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
文档属性
| 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 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-07 17:39:07 | ||
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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
1．利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯进行水体修复的过程如图所示。H+、O2、NO等粒子的存在会影响水体修复效果，设单位时间内ZVI释放电子的物质的量为ne-，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne-。下列说法正确的是
A．增大单位体积水体中ZVI的投入量，可使ne-增大
B．反应①在负极反生，反应②③④在正极发生
C．单位时间内，三氯乙烯脱去a mol氯原子时ne-=a mol
D．反应④为＋10H+-8e-=＋3H2O
2．下列离子方程式书写正确的是
A．用小苏打治疗胃酸过多：CO+2H+=H2O+CO2↑
B．用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜：Al2O3+2OH-=Al3++H2O
C．过量铁粉与稀硝酸反应：Fe+NO+4H+=Fe2++NO↑+2H2O
D．电解CuSO4溶液的总反应(石墨作阳极、铁作阴极)，2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑
3．某科研小组利用如图所示装置完成乙炔转化为乙烯的同时为用电器供电。下列说法错误的是
A．电极a的电势高于电极b的电势
B．电极a的电极反应式为C2H2+2H2O+2e-=C2H4+2OH-
C．放电过程中正极区KOH溶液浓度保持不变，OH-从左室流向右室
D．电解足量CuSO4溶液，理论上消耗2.24L(标准状况)C2H2时，生成6.4gCu
4．锂—海水电池在海洋能源领域备受关注。下列说法错误的是
A．海水起电解质溶液的作用
B．锂为负极，发生的电极反应：
C．锂电极应与海水直接接触
D．正极反应式：
5．下列说法不正确的是
A．电解质溶液导电发生物理变化
B．电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料
C．石墨做电极电解后的CuSO4溶液可用复原，则电解时转移电子数为
D．工业上常用电解的方法制备Mg和Al
6．下列实验操作或装置能达到实验目的的是
A．图甲是过氧化钠和水反应制氧气 B．图乙是验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移
C．图丙是比较乙酸和碳酸的酸性 D．图丁是验证氧化性：Cl2＞Fe3+＞I2
7．下列说法不正确的是
A．化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的
B．化学反应既遵守质量守恒定律，也遵守能量守恒定律
C．化学能与电能的直接转化需要通过氧化还原反应在一定的装置中才能实现
D．原电池是将电能转化为化学能的装置，电解池是将化学能转化为电能的装置
8．铅蓄电池是重要的化学电源之一，其反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4PbSO4＋2H2O。下列说法中错误的是
A．充电时阴极为 PbSO4 变为 Pb，发生氧化反应
B．充电时 Pb 与电源负极相连
C．放电时正极增加 64 g，转移 2 mol 电子
D．阳极电极反应为：PbSO4－2e-＋2H2O ═ PbO2＋4H+＋SO42-
9．Science报道某电合成氨装置及阴极区含锂微粒转化过程如图。下列说法错误的是
A．阳极电极反应式为
B．阴极区生成氨的反应为
C．理论上，若电解液传导，最多生成标准状况下
D．乙醇浓度越高，电流效率越高(电流效率)
10．最近美国学者利用电化学方法成功实现了氮气和水生产氨，其装置如图所示：
下列说法错误的是
A．图中涉及的能量转化方式超过2种
B．a极电极反应式为
C．随着电解反应的进行，整个电解质溶液pH一定变小
D．a极区与b极区产生的气体的物质的量之比为4：3
11．下列叙述的化学用语中，正确的是
A．用石墨作电极电解AlCl3溶液： 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
B．在高温氧化锆的环境下，CO的燃料电池的负极反应：2CO+2O2--4e- =2CO2
C．硫化钠的水解方程式：S2- +2H2OH2S+2OH-
D．电解硫酸钠水溶液的阳极反应：2H++2e- =H2↑
12．某锂离子电池充电时的工作原理如图所示，LiCoO2中的Li+穿过聚内烯微孔薄膜向左迁移并嵌入石墨（C6表示）中。下列说法错误的是（ ）
A．充电时，阳极电极反应式为LiCoO2-xe-=xLi++Lil-xCoO2
B．放电时，该电池将化学能转化为电能
C．放电时，b端为负极，发生氧化反应
D．电池总反应为LixC6+Lil-xCoO2C6+LiCoO2
13．NaCl溶于水，溶解过程如图所示。下列说法不正确的是
A．a离子为Cl ，b离子为Na+
B．NaCl在水分子的作用下，Na+和Cl 之间的离子键断裂
C．通电后，NaCl发生电离
D．NaCl溶液导电的原因是溶液中有自由移动的离子
二、填空题
14．用上面的电池对下物质进行电解，其中a、b、c、d、e、f电极均为惰性电极，通电后，a极产生的气体明显多于b极，2分钟后，测得乙池的pH为12，则
（1）电源A极是 极．
（2）2分钟后，若将乙池恢复到电解前的状态，则应加入 ，加入的物质的量为 mol。
（3）丙池中发生反应的离子方程式为：
（4）丙装置上某极可析出固体 克，溶液的n（H+）为 ．
（5）电解n分钟后，硫酸铜正好消耗完，再将e、f电极反接电源，用同样的电流再电解n分钟，则丙溶液中的硫酸铜的物质的量浓度为 mol/L．（不考虑溶液体积变化）
15．蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。
（1）此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的 极连接，电极反应式为 。
（2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，电解以下溶液，开始阶段发生反应：
Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑的有 。
A．稀硫酸 B．NaOH溶液
C．Na2SO4溶液 D．CuSO4溶液 E．NaCl溶液
（3）假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极)，工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0.36 g水，则：电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N，则金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝ (用含a、x的代数式表示)。
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－8e－＋4===5CO2＋2H2O，则正极的电极反应式为 。
16．如图所示(乙装置中X为阳离子交换膜，甲醚的结构简式为CH3OCH3)
根据要求回答下列相关问题：
(1)写出负极的电极反应： 。
(2)氢氧化钠主要在 (填“铁极”或“石墨极”)区生成。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，则粗铜的电极反应为： 、 。
(4)反应一段时间，硫酸铜溶液的浓度将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)若在标准状况下有2. 24 L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为 。
(6)若将丙装置改成在标准状况下，用石墨作电极电解体积为2 L的CuSO4溶液，写出电解CuSO4溶液时的离子反应方程式 ； 当电解适当时间后断开电源，发现只需补充22.2 g固体Cu2 (OH) 2CO3即可使电解液恢复到原浓度与体积，则原CuSO4溶液的浓度是 mol/L；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，该如何改动，请用简要的语言叙述： 。
(7)若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则试写出乙池中发生的总反应： 。
17．铁是目前人类使用量最大的金属，它能形成多种化合物。
(1)取5．6g的生铁与足量的稀硫酸混合反应，无论怎样进行实验，最终收集了的气体体积均小于2．24L（标准状况），最主要的原因是 ，所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色，试用离子方程式解释这一变化的原因 。
(2)ZnFe2Ox是一种新型纳米材料，可将工业废气中的某些元素转化为游离态，制取纳米ZnFe2Ox和用于除去废气的转化关系如：ZnFe2O4ZnFe2O2。
若上述转化反应巾消耗的n(ZnFe2O4):n()=2:1，x的值为 。请写出ZnFe2Ox与NO2反应的化学方程式 (x用前一问求出的具体值）。
(3)LiFePO4(难溶干水)材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一。
①以FePO4（难溶于水）、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4,，该反应还生成一
种可燃性气体，则反应方程式为 ．
②磷酸铁锂动力电池有几种类型，其中一种（中间是锂离子聚合物的隔膜，它把正极与负桩隔开）工作原理为FePO4+LiLiFePO4。则放电时正极上的电极反应式为 ．
(4)已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=4.0，此温度下若在实验室中配制5mol/L100mLFeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入 ml，2mol/L。的盐酸（忽略加入盐酸体积）。
