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
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| 名称 | 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 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-20 16:08:38 | ||
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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14题）
1．如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是
A．其能量转化的形式主要是：化学能→电能→光能
B．导线中电子的流动方向是：铜片→导线→锌片
C．铜片上发生氧化反应，锌片上发生还原反应
D．电池工作一段时间后，溶液的PH会减小
2．某课题组通过以下过程实现了可再生能源和的资源化利用。下列说法错误的是
A．若反应④的离子导体为NaOH溶液，则正极反应为
B．反应②和③均存在极性键的断裂和形成
C．整个过程涉及两种能量形式的转换
D．和在整个转化过程中是中间产物
3．我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16Li+S88Li2S，充放电曲线如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．充电时，电能转化为化学能
B．放电时，锂离子向正极移动
C．放电时，1molLi2S6转化为Li2S4得到2mole-
D．充电时，阳极总电极反应式是8S2--16e-=S8
4．如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是
A．B极为原电池的正极 B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀硫酸
C．C中阳离子向A极移动 D．A极发生氧化反应
5．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是
A．a为负极、d为阳极
B．c电极上有气体产生，发生还原反应
C．电解过程中，氯离子向d电极移动
D．电解过程中，d电极质量增加
6．一种新型短路膜电化学电池消除装置如下图所示。下列说法错误的是
A．负极反应为：
B．正极反应消耗标准状况下22.4L，理论上需要转移4mol电子
C．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子
D．该装置可用于空气中的捕获，缓解温室效应
7．图是某同学设计的原电池的装置。下列说法正确的是
A．溶液中的SO向铜极移动
B．铜片为原电池的正极，正极上发生氧化反应
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．铁片质量逐渐减小，发生的反应为：Fe－2e-=Fe2+
8．2-萘酚()在生产环境中主要以粉尘、气溶胶形式存在，可采用催化剂(@AgBr/mp-TiO2，其中mp-TiO2为介孔二氧化钛，具有大的比表面积和渗透能力)条件下的光降解法除去环境中的该污染物，工作原理如图：
下列判断正确的是
A．该除去方法中的能量转化只有化学能转化为电能
B．mp-TiO2可加快O2的失电子速率
C．负极反应：-46e-+23O2-=10CO2+4H2O
D．该法降解144g2-萘酚时，装置吸收空气约为1288L
9．观察下列几个装置示意图，有关叙述不正确的是（ ）
A．装置①工业上可用于生产金属钠，电解过程中石墨电极产生氯气，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等
B．装置②中随着电解的进行右边电极会产生红色的铜，并且电流计示数不断变小
C．装置③中的离子交换膜具有很强的选择性，只允许某类离子（如Na+）通过
D．装置④的待镀铁制品应与电源负极相连
10．世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是
A．由b极移向a极
B．正极的电极反应式为
C．若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有0.14 mol电子转移
D．铁表面发生的反应为
11．下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A B C D
蒸馏水的制备 氢氧化铁胶体的制备 铁钥匙上镀铜 中和热的测定
A．A B．B C．C D．D
12．利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能，装置如图所示。电池工作时，下列说法正确的是( )
A．a极为正极，发生氧化反应
B．b极的电极反应式为：2NO＋12H＋－10e－=N2↑＋6H2O
C．中间室的Cl－向左室移动
D．左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4 g时，用电器流过2.4 mol电子
13．如图所示为双液锌铜原电池。下列有关叙述正确的是
A．盐桥的作用是传导电子
B．在该电池的外电路中，电流由铜片流向锌片
C．锌片上发生还原反应：Zn-2e-=Zn2+
D．铜片做正极，电极反应是：Cu=Cu2++2e-
14．某钠离子可充电电池的工作主要靠在两极间的迁移，工作原理如图：
其中代表没参与反应的，代表没参与反应的。下列有关说法错误的是
A．充电时，b极接电源正极
B．放电时，由a极向b极移动
C．充电时，阴极发生反应为为 +2e-+2Na+=
D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，则放电过程中转移0.3mol电子时，两极质量差为6.9g
二、填空题（共9题）
15．已知可逆反应：AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2O。
(Ⅰ)如图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转。
(Ⅱ)若改为向B中滴加40%的NaOH溶液，发现电流表指针与(Ⅰ)中偏转方向相反。
试回答问题：
(1)两次操作中电流表指针为什么会发生偏转？ 。
(2)两次操作过程中电流表指针偏转方向为什么相反？ 。
(3)操作(Ⅰ)中，C1棒上的反应为 。
(4)操作(Ⅱ)中，C2棒上的反应为 。
16．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)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 、 (写化学式)。
(2)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(填“>”“<”或“=”)。
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B可向装置A提供的电量约为 (一个e-的电量为1.6010-19C；计算结果精确到0.01)。
17．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点，已成为一种发展前景十分广阔的化学电源。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，它可以使用不同的电解质，如酸式、碱式、熔融碳酸盐、固体电解质等。回答以下问题：
(1)通入氧气的一极为 极，若电解质溶液为硫酸溶液，负极反应式为 ，若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为 。
(2)若将氢气改为CH4，电解质溶液为KOH溶液，此时负极反应式为： ，—段时间后，电解质溶液的pH将 (填“升高”、“降低”或“不变”）。
(3)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。已知N2H4燃烧产物之一为空气中含量最高的一种气体。
①胼-空气燃料电池放电时：负极的电极反应式为： 。
②假设使用肼-空气燃料电池作为下图电解过程的电源，当阴极增重1.28 g，则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气 L。（假设空气中氧气体积分数为20%)
18．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下各种电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息填空：
(1)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，正极反应式为 。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为 。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片
C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式： 。
