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12题）
1．某学习小组用如图所示装置进行相关电解实验，下列说法正确的是
A．该装置中电子移动方向：“负极”→石墨1→X溶液→石墨2→“正极”
B．若X是，电解一段时间后，向U形管两端滴入酚酞，只有石墨1电极附近的溶液呈红色
C．若X是，电解一段时间后，电解液的氧化性减弱
D．若X是NaOH，石墨2的电极反应式为
2．KIO3广泛用于化工、医学和生活中，工业上制备KIO3的工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．a为正极，B极上发生氧化反应
B．电子流向：A→a→b→B
C．X气体是H2，每转移2mole-，可产生22.4LX气体
D．A极的电极反应式为：I-+6OH--6e-=IO+3H2O
3．某化学兴趣小组现利用氢氧燃料电池（能量利用率为80%）进行在铁上镀铜，装置如图所示（已知D电极主要成份是铁，C电极、D电极内的电解质溶液为硫酸铜溶液），下列说法错误的是
A．气体a是氢气，气体b是氧气
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．若A中反应0.1mol气体a，D电极增重6.4g
D．B极的电极反应式：O2+4e-+4H+＝2H2O
4．某实验室设计了如图装置制备。双极膜是阴、阳复合膜，层间的解离成和并分别通过阴、阳膜定向移动。下列说法错误的是
A．为负极
B．石墨电极反应式为
C．双极膜中产生的移向Pt电极
D．每消耗时双极膜中消耗
5．在直流电源作用下，双极膜中间层中的解离为和。某技术人员利用双极膜(膜c、膜d)电解技术从含葡萄糖酸钠(用GCOONa表示)的溶液中提取NaOH和葡萄糖酸(GCOOH)，工作原理如图所示。下列说法错误的是

A．M为阴极
B．③室和④室所得产物相同
C．膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜
D．N极电极反应式为
6．宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一，下列用于解释事实的方程式书写正确的是
A．泡沫灭火器喷出白色泡沫用于灭火： 2A13++3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
B．用饱和Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4： Ca2++=CaCO3↓
C．缠有铜丝的铁钉放入滴有酚酞的NaCl溶液，铜丝附近溶液变红： O2+4e-+2H2O =4OH-
D．惰性电极电解NaCl溶液，两极均产生气体： 2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑
7．研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。下列说法错误的是
A．电池负极电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O
B．放电过程中K+由负极区移动到正极区
C．HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能
D．放电过程中需补充的物质A为K2SO4
8．铅蓄电池的两极分别为铅和二氧化铅，电解质溶液为硫酸，工作时的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O。下列结论正确的是（ ）
A．铅为正极被氧化
B．溶液的pH不断减小
C．硫酸根离子只向二氧化铅处移动
D．电子由铅极流向二氧化铅极
9．下列离子方程式不正确的是
A．向FeBr2溶液中通入过量的Cl2：2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-
B．泡沫灭火器的灭火原理：Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑
C．用FeC13饱和溶液制备Fe(OH)3胶体：Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+
D．用铜电极电解硫酸铜溶液：2Cu2++2H2O2Cu↓+O2↑+4H+
10．如图为铅蓄电池的示意图。下列说法正确的是

A．放电时，N 为负极，其电极反应式为 PbO2＋SO42—＋4H＋＋2e－=PbSO4＋2H2O
B．放电时，c(H2SO4)不变
C．充电时，阳极反应式为 PbSO4＋2e－=Pb＋SO42－
D．充电时，若 N 连电源正极，则该极生成 PbO2
11．电子科技大学孙威教授首次将弱酸性的醋酸锌电解液应用于非碱性锌-空气电池中，探索了其基于碱式醋酸锌水合物可逆生成与分解的新型反应机制。工作原理如图所示(注明：代表)。
下列说法错误的是
