4.2 电解池 课时作业（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.2 电解池 课时作业
一、单选题
1．某同学为了使反应2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑能进行，设计了如下所示的四个实验方案，你认为可行的方案是（　　）
A． B．
C． D．
2．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是（　　）
A．a为负极，b为正极 B．a为阳极，b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变
3．下列关于能量转化的说法中，错误的是（　　）
A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能
C．白炽灯工作时，电能全部转化为光能
D．煤燃烧时，化学能主要转化为热能
4．锂常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法（）
A．热还原法 B．热分解法
C．电解法 D．铝热法
5．用铂电极电解2mol/L的 溶液，当 浓度变为1mol/L时停止通电，加入下列物质，能使溶液恢复成原来浓度的是（　　）
A． B．CuO C． D．无水
6．用电化学方法可以去除循环冷却水(含有、、、苯酚等)中的有机污染物，同时经处理过的冷却水还能减少结垢，其工作原理如下图所示。
下列说法正确的是
A．b为电源的正极
B．钛基电极上的反应为H2O+e =H++ OH
C．碳钢电极底部有Mg(OH)2、CaCO3生成
D．每生成标准状况下2.24LCO2，需要消耗0.5mol OH
7．一种冶炼铜的方法是在常温、常压下用溶剂溶浸矿石，浸出液经过萃取使铜和其他杂质金属分离，然后用电积法将溶液中的铜提取出来。铜电积的原理如下图所示，下列说法错误的是（　　）
A．N极应与外接直流电源的负极相连
B．铅合金板上的电极反应式为
C．电积过程中，溶液的 不变
D．通电一段时间后，溶液的 减小
8．硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为H3BO3+OH-=B(OH)4-，H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法错误的是（　　）
A．a与电源的正极相连接
B．阳极的电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+
C．当电路中通过3mol电子时，可得到1molH3BO3
D．B(OH)4-穿过阴膜进入产品室，Na+穿过阳膜进入阴极室
9．化学是一门以实验为基础的自然科学，通过实验可以得知物质的组成、结构、性质及其变化规律．下列通过实验得出的结论正确的是（　　）
A．天然气能在氧气中燃烧，说明氧气具有可燃性
B．水通电分解时生成氢气和氧气，说明水是由氢气和氧气组成
C．将石蕊试液滴入稀硫酸中溶液显红色，说明石蕊试液能使酸变红
D．通过在显微镜下观察木炭，得知木炭具有疏松多孔的结构
10．元素钒在溶液中有多种存在形式，比如：V2+ (紫色)、V3+ (绿色)、VO3+ (蓝色)、 (黄色)等。钒液可充电电池的工作原理如图所示。已知充电时，左槽溶液颜色由蓝色逐渐变为黄色，溶液中c(H+ )=1.0 mol·L-1，阴离子为 。下列说法错误的是（　　）
A．a极为电池的正极
B．充电时，阳极电极反应式为VO2++H2O-e-= +2H+
C．放电过程中，右槽溶液颜色由紫色变为绿色
D．放电时，电子由C2极流出经交换膜流向C1极
11．如图为电解装置示意图。下列电解目的不能实现的是（　　）
选项 电极材料 电解质溶液 电解目的
A a.碳棒，b.碳棒 饱和食盐水 制取Cl2、NaOH和H2
B a.铜，b.铁 CuSO4溶液 铁上镀铜
C a.粗铜，b.精铜 CuSO4溶液 电解精炼铜
D a.铁，b.碳棒 Na2SO4稀溶液 制取少量O2和H2
注：表中的粗铜含有锌、铁、镍、金、铂等杂质。
A．A B．B C．C D．D
12．下列金属中，通常采用电解法冶炼的是（　　）
A．Na B．Cu C．Fe D．Ag
13．下图所示是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，电解质是H2SO4溶液。已知放电时电池反应为Pb＋PbO2＋4H＋＋2 =2PbSO4＋2H2O，下列有关说法正确的是（　　）
A．K与N相接时，能量由电能转化为化学能
B．K与N相接时，H＋向Pb电极区迁移
C．K与M相接时，所用电源的a极为正极
D．K与M相接时，阳极附近的pH逐渐减小
14．用阴离子交换膜控制电解液中 的浓度制备纳米 ，反应为 ，装置如图，下列说法中正确的是（　　）
A．电解时 通过交换膜向 极移动
B．阳极反应式：
C．阴极 放电，有 生成
D． 电极和 电极上生成物的物质的量之比为
15．某学生设计了一个“黑笔红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是（　　）
A．铅笔芯作阳极，发生还原反应
B．铂片端作阴极，发生氧化反应
C．铅笔端附近有少量的氯气产生
D．红字是H+放电，c（OH-）增大造成
16．关于下列各装置图的叙述中，不正确的是（　　）
A．装置①中电镀铜，a极为纯铜，b极为锌，电解质溶液为CuSO4溶液
B．装置②为原电池，总反应是：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋
C．图③所示柱状图，纵坐标表示第二周期元素最高正价随原子序数的变化
D．图④所示曲线，表示该反应是放热反应
二、综合题
17．Ⅰ．如图是一个电化学过程的示意图。
请回答下列问题：
（1）写出通入CH3OH的电极的电极反应式　 　。
（2）乙池中反应的化学方程式为　 　，当乙池中B极质量增加5.4g，甲池中理论上消耗O2的体积为　 　L（标准状况下），此时丙池中析出1.6g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是　 　（填序号）
A．MgSO4溶液 B．CuSO4溶液 C．NaCl溶液 D．AgNO3溶液
Ⅱ．NO2 可通过点解制备绿色硝化试剂N2O5。下图是其原理示意图。
阳极区生成N2O5的电极反应式是　 　。
18．如图是一个化学过程的示意图，回答下列问题：
（1）甲装置中通入CH4的电极反应式为　 　，
（2）从能量转化的角度分析，乙池是　 　转化为　 　的装置．
（3）一段时间，当丙池中产生112mL（标准状况下）气体时，均匀搅拌丙池，所得溶液在25℃时的物质的量浓度为　 　．（已知：NaCl溶液足量，电解后溶液体积为500mL）．
（4）若要使丙池恢复电解前的状态，应向丙池中通入　 　（写化学式）．
19．如图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：
（1）M电极的材料是　 　，电极名称是　 　，
加入乙醇的铂电极的电极反应式为　 　．
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为　 　 mL（标准状况下）．
（3）若在常温常压下，1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量表示该反应的热化学方程式为　 　．
20．CO2的回收和综合利用对实现“碳中和”有重要意义。回答下列问题。
（1）一种富集烟气中CO2的方法示意图如图：
写出“解吸”过程产生CO2的化学方程式　 　。
（2）CO2和H2在催化剂作用下可转化为CH3OH，体系中发生的主要反应如下：
i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ mol-1
CO和H2也能生成CH3OH，写出该反应的热化学方程式　 　。
（3）在催化剂作用下，将1mol CO2、3molH2投入反应器，反应温度对CO2平衡转化率X(CO2)、CH3OH选择性Y(CH3OH)的影响如图。
已知：Y(CH3OH)=×100%
①X(CO2)随温度升高逐渐增大、Y(CH3OH)随温度升高逐渐减小的原因是　 　。
②在240℃达到平衡时，体系　 　(填“吸收”或“放出”)的热量为　 　kJ(除了反应i和ii，不考虑其他反应)。
（4）利用金属催化剂，在水性电解质中进行电解，将CO2和CH3OH都转化为HCOOH，其装置如图所示。a为电源　 　(填“正极””或“负极”)；阳极的电极反应　 　。
21．如图是一个化学反应过程的示意图．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．甲电池是　 　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）写出电极反应式：通入O2的电极的电极反应式是　 　．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）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2　 　mL（标准状况下）
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】由2HCl＋2Ag=2AgCl＋H2↑可知该反应不是自发的氧化还原反应，故只能设计成电解池；H元素的化合价由+1价降低到0价，得到电子，发生还原反应，阴极上的电极反应为：2H++2e-= H2↑，银元素的化合价从0价升高到+1价，发生氧化反应，银作阳极，电极反应为：Ag-e-= Ag+，所以银作阳极，盐酸作电解质溶液，形成电解池；
故答案为：C。
【分析】解答本题是需要根据总反应判断装置是原电池还是电解池，再根据得失电子判断电极；判断时①电极：阴极是与电源负极相连，得到电子，发生还原反应；阳极是与电源正极相连，失去电子，发生氧化反应。②电子和离子的移动方向(惰性电极)。
特别需要注意的是：①金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等；②电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。
2．【答案】C
【解析】【解答】A、根据电流方向可知a为正极，b为负极，故A不符合题意；
B、根据电流方向可知a为正极，b为负极，故B不符合题意；
C、根据电流方向可知a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极，电解过程中，d电极铜离子得到电子变为铜单质，质量增加，故C符合题意；
D、电解过程中，c极氯离子失去电子变为氯气，因此浓度减小，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据电流方向判断电极类型及有关电极反应。
3．【答案】C
【解析】【解答】A.电解水生成氢气和氧气的电解装置是将电能转化为化学能的装置，故不符合题意；
B.绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能，故不符合题意;
