第四章化学反应与电能单元同步测试（含解析）-2022-2023学年高二化学人教版选择性必修1

第四章 化学反应与电能 单元同步测试
一、单选题
1．热电池是一种需要达到一定温度才能工作的电池。一种热电池的结构如下图所示，电池工作时需用引燃剂引发Fe和的反应，产生的热量会使LiCl、KCl熔化，电池开始工作。电池放电后有、Fe和生成。下列说法正确的是
A．该热电池常温下不能工作的原因是LiCl、KCl常温下不含离子
B．Fe和反应后的产物可能是KCl、和
C．放电时电极上所发生反应为
D．电路上每转移1mol电子，消耗的物质的量为0.25mol
2．LiOH是生产锂离子电池的原材料之一，如图为以石墨作电极电解制备LiOH的原理示意图，电解液为LiOH溶液和LiCl溶液，中间为阳离子交换膜。下列说法错误的是
A．气体X为，M区电解液为LiCl溶液
B．电解过程中由M区穿过阳离子交换膜移入N区
C．阳极的电极反应式为
D．若电路中转移了0.2 mol电子，则理论上产生标准状况下1.12 L气体Y
3．硅作为地壳中第二丰富的元素，将其用于制作电池有很大的应用前景。某硅 酸电池，其电极材料分别为碳包覆硅和铜的CuSi@C以及，电解质溶液为酸性硫酸钠溶液，工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．硅 酸电池比碱性硅 空气电池更能实现持续放电
B．放电时，当电路中转移4mol电子时，负极区电解质溶液质量减少36g
C．放电时，负极电极反应式为
D．电极电极反应式仅为
4．我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时，将Zn-NO2水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH3 H2O，从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。
下列说法正确的是
A．b电极为Zn电极
B．放电过程中，负极发生的反应为
C．电解过程中，阴极区溶液的pH逐渐减小
D．理论上，每得到1molNH3 H2O，至少需要消耗390gZn
5．某电池研究员使用锂-磺酰氯(Li-SO2Cl2)电池作为电源电解制备Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。已知电池反应为，下列说法错误的是
A．电池中C电极的电极反应式为
B．电池的e极连接电解池的h极
C．膜a是阳离子交换膜，膜c是阴离子交换膜
D．电解池中不锈钢电极的电极反应式为
6．工业上用电解法生产乙醛酸(OHCCOOH)的原理如图所示，装置中阴、阳两极均为惰性电极。其中双极膜由阴离子交换层和阳离子交换层复合而成，在直流电场作用下双极膜复合层内水解离为和并分别向两极移动。下列说法正确的是
A．a为直流电源的负极
B．相同时间内，两极得到乙醛酸的物质的量一定相等
C．X极上生成乙醛酸的电极反应式为
D．M是阴离子交换膜
7．利用双极膜电渗析法处理废水，可实现废水的高效净化，其原理如图所示。双极膜是特种离子交换膜，它是由一张阳膜和一张阴膜制成的阴、阳复合膜。在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O分子解离成H+和OH-并分别通过阳膜和阴膜。下列说法正确的是
A．电极X连接电源的正极，其电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O
B．Z为淡水，M为H2SO4溶液，b膜为阳离子交换膜
C．理论上，每转移2mol电子，两极共产生1.5mol气体
D．该装置中，电子的转移方向为电极X→电解质溶液→电极Y
8．用微生物燃料电池处理含氨氮的废水，是一项重要的研究课题。某科研小组利用如图所示的装置模拟含氨氮废水的处理。
下列说法错误的是
A．附着微生物的石墨为负极
B．处理废水时，不宜在高温下进行
C．石墨电极的电极反应式：
D．左右两侧电极附近溶液的pH均升高
9．我国某科研团队借助氧化还原介质RM，将电池的放电电压提高至3V以上，该电池的工作原理如图。下列说法正确的是
A．电极的电势比多孔碳电极的高
B．负极反应：
C．RM和均为该电池反应的催化剂
D．电极每减重7 g，就有22 g 被固定
10．我国科技工作者利用计算机模拟在不同催化剂，以及硫酸作电解质溶液的条件下，电解还原制备氨气反应历程中相对吉布斯自由能变化如图所示(*代表微粒吸附在催化剂表面)。下列说法错误的是
A．该反应历程实现了人工固氮 B．该反应历程在阳极发生
C．从热力学趋势来说该反应能自发进行 D．该历程的总反应为
11．生产生活中蕴藏着丰富的化学知识。下列项目与所述的化学知识没有关联的是
