2，该反应的化学方程式是4FeO V2O5+4Na2CO3+5O2 8NaVO3+2Fe2O3+4CO2。
(2)加入MgSO4溶液生成硅酸镁、磷酸镁沉淀，所以滤渣的主要成分是MgSiO3、Mg3（PO4)3。
(3)沉钒过程中NaVO3与(NH4)2SO4发生反应生成NH4VO3沉淀，反应的离子方程式为NH4＋+VO3－=NH4VO3↓，实验室洗涤NH4VO3沉淀的操作方法是：往漏斗中加水至浸没沉淀，让水自然流下，重复2-3次；
(4) ①充电时，外接电源的正极与电池的正极相连，左槽电极为阳极，失电子发生氧化反应，钒元素化合价升高，发生的电极反应式为VO2＋+H2O-e-=VO2＋+2H＋；
②放电过程中，右槽是负极，负极失电子钒元素化合价升高，由V2＋变为V3＋，溶液颜色由紫色变为绿色，放电时正极反应为VO2＋+2H＋+e-=VO2＋+H2O，若此时外电路转移了3.01×1022个电子，通过电极反应消耗氢离子0.1mol，同时0.05mol氢离子由右槽进入左槽，则左槽溶液中H＋的变化量Δn(H＋)＝0.1-0.05=0.05mol。
【分析】（1）根据题目中物质的转化和铁元素的化合价变化分析产物，然后书写化学方程式；
（2）除硅、磷时硫酸镁生成硅酸镁、磷酸镁；
（3）生成钒酸铵沉淀，据此书写离子方程式，根据沉淀的洗涤方法进行回答；
（4）充电相当于电解，首先判断电解池的电极，然后书写电极方程式；根据电极方程式基酸电子转移物质的量。
19．【答案】（1）2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
（2）使氯气与水的反应（Cl2+H2O HCl+HClO）平衡向右移动，减少氯气溶解
（3）BaCl2；Na2CO3；由于BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中的CO32﹣较大时，BaSO4会部分转化为BaCO3
（4）NH ﹣6e﹣+3Cl﹣=NCl3+4H+
【解析】【解答】解：（1）电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，故答案为：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑；（2）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3的作用是促使化学平衡Cl2+H2O HCl+HClO向左移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出，故答案为：使氯气与水的反应（Cl2+H2O HCl+HClO）平衡向右移动，减少氯气溶解；（3）加入过量的Na2CO3和NaOH，可分别除去Ca2+、Mg2+，在除杂的过程中每步加入的试剂必须是过量的，使离子除尽；过量的离子在下一步中必须出去，故先加入BaCl2，除去硫酸根，过量的钡离子，加入Na2CO3除去．BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO 时，发生BaSO4（s）+CO （aq）=BaCO3（s）+SO （aq），BaSO4（s）会部分转化为BaCO3（s），故答案为：BaCl2； Na2CO3；由于BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中的CO 较大时，BaSO4会部分转化为BaCO3；（4）NH4+被氧化生成NCl3，电极方程式为NH4+﹣6e﹣+3Cl﹣=NCl3+4H+，故答案为：NH ﹣6e﹣+3Cl﹣=NCl3+4H+．
【分析】（1）电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠；（2）根据阳极产物和平衡移动原理分析；（3）在除杂的过程中每步加入的试剂必须是过量的，使离子除尽；过量的离子在下一步中必须出去，故先加入BaCl2，除去硫酸根，过量的钡离子，加入Na2CO3除去．根据提供的Ksp数据，在后面加入碳酸钠时，发生BaSO4（s）+CO （aq）=BaCO3（s）+SO （aq）；（4）NH 被氧化生成NCl3，可据此书写电极方程式．
20．【答案】（1）；加热（或煅烧）；电解法
（2）ac
（3）2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH= 85.6kJ·mol 1
（4）在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液；CrO42-和Cr2O72-；NaOH和H2
【解析】【解答】惰性电极电解混合物浆液时，Na+移向阴极，CrO42-移向阳极。Al(OH)3、MnO2剩下在固体混合物中。固体混合物加入NaOH时，Al(OH)3转化为AlO2-，通入CO2转化为Al(OH)3沉淀，再加热分解为Al2O3，最后熔融电解得Al。
（1）NaOH的电子式为 ；根据上述分析，B→C的条件为加热或煅烧，C→Al的制备方法称为电解法。
（2）根据实验方案可知，D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，可知温度对该反应有影响；当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。说明加入H+能继续产生Cl2，可知溶液的酸度对该反应有影响，综上所述，影响该反应的因素有温度和溶液的酸度，
故答案为：ac。
（3）0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，配平方程式，可知2mol Cl2反应放热85.6kJ·mol 1，由此可得该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH= 85.6kJ·mol 1。
（4）用惰性电极电解时，在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，从而使CrO42-从浆液中分离出来；因2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O，所以分离后含铬元素的粒子是CrO42-和Cr2O72-；阴极室H+放电生成H2，剩余的OH-与透过阳离子交换膜移过来的Na+结合生成NaOH，所以阴极室生成的物质为NaOH和H2。
【分析】根据电解原理进行分析电极发生的反应，结合混合物的分离方法等进行整体分析，然后结合问题进行回答即可。
21．【答案】（1）、的单质均比铜活泼，先于铜失去电子进入电解质溶液中
（2）；；过滤
（3）
（4）含金、银、铅的合金(或粗银)
（5）
【解析】【解答】(1)已知Fe、Zn比Cu更活泼的金属，故粗铜中含有、两种元素的单质，但由于二者先于铜失去电子进入电解质溶液中，故在阳极泥中几乎检测不到，故答案为：、的单质均比铜活泼，先于铜失去电子进入电解质溶液中；
(2)已知阳极泥进行“硫酸化(隔绝空气)焙烧”，烟气中含有，等。
①“焙烧”过程中与浓硫酸反应即Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成CuSO4、SO2和H2O，故该反应的化学方程式为：，故答案为：；
②将、通入水中即可生成单质硒，Se的化合价降低被还原为Se单质，故S的化合价升高被氧化为，故该反应的离子方程式为，故答案为：；
③实验室中分离不溶性固体和液体的方法是过滤，故将粗硒从溶液中分离出来的操作为过滤，故答案为：过滤；
(3)用惰性电极电解“浸液”即主要电解硫酸铜溶液时，溶液中发生的总反应离子方程式为 ，故答案为：；
(4)由题干信息可知，“银电解”即进行银的精炼，根据铜的精炼过程可知，用含金、银、铅的合金(或粗银)作阳极材料，用纯银作阴极，故答案为：含金、银、铅的合金(或粗银)；
(5) 焙烧需消耗硫酸，而得到粗硒生成硫酸，则硫酸可循环利用，故答案为：H2SO4。
【分析】（1）活泼金属做阳极，活泼金属先放电。
（2）②二氧化硫具有还原性，氧化硒具有氧化性，发生氧化还原反应得到单 硒
（3）电解硫酸铜，铜离子得电子得到单质铜。
（4）对金属精炼时，阳极为含有杂质的精炼金属。