C.白炽灯工作时电能转化为光能和热能，故符合题意；
D.物质的燃烧将化学能转化为热能和光能，主要是热能，故不符合题意。
故答案为：C。
【分析】化学变化中伴随着能量的变化，有的变化是吸热的，有的变化则是放热反应。
4．【答案】C
【解析】【解答】锂的金属性介于钠和镁之间，说明Li是活泼的金属，工业上镁的冶炼需要电解法，则冶炼金属锂应采用的方法是电解法。
故答案为：C。
【分析】电解法是利用直流电进行氧化还原反应的方法，原理是电流通过物质而引起化学变化，该化学变化是物质失去或获得电子（氧化或还原）的过程。电解时，把电能转变为化学能的装置为电解槽，电解过程是在电解池中进行的。
5．【答案】B
【解析】【解答】电解过程中由于硫酸铜过量，故电极总反应为 ↑，电解时脱离体系的是 和 ，故应加入 使溶液恢复为原来浓度。
故答案为：B。
【分析】 用铂电极电解硫酸铜的反应为，从溶液中析出的物质是氧气和铜，相当于析出CuO，所以向溶液中加入CuO即可。
6．【答案】C
【解析】【解答】A． 碳电极上水得电子生成氢气，发生还原反应，为电解池的阴极，b为电源的负极，故A不符合题意；
B． 阳极失电子，发生氧化反应，钛基电极上的反应为，故B不符合题意；
C． 碳电极上水得电子生成氢气，2H2O+2e-=2OH-+H2↑，HCO+OH-=H2O+CO，碳钢电极底部有、生成，故C符合题意；
D． 钛基电极上的反应为，HCO+H+=H2O+CO2 ↑，每生成标准状况下2.24L，需要消耗0.1mol，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电解池的题目要注意几个问题：
1、连接外接电源正极的为阳极，若阳极为活性电极则阳极失去电子，若阳极为惰性电极，则溶液中的阴离子在阳极失去电子，阳极发生氧化反应；连接外接电源负极的为阴极，溶液中的阳离子在阴极得到电子，阴极发生还原反应；
2、溶液中的离子放电顺序：
阳离子：Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+（酸） > Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ >Zn2+ > H+（水）；
阴离子：S2– >I-> Br- > Cl- > OH-> (NO3－、SO42– 等)含氧酸根 > F－；
3、电极反应式的书写要结合原子守恒以及溶液形成判断，酸性条件不出现氢氧根，碱性条件下不出现氢离子。
7．【答案】C
【解析】【解答】A．铜电积的过程中， 在铜板上放电生成 并附着，该电极为阴极，因此N极应与外接直流电源的负极相连，A项不符合题意；
B．由图可知铅合金板上生成 ，电极反应式为 ，B项不符合题意；
C．电积的过程消耗 ，溶液中 减小，C项符合题意；
D．电解过程的化学方程式为 ，溶液中 增大， 减小，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电解池中Cu板为阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，铝合金板为阳极，电极反应为。
8．【答案】C
【解析】【解答】A.a为阳极，与电源的正极相连接，故A不符合题意；
B.阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，故B不符合题意；
C.阳极室中氢离子通入阳膜进入产品室，理论上每生成1molH3BO3，需要1mol H+，1mol B（OH）4-，故需要转移1mol电子，故C符合题意；
D.电解时阴极上水得电子生成H2和OH-，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，原料室中的钠离子通过阳膜进入阴极室，原料室中的B（OH）4-通过阴膜进入产品室，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据电解池电极与电源电极的关系进行判断；
B.阳极发生氧化反应，放电的是水；
C.根据需要氢离子的物质的量判断电子转移物质的量；
D.根据电荷守恒判断离子的运动方向。
9．【答案】D
【解析】【解答】解：A、天然气在氧气中燃烧，说明天然气是一种可燃性物质，而氧气是一种助燃剂，故A错误；
B、水由氢元素和氧元素组成，不含氢气和氧气，故B错误；
C、石蕊试液是一种指示剂，石蕊遇酸变红，遇碱变蓝，故C错误；
D、木炭均由吸附功能，是因为其具有疏松多空的结构，故D正确．
故选D．
【分析】A、氧气是一种助燃剂；
B、水由氢元素和氧元素组成；
C、石蕊试液是一种指示剂；
D、木炭均由吸附功能．
10．【答案】D
【解析】【解答】由题意可知，充电时，左槽溶液颜色由蓝色逐渐变为黄色，即由VO2+ (蓝色)生成 (黄色)，化合价升高，发生氧化反应，即为电解池的阳极，所以a为电源的正极，A不符合题意；
B.阳极电极反应式为VO2++ H2O-e-= +2H+ ，B不符合题意；
C.放电过程中，右槽为负极，发生氧化反应，由V2+生成V3+，即右槽溶液颜色由紫色变为绿色，C不符合题意；
D.放电时，C2极为负极，是电子流出的一极，但是电子不经过电解质溶液，D符合题意。
故答案为：D
【分析】A.根据题目充电时，左槽变色情况，化合价升高，发生氧化反应，此为阳极连接正极；
B.阳极是左槽，根据电极离子放电情况，失电子，且符合电荷守恒；
C.右槽放电时负极，氧化反应，化合价升高，由紫变绿色；
D.放电时，电子由负极流出，但不经过电解质。
11．【答案】D
【解析】【解答】A．以碳棒为电极，电解氯化钠溶液，氯离子在阳极放电生成氯气，氢离子在阴极放电生成氢气和NaOH，故A可以实现；