选项 项目 化学知识
A 废旧铅酸蓄电池回收时加入少量 可作该反应的催化剂
B 冰在室温下自动熔化成水 冰熔化成水时熵值增大
C 合成氨原料气进入合成塔前需经过铜氨溶液 铜氨溶液可除去
D 作“钡餐” 是强电解质
A．A B．B C．C D．D
12．一种碳纳米管能够吸附氢气，可做二次电池(如下图所示)的碳电极。该电池用的KOH溶液作电解质溶液，下列说法中正确的是
A．充电时碳电极发生氧化反应
B．充电时将镍电极与外加电源的负极相连
C．放电时碳电极反应为：
D．放电时镍电极反应为：
13．我国科学家发现，将纳米级FeF3嵌入电极材料，能大大提高可充电铝离子电池的容量。其中有机离子导体主要含AlxCl，隔膜仅允许含铝元素的微粒通过。工作原理如图所示：
下列说法正确的是
A．若FeF3从电极表面脱落，则电池单位质量释放电量增多
B．为了提高电导效率，左极室采用酸性AlxCl水溶液
C．放电时，AlCl离子可经过隔膜进入右极室中
D．充电时，电池的阳极反应为Al+7AlCl-3e-=4Al2Cl
二、非选择题
14．I.有下列各组微粒或物质，请按要求填空(填字母)：
A．富勒烯和石墨烯 B．D和T C．CH3CH2CH2CH3和 D．和 E.CH3CH2CH2CH3和
(1)______组中两种物质互为同素异形体；______组中两种物质属于同系物；______组中两种物质互为同分异构体；______组中两种物质互为同位素；______组中是同种物质。
II.现有A、B、C三种烃，其球棍模型如图：
(2)等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是______。(填字母)
(3)将1molA和适量的Cl2混合后光照，充分反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量之比为1：2：3：4，则参加反应的Cl2的物质的量为______mol。
(4)用上述烃C设计成碱性条件下的燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极：
①使用时，氧气从_______口通入(填“A”或“B”)。
②电池工作时，OH-移向_______电极(填“a”或“b”)。
③当电池转移8mol电子时，至少消耗氧气_______g。
④a极的电极反应方程式为：______。
15．Ⅰ．根据化学能转化为电能的相关知识，回答下列问题：
(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母，下同)。
A． B．
C． D．
Ⅱ.铅蓄电池是常用的化学电源。
(2)铅蓄电池属于___________(填“一次”或“二次”)电池。已知硫酸铅为不溶于水的白色固体，生成时附着在电极上。写出该电池放电时，正极上的电极反应式：___________。
(3)甲烷(CH4)燃料电池以30%KOH溶液为电解质溶液，该燃料电池放电时负极上的电极反应式为___________；正极附近溶液的碱性___________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(4)银锌电池总反应为：Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag。则该电池的正极电极反应式：___________。
(5)如图为氢氧燃料电池的构造示意图。
①氧气从___________(填“a”或“b”)口通入；电池工作时，OH-向___________(填“X”或“Y”)极移动。
②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-，则电池工作时负极电极反应式为___________。
16．电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：
I.二氧化氯()为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取的新工艺如图所示：

(1)图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取。产生的电极应连接电源的_______(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为_______。
(2)a极区溶液的_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)图中离子交换膜应使用_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