(3)某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl，当电路中转移amole-时，交换膜左侧溶液中约减少 mol离子。交换膜右侧溶液中c(HCl) (填“>”“＜”或“=”)1mol·L-1(忽略溶液体积变化)。
(4)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH溶液作电解质溶液。负极反应式为 ，正极反应式为 。
19．某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成物的实验，当图中开关K闭合片刻后，请回答下列问题：
(1)电解饱和食盐水的化学方程式为 。
(2)a为电源的 (填“正”或“负”)极；D中收集的气体是 。
(3)C试管盛放 溶液。溶液中A电极附近的现象为 。
20．（1）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为 。
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c( Na2FeO4)低于最高值的原因： 。
（2）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在 极，该电极反应式是 。
21．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装 置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
（1）甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入 CH3OH 电极的电极反应为 。
（2）乙池中 A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)，总反应为 。
（3）若甲、乙、丙溶液体积均为500 mL，当乙池中 B 极质量增加 5.4 g 时，甲池中理论上消耗 O2的体积为 mL(标准状 况)，乙池中溶液pH= ，丙池中 (填“C”或“D”)极析出 g 铜。
（4）若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，开关闭合一段时间后，甲中溶液的 pH将 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，丙中溶液的 pH 将 。
（5）某溶液中可能含有下列离子中的两种或几种：Ba2+、H+、SO42-、 SO32-、HCO3-、 Cl-。
①当溶液中有大量H+存在时，则不可能有 离子存在。
②当溶液中有大量Ba2+存在时，溶液中不可能有 离子存在。
③采用惰性电极从上述离子中选出适当离子组成易溶于水的电解质，对其溶液进行电解若两极分别放出气体，且体积比为1∶1，则电解质化学式是 。
22．用石墨电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。
(1)a电极是 极，其中移向 极(填a或b)。
(2)电解过程中，b电极的电极反应式： 。
(3)电解过程中，a电极表面现象： 。
(4)从P到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为 。
23．回答下列问题：
(1)二氧化氯为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图1是目前已开发出用电解法制取的新工艺。
①阳极产生的电极反应式： 。
②当阴极产生标准状况下气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为 。
图1
(2)和是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收和。
图2
①已知电解池的阴极室中溶液的在4~7之间，阴极的电极反应为 。
②用离子方程式表示吸收的原理 。
(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图3所示，阴极区的电极和溶液发生的反应分别是 (写反应方程式)。
图3
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【分析】根据装置所示为铜锌原电池，锌比铜活泼，锌做负极，电极上发生氧化反应，Zn-2e-=Zn2+，铜做正极，电极上发生还原反应，2H++2e-=H2↑，原电池中电子由负极流向正极，
【详解】A．该装置为原电池，原电池原理为化学能转化为电能，外电路中LED灯发光，原电池产生的电能转化为光能，则其能量转化的形式主要是：化学能→电能→光能，故A正确；
B．原电池外电路中，电子由负极流向正极，锌做负极，铜做正极，则导线中电子的流动方向是：锌片→导线→铜片，故B错误；
C．根据分析，铜片上发生还原反应，锌片上发生氧化反应，故C错误；
D．电池工作一段时间后，铜电极上发生还原反应，2H++2e-=H2↑，电解质溶液中的氢离子浓度减小，酸性减弱，溶液的pH会增大，故D错误；
答案选A。
2．C
【详解】A．若反应④的离子导体为NaOH溶液，则碱性环境下的正极反应为，故A正确；
B．反应②中断裂的是非极性键H-H和极性键C=O，形成的是极性键H-O、C-H和C-O，反应③断裂的是极性键，形成的是非极性键和极性键，故B正确；
C．整个过程涉及能量形式的转换有光能→电能→化学能→热能，化学能→热能，故C错误；
D．由图可知，和都是前面反应的产物，也是后面反应的反应物，在整个转化过程中是中间产物，故D正确；
故选C。
3．C
【详解】A. 充电时，是电解池，是电能转化为化学能，故A正确；B. 放电时，是原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，因此锂离子向正极移动，故B正确；C. 根据图示，放电时，1mol Li2S6转化为Li2S4的反应为2Li2S6+ 2Li =3Li2S4，反应中2mol Li2S6得到2mole-，即1mol Li2S6得到1mole-，故C错误；D. 根据16Li+S8 8Li2S，充电时，阳极总电极反应式是8S2- -16e- = S8，故D正确；故选C。
点睛：本题考查了原电池和电解池的工作原理的应用。本题中放电过程是分步放电的，这是本题的难点，本题的易错点为C，要注意根据每步反应的方程式分析解答。
4．C
【分析】电流表指针发生偏转，说明形成原电池反应，化学能转化为电能；同时A极质量减少，则A为原电池负极，B极上有气泡产生，B为原电池正极，C为电解质溶液。
【详解】A．B极上有气泡产生，应为氢离子被还原为氢气，为原电池的正极，A正确；
B．锌比铜活泼，且可以与稀硫酸反应生成氢气，稀硫酸作电解质溶液形成原电池时，Zn为负极、Cu为正极，符合题意，B正确；
C．原电池中阳离子流向正极，即阳离子流向B极，C错误；
D．A电极是原电池的负极，失去电子，发生氧化反应，D正确；
综上所述答案为C。
5．D
【分析】在电解池中电流是从正极流向阳极，所以c是阳极，d是阴极，a是正极，b是负极。
【详解】A.据分析，a是正极，d是阴极，A错误；
B.据分析，c是阳极，阳极上氯离子发生失去电子的氧化反应生成氯气，B错误；
C.电解过程中，氯离子在阳极上失电子产生氯气，因此氯离子向c电极移动，C错误。
D.电解过程中，d电极是阴极，该电极上铜离子得电子析出金属铜，电极质量增加，D正确；
答案选D。
【点睛】本题考查电解池的工作原理，难度不大，会根据电子流向和电流流向判断电源的正负极，从而确定电极的阴阳极，再根据所学知识进行回答即可。
6．A
【分析】由图可知，正极氧气发生还原反应和二氧化碳生成碳酸根离子，负极氢气发生氧化反应和碳酸氢根离子生成二氧化碳；
【详解】A．由分析可知，负极反应为：，A错误；
B．标准状况下22.4L的物质的量为1mol，根据氧元素化合价变化结合电子守恒可知，，则理论上需要转移4mol电子，B正确；
C．由图示可知，短路膜中存在电子运动，故和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子，C正确；
D．由图示可知，该装置吸收含二氧化碳空气，释放出不含二氧化碳的空气，生成二氧化碳可以被收集利用，故可用于空气中的捕获，缓解温室效应，D正确；
故选A。
7．D
【分析】根据装置图可知，总反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，所以铁电极为负极，铜电极为正极。
【详解】A．原电池中阴离子流向负极，所以硫酸根流向铁电极，故A错误；
B．根据分析铜电极为正极，电极上氢离子得电子发生还原反应，故B错误；
C．柠檬汁显酸性，依然可以发生铁与氢离子的反应，且能形成闭合回路，导线中会有电子流动，故C错误；
D．铁为负极，失电子生成铁离子，所以铁片质量逐渐减小，电极反应为Fe－2e-=Fe2+，故D正确；
综上所述答案为D。
8．C
【详解】A．由原理图可知，太阳能参与了该降解方法，即存在太阳能转化为化学能，A项错误；
B．O2在该装置中得电子，B项错误；
C．负极2-萘酚被氧化，失电子生成二氧化碳和水，C项正确；
D．由正负极反应可知关系式2～23O2，144g2－萘酚为l mol，降解lmol 2-萘酚时，消耗11.5 molO2，空气中O2约占五分之一，即消耗空气为57.5mol，即标准状况下的1288L，但该选项缺少标准状况条件，故消耗的空气体积不确定，D项错误；