B．铁上镀铜时，Fe为镀件，Cu为镀层金属，镀件作阴极被保护，则阳极为铜，阴极为铁，故B可以实现；
C．电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质溶液为可溶性的铜盐，故C可以实现；
D．若活泼金属铁作阳极，则铁失电子生成Fe2+，无法得到氧气，故D不能实现；
故答案为：D。
【分析】该装置为电解池，且a端接电源正极，为电解池的阳极，b为阴极。
12．【答案】A
【解析】【解答】A．Na的性质很活泼，用电解其氯化物的方法冶炼，故A符合题意；
B．Cu用热还原法冶炼，故B不符合题意；
C．Fe用热还原法冶炼，故C不符合题意；
D．Ag用热分解法冶炼，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al，一般用电解熔融的氯化物（Al是电解熔融的Al2O3）制得；冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用还原剂有（C、CO、H2等）；冶炼不活泼的金属Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得。
13．【答案】D
【解析】【解答】A．K与N相接时是原电池，Pb做负极，PbO2做正极，能量变化为化学能转化为电能，故A不符合题意；
B．K与N相接时是原电池，Pb做负极，PbO2做正极，氢离子移向正极，故B不符合题意；
C．K与M连接时，装置是电解池，电解池中的Pb为阴极连接电源的负极，故C不符合题意；
D．K与M连接时，装置是电解池，阳极是PbO2，电解方程式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+，阳极附近的pH逐渐减小，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】K与N相接时，为原电池反应，放电时，铅失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Pb-
2e-+SO42-=PbSO4，二氧化铅得电子作正极，电极反应式PbO2+SO42+2e++4H+=PbSO4+2H2O，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，K与M连接时，为电解池装置，电解池中的Pb为阴极连接电源的负极，阳极是PbO2，结合电极方程式解答该题。
14．【答案】B
【解析】【解答】A． 极与外加电源的正极相连， 极为阳极， 极与外加电源的负极相连， 极为阴极。电解时阴离子向阳极移动，则 通过阴离子交换膜向 极移动，选项A不符合题意；
B． 极为阳极，电极反应式为 ，选项B符合题意；
C． 极为阴极，电极反应式为 ，阴极有 生成，选项C不符合题意；
D．根据电极反应式和阴、阳极得失电子守恒可知， 极生成的 和 极生成的 的物质的量之比为 ，选项D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】重点1、阴离子朝阳极移动
2、阴阳极得失电子守恒
15．【答案】D
【解析】【解答】A.用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹，说明铅笔芯做阴极，电极反应为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-，发生还原反应，故A不符合题意；
B.在该电解池中，铅笔芯做阴极，铂片做阳极，故B不符合题意；
C.铅笔芯做阴极，电极反应为：2H++2e-═H2↑，或2H2O+2e-═H2↑+2OH-，有氢气产生，故C不符合题意；
D.用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹，说明铅笔芯做阴极，电极反应为：2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-，阴极附近水电离的H+放电，促进水的电离，c（OH-）增大滴加酚酞溶液呈红色，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据题意，知电解饱和食盐水，用铅笔写字，出现红色，说明有大量的氢氧根离子，说明在铅笔这一端使氢离子放电，做的阴极，故a是负极，氢离子放电，得到电子，发生还原反应。b极做正极，铂片做阳极，氯离子放电发生氧化反应，产生氯气
16．【答案】C
【解析】【解答】A．根据电流的方向可知a为电解池的阳极，则用来电镀铜时，a极为纯铜，电解质溶液为CuSO4溶液，A不符合题意；
B．Fe比Cu活泼，Fe为原电池的负极，发生的总反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+ ， B不符合题意；
C．第二周期元素中O最高价为+2价，F无正价，C符合题意；
D．根据图象可知，反应物能量比生成物高，该反应为放热反应，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.根据电流的方向判断电源的正负极，精炼铜时粗铜做阳极；
B.铁比铜活泼，Fe为原电池的负极；
C.O、F元素无正价；
D.反应物能量比生成物高，反应放热。
17．【答案】（1）CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
（2）4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3；0.28；B；N2O4-2e－+2HNO3=2N2O5+2H＋