18．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子的离子如下表所示：
阳离子 Na+、K+、Cu2+、
阴离子 、OH-，
在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：
(1)b电极上的电极反应式为： ；
(2)计算电极e上生成的气体在标况下的体积为 ；
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式： ；
(4)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的浓度，需要向丙烧杯中加入 (填加入物质的名称和质量)。
(5)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池放电产生的MnOOH。电池反应的离子方程式为： ；维持电流强度为0.5A，电池工作5min，理论上消耗锌 g(已知F=96500C·mol-1)。
19．新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。
回答下列问题：
(1)甲烷燃料电池正极的电极反应为 、负极的电极反应 。
(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是 ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为 。
20．电化学技术在处理污染气体领域的应用广泛。
(1)利用反应构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，又能提供电能，装置如图所示。
①A电极的电极反应式为 。
②下列关于该电池的说法正确的是 。
A．电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜
C．电池工作一段时间，溶液的不变
D．当有被处理时，转移电子物质的量为
(2)以含废气为原料，用电化学方法制取硫酸。装置如图。
写出负极电极反应式 。若发电厂利用上述装置处理含废气，电池输出电压为，每天处理废气约为(标准状况)，废气中体积分数为2.24％。则该电池每天提供 电能。(的电量为)
21．2018年是哈伯因发明用氮气和氢气合成氨的方法而获得诺贝尔奖100周年。和生成的反应为，在Fe的催化作用下的反应历程如下（*表示吸附态）
化学吸附：；。
表面反应：；。
脱附：。
其中，的吸附分解反应活化能高、反应速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答下列问题：
（1）有利于提高合成氨平衡产率的条件有 。
A．低温 B．高温 C．低压
D．高压 E催化剂
（2）实际生产中，常用铁触媒作催化剂，控制温度为773K左右，压强为左右，原料气中和物质的量之比为1:2.8。分析说明原料气中过量的两个理由 、 。
（3）关于合成氨工艺的下列理解，正确的是 。
A．合成氨反应在不同温度下的和都小于零
B．当温度压强一定时，在原料气（和的比例不变）中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
C．易液化，不断将液氨移去，有利于反应正向进行
D．分离空气可得通过天然气和水蒸气转化可得原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和发生安全事故
22．电化学在工业生产中有重要作用
(1)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。
①a表示 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示 。
②阳极的电极反应式为 。
(2)用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如下图所示。
①b电极上的电极反应式为 ；
②该装置中使用的是 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)通过下图所示电解装置可将生成的NaHSO3转化为硫酸，电极材料皆为石墨。则C为 (填物质名称)。若将阴离子交换膜换成阳子交换膜，写出阳极区域发生的电极反应 。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式： 。
23．高铁酸钠的化学式为Na2FeO4，按要求回答下列问题：
(1)高铁酸钠主要通过如下反应制取：，则X的化学式为 。
(2)高铁酸钠是一种新型净水剂，在水中可以发生如下反应：。由此看来，高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有 性，而能够除去水中悬浮物是因为 。
(3)在水溶液中的存在形态如图所示。向pH=8的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为 。
(4)高铁电池是一种新型可充电电池，电解池为碱溶液，其反应式为则电池正极材料是 ，充电时电池正极 （填“得”“失”）电子，放电时电池的负极反应式为 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可使ne增大，A正确；
B．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为化合价降低得电子的反应，所以应在正极发生，B错误；
C．三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为-2价，1 mol C2HCl3转化为1 mol C2H4时，得到6 mol电子，脱去3 mol氯原子，所以脱去a mol Cl时ne-=2a mol，C错误；
D．由示意图可知发了如下转化：→，由于生成物中有，所以只能用H+和H2O来配平该反应，得到电子，发生还原反应，所以④的电极反应式为：+10H++8e-=+3H2O，D错误；
故合理选项是A。
2．D
【详解】A．NaHCO3和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳、水，治疗胃酸过多的离子方程式为HCO3- +H+ =H2O+CO2↑，故A错误；
B．氢氧化钠与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-= 2AlO2-+H2O，故B错误；
C．过量的铁粉与硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮、水，反应的离子方程式是3Fe+2NO +8H+ =3Fe2+ +2NO↑+4H2O， 故C错误；
D．电解CuSO4溶液(石墨作阳极、铁作阴极)，在阳极上水电离产生的OH-失去电子变为O2逸出；在阴极上Cu2+得到电子被还原产生Cu单质，电解方程式为2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ ，故D正确；
选D。
3．C
【分析】由图可知乙炔转化为乙烯，发生还原反应，则a电极为正极、b电极为负极；
【详解】A．正极电势高于负极，故电极a的电势高于电极b的电势，A正确；
B．电极a上乙炔得到电子发生还原反应生成乙烯，电极反应式为C2H2+2H2O+2e-=C2H4+2OH-，B正确；
C．放电过程中正极反应为C2H2+2H2O+2e-=C2H4+2OH-，正极区生成的氢氧根离子通过阴离子交换膜进入右侧，但是反应中消耗水，使得氢氧化钾浓度变大，C错误；
D．电解足量CuSO4溶液，理论上消耗2.24L(标准状况为0.1mol)C2H2时，根据电子守恒可知，C2H2~2e-~Cu，则生成0.1mol铜，即生成6.4gCu，D正确；
故选C。
4．C
【详解】A．海水中含有多种盐，起电解质溶液的作用，故A正确；
B．Li是活泼金属易失电子发生氧化反应，锂为负极，发生的电极反应：，故B正确；
C．锂活泼金属能与水反应，锂电极不应与海水直接接触，故C错误；
D．正极得电子发生还原反应，正极反应式：，故D正确；
选C。
5．A
【详解】A．电解质溶液导电发生化学变化，A错误；
B．电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料，B正确；
C．石墨做电极电解后的CuSO4溶液可用 复原，说明有水参与电解反应，则电解时转移电子数为 ，C正确；
D．Mg和Al是活泼金属，常用电解法制备，D正确；
答案选A。
6．B
【详解】A．过氧化钠为粉末，与水接触后不能分离，不能利用开关控制反应，故A错误；
B．锌和铜的活泼性不同，Zn做负极，Cu做正极，构成原电池，可通过电流计的指针偏转来证明反应过程中有电子转移，故B正确；
C．乙酸具有挥发性，生成的CO2中含有CH3COOH，CH3COOH能和二氧化碳与石灰水反应生成的CaCO3反应，无沉淀产生，不能比较乙酸和碳酸的酸性，故C错误；
D．浓盐酸与漂白粉制备氯气，氯气与氯化亚铁反应，氯化铁、氯气均可氧化KI，则图中装置不能比较Fe3+、I2的氧化性，故D错误；
故选：B。
7．D
【详解】A．化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，物质变化引起了能量变化，故A正确；
B．质量守恒定律和能量守恒定律是自然界基本规律，化学反应也要遵守质量守恒定律和能量守恒定律，故B正确；
C．化学能与电能的直接转化需要有电子转移，所以需要通过氧化还原反应在一定的装置中才能实现，化学能转化为电能在原电池中实现，电能转化为化学能需要在电解池中实现，故C正确；
D．原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置，故D错误；
故选D。
8．A
【分析】根据总反应Pb＋PbO2＋2H2SO4PbSO4＋2H2O可知，放电时，为原电池，Pb在负极发生氧化反应，PbO2在正极发生还原反应；充电时为电解池，阳极发生氧化反应，PbSO4被氧化为PbO2，阴极发生还原反应，PbSO4被还原为Pb；据此进行分析。
【详解】A. 充电时阴极为 PbSO4 变为 Pb，发生还原反应，A错误；
B. 充电时 Pb 极发生还原反应，做阴极，应与电源负极相连，B正确；
C. 放电时，正极反应为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4＋2H2O，正极质量增加可以看作为SO2质量，所以正极增加 64 g SO2，物质的量为1mol，转移 2 mol 电子，C正确；