A．放电时，Cu电极电势高于Zn电极电势
B．放电时，向Cu电极迁移
C．充电时，Cu电极上的电极反应式为
D．充电时，理论上转移电子时，Zn电极增加
12．下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向盛有硝酸的烧杯中加入铜粉 溶液上方产生红棕色气体 证明该硝酸为浓硝酸
B 取10mL0.1mol·L-1FeCl3溶液， 滴加10滴0.1mol·L-1KI溶液， 继续加入2mL苯，振荡静置， 取下层溶液，滴入AgNO3溶液 上层呈紫红色，下层溶液 滴入AgNO3溶液生成白色 沉淀 FeCl3与KI反应有一定的 限制
C 向紫色石蕊试液中通入SO2 溶液褪色 SO2具有漂白性
D 在一块除去铁锈的铁片上面滴 1滴含有酚酞的食盐水，静置 2~3min 溶液边缘出现红色 铁片上发生了吸氧腐蚀
A．A B．B C．C D．D
二、填空题（共8题）
13．一种甲烷燃料电池的工作原理如图所示。
回答下列问题：
(1)X极的电极反应式为 。以该燃料电池为电源，石墨为电极，电解100mL0.50mol·L-1CuSO4溶液，当阳极产生1.12L(标准状况)气体时，为使电解质溶液恢复到电解前的状态，应加入下列物质中的 (填标号)。
a.0.05molCuCO3 b.0.05molCuO c.0.05molCu(OH)2 d.0.05molCuSO4
(2)若以该燃料电池为电源进行粗铜的精炼，则M极连接的是 (填“粗铜”或“精铜”)，N极的电极反应式为 。
(3)若以该燃料电池为电源进行电镀铜，则N极连接的是 (填“镀件”或“精铜”)，理论上每消耗1mol甲烷时，M极的质量变化为 g(注明“增加”或“减少”)。
14．装置如图所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。请回答：
(1)B极是电源的 极，C极的电极反应式为 ，一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐 (填“变深”或“变浅”)。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成，对应单质的物质的量之比为 。
(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是 (填“铜”或“银”)，电镀液是 溶液。常温下，当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol·L-1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为 g，甲中溶液的酸性 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若甲烧杯是在铁件表面镀铜，已知电镀前两电极质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，发现二者质量相差5.12 g，则电镀时电路中通过的电子为 mol。
15．铝及其化合物在生产、生活中有极其广泛的用途。
（1）化学式Mg17Al12的合金是一种新型的纳米储氢合金，其储氢原来理为Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al，得到的混合物X（17MgH2+12Al）在一定条件下能释放出H2。
①MgH2中氢元素的化合价为 。
②将X与足量的NaOH溶液混合可得到H2，则766gX充分反应后可得到 molH2。
（2）将铝片放在汞盐溶液中，其表面会形成铝汞合金（铝表面的氧化膜被破坏了），从溶液中取出铝并放置在空气中，铝片表面会迅速长出胡须状的“白毛”（主要成分为Al2O3），同时放出大量的热．导致迅速长出“白毛”的原因可能有：一是铝、汞及介质共同形成了微小原电池，加速了铝的氧化反应；二是 。确定前一种可能原因是否存在的简单方法是 。
（3）无水AlCl3可用作有机合成的催化剂，工业上可用Al2O3、Cl2、焦炭混合反应制备无水AlCl3，该反应的另一种产物是可燃性气体，写出该反应的化学方程式： 。
（4）聚合氯化铝铁（PAFC）的组成可表示为[AlFe(OH)nCl6-n]m，它是应用广泛的高效净水剂。
①PAFC在强酸性和强碱性溶液中均会失去净水作用，原因是 。
②为检测PAFC中Al和Fe的含量，设计如图所示的流程：
试剂A是 ，步骤②中发生反应的离子方程式是 。
16．如图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，B池的两极都有气体产生。试回答：
（1）电源电极X名称为 （填“正极”或“负极”）
（2）烧杯中溶液的 pH变化：（填“增大”、“减小”或“不变”）B池 ，C池 。
（3）写出A池中所发生的电解反应方程式：
17．氯碱工业是以电解饱和食盐水为基础的基本化学工业。如图是某氯碱工业生产原理示意图：
(1)写出装置A在通电条件下反应的化学方程式： 。