【解析】【解答】Ⅰ．（1）燃料电池是化学能转变为电能的装置，属于原电池，燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，原电池放电时，电解质溶液中氢氧根离子向负极移动。该燃料电池中，甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
（2）乙池是电解AgNO3溶液，电解方程式为4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3；当乙池中B(Ag)极质量增加5.4 g，得到的电子的物质的量为 mol＝0.05 mol，由电子守恒可知，生成氧气的物质的量为 mol＝0.0125 mol，在标准状况下的体积为0.0125 mol×22.4 L/mol＝0.28 L。此时丙池中某电极析出1.6 g某金属，设该金属为＋2价金属，则M＝1.6 g÷(0.5 mol/2)＝64 g/mol，则该金属为Cu，如果是＋1价，则相对原子质量＝1.6÷0.05＝32答案选B。
Ⅱ．阳极发生失去电子的氧化反应，NO2在阳极失去电子结合硝酸根转化为N2O5，电极反应式为N2O4-2e－+2NO3－=2N2O5。
【分析】Ⅰ.（1）根据燃料电池的负极发生氧化反应书写电极方程式；
（2）根据电解硝酸银溶液的规律进行分析即可；
Ⅱ.根据电解池的阳极发生氧化反应进行书写电极方程式.
18．【答案】（1）CH4+10OH﹣﹣8e﹣ CO3 2﹣+7H2O
（2）电能；化学能
（3）0.01mol/L
（4）HCl
【解析】【解答】解：（1.）甲是原电池，通入甲烷的电极是负极，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4+10OH﹣﹣8e﹣ CO3 2﹣+7H2O，故答案为：CH4+10OH﹣﹣8e﹣ CO3 2﹣+7H2O；
（2.）乙池是电解池，将电能转化为化学能，故答案为：电能；化学能；
（3.）丙池是电解池，C电极生成氯气、D电极生成氢气，且生成氯气和氢气物质的量之比为1：1，生成氯气物质的量= =0.0025mol，根据氯气和NaOH关系式得n（NaOH）=2n（Cl2）=2×0.0025mol=0.005mol，则电解后c（NaOH）═ =0.01mol/L，故答案为：0.01mol/L；
（4.）阳极上生成氯气、阴极上生成氢气，相当于析出氯化氢，根据析出什么加入什么原则知，通入HCl气体能使溶液恢复原状，故答案为：HCl．
【分析】（1）甲是原电池，通入甲烷的电极是负极，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；（2）乙池是电解池，将电能转化为化学能；（3）丙池是电解池，C电极生成氯气、D电极生成氢气，且生成氯气和氢气物质的量之比为1：1，根据氯气和NaOH的关系式计算n（NaOH），再根据物质的量浓度公式计算氢氧化钠浓度；（4）根据析出什么加入什么原则加入物质使溶液恢复原状．
19．【答案】（1）铁；阴极；C2H5OH﹣12e﹣+16OH﹣=2CO32﹣+11H2O
（2）224
（3）C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l），△H=﹣1366.7kJ/mol
【解析】【解答】解：（1）碱性乙醇燃料电池中通入乙醇的一极为原电池的负极，负极上乙醇失电子发生氧化反应，电极反应式为C2H5OH﹣12e﹣+16OH﹣=2CO32﹣+11H2O，通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为：4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑，乙池为电解池，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，N连接原电池的正极，应为电解池的阳极，则应为石墨材料，N为阳极，电极反应式是4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O，M为阴极，电极材料是Fe，
故答案为：铁；阴极；C2H5OH﹣12e﹣+16OH﹣=2CO32﹣+11H2O；（2）n（Ag）= =0.04mol，根据Ag++e﹣=Ag可知转移电子为0.04mol，甲池中通入氧气的一极为正极，反应式为2O2+8H++8e﹣=4H2O，则消耗n（O2）= ×0.04mol=0.01mol，V（O2）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，
故答案为：224；（3）常温常压下，1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量表示该反应的热化学方程式为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l），△H=﹣1366.7kJ/mol．
故答案为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l），△H=﹣1366.7kJ/mol．
【分析】（1）碱性乙醇燃料电池中通入乙醇的一极为原电池的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，乙池为电解池，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，N连接原电池的正极，应为电解池的阳极，则应为石墨材料，M为电解池的阴极，为铁电极，据此解答即可；（2）结合电子的转移的物质的量的判断进行计算；（3）根据热化学方程式的书写方法书写．