D. 阳极发生氧化反应，PbSO4被氧化为PbO2，失电子，电极反应式书写正确，D正确；
综上所述，本题选A。
9．D
【分析】由图可知，通入氢气的一极为阳极，阳极电极反应式为：，通入氮气的一极为阴极，阴极的电极反应式为：。
【详解】A．阳极发生失电子的氧化反应，由图可知，阳极电极反应式为：，A项正确；
B．由图可知，阴极区氮气得电子，并结合锂离子先转化为，后与反应生成了氨气，即生成氨的反应为，B项正确；
C．和羟基中的H均来自电解液传导的氢离子，理论上，若电解液传导，根据生成氨的反应：可知，最多生成1mol，标准状况下为，C项正确；
D．由电池总反应：可知，乙醇属于中间产物，乙醇浓度增大，电流效率无明显变化，D项错误；
答案选D。
10．C
【分析】该装置为电解池，a极上氮气转化为氨气，发生还原反应，a极为阴极，b极上水转化为氧气，发生氧化反应，为阳极，据此分析判断。
【详解】A．图中能量转化方式有风能转化为电能、太阳能转化为电能、化学能转化为电能等，所以能量转化方式超过2种，故A正确；
B．a极为阴极，氮气得电子发生还原反应，电极反应式为：N2+6H++6e-═2NH3，故B正确；
C．阳极的反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，根据得失电子守恒，阳极产生的与阴极消耗的数目相等，忽略溶液体积的变化，电解质溶液的pH不变，故C错误；
D．电解总反应为，3O2～4NH3，所以a极区与b极区产生的气体的物质的量之比为4∶3，故D正确；
故选C。
11．B
【详解】A．用石墨作电极电解AlCl3溶液生成Al(OH)3沉淀，2Al++6Cl-+6H2O3Cl2↑+3H2↑+2Al(OH)3↓，故A错误；
B． 在高温氧化锆的环境下，CO的燃料电池的负极反应2CO+2O2--4e-=2CO2，故B正确；
C． 硫化钠的水解分两步进行，而且第一步水解程度大于第二步水解，水解离子方程式：S2-+H2OHS-+OH－，HS-+H2OH2S+OH－，故C错误；
D． 阳极发生氧化反应，电解硫酸钠水溶液就是电解水，阳极反应：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，故D错误。
故答案为B。
12．C
【分析】充电时相当于电解池，电解池在工作时，阳离子移向阴极，因此石墨极是阴极，含钴的是阳极，据此来分析各选项即可。
【详解】A.充电时，阳离子（）从阳极脱嵌，穿过薄膜进入阴极，嵌入石墨中，A项正确；
B.放电时相当于原电池，原电池是一类将化学能转化为电能的装置，B项正确；
C.根据分析，b为电源正极，发生还原反应，C项错误；
D.根据分析，整个锂电池相当于在正极和负极之间不断嵌入-脱嵌的过程，D项正确；
答案选C。
【点睛】锂电池正极一般选用过渡金属化合物来制作，例如本题中的钴，过渡金属一般具有多种可变的化合价，方便的嵌入和脱嵌（嵌入时，过渡金属化合价降低，脱嵌时，过渡金属化合价升高，因此无论嵌入还是脱嵌，正极材料整体仍然显电中性）。
13．C
【详解】A．因为Cl-的离子半径比Na+的半径小，所以a离子为Cl ，b离子为Na+，故A正确；
B．NaCl在水分子的作用下离解成自由移动的Na+和Cl ，使得Na+和Cl 之间的离子键断裂，故B正确；
C．通电后，NaCl溶液发生电解生成氯气、氢气和氢氧化钠，故C错误；
D．NaCl溶液导电的原因是在水分子的作用下离解成自由移动的Na+和Cl ，在电流的作用下，发生定向移动，故D正确；
故答案：C。
14． 负 HCl 2.0×10﹣3 2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ 0.064 2.0×10﹣3 mol D
【详解】（1）甲池用惰性电极电解稀硫酸溶液，阴极H+放电生成H2，阳极OH－放电生成O2，所以实际上是电解水，H2的体积大于O2，而a极产生的气体明显多于b极，说明a是H+放电，a为阴极，则相连的A极是负极，故答案为负；
（2）乙池为惰性电极电解饱和NaCl溶液，c极是阴极，电极反应为2H2O+2e－=H2↑+2OH－，d是阳极，电极反应为2Cl――2e－=Cl2↑，根据电子守恒可知H2和Cl2物质的量相等，所以若将乙池恢复到电解前的状态，则应通入HCl气体。2分钟后，测得乙池的pH为12，所以c(OH－)=10-2mol/L，溶液体积为200mL，则n(OH－)= 2×10-3mol。根据关系式2e－~1H2~2OH－~ Cl2，可知整个电路转移电子2×10-3mol，n(H2)=n(Cl2)=1×10-3mol，根据原子守恒，若要恢复溶液，应通入2×10-3molHCl。
故答案为HCl；2.0×10﹣3；
（3）丙池为惰性电极电解硫酸铜溶液，e为阴极，Cu2+放电生成Cu；f为阳极，水电离出的OH－放电生成O2，电解池反应为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑。
故答案为2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑；
（4）根据上述分析，2分钟后，整个电路转移电子2×10-3mol。由阴极反应Cu2++ 2e－=Cu，可知，阴极析出Cu的物质的量为1×10-3mol，质量为0.064g；由阳极反应2H2O－4e－=O2↑+4H+，可知，生成H+的物质的量为2×10-3mol。
故答案为0.064；2.0×10﹣3 mol；
（5）电解n分钟后，硫酸铜正好消耗完，Cu在e电极完全析出。再将e、f电极反接电源，e电极变为阳极，f电极变为阴极。用同样的电流再电解n分钟，说明转移电子的物质的量与前n分钟相等。e电极Cu单质完全放电，生成Cu2+，而溶液体积不变，说明硫酸铜的物质的量浓度与原来相同，即0.1mol/L，故答案为0.1。
点睛：本题为电化学知识的综合应用，做题时要注意根据电极反应现象判断出电解池的阴阳极，进而判断出电源的正负极。要注意三个电解池为串联电路，各电极上得失电子的数目相等。做题时要正确写出电极方程式，准确判断两极上离子的放电顺序。
15． 负 Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ B、C、E 50ax O2＋2CO2＋4e－===2CO32- (或2O2＋4CO2＋8e－===4 CO32-)
【详解】（1）此蓄电池在充电时，电池阴极应与外加电源的负极连接，发生氢氧化亚铁得电子的还原反应，其电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－。
（2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，则阳极铜失去电子，根据总电极方程式可知阴极是氢离子得到电子，铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜沉淀，稀硫酸溶液显酸性，不能生成氢氧化铜，A错误；氢氧化钠溶液显碱性，阴极氢离子放电，可以产生氢氧化铜，B正确；铜电极电解硫酸钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水的电离平衡，产生氢氧化铜，C正确；铜电极电解硫酸铜溶液，开始阴极铜离子放电，D错误；铜电极电解氯化钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水的电离平衡，产生氢氧化铜，E正确。答案选B、C、E；
（3）假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极)，工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0.36 g水，即0.02 mol水，根据方程式可知反应中转移0.02 mol电子。电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N，则根据电子得失守恒可知，金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝＝50ax。
（4）已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－8e－＋4===5CO2＋2H2O，则正极是氧气得到电子，根据负极反应式可知，正极电极反应式为2O2＋4CO2＋8e－===4。
【点睛】本题考查原电池原理的应用，在进行电化学的有关计算时，必须准确判断出电极产物，这主要是依据离子的放电顺序进行判断。最后还需要通过电子的得失守恒进行计算。
16． CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O 铁极 Zn-2e-=Zn2+ Cu-2e-=Cu2+ 减小 12.8 g 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 0.1 将粗铜改成纯铜，将纯铜改成镀件 NaCl+H2ONaClO+H2↑
【详解】(1)甲装置为燃料电池，是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，负极上甲醚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: CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O ；
(2)乙装置为电解饱和NaCl溶液的装置，铁电极连接原电池的负极，为电解池的阴极，石墨为阳极。阳极上Cl-放电生成Cl2，阴极上H+放电，导致阴极附近OH-浓度大于H+浓度，溶液呈碱性，所以乙装置中生成NaOH主要在铁电极区；
(3)如果粗铜中含有锌、 银等杂质，阳极上不仅铜，还有锌会失电子进入溶液，银则沉淀在阳极底部形成阳极泥，阴极上Cu2+得到电子析出Cu单质；阳极电极方程式分别为：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；
(4)对于丙装置，由(3)阳极电极方程式分别为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，阴极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，根据转移电子数相等可知：阳极上溶解的铜的质量小于阴极上析出的铜的质量，所以丙装置中反应一段时间后，CuSO4溶液浓度将减小；
(5)2.24 L标准状况下的O2的物质的量是n(O2)==0.1 mol。根据串联电池中转移电子数相等，可得O2和Cu的关系式为：O2～2Cu，则生成铜的质量是m(Cu)=0.1 mol×2×64 g/mol=12.8 g；
