第四章化学反应与电能同步习题（含解析）2023--2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题（共13题）
1．下列关于生产、生活中的化学知识的叙述正确的是
A．用食醋可以帮助我们除去热水瓶的水垢（主要成分是CaCO3和Mg(OH)2）
B．“白色污染”主要是指由石灰造成的环境污染
C．铁只有在酸性条件下才能发生腐蚀
D．蛋白质只含C、H、O、N四种元素
2．一种新型可充放电锂硒电池如图，下列说法正确的是
A．交换膜是阴离子交换膜
B．放电时，向b极移动
C．放电时，外电路流过电子，负极减轻
D．充电时，b极可发生反应
3．下列装置或措施能达到目的的是
A B
验证氧化性：Cl2＞Fe3+＞I2 实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑
C D
测定反应速率 保护铁闸门不被腐蚀
A．A B．B C．C D．D
4．近日，我国科学工作者研究比较了双原子催化剂(即和)对电还原为(是一个双电子和双质子转移过程)的催化性能，其反应机理和相对能量的变化如图所示(吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注)：
下列说法错误的是
A．电还原反应在电解槽的阴极区进行
B．决定电还原速率的反应为
C．反应
D．三种催化剂中的催化性能最好
5．如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。A、B为电源，将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。则以下说法正确的是
A．电源B极是正极
B．欲用丙装置给铜镀银，H应该是Cu，电镀液是AgNO3溶液
C．甲、乙装置的C、E电极均有单质生成，其物质的量之比为1：1
D．装置丁电解一段时间后溶液的pH不变。
6．下列有关CuSO4溶液的叙述中正确的是（ ）
A．在溶液中：
B．它与H2S反应的离子方程式为：
C．用惰性电极电解该溶液时，阳极产生铜单质
D．该溶液呈电中性
7．化学与生产、生活和社会发展密切相关，下列叙述不正确的是
A．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极法
B．西周的“酒曲”酿酒工艺，利用了催化剂使平衡正向移动的原理
C．免洗洗手液的有效成分之一活性胶质银离子能使病毒蛋白质变性
D．针对新冠疫情，可用医用酒精、次氯酸钠溶液等对场所杀菌消毒
8．下列离子方程式书写正确的是
A．氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应：+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
B．[Ag(NH3)2]OH与足量盐酸反应：[Ag(NH3)2]++OH-+3H++C1-=AgCl↓+2+H2O
C．用铁作电极电解氯化钠溶液：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
D．向Na2S溶液中通入少量SO2：S2-+SO2+H2O=+H2S[已知：H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.3×10-8；H2S的Ka1=5.7×10-8，Ka2=1.2×10-15]
9．下列说法正确的是
A．用含有少量硫酸铜的稀硫酸跟锌粒反应，能加快产生氢气，说明Cu2+具有催化能力
B．增大浓度会加快化学反应速率，是因为增加了反应物单位体积内活化分子的百分数
C．等体积、pH都为3的酸HA和HB分别与足量的锌反应，HA放出的氢气多，说明酸性：HAD．碱性锌锰电池是一种常见的二次电池
10．电解熔融氯化钠和氯化钙（助溶剂）混合物制备金属钠的装置如图所示。阳极A为石墨，阴极为铁环K，两极用隔膜D隔开。氯气从阳极上方的抽气罩H抽出，液态金属钠经铁管F流入收集器G。下列叙述正确的是
A．为了增强导电性从而提高生产效率，可以将石墨更换为铜棒做阳极
B．金属钠的密度大于熔融混合盐的密度，电解得到的钠在下层
C．电解时阴极的电极反应为，发生还原反应，阴极上可能有少量的钙单质生成
D．隔膜D为阳离子交换膜，防止生成的氯气和钠重新生成氯化钠
11．下列有关说法正确的是
A．室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
B．一个化学反应的ΔH与实际参加化学反应的物质的多少无关，而与热化学方程式的计量系数有关
C．中和热测定实验中，将碱溶液分多次缓慢加入酸溶液中可减小实验误差
D．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀采用的是牺牲阳极的阴极保护法，属于电解原理
12．研究碳回收利用具有现实意义。某科研小组研究利用某种催化剂，实现加制，作用机理如下图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)，下列有关说法错误的是
A．加制的原子利用率小于100%
B．是反应的中间体，参与了反应的催化循环
C．在催化剂的表面发生共价键的断裂与形成
D．反应②的反应式为
13．自新冠肺炎在武汉发现以后，全国相继爆发了肺炎疫情，口罩和消毒剂成为了疫区百姓的急需物品，供不应求，为了解决这个问题，老师在家中利用现有的物品制备含氯消毒剂，并用于家庭消毒，实验装置原理如图所示，下列说法正确的是
A．从该装置的左室出口逸出
B．a为直流电源的负极，b为直流电源的正极
C．离子交换膜为阴离子交换膜
D．阳极区的反应为，
二、填空题（共9题）