20．【答案】（1）2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O
（2）CO (g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90kJ mol-1
（3）反应i是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，所以Y(CH3OH)随温度升高逐渐减小；反应ii 是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，温度对反应ii的影响大于反应i，所以X(CO2)随温度升高逐渐增大；吸收；3.45
（4）负极；CH3OH-4e-+H2O=HCOOH+4H+
【解析】【解答】（1）根据图示，“解吸”过程碳酸氢钾分解为碳酸钾、二氧化碳、水，产生CO2的化学方程式为2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O；
（2）i. CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ mol-1
ii .CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ mol-1
根据盖斯定律i- ii得热化学方程式CO (g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-49kJ mol-1-41kJ mol-1=-90kJ mol-1。
（3）反应i是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，所以Y(CH3OH)随温度升高逐渐减小；反应ii 是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，温度对反应ii的影响大于反应i，所以X(CO2)随温度升高逐渐增大。
②在240℃达到平衡时，CO2平衡转化率为15%，CH3OH选择性为20%，所以参与反应i的CO2的物质的量为1mol×15%×20%=0.03mol，参与反应ii 的CO2的物质的量为1mol×15%-0.03=0.12mol；反应i放出的热量是49kJ mol-1×0.03mol=1.47 kJ，反应ii吸收的热量是41kJ mol-1×0.12mol=4.92 kJ，所以体系吸收的热量为3.45kJ。
（4）根据图示，CO2→HCOOH发生还原反应，所以a为电源负极；阳极CH3OH失电子生成HCOOH，阳极电极反应为CH3OH-4e-+H2O=HCOOH+4H+。
【分析】（1）“解吸”过程碳酸氢钾分解为碳酸钾、二氧化碳、水。
（2）根据盖斯定律进行分析，注意△H中别漏写正负号。
（3）①升高温度，利于平衡向吸热反应方向移动，据此分析。
②在240℃达到平衡时，根据CO2平衡转化率和CH3OH选择性可算出反应i和反应ii 中消耗的n(CO2)，据此分析。
（4）该装置为电解池，根据CO2→HCOOH，碳元素化合价降低，发生还原反应，所以左边电极为阴极，则a为负极，据此分析。
21．【答案】（1）原电池（化学能转变为电能）；电解池（电能转变为化学能）
（2）负极；阳极
（3）O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；4Ag++4e﹣=4Ag
（4）4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3
（5）280
【解析】【解答】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，是原电池；乙有外加电源，所以是电解池．
故答案为：原电池（化学能转变为电能）；电解池（电能转变为化学能）（2）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，所以石墨电极是阳极．
故答案为：负极；阳极 （3）根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 得电子和水反应生成氢氧根离子，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，所以石墨电极是阳极该电极上发生氧化反应；铁电极是阴极，该电极上银离子得电子发生还原反应．
故答案为：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣4Ag++4e﹣=4Ag （4）乙池中离子放电顺序为：阳离子 Ag+＞H+，阴离子OH﹣＞NO3 ﹣，
故答案为：4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3（5）根据得失电子数相等，氧气与银的关系式为：
O2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣4Ag
22.4L （4×108 ）g
280mL 5.40g
故答案为 280
【分析】（1）根据方程式及燃料电池的特点判断甲装置；根据甲装置判断乙装置；（2）根据反应方程式得失电子判断电极名称；根据外加电源名称确定乙装置石墨电极名称；（3）先判断原电池、电解池的电极名称，再写出相应的电极反应式；（4）根据离子放电顺序写出相应的电解反应方程式；（5）先根据得失电子数相等找出银与氧气的关系式，然后计算．