(6)用石墨作电极电解体积为2 L的CuSO4溶液生成Cu、O2和H2SO4，离子方程式为： 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；补充22.2 g Cu2(OH)2CO3，其物质的量n==0.1 mol，即可使电解液恢复原浓度与体积，根据铜元素守恒可知：n(CuSO4)=0.2 mol，则原溶液CuSO4的浓度是c(CuSO4)==0.1 mol/L；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，则铜作阳极，镀件作阴极，所以将阳极粗铜改成纯铜，将阴极纯铜改成镀件即可；
(7)若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则生成的Cl2与NaOH会继续反应生成NaCl和NaClO，反应的总反应方程式为：NaCl+H2ONaClO+H2↑。
17．(1) 生铁中含有碳等杂质 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(2) 3.5 2NO2+8ZnFe2O3.5=N2+8ZnFe2O4
(3) 2FePO4+Li2CO3+2C2LiFePO4+3CO↑ FePO4+Li++e-=LiFePO4
(4)2.5
【详解】（1）生铁中含有碳元素等物质，故5.6克铁物质的量少于0.1摩尔，生成的氢气的体积少于2.24升（标准状况）。变黄色说明有铁离子生成，是由亚铁离子被氧气氧化所导致的4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。
（2）依化合价规则及锌氧元素的价态可求出铁的化合价为x=1；当反应中n(ZnFe2O4)：n(H2)=2：1时，依得失电子守恒原理可求出铁的价态为升高了0.5价，由此可求出x=3.5，反应方程式为2NO2+8ZnFe2O3.5=N2+8ZnFe2O4。
（3）可燃性气体是一氧化碳，反应过程中铁元素有+3价降低到+2价，碳酸锂中碳的化合价从+4价降低到+2价，由此可写出对应的反应式：FePO4+Li2CO3+CLiFePO4+CO↑；
放电时正极发生得电子的还原反应，充电时阳离子由阳极区移向阴极区，故正极反应式为FePO4+Li++e-=LiFePO4。
（4）若不出现浑浊现象，则c(Fe3+)×c3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3]，代入有关数据后可求出c(OH-)≤2×10-13mol/L，c(H+)≥0.05mol/L，故至少要加入2.5毫升相应浓度的盐酸。
18． 4OH--4e-=O2↑+2H2O 5.6L 2Cu2++2H2O2Cu+ O2↑+4H+ 水，4.5g Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH 0.05
【分析】根据电解时溶液pH的变化及乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g，铜离子与氢氧根离子不能共存，可知溶液乙为硫酸铜溶液；溶液甲溶液显碱性，含有氢氧根离子；溶液丙为中性，含有硫酸根离子。乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g，溶液中铜离子得电子生成单质铜，则c电极为阴极，则M为负极。
【详解】(1)分析可知，溶液甲为碱性溶液，b电极为阳极，溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O；
(2)溶液丙为中性溶液，电解时产生氢气和氧气，乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g，转移电子的物质的量为×2=0.5mol，e电极为阴极，生成的气体为氢气，物质的量为0.25mol，标况下的体积为5.6L；
(3)乙烧杯中的电解质为硫酸铜，阴极上铜离子得电子生成单质铜，而阳极上水失电子生成氧气和氢离子，总反应式为2Cu2++2H2O2Cu+ O2↑+4H+；
(4)根据第（2）问可知，丙烧杯中实质为电解水，生成0.25mol氢气时消耗水的物质的量为0.25mol，则水的质量为18g/mol×0.25mol=4.5g，则要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的浓度，需要向丙烧杯中加入4.5g的水；
(5)Zn失电子生成锌离子，MnO2得电子与氢离子反应生成MnOOH，池反应的离子方程式为Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH；维持电流强度为0.5A，电池工作5min，Q=It=0.5A×300s=150C，m(Zn)=×0.5×65g/mol=0.052g。
19． )2O2+4H2O+8e－=8OH－ CH4＋10OH－－8e－=＋7H2O H2 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
【详解】(1)甲烷燃料电池正极通入氧气，溶液显碱性，则正极的电极反应为2O2+4H2O+8e－＝8OH－、负极失去电子，通入甲烷，电极反应为CH4＋10OH－－8e－＝＋7H2O；
(2)b电极与燃料电池的负极相连，作阴极，溶液中氢离子放电，b电极上得到的是H2，电解氯化钠溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
20．(1) B
(2) 804
【详解】（1）①根据总反应知NH3中N元素从-3价升高到0价，失去电子，因此A电极为负极，电极反应式为：。
②A．电极A为负极，电子从左侧电极经负载流向右侧电极，A错误；
B．B极为正极，电极反应式为，而负极则消耗，为使电池持续供电，正极生成的必须通过离子交换膜转移到负极区，故选用阴离子交换膜，B正确；
C．根据总反应知，反应生成水，会稀释电解质溶液，因此溶液pH会改变，C错误；
D．利用摩尔体积计算时，必须指明温度与压强，D错误；
故选B。
（2）以制取，S元素化合价升高，失去电子，因此A电极为负极，电极反应式为：，依题意，每天处理的体积为（标准状况），转移电子的总电量为，根据电能公式、电流公式，该电池每天提供的电能为：，按转换后得：。
21． AD 原料气中相对易得，适度过量有利于提高的转化率 的吸附分解是决定反应速率的步骤，适度过量有利于提高整体反应速率 ACD
【分析】分析过程可知空气中含大量氮气，增加氮气量可以提高氢气的转化率，反应历程中N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤。
【详解】①N2（g）+H2（g）NH3（g）△H（298 K）=-46.2kJ mol-1是气体体积减小的放热反应，据此分析解题：
A．低温有利于平衡正向进行，提高氨气产率，A正确；
B．高温平衡逆向进行，不利于提高氨气产率，B错误；
C．低压平衡逆向进行，不利于提高氨气产率，C错误；
D．高压平衡正向进行，利于提高氨气产率，D正确；
E．催化剂只改变反应速率，不改变化学平衡，不能提高产率，E错误；
故答案为：AD；
②原料中N2和H2物质的量之比为1：2.8，原料气中N2过量的两个理由：原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率，故答案为：原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率；
③A．N2（g）+H2（g）NH3（g）△H（298K）=-46.2kJ mol-1是气体体积减小的放热反应，合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零，A正确；
B．当温度、压强一定时，在原料气（N2和H2的比例不变）中添加少量惰性气体，总压增大，分压不变，平衡不变，不能提高平衡转化率，B错误；
C．NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行，C正确；
D．合成氨的反应在合成塔中发生，原料气中的N2是从空气中分离得来，先将空气液化，再蒸馏得N2，甲烷与水在高温催化剂条件下生成CO和H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和发生安全事故，D正确；
故答案为：ACD。
22． 阳 NaOH溶液 -2e-+H2O=2H++ 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 阳 较浓的硫酸溶液 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+ 还原 NO＋O2--2e-=NO2
【详解】(1)①从C为硫酸可知，硫酸根来源于亚硫酸根放电。故b为阴离子交换膜，a为阳离子交换膜，在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子，故A为氢氧化钠，E为氢气；
②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根，反应的离子方程式为-2e-+H2O=2H++；
(2)①b电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的CO2得到电子转化为乙烯，溶液显酸性，因此阴极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；
②为了防止OH-与CO2反应，因此该装置中使用的是阳离子交换膜；
(3)电解时，由转变成的过程中S元素失去电子被氧化，该反应在阳极发生，电极反应式为-2e-+H2O=+3H+，生成的H+使阳极区域酸性增强，部分与H+反应生成SO2气体，阴极2H++2e-=H2↑，所以A是电解池的阴极，B是阳极。从阴极通入的NaHSO3的通过阴离子交换膜进入阳极，放电生成，使得阳极区域通入的稀硫酸转变成较浓的硫酸后导出，所以C导出的是较浓的硫酸；如果将阴离子交换膜改成阳离子交换膜，则离子不能进入阳极区域，则阳极区域OH-放电生成O2，即4OH--4e-=O2+2H2O；
(4)①Pt电极上O2转化为O2-，O元素化合价降低，发生还原反应；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为：NO+O2--2e-=NO2。
23．(1)NaCl
(2) 强氧化性 因为反应生成氢氧化铁胶体，能够吸附水中的悬浮杂质
(3)