(2)装置A所用食盐水由粗盐水精制而成。精制时，为除去食盐水中的Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为 、 。
(3)氯碱工业是高耗能产业，按图将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上，相关物料的传输与转化关系如图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中Y是 (填化学式)；X与稀NaOH溶液反应的离子方程式为 。
②比较图示中氢氧化钠的质量分数a%与b%的大小：a% b%。
A．大于 B．小于 C．等于 D．无法确定
③若用装置B作为装置A的辅助电源，每当消耗标准状况下氧气的体积为11.2L时，则装置A中产生X为 mol。
18．电镀废水中的氰根()能抑制人体组织细胞内酶的活性，常采用电解法和氧化法转化为无毒物质后排放到环境中。
(1)电解法：用钛基二氧化铅涂层作阳极，不锈钢作阴极，电解含电镀废水。
①若电镀废水呈碱性，阳极电极反应式为 。
②处理低浓度含氰废水时，通常添加一定量的NaCl。电解相同时间，添加NaCl后去除率明显提高，可能的原因是 。
(2)氧化法：“臭氧-活性炭”去除的机理如图所示(“*”表示活性炭表面吸附的物种；碱性条件下活性炭催化产生)。

①氧化的离子方程式为 。
②在含氰废水，臭氧通入量为的实验条件下，1L含氰废水分别在“臭氧”、“活性炭”和“臭氧-活性炭”三种体系下对的去除率随时间变化的曲线如图所示。“臭氧-活性炭”体系对的去除率明显优于另外两个体系的原因是 。
③调节废水，“臭氧-活性炭”体系对的去除率增大的原因是 。
19．某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：
(1)丙池中E电极为 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)
(2)当乙池中C极质量减轻5.4g时，甲池中B电极理论上消耗O2的体积为 mL(标况)。
(3)一段时间后，断开电键K，下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是_______ (填选项字母)。
A．Cu B．CuO C．Cu(OH)2 D．Cu2(OH)2CO3
(4)爱迪生蓄电池的反应式为：Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2；高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型净水剂。用如图装置可以制取少量高铁酸钠。
①此装置中爱迪生蓄电池的正极是 (填“a“或"b")，该电池工作一段时间后必须充电，充电时阴极的电极反应式为 。
②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式为 。
20．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)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．已知电子不能经过电解质溶液或熔融的电解质，故该装置中电子移动方向：“负极”→阴极即石墨1，再由阳极即石墨2→“正极”，A错误；
B．若X是，则阴极即石墨1上电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极即石墨2上电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故电解一段时间后，向U形管两端滴入酚酞，只有石墨1电极附近的溶液呈红色，B正确；
C．若X是，则阴极即石墨1上电极反应为：2Ag++2e-=2Ag，阳极即石墨2上电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电解一段时间后，电解液由AgNO3变为HNO3和AgNO3的混合液，由于HNO3的氧化性强于AgNO3，即电解液的氧化性增强，C错误；
D．若X是NaOH，石墨2即阳极，阳极发生氧化反应，该电极反应式为，D错误；
故答案为：B。
2．D
【分析】根据图示，该装置为电解池，A电极上I-发生失电子的氧化反应生成，A电极为阳极，则a为电源的正极，b为电源的负极，B电极为阴极；据此分析作答。
【详解】A．a为电源的正极，B电极为阴极，B极上发生得电子的还原反应，A错误；
B．A电极为阳极，a为电源的正极，b为电源的负极，B电极为阴极，电子流向为：A→a、b→B，电子不通过电源的内电路，B错误；
C．B极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，X气体是H2，每转移2mole-生成1molH2，由于H2所处温度和压强未知，不能计算H2的体积，C错误；
D．A电极上I-发生失电子的氧化反应生成，电极反应式为I-+6OH--6e-=+3H2O，D正确；