Ⅱ.在日常生活中，金属腐蚀的现象普遍存在，某化学兴趣小组设计了如图所示的两套实验装置验证的腐蚀与防护：

(4)图中能保护不被腐蚀的是装置_______(填“A”或“B”)，其保护方法的名称是_______。
(5)另一装置中极的电极反应式为_______，检验其阳离子产物时加入_______溶液，产生特征蓝色沉淀，其反应离子方程式为_______。
17．能源是现代文明的原动力，随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。新能源包括风能、氢能、沼气、酒精、甲醇等，新能源的使用与研究在一定程度上助力中国实现“碳达峰、碳中和”。通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。
(1)目前，中国汽车行业已经发生翻天覆地的变化，电动汽车的发展异常耀眼。新能源汽车最重要的部件就是电池，现有一款铅酸电池，放电时的电池反应：。据此判断下列叙述正确的是___________。
A．放电时，电能转化为化学能 B．是负极
C．得电子，被氧化 D．电池放电时，溶液酸性增强
(2)如图所示为燃料电池的装置(A、B为多孔碳棒)：___________ (填A或B)处电极入口通甲烷，其电极反应式为___________；当消耗甲烷的体积为(标准状况下)时，消耗的质量为___________g。
(3)用上述燃料电池连接成如下装置。
乙池中X为阳离子交换膜，石墨电极(C)作___________极，写出乙池总反应的离子方程式___________。
(4)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁发生___________腐蚀，写出碳棒的电极反应式：___________。若将乙装置中两电极连接电源的正负两极，铁连接电源的___________极(填“正”或“负”)可防止铁腐蚀，该种防护方法叫___________。
(5)若乙池中X为钠离子交换膜(只允许钠离子通过)，则当甲池中消耗标准状况下时，乙装置中阳极室溶液质量减少___________克。
(6)若丙中要实现铁上镀银，b电极材料为___________。
(7)二氧化碳的资源化利用是目前研究的热点问题之一，西北工业大学团队研究锂-二氧化碳二次电池，取得了重大科研成果。该电池放电的总反应为，下列说法正确的是___________。
A．该电池的电解液可以是稀硫酸
B．放电时，若消耗时，转移电子
C．放电时，电子从锂电极流出，通过电解液流回锂电极，构成闭合回路
D．放电时，锂电极作正极
18．回答下列问题：
(1)双阴极微生物燃料电池处理NH-N废水的工作原理如图(a)所示，双阴极通过的电流相等，废水在电池中的运行模式如图(b)所示。
①Y离子交换膜为_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②III室中除了O2→H2O，主要发生的反应还有_______(用离子方程式表示)。
③生成3.5gN2，理论上需要消耗_______gO2。
(2)西北工业大学的张健教授、德累斯顿工业大学的冯新亮院士等人报道了一种电催化半氢化策略，在室温条件下，水溶液介质中可选择性地将还原为，其原理示意图如下：
①阴极的电极反应式为：_______。
②同温同压下，相同时间内，若进口处气体物质的量为a，出口处气体的总体积为进口处的x倍，则转化率为_______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【分析】原电池负极氧化反应，正极还原反应，电池放电后有Li7Si3、Fe和Li2S生成，所以FeS2电极为正极，Li13Si4电极为负极。
【详解】A．该热电池常温下不能工作的原因是LiCl、KCl常温下为固体，离子不能自由移动，不能导电，A错误；
B．Fe和KClO4反应生成KCl，反应前后钾和氯的物质的量之比均为1:1，并且钾、氯原子守恒可知，一定没有FeCl3，B错误；
C．放电时Li13Si4电极上所发生反应为3Li13Si4-11e =4Li7Si3+11Li+，C错误；
D．正极反应式为FeS2+4e-+4Li+=Fe+2Li2S，电路上每转移1mol电子，消耗FeS2的物质的量为0.25mol，D正确；
故答案为：D。
2．D
【分析】根据题干信息，电解制备LiOH，中间为阳离子交换膜，总反应为，阳极的电极反应为，阴极的电极反应为，则M区电解液为LiCl溶液，N区电解液为LiOH溶液，气体X为，Y为。
【详解】A．由上述分析可知，气体X为，M区电解液为LiCl溶液，选项A正确；
B．向阴极移动，M区为阳极区，N区为阴极区，电解质溶液之间有阳离子交换膜存在，所以电解过程中由M区穿过阳离子交换膜移入N区，选项B正确；
