第四章化学反应与电能（含解析）同步习题2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 第四章化学反应与电能（含解析）同步习题2023-2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-18 07:45:23 | ||
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文档简介
第四章 化学反应与电能同步习题
一、单选题（共13题）
1．物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如下图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1A．Ag+由交换膜右侧向左侧迁移
B．B极为正极，发生氧化反应
C．若外电路通过0.1mol电子，则右侧溶液减轻6.2g
D．原电池的总反应不一定是氧化还原反应
2．下列离子方程式书写正确的是
A．用KIO3氧化酸性溶液中的KI：
B．草酸溶液使酸性KMnO4溶液褪色：
C．铅蓄电池充电时正极反应:
D．Na2S2O3溶液中加入稀硫酸：
3．下列方程式不能合理解释实验现象或事实的是
A．醋酸溶液中存在电离平衡：
B．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：
C．用饱和碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙：
D．电解精炼铜的阴极反应：
4．下列有关金属腐蚀及防腐的叙述中，不正确的是
A．燃料电池电解质溶液显酸性时的正极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-
B．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe-2e-=Fe2+
C．水中的钢闸门连接电源的负极是外加电流的阴极保护法
D．镀锌铁制品的镀锌层破损后对铁制品仍有保护作用，该保护法称为牺牲阳极的阴极保护法
5．常见锌锰干电池的构造如图所示，该电池放电时的电池总反应方程式为。下列说法错误的是
A．该电池属于一次电池，锌筒用作电池的负极
B．电池正极反应式为
C．电池工作时，NH4Cl糊中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小3.25g
D．该电池长时间使用后，NH4Cl糊会变稀，且电池可能会产生鼓包现象
6．下列表述中，正确的是
A．碳酸钠溶液呈碱性的原因：
B．溶液中滴加足量氢氧化钠溶液：
C．用电子式表示和形成的过程：
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应：
7．科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示，用Cu-Si合金作硅源，在950℃利用三层液熔盐进行电解精炼，有关说法不正确的是（ ）
A．在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化，Si4+优先 于Cu2+被还原
B．电子由液态Cu-Si合金流出，从液态铝流入
C．三层液熔盐的作用是增大电解反应面积，提高硅沉积效率
D．电流强度不同，会影响硅提纯速率
8．《科学美国人》评出的2016年十大创新技术之一是碳呼吸电池，电池原理如图所示，则下列有关说法错误的是
A．该装置可将化学能转变为电能
B．正极每消耗，生成
C．每生成，有电子流过负载
D．随着反应进行，草酸盐浓度不变
9．某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性，据此设计了如图所示的原电池，盐桥中装有含饱和K2SO4溶液的琼胶。
下列说法正确的是
A．甲中发生还原反应
B．乙中石墨电极上发生的反应为
C．电池工作时，盐桥中的移向乙烧杯
D．外电路的电子移动方向为从a到b
10．下列实验装置、操作或结论均正确的是
A．不能生成白色沉淀 B．制取并收集氨气 C．制NaClO并减少Cl2的逸出 D．干燥二氧化硫气体
A．A B．B C．C D．D
11．化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池既能直接去除城市废水中的尿素，又能发电。以碳作电极尿素燃料电池的结构如图所示。下列关于该电池的说法正确的是
A．乙电极上发生氧化反应
B．电池工作时H+移向负极
C．甲电极上的反应式为CO(NH2)2+H2O+6e—=CO2↑+N2↑+6H+
D．每消耗22.4LO2(标准状况)，理论上可除去40gCO(NH2)2
12．周杰伦在歌曲《青花瓷》中唱到“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中“铜绿”的化学成分是碱式碳酸铜。铜在潮湿空气中生锈的化学反应为：2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是
A．该反应是氧化还原反应，发生化合价变化的有三种元素
B．12.8g Cu参与反应消耗O2的物质的量为1mol
C．由此反应可知，化合反应一定是氧化还原反应
D．将铜片与铁片相连可防止铜片生锈
13．下图装置(Ⅰ)是一种可充电电池，装置(Ⅱ)为电解池。装置(Ⅰ)的离子交换膜只允许Na+通过，已知电池充放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr。当闭合开关K时，X电极附近溶液变红。下列说法正确的是
A．闭合开关K时，X极反应式为：2Cl-_2e-=Cl2↑
B．闭合开关K时，负极反应式为：3NaBr-2e-=NaBr3+2Na+
C．闭合开关K时，钠离子从左到右通过离子交换膜
D．闭合开关K时，当有0.2molNa+通过离子交换膜，X极析出气体2.24L
二、填空题（共8题）
14．锂空气电池放电时的工作原理如图所示，
(1)Li发生 反应(“氧化”或“还原”)，
(2)正极的电极反应式为 ，
(3)有机电解液能否换成水性电解液(填“能”或“否”) ，原因是 (用化学方程式说明)。
(4)锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度，原因是 。
A．氧气从环境中获取而不用保存在电池里 B．空气极以多孔碳为主，很轻
C．正极容易积蓄固体 D．使用了金或铂金作为催化剂
15．Ⅰ.高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置：
(1)该电池放电时正极的电极反应式为 。
(2)盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。
(3)如图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。
Ⅱ.二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
(4)阳极产生ClO2的电极反应式： 。
(5)当阴极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为 。
16．铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：
(1)黄铁矿(FeS2，其中S为-1价)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4，氧化产物为 ，若有3 mol FeS2参加反应，转移电子的物质的量为 。
(2)①钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在下图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向 。
②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀时石墨电极的电极反应式： 。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)可作净水剂，也可用于制造高铁电池。高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，该电池放电时正极反应式为 。用该电池电解100 mL 1 mol·L-1的AgNO3溶液，当电路中通过0.1 mol电子时，被电解溶液的pH为 (溶液体积变化忽略不计)。
17．如图所示，甲、乙是电化学实验装置，请回答下列问题：
（1）若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式是 。
②将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯的上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为电解生成的某种气体A氧化了I－生成了I2。若A气体和I2按物质的量之比为5∶1反应，且生成两种酸，该反应的化学方程式为 。
③如果不考虑气体产物与烧杯中溶液之间的反应，当乙反应有0.01 mol电子转移后停止实验，烧杯中溶液的体积为100 mL，则溶液混匀后的c(OH-)＝ 。
（2）若甲、乙两烧杯中均盛放CuSO4溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为 。