答案选D。
3．C
【详解】A．根据题意，为实现在铁上镀铜，D电极应发生Cu2++2e-＝Cu，D电极为阴极，连接D的A极为原电池的负极，根据燃料电池原理可知，气体a是氢气，气体b是氧气，A项正确；
B．为实现在铁上镀铜，铜离子需要从C电极向D电极移动，故离子交换膜为阳离子交换膜，B项正确；
C．原电池能量利用率为80%，根据原电池原理可知A中0.1mol气体a只能转移0.16mol电子，D电极得到0.16mol电子，生成0.08mol铜，则D电极增重5.12g，C项错误；
D．根据A项分析可知，B极为原电池的正极。原电池正极发生还原反应，即氧气在酸性条件下电极反应式：O2+4e-+4H+＝2H2O，D项正确；
答案选C。
4．D
【详解】A．Pt电极一侧NH3生成N2H4，发生了失电子的氧化反应，所以为负极，故A正确；
B．双极膜中的移向正极，得电子发生还原反应，故B正确；
C．阴离子移向负极，故C正确；
D．没有说明气体的存在状况，无法计算物质的量，故D错误；
故选D。
5．B
【分析】在直流电源作用下高效制备H2SO4和NaOH由图可知，M极为阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，左侧葡萄糖酸钠溶液中钠离子透过膜a向左侧迁移，葡萄糖酸根离子透过膜b向右侧迁移，故膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，水解离出的氢离子经过膜c向左侧迁移，膜c为阳离子交换膜，N极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，右侧葡萄糖酸钠溶液中葡萄糖酸根离子透过膜f向右侧迁移，钠离子透过膜e向左侧迁移，故膜e为阳离子交换膜，膜f为阴离子交换膜，水解离出的氢氧根离子经过膜d向右侧迁移，膜d为阴离子交换膜；
【详解】A．根据分析可知，M极为阴极，选项A正确；
B．葡萄糖酸根离子透过膜b向右侧迁移，水解离出的氢离子经过膜c向左侧迁移，③室产生葡萄糖酸；钠离子透过膜e向左侧迁移，水解离出的氢氧根离子经过膜d向右侧迁移，④室产生氢氧化钠，两室产物不相同，选项B错误；
C．左侧葡萄糖酸钠溶液中钠离子透过膜a向左侧迁移，葡萄糖酸根离子透过膜b向右侧迁移，故膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，选项C正确；
D．N极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，选项D正确；
答案选B。
6．C
【详解】A．泡沫灭火器喷出白色泡沫用于灭火的主要原理为碳酸氢钠与铝离子发生双水解所致，其离子方程式为： A13++ 3=Al(OH)3↓+3CO2↑，故A错误；
B．水垢中的硫酸钙为微溶物，离子方程式中不能拆开写，故B错误；
C．铁钉发生了吸氧腐蚀，铁钉作负极，铜丝作正极，故中性条件下发生反应O2+4e +2H2O=4OH ，故C正确；
D．惰性电极电解NaCl溶液，离子方程式应为2Cl +2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，故D错误；
故选C。
7．D
【详解】A ．甲酸在左侧电极失去电子转化为碳酸氢钾，电池负极电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=+H2O，A正确;
B．根据上图判断，左侧电极为负极，右侧为正极，钾离子由负极区移动到正极区，B正确；
C．HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，C正确；
D．右侧为正极，铁离子得到电子转化为亚铁离子，通入的氧气把亚铁离子氧化为铁离子，而阳离子钾离子向正极移动，由于右侧硫酸钾从溶液中流出，所放电过程中需补充的物质A为硫酸，D错误；
故选D。
8．D
【详解】A.由铅蓄电池工作时反应的方程式可知，铅的化合价升高，失去电子，发生氧化反应，铅为负极，A错误；
B.反应过程中硫酸不断被消耗，溶液的pH不断增大，B错误；
C.内电路中，阴离子(硫酸根离子)移向负极(Pb极)，阳离子移向正极，C错误；
D.其外电路中，电子由负极(Pb极)流向正极(PbO2极)，D正确；
答案为D。
【点睛】原电池的内电路中为阴阳离子的移动，阴离子向负极移动；外电路为电子的移动，由负极向正极移动。
9．D
【详解】A．FeBr2溶液中通入过量的Cl2可氧化Fe2+和Br-，反应的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-，故A正确；
B．泡沫灭火器的灭火原理：铝离子与碳酸氢根离子发生双水解反应，离子方程式为：Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑，故B正确；