14．能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。面对能源枯竭的危机，提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向。
(1)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关，这是化学学科关注的方面之一。某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在 400mL 稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值):
时间/min 1 2 3 4 5
氢气体积/mL(标况) 100 240 464 576 620
①哪一段时间内反应速率最大： min(填“0～1”或“1～2”或“2～3”或“3～4” 或“4～5”)。
②另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积。他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率但不影响生成氢气的量。你认为可行的是 (填字母序号)。
A．KCl 溶液 B．浓盐酸 C．蒸馏水 D．CuSO4 溶液
(2)如图为原电池装置示意图：
①若 A 为铝，B 为镁，电解质为稀硫酸溶液，则负极材料是 (填“铝片”或“镁片”)。
②若A为Cu，B 为石墨，电解质为 FeCl3 溶液，工作时的总反应为 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。写出铜电极的电极反应式： ；若该电池反应消耗了 0.1mol FeCl3， 则转移电子的数目为 。
15．KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式 。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ，其迁移方向是 。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有 (写出一点)。
16．铝作为一种应用广泛的金属，在电化学领域发挥着举足轻重的作用。回答下列问题：
(1)某同学根据氧化还原反应设计加图所示的原电池：
A溶液溶质的化学式为 ；电极Y材料的化学式为 ；盐桥中的阴离子向 (填化学式)溶液中移动。
(2)新型电池中的铝电池类型较多。
①Li-Al/FeS是一种二次电池，可用于车载电源，其电池总反应为，充电时锂电极连接电源的 极，充电时阳极的电极反应式为 。
②Al-AgO(氧化高银)电池可用作水下动力电源。该电池反应的化学方程式为，当电极上折出2.16 g Ag时，铝电极质量减少 g。
17．某课外小组用如图装置进行实验，试回答下列问题：

(1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式是 。
(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式是 。上述实验进行一段时间后，需向U形管中 ，才能使电解质恢复原浓度。
(3)该小组同学认为，可以模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，利用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解池的阳极反应式为 ，此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的KOH溶液从出口 (填“A”“B”“C”或“D”)导出。
③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的反应式为 。
18．按要求填空。
(1)工业制胆矾时，将粗制CuO粉末(含杂质FeO、Fe2O3)慢慢加入适量的稀H2SO4中完全溶解，除去杂质离子后，再蒸发结晶可得纯净的胆矾晶体。已知：pH≥9.6时，Fe2+以Fe(OH)2的形式完全沉淀；pH≥6.4时，Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH在3~4时，Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀。回答下列问题：
为除去溶液中的Fe2+，可先加入 ，(从下面四个选项选择)将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为 ，然后加入适量的 (写化学式)调整溶液的pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。
A．KMnO4 B．Cl2 C．浓硫酸 D．H2O2
(2)如图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320 ℃左右，电池反应为2Na+xS=Na2Sx，正极的电极反应式为 。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。
(3)室温时，向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液，当溶液pH=7时，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。
19．电解装置如图所示：
Ⅰ.当用惰性电极电解时，c为 极， d极的电极反应 ，电解总反应的化学方程
Ⅱ.(1)若用此装置进行铁上镀铜则c为 （填铁或铜），电解液浓度 (增大，减小或不变）
(2)电镀一段时间后对电极进行称量发现两极质量差为16克，则电路中转移的电子 mol.