②乙中总反应的离子方程式为 。
③如果起始时乙中盛放100 mL pH＝5的CuSO4溶液(25℃)，一段时间后溶液的c(H+)＝0.1mol/L，若要使溶液恢复到起始时的浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入 (填写物质的化学式) g。
18．如图甲、乙是电化学实验装置。
(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液，则：
①甲中石墨棒上的电极反应式为 ；
②乙中总反应的离子方程式为 ；
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2 。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为 。
(2)若甲乙两烧杯中均盛有足量CuSO4溶液，则：
①甲中铁棒上的电极反应式为 ；
②乙烧杯中石墨电极上发生的反应式为： ； Fe电极上发生的反应式为： ；总的电解方程式： 。
19．盐桥、双极膜在电化学中有广泛应用。
I.探究化学反应原理。某小组利用图1装置设计如表实验方案：
实验 甲池 乙池 目的
1 KMnO4(含H2SO4)溶液 含K2SO4的乙醇溶液 探究氧化产物
2 0.1mol L-1FeCl3溶液(含KSCN) 0.1mol L-1KI溶液 探究化学平衡移动原理
(1)关闭K，实验1中观察到的现象是：电流计指针偏转，甲池溶液颜色逐渐变浅。
①盐桥中装KNO3溶液，其中向乙池迁移的离子是 (填离子符号)。铂电极的电极反应式为 。
②实验完毕后，检验乙池中产物有CH3COOH的实验方法是 。
(2)关闭K，实验2中观察到的现象是：电流计指针偏转，甲池溶液红色变浅，乙池溶液由无色变为橙黄色。一段时间后，当溶液颜色不变化时，向乙池中加入适量浓碘水，发现：电流计指针反向偏转，甲池溶液红色加深。实验结论是 。
II.某小组利用图2装置设计绿色电池。工作原理是：当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于充电状态；当打开K1和K3，闭合K2时，装置处于放电状态。放电时，双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-并分别向两侧迁移。
(3)放电时，双极膜中OH-向 (填“碳锰电极”成“锌电极”)迁移；正极的电极反应式为 。
(4)充电时，若收集22.4LO2(标准状况)，理论上消耗氧化锌的质量为 g。
20．如下图所示的装置，C、D、E、F都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞液，在F极附近显红色。试回答以下问题：
(1)电源的A极是 ；
(2)写出甲装置中电解反应的总方程式： ；
(3)如果收集乙装置中产生的气体，EF两电极产生的气体的体积比是 ；
(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是 ，电镀液的主要成分是 (填化学式)。
21．(1)理论上任何一个自发的氧化还原反应均可以设计成原电池。根据氧化还原反应Fe＋2Fe3+=3Fe2+设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂 饱和KNO3溶液。
请回答下列问题：
①电解质溶液X是 ；电解质溶液Y是 。
②写出两电极的电极反应式：铁电极： ；碳电极： 。
③外电路中的电子是从 电极流向 电极。(填“铁”或“碳”)
④盐桥中向X溶液中迁移的离子是 (填字母)：A．K+ B．NO3-
(2)请将下列氧化还原反应3Cu＋8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O设计成原电池，画出(1)中的装置图，并写出相应的电极反应式。
①原电池装置图： ；
②正极： ；
③负极： 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．由图示分析可知，工作时，A电极的质量不断减轻，则A为负极、B为正极；由于装置中所用的隔膜为阴离子交换膜，则只能阴离子通过，所以由交换膜右侧向左侧迁移，故A错；
B．由A分析可知，A为负极发生氧化反应，B为正极发生还原反应，故B错；
C.若外电路通过0.1mol电子，则右侧溶液中有0.1mol向左侧迁移，0.1mol Ag+得到电子生成Ag，所以由可知，若外电路通过0.1mol电子，则右侧溶液减轻17.0g，故C错；
D.负极的电极反应式为：，正极的电极反应式为：，总反应为：属于非氧化还原反应，故选D。
答案选D。
2．B
【详解】A．用KIO3氧化酸性溶液中的KI，反应生成碘单质和水，正确的离子方程式为：5I-+IO+6H+=3I2+3H2O，故A错误；
B．草酸与酸性高锰酸钾溶液反应，发生氧化还原反应，C元素的化合价升高，Mn元素化合价降低，离子方程式为：5H2C2O4+2MnO+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，故B正确；
C．铅蓄电池充电时正极反应失电子，硫酸铅失电子生成二氧化铅，正确的离子方程式为：PbSO4+2H2O+2e-=PbO2+4H++SO，故C错误；
D．Na2S2O3和稀硫酸反应生成硫酸钠、硫、二氧化硫和水，正确的离子方程式为S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O，故D错误；
故选B。
3．C
【详解】A．醋酸是弱电解质，部分电离出氢离子和水分子结合生成水合氢离子，电离的方程式为：，故A正确；
B．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-═4OH-，故B正确；
C．用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙，离子方程式为：CaSO4(s)+ (aq)=CaCO3(s)+ (aq)，故C错误；
D．电解精炼铜时，阳极粗铜放电，阴极铜离子放电，其阴极反应为：Cu2++2e-═Cu，故D正确；
故选：C。
4．A
【详解】A．燃料电池电解质溶液显酸性时的正极是氧气得到电子，反应为4H＋+O2+4e－=2H2O，故A错误；
B．钢铁发生析氢腐蚀时，负极Fe失去电子生成亚铁离子，正确的反应为：Fe-2e－=Fe2+，故B正确；
C．水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门不参与反应，起到了保护作用，该方法是外加电流的阴极保护法，故C正确；
D．镀锌铁制品的镀锌层破损后，Zn为负极，腐蚀时Zn放电，所以对铁制品仍有保护作用，该方法被称为牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；
故选A。
5．C
【详解】A．该电池属于一次电池，由题干电池总反应可知，Zn的化合价升高发生氧化反应，故锌筒用作电池的负极，A正确；
B．由题干电池总反应可知，负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故电池正极反应式为，B正确；
C．电池工作时，电子不能经过电解质溶液，故NH4Cl糊中不可能有电子通过，C错误；
D．由题干电池总反应可知，反应中由水生成，故该电池长时间使用后，NH4Cl糊会变稀，且反应放出NH3电池，故可能会产生鼓包现象，D正确；
故答案为：C。
6．A
【详解】A．碳酸钠溶液呈碱性的原因是碳酸根的水解，离子方程式为：，故A正确；
B．碳酸氢铵溶液中加入足量氢氧化钠溶液的离子反应为HCO+NH+2OH-=CO+NH3H2O+H2O，故B错误；
C．用电子式表示和形成的过程为： ，故C错误；
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应：，故D错误；
故选A。
7．A
【详解】由图示得到，电解的阳极反应为Si失电子转化为Si4+，阴极反应为Si4+得电子转化为Si，所以选项A错误。由图示得到：液态铝为阴极，连接电源负极，所以电子从液态铝流入；液态Cu-Si合金为阳极，电子由液态Cu-Si合金流出，选项B正确。使用三层液熔盐的可以有效的增大电解反应的面积，使单质硅高效的在液态铝电极上沉积，选项C正确。电解反应的速率一般由电流强度决定，所以选项D正确。
8．B
【分析】多孔碳电极的电极反应式为，铝极反应为；
【详解】A．该装置是原电池，可将化学能转变为电能，A正确；
B．正极每消耗4.48L的CO2，由于状态不确定，无法计算二氧化碳的物质的量，则不一定生成0.1mol，B错误；
C．铝极反应为，则每生成，有电子流过负载，C正确；
D．多孔碳电极的电极反应式为，铝极反应为，随着反应的进行，碳呼吸电池中浓度不变，D正确。
答案选B。
9．D
【分析】氧化性： ，所以原电池反应为亚铁离子和重铬酸钾在酸性条件下反应生成铁离子、铬离子和水，则Cr2O在b极得电子发生还原反应，b是正极；Fe2+在a极失去电子发生氧化反应生成Fe3+，a是负极。
【详解】A．据分析，甲烧杯中Fe2+在a极失电子发生氧化反应生成Fe3+，a是负极，选项A错误；
B．乙烧杯中在b极得电子发生还原反应生成Cr3+，b电极反应为+14H++6e-=2Cr3++7H2O，选项B错误；
C．a是负极、b是正极，电池工作时，盐桥中的移向甲烧杯，选项C错误；
D．a是负极、b是正极，外电路的电子移动方向为从a到b，选项D正确；
答案选D。