(4) 得
【详解】（1）反应中，可由质量守恒定律确定X为NaCl；故答案为NaCl。
（2）高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有强氧化性，能杀菌、消毒；而能够除去水中悬浮物是因为反应生成氢氧化铁胶体，能够吸附水中的悬浮杂质；故答案为强氧化性；因为反应生成氢氧化铁胶体，能够吸附水中的悬浮杂质。
（3）根据在水溶液中的存在形态如图所示，pH=8时有和，加入KOH溶液，发生反应，离子方程式为：；故答案为。
（4）总反应式为，电池正极材料为；充电时电池正极得一电子，放电时电池的负极反应式为；故答案为；得；。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯进行水体修复的过程如图所示。H+、O2、NO等粒子的存在会影响水体修复效果，设单位时间内ZVI释放电子的物质的量为ne-，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne-。下列说法正确的是
A．增大单位体积水体中ZVI的投入量，可使ne-增大
B．反应①在负极反生，反应②③④在正极发生
C．单位时间内，三氯乙烯脱去a mol氯原子时ne-=a mol
D．反应④为＋10H+-8e-=＋3H2O
2．下列离子方程式书写正确的是
A．用小苏打治疗胃酸过多：CO+2H+=H2O+CO2↑
B．用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜：Al2O3+2OH-=Al3++H2O
C．过量铁粉与稀硝酸反应：Fe+NO+4H+=Fe2++NO↑+2H2O
D．电解CuSO4溶液的总反应(石墨作阳极、铁作阴极)，2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑
3．某科研小组利用如图所示装置完成乙炔转化为乙烯的同时为用电器供电。下列说法错误的是
A．电极a的电势高于电极b的电势
B．电极a的电极反应式为C2H2+2H2O+2e-=C2H4+2OH-
C．放电过程中正极区KOH溶液浓度保持不变，OH-从左室流向右室
D．电解足量CuSO4溶液，理论上消耗2.24L(标准状况)C2H2时，生成6.4gCu
4．锂—海水电池在海洋能源领域备受关注。下列说法错误的是
A．海水起电解质溶液的作用
B．锂为负极，发生的电极反应：
C．锂电极应与海水直接接触
D．正极反应式：
5．下列说法不正确的是
A．电解质溶液导电发生物理变化
B．电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料
C．石墨做电极电解后的CuSO4溶液可用复原，则电解时转移电子数为
D．工业上常用电解的方法制备Mg和Al
6．下列实验操作或装置能达到实验目的的是
A．图甲是过氧化钠和水反应制氧气 B．图乙是验证锌与硫酸铜反应过程中有电子转移
C．图丙是比较乙酸和碳酸的酸性 D．图丁是验证氧化性：Cl2＞Fe3+＞I2
7．下列说法不正确的是
A．化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的
B．化学反应既遵守质量守恒定律，也遵守能量守恒定律
C．化学能与电能的直接转化需要通过氧化还原反应在一定的装置中才能实现
D．原电池是将电能转化为化学能的装置，电解池是将化学能转化为电能的装置
8．铅蓄电池是重要的化学电源之一，其反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4PbSO4＋2H2O。下列说法中错误的是
A．充电时阴极为 PbSO4 变为 Pb，发生氧化反应
B．充电时 Pb 与电源负极相连
C．放电时正极增加 64 g，转移 2 mol 电子
D．阳极电极反应为：PbSO4－2e-＋2H2O ═ PbO2＋4H+＋SO42-
9．Science报道某电合成氨装置及阴极区含锂微粒转化过程如图。下列说法错误的是
A．阳极电极反应式为
B．阴极区生成氨的反应为
C．理论上，若电解液传导，最多生成标准状况下
D．乙醇浓度越高，电流效率越高(电流效率)
10．最近美国学者利用电化学方法成功实现了氮气和水生产氨，其装置如图所示：
下列说法错误的是
A．图中涉及的能量转化方式超过2种
B．a极电极反应式为
C．随着电解反应的进行，整个电解质溶液pH一定变小
D．a极区与b极区产生的气体的物质的量之比为4：3
11．下列叙述的化学用语中，正确的是
A．用石墨作电极电解AlCl3溶液： 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
B．在高温氧化锆的环境下，CO的燃料电池的负极反应：2CO+2O2--4e- =2CO2
C．硫化钠的水解方程式：S2- +2H2OH2S+2OH-
D．电解硫酸钠水溶液的阳极反应：2H++2e- =H2↑
12．某锂离子电池充电时的工作原理如图所示，LiCoO2中的Li+穿过聚内烯微孔薄膜向左迁移并嵌入石墨（C6表示）中。下列说法错误的是（ ）
A．充电时，阳极电极反应式为LiCoO2-xe-=xLi++Lil-xCoO2
B．放电时，该电池将化学能转化为电能
C．放电时，b端为负极，发生氧化反应
D．电池总反应为LixC6+Lil-xCoO2C6+LiCoO2
13．NaCl溶于水，溶解过程如图所示。下列说法不正确的是
A．a离子为Cl ，b离子为Na+
B．NaCl在水分子的作用下，Na+和Cl 之间的离子键断裂
C．通电后，NaCl发生电离
D．NaCl溶液导电的原因是溶液中有自由移动的离子
二、填空题
14．用上面的电池对下物质进行电解，其中a、b、c、d、e、f电极均为惰性电极，通电后，a极产生的气体明显多于b极，2分钟后，测得乙池的pH为12，则
（1）电源A极是 极．
（2）2分钟后，若将乙池恢复到电解前的状态，则应加入 ，加入的物质的量为 mol。
（3）丙池中发生反应的离子方程式为：
（4）丙装置上某极可析出固体 克，溶液的n（H+）为 ．
（5）电解n分钟后，硫酸铜正好消耗完，再将e、f电极反接电源，用同样的电流再电解n分钟，则丙溶液中的硫酸铜的物质的量浓度为 mol/L．（不考虑溶液体积变化）
15．蓄电池是一种反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应如下：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。
（1）此蓄电池在充电时，电池负极应与外加电源的 极连接，电极反应式为 。
（2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，电解以下溶液，开始阶段发生反应：
Cu＋2H2O===Cu(OH)2＋H2↑的有 。
A．稀硫酸 B．NaOH溶液
C．Na2SO4溶液 D．CuSO4溶液 E．NaCl溶液
（3）假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极)，工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0.36 g水，则：电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N，则金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝ (用含a、x的代数式表示)。
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池。已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－8e－＋4===5CO2＋2H2O，则正极的电极反应式为 。
16．如图所示(乙装置中X为阳离子交换膜，甲醚的结构简式为CH3OCH3)
根据要求回答下列相关问题：
(1)写出负极的电极反应： 。
(2)氢氧化钠主要在 (填“铁极”或“石墨极”)区生成。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，则粗铜的电极反应为： 、 。
(4)反应一段时间，硫酸铜溶液的浓度将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)若在标准状况下有2. 24 L氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为 。
(6)若将丙装置改成在标准状况下，用石墨作电极电解体积为2 L的CuSO4溶液，写出电解CuSO4溶液时的离子反应方程式 ； 当电解适当时间后断开电源，发现只需补充22.2 g固体Cu2 (OH) 2CO3即可使电解液恢复到原浓度与体积，则原CuSO4溶液的浓度是 mol/L；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，该如何改动，请用简要的语言叙述： 。
(7)若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则试写出乙池中发生的总反应： 。
17．铁是目前人类使用量最大的金属，它能形成多种化合物。
(1)取5．6g的生铁与足量的稀硫酸混合反应，无论怎样进行实验，最终收集了的气体体积均小于2．24L（标准状况），最主要的原因是 ，所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色，试用离子方程式解释这一变化的原因 。
(2)ZnFe2Ox是一种新型纳米材料，可将工业废气中的某些元素转化为游离态，制取纳米ZnFe2Ox和用于除去废气的转化关系如：ZnFe2O4ZnFe2O2。
若上述转化反应巾消耗的n(ZnFe2O4):n()=2:1，x的值为 。请写出ZnFe2Ox与NO2反应的化学方程式 (x用前一问求出的具体值）。
(3)LiFePO4(难溶干水)材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一。
①以FePO4（难溶于水）、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4,，该反应还生成一
种可燃性气体，则反应方程式为 ．
②磷酸铁锂动力电池有几种类型，其中一种（中间是锂离子聚合物的隔膜，它把正极与负桩隔开）工作原理为FePO4+LiLiFePO4。则放电时正极上的电极反应式为 ．
(4)已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=4.0，此温度下若在实验室中配制5mol/L100mLFeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入 ml，2mol/L。的盐酸（忽略加入盐酸体积）。