C．向沸水中滴加氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体，发生反应为氯化铁水解生成氢氧化铁胶体和氯化氢，离子方程式为：Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+，故C正确；
D．用铜电极电解硫酸铜溶液，阳极放电的是铜，不会生成氧气，相当于电解精炼铜，故D错误；
故选：D。
10．D
【详解】A. 铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb 2PbSO4+2H2O可知，放电时，Pb被氧化，则M应为电池负极反应，电极反应式为：Pb 2e +SO42 =PbSO4，故A错误；
B. 放电时，负极反应：Pb 2e +SO42 =PbSO4，正极上：4H++PbO2+SO42 +2e =2H2O+PbSO4，两个电极质量增加，但是反应中硫酸被消耗，浓度减小，故B错误；
C. 充电时，阳极发生失电子的氧化反应，2H2O+PbSO4 2e =4H++PbO2+SO42 ，故C错误；
D. 充电时，若N连电源正极，N为阳极，阳极上硫酸铅发生失电子的氧化反应：2H2O+PbSO4 2e =4H++PbO2+SO42 ，该极生成PbO2，故D正确。
答案选D。
【点睛】本题典型的二次电池的综合考查，综合电解池和原电池的工作原理，与电源的正极相连的为电解质阳极，与电源的负极相连的为电解质阴极，充放电过程的电池反应是互逆的。
11．B
【分析】由上图可知，放电时Zn失电子变为Zn2+，化合价升高，发生氧化反应，做负极，则Cu为正极，氧气在正极参与反应，生成氢氧根；充电时，Zn2+变为Zn，化合价降低，发生还原反应，做阴极，则Cu为阳极，氢氧根放电，有氧气生成。
【详解】A．由上述分析可知，放电时Zn为负极，Cu为正极，正极电势高于负极，A正确；
B．由原电池工作原理可知，放电过程中，阴离子往负极移动，因此醋酸根应该往Zn电极移动，B错误；
C．由上述分析可知，充电时Cu做阳极，氢氧根参与放电，有氧气生成，电极反应式为，C正确；
D．根据电子守恒可知，当电路中转移0.4mol电子时，Zn电极有0.2mol Zn生成，Zn的摩尔质量为65g/mol，0.2mol的质量为13.0g，D正确；
故选B。
12．D
【详解】A．向盛有硝酸的烧杯中加入铜粉，溶液上方向产生红棕色气体，可能是产生的NO在上方被氧化成NO2，故A错误；
B．下层溶液滴入硝酸银有白色沉淀，是氯化银，不能说明溶液中含有碘离子，无法说明碘部分反应，故B错误；
C．二氧化硫通入紫色石蕊中呈红色，故C错误；
D．铁作负极（金属）：2Fe - 4e －= 2Fe2＋，碳等作正极：2H2O + O2 + 4e－ = 4OH－，故D正确；
故选D。
13． CH4－8e-+2H2O=CO2+8H+ c 粗铜 Cu2++2e-=Cu 镀件 减少256
【分析】X处通入燃料甲烷，左侧电极为负极，负极上甲烷失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，Y处通氧气，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，右侧为电解池，根据精炼铜原理和电镀原理答题。
【详解】(1)由图可知X电极为负极，该电极的电极反应式为CH4－8e-+2H2O=CO2+8H+，以该燃料电池为电源，石墨为电极，电解100mL0.50mol·L-1CuSO4溶液，阳极是氢氧根离子放电生成氧气，当阳极产生1.12L(标准状况)气体即0.05mol氧气时，转移0.2mol电子，硫酸铜是0.05mol，铜离子完全放电转移0.1mol电子，这说明阴极还有0.05mol氢气生成，因此为使电解质溶液恢复到电解前的状态，应加入0.05molCu(OH)2，答案选c；
(2)若用该燃料电池进行粗铜精炼，M极与正极相连，所以M极为阳极，连接的是粗铜，N极为阴极，阴极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
(3)若用该燃料电池进行电镀铜，则N极（阴极）连接的是镀件，根据CH4－8e-+2H2O=CO2+8H+，Cu2++2e-=Cu，得关系式CH4～8e-～4Cu，每消耗1mol甲烷，阳极损失4molCu，可知阳极减少的质量为4mol×64g/mol=256g。
14． 负 4OH--4e-＝ O2↑+2H2O 变浅 1∶2∶2∶2 铜 AgNO3 5.4 变大 0.08
【分析】由C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同，A、B为外接直流电源的两极，将直流电源接通后，F极附近呈红色可知，F电极附近有碱生成，则F电极上水电离出的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，为串联电解池的阴极，所以C、E、G、X是阳极，D、F、H、Y是阴极，连接阳极的电极A是电源的正极、连接阴极的电极B是电源的负极。