故选C。
9．B
【详解】A、装置①是电解装置，石墨是阳极产生氯气，，Fe是阴极，电解熔融氯化钠时，钠离子在Fe极析出，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等，选项A正确；
B、装置②是电解池装置，左侧是阴极，铜离子放电生成红色单质铜，右侧是阳极，产生氯气，随反应的进行，氯化铜的浓度逐渐减小，单位时间内通过的电量逐渐减小，所以电流表的示数不断减小，选项B不正确；
C、装置③是电解饱和食盐水的装置，由图可知该装置中的离子交换膜只允许阳离子通过，所以右侧得到浓度较高的氢氧化钠溶液，选项C正确；
D、装置④是电镀装置，镀层金属作阳极，待镀制品作阴极，与电源的负极相连，选项D正确；
答案选B。
10．D
【分析】由新型中温全瓷铁--空气电池的装置图可知，a极通入空气，空气中氧气得电子发生还原反应为正极，铁与水反应生成氢气，氢气在b极失电子发生氧化反应为负极，结合原电池原理分析解答。
【详解】A．原电池中，阴离子向负极移动，O2-由正极移向负极，即a极移向b极，故A错误；
B．a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，电极反应式为：O2+4e-═2O2-，故B错误；
C．标准状况下，22.4L空气的物质的量为1mol，则参与反应的氧气为0.2mol，则电路中转移0.8mol电子，故C错误；
D．由新型中温全瓷铁--空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe═FeOx+xH2，故D正确；
故选D。
11．B
【详解】A．在制备蒸馏水的过程中，冷凝水应该从下方进入从上方排出，故A错误；
B．在制备氢氧化铁胶体时，将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续加热至溶液呈红褐色，不能搅拌，故B正确；
C．电镀过程中，铁钥匙应该作阴极，即连接电源的负极，故C错误；
D．在用简易装置进行中和热测定时，需要用环形玻璃棒进行搅拌，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】A．由题图可知，在b极上NO转化为N2，发生得电子的还原反应，故b极为正极，a极为负极，A项错误；
B．b极的电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，B项错误；
C．原电池中阴离子向负极移动，故C项正确；
D．左室消耗苯酚的电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，9.4 g苯酚的物质的量为0.1 mol，故用电器应流过2.8 mol电子，D项错误。
故选C。
【点睛】对于原电池，不管是一般的原电池、干电池还是燃料电池，都是将化学能转化为电能的装置。负极，失电子，发生氧化反应；正极，得电子，发生还原反应。电子由负极沿导线流入正极，电流由正极沿导线流入负极；阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。这些模式是相同的，所以只要我们记住了一般原电池中电极发生的变化、电子流动及离子迁移方向，就可类推其它类型的原电池。
13．B
【分析】由图可知，锌较活泼失去电子发生氧化反应，为负极；铜离子得到电子发生还原反应生成铜，为正极；
【详解】A．盐桥的作用是传导离子形成内电路，A错误；
B．在该电池的外电路中，电流由正极流向负极，故电流由铜片流向锌片，B正确；
C．锌片上发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，C错误；
D．铜片做正极，铜离子得到电子发生还原反应生成铜，电极反应是：Cu2++2e-=Cu，D错误；
故选B。
14．D
【分析】放电时，在a极， -2e-= +2Na+，则a极为负极；在b极， ，则b极为正极；充电时，a极为阴极，b极为阳极。
【详解】A．由分析可知，充电时，b极为阳极，与电源正极相连，A正确；
B．放电时，阳离子向正极移动，则Na+由a极(负极)向b极(正极)移动，B正确；
C．充电时，a极为阴极，电极反应式为 +2e-+2Na+= ，C正确；
D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，放电时Na+从a极转移到b极，且，故当转移0.3mol电子时，a极减重0.3mol Na+，b极增重0.3mol Na+，两极质量差为0.6mol×23g/mol=13.8g，D错误；
故选D。
15．(1)两次操作中均发生原电池反应，所以电流表指针均发生偏转
(2)两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流表指针偏转方向相反
(3)2I--2e-=I2
(4)AsO+2OH--2e-=AsO+H2O
【详解】（1）两次操作中电流表指针会发生偏转，是由于两次操作中均发生原电池反应，实现了化学能向电能的转化，所以电流表指针均发生偏转；
（2）在两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流表指针偏转方向相反；
（3）在操作(Ⅰ)中，C1棒为负极，I-失去电子发生氧化反应产生I2，故C1电极的反应为2I--2e-=I2；
（4）操作(Ⅱ)中，C2棒上AsO失去电子发生氧化反应变为AsO，所以C2电极为负极，则C2电极的反应为AsO+2OH--2e-=AsO+H2O。
16．(1) NaOH Na2CO3
(2) H2 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O < 1.93×105C
【解析】（1）
溶液中的镁离子一般用氢氧根离子除去，钙离子一般用碳酸根离子除去，因此精制时，为除去食盐水中的Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为NaOH、Na2CO3；
（2）
①装置A右端产生NaOH溶液，说明左端电极是阴极，发生反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，因此Y是氢气，装置A的左端是阳极，发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑，X为Cl2，氯气和NaOH溶液的反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
②装置B中通氧气的一极为正极，环境是NaOH溶液，因此正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，产生NaOH的浓溶液，则b%>a%；
③标况下11.2L氧气的物质的量为11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，两个装置通过的电量相等，根据电子守恒可知转移的电量是：0.5mol×4×6.02×1023mol-1×1.6×10-19C=1.93×105C。
17． 正 H2-2e-=2H+ O2+4e-+2H2O=4OH- CH4+100H+-8e-=CO32-+7H2O- 降低 N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ 1.12
【详解】（1）燃料电池中通入氧化剂的一极为正极，故氢氧燃料电池中通入氧气的一极为正极；H2失电子发生氧化反应，若电解质溶液为硫酸溶液，则负极反应为H2-2e-=2H+；O2得电子发生还原反应，若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
（2）若将氢气改为CH4，CH4中则-4价C元素被氧化为+4价，电解质溶液为KOH溶液，OH-参与负极反应，此时负极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；总反应为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，反应消耗OH-，—段时间后，电解质溶液的pH将降低。
（3）①肼(N2H4)-空气碱性燃料电池，总反应为：N2H4+O2=N2+H2O，负极上N2H4失电子，氢氧根离子参与反应，生成水和氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。②电池放电时正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，以该燃料电池做电源，铜作阳极电解硫酸铜溶液时，阴极反应Cu-2e-=Cu2+，当阴极增重1.28 g时，生成0.02molCu，转移0.04mol电子，根据电子守恒，有0.01mol氧气反应，则需要标准状况下空气的体积=0.01mol×22.4L mol-1÷20%=1.12L。
点睛：本题考查燃料电池，综合性较强，主要考查电极反应式书写和有关计算，书写电极反应式时，要注意电解质溶液的酸碱性；根据得失电子守恒，利用电极反应式进行有关计算。
18．(1) Cu Fe3++e-=Fe2+
(2) B
(3) 2a >
(4) O2+2H2O+4e-=4OH-