Ⅲ.若用此装置进行粗铜的电解精炼。则要求粗铜板是图中电极 (填图中的字母)。
20．如图是一个化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O
（1）请回答图中甲、乙两池的名称．甲池是 装置，乙池是 装置；
（2）请回答下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是 ，B（石墨）电极的名称是 ；
（3）通入O2的电极的电极反应式为： ，A （Fe）电极的电极反应式为 ；
（4）乙池中反应的化学方程式为 ；
（5）电解一段时间后，乙池中A（Fe）极的质量增加5.4g时，且溶液的体积为500mL，求所得溶液在25℃时的pH= ，甲池中消耗O2为 mL（标准状况下）．
（6）钴铁氧体（CoFe2O4）不仅是重要的磁性材料、磁致伸缩材料，还是重要的锂离子电池负极材料。工业上，用电化学法制得CoFe2O4。以NaOH溶液作电解液，纯净的钴铁合金（CoFe2）作阳极进行电解，在阳极上获得CoFe2O4薄膜。该电解过程的化学方程式为 。
21．为了避免对海洋氮循环系统产生影响，含氮废水需经处理后排放。如图是用间接氧化法去除工业废水中氨态氮()的示意图。
(1)结合电极反应式简述间接氧化法去除氨态氮的原理： 。
(2)若生成和的物质的量之比为3：1，则处理后废酸性氨氮废水的将 (填“增大”“不变”或“减小”)，请简述原因： 。
22．在催化剂条件下利用反应进行脱硫具有广阔的工业化前景。请回答下列问题：
(1)在恒温恒压的容器中模拟回收硫，加入起始量均为，测得的平衡体积分数随和的投料比变化如图1：
①当投料比为2时，时测得转化率为，则用的生成速率表示的反应速率 。
②当投料比为3时，的平衡体积分数对应的点是 。
(2)恒温向体积均为的密闭容器通入和。反应体系总压强随时间的变化如图2：
①相对于Ⅰ，Ⅱ改变的外界条件是 。
②的平衡转化率为 ，平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
(3)若采用电解法处理尾气可制备保险粉()电解装置如图，则 (填“”“”或“”)，生成的电极反应式为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A.醋酸和碳酸钙反应生成醋酸钙、水和二氧化碳，醋酸和氢氧化镁反应生成醋酸镁和水，生成的是可溶性的醋酸盐而使水垢溶解，A正确；
B. “白色污染”主要是指由聚苯乙烯、聚氯乙烯等废弃的塑料等合成材料造成的污染，B错误；
C. 铁在酸性相对较强条件下发生析氢腐蚀，在酸性极弱或中性溶液发生吸氧腐蚀，C错误；
D. 蛋白质含有羧基和氨基，必定含C、H、O、N四种元素，也可能有别的元素，如S等元素，D错误；
答案选A。
【点睛】金属的腐蚀有电化学腐蚀和化学腐蚀。在日常生活中，电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重的多。根据环境不同，钢铁的电化学腐蚀又分成吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
2．B
【分析】放电时，a极上Li失电子生成Li+，电极反应式为：Li-e-= Li+，a做负极，b为正极，电极反应式为：，充电时则相反；