C．由上述分析可知，阳极的电极反应式为，选项C正确；
D．根据，若电路中转移了0.2 mol电子，则理论上产生，标准状况下体积为2.24 L，选项D错误；
答案选D。
3．D
【详解】A．因为碱性硅 空气电池的碱性电解液会腐蚀硅电极，所以硅 酸电池比碱性硅 空气电池更能实现持续放电，故A正确；
B．放电时，负极电极反应式为，电解质溶液中通过离子交换膜从负极移向正极，当电路中转移4mol电子时，负极区电解质溶液2mol消耗(生成1mol SiO2，4mol氢离子向右移动)，因此负极区质量总共减少2mol×16g mol 1＝36g，故B正确；
C．根据B选项分析得到放电时，负极电极反应式为，故C正确；
D．由图可知，电极为正极，电极反应式为和，故D错误。
综上所述，答案为D。
4．D
【分析】由题干图示信息可知，TiO2电极将转化为NH3 H2O可知TiO2电极为阴极，电极反应式为：+7H++6e-=NH3 H2O+H2O，石墨电极为阳极，电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，故a电极为负极，发生氧化反应，即Zn为负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，b电极为正极，发生还原反应，电极反应式为：NO2+e-=，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，a电极为Zn电极是负极，A错误；
B．放电过程中，负极发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，B错误；
C．由分析可知，电解过程中，TiO2电极为阴极，电极反应式为：+7H++6e-=NH3 H2O+H2O，则阴极区溶液的pH逐渐增大，C错误；
D．由于两个a电极串联，理论上，每得到1molNH3 H2O，需得到12mol电子，故至少需要消耗Zn的质量为=390g，D正确；
故答案为：D。
5．C
【分析】根据电池反应为2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑可知，放电时Li元素化合价由0价变为+1价，失去电子，所以Li电极是负极，则碳棒是正极，正极是SO2Cl2中+6价的硫得电子、发生还原反应，结合方程式书写电极反应；电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，通过膜a进入产品室Ⅱ室，所以g电极为阳极、与锂-磺酰氯（Li-SO2Cl2）电池的正极C棒相接，H2PO由原料室III室通过膜b进入产品室II室，与Ni2+生成Ni（H2PO2）2，h电极为阴极，与原电池的e电极相接，H2O或H+发生得电子的还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，Na+通过膜c进入IV室，形成闭合回路，所以膜a、c是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜。
【详解】A．由图示可知，Li电极为负极，发生氧化反应，则C电极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应式为，A正确；
B．原电池中Li电极为负极，C电极为正极，电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，即g电极为阳极，则h电极为阴极，接原电池的e极，B正确；
C．电解池中，Ni电极失去电子生成Ni2+，通过膜a进入产品室II室，H2PO由原料室III室通过膜b进入产品室II室，在产品室II室中与Ni2+生成Ni（H2PO2）2，Na+通过膜c进入IV室，形成闭合回路，所以膜a、c都是阳离子交换膜，C错误；
D．电解池中不锈钢电极即h电极为阴极，电极上H2O或H+发生得电子的还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，D正确；
故选C。
6．D
【分析】图解剖析
该装置为电解池，电极X上的电极反应有、，X为阳极；电极Y上电极反应有、，Y为阴极；阳极室溶液中发生反应。
【详解】A．X为阳极，则a为电源的正极，选项A错误；
B．由于阴极上发生2个电极反应，阳极上也同时发生2个电极反应，故无法确定两极生成OHCCOOH的物质的量是否相等，选项B错误；
C．阳极室生成乙醛酸的反应在电解质溶液中，不是在电极上，选项C错误；
D．电解时，阴离子向阳极移动，故M为阴离子交换膜，选项D正确；
答案选D。
7．C