【详解】（1）氯化铁溶液与铜发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，原电池的负极失电子化合价升高、正极得电子化合价降低，因此若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为Cu，正极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，故答案为：Cu；Fe3++e-=Fe2+；
（2）将铝片和铜片用导线相连，插入浓硝酸中形成原电池，常温下，铝遇浓硝酸钝化，所以铜作负极；将铝片和铜片用导线相连，插入烧碱溶液中，铝能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铜不和氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，故选B；插入烧碱溶液中形成原电池的负极为铝，铝在负极上发生氧化反应，负极反应式为：，故答案为：B；；
（3）负极反应式为：Ag-e-+Cl-=AgCl，原电池工作时，电路中转移amole-，负极消耗amolCl-，形成闭合回路移向正极的n(H+)=amol，所以负极区即交换膜交换膜左侧溶液中约减少2amol离子；正极区电极反应为Cl2+2e-=2Cl-，生成n(HCl)=amol，所以交换膜右侧溶液c(HCl)增大，即交换膜右侧溶液c(HCl)>1mol/L，故答案为：2a；>；
（4）以肼(N2H4)为液体燃料的原电池，通入N2H4的一极为负极，负极上N2H4失去电子发生氧化反应，电极反应式为；通入空气的一极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：；O2+2H2O+4e-=4OH-。
19．(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(2) 负 氢气(或H2)
(3) 淀粉碘化钾(或淀粉碘化钠等其他合理答案均可) 有气泡产生，溶液由无色变为红色
【分析】(1)
电解饱和食盐水产生NaOH、H2和Cl2，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(2)
H2的密度比空气小，用向下排空气法收集，所以D中收集的气体是H2，而H2在与直流电源的负极相连的电极上产生，所以a为电源的负极。
(3)
A电极上除了有氢气生成外，溶液中还生成NaOH，所以遇酚酞溶液变红。b为电源的正极，B极上产生氯气，可以用淀粉碘化钾溶液检验。
20． 阳极室 防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢[或N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低] 阴 CO2＋6H＋＋6e－=CH3OH＋H2O
【详解】（1）①根据题意，镍电极有气泡产生是H＋失电子生成H2，发生还原反应，则铁电极上OH－发生氧化反应，溶液中的OH－减少，因此电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在阳极室，故答案为：阳极室；
②H2具有还原性，根据题意可知Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原，则电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低，故答案为：防止Na2FeO4与H2反应使产率降低；
③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；在N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低，故答案为：M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢[或N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低]；
（2）根据题意可知，二氧化碳在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，CO2中C呈＋4价，CH3OH中C呈－2价，结合反应前后碳元素化合价变化，可知碳元素的化合价降低，得到电子，则该电极为阴极，电极反应式为CO2＋6H＋＋6e－=CH3OH＋H2O，故答案为：阴；CO2＋6H＋＋6e－=CH3OH＋H2O。
21． 原电池 CH3OH + 8OH - 6e = CO32- + 6H2O 阳极 4AgNO3 + 2H2O 4Ag + O2↑ + 4HNO3 280 1 D 1.6 减小 增大 SO32-、HCO3- SO42-、 SO32- HCl、BaCl2
【分析】串联电路的电化学的计算题，注意紧扣“串联电路中电流处处相等”规律，即抓住每个电极上转移的电子数目相等解题即可。
【详解】（1）甲池为原电池，燃料CH3OH在负极失电子，发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，故甲池中通入CH3OH电极的电极反应为：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；
（2）乙池是电解池，A为阳极，电解OH-。B为阴极，电解Ag+。电池中电解硝酸银溶液生成银、硝酸和氧气，电池反应为：4AgNO3 + 2H2O 4Ag + O2↑ + 4HNO3；
（3）当乙池中B极质量增加5.4g为Ag，n（Ag）==0.05mol，依据电子守恒计算4Ag～O2～4e-，甲池中理论上消耗O2的体积=22.4L/mol=0.28L=280mL。乙池中Ag～H+，n（H+）=0.05mol，c（H+）==0.1mol/L，故乙池中溶液pH=1。依据电子守恒计算，2Ag～Cu，丙池中阴极D极析出m（Cu）=0.05mol64g/mol=1.6g；
（4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，则乙中电解NaCl溶液生成氢氧化钠，所以溶液的pH增大；
（5）①当溶液中有大量H+存在时，SO32-、HCO3-离子会与H+反应生成气体和水，则不可能有SO32-、HCO3-离子存在；
②当溶液中有大量Ba2+存在时，SO42-、 SO32-离子会与Ba2+反应生成沉淀，则溶液中不可能有SO42-、 SO32-离子存在；
③采用惰性电极从上述离子中选出适当离子组成易溶于水的电解质，两极分别放出气体且为1∶1，则应是放出H2、Cl2，符合要求的有：HCl、BaCl2。
22．(1) 阴 b
(2)(也得分)
(3)先有红色物质析出，后有气泡产生
(4)12
【详解】（1）由题中图示可知，电流由正极流向负极，所以b与电源正极相接，b为阳极，a为阴极，在电解池中阴离子向阳极移动，即移向b极；答案为阴；b；
（2）b为阳极，发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子放电生成H2O和O2，电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2+4H+；答案为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2+4H+；
（3）惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，结合图②可知，通过0.2mol电子时电解硫酸铜，然后电解硫酸溶液，其实质是电解水，即发生2H2O2H2↑+O2↑，a为阴极，先发生Cu2++2e-=Cu，后发生2H++2e-=H2↑，电极表面的现象是先有红色固体物质析出，电解一段时间后放出气体；答案为先有红色物质析出，后有气泡产生；
（4）由题中图②可知，P到Q点是电解水，收集到的混合气体为氢气和氧气，由2H2O2H2↑+O2↑可得，0.2mol电子通过时生成0.1molH2和0.05molO2，则混合气体的平均摩尔质量为M====12；答案为12。
23．(1) Cl--5e-＋2H2O=ClO2↑＋4H＋ 0.01 mol
(2) 2HSO＋2H+＋2e-=S2O＋2H2O 2NO＋2S2O＋2H2O=N2＋4HSO
(3)Fe3++e-═Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O
【详解】（1）①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＋；
②阴极产生标准状况下112 mL是H2，物质的量为0.005 mol，阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，所以电路中转移电子0.01 mol，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0.01 mol；
（2）①阴极发生得到电子的还原反应，根据装置图可知阴极是HSO得到电子，被还原为S2O，由于电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，因此阴极的电极反应为2HSO＋2H+＋2e-=S2O＋2H2O；
②S2O具有强还原性，由图示知，S2O能把NO还原为氮气，自身转化为HSO，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平得该反应离子方程式为2NO＋2S2O＋2H2O=N2＋4HSO；