10．A
【详解】A．在[Co(NH3)3Cl3]中Cl-为内界配离子，因此向其中加入AgNO3溶液不能反应产生AgCl白色沉淀，A正确；
B．浓氨水加热生石灰中，CaO与水反应产生Ca(OH)2，反应放出热量导致NH3·H2O分解产生NH3，但CaCl2会吸收氨气，因此不能使用无水CaCl2干燥，应该使用碱石灰干燥，然后再用向下排空气的方法收集，B错误；
C．电解饱和NaCl溶液，在下部阴极上H2O电离产生的H+得到电子被还原产生H2，使阴极附近溶液中OH-浓度增大，溶液显碱性；在上部阳极上，Cl-失去电子被氧化产生Cl2，产生的Cl2容易沿导气管从装置中逸出，不能与OH-充分接触，因此不能用于制取NaClO，应该使装置下端石墨电极连接电源正极，上端石墨电极连接电源负极，C错误；
D．SO2气体不能通过U形管中液体干燥剂浓硫酸，因此不能用于干燥二氧化硫气体，应该换成洗气瓶，导气管长进短出，D错误；
故合理选项是A。
11．D
【分析】由图可知，甲电极为燃料电池的负极，尿素在水分子作用下在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气和氢离子，电极反应式为CO(NH2)2+H2O—6e—=CO2↑+N2↑+6H+，乙电极为正极，氧气在酸性条件下得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O。
【详解】A．由分析可知，乙电极为正极，氧气在酸性条件下得到电子发生还原反应生成水，故A错误；
B．由分析可知，甲电极为燃料电池的负极，乙电极为正极，则电池工作时阳离子氢离子移向正极乙电极，故B错误；
C．由分析可知，甲电极为燃料电池的负极，尿素在水分子作用下在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气和氢离子，电极反应式为CO(NH2)2+H2O—6e—=CO2↑+N2↑+6H+，故C错误；
D．由得失电子数目守恒可得标准状况消耗22.4L氧气，理论上可除去尿素的质量为××60g/mol=40g。故D正确；
故选D。
12．D
【详解】A．2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3，反应中铜元素化合价升高，做还原剂，氧元素化合价降低，做氧化剂，发生变价的只有两种元素，A项错误；
B．该反应中铜为反应的还原剂，失去电子发生氧化反应，12.8g铜即0.2mol铜参与上述反应消耗0.1mol氧气，B项错误；
C．化合反应不一定是氧化还原反应，C项错误；
D．将铜片与铁片相连形成原电池，铁较活泼做负极，铜做正极被保护，可防止铜片生锈，D项正确；
故答案选D。
13．C
【分析】当闭合开关K时，X电极附近溶液变红，说明X极生成OH-离子，所以在X极上得电子析出氢气，X极是阴极，Y极是阳极，与阴极相连的是原电池的负极，所以装置(Ⅰ)左端为负极，右端为正极，据此分析解答。
【详解】A．闭合K时，X极附近溶液变红色，说明X极生成OH-离子，为电解池的阴极，发生反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A错误；
B．闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S2-2e-=2Na++Na2S4，故B错误；
C．原电池中阳离子向正极移动，则闭合K时，钠离子从左到右通过离子交换膜，故C正确；
D．闭合开关K时，当有0.2molNa+通过离子交换膜，即有0.2mol电子产生，X极上得电子析出0.1mol氢气，但不知是否是标况下，气体体积不能确定是2.24L，故D错误；
答案选C。
14． 氧化 O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ 否 2Li+2H2O=2LiOH+H2 AB
【分析】图中信息Li变为Li＋，Li化合价升高，失去电子，作负极，氧气在正极发生反应生成氢氧根，根据正极材料进行分析锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度。
【详解】(1)根据图中信息Li变为Li＋，Li化合价升高，失去电子，Li发生氧化反应；故答案为：氧化。
(2)根据图中信息Li变为Li＋，Li化合价升高，失去电子，Li为负极，空气中氧气在正极发生反应生成氢氧根，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－；故答案为：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－。
(3)有机电解液不能换成水性电解液，主要是Li和水要发生反应生成LiOH和H2，故答案为：否；2Li＋2H2O=2LiOH＋H2。
(4)A．氧气从环境中获取而不用保存在电池里，只需装入负极材料，减少正极材料存在电池中，减轻电池的质量，增大电池的能量密度，故A符合题意；
B．空气极以多孔碳为主，增加与空气的接触面积，且质量小，增大电池的能量密度，故B符合题意；
C．正极容易积蓄固体不利于电池的放电，不能增大电池的能量密度，故C不符合题意；
D．使用了金或铂金作为催化剂只能加速电池的放电，不能增大电池的能量密度，故D不符合题意；
综上所述，答案为AB。
【点睛】电化学是常考题型，主要考查正负极的判断、电极反应式的书写、分析能量密度的大小问题。
15．(1)FeO+4H2O+3e-=Fe（OH）3↓+5OH-
(2) 右 左
(3)使用时间长、工作电压稳定
(4)Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
(5)0.01mol
【详解】（1）根据电池装置，Zn做负极，C为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe（OH）3，正极电极反应式为：FeO+4H2O+3e-=Fe（OH）3↓+5OH-；
（2）盐桥中阴离子移向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性，起到平衡电荷，构成闭合回路，放电时盐桥中氯离子向右移动，用某种高分子材料制成阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动；
（3）由图可知高铁电池的优点有：使用时间长、工作电压稳定；
（4）由题意可知，氯离子放电生成ClO2，根据电子守恒和电荷守恒写出阳极的电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；
（5）阴极产生标准状况下112mL是H2，物质的量为0.005mol，阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，所以电路中转移电子0.01mol，钠离子所带电荷与电子所带电荷数相同，所以通过阳离子交换膜的钠离子的物质的量为0.01mol。
16． SO2、Fe3O4 32 mol FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH- 0
【详解】(1)FeS2中Fe、S的化合价分别为+2价和-1价，在高温下与氧气反应生成Fe3O4和SO2其Fe、S的化合价分别为（Fe的平均化合价）和+4价，化合价升高的元素为Fe、S，所以氧化产物为SO2、Fe3O4，若有3 mol FeS2参加反应，则有8 mol O2参加反应，转移的电子数目为4×8 mol=32 mol，故答案为：SO2、Fe3O4；32mol；
(2)①碳是惰性电极，所以只能形成电解池才能防止铁腐蚀，所以Fe为阴极、C为阳极，则电子的方向为由C电极流向Fe电极，即电子的流向为（如图所示）；
②石墨电极为正极发生还原反应，所以氧气在正极得到电子被还原为氢氧根离子，则其电极的离子反应方程式为：，故答案为：；；
(3)正极得到电子，所以FeO得电子，铁的化合价由+6降到+3，FeO+3e-=Fe(OH)3，由电池反应式可知电解质溶液为碱性溶液，用OH-配平电荷：FeO+3e-=Fe(OH)3+5OH-，最后用水配平得：FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-；根据阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O，所以参加反应的n(OH-)=0.1 mol，生成n(H+)=0.1 mol，c(H+)=1 mol·L-1，pH=0，故答案为：FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-；0。
17． O2+2H2O+4e-=4OH- 5Cl2 +I2+6H2O=10HCl +2HIO3 0.1mol/L Fe-2e-=Fe2+ 2Cu2++2H2O2Cu +O2↑+4H+ CuO/CuCO3 0.4/0.62
【分析】(1)①甲为原电池装置，铁作负极，则石墨作正极，正极上氧气得电子；
②Cl2氧化了生成的I2，Cl元素的化合价降低，由电子守恒及Cl2和I2的物质的量之比为5：1来判断反应后I元素的化合价，以此来书写化学反应；
③乙为电解装置，由电子流向可知石墨为阳极，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，根据电解方程式中电子与氢氧根离子的关系计算；
(2)①甲为原电池装置，铁作负极，铁失电子；
②乙装置中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上铜离子得电子生成Cu；