18．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子的离子如下表所示：
阳离子 Na+、K+、Cu2+、
阴离子 、OH-，
在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：
(1)b电极上的电极反应式为： ；
(2)计算电极e上生成的气体在标况下的体积为 ；
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式： ；
(4)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的浓度，需要向丙烧杯中加入 (填加入物质的名称和质量)。
(5)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池放电产生的MnOOH。电池反应的离子方程式为： ；维持电流强度为0.5A，电池工作5min，理论上消耗锌 g(已知F=96500C·mol-1)。
19．新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。
回答下列问题：
(1)甲烷燃料电池正极的电极反应为 、负极的电极反应 。
(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是 ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为 。
20．电化学技术在处理污染气体领域的应用广泛。
(1)利用反应构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，又能提供电能，装置如图所示。
①A电极的电极反应式为 。
②下列关于该电池的说法正确的是 。
A．电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜
C．电池工作一段时间，溶液的不变
D．当有被处理时，转移电子物质的量为
(2)以含废气为原料，用电化学方法制取硫酸。装置如图。
写出负极电极反应式 。若发电厂利用上述装置处理含废气，电池输出电压为，每天处理废气约为(标准状况)，废气中体积分数为2.24％。则该电池每天提供 电能。(的电量为)
21．2018年是哈伯因发明用氮气和氢气合成氨的方法而获得诺贝尔奖100周年。和生成的反应为，在Fe的催化作用下的反应历程如下（*表示吸附态）
化学吸附：；。
表面反应：；。
脱附：。
其中，的吸附分解反应活化能高、反应速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答下列问题：
（1）有利于提高合成氨平衡产率的条件有 。
A．低温 B．高温 C．低压
D．高压 E催化剂
（2）实际生产中，常用铁触媒作催化剂，控制温度为773K左右，压强为左右，原料气中和物质的量之比为1:2.8。分析说明原料气中过量的两个理由 、 。
（3）关于合成氨工艺的下列理解，正确的是 。
A．合成氨反应在不同温度下的和都小于零
B．当温度压强一定时，在原料气（和的比例不变）中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
C．易液化，不断将液氨移去，有利于反应正向进行
D．分离空气可得通过天然气和水蒸气转化可得原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和发生安全事故
22．电化学在工业生产中有重要作用
(1)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。
①a表示 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示 。
②阳极的电极反应式为 。
(2)用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如下图所示。
①b电极上的电极反应式为 ；
②该装置中使用的是 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(3)通过下图所示电解装置可将生成的NaHSO3转化为硫酸，电极材料皆为石墨。则C为 (填物质名称)。若将阴离子交换膜换成阳子交换膜，写出阳极区域发生的电极反应 。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式： 。
23．高铁酸钠的化学式为Na2FeO4，按要求回答下列问题：
(1)高铁酸钠主要通过如下反应制取：，则X的化学式为 。
(2)高铁酸钠是一种新型净水剂，在水中可以发生如下反应：。由此看来，高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有 性，而能够除去水中悬浮物是因为 。
(3)在水溶液中的存在形态如图所示。向pH=8的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为 。
(4)高铁电池是一种新型可充电电池，电解池为碱溶液，其反应式为则电池正极材料是 ，充电时电池正极 （填“得”“失”）电子，放电时电池的负极反应式为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A．增大单位体积水体中小微粒ZVI的投入量，可以增大小微粒ZVI和正极的接触面积，加快ZVI释放电子的速率，可使ne增大，A正确；
B．由修复过程示意图中反应前后元素化合价变化可知，反应①②③④均为化合价降低得电子的反应，所以应在正极发生，B错误；
C．三氯乙烯C2HCl3中C原子化合价为+1价，乙烯中C原子化合价为-2价，1 mol C2HCl3转化为1 mol C2H4时，得到6 mol电子，脱去3 mol氯原子，所以脱去a mol Cl时ne-=2a mol，C错误；
D．由示意图可知发了如下转化：→，由于生成物中有，所以只能用H+和H2O来配平该反应，得到电子，发生还原反应，所以④的电极反应式为：+10H++8e-=+3H2O，D错误；
故合理选项是A。
2．D
【详解】A．NaHCO3和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳、水，治疗胃酸过多的离子方程式为HCO3- +H+ =H2O+CO2↑，故A错误；
B．氢氧化钠与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-= 2AlO2-+H2O，故B错误；
C．过量的铁粉与硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮、水，反应的离子方程式是3Fe+2NO +8H+ =3Fe2+ +2NO↑+4H2O， 故C错误；
D．电解CuSO4溶液(石墨作阳极、铁作阴极)，在阳极上水电离产生的OH-失去电子变为O2逸出；在阴极上Cu2+得到电子被还原产生Cu单质，电解方程式为2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ ，故D正确；
选D。
3．C
【分析】由图可知乙炔转化为乙烯，发生还原反应，则a电极为正极、b电极为负极；
【详解】A．正极电势高于负极，故电极a的电势高于电极b的电势，A正确；
B．电极a上乙炔得到电子发生还原反应生成乙烯，电极反应式为C2H2+2H2O+2e-=C2H4+2OH-，B正确；
C．放电过程中正极反应为C2H2+2H2O+2e-=C2H4+2OH-，正极区生成的氢氧根离子通过阴离子交换膜进入右侧，但是反应中消耗水，使得氢氧化钾浓度变大，C错误；
D．电解足量CuSO4溶液，理论上消耗2.24L(标准状况为0.1mol)C2H2时，根据电子守恒可知，C2H2~2e-~Cu，则生成0.1mol铜，即生成6.4gCu，D正确；
故选C。
4．C
【详解】A．海水中含有多种盐，起电解质溶液的作用，故A正确；
B．Li是活泼金属易失电子发生氧化反应，锂为负极，发生的电极反应：，故B正确；
C．锂活泼金属能与水反应，锂电极不应与海水直接接触，故C错误；
D．正极得电子发生还原反应，正极反应式：，故D正确；
选C。
5．A
【详解】A．电解质溶液导电发生化学变化，A错误；
B．电解精炼铜时，阳极泥可以作为提炼贵重金属的原料，B正确；
C．石墨做电极电解后的CuSO4溶液可用 复原，说明有水参与电解反应，则电解时转移电子数为 ，C正确；
D．Mg和Al是活泼金属，常用电解法制备，D正确；
答案选A。
6．B
【详解】A．过氧化钠为粉末，与水接触后不能分离，不能利用开关控制反应，故A错误；
B．锌和铜的活泼性不同，Zn做负极，Cu做正极，构成原电池，可通过电流计的指针偏转来证明反应过程中有电子转移，故B正确；
C．乙酸具有挥发性，生成的CO2中含有CH3COOH，CH3COOH能和二氧化碳与石灰水反应生成的CaCO3反应，无沉淀产生，不能比较乙酸和碳酸的酸性，故C错误；
D．浓盐酸与漂白粉制备氯气，氯气与氯化亚铁反应，氯化铁、氯气均可氧化KI，则图中装置不能比较Fe3+、I2的氧化性，故D错误；
故选：B。
7．D
【详解】A．化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，物质变化引起了能量变化，故A正确；
B．质量守恒定律和能量守恒定律是自然界基本规律，化学反应也要遵守质量守恒定律和能量守恒定律，故B正确；
C．化学能与电能的直接转化需要有电子转移，所以需要通过氧化还原反应在一定的装置中才能实现，化学能转化为电能在原电池中实现，电能转化为化学能需要在电解池中实现，故C正确；
D．原电池是将化学能转化为电能的装置，电解池是将电能转化为化学能的装置，故D错误；
故选D。
8．A
【分析】根据总反应Pb＋PbO2＋2H2SO4PbSO4＋2H2O可知，放电时，为原电池，Pb在负极发生氧化反应，PbO2在正极发生还原反应；充电时为电解池，阳极发生氧化反应，PbSO4被氧化为PbO2，阴极发生还原反应，PbSO4被还原为Pb；据此进行分析。
【详解】A. 充电时阴极为 PbSO4 变为 Pb，发生还原反应，A错误；
B. 充电时 Pb 极发生还原反应，做阴极，应与电源负极相连，B正确；
C. 放电时，正极反应为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4＋2H2O，正极质量增加可以看作为SO2质量，所以正极增加 64 g SO2，物质的量为1mol，转移 2 mol 电子，C正确；