（3）在电解池中，阳离子移向阴极，则电解池左侧为阴极区，首先发生反应Fe3++e-=Fe2+，通入氧气后Fe2+被O2氧化而再生成Fe3+，该反应为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，故此处填：Fe3++e-=Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O。
答案第1页，共2页
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一、单选题（共14题）
1．如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是
A．其能量转化的形式主要是：化学能→电能→光能
B．导线中电子的流动方向是：铜片→导线→锌片
C．铜片上发生氧化反应，锌片上发生还原反应
D．电池工作一段时间后，溶液的PH会减小
2．某课题组通过以下过程实现了可再生能源和的资源化利用。下列说法错误的是
A．若反应④的离子导体为NaOH溶液，则正极反应为
B．反应②和③均存在极性键的断裂和形成
C．整个过程涉及两种能量形式的转换
D．和在整个转化过程中是中间产物
3．我国研究锂硫电池获得突破，电池的总反应是16Li+S88Li2S，充放电曲线如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．充电时，电能转化为化学能
B．放电时，锂离子向正极移动
C．放电时，1molLi2S6转化为Li2S4得到2mole-
D．充电时，阳极总电极反应式是8S2--16e-=S8
4．如图所示，电流表指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是
A．B极为原电池的正极 B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀硫酸
C．C中阳离子向A极移动 D．A极发生氧化反应
5．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是
A．a为负极、d为阳极
B．c电极上有气体产生，发生还原反应
C．电解过程中，氯离子向d电极移动
D．电解过程中，d电极质量增加
6．一种新型短路膜电化学电池消除装置如下图所示。下列说法错误的是
A．负极反应为：
B．正极反应消耗标准状况下22.4L，理论上需要转移4mol电子
C．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子
D．该装置可用于空气中的捕获，缓解温室效应
7．图是某同学设计的原电池的装置。下列说法正确的是
A．溶液中的SO向铜极移动
B．铜片为原电池的正极，正极上发生氧化反应
C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动
D．铁片质量逐渐减小，发生的反应为：Fe－2e-=Fe2+
8．2-萘酚()在生产环境中主要以粉尘、气溶胶形式存在，可采用催化剂(@AgBr/mp-TiO2，其中mp-TiO2为介孔二氧化钛，具有大的比表面积和渗透能力)条件下的光降解法除去环境中的该污染物，工作原理如图：
下列判断正确的是
A．该除去方法中的能量转化只有化学能转化为电能
B．mp-TiO2可加快O2的失电子速率
C．负极反应：-46e-+23O2-=10CO2+4H2O
D．该法降解144g2-萘酚时，装置吸收空气约为1288L
9．观察下列几个装置示意图，有关叙述不正确的是（ ）
A．装置①工业上可用于生产金属钠，电解过程中石墨电极产生氯气，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等
B．装置②中随着电解的进行右边电极会产生红色的铜，并且电流计示数不断变小
C．装置③中的离子交换膜具有很强的选择性，只允许某类离子（如Na+）通过
D．装置④的待镀铁制品应与电源负极相连
10．世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是
A．由b极移向a极
B．正极的电极反应式为
C．若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有0.14 mol电子转移
D．铁表面发生的反应为
11．下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A B C D
蒸馏水的制备 氢氧化铁胶体的制备 铁钥匙上镀铜 中和热的测定
A．A B．B C．C D．D
12．利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能，装置如图所示。电池工作时，下列说法正确的是( )
A．a极为正极，发生氧化反应
B．b极的电极反应式为：2NO＋12H＋－10e－=N2↑＋6H2O
C．中间室的Cl－向左室移动
D．左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4 g时，用电器流过2.4 mol电子
13．如图所示为双液锌铜原电池。下列有关叙述正确的是
A．盐桥的作用是传导电子
B．在该电池的外电路中，电流由铜片流向锌片
C．锌片上发生还原反应：Zn-2e-=Zn2+
D．铜片做正极，电极反应是：Cu=Cu2++2e-
14．某钠离子可充电电池的工作主要靠在两极间的迁移，工作原理如图：
其中代表没参与反应的，代表没参与反应的。下列有关说法错误的是
A．充电时，b极接电源正极
B．放电时，由a极向b极移动
C．充电时，阴极发生反应为为 +2e-+2Na+=
D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，则放电过程中转移0.3mol电子时，两极质量差为6.9g
二、填空题（共9题）
15．已知可逆反应：AsO+2I-+2H+AsO+I2+H2O。
(Ⅰ)如图所示，若向B中逐滴加入浓盐酸，发现电流表指针偏转。
(Ⅱ)若改为向B中滴加40%的NaOH溶液，发现电流表指针与(Ⅰ)中偏转方向相反。
试回答问题：
(1)两次操作中电流表指针为什么会发生偏转？ 。
(2)两次操作过程中电流表指针偏转方向为什么相反？ 。
(3)操作(Ⅰ)中，C1棒上的反应为 。
(4)操作(Ⅱ)中，C2棒上的反应为 。
16．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)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 、 (写化学式)。
(2)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(填“>”“<”或“=”)。
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B可向装置A提供的电量约为 (一个e-的电量为1.6010-19C；计算结果精确到0.01)。
17．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点，已成为一种发展前景十分广阔的化学电源。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，它可以使用不同的电解质，如酸式、碱式、熔融碳酸盐、固体电解质等。回答以下问题：
(1)通入氧气的一极为 极，若电解质溶液为硫酸溶液，负极反应式为 ，若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为 。
(2)若将氢气改为CH4，电解质溶液为KOH溶液，此时负极反应式为： ，—段时间后，电解质溶液的pH将 (填“升高”、“降低”或“不变”）。
(3)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。已知N2H4燃烧产物之一为空气中含量最高的一种气体。
①胼-空气燃料电池放电时：负极的电极反应式为： 。
②假设使用肼-空气燃料电池作为下图电解过程的电源，当阴极增重1.28 g，则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气 L。（假设空气中氧气体积分数为20%)
18．人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下各种电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息填空：
(1)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属，溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为 ，正极反应式为 。
(2)将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，负极分别为 。
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片
C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式： 。
(3)某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl，当电路中转移amole-时，交换膜左侧溶液中约减少 mol离子。交换膜右侧溶液中c(HCl) (填“>”“＜”或“=”)1mol·L-1(忽略溶液体积变化)。