③根据电解硫酸铜的化学反应及元素守恒来判断加入的物质使溶液恢复到电解前的状态，再由溶液的pH的变化计算加入物质的质量。
【详解】(1)①甲为原电池装置，石墨棒上氧气得电子发生还原反应，反应为2H2O+O2+4e-═4OH-；
②Cl2氧化了生成的I2，Cl元素的化合价降低，生成盐酸，反应中Cl2和I2的物质的量之比为5：1，设I元素的化合价为x，则5×2×1=1×2×x，解得x=+5，则生成碘酸，所以发生的化学反应为5Cl2+I2+6H2O═10HCl+2HIO3；
③乙为电解装置，由电子流向可知石墨为阳极，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，电解反应为2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，当乙反应有0.01mol电子转移，生成氢氧根离子为0.01mol，则氢氧根离子的浓度为0.1mol/L；
(2)①甲为原电池装置，铁作负极，负极反应为Fe-2e-═Fe2+；
②乙装置中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上铜离子得电子生成Cu，其电解反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；
③由2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，要使溶液恢复原状态，可加入CuO(或CuCO3)，一段时间后溶液的pH变为1，则c(H+)=0.1mol/L-10-5mol/L=0.1mol/L，n(H+)=0.1L×0.1mol/L=0.01mol，则由电解反应可知析出的Cu的物质的量为0.005mol，由Cu原子守恒可知，m(CuO)=0.005mol×80g/mol=0.4g，或m(CuCO3)=0.005mol×124g/mol=0.62g。
18． O2+2H2O—4e—=4OH— 2Cl—+ 2H2O 2NaOH +H2↑+Cl2↑ 5Cl2+ I2 + 6H2O=10HCl+ 2HIO3 Fe—2e—=Fe2+ 4OH——4e—=O2↑+2H2O Cu2+ + 2e— =Cu 2CuSO4+2H2O2 Cu+2H2SO4+O2↑
【详解】(1) ①由图可知，甲池为原电池，铁电极为电池的负极，石墨电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O—4e—=4OH—，故答案为：O2+2H2O—4e—=4OH—；
②由图可知，乙池为电解池，池中发生的反应为饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解的离子方程式为2Cl—+ 2H2O 2OH- +H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl—+ 2H2O 2OH- +H2↑+Cl2↑；
③由题意可知，电解生成的过量氯气与碘化钾溶液发生氧化还原反应生成盐酸和碘酸，反应的化学方程式为5Cl2+ I2 + 6H2O=10HCl+ 2HIO3，故答案为：5Cl2+ I2 + 6H2O=10HCl+ 2HIO3；
(2) ①由图可知，甲池为原电池，铁电极为电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，故答案为：Fe—2e—=Fe2+；
②由图可知，乙池为电解池，石墨电极是电解池的阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O，铁电极为电解池的阴极，铜离子在阴极上得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2+ + 2e— =Cu，电解的总反应为硫酸铜溶液电解生成铜、硫酸和氧气，电解的反应方程式为2CuSO4+2H2O2 Cu+2H2SO4+O2↑，故答案为：4OH——4e—=O2↑+2H2O；Cu2+ + 2e— =Cu；2CuSO4+2H2O2 Cu+2H2SO4+O2↑。
19．(1) NO MnO+5e-+8H+=Mn2++4H2O； 滴加2滴石蕊试液，溶液变为红色
(2)反应2Fe +2I =2Fe +I 为可逆反应
(3) 锌电极 MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
(4)130g
【详解】（1）①甲池中是高锰酸钾，乙池中是乙醇，关闭K，电流计指针偏转，甲池溶液颜色逐渐变浅，说明高锰酸钾被还原，则Pt电极为正极，石墨电极为负极，在原电池中阴离子向负极移动，故向乙池迁移的离子是NO；铂电极的电极反应式为：MnO+5e-+8H+=Mn2++4H2O；
②乙酸是弱酸，可以用指示剂检验，故检验方法为：滴加2滴石蕊试液，溶液变为红色；
（2）乙池中加入适量浓碘水后，电流计指针反向偏转，甲池溶液红色加深说明甲池中三价铁离子浓度增大，这个现象得到的结论是：反应2Fe +2I =2Fe +I 为可逆反应；
（3）由图可知充电时，锌电极氧化锌变为单质锌，则这个电极为阴极，故放电时，这个电极为负极，碳锰电极为正极，放电时阴离子向负极移动，故OH-向锌电极迁移；正极应该是二氧化锰得到电子生成锰离子，电极反应为：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；
（4）根据得失电子守恒可以得到关系式为：O2~2ZnO，22.4LO2的物质的量为1mol，根据关系式可知，若收集22.4LO2消耗的氧化锌的物质的量为2mol，其质量=2mol×65g/mol=130g。
20．(1)正极
(2)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑
(3)1:1
(4) Ag AgNO3
【分析】向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明该极上氢离子放电，pH升高，所以该电极是阴极，所以E电极是阳极，D电极是阴极，C电极是阳极，G电极是阳极，H电极是阴极，A是电源的正极，B是原电池的负极；据以上分析解答。
【详解】（1）向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明该极上氢离子放电，pH升高，所以该电极是阴极，所以E电极是阳极，D电极是阴极，C电极是阳极，G电极是阳极，H电极是阴极， A是电源的正极，B是原电池的负极；答案是:正极；
（2）电解甲溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜，所以电池反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；答案是: 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；
（3）电解饱和食盐水的电解原理是2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+ H2↑，产生的氢气和氯气体积比为1:1；答案是: 1:1；
（4）在铜上镀银时，G作阳极，镀层银作阳极，所以G的材料是银，电解质溶液是硝酸银溶液；答案是:Ag；AgNO3。
21． FeCl2(或FeSO4) FeCl3[或Fe2(SO4)3] Fe－2e-=Fe2+ 2Fe3+＋2e-=2Fe2+ 铁 碳 B NO3-＋3e-＋4H+=NO↑＋2H2O Cu－2e-=Cu2+
【分析】
(1)根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+分析，在反应中，Fe失电子，被氧化，Fe3+得电子，被还原；原电池中负极失电子发生氧化反应，Fe3+在正极上得电子被还原；外电路中的电子从负极流向正极，盐桥中的阴离子往负极移动，阳离子往正极移动，以此解答；
(2)根据原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，电解质一般为参与反应的离子所组成的化合物分析解答。
【详解】
(1)①由反应Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，在反应中，Fe被氧化，失电子，应为原电池的负极，Fe3+在正极上得电子被还原，C为正极，负极电解液X中应含有亚铁离子，正极反应为：Fe3++e-=Fe2+，因而Y为含Fe3+的电解质溶液，所以电解质X为：FeCl2(或FeSO4)，电解质Y为：FeCl3[或Fe2(SO4)3]；
②负极：Fe被氧化，失电子，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Fe3+在正极上得电子被还原，电极反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+；
③外电路电子由负极流向正极，所以外电路中电子是从铁电极流向碳电极；
④Fe是负极，因而向X中迁移的是阴离子，即为NO3 ，故答案选B；
(2)由氧化还原反应2Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，Cu发生氧化反应，作负极，其电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，则负极的电解质为Cu(NO3)2，正极应选用碳棒或其他惰性电极，其电极反应式为：2NO3 +6e-+8H+=2NO↑+4H2O，则正极的电解质为稀HNO3，则该装置图为 。