D. 阳极发生氧化反应，PbSO4被氧化为PbO2，失电子，电极反应式书写正确，D正确；
综上所述，本题选A。
9．D
【分析】由图可知，通入氢气的一极为阳极，阳极电极反应式为：，通入氮气的一极为阴极，阴极的电极反应式为：。
【详解】A．阳极发生失电子的氧化反应，由图可知，阳极电极反应式为：，A项正确；
B．由图可知，阴极区氮气得电子，并结合锂离子先转化为，后与反应生成了氨气，即生成氨的反应为，B项正确；
C．和羟基中的H均来自电解液传导的氢离子，理论上，若电解液传导，根据生成氨的反应：可知，最多生成1mol，标准状况下为，C项正确；
D．由电池总反应：可知，乙醇属于中间产物，乙醇浓度增大，电流效率无明显变化，D项错误；
答案选D。
10．C
【分析】该装置为电解池，a极上氮气转化为氨气，发生还原反应，a极为阴极，b极上水转化为氧气，发生氧化反应，为阳极，据此分析判断。
【详解】A．图中能量转化方式有风能转化为电能、太阳能转化为电能、化学能转化为电能等，所以能量转化方式超过2种，故A正确；
B．a极为阴极，氮气得电子发生还原反应，电极反应式为：N2+6H++6e-═2NH3，故B正确；
C．阳极的反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，根据得失电子守恒，阳极产生的与阴极消耗的数目相等，忽略溶液体积的变化，电解质溶液的pH不变，故C错误；
D．电解总反应为，3O2～4NH3，所以a极区与b极区产生的气体的物质的量之比为4∶3，故D正确；
故选C。
11．B
【详解】A．用石墨作电极电解AlCl3溶液生成Al(OH)3沉淀，2Al++6Cl-+6H2O3Cl2↑+3H2↑+2Al(OH)3↓，故A错误；
B． 在高温氧化锆的环境下，CO的燃料电池的负极反应2CO+2O2--4e-=2CO2，故B正确；
C． 硫化钠的水解分两步进行，而且第一步水解程度大于第二步水解，水解离子方程式：S2-+H2OHS-+OH－，HS-+H2OH2S+OH－，故C错误；
D． 阳极发生氧化反应，电解硫酸钠水溶液就是电解水，阳极反应：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，故D错误。
故答案为B。
12．C
【分析】充电时相当于电解池，电解池在工作时，阳离子移向阴极，因此石墨极是阴极，含钴的是阳极，据此来分析各选项即可。
【详解】A.充电时，阳离子（）从阳极脱嵌，穿过薄膜进入阴极，嵌入石墨中，A项正确；
B.放电时相当于原电池，原电池是一类将化学能转化为电能的装置，B项正确；
C.根据分析，b为电源正极，发生还原反应，C项错误；
D.根据分析，整个锂电池相当于在正极和负极之间不断嵌入-脱嵌的过程，D项正确；
答案选C。
【点睛】锂电池正极一般选用过渡金属化合物来制作，例如本题中的钴，过渡金属一般具有多种可变的化合价，方便的嵌入和脱嵌（嵌入时，过渡金属化合价降低，脱嵌时，过渡金属化合价升高，因此无论嵌入还是脱嵌，正极材料整体仍然显电中性）。
13．C
【详解】A．因为Cl-的离子半径比Na+的半径小，所以a离子为Cl ，b离子为Na+，故A正确；
B．NaCl在水分子的作用下离解成自由移动的Na+和Cl ，使得Na+和Cl 之间的离子键断裂，故B正确；
C．通电后，NaCl溶液发生电解生成氯气、氢气和氢氧化钠，故C错误；
D．NaCl溶液导电的原因是在水分子的作用下离解成自由移动的Na+和Cl ，在电流的作用下，发生定向移动，故D正确；
故答案：C。
14． 负 HCl 2.0×10﹣3 2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑ 0.064 2.0×10﹣3 mol D
【详解】（1）甲池用惰性电极电解稀硫酸溶液，阴极H+放电生成H2，阳极OH－放电生成O2，所以实际上是电解水，H2的体积大于O2，而a极产生的气体明显多于b极，说明a是H+放电，a为阴极，则相连的A极是负极，故答案为负；
（2）乙池为惰性电极电解饱和NaCl溶液，c极是阴极，电极反应为2H2O+2e－=H2↑+2OH－，d是阳极，电极反应为2Cl――2e－=Cl2↑，根据电子守恒可知H2和Cl2物质的量相等，所以若将乙池恢复到电解前的状态，则应通入HCl气体。2分钟后，测得乙池的pH为12，所以c(OH－)=10-2mol/L，溶液体积为200mL，则n(OH－)= 2×10-3mol。根据关系式2e－~1H2~2OH－~ Cl2，可知整个电路转移电子2×10-3mol，n(H2)=n(Cl2)=1×10-3mol，根据原子守恒，若要恢复溶液，应通入2×10-3molHCl。
故答案为HCl；2.0×10﹣3；
（3）丙池为惰性电极电解硫酸铜溶液，e为阴极，Cu2+放电生成Cu；f为阳极，水电离出的OH－放电生成O2，电解池反应为：2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑。
故答案为2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑；
（4）根据上述分析，2分钟后，整个电路转移电子2×10-3mol。由阴极反应Cu2++ 2e－=Cu，可知，阴极析出Cu的物质的量为1×10-3mol，质量为0.064g；由阳极反应2H2O－4e－=O2↑+4H+，可知，生成H+的物质的量为2×10-3mol。
故答案为0.064；2.0×10﹣3 mol；
（5）电解n分钟后，硫酸铜正好消耗完，Cu在e电极完全析出。再将e、f电极反接电源，e电极变为阳极，f电极变为阴极。用同样的电流再电解n分钟，说明转移电子的物质的量与前n分钟相等。e电极Cu单质完全放电，生成Cu2+，而溶液体积不变，说明硫酸铜的物质的量浓度与原来相同，即0.1mol/L，故答案为0.1。
点睛：本题为电化学知识的综合应用，做题时要注意根据电极反应现象判断出电解池的阴阳极，进而判断出电源的正负极。要注意三个电解池为串联电路，各电极上得失电子的数目相等。做题时要正确写出电极方程式，准确判断两极上离子的放电顺序。
15． 负 Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－ B、C、E 50ax O2＋2CO2＋4e－===2CO32- (或2O2＋4CO2＋8e－===4 CO32-)
【详解】（1）此蓄电池在充电时，电池阴极应与外加电源的负极连接，发生氢氧化亚铁得电子的还原反应，其电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－。
（2）以铜为电极，用此蓄电池作电源，则阳极铜失去电子，根据总电极方程式可知阴极是氢离子得到电子，铜离子与氢氧根结合生成氢氧化铜沉淀，稀硫酸溶液显酸性，不能生成氢氧化铜，A错误；氢氧化钠溶液显碱性，阴极氢离子放电，可以产生氢氧化铜，B正确；铜电极电解硫酸钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水的电离平衡，产生氢氧化铜，C正确；铜电极电解硫酸铜溶液，开始阴极铜离子放电，D错误；铜电极电解氯化钠溶液，阴极氢离子放电，破坏水的电离平衡，产生氢氧化铜，E正确。答案选B、C、E；
（3）假如用此蓄电池电解以下溶液(电解池两极均为惰性电极)，工作一段时间后，蓄电池内部消耗了0.36 g水，即0.02 mol水，根据方程式可知反应中转移0.02 mol电子。电解足量N(NO3)x溶液时某一电极析出了a g金属N，则根据电子得失守恒可知，金属N的相对原子质量R的计算公式为R＝＝50ax。
（4）已知该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4－8e－＋4===5CO2＋2H2O，则正极是氧气得到电子，根据负极反应式可知，正极电极反应式为2O2＋4CO2＋8e－===4。
【点睛】本题考查原电池原理的应用，在进行电化学的有关计算时，必须准确判断出电极产物，这主要是依据离子的放电顺序进行判断。最后还需要通过电子的得失守恒进行计算。
16． CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O 铁极 Zn-2e-=Zn2+ Cu-2e-=Cu2+ 减小 12.8 g 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 0.1 将粗铜改成纯铜，将纯铜改成镀件 NaCl+H2ONaClO+H2↑
【详解】(1)甲装置为燃料电池，是将化学能转变为电能的装置，属于原电池，投放燃料的电极是负极，负极上甲醚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: CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O ；
(2)乙装置为电解饱和NaCl溶液的装置，铁电极连接原电池的负极，为电解池的阴极，石墨为阳极。阳极上Cl-放电生成Cl2，阴极上H+放电，导致阴极附近OH-浓度大于H+浓度，溶液呈碱性，所以乙装置中生成NaOH主要在铁电极区；
(3)如果粗铜中含有锌、 银等杂质，阳极上不仅铜，还有锌会失电子进入溶液，银则沉淀在阳极底部形成阳极泥，阴极上Cu2+得到电子析出Cu单质；阳极电极方程式分别为：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；
(4)对于丙装置，由(3)阳极电极方程式分别为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+，阴极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu，根据转移电子数相等可知：阳极上溶解的铜的质量小于阴极上析出的铜的质量，所以丙装置中反应一段时间后，CuSO4溶液浓度将减小；
(5)2.24 L标准状况下的O2的物质的量是n(O2)==0.1 mol。根据串联电池中转移电子数相等，可得O2和Cu的关系式为：O2～2Cu，则生成铜的质量是m(Cu)=0.1 mol×2×64 g/mol=12.8 g；
(6)用石墨作电极电解体积为2 L的CuSO4溶液生成Cu、O2和H2SO4，离子方程式为： 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；补充22.2 g Cu2(OH)2CO3，其物质的量n==0.1 mol，即可使电解液恢复原浓度与体积，根据铜元素守恒可知：n(CuSO4)=0.2 mol，则原溶液CuSO4的浓度是c(CuSO4)==0.1 mol/L；若将丙设计成在镀件上镀铜的装置，则铜作阳极，镀件作阴极，所以将阳极粗铜改成纯铜，将阴极纯铜改成镀件即可；