(4)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，KOH溶液作电解质溶液。负极反应式为 ，正极反应式为 。
19．某实验兴趣小组利用如下图所示装置进行电解饱和食盐水并检验其生成物的实验，当图中开关K闭合片刻后，请回答下列问题：
(1)电解饱和食盐水的化学方程式为 。
(2)a为电源的 (填“正”或“负”)极；D中收集的气体是 。
(3)C试管盛放 溶液。溶液中A电极附近的现象为 。
20．（1）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
①电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为 。
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c( Na2FeO4)低于最高值的原因： 。
（2）研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在 极，该电极反应式是 。
21．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装 置的开关时，观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
（1）甲池为 (填“原电池”“电解池”或“电镀池”)，通入 CH3OH 电极的电极反应为 。
（2）乙池中 A(石墨)电极的名称为 (填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”)，总反应为 。
（3）若甲、乙、丙溶液体积均为500 mL，当乙池中 B 极质量增加 5.4 g 时，甲池中理论上消耗 O2的体积为 mL(标准状 况)，乙池中溶液pH= ，丙池中 (填“C”或“D”)极析出 g 铜。
（4）若丙中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，开关闭合一段时间后，甲中溶液的 pH将 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)，丙中溶液的 pH 将 。
（5）某溶液中可能含有下列离子中的两种或几种：Ba2+、H+、SO42-、 SO32-、HCO3-、 Cl-。
①当溶液中有大量H+存在时，则不可能有 离子存在。
②当溶液中有大量Ba2+存在时，溶液中不可能有 离子存在。
③采用惰性电极从上述离子中选出适当离子组成易溶于水的电解质，对其溶液进行电解若两极分别放出气体，且体积比为1∶1，则电解质化学式是 。
22．用石墨电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。
(1)a电极是 极，其中移向 极(填a或b)。
(2)电解过程中，b电极的电极反应式： 。
(3)电解过程中，a电极表面现象： 。
(4)从P到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为 。
23．回答下列问题：
(1)二氧化氯为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图1是目前已开发出用电解法制取的新工艺。
①阳极产生的电极反应式： 。
②当阴极产生标准状况下气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为 。
图1
(2)和是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收和。
图2
①已知电解池的阴极室中溶液的在4~7之间，阴极的电极反应为 。
②用离子方程式表示吸收的原理 。
(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图3所示，阴极区的电极和溶液发生的反应分别是 (写反应方程式)。
图3
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【分析】根据装置所示为铜锌原电池，锌比铜活泼，锌做负极，电极上发生氧化反应，Zn-2e-=Zn2+，铜做正极，电极上发生还原反应，2H++2e-=H2↑，原电池中电子由负极流向正极，
【详解】A．该装置为原电池，原电池原理为化学能转化为电能，外电路中LED灯发光，原电池产生的电能转化为光能，则其能量转化的形式主要是：化学能→电能→光能，故A正确；
B．原电池外电路中，电子由负极流向正极，锌做负极，铜做正极，则导线中电子的流动方向是：锌片→导线→铜片，故B错误；
C．根据分析，铜片上发生还原反应，锌片上发生氧化反应，故C错误；
D．电池工作一段时间后，铜电极上发生还原反应，2H++2e-=H2↑，电解质溶液中的氢离子浓度减小，酸性减弱，溶液的pH会增大，故D错误；
答案选A。
2．C
【详解】A．若反应④的离子导体为NaOH溶液，则碱性环境下的正极反应为，故A正确；
B．反应②中断裂的是非极性键H-H和极性键C=O，形成的是极性键H-O、C-H和C-O，反应③断裂的是极性键，形成的是非极性键和极性键，故B正确；
C．整个过程涉及能量形式的转换有光能→电能→化学能→热能，化学能→热能，故C错误；
D．由图可知，和都是前面反应的产物，也是后面反应的反应物，在整个转化过程中是中间产物，故D正确；
故选C。
3．C
【详解】A. 充电时，是电解池，是电能转化为化学能，故A正确；B. 放电时，是原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，因此锂离子向正极移动，故B正确；C. 根据图示，放电时，1mol Li2S6转化为Li2S4的反应为2Li2S6+ 2Li =3Li2S4，反应中2mol Li2S6得到2mole-，即1mol Li2S6得到1mole-，故C错误；D. 根据16Li+S8 8Li2S，充电时，阳极总电极反应式是8S2- -16e- = S8，故D正确；故选C。
点睛：本题考查了原电池和电解池的工作原理的应用。本题中放电过程是分步放电的，这是本题的难点，本题的易错点为C，要注意根据每步反应的方程式分析解答。
4．C
【分析】电流表指针发生偏转，说明形成原电池反应，化学能转化为电能；同时A极质量减少，则A为原电池负极，B极上有气泡产生，B为原电池正极，C为电解质溶液。
【详解】A．B极上有气泡产生，应为氢离子被还原为氢气，为原电池的正极，A正确；
B．锌比铜活泼，且可以与稀硫酸反应生成氢气，稀硫酸作电解质溶液形成原电池时，Zn为负极、Cu为正极，符合题意，B正确；
C．原电池中阳离子流向正极，即阳离子流向B极，C错误；
D．A电极是原电池的负极，失去电子，发生氧化反应，D正确；
综上所述答案为C。
5．D
【分析】在电解池中电流是从正极流向阳极，所以c是阳极，d是阴极，a是正极，b是负极。
【详解】A.据分析，a是正极，d是阴极，A错误；
B.据分析，c是阳极，阳极上氯离子发生失去电子的氧化反应生成氯气，B错误；
C.电解过程中，氯离子在阳极上失电子产生氯气，因此氯离子向c电极移动，C错误。
D.电解过程中，d电极是阴极，该电极上铜离子得电子析出金属铜，电极质量增加，D正确；
答案选D。
【点睛】本题考查电解池的工作原理，难度不大，会根据电子流向和电流流向判断电源的正负极，从而确定电极的阴阳极，再根据所学知识进行回答即可。
6．A
【分析】由图可知，正极氧气发生还原反应和二氧化碳生成碳酸根离子，负极氢气发生氧化反应和碳酸氢根离子生成二氧化碳；
【详解】A．由分析可知，负极反应为：，A错误；
B．标准状况下22.4L的物质的量为1mol，根据氧元素化合价变化结合电子守恒可知，，则理论上需要转移4mol电子，B正确；
C．由图示可知，短路膜中存在电子运动，故和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子，C正确；
D．由图示可知，该装置吸收含二氧化碳空气，释放出不含二氧化碳的空气，生成二氧化碳可以被收集利用，故可用于空气中的捕获，缓解温室效应，D正确；
故选A。
7．D
【分析】根据装置图可知，总反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，所以铁电极为负极，铜电极为正极。
【详解】A．原电池中阴离子流向负极，所以硫酸根流向铁电极，故A错误；
B．根据分析铜电极为正极，电极上氢离子得电子发生还原反应，故B错误；
C．柠檬汁显酸性，依然可以发生铁与氢离子的反应，且能形成闭合回路，导线中会有电子流动，故C错误；
D．铁为负极，失电子生成铁离子，所以铁片质量逐渐减小，电极反应为Fe－2e-=Fe2+，故D正确；
综上所述答案为D。
8．C
【详解】A．由原理图可知，太阳能参与了该降解方法，即存在太阳能转化为化学能，A项错误；
B．O2在该装置中得电子，B项错误；
C．负极2-萘酚被氧化，失电子生成二氧化碳和水，C项正确；
D．由正负极反应可知关系式2～23O2，144g2－萘酚为l mol，降解lmol 2-萘酚时，消耗11.5 molO2，空气中O2约占五分之一，即消耗空气为57.5mol，即标准状况下的1288L，但该选项缺少标准状况条件，故消耗的空气体积不确定，D项错误；
故选C。
9．B
【详解】A、装置①是电解装置，石墨是阳极产生氯气，，Fe是阴极，电解熔融氯化钠时，钠离子在Fe极析出，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等，选项A正确；