【点睛】
原电池中，电子的流向与电流的方向相反，电流由正极流向负极，则电子由负极流向正极。
答案第1页，共2页
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一、单选题（共13题）
1．物质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如下图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池(c1
B．B极为正极，发生氧化反应
C．若外电路通过0.1mol电子，则右侧溶液减轻6.2g
D．原电池的总反应不一定是氧化还原反应
2．下列离子方程式书写正确的是
A．用KIO3氧化酸性溶液中的KI：
B．草酸溶液使酸性KMnO4溶液褪色：
C．铅蓄电池充电时正极反应:
D．Na2S2O3溶液中加入稀硫酸：
3．下列方程式不能合理解释实验现象或事实的是
A．醋酸溶液中存在电离平衡：
B．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应：
C．用饱和碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙：
D．电解精炼铜的阴极反应：
4．下列有关金属腐蚀及防腐的叙述中，不正确的是
A．燃料电池电解质溶液显酸性时的正极反应为2H2O+O2+4e-=4OH-
B．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe-2e-=Fe2+
C．水中的钢闸门连接电源的负极是外加电流的阴极保护法
D．镀锌铁制品的镀锌层破损后对铁制品仍有保护作用，该保护法称为牺牲阳极的阴极保护法
5．常见锌锰干电池的构造如图所示，该电池放电时的电池总反应方程式为。下列说法错误的是
A．该电池属于一次电池，锌筒用作电池的负极
B．电池正极反应式为
C．电池工作时，NH4Cl糊中每通过0.1mol电子，锌的质量理论上减小3.25g
D．该电池长时间使用后，NH4Cl糊会变稀，且电池可能会产生鼓包现象
6．下列表述中，正确的是
A．碳酸钠溶液呈碱性的原因：
B．溶液中滴加足量氢氧化钠溶液：
C．用电子式表示和形成的过程：
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应：
7．科学家发现对冶金硅进行电解精炼提纯可降低高纯硅制备成本。相关电解槽装置如图所示，用Cu-Si合金作硅源，在950℃利用三层液熔盐进行电解精炼，有关说法不正确的是（ ）
A．在该液相熔体中Cu优先于Si被氧化，Si4+优先 于Cu2+被还原
B．电子由液态Cu-Si合金流出，从液态铝流入
C．三层液熔盐的作用是增大电解反应面积，提高硅沉积效率
D．电流强度不同，会影响硅提纯速率
8．《科学美国人》评出的2016年十大创新技术之一是碳呼吸电池，电池原理如图所示，则下列有关说法错误的是
A．该装置可将化学能转变为电能
B．正极每消耗，生成
C．每生成，有电子流过负载
D．随着反应进行，草酸盐浓度不变
9．某学习小组的同学查阅相关资料知氧化性，据此设计了如图所示的原电池，盐桥中装有含饱和K2SO4溶液的琼胶。
下列说法正确的是
A．甲中发生还原反应
B．乙中石墨电极上发生的反应为
C．电池工作时，盐桥中的移向乙烧杯
D．外电路的电子移动方向为从a到b
10．下列实验装置、操作或结论均正确的是
A．不能生成白色沉淀 B．制取并收集氨气 C．制NaClO并减少Cl2的逸出 D．干燥二氧化硫气体
A．A B．B C．C D．D
11．化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池既能直接去除城市废水中的尿素，又能发电。以碳作电极尿素燃料电池的结构如图所示。下列关于该电池的说法正确的是
A．乙电极上发生氧化反应
B．电池工作时H+移向负极
C．甲电极上的反应式为CO(NH2)2+H2O+6e—=CO2↑+N2↑+6H+
D．每消耗22.4LO2(标准状况)，理论上可除去40gCO(NH2)2
12．周杰伦在歌曲《青花瓷》中唱到“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中“铜绿”的化学成分是碱式碳酸铜。铜在潮湿空气中生锈的化学反应为：2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是
A．该反应是氧化还原反应，发生化合价变化的有三种元素
B．12.8g Cu参与反应消耗O2的物质的量为1mol
C．由此反应可知，化合反应一定是氧化还原反应
D．将铜片与铁片相连可防止铜片生锈
13．下图装置(Ⅰ)是一种可充电电池，装置(Ⅱ)为电解池。装置(Ⅰ)的离子交换膜只允许Na+通过，已知电池充放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr。当闭合开关K时，X电极附近溶液变红。下列说法正确的是
A．闭合开关K时，X极反应式为：2Cl-_2e-=Cl2↑
B．闭合开关K时，负极反应式为：3NaBr-2e-=NaBr3+2Na+
C．闭合开关K时，钠离子从左到右通过离子交换膜
D．闭合开关K时，当有0.2molNa+通过离子交换膜，X极析出气体2.24L
二、填空题（共8题）
14．锂空气电池放电时的工作原理如图所示，
(1)Li发生 反应(“氧化”或“还原”)，
(2)正极的电极反应式为 ，
(3)有机电解液能否换成水性电解液(填“能”或“否”) ，原因是 (用化学方程式说明)。
(4)锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度，原因是 。
A．氧气从环境中获取而不用保存在电池里 B．空气极以多孔碳为主，很轻
C．正极容易积蓄固体 D．使用了金或铂金作为催化剂
15．Ⅰ.高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。高铁酸钾(K2FeO4)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置：
(1)该电池放电时正极的电极反应式为 。
(2)盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 (填“左”或“右”)移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向 (填“左”或“右”)移动。
(3)如图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 。
Ⅱ.二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
(4)阳极产生ClO2的电极反应式： 。
(5)当阴极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为 。
16．铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：
(1)黄铁矿(FeS2，其中S为-1价)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4，氧化产物为 ，若有3 mol FeS2参加反应，转移电子的物质的量为 。
(2)①钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在下图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向 。
②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀时石墨电极的电极反应式： 。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)可作净水剂，也可用于制造高铁电池。高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，该电池放电时正极反应式为 。用该电池电解100 mL 1 mol·L-1的AgNO3溶液，当电路中通过0.1 mol电子时，被电解溶液的pH为 (溶液体积变化忽略不计)。
17．如图所示，甲、乙是电化学实验装置，请回答下列问题：
（1）若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式是 。
②将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯的上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为电解生成的某种气体A氧化了I－生成了I2。若A气体和I2按物质的量之比为5∶1反应，且生成两种酸，该反应的化学方程式为 。
③如果不考虑气体产物与烧杯中溶液之间的反应，当乙反应有0.01 mol电子转移后停止实验，烧杯中溶液的体积为100 mL，则溶液混匀后的c(OH-)＝ 。
（2）若甲、乙两烧杯中均盛放CuSO4溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为 。
②乙中总反应的离子方程式为 。