【详解】（1）由分析可知，电极B是电源的负极；C极为串联电解池的阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为4OH--4e-＝O2↑+2H2O；氢氧化铁胶粒带正电荷，通电一段时间后，氢氧化铁胶粒向阴极Y移动，则电极X附近的颜色逐渐变浅，故答案为：负；4OH--4e-＝O2↑+2H2O；变浅；
（2）由分析可知，C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：4OH--4e-=O2↑+2H2O、Cu2++2e-=Cu、2Cl-=Cl2↑+2e-、2H++2e-═H2↑，当电路中转移电子为1mol时，各电极生成单质的量分别为0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，则单质的物质的量之比为1：2：2：2，故答案为：1：2：2：2；
（3）电镀装置中，镀层金属必须做阳极，镀件做阴极，所以H应该是镀件铜，电解质溶液中含银离子，应为AgNO3溶液，当乙中溶液的c(OH-)=0.1mol·L-1时时，由电极反应2H++2e-═H2↑可知，放电的氢离子的物质的量为0.1mol/l×0.5L=0.05mol，当转移0.05mol电子时，丙中镀件上析出银的质量=108g/mol×0.05mol=5.4g；甲中硫酸铜溶液电解生成铜、硫酸和氧气，溶液中氢离子浓度增大，酸性变大，故答案为：铜；AgNO3；5.4g；变大；
（4）若甲烧杯是在铁件表面镀铜，已知电镀前两电极质量相同，电镀完成后将它们取出，洗净、烘干、称量，发现二者质量相差5.12 g，说明阳极溶解的铜的物质的量为=0.04mol，则 电路中通过的电子为0.04mol×2=0.08mol，故答案为：0.08mol。
15． -1 35 汞作催化剂加速了铝的氧化反应 用汞和除去氧化膜的铝片在干燥的空气中作对比实验 Al2O3+3Cl2+3C=2AlCl3+3CO 强酸性和强碱性溶液中三价铁、三价铝离子无法形成相应胶体 氢氧化钠溶液 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
【详解】（1）①因为镁为+2价，又化合物的化合价代数和为0，所以MgH2中氢元素的化合价为-1价，故答案为-1；
②混合物X（17MgH2+12Al）与足量的NaOH溶液混合，铝与氢氧化钠反应还生成氢气，其方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，又766gX中含铝的物质的量为×12mol=12mol，所以生成氢气为×3mol=18mol，又766gX中含MgH2的物质的量为×17mol=17mol，所以一共可以达到（18+17）=35molH2，故答案为35；
（2）因为加快反应速率，一是铝、汞及介质共同形成了微小原电池，加速了铝的氧化反应；二是汞作催化剂加速了铝的氧化反应；用汞和除去氧化膜的铝片在干燥的空气中作对比实验，如果铝片表面没有会迅速长出胡须状的“白毛”，则为铝、汞及介质共同形成了微小原电池，加速了铝的氧化反应，反之则不是，故答案为汞作催化剂加速了铝的氧化反应；用汞和除去氧化膜的铝片在干燥的空气中作对比实验；
（3）因为工业上可用Al2O3、Cl2、焦炭混合反应制备无水AlCl3，该反应的另一种产物是可燃性气体根据原子守恒则为CO，所以方程式为Al2O3+3Cl2+3C=2AlCl3+3CO；故答案为Al2O3+3Cl2+3C=2AlCl3+3CO；
（4）①因为三价铁、三价铝离子在水中发生水解生成氢氧化铁和氢氧化铝的胶体吸附水中悬浮杂质净水，在强酸性和强碱性溶液中三价铁、三价铝离子无法发生水解生成相应胶体，所以均会失去净水作用；故答案为强酸性和强碱性溶液中三价铁、三价铝离子无法形成相应胶体；
②为检测PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A为氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液，过滤后得到氢氧化铁，灼烧得到氧化铁，滤液中通入过量二氧化碳气体，反应生成氢氧化铝沉淀，灼烧得到氧化铝；所以试剂A为氢氧化钠溶液，步骤②中的反应为偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-；故答案为氢氧化钠溶液，AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。
16． 负极 减小 不变 2KCl+2H2O2KOH+H2↑ + Cl2↑
【分析】根据题中装置图可知，本题考查原电池知识，运用活泼金属电极做负极，较不活泼金属电极做正极分析。
【详解】（1）若电解5min时铜电极质量增加2.16g，说明铜电极为阴极，则银电极为阳极，则X为负极，Y为正极，
故答案为负极；
（2）B中电解硫酸铜溶液生成硫酸，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，C中阴极反应为Ag++e-=Ag，阳极反应为Ag-e-=Ag+，溶液浓度不变，则pH不变，