【详解】A．Li+由a极向b极移动，则交换膜是阳离子交换膜，故A错误；
B．放电时，a做负极，b为正极，溶液中阳离子移向正极，则向b极移动，故B正确；
C．放电时，负极的电极反应式为：Li-e-= Li+，外电路流过电子，负极减轻0.2molLi，质量为m=nM=0.2mol×7g/mol=1.4g，故C错误；
D．放电时，b为正极，充电时，b为电解池的阳极，发生氧化反应，可发生反应，故D错误；
故选：B。
3．C
【详解】A．该装置可以验证氧化性：Cl2＞Fe2+，但不能够确定I-是Cl2氧化还是被Fe3+氧化，不能证明氧化性：Fe3+＞I2，A不能达到实验目的；
B．Cu和Ag均为不活泼金属，不能在稀硫酸中发生自发的氧化还原反应，不能实现不Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑的发生，B不能达到实验目的；
C．可根据一定时间内产生氢气的量来计算反应的速率，C可以达到实验目的；
D．用外加电流的阴极保护法保护铁闸门不被腐蚀时，应将铁闸门连接电源的负极，D不能达到实验目的；
答案选C。
4．C
【详解】A．电还原反应时生成CO，得电子，在电解槽的阴极区进行，选项A正确；
B．根据图中信息可知，转化为的△E最高，反应速率最慢，故决定电还原速率的反应为，选项B正确；
C．为中间态的转化，不能以反应热的形式表示焓变，选项C错误；
D．催化剂改变反应历程，三种催化剂中相对能量最低，故催化性能最好，选项D正确；
答案选C。
5．B
【分析】向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明该电极为氢离子放电生成氢气，溶液中的氢氧根离子浓度增大，显碱性。即该电极为阴极。
【详解】F为阴极，则对应的B为负极。
A. 根据分析，电源B极是负极，故错误；
B. 欲用丙装置给铜镀银，镀层金属银应在阳极，即为G极，H应该是Cu，电镀液是AgNO3溶液，故正确；
C. 甲、乙装置的C电极产生氧气，E极产生氯气，二者根据电子守恒分析，其物质的量之比为1：2，故错误；
D. 装置丁为电解水生成氢气和氧气，一段时间后溶液的pH变小，故错误。
故选B。
6．A
【详解】A.硫酸铜溶液中存在电荷守恒：，故A正确；
B. H2S是弱电解质，它与H2S反应的离子方程式为：，故B错误；
C.用惰性电极电解该溶液时，阴极吸引铜离子生成铜单质，故C错误；
D.硫酸铜为强酸弱碱盐，水解显酸性，故D错误；
故选：A。
7．B
【详解】A．电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，让镁作负极，因此该原理是牺牲阳极的阴极保护法，故A正确；
B．西周的“酒曲”酿酒工艺，利用了催化剂加快反应速率，但平衡不移动，故B错误；
C．活性胶质银离子具有强氧化性，能使病毒蛋白质变性，故C正确；
D．医用酒精、次氯酸钠溶液都能使蛋白质变性，因此能对场所杀菌消毒，故D正确；
综上所述，答案为B。
8．B
【详解】A．氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应生成碳酸钙、氢氧化镁；若氢氧化钙过量，正确的离子方程式应该为：Mg2++2+2Ca2++4OH-=2CaCO3↓+2H2O+Mg(OH)2↓，A错误；