③如果起始时乙中盛放100 mL pH＝5的CuSO4溶液(25℃)，一段时间后溶液的c(H+)＝0.1mol/L，若要使溶液恢复到起始时的浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入 (填写物质的化学式) g。
18．如图甲、乙是电化学实验装置。
(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液，则：
①甲中石墨棒上的电极反应式为 ；
②乙中总反应的离子方程式为 ；
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2 。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为 。
(2)若甲乙两烧杯中均盛有足量CuSO4溶液，则：
①甲中铁棒上的电极反应式为 ；
②乙烧杯中石墨电极上发生的反应式为： ； Fe电极上发生的反应式为： ；总的电解方程式： 。
19．盐桥、双极膜在电化学中有广泛应用。
I.探究化学反应原理。某小组利用图1装置设计如表实验方案：
实验 甲池 乙池 目的
1 KMnO4(含H2SO4)溶液 含K2SO4的乙醇溶液 探究氧化产物
2 0.1mol L-1FeCl3溶液(含KSCN) 0.1mol L-1KI溶液 探究化学平衡移动原理
(1)关闭K，实验1中观察到的现象是：电流计指针偏转，甲池溶液颜色逐渐变浅。
①盐桥中装KNO3溶液，其中向乙池迁移的离子是 (填离子符号)。铂电极的电极反应式为 。
②实验完毕后，检验乙池中产物有CH3COOH的实验方法是 。
(2)关闭K，实验2中观察到的现象是：电流计指针偏转，甲池溶液红色变浅，乙池溶液由无色变为橙黄色。一段时间后，当溶液颜色不变化时，向乙池中加入适量浓碘水，发现：电流计指针反向偏转，甲池溶液红色加深。实验结论是 。
II.某小组利用图2装置设计绿色电池。工作原理是：当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于充电状态；当打开K1和K3，闭合K2时，装置处于放电状态。放电时，双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH-并分别向两侧迁移。
(3)放电时，双极膜中OH-向 (填“碳锰电极”成“锌电极”)迁移；正极的电极反应式为 。
(4)充电时，若收集22.4LO2(标准状况)，理论上消耗氧化锌的质量为 g。
20．如下图所示的装置，C、D、E、F都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞液，在F极附近显红色。试回答以下问题：
(1)电源的A极是 ；
(2)写出甲装置中电解反应的总方程式： ；
(3)如果收集乙装置中产生的气体，EF两电极产生的气体的体积比是 ；
(4)欲用丙装置给铜镀银，G应该是 ，电镀液的主要成分是 (填化学式)。
21．(1)理论上任何一个自发的氧化还原反应均可以设计成原电池。根据氧化还原反应Fe＋2Fe3+=3Fe2+设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂 饱和KNO3溶液。
请回答下列问题：
①电解质溶液X是 ；电解质溶液Y是 。
②写出两电极的电极反应式：铁电极： ；碳电极： 。
③外电路中的电子是从 电极流向 电极。(填“铁”或“碳”)
④盐桥中向X溶液中迁移的离子是 (填字母)：A．K+ B．NO3-
(2)请将下列氧化还原反应3Cu＋8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O设计成原电池，画出(1)中的装置图，并写出相应的电极反应式。
①原电池装置图： ；
②正极： ；
③负极： 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．由图示分析可知，工作时，A电极的质量不断减轻，则A为负极、B为正极；由于装置中所用的隔膜为阴离子交换膜，则只能阴离子通过，所以由交换膜右侧向左侧迁移，故A错；
B．由A分析可知，A为负极发生氧化反应，B为正极发生还原反应，故B错；
C.若外电路通过0.1mol电子，则右侧溶液中有0.1mol向左侧迁移，0.1mol Ag+得到电子生成Ag，所以由可知，若外电路通过0.1mol电子，则右侧溶液减轻17.0g，故C错；
D.负极的电极反应式为：，正极的电极反应式为：，总反应为：属于非氧化还原反应，故选D。
答案选D。
2．B
【详解】A．用KIO3氧化酸性溶液中的KI，反应生成碘单质和水，正确的离子方程式为：5I-+IO+6H+=3I2+3H2O，故A错误；
B．草酸与酸性高锰酸钾溶液反应，发生氧化还原反应，C元素的化合价升高，Mn元素化合价降低，离子方程式为：5H2C2O4+2MnO+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，故B正确；
C．铅蓄电池充电时正极反应失电子，硫酸铅失电子生成二氧化铅，正确的离子方程式为：PbSO4+2H2O+2e-=PbO2+4H++SO，故C错误；
D．Na2S2O3和稀硫酸反应生成硫酸钠、硫、二氧化硫和水，正确的离子方程式为S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O，故D错误；
故选B。
3．C
【详解】A．醋酸是弱电解质，部分电离出氢离子和水分子结合生成水合氢离子，电离的方程式为：，故A正确；
B．钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-═4OH-，故B正确；
C．用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙，离子方程式为：CaSO4(s)+ (aq)=CaCO3(s)+ (aq)，故C错误；
D．电解精炼铜时，阳极粗铜放电，阴极铜离子放电，其阴极反应为：Cu2++2e-═Cu，故D正确；
故选：C。
4．A
【详解】A．燃料电池电解质溶液显酸性时的正极是氧气得到电子，反应为4H＋+O2+4e－=2H2O，故A错误；
B．钢铁发生析氢腐蚀时，负极Fe失去电子生成亚铁离子，正确的反应为：Fe-2e－=Fe2+，故B正确；
C．水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门不参与反应，起到了保护作用，该方法是外加电流的阴极保护法，故C正确；
D．镀锌铁制品的镀锌层破损后，Zn为负极，腐蚀时Zn放电，所以对铁制品仍有保护作用，该方法被称为牺牲阳极的阴极保护法，故D正确；
故选A。
5．C
【详解】A．该电池属于一次电池，由题干电池总反应可知，Zn的化合价升高发生氧化反应，故锌筒用作电池的负极，A正确；
B．由题干电池总反应可知，负极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，故电池正极反应式为，B正确；
C．电池工作时，电子不能经过电解质溶液，故NH4Cl糊中不可能有电子通过，C错误；
D．由题干电池总反应可知，反应中由水生成，故该电池长时间使用后，NH4Cl糊会变稀，且反应放出NH3电池，故可能会产生鼓包现象，D正确；
故答案为：C。
6．A
【详解】A．碳酸钠溶液呈碱性的原因是碳酸根的水解，离子方程式为：，故A正确；
B．碳酸氢铵溶液中加入足量氢氧化钠溶液的离子反应为HCO+NH+2OH-=CO+NH3H2O+H2O，故B错误；
C．用电子式表示和形成的过程为： ，故C错误；
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应：，故D错误；
故选A。
7．A
【详解】由图示得到，电解的阳极反应为Si失电子转化为Si4+，阴极反应为Si4+得电子转化为Si，所以选项A错误。由图示得到：液态铝为阴极，连接电源负极，所以电子从液态铝流入；液态Cu-Si合金为阳极，电子由液态Cu-Si合金流出，选项B正确。使用三层液熔盐的可以有效的增大电解反应的面积，使单质硅高效的在液态铝电极上沉积，选项C正确。电解反应的速率一般由电流强度决定，所以选项D正确。
8．B
【分析】多孔碳电极的电极反应式为，铝极反应为；
【详解】A．该装置是原电池，可将化学能转变为电能，A正确；
B．正极每消耗4.48L的CO2，由于状态不确定，无法计算二氧化碳的物质的量，则不一定生成0.1mol，B错误；
C．铝极反应为，则每生成，有电子流过负载，C正确；
D．多孔碳电极的电极反应式为，铝极反应为，随着反应的进行，碳呼吸电池中浓度不变，D正确。
答案选B。
9．D
【分析】氧化性： ，所以原电池反应为亚铁离子和重铬酸钾在酸性条件下反应生成铁离子、铬离子和水，则Cr2O在b极得电子发生还原反应，b是正极；Fe2+在a极失去电子发生氧化反应生成Fe3+，a是负极。
【详解】A．据分析，甲烧杯中Fe2+在a极失电子发生氧化反应生成Fe3+，a是负极，选项A错误；
B．乙烧杯中在b极得电子发生还原反应生成Cr3+，b电极反应为+14H++6e-=2Cr3++7H2O，选项B错误；
C．a是负极、b是正极，电池工作时，盐桥中的移向甲烧杯，选项C错误；
D．a是负极、b是正极，外电路的电子移动方向为从a到b，选项D正确；
答案选D。
10．A
【详解】A．在[Co(NH3)3Cl3]中Cl-为内界配离子，因此向其中加入AgNO3溶液不能反应产生AgCl白色沉淀，A正确；
B．浓氨水加热生石灰中，CaO与水反应产生Ca(OH)2，反应放出热量导致NH3·H2O分解产生NH3，但CaCl2会吸收氨气，因此不能使用无水CaCl2干燥，应该使用碱石灰干燥，然后再用向下排空气的方法收集，B错误；