(7)若将乙中的交换膜去掉，发现只有H2逸出，则生成的Cl2与NaOH会继续反应生成NaCl和NaClO，反应的总反应方程式为：NaCl+H2ONaClO+H2↑。
17．(1) 生铁中含有碳等杂质 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(2) 3.5 2NO2+8ZnFe2O3.5=N2+8ZnFe2O4
(3) 2FePO4+Li2CO3+2C2LiFePO4+3CO↑ FePO4+Li++e-=LiFePO4
(4)2.5
【详解】（1）生铁中含有碳元素等物质，故5.6克铁物质的量少于0.1摩尔，生成的氢气的体积少于2.24升（标准状况）。变黄色说明有铁离子生成，是由亚铁离子被氧气氧化所导致的4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。
（2）依化合价规则及锌氧元素的价态可求出铁的化合价为x=1；当反应中n(ZnFe2O4)：n(H2)=2：1时，依得失电子守恒原理可求出铁的价态为升高了0.5价，由此可求出x=3.5，反应方程式为2NO2+8ZnFe2O3.5=N2+8ZnFe2O4。
（3）可燃性气体是一氧化碳，反应过程中铁元素有+3价降低到+2价，碳酸锂中碳的化合价从+4价降低到+2价，由此可写出对应的反应式：FePO4+Li2CO3+CLiFePO4+CO↑；
放电时正极发生得电子的还原反应，充电时阳离子由阳极区移向阴极区，故正极反应式为FePO4+Li++e-=LiFePO4。
（4）若不出现浑浊现象，则c(Fe3+)×c3(OH-)≤Ksp[Fe(OH)3]，代入有关数据后可求出c(OH-)≤2×10-13mol/L，c(H+)≥0.05mol/L，故至少要加入2.5毫升相应浓度的盐酸。
18． 4OH--4e-=O2↑+2H2O 5.6L 2Cu2++2H2O2Cu+ O2↑+4H+ 水，4.5g Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH 0.05
【分析】根据电解时溶液pH的变化及乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g，铜离子与氢氧根离子不能共存，可知溶液乙为硫酸铜溶液；溶液甲溶液显碱性，含有氢氧根离子；溶液丙为中性，含有硫酸根离子。乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g，溶液中铜离子得电子生成单质铜，则c电极为阴极，则M为负极。
【详解】(1)分析可知，溶液甲为碱性溶液，b电极为阳极，溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气和水，电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O；
(2)溶液丙为中性溶液，电解时产生氢气和氧气，乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g，转移电子的物质的量为×2=0.5mol，e电极为阴极，生成的气体为氢气，物质的量为0.25mol，标况下的体积为5.6L；
(3)乙烧杯中的电解质为硫酸铜，阴极上铜离子得电子生成单质铜，而阳极上水失电子生成氧气和氢离子，总反应式为2Cu2++2H2O2Cu+ O2↑+4H+；
(4)根据第（2）问可知，丙烧杯中实质为电解水，生成0.25mol氢气时消耗水的物质的量为0.25mol，则水的质量为18g/mol×0.25mol=4.5g，则要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的浓度，需要向丙烧杯中加入4.5g的水；
(5)Zn失电子生成锌离子，MnO2得电子与氢离子反应生成MnOOH，池反应的离子方程式为Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH；维持电流强度为0.5A，电池工作5min，Q=It=0.5A×300s=150C，m(Zn)=×0.5×65g/mol=0.052g。
19． )2O2+4H2O+8e－=8OH－ CH4＋10OH－－8e－=＋7H2O H2 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
【详解】(1)甲烷燃料电池正极通入氧气，溶液显碱性，则正极的电极反应为2O2+4H2O+8e－＝8OH－、负极失去电子，通入甲烷，电极反应为CH4＋10OH－－8e－＝＋7H2O；
(2)b电极与燃料电池的负极相连，作阴极，溶液中氢离子放电，b电极上得到的是H2，电解氯化钠溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
20．(1) B
(2) 804
【详解】（1）①根据总反应知NH3中N元素从-3价升高到0价，失去电子，因此A电极为负极，电极反应式为：。
②A．电极A为负极，电子从左侧电极经负载流向右侧电极，A错误；
B．B极为正极，电极反应式为，而负极则消耗，为使电池持续供电，正极生成的必须通过离子交换膜转移到负极区，故选用阴离子交换膜，B正确；
C．根据总反应知，反应生成水，会稀释电解质溶液，因此溶液pH会改变，C错误；
D．利用摩尔体积计算时，必须指明温度与压强，D错误；
故选B。
（2）以制取，S元素化合价升高，失去电子，因此A电极为负极，电极反应式为：，依题意，每天处理的体积为（标准状况），转移电子的总电量为，根据电能公式、电流公式，该电池每天提供的电能为：，按转换后得：。
21． AD 原料气中相对易得，适度过量有利于提高的转化率 的吸附分解是决定反应速率的步骤，适度过量有利于提高整体反应速率 ACD
【分析】分析过程可知空气中含大量氮气，增加氮气量可以提高氢气的转化率，反应历程中N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤。
【详解】①N2（g）+H2（g）NH3（g）△H（298 K）=-46.2kJ mol-1是气体体积减小的放热反应，据此分析解题：
A．低温有利于平衡正向进行，提高氨气产率，A正确；
B．高温平衡逆向进行，不利于提高氨气产率，B错误；
C．低压平衡逆向进行，不利于提高氨气产率，C错误；
D．高压平衡正向进行，利于提高氨气产率，D正确；
E．催化剂只改变反应速率，不改变化学平衡，不能提高产率，E错误；
故答案为：AD；
②原料中N2和H2物质的量之比为1：2.8，原料气中N2过量的两个理由：原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率，故答案为：原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率；
③A．N2（g）+H2（g）NH3（g）△H（298K）=-46.2kJ mol-1是气体体积减小的放热反应，合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零，A正确；
B．当温度、压强一定时，在原料气（N2和H2的比例不变）中添加少量惰性气体，总压增大，分压不变，平衡不变，不能提高平衡转化率，B错误；
C．NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行，C正确；
D．合成氨的反应在合成塔中发生，原料气中的N2是从空气中分离得来，先将空气液化，再蒸馏得N2，甲烷与水在高温催化剂条件下生成CO和H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和发生安全事故，D正确；
故答案为：ACD。
22． 阳 NaOH溶液 -2e-+H2O=2H++ 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 阳 较浓的硫酸溶液 4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+ 还原 NO＋O2--2e-=NO2
【详解】(1)①从C为硫酸可知，硫酸根来源于亚硫酸根放电。故b为阴离子交换膜，a为阳离子交换膜，在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子，故A为氢氧化钠，E为氢气；
②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根，反应的离子方程式为-2e-+H2O=2H++；
(2)①b电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的CO2得到电子转化为乙烯，溶液显酸性，因此阴极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O；
②为了防止OH-与CO2反应，因此该装置中使用的是阳离子交换膜；
(3)电解时，由转变成的过程中S元素失去电子被氧化，该反应在阳极发生，电极反应式为-2e-+H2O=+3H+，生成的H+使阳极区域酸性增强，部分与H+反应生成SO2气体，阴极2H++2e-=H2↑，所以A是电解池的阴极，B是阳极。从阴极通入的NaHSO3的通过阴离子交换膜进入阳极，放电生成，使得阳极区域通入的稀硫酸转变成较浓的硫酸后导出，所以C导出的是较浓的硫酸；如果将阴离子交换膜改成阳离子交换膜，则离子不能进入阳极区域，则阳极区域OH-放电生成O2，即4OH--4e-=O2+2H2O；
(4)①Pt电极上O2转化为O2-，O元素化合价降低，发生还原反应；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为：NO+O2--2e-=NO2。
23．(1)NaCl
(2) 强氧化性 因为反应生成氢氧化铁胶体，能够吸附水中的悬浮杂质
(3)
(4) 得
【详解】（1）反应中，可由质量守恒定律确定X为NaCl；故答案为NaCl。
（2）高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有强氧化性，能杀菌、消毒；而能够除去水中悬浮物是因为反应生成氢氧化铁胶体，能够吸附水中的悬浮杂质；故答案为强氧化性；因为反应生成氢氧化铁胶体，能够吸附水中的悬浮杂质。
（3）根据在水溶液中的存在形态如图所示，pH=8时有和，加入KOH溶液，发生反应，离子方程式为：；故答案为。
（4）总反应式为，电池正极材料为；充电时电池正极得一电子，放电时电池的负极反应式为；故答案为；得；。
答案第1页，共2页
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