故答案为减小；不变；
（3）A池中发生反应为电解氯化钾溶液的反应，电解反应方程式为：2KCl+2H2O2KOH+H2↑ + Cl2↑，
故答案为2KCl+2H2O2KOH+H2↑ + Cl2↑。
17． 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ NaOH溶液 Na2CO3溶液 H2 2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O B 1
【分析】由题给示意图可知，燃料电池B中，通入氧气的一极为燃料电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，通入Y的一极为负极，碱性条件下，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水，钠离子通过阳离子交换膜由负极区进入正极区，则Y是氢气，正极区中氢氧化钠溶液浓度增大，负极区氢氧化钠溶液浓度减小；电解池A中，与燃料电池正极相连的左侧电极为电解池阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，与负极相连的右侧电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，钠离子通过阳离子交换膜由阳极区进入负极区，则X为氯气，阴极区氢氧化钠溶液浓度增大。
【详解】(1) 由题给示意图可知，装置A为电解池，在通电条件下精制饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，故答案为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；
(2) 除去食盐水中镁离子时，应加入氢氧化钠溶液将镁离子这氢氧化镁沉淀，除去钙离子时，应加入碳酸钠溶液将钙离子转化为碳酸钙沉淀，故答案为：NaOH溶液；Na2CO3溶液；
(3) ①由分析可知，图中Y是氢气、X是氯气，氯气与稀氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为，故答案为：H2；2OH-+Cl2=ClO-+Cl-+H2O；
②由分析可知，正极区中氢氧化钠溶液浓度增大，则b%大于a%，故答案为：B；
③标准状况下11.2L氧气的物质的量为=0.5mol，由得失电子数目守恒可知，装置A中产生氯气的物质的量为=1mol，故答案为：1。
18．(1) 添加了NaC1，溶液的导电性增强
(2) 臭氧能将氧化，活性炭能增大反应物的接触面积 溶液的碱性增强，活性炭催化O3产生的速率加快
【详解】（1）①若电镀废水呈碱性，阳极电极反应式为：；
②电解相同时间，添加NaCl后去除率明显提高，可能的原因是：添加了NaC1，溶液的导电性增强；
（2）①氧化的离子方程式为：；
②"臭氧-活性炭”体系对的去除率明显优于另外两个体系的原因是：臭氧能将氧化，活性炭能增大反应物的接触面积；
③调节废水pH=10，"臭氧-活性炭”体系对的去除率增大的原因是：溶液的碱性增强，活性炭催化O3产生的速率加快。
19．(1)阳极
(2)280
(3)B
(4) b Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH- Fe-6e-+8OH-=+4H2O
【分析】甲池是甲醇碱式燃料电池，所以乙丙两池均是电解池，根据图象信息及电解池工作原理，则A为负极、B为正极；C、E为阳极、D、F为阴极。
【详解】（1）据分析，E电极为阳极。
（2）甲乙丙池中每个电极转移电子数相等。乙池C电极Ag失电子变成Ag+，消耗Ag的物质的量为： ，则电极上转移电子0.05mol， 由关系式O2~4e-，参与反应的O2物质的量是0.0125mol，则甲池中B电极理论上消耗O2的体积为280mL(标况)。
（3）丙池电解硫酸铜溶液，阳极产生O2，阴极产生Cu，丙池离子方程式为2Cu2++ 2H2O2Cu +O2↑+4H+，产物对应的元素是电解液在电解过程中损失的元素成分，且n(O2):n(Cu)=1:2，则原子个数比为n(O):n(Cu)=1:1，所以只要加入一定量符合这个比例关系的铜氧化合物，即可使电解液恢复至电解之前的状态，即补充CuO，选B。
（4）①用该电解装置制备Na2FeO4， Fe电极做阳极，所以爱迪生电池正极应是b电极；根据爱迪生电池的总反应方程式，二次电池充电时，阴极上发生还原反应，即Fe(OH)2得电子重新生成Fe，电极方程式为：Fe(OH)2 +2e-=Fe+ 2OH-”。
②用电解法制取高铁酸钠时，阳极铁失去电子被氧化为高铁酸根，电极反应式为。
20． 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。
答案第1页，共2页
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