C．电解饱和NaCl溶液，在下部阴极上H2O电离产生的H+得到电子被还原产生H2，使阴极附近溶液中OH-浓度增大，溶液显碱性；在上部阳极上，Cl-失去电子被氧化产生Cl2，产生的Cl2容易沿导气管从装置中逸出，不能与OH-充分接触，因此不能用于制取NaClO，应该使装置下端石墨电极连接电源正极，上端石墨电极连接电源负极，C错误；
D．SO2气体不能通过U形管中液体干燥剂浓硫酸，因此不能用于干燥二氧化硫气体，应该换成洗气瓶，导气管长进短出，D错误；
故合理选项是A。
11．D
【分析】由图可知，甲电极为燃料电池的负极，尿素在水分子作用下在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气和氢离子，电极反应式为CO(NH2)2+H2O—6e—=CO2↑+N2↑+6H+，乙电极为正极，氧气在酸性条件下得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O。
【详解】A．由分析可知，乙电极为正极，氧气在酸性条件下得到电子发生还原反应生成水，故A错误；
B．由分析可知，甲电极为燃料电池的负极，乙电极为正极，则电池工作时阳离子氢离子移向正极乙电极，故B错误；
C．由分析可知，甲电极为燃料电池的负极，尿素在水分子作用下在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氮气和氢离子，电极反应式为CO(NH2)2+H2O—6e—=CO2↑+N2↑+6H+，故C错误；
D．由得失电子数目守恒可得标准状况消耗22.4L氧气，理论上可除去尿素的质量为××60g/mol=40g。故D正确；
故选D。
12．D
【详解】A．2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3，反应中铜元素化合价升高，做还原剂，氧元素化合价降低，做氧化剂，发生变价的只有两种元素，A项错误；
B．该反应中铜为反应的还原剂，失去电子发生氧化反应，12.8g铜即0.2mol铜参与上述反应消耗0.1mol氧气，B项错误；
C．化合反应不一定是氧化还原反应，C项错误；
D．将铜片与铁片相连形成原电池，铁较活泼做负极，铜做正极被保护，可防止铜片生锈，D项正确；
故答案选D。
13．C
【分析】当闭合开关K时，X电极附近溶液变红，说明X极生成OH-离子，所以在X极上得电子析出氢气，X极是阴极，Y极是阳极，与阴极相连的是原电池的负极，所以装置(Ⅰ)左端为负极，右端为正极，据此分析解答。
【详解】A．闭合K时，X极附近溶液变红色，说明X极生成OH-离子，为电解池的阴极，发生反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A错误；
B．闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S2-2e-=2Na++Na2S4，故B错误；
C．原电池中阳离子向正极移动，则闭合K时，钠离子从左到右通过离子交换膜，故C正确；
D．闭合开关K时，当有0.2molNa+通过离子交换膜，即有0.2mol电子产生，X极上得电子析出0.1mol氢气，但不知是否是标况下，气体体积不能确定是2.24L，故D错误；
答案选C。
14． 氧化 O2＋4e－＋2H2O＝4OH－ 否 2Li+2H2O=2LiOH+H2 AB
【分析】图中信息Li变为Li＋，Li化合价升高，失去电子，作负极，氧气在正极发生反应生成氢氧根，根据正极材料进行分析锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度。
【详解】(1)根据图中信息Li变为Li＋，Li化合价升高，失去电子，Li发生氧化反应；故答案为：氧化。
(2)根据图中信息Li变为Li＋，Li化合价升高，失去电子，Li为负极，空气中氧气在正极发生反应生成氢氧根，正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＝4OH－；故答案为：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－。
(3)有机电解液不能换成水性电解液，主要是Li和水要发生反应生成LiOH和H2，故答案为：否；2Li＋2H2O=2LiOH＋H2。
(4)A．氧气从环境中获取而不用保存在电池里，只需装入负极材料，减少正极材料存在电池中，减轻电池的质量，增大电池的能量密度，故A符合题意；
B．空气极以多孔碳为主，增加与空气的接触面积，且质量小，增大电池的能量密度，故B符合题意；
C．正极容易积蓄固体不利于电池的放电，不能增大电池的能量密度，故C不符合题意；
D．使用了金或铂金作为催化剂只能加速电池的放电，不能增大电池的能量密度，故D不符合题意；
综上所述，答案为AB。
【点睛】电化学是常考题型，主要考查正负极的判断、电极反应式的书写、分析能量密度的大小问题。
15．(1)FeO+4H2O+3e-=Fe（OH）3↓+5OH-
(2) 右 左
(3)使用时间长、工作电压稳定
(4)Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+
(5)0.01mol
【详解】（1）根据电池装置，Zn做负极，C为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe（OH）3，正极电极反应式为：FeO+4H2O+3e-=Fe（OH）3↓+5OH-；
（2）盐桥中阴离子移向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性，起到平衡电荷，构成闭合回路，放电时盐桥中氯离子向右移动，用某种高分子材料制成阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动；
（3）由图可知高铁电池的优点有：使用时间长、工作电压稳定；
（4）由题意可知，氯离子放电生成ClO2，根据电子守恒和电荷守恒写出阳极的电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；
（5）阴极产生标准状况下112mL是H2，物质的量为0.005mol，阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，所以电路中转移电子0.01mol，钠离子所带电荷与电子所带电荷数相同，所以通过阳离子交换膜的钠离子的物质的量为0.01mol。
16． SO2、Fe3O4 32 mol FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH- 0
【详解】(1)FeS2中Fe、S的化合价分别为+2价和-1价，在高温下与氧气反应生成Fe3O4和SO2其Fe、S的化合价分别为（Fe的平均化合价）和+4价，化合价升高的元素为Fe、S，所以氧化产物为SO2、Fe3O4，若有3 mol FeS2参加反应，则有8 mol O2参加反应，转移的电子数目为4×8 mol=32 mol，故答案为：SO2、Fe3O4；32mol；
(2)①碳是惰性电极，所以只能形成电解池才能防止铁腐蚀，所以Fe为阴极、C为阳极，则电子的方向为由C电极流向Fe电极，即电子的流向为（如图所示）；
②石墨电极为正极发生还原反应，所以氧气在正极得到电子被还原为氢氧根离子，则其电极的离子反应方程式为：，故答案为：；；
(3)正极得到电子，所以FeO得电子，铁的化合价由+6降到+3，FeO+3e-=Fe(OH)3，由电池反应式可知电解质溶液为碱性溶液，用OH-配平电荷：FeO+3e-=Fe(OH)3+5OH-，最后用水配平得：FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-；根据阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2O，所以参加反应的n(OH-)=0.1 mol，生成n(H+)=0.1 mol，c(H+)=1 mol·L-1，pH=0，故答案为：FeO+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-；0。
17． O2+2H2O+4e-=4OH- 5Cl2 +I2+6H2O=10HCl +2HIO3 0.1mol/L Fe-2e-=Fe2+ 2Cu2++2H2O2Cu +O2↑+4H+ CuO/CuCO3 0.4/0.62
【分析】(1)①甲为原电池装置，铁作负极，则石墨作正极，正极上氧气得电子；
②Cl2氧化了生成的I2，Cl元素的化合价降低，由电子守恒及Cl2和I2的物质的量之比为5：1来判断反应后I元素的化合价，以此来书写化学反应；
③乙为电解装置，由电子流向可知石墨为阳极，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，根据电解方程式中电子与氢氧根离子的关系计算；
(2)①甲为原电池装置，铁作负极，铁失电子；
②乙装置中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上铜离子得电子生成Cu；
③根据电解硫酸铜的化学反应及元素守恒来判断加入的物质使溶液恢复到电解前的状态，再由溶液的pH的变化计算加入物质的质量。
【详解】(1)①甲为原电池装置，石墨棒上氧气得电子发生还原反应，反应为2H2O+O2+4e-═4OH-；