B．反应符合事实，遵循物质的拆分原则，B正确；
C．Fe是活性电极，Fe失去电子帮我Fe2+进入溶液，溶液中H2O电离产生的H+得到电子变为H2逸出，Fe2+与溶液中的OH-反应生成Fe(OH)2沉淀，离子方程式为：Fe+2H2OFe(OH)2↓+H2↑，C错误；
D．向Na2S溶液中通入少量SO2，反应产生、HS-，离子方程式为：2S2-+SO2+H2O=+2HS-，D错误；
故合理选项是B。
9．C
【详解】A．用含有少量硫酸铜的稀硫酸跟锌粒反应，能加快产生氢气，是因为锌置换出铜附在锌表面，形成许多微小的原电池，从而加快反应速率的，并不是Cu2+具有催化能力，A错误；
B．增大浓度会加快化学反应速率，是因为增加了反应物单位体积内分子数，但活化分子的百分数不变，单位体积内反应物的活化分子数增多导致反应速率加快，B错误；
C．等体积、pH都为3的酸HA和HB分别与足量的锌反应，HA放出的氢气多，说明HA中能够提供的H+更多，说明HA电离程度更小了，说明酸性：HAD．碱性锌锰电池是一种常见的一次电池，D错误；
故答案为：C。
10．C
【详解】A．若将石墨更换为铜棒做阳极，则阳极上铜失电子产生铜离子，而不是氯离子失电子产生氯气，且产生的铜离子比钠离子更容易得电子，无法得到纯净的钠，选项A错误；
B．由装置示意图可知，金属钠在上部收集，所以钠的密度小于混合盐的密度，选项B错误；
C．电解时阴极上钠离子得电子产生钠，电极反应为，发生还原反应，阴极上也可能有少量的钙离子得电子产生钙单质，选项C正确；
D．由图可知，氯离子通过离子交换膜D迁移至阳极A放电产生氯气，D为阴离子交换膜，选项D错误；
答案选C。
11．B
【详解】A．该反应气体系数之和增大，ΔS>0，室温下不能自发进行，说明ΔH TΔS>0，所以该反应的ΔH>0，故A错误；
B．一个化学反应的ΔH与实际参加化学反应的物质的多少无关，而ΔH的大小与热化学方程式的计量系数成正比，即ΔH与热化学方程式的计量系数有关，故B正确；
C．将碱溶液分多次缓慢加入酸溶液中，导致热量散失较多，测定的中和热的值偏小，所以应该一次加入，故C错误；
D．Zn、Fe和电解质溶液接触能形成原电池，Zn失电子作负极，被腐蚀，Fe作正极被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法，属于原电池原理，故D错误；
答案为B。
12．C
【详解】A．由图可知加生成和水，故原子利用率小于100%，A正确；
B．由图可知，催化剂的作用是吸附和解吸反应过程中生成的水，说明参与了反应的催化循环，是反应过程中存在的物质，反应开始和结束都没有该物质，是中间体，B正确；
C．由图可知，催化剂的作用是吸附和解吸反应过程中生成的水，没有发生共价键的断裂与形成，C错误；
D．由图可知反应②的反应式为，D正确；
故选C。
13．D
【详解】A．右侧产生氢氧化钠，说明是阴极区，水电离出的氢离子放电产生氢气，则从该装置的右室出口逸出，A错误；
B．右侧为阴极区，因此a为直流电源的正极，b为直流电源的负极，B错误；
C．左侧产生酸性水溶液，因此为防止左侧产生的氯气与氢氧化钠反应，氢氧根离子不能进入左侧，则离子交换膜为阳离子交换膜，C错误；
D．阳极区氯离子放电，反应为，产生的氯气与水反应：，D正确；
答案选D.