B、装置②是电解池装置，左侧是阴极，铜离子放电生成红色单质铜，右侧是阳极，产生氯气，随反应的进行，氯化铜的浓度逐渐减小，单位时间内通过的电量逐渐减小，所以电流表的示数不断减小，选项B不正确；
C、装置③是电解饱和食盐水的装置，由图可知该装置中的离子交换膜只允许阳离子通过，所以右侧得到浓度较高的氢氧化钠溶液，选项C正确；
D、装置④是电镀装置，镀层金属作阳极，待镀制品作阴极，与电源的负极相连，选项D正确；
答案选B。
10．D
【分析】由新型中温全瓷铁--空气电池的装置图可知，a极通入空气，空气中氧气得电子发生还原反应为正极，铁与水反应生成氢气，氢气在b极失电子发生氧化反应为负极，结合原电池原理分析解答。
【详解】A．原电池中，阴离子向负极移动，O2-由正极移向负极，即a极移向b极，故A错误；
B．a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极，电极反应式为：O2+4e-═2O2-，故B错误；
C．标准状况下，22.4L空气的物质的量为1mol，则参与反应的氧气为0.2mol，则电路中转移0.8mol电子，故C错误；
D．由新型中温全瓷铁--空气电池的装置图可知，铁表面发生的反应为xH2O(g)+Fe═FeOx+xH2，故D正确；
故选D。
11．B
【详解】A．在制备蒸馏水的过程中，冷凝水应该从下方进入从上方排出，故A错误；
B．在制备氢氧化铁胶体时，将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，继续加热至溶液呈红褐色，不能搅拌，故B正确；
C．电镀过程中，铁钥匙应该作阴极，即连接电源的负极，故C错误；
D．在用简易装置进行中和热测定时，需要用环形玻璃棒进行搅拌，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】A．由题图可知，在b极上NO转化为N2，发生得电子的还原反应，故b极为正极，a极为负极，A项错误；
B．b极的电极反应式为2NO＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，B项错误；
C．原电池中阴离子向负极移动，故C项正确；
D．左室消耗苯酚的电极反应式为C6H5OH－28e－＋11H2O=6CO2↑＋28H＋，9.4 g苯酚的物质的量为0.1 mol，故用电器应流过2.8 mol电子，D项错误。
故选C。
【点睛】对于原电池，不管是一般的原电池、干电池还是燃料电池，都是将化学能转化为电能的装置。负极，失电子，发生氧化反应；正极，得电子，发生还原反应。电子由负极沿导线流入正极，电流由正极沿导线流入负极；阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。这些模式是相同的，所以只要我们记住了一般原电池中电极发生的变化、电子流动及离子迁移方向，就可类推其它类型的原电池。
13．B
【分析】由图可知，锌较活泼失去电子发生氧化反应，为负极；铜离子得到电子发生还原反应生成铜，为正极；
【详解】A．盐桥的作用是传导离子形成内电路，A错误；
B．在该电池的外电路中，电流由正极流向负极，故电流由铜片流向锌片，B正确；
C．锌片上发生氧化反应：Zn-2e-=Zn2+，C错误；
D．铜片做正极，铜离子得到电子发生还原反应生成铜，电极反应是：Cu2++2e-=Cu，D错误；
故选B。
14．D
【分析】放电时，在a极， -2e-= +2Na+，则a极为负极；在b极， ，则b极为正极；充电时，a极为阴极，b极为阳极。
【详解】A．由分析可知，充电时，b极为阳极，与电源正极相连，A正确；
B．放电时，阳离子向正极移动，则Na+由a极(负极)向b极(正极)移动，B正确；
C．充电时，a极为阴极，电极反应式为 +2e-+2Na+= ，C正确；
D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，放电时Na+从a极转移到b极，且，故当转移0.3mol电子时，a极减重0.3mol Na+，b极增重0.3mol Na+，两极质量差为0.6mol×23g/mol=13.8g，D错误；
故选D。
15．(1)两次操作中均发生原电池反应，所以电流表指针均发生偏转
(2)两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流表指针偏转方向相反
(3)2I--2e-=I2
(4)AsO+2OH--2e-=AsO+H2O
【详解】（1）两次操作中电流表指针会发生偏转，是由于两次操作中均发生原电池反应，实现了化学能向电能的转化，所以电流表指针均发生偏转；
（2）在两次操作中，电极相反，电子流向相反，因而电流表指针偏转方向相反；
（3）在操作(Ⅰ)中，C1棒为负极，I-失去电子发生氧化反应产生I2，故C1电极的反应为2I--2e-=I2；
（4）操作(Ⅱ)中，C2棒上AsO失去电子发生氧化反应变为AsO，所以C2电极为负极，则C2电极的反应为AsO+2OH--2e-=AsO+H2O。
16．(1) NaOH Na2CO3
(2) H2 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O < 1.93×105C
【解析】（1）
溶液中的镁离子一般用氢氧根离子除去，钙离子一般用碳酸根离子除去，因此精制时，为除去食盐水中的Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为NaOH、Na2CO3；
（2）
①装置A右端产生NaOH溶液，说明左端电极是阴极，发生反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，因此Y是氢气，装置A的左端是阳极，发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑，X为Cl2，氯气和NaOH溶液的反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
②装置B中通氧气的一极为正极，环境是NaOH溶液，因此正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，产生NaOH的浓溶液，则b%>a%；
③标况下11.2L氧气的物质的量为11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，两个装置通过的电量相等，根据电子守恒可知转移的电量是：0.5mol×4×6.02×1023mol-1×1.6×10-19C=1.93×105C。
17． 正 H2-2e-=2H+ O2+4e-+2H2O=4OH- CH4+100H+-8e-=CO32-+7H2O- 降低 N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ 1.12
【详解】（1）燃料电池中通入氧化剂的一极为正极，故氢氧燃料电池中通入氧气的一极为正极；H2失电子发生氧化反应，若电解质溶液为硫酸溶液，则负极反应为H2-2e-=2H+；O2得电子发生还原反应，若电解质溶液为KOH溶液，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
（2）若将氢气改为CH4，CH4中则-4价C元素被氧化为+4价，电解质溶液为KOH溶液，OH-参与负极反应，此时负极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；总反应为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，反应消耗OH-，—段时间后，电解质溶液的pH将降低。
（3）①肼(N2H4)-空气碱性燃料电池，总反应为：N2H4+O2=N2+H2O，负极上N2H4失电子，氢氧根离子参与反应，生成水和氮气，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。②电池放电时正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，以该燃料电池做电源，铜作阳极电解硫酸铜溶液时，阴极反应Cu-2e-=Cu2+，当阴极增重1.28 g时，生成0.02molCu，转移0.04mol电子，根据电子守恒，有0.01mol氧气反应，则需要标准状况下空气的体积=0.01mol×22.4L mol-1÷20%=1.12L。
点睛：本题考查燃料电池，综合性较强，主要考查电极反应式书写和有关计算，书写电极反应式时，要注意电解质溶液的酸碱性；根据得失电子守恒，利用电极反应式进行有关计算。
18．(1) Cu Fe3++e-=Fe2+
(2) B
(3) 2a >
(4) O2+2H2O+4e-=4OH-
【详解】（1）氯化铁溶液与铜发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，原电池的负极失电子化合价升高、正极得电子化合价降低，因此若将此反应设计成原电池，则负极所用电极材料为Cu，正极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，故答案为：Cu；Fe3++e-=Fe2+；