②Cl2氧化了生成的I2，Cl元素的化合价降低，生成盐酸，反应中Cl2和I2的物质的量之比为5：1，设I元素的化合价为x，则5×2×1=1×2×x，解得x=+5，则生成碘酸，所以发生的化学反应为5Cl2+I2+6H2O═10HCl+2HIO3；
③乙为电解装置，由电子流向可知石墨为阳极，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，电解反应为2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，当乙反应有0.01mol电子转移，生成氢氧根离子为0.01mol，则氢氧根离子的浓度为0.1mol/L；
(2)①甲为原电池装置，铁作负极，负极反应为Fe-2e-═Fe2+；
②乙装置中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上铜离子得电子生成Cu，其电解反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；
③由2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，要使溶液恢复原状态，可加入CuO(或CuCO3)，一段时间后溶液的pH变为1，则c(H+)=0.1mol/L-10-5mol/L=0.1mol/L，n(H+)=0.1L×0.1mol/L=0.01mol，则由电解反应可知析出的Cu的物质的量为0.005mol，由Cu原子守恒可知，m(CuO)=0.005mol×80g/mol=0.4g，或m(CuCO3)=0.005mol×124g/mol=0.62g。
18． O2+2H2O—4e—=4OH— 2Cl—+ 2H2O 2NaOH +H2↑+Cl2↑ 5Cl2+ I2 + 6H2O=10HCl+ 2HIO3 Fe—2e—=Fe2+ 4OH——4e—=O2↑+2H2O Cu2+ + 2e— =Cu 2CuSO4+2H2O2 Cu+2H2SO4+O2↑
【详解】(1) ①由图可知，甲池为原电池，铁电极为电池的负极，石墨电极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O—4e—=4OH—，故答案为：O2+2H2O—4e—=4OH—；
②由图可知，乙池为电解池，池中发生的反应为饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气，电解的离子方程式为2Cl—+ 2H2O 2OH- +H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl—+ 2H2O 2OH- +H2↑+Cl2↑；
③由题意可知，电解生成的过量氯气与碘化钾溶液发生氧化还原反应生成盐酸和碘酸，反应的化学方程式为5Cl2+ I2 + 6H2O=10HCl+ 2HIO3，故答案为：5Cl2+ I2 + 6H2O=10HCl+ 2HIO3；
(2) ①由图可知，甲池为原电池，铁电极为电池的负极，铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，故答案为：Fe—2e—=Fe2+；
②由图可知，乙池为电解池，石墨电极是电解池的阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氧气和水，电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O，铁电极为电解池的阴极，铜离子在阴极上得到电子发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu2+ + 2e— =Cu，电解的总反应为硫酸铜溶液电解生成铜、硫酸和氧气，电解的反应方程式为2CuSO4+2H2O2 Cu+2H2SO4+O2↑，故答案为：4OH——4e—=O2↑+2H2O；Cu2+ + 2e— =Cu；2CuSO4+2H2O2 Cu+2H2SO4+O2↑。
19．(1) NO MnO+5e-+8H+=Mn2++4H2O； 滴加2滴石蕊试液，溶液变为红色
(2)反应2Fe +2I =2Fe +I 为可逆反应
(3) 锌电极 MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
(4)130g
【详解】（1）①甲池中是高锰酸钾，乙池中是乙醇，关闭K，电流计指针偏转，甲池溶液颜色逐渐变浅，说明高锰酸钾被还原，则Pt电极为正极，石墨电极为负极，在原电池中阴离子向负极移动，故向乙池迁移的离子是NO；铂电极的电极反应式为：MnO+5e-+8H+=Mn2++4H2O；
②乙酸是弱酸，可以用指示剂检验，故检验方法为：滴加2滴石蕊试液，溶液变为红色；
（2）乙池中加入适量浓碘水后，电流计指针反向偏转，甲池溶液红色加深说明甲池中三价铁离子浓度增大，这个现象得到的结论是：反应2Fe +2I =2Fe +I 为可逆反应；
（3）由图可知充电时，锌电极氧化锌变为单质锌，则这个电极为阴极，故放电时，这个电极为负极，碳锰电极为正极，放电时阴离子向负极移动，故OH-向锌电极迁移；正极应该是二氧化锰得到电子生成锰离子，电极反应为：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；
（4）根据得失电子守恒可以得到关系式为：O2~2ZnO，22.4LO2的物质的量为1mol，根据关系式可知，若收集22.4LO2消耗的氧化锌的物质的量为2mol，其质量=2mol×65g/mol=130g。
20．(1)正极
(2)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑
(3)1:1
(4) Ag AgNO3
【分析】向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明该极上氢离子放电，pH升高，所以该电极是阴极，所以E电极是阳极，D电极是阴极，C电极是阳极，G电极是阳极，H电极是阴极，A是电源的正极，B是原电池的负极；据以上分析解答。
【详解】（1）向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色，说明该极上氢离子放电，pH升高，所以该电极是阴极，所以E电极是阳极，D电极是阴极，C电极是阳极，G电极是阳极，H电极是阴极， A是电源的正极，B是原电池的负极；答案是:正极；
（2）电解甲溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜，所以电池反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；答案是: 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑；
（3）电解饱和食盐水的电解原理是2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+ H2↑，产生的氢气和氯气体积比为1:1；答案是: 1:1；
（4）在铜上镀银时，G作阳极，镀层银作阳极，所以G的材料是银，电解质溶液是硝酸银溶液；答案是:Ag；AgNO3。
21． FeCl2(或FeSO4) FeCl3[或Fe2(SO4)3] Fe－2e-=Fe2+ 2Fe3+＋2e-=2Fe2+ 铁 碳 B NO3-＋3e-＋4H+=NO↑＋2H2O Cu－2e-=Cu2+
【分析】
(1)根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+分析，在反应中，Fe失电子，被氧化，Fe3+得电子，被还原；原电池中负极失电子发生氧化反应，Fe3+在正极上得电子被还原；外电路中的电子从负极流向正极，盐桥中的阴离子往负极移动，阳离子往正极移动，以此解答；
(2)根据原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，电解质一般为参与反应的离子所组成的化合物分析解答。
【详解】
(1)①由反应Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，在反应中，Fe被氧化，失电子，应为原电池的负极，Fe3+在正极上得电子被还原，C为正极，负极电解液X中应含有亚铁离子，正极反应为：Fe3++e-=Fe2+，因而Y为含Fe3+的电解质溶液，所以电解质X为：FeCl2(或FeSO4)，电解质Y为：FeCl3[或Fe2(SO4)3]；
②负极：Fe被氧化，失电子，电极反应为：Fe-2e-=Fe2+，Fe3+在正极上得电子被还原，电极反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+；
③外电路电子由负极流向正极，所以外电路中电子是从铁电极流向碳电极；
④Fe是负极，因而向X中迁移的是阴离子，即为NO3 ，故答案选B；
(2)由氧化还原反应2Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，Cu发生氧化反应，作负极，其电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，则负极的电解质为Cu(NO3)2，正极应选用碳棒或其他惰性电极，其电极反应式为：2NO3 +6e-+8H+=2NO↑+4H2O，则正极的电解质为稀HNO3，则该装置图为 。
【点睛】
原电池中，电子的流向与电流的方向相反，电流由正极流向负极，则电子由负极流向正极。
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