【分析】在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O分子解离成H+和OH-并分别通过阳膜和阴膜，电解过程中，阳离子向阴极移动，则电极X为阴极，连接电源的负极，Y为阳极，连接电源的正极。
【详解】A．电解过程中，阳离子向阴极移动，则电极X为阴极，连接电源的负极，A项错误；
B．、向阴极移动，a膜为阳离子交换膜，向阳极移动，b膜为阴离子交换膜，Z为淡水，N为溶液，B项错误；
C．阴极上放电，产生，阳极上放电，产生，根据得失电子守恒，理论上每转移2mol电子，产生1mol和0.5mol，C项正确；
D．电子通过外电路移动，不会经过电解质溶液，D项错误。
故选C。
8．D
【详解】A．由图知，处理废水过程中，附着微生物的石墨一极反应物为CH4生成物为CO2，C元素化合价从-4升高为+4，失去电子，为负极，A项正确；
B．微生物在高温下会死亡，无法进行硝化反应，所以不宜在高温下进行，B项正确；
C．在石墨电极上得到电子被还原产生N2，则石墨电极的电极反应式是，C项正确；
D．在附着微生物的石墨电极上CH4被氧化产生CO2气体，电极反应式是，反应产生H+使溶液酸性增强，溶液pH减小，D项错误。
故选D。
9．B
【分析】由图可知，原电池中阳离子向正极移动，则左侧电极为负极、右侧电极为正极。
【详解】A．电极为负极、多孔电极为正极，故电极的电势比多孔碳电极的低，A错误；
B．左侧电极为负极，失去电子发生氧化反应，负极反应：，B正确；
C．由图可知，RM为该电池反应的催化剂，为该电池反应的中间产物，C错误；
D．由负极电极反应可知，电极每减重7 g则转移1mol电子，反应中碳元素化合价由+4变为+3，则根据电子守恒可知，有1mol即44 g被固定，D错误；
故选B。
10．B
【详解】A．变为，实现了N从游离态到化合态，A正确；
B．反应物有，生成物有，该过程发生还原反应，在阴极发生，B错误；
C．该反应的吉布斯自由能变化量为-0．34eV，小于0，能够自发，C正确；
D．反应物有，生成物有，电解质溶液为酸性，所以历程的总反应为，D正确；
故选B。
11．D
【详解】A．废旧铅酸蓄电池回收时加入少量是由于可作该反应的催化剂，A不符合题意；
B．物质由固态变为液态，物质微粒混乱度上升，熵值增大，B不符合题意；
C．合成氨原料气进入合成塔前需经过铜氨溶液是利用铜氨溶液来吸收CO气体，C不符合题意；
D．作“钡餐”，是由于既不溶于HCl，且不被X射线透过，与其是强电解质无关，D符合题意；
故选D
12．D
【分析】原电池中失电子的为负极，电解池中失电子的为阳极，根据电子移动方向可知：原电池工作时，碳电极为负极，镍电极为正极；电解池工作时，碳电极为阴极，镍电极为阳极。
【详解】A．充电时为电解池，碳电极为阴极，得到电子发生还原反应，A错误；
B．充电时为电解池，镍电极为阳极，与外加电源的正极相连，B错误；
C．放电时碳电极为负极，H2在负极失电子，电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，C错误；
D．放电时镍电极为正极，电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-，D正确；
故答案为：D。
13．C
【分析】根据图中电子流动方向知铝电极为负极，嵌入电极是正极，工作时，铝单质失去电子生成，再与结合生成，电极反应式为；
【详解】A．“将纳米级嵌入电极材料，能大大提高可充电铝离子电池的容量”，若从电极表面脱落，电池容量减小，则电池单位质量释放电量减少，A错误；
B．把左极室的有机离子导体改成水溶液后，会使左极室溶液中的离子总浓度减小，导致电导效率下降，B错误；
C．放电时，左边电极为正极，右边电极为负极，阴离子向负极移动，结合分析可知右边负极需要消耗，故离子经过隔膜进入右极室中，C正确；
D．电池充电时为电解池装置，电池的负极与外接电源负极相连为阴极，电极反应为放电时正极反应的逆过程，反应为，D错误；
故选C。
14．(1) A C E B D
(2)A
(3)3
(4) B a 64 CH3CH3-14e-+18OH-=2CO+12H2O
【详解】（1）同素异形体是指由同种元素形成的不同单质，石墨烯、富勒烯是同种元素组成的不同单质，属于同素异形体，故选A；同系物是指结构相似、在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物，故选C；分子式相同，结构不同的有机物，互为同分异构体，故选E；组中两种物质互为同位素是D和T，均为氢元素，但中子数不同，故选B；组中是同种物质是D，均为二氯乙烷，故选B；故答案为：A；C；E；B；D；