14． 2～3 AC 镁片 Cu-2e-=Cu2+ 0.1NA
【分析】(1)①反应速率越快，相同时间内收集的氢气越多；
②要降低反应速率，可以采用降低氢离子浓度的方法实现；
(2)①将铝片和镁片用导线相连，电解质为稀硫酸溶液，镁比铝活泼，镁作负极；
②若A为铜片，B为石墨，电解质为FeCl3溶液，Cu失电子作负极、石墨作正极，负极上铜失电子生成铜离子、使金属Cu的质量减小，正极上铁离子得电子生成亚铁离子，结合电极反应式分析转移电子数目。
【详解】(1)①相同条件下，反应速率越大，相同时间内收集的气体越多，0～1 min收集气体100 mL、1～2 min收集气体140 mL、2～3 min收集气体224 mL、3～4 min收集气体112 mL、4～5 min收集气体44 mL，由此可见在2～3 min收集气体体积最多，故2～3 min时间内反应速率最大；
②A．加入KCl溶液，使溶液中c(H+)降低，反应速率降低，且氢离子总物质的量不变，生成氢气总量不变，A符合题意；
B．加入浓盐酸溶液，使溶液中c(H+)增大，化学反应速率增大，且氢离子总物质的量增加，使生成氢气总量增大，B不符合题意；
C．加入蒸馏水，使溶液中c(H+)减小，反应速率降低，且氢离子总物质的量不变，生成氢气总量不变，C符合题意；
D．加入CuSO4溶液，Zn和铜离子发生置换反应生成Cu，Zn与置换产生的Cu及稀盐酸构成了原电池而加快反应速率，D不符合题意；
故合理选项是AC；
(2)①若 A 为铝，B 为镁，电解质为稀硫酸溶液，因镁比铝活泼，则负极材料是镁片；
②若A为Cu，B 为石墨，电解质为 FeCl3 溶液，工作时的总反应为 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，根据方程式可知，Cu为负极，Cu失电子生成铜离子，铜电极的电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；在正极上，溶液中的Fe3+得电子生成Fe2+，则正极B的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，根据正极的电极反应式可知，当该电池反应消耗了 0.1mol FeCl3时，转移电子的物质的量为0.1mol，数目为0.1NA。
15． 2H2O＋2e-=2OH-＋H2↑ K+ 由a到b 产生Cl2易污染环境等
【分析】①电解池阴极为KOH溶液，电解质溶液呈碱性，电解池阴极发生还原反应，过程应为H2O转化为H2，据此写出阴极电极反应；
②隔膜是阳离子交换膜，起主要交换的离子应为K+，电解池工作时，阳离子向阴极移动；
③电解法过程中，阳极发生反应I2-10e-+12OH-=2+6H2O制备KIO3，整个电解池装置没有产生氧化法过程中的Cl2，即没有产生污染大气环境的有毒气体。
【详解】①电解液是KOH溶液，阴极上溶液中水电离产生的H+得到电子变为H2，故阴极的电极反应式为2H2O＋2e-=2OH-＋H2↑；
②隔膜是阳离子交换膜，起主要交换的离子应为K+；
电解池工作时，阳离子会向阴极定向移动，所以K+的移动方向应为从a到b；
③电解过程中阳极反应为I2-10e-+12OH-=2+6H2O，整个电解池装置没有产生氧化法过程中的Cl2。即 “KClO3氧化法”的主要不足之处是产生Cl2，易污染环境。
【点睛】本题以KIO3的制取为线索，考查了氧化还原反应。掌握电解原理，从环境保护方面分析不同实验方案的优劣。
16．(1) (等) Al
(2) 负 0.36
【详解】（1）根据题干信息可知，右侧是硫酸铝溶液，故Y是金属铝，是负极，X是金属铜，左侧是Cu2+离子溶液，可以是CuSO4(CuCl2等)，阴离子向负极移动，故盐桥中的阴离子向Al2(SO4)3溶液中移动；
（2）①根据电池总反应可知，充电时Li2S变成Li，得电子，化合价降低，对应的是阴极，故充电时锂电极连接电源的负极；Fe对应的是阳极，变成FeS，故阳极的电极反应式为Fe 2e +S2 =FeS；
②根据化学方程式2Al+3AgO+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]+3Ag，设铝电极质量减少x，则有 ，解得x=0.36g，故铝电极质量减少0.36g。
17．(1)
(2) 通入HCl气体
(3) 小于 D
【详解】（1）若开始时开关K与a连接，该装置为原电池，铁发生吸氧腐蚀，则B极为负极，电极反应式是。
（2）若开始时开关K与b连接，构成电解池，B是阴极，B极氢离子得电子生成氢气，则B极的电极反应式是，石墨电极为阳极，氯离子失电子生成氯气。根据元素守恒，上述实验进行一段时间后，需向U形管中通入HCl气体，才能使电解质恢复原浓度。