（2）将铝片和铜片用导线相连，插入浓硝酸中形成原电池，常温下，铝遇浓硝酸钝化，所以铜作负极；将铝片和铜片用导线相连，插入烧碱溶液中，铝能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铜不和氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，故选B；插入烧碱溶液中形成原电池的负极为铝，铝在负极上发生氧化反应，负极反应式为：，故答案为：B；；
（3）负极反应式为：Ag-e-+Cl-=AgCl，原电池工作时，电路中转移amole-，负极消耗amolCl-，形成闭合回路移向正极的n(H+)=amol，所以负极区即交换膜交换膜左侧溶液中约减少2amol离子；正极区电极反应为Cl2+2e-=2Cl-，生成n(HCl)=amol，所以交换膜右侧溶液c(HCl)增大，即交换膜右侧溶液c(HCl)>1mol/L，故答案为：2a；>；
（4）以肼(N2H4)为液体燃料的原电池，通入N2H4的一极为负极，负极上N2H4失去电子发生氧化反应，电极反应式为；通入空气的一极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：；O2+2H2O+4e-=4OH-。
19．(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(2) 负 氢气(或H2)
(3) 淀粉碘化钾(或淀粉碘化钠等其他合理答案均可) 有气泡产生，溶液由无色变为红色
【分析】(1)
电解饱和食盐水产生NaOH、H2和Cl2，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(2)
H2的密度比空气小，用向下排空气法收集，所以D中收集的气体是H2，而H2在与直流电源的负极相连的电极上产生，所以a为电源的负极。
(3)
A电极上除了有氢气生成外，溶液中还生成NaOH，所以遇酚酞溶液变红。b为电源的正极，B极上产生氯气，可以用淀粉碘化钾溶液检验。
20． 阳极室 防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢[或N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低] 阴 CO2＋6H＋＋6e－=CH3OH＋H2O
【详解】（1）①根据题意，镍电极有气泡产生是H＋失电子生成H2，发生还原反应，则铁电极上OH－发生氧化反应，溶液中的OH－减少，因此电解一段时间后，c(OH－)降低的区域在阳极室，故答案为：阳极室；
②H2具有还原性，根据题意可知Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原，则电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低，故答案为：防止Na2FeO4与H2反应使产率降低；
③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢；在N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3生成，使Na2FeO4产率降低，故答案为：M点：c(OH－)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢[或N点：c(OH－)过高，铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成，使Na2FeO4产率降低]；
（2）根据题意可知，二氧化碳在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，CO2中C呈＋4价，CH3OH中C呈－2价，结合反应前后碳元素化合价变化，可知碳元素的化合价降低，得到电子，则该电极为阴极，电极反应式为CO2＋6H＋＋6e－=CH3OH＋H2O，故答案为：阴；CO2＋6H＋＋6e－=CH3OH＋H2O。
21． 原电池 CH3OH + 8OH - 6e = CO32- + 6H2O 阳极 4AgNO3 + 2H2O 4Ag + O2↑ + 4HNO3 280 1 D 1.6 减小 增大 SO32-、HCO3- SO42-、 SO32- HCl、BaCl2
【分析】串联电路的电化学的计算题，注意紧扣“串联电路中电流处处相等”规律，即抓住每个电极上转移的电子数目相等解题即可。
【详解】（1）甲池为原电池，燃料CH3OH在负极失电子，发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，故甲池中通入CH3OH电极的电极反应为：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；
（2）乙池是电解池，A为阳极，电解OH-。B为阴极，电解Ag+。电池中电解硝酸银溶液生成银、硝酸和氧气，电池反应为：4AgNO3 + 2H2O 4Ag + O2↑ + 4HNO3；
（3）当乙池中B极质量增加5.4g为Ag，n（Ag）==0.05mol，依据电子守恒计算4Ag～O2～4e-，甲池中理论上消耗O2的体积=22.4L/mol=0.28L=280mL。乙池中Ag～H+，n（H+）=0.05mol，c（H+）==0.1mol/L，故乙池中溶液pH=1。依据电子守恒计算，2Ag～Cu，丙池中阴极D极析出m（Cu）=0.05mol64g/mol=1.6g；
（4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，则乙中电解NaCl溶液生成氢氧化钠，所以溶液的pH增大；
（5）①当溶液中有大量H+存在时，SO32-、HCO3-离子会与H+反应生成气体和水，则不可能有SO32-、HCO3-离子存在；
②当溶液中有大量Ba2+存在时，SO42-、 SO32-离子会与Ba2+反应生成沉淀，则溶液中不可能有SO42-、 SO32-离子存在；
③采用惰性电极从上述离子中选出适当离子组成易溶于水的电解质，两极分别放出气体且为1∶1，则应是放出H2、Cl2，符合要求的有：HCl、BaCl2。
22．(1) 阴 b
(2)(也得分)
(3)先有红色物质析出，后有气泡产生
(4)12
【详解】（1）由题中图示可知，电流由正极流向负极，所以b与电源正极相接，b为阳极，a为阴极，在电解池中阴离子向阳极移动，即移向b极；答案为阴；b；
（2）b为阳极，发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子放电生成H2O和O2，电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2+4H+；答案为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O-4e-=O2+4H+；
（3）惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，结合图②可知，通过0.2mol电子时电解硫酸铜，然后电解硫酸溶液，其实质是电解水，即发生2H2O2H2↑+O2↑，a为阴极，先发生Cu2++2e-=Cu，后发生2H++2e-=H2↑，电极表面的现象是先有红色固体物质析出，电解一段时间后放出气体；答案为先有红色物质析出，后有气泡产生；
（4）由题中图②可知，P到Q点是电解水，收集到的混合气体为氢气和氧气，由2H2O2H2↑+O2↑可得，0.2mol电子通过时生成0.1molH2和0.05molO2，则混合气体的平均摩尔质量为M====12；答案为12。
23．(1) Cl--5e-＋2H2O=ClO2↑＋4H＋ 0.01 mol
(2) 2HSO＋2H+＋2e-=S2O＋2H2O 2NO＋2S2O＋2H2O=N2＋4HSO
(3)Fe3++e-═Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O
【详解】（1）①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＋；
②阴极产生标准状况下112 mL是H2，物质的量为0.005 mol，阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，所以电路中转移电子0.01 mol，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0.01 mol；
（2）①阴极发生得到电子的还原反应，根据装置图可知阴极是HSO得到电子，被还原为S2O，由于电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，因此阴极的电极反应为2HSO＋2H+＋2e-=S2O＋2H2O；
②S2O具有强还原性，由图示知，S2O能把NO还原为氮气，自身转化为HSO，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平得该反应离子方程式为2NO＋2S2O＋2H2O=N2＋4HSO；
（3）在电解池中，阳离子移向阴极，则电解池左侧为阴极区，首先发生反应Fe3++e-=Fe2+，通入氧气后Fe2+被O2氧化而再生成Fe3+，该反应为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O，故此处填：Fe3++e-=Fe2+、4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O。
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