（2）A为CH4，B为C2H4可简化为CH2，C为CH3CH3，可简化为CH3，三者C原子个数相同，CH4中H原子数目最多，则等质量的以上物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是CH4，故选A；故答案为：A；
（3）1molA即1molCH4，将1mol甲烷和适量的Cl2混合后光照，设CH3Cl的物质的量为amol，由C元素守恒可得amol+2amol+3amol+4amol=1mol，解得a=0.1mol，CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种有机产物的物质的量分别为0.1mol、0.2mol、0.3mol、0.4mol，则参加反应的Cl2的物质的量为0.1mol×1+0.2mol×2+0.3mol×3+0.4mol×4=3mol，故答案为：3；
（4）由题干知C为CH3CH3，燃料电池中电子的移动方向可知，a电极为负极，A口通入燃料，b电极为正极，B口通入空气，电池内部阴离子流向负极，阳离子移向正极，故空气从B口通入，溶液中OH-移向负极a电极，正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，根据电子守恒可知，当电路中通过8mol电子时，n(O2)==2mol，理论上消耗标况下的氧气的质量为：2mol×32g/mol=64g，a极为负极通入燃料C为CH3CH3，电极反应式为：；
故答案为：B；a；64；。
15．(1)D
(2) 二次 PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O
(3) CH4-8e-+10OH-=+7H2O 增强
(4)
(5) b X
【详解】（1）原电池发生的反应是氧化还原反应。
A．该反应是中和反应，反应过程中元素化合价不变，因此不属于氧化还原反应，不能构成原电池，A不符合题意；
B．该反应属于氧化还原反应，但离子方程式书写中，电子不守恒，电荷不守恒，B不符合题意；
C．该反应基本类型是化合反应，但反应反应过程中元素化合价不变，因此不属于氧化还原反应，不能构成原电池，C不符合题意；
D．该反应属于氧化还原反应，反应过程中电子守恒，元素守恒，方程式书写正确，因此能构成原电池，D符合题意；
故合理选项是D。
（2）铅蓄电池能够反复放电和充电使用，因此属于二次电池；
在铅蓄电池放电时，负极材料是Pb，Pb失去电子发生氧化反应，负极的电极反应式为：Pb-2e-+=PbSO4；正极材料是PbO2，PbO2得到电子被还原产生Pb2+结合溶液中的生成PbSO4；O2-结合H+生成H2O，则正极的电极反应式为：PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O；
（3）在甲烷燃料电池中，通入燃料甲烷的电极为负极，CH4失去电子被氧化产生的CO2与溶液中的OH-结合形成，同时产生H2O，则负极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O；
在正极上O2得到电子，与溶液中的H2O结合形成OH-，故正极附近c(OH-)增大，故正极附近溶液的碱性增强；
（4）银锌电池中，Zn为负极，失去电子发生氧化反应，Ag2O为正极，得到电子发生还原反应，正极的电极反应式为：；
（5）①根据图示可知：在X电极上有电子流出，则X电极为负极，a口通入的气体为H2；在Y电极上有电子流入，则Y电极为正极，b口通入的气体为O2。因此氧气从b口通入；电池工作时，OH-向正电荷较多的负极区移动，因此OH-向X电极移动。
②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质可以传导O2-，则电池工作时负极上H2失去电子产生的H+结合O2-生成H2O，则负极的电极反应式为。
16．(1) 正极 Cl－－5e－＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋
(2)增大
(3)阳
(4) A 牺牲阳极法
(5) Fe－2e－= K3[Fe(CN)6] [Fe(CN)6]3-+Fe2++K+＝KFe[Fe(CN)6]↓
【详解】（1）电解饱和食盐水制取，反应中氯元素化合价升高，在阳极产生，所以产生的电极应连接电源的正极，对应的电极反应式为Cl－－5e－＋2H2O＝ClO2↑＋4H＋。
（2）a极是阴极，溶液中水电离出的氢离子放电，氢氧根浓度增大，所以a极区溶液的增大。
（3）由于阳极区产生氢离子，而阴极区氢离子放电，所以图中离子交换膜应使用阳离子交换膜。
（4）A装置是原电池，锌是负极，铁正极，被保护，B装置也原电池，铜是正极，铁是负极，铁被腐蚀，所以图中能保护不被腐蚀的是装置A，其保护方法的名称是牺牲阳极法。