（3）①阳极氢氧根离子失电子生成氧气，该电解池的阳极反应式为，阳极制取硫酸，硫酸根离子通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极氢离子得电子生成氢气，阴极制取氢氧化钾，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极室，根据电荷守恒，此时通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数。
②阴极制取氢氧化钾，制得的KOH溶液从出口D导出。
③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，正极氧气得电子生成氢氧根离子，则电池正极的反应式为。
18． D 2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O CuO或Cu(OH)2 xS+2e-=S（或2Na++xS+2e-=Na2Sx） 4.5 c(Na+)＞c(SO)＞c(NH4+)＞c(OH-)=c(H+)
【详解】(1)加入合适氧化剂，使Fe2+氧化为Fe3+，不能引入新的杂质，即过氧化氢，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；调整至溶液pH=4，使Fe3+转化为Fe(OH)3，为了达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的，则加含铜元素的物质与氢离子反应促进铁离子水解转化为沉淀，即CuO或Cu(OH)2；
(2)原电池正极发生得电子的还原反应，在反应2Na+xS=Na2Sx中，硫单质得电子，故正极反应为：xS+2e-=S(或2Na++xS+2e-=Na2Sx)，与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质铅和钠时，铅成为铅离子时转移电子的物质的量是钠成为钠离子时转移的电子的物质的量的4.5倍，即钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池4.5倍；
(3)pH=7，NH4HSO4与NaOH以1：1.5反应，溶液含有(NH4)2SO4、Na2SO4、NH3 H2O三种成分，则溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是c(Na+)＞c(SO)＞c(NH4+)＞c(OH-)=c(H+)。
19． 阳极 2Cu2＋＋4e－=2Cu 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 铜 不变 0.25mol c
【分析】I.根据电解装置图可知，当用惰性电极电解时，c与电源的正极相连，则c为阳极，d为阴极；
Ⅱ.（1）要实现在铁制品上镀铜，铁制品需作阴极，镀层铜作阳极，含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液；
（2）根据阳极：Cu-2e-→Cu2＋、阴极：Cu2＋+2e-→Cu及电极质量差进行计算；
Ⅲ. 电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解液。
【详解】I.根据电解装置图可知，当用惰性电极电解时，c与电源的正极相连，则c为阳极；d与电源的负极相连，则d为阴极，溶液中的铜离子在阴极放电生成铜，电极反应为2Cu2＋＋4e－=2Cu；阴极、阳极电极反应相加得到电池的总反应，则电解总反应的化学方程为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4；
Ⅱ.（1）要实现在铁制品上镀铜，铁制品需作阴极，镀层铜作阳极，含镀层金属阳离子的盐溶液作电解质溶液，所以c为铜，d为铁，阳极铜放电，阴极溶液中的铜离子放电，则电解液浓度不变；
（2）根据阳极：Cu-2e-→Cu2＋、阴极：Cu2＋+2e-→Cu 两极质量差为128，当两极质量差为16g，说明转移的电子为×2mol=0.25mol；
Ⅲ. 电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液，不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来，所以粗铜板是图中电极c。
20． 原电池 电解池 负极 阳极 O2+2H2O+4e-=4OH- 4Ag++4e-=4Ag 4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3 1 280 CoFe2+4H2O CoFe2O4+4 H2↑
【分析】根据反应方程式知，甲是把化学能转变为电能的装置；乙有外加电源，所以是电解池；根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 发生还原反应，所以该电极是正极;石墨与原电池的正极相连，所以B（石墨）电极是阳极，A （Fe）极与负极相连，A是阴极。
【详解】(1)根据反应方程式知，甲装置是一个燃料电池，所以甲是把化学能转变为电能的装置，甲是原电池；乙有外加电源，所以乙是电解池；
(2)CH3OH发生氧化反应，通入CH3OH的电极名称是负极，石墨与原电池的正极相连，所以B（石墨）电极的名称是阳极；
(3)O2 得电子发生还原反应，所以该电极是正极，通入O2的电极反应式为： O2+2H2O+4e-=4OH-，A （Fe）极与负极相连，A是阴极，A （Fe）电极的电极反应式为 4Ag++4e-=4Ag；
(4)乙是电解池，阳极氢氧根离子失电子生成氧气，阴极银离子得电子生成单质银，总反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3；
(5)乙池中A(Fe)极是阴极，阴极的质量增加的5.40g是银，根据得失电子数相等，氧气、氢离子与银的关系式为O2--------4Ag-------4H+；设消耗氧气的体积是xL，生成氢离子的物质的量为ymol；
O2--------4Ag-------4H+
22.4L ( 4×108 )g 4mol
xL 5.40g ymol
、
x=0.28L=280mL；y=0.05mol；
溶液的体积为500mL，，所得溶液在25℃时的pH=1。
(6)以NaOH溶液作电解液，纯净的钴铁合金（CoFe2）作阳极进行电解，阳极上CoFe2失电子生成CoFe2O4薄膜，阴极氢离子得电子生成氢气，该电解过程的化学方程式为CoFe2+4H2O CoFe2O4+4 H2↑。
21．(1)阳极反应：2Cl--2e-=Cl2，产生的氯气氧化废水中的释放出N2。
(2) 减小 电路中通过相同电量时，若生成和的物质的量之比为3：1，则阳极产生的H+比阴极消耗的H+多。
【分析】由装置图分析可知，此装置为电解池装置，电解质溶液为酸性溶液。与电源正极相连的为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2，氯气具有氧化性，酸性溶液中将氧化成N2，该反应的离子方程式为：3Cl2+2=N2+6Cl-+8H+。与电源负极相连的为阴极，阴极氢离子得到电子生成氢气，阴极反应为：2H++2e-=H2。
【详解】（1）由分析可知，与电源正极相连的为阳极，阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2，氯气具有氧化性，酸性溶液中将氧化成N2。
（2）电解池中阳极反应为：2Cl--2e-=Cl2，生成的氯气氧化，离子方程式为：3Cl2+2=N2+6Cl-+8H+；阴极反应为：2H++2e-=H2。若生成和的物质的量之比为3：1，根据电子守恒可得：6H+~3H2~6e-~3Cl2~ N2~8H+，转移相同电子时，阳极产生的H+比阴极消耗的H+多，故溶液减小。
【点睛】本题突破点电解池阴阳极判断。电解池中与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极，再根据电解池原理解题。此题还涉及陌生化学反应方程式的书写，陌生化学反应方程式书写一定要注意反应发生的环境，酸性溶液还是碱性溶液。
22． C 使用（或使用更高效）催化剂 0.675
【详解】(1)①当投料比为2时，t min时，△n(SO2)=△n(S)=50%×1mol=0.5mol，则△m(S)=0.5mol×32g/mol=16g，则v==g/min；
②当投料比为3时，相当于在投料比为2达到平衡时充入1mol CO，平衡正向移动，根据勒夏特列原理可知达到平衡时，CO2的体积分数小于投料比为2达到平衡时CO2的体积分数，即此时CO2的平衡体积分数对应的点是C；
(2)①观察I、II曲线，最终体系的压强相同，说明最终的平衡状态是相同的，但是反应出两条曲线对应的反应速率不同，且II的反应速率更快，由此可以得知II改变的外界条件是使用（更高效的）催化剂；
②设转化的SO2的物质的量为x mol，则反应的三段式为：
，解得x=0.75mol，α(SO2)==75%；
平衡时，n(CO)=0.5mol，n(SO2)=0.25mol，n(CO2)=1.5mol，则P (CO)==，P(SO2)= =，P(CO2)= =，故KP===0.675kPa-1；
(3)该反应的离子方程式为，即该反应的产物之一是H2SO4，则a＜b；生成的电极反应式为。
答案第1页，共2页
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