（5）B装置中极是负极，电极反应式为Fe－2e－=，检验其阳离子产物时加入K3[Fe(CN)6]溶液，产生特征蓝色沉淀，其反应离子方程式为[Fe(CN)6]3-+Fe2++K+＝KFe[Fe(CN)6]↓。
17．(1)B
(2) B CH4+10OH--8e-=+7H2O 56
(3) 阳 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
(4) 吸氧 O2+4e-+2H2O=4OH- 负 外加电源的阴极保护法
(5)23.4
(6)Ag
(7)B
【详解】（1）A．放电时，是化学能转化为电能，A错误；
B．放电时，Pb失电子结合硫酸根离子转化为PbSO4，因此Pb为负极，B正确；
C．PbO2得电子转化为PbSO4，被还原，C错误；
D．电池放电时，硫酸逐渐被消耗生成水，溶液酸性减弱，D错误；
故答案选B。
（2）甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极，负极上甲烷失电子，因此B处电极入口通甲烷。在碱性电解质溶液中，甲烷失电子结合氢氧根离子生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4+10OH--8e-=+7H2O。消耗标准状况下甲烷11.2L即0.5mol，根据总反应式CH4+2O2+2OH-=+3H2O，消耗KOH的物质的量为甲烷的两倍，即1mol×56g/mol=56g。
（3）乙池中Fe电极与甲烷电极相连，则Fe电极为阴极，石墨电极为阳极，乙池为电解饱和氯化钠溶液，阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。
（4）若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁为负极失电子发生吸氧腐蚀，碳棒上O2得电子生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。若将乙装置两电极连接电源的正负极，铁连接电源的负极作阴极可防止铁被腐蚀，这种防护方法叫外加电源的阴极保护法。
（5）若乙池中X为钠离子交换膜，甲池中消耗0.1molO2，转移0.4mol电子，阳极上2Cl--2e-=Cl2↑生成0.2molCl2，同时0.4molNa+通过钠离子交换膜进入阴极室，阳极溶液质量减少0.2mol×71g/mol+0.4mol×23g/mol=23.4g。
（6）丙装置中b电极为阳极，要实现铁上镀银，则银为阳极，铁为阴极，b电极材料为银。
（7）A．稀硫酸能与LiCO3、Li反应，不能用稀硫酸作电解液，A错误；
B．从放电反应的总反应可知，部分CO2中C化合价从+4价降低为0价，消耗3molCO2转移4mol电子，则消耗1.5molCO2转移2mol电子，B正确；
C．电子不会经过电解质溶液，C错误；
D．放电时，Li失电子转化为Li2CO3，锂电极为负极，D错误；
故答案选B。
18．(1) 阳 NH+2O2= NO+H2O+2H+ 26
(2) +2e- +2H2O=+2OH- (2x-2)100%
【详解】（1）①双阴极微生物燃料电池处理NH-N废水的工作原理如图(a)所示，III中O2得电子生成H2O，电极方程式为：4H++O2+4e-=2H2O，则II中CH3COO-转化为CO2生成的H+需要进行III，说明Y是阳离子交换膜；
②由图b可知，III中反应后的溶液进入I中反应，而I中的反应是NON2，说明III中NH转化为了NO，该过程的离子方程式为：NH+2O2= NO+H2O+2H+；
③I中的反应是NON2，电极方程式为：12H++2NO+10e-=N2+6H2O，III中发生反应：4H++O2+4e-=2H2O、NH+2O2= NO+H2O+2H+，3.5gN2的物质的量为=0.125mol，消耗0.25mol NO，转移电子1.25mol电子，则理论上需要消耗O2的物质的量为0.25mol2+=0.8125mol，质量为0.8125mol32g/mol=26g。
（2）①在室温条件下，水溶液介质中可选择性地将还原为，则阴极为上层电极，反应为乙块得到电子发生还原反应生成乙烯，反应为：+2e- +2H2O=+2OH-；
②由图可知，阳极水发生氧化反应生成氧气，总反应为2+2H2O= 2+O2；同温同压下，相同时间内，若进口处气体物质的量为amol，出口处气体的总体积为进口处的x倍，设转化率为y，则反应乙炔为aymol、剩余乙块(a-ay)mol，由总反应可知生成气体总量为1.5aymol，反应后总气体为(1.5a+a-ay)mol，则=x，解得y=(2x-2)100%。
答案第1